Page 1
บทที่ 8 ฟลิปฟลอป
ฟลิปฟลอป เปนวงจรดจิิตอลอยางหนึ่งทีม่ีหนาที่เปล่ียนสถานะทางเอาตพุตเปน 2 เอาตพุตซ่ึงทั้งสองจะมีสถานะตรงกนัขามกัน เชน ถาเอาตพุต1 มีคาเปน “1” เอาตพุต 2 จะมคีาเปน “0” ในทํานองเดียวกนัถาเอาตพุต1 มีคาเปน “0” เอาตพุต 2 จะมคีาเปน “1” ฟลิปฟลอปแบงออกเปน 2 ชนิดใหญๆ ไดแก ไดเรกฟลิปฟลอป (Direct Flip-Flop) และ ทริกเกอรริงฟลิปฟลอบ (Triggering Flip-Flop) ไดเรกฟลิปฟลอป ไดเรกฟลิปฟลอป เปน Flip-Flop ที่สามารถทํางานไดทนัทีเมื่อ มีขอมูลดาตา 1 และดาตา 2 เอาตพุตทั้งสองจะเปลี่ยนสถานะไปตามคณุลักษณะของฟลิปฟลอปแตละประเภท ฟลิปฟลอปที่รูจักกันดีมีหลายชนิดไดแก RS- Flip-Flop , D- Flip-Flop , T- Flip-Flop และ J-K Flip-Flop เปนตน
ภาพที่ 8.1 ลักษณะแผนผังของฟลิปฟลอป
อารเอสแลตช (R.S. Latch) แบงออกไดเปน 2 ชนิด ไดแก นอรแลตช (Nor Latch) และแนนดแลตช (Nand Latch)
1. นอรแลตช ภาพที่ 8.2 วงจรของนอรแลตช
Page 2
172
ตารางที่ 8.1 ตารางการทํางานนอรแลตชฟลิปฟลอป
อินพุต เอาตพุต เอาตพุต เดิม R S Q 0 1 0 0 0
1 1 0
0 1 0 1 1
1 0 0
0 1
1 0 0 0
1 1
0 1 1 1 0
0 0 0
Q
จากตารางที่ 8.1 การทํางานของนอรแลตชฟลิปฟลอป สามารถอธิบายไดดังนี ้ 1. เมื่อปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “0” ใหกับขา R และขา S นอรแลตชฟลิปฟลอปจะทํางานในสภาวะของการเกบ็ขอมูลเดิม แปลวา ถาอินพุตเดิมเปน “1” เอาตพุตใหมกจ็ะใหคา “1” แตถาอินพุตเดิมเปน “0” เอาตพุตใหมก็จะใหมีคาเปน “0” ซ่ึงเรียกวาสภาวะการเก็บขอมูล 2. เมื่อปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “0” ใหกับขา R และปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “1” ใหกับขา S นอรแลตชฟลิปฟลอปจะทํางานในสภาวะของการเซตคาเอาตพุตใหมีคาเปน “1” แปลวา ถาอินพุตเดิมเปน “1” เอาตพุตใหมก็จะใหคา “1” ดังเดิม แตถาอนิพุตเดิมเปน “0” เอาตพุตใหมกจ็ะถูกเซตใหมคีาเปน “1” ซ่ึงเรียกวาสภาวะการเซต
3. เมื่อปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “1” ใหกับขา R และปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “0” ใหกับขา S นอรแลตชฟลิปฟลอปจะทํางานในสภาวะของการรีเซตคาเอาตพุตใหมีคาเปน “0” แปลวา ถาอินพุตเดิมเปน “1” เอาตพุตใหมกจ็ะใหคา “0” แตถาอนิพุตเดิมเปน “0” เอาตพุตใหมมีคาเปน “0” ดงัเดิมซึ่งเรียกวาสภาวะการรีเซต
4. เมื่อปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “1” ใหกับขา R และขา S นอรแลตชฟลิปฟลอปจะทํางานแลวใหคาเอาตพุตออกมาเปน “0” และเอาตพุตตรงกันขาม ( Q ) มีคาเปน “0” ดวยซ่ึงเปนสภาวะทีไ่มนําไปใชงาน
Page 3
173
ตารางที่ 8.2 ตารางการทํางานที่สมบูรณของนอรแลตช
R S Q Q 0 0 1 1
0 1 0 1
QN
1 0 0
Q N
0 1 0 ม
2. แนนดแลตช
ภาพที่ 8.3 วงจรแนนดแลตชฟลิปฟ ตารางที่ 8.3 ตารางการทํางานของแ
Store (เก็บขอมูลเดิม) Set Reset หามใช เพราะวาเอาตพุตไมเปนตรงกันขา
ลอป
นนดแลตช
อินพุต เอาตพุต เอาตพุต เดิม R S Q Q 0 1
0 0 1 1
1 1
0 1
0 1 1 1
0 0
0 1 1 0 0
0 1 1
0 1 1 1 0
1 1 0
Page 4
174
จากตารางที่ 8.3 การทํางานของแนนดแลตชฟลิปฟลอป สามารถอธิบายไดดังนี ้1. เมื่อปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “0” ใหกับขา R และขา S แนนดแลตชฟลิปฟลอป
จะทํางานแลวใหคาเอาตพุตออกมาเปน “1” และเอาตพตุตรงกันขาม ( Q ) มีคาเปน “1” ดวยซ่ึงเปนสภาวะทีไ่มนําไปใชงาน 2. เมื่อปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “0” ใหกับขา R และปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “1” ใหกับขา S แนนดแลตชฟลิปฟลอปจะทํางานในสภาวะของการเซตคาเอาตพุตใหมีคาเปน “1” แปลวา ถาอินพุตเดมิเปน “1” เอาตพุตใหมก็จะใหคา “1” ดังเดิม แตถาอินพตุเดิมเปน “0” เอาตพุตใหมกจ็ะถูกเซตใหมคีาเปน “1” ซ่ึงเรียกวาสภาวะการเซต
3. เมื่อปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “1” ใหกับขา R และปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “0” ใหกับขา S แนนดแลตชฟลิปฟลอปจะทํางานในสภาวะของการรีเซตคาเอาตพุตใหมีคาเปน “0” แปลวา ถาอินพุตเดมิเปน “1” เอาตพุตใหมก็จะใหคา “0” แตถาอินพุตเดิมเปน “0” เอาตพุตใหมมีคาเปน “0” ดงัเดิมซึ่งเรียกวาสภาวะการรีเซต 4. เมื่อปอนสัญญาณอินพุตที่เปนลอจิก “1” ใหกับขา R และขา S แนนดแลตชฟลิปฟลอปจะทํางานในสภาวะของการเก็บขอมูลเดิม แปลวา ถาอินพุตเดิมเปน “1” เอาตพุตใหมก็จะใหคา “1” แตถาอินพุตเดมิเปน “0” เอาตพุตใหมก็จะใหมีคาเปน “0” ซ่ึงเรียกวาสภาวะการเก็บขอมูล
ตารางที่ 8.4 ตารางการทํางานที่สมบูรณของแนนดแลตชฟลิปฟลอป
R S Q Q 0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 0
QN
1 0 1
Q N
ไดเรกฟลิปฟลอปแบบแนนหามใชมีลอจกิ “1” ซ่ึงดีกวาแบบนขอมูลช่ัวคราว หรือ ใชทําเปนวงจ
ไดเรกฟลิปฟลอปไดมีการบางวงจร เชน วงจรที่ใชสวติชตางกระเพื่อมของสัญญาณ ดังนั้นตอสัญญาณรูปสี่เหล่ียมที่แนนอน
หามใช เพราะเอาตพุตไมตรงขาม Set Reset Store (เก็บขอมูลเดิม)
ดแลตชจะนยิมใชมากกวาแบบนอรแลตช เพราะวาเอาตพตุที่อรแลตช ประโยชนของไดเรกฟลปิฟลอปมีดังนีค้ือ ใชเปนทีพ่ักรสวิตชเพื่อแกการกระเพื่อมของสัญญาณสี่เหล่ียม เปนตน นําไปใชประโยชนอยางมาก โดยเฉพาะแนนดแลตชเพราะในๆ มาทําเปนสัญญาณรูปสี่เหล่ียม ปญหาที่ตามมาคือจะเกดิการงแกโดยการใชแนนดแลตชตอเขาไป เพื่อใหเอาตพุตที่ไดเปน
Page 5
175
ทริกเกอรริ่งฟลิปฟลอป ทริกเกอรร่ิงฟลิปฟลอป เปนฟลิปฟลอปที่จะทํางานไดก็ตอเมื่อปอนสัญญาณอินพุตใหทั้ง 2 ขาง แลวจะตองจายสัญญาณนาฬิกาเพื่อกระตุนใหฟลิปฟลอปเริ่มทํางาน การนําสัญญาณนาฬกิามากระตุนใหฟลิปฟลอปใหทํางานมี 2 วิธีเชน การนําเอาสัญญาณทริกลอจิก “0” และลอจิก “1” มากระตุนใหฟลิปฟลอปใหทํางาน สวนใหญจะใชสัญญาณรูปสี่เหล่ียม เพราะวามีลอจิก “0” และลอจิก “1” ที่แนนอน ทริกเกอรร่ิงฟลิปฟลอป แบงออกไดถึง 5 ชนิด ไดแก R-S ฟลิปฟลอป ( R-S Flip-Flop ) T ฟลิปฟลอป ( T Flip-Flop ) D ฟลิปฟลอป ( D Flip-Flop) และ J-K ฟลิปฟลอป ( J-K Flip-Flop )
สัญญาณทริกเกอรหรือสัญญาณคล็อค (Trigger Pulse หรือ Clock Pulse )
ภาพที่ 8.4 ลักษณะสัญญาณทริกเกอรฟลิปฟลอป ขอบขาขึ้น ภาพที่ 8.5 ลักษณะสัญญาณทริกเกอรฟลิปฟลอป ขอบขาลง
สัญญาณทริกเกอรฟลิปฟลอปขอบขาขึ้น หมายความวาเปนสัญญาณทริกเกอรทีใ่หฟลิปฟลอปทํางานเริ่มตั้งแตจากลอจิก “0” ไปสูลอจิก “1” หรือเรียกงายวา แบบขอบขาขึ้น ซ่ึงสามารถดูภาพสัญญาณทริกเกอร (สัญญาณล็อค) ไดจากภาพที่ 8.4
Page 6
176
สวนสัญญาณทริกเกอรฟลิปฟลอปของขอบขาลง หมายความวา เปนสัญญาณทริกเกอรที่จะใหฟลิปฟลอปทํางาน เร่ิมตั้งแตลอจิก “1” ไปสูลอจิก “0” หรือเรียกงายๆ วา แบบขอบขาลง ซ่ึงดูสัญญาณทริกเกอร (สัญญาณคล็อค) ไดจากภาพที่ 8.5 1. R-S ฟลิปฟลอป
R-S ฟลิปฟลอปจะนําเอาวงจรแนนดแลตชหรือวงจรนอรแลตช มาใชเปนแบบ ทริกเกอร ฟลิปฟลอป พรอมทั้งมีไดเรกรีเซตอยูในตวัเสร็จ ดังทีแ่สดงในภาพที่ 8.6 โดยปกต ิR-S ฟลิปฟลอปแบบทริกเกอรจะมีอินพตุจํานวน 5 ขา ประกอบดวยขาขอมูล 2 ขา คือขา R และขา S และขาควบคมุอีกจํานวน 3 ขา ไดแก ขา Set ขา Clr และขา Clk มีเอาตพุตอยู 2 ขาไดแก ขา Q และขา Q R-S ฟลิปฟลอปแบบทริกเกอร ที่นิยมใชม ี 2 ชนิดคือแบบทีท่ํางานชวงขอบขาขึ้นและแบบที่ทํางานชวงขอบขาลง ภาพที่ 8.6 แผนผังของ R-S ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น ตารางที่ 8.5 ตารางการทํางานของ RS-Flip Flop ขอบขาขึ้น
Clk Set Clr R S Q Q สถานะ 1 0 X X 1 0 เซต Q ใหเปน “1” 0 1 X X 0 1 เคลีย Q ใหเปน “0” 0 0 0 0 Qn nQ เก็บขอมูลเดิม 0 0 0 1 1 0 เซต 0 0 1 0 0 1 รีเซต 0 0 1 1 1 1 ใชงานไมได
Page 7
177
ภาพที่ 8.7 แผนผัง R-S ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง ตารางที่ 8.6 ตารางการทํางานของ R-S Flip Flop แบบขอบขาลง
Clk Set Clr R S Q Q สถานะ 1 0 X X 1 0 เซต Q ใหเปน “1” 0 1 X X 0 1 เคลีย Q ใหเปน “0” 0 0 0 0 0 0 ใชไมได 0 0 0 1 1 0 เซต 0 0 1 0 0 1 รีเซต 0 0 1 1 Qn nQ เก็บขอมูลเดิม
ไดเรกอินตพุตของ R-S ฟลิปฟลอปหมายถึง ขาควบคุมการทํางานของฟลิปฟลอปที่จะ
ส่ังงานใหฟลิปฟลอปทํางานทันทีโดยไมสนใจสัญญาณคล็อคหรือดาตาอินพุต มี 2 แบบไดแก แบบที่ทํางานชวงขอบขาขึ้น และขอบขาลง ไดเรกอินพุตมไีดเปน 2 ขาดังนี ้ 1. Set หมายถงึ ขาไดเรกอินพุตของฟลิปฟลอป ถาปอนลอจิก “1” แกขานี้เมื่อใดจะทาํใหเอาตพุต Q เปนลอจิก “1” ทันทีโดยไมสนใจสัญญาณคล็อค หรือดาตาอินพุตแตอยางใด 2. Clr (Clear) หมายถึง ขาไดเรกอินพุตของฟลิปฟลอป ถาปอนลอจิก “1” แกขานี้เมือ่ใดใหเอาตพุต Q เปนลอจก “0” ทันที โดยไมสนใจสัญญาณคล็อคหรือดาตาอินพุตแตอยางใด
Page 8
178
หมายเหตุ 1.ไดเรกอินพุตที่มี Set จะแตกตางกับ Set คือจะตองปอนลอจิก “1” แทนลอจิก “0”
2. ไดเรกอินพุตที่มี Clr (Clear) จะแตกตางกับ Clr คือจะตองปอนลอจิก “1” แทนลอจิก “0” ฟลิปฟลอปจึงจะทํางาน 3. ถาไมตองการใชงานตองปอนลอจิก “0” ทั้งสองขา คือ Set, Clr แตถาเปนขา Set , Clr จะตอง ปอนลอจิก “1” ทั้งคูฟลิปฟลอปจึงจะทํางาน
4. ไมควรใหไดเรกอินพุตทาํงานพรอมกันทั้งสองขา เพราะจะทําใหฟลิปฟลอปสับสน ไมรูวาจะทํา อินพุตใดกอน ดังนั้นจึงใหทํางานอยางใดอยางหนึ่งตามตองการ
5. Set , Clrทั้งสองขานี้จะเรยีกอกีแบบไดวาแอกทีฟโลว (Active High) Set , Clr ทั้ง สองขานี้จะเรยีกอีกแบบไดวาแอกทฟีไฮ (Active High)
6. ไดเรกอินพุตทั้งสองนี้จะมีอยูใน R-S ฟลิปฟลอป T ฟลิปฟลอป D ฟลิปฟลอป และ J-K ฟลิปฟลอป ซ่ึงจะมีหลักการทํางานเหมือนกัน
2. T ฟลิปฟลอป (Toggle FlipFlop) T ฟลิปฟลอป เปนฟลิปฟลอปที่มีการทํางานแบบที่เรียกวา ท็อกเกลิ-ฟลิปฟลอป หมาย-
ความวาจะมีการทํางานที่ทําใหเอาตพุตใหมเปนตรงกันขามกับเอาตพุตเดิมเสมอ T ฟลิปฟลอปแบงไดเปน 2 ชนิด ไดแก T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น และ T ฟลิปฟลอป แบบขอบขาลง ดังภาพ ภาพที่ 8.8 T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น ภาพที่ 8.9 ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง
Page 9
179
ตัวอยางที่ 8.1 T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น ภาพที่ 8.10 T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น ภาพที่ 8.11 แผนผังเวลาของ T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
ตารางที่ 8.7 การทํางานของ T-Flip Flop แบบขาขึ้น
T Set Clr Q Q สถานะ X 1 0 1 0 เซต Q X 0 1 0 1 เคลีย Q 0 0 1 0 Toggle 0 0 0 1 Toggle
Page 10
180
ตัวอยางที่ 8.2 T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง ภาพที่ 8.12 T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง ภาพที่ 8.13 แผนผังเวลา ของ T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง
ตารางที่ 8.8 การทํางานของ T- Flip Flop ขอบขาลง
T Set Clr Q Q สถานะ X 0 1 1 0 เซต Q X 1 0 0 1 เคลีย Q 1 1 1 0 Toggle 1 1 0 1 Toggle
Page 11
181
ตัวอยางที่ 8.3 T ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้นและแบบขอบขาลง
ภาพที่ 8.14 การใช T ฟลิปฟลอบทั้งขาขึ้นและขาลง
วงจร T ฟลิปฟลอปสามารถนําเอาไปประยุกตใชในการหารความถี่ของสัญญาณ หรือสรางวงจรนับได แตการออกแบบวงจรในบางครั้งจําเปนตองใช T ฟลิปฟลอป แตในขณะนัน้ไมสามารถหา T ฟลิปฟลอบมาใชงานไดผูออกแบบ สามารถนําเอาฟลิปฟลอปประเภทอืน่ดัดแปลงได
การดัดแปลง R-S ฟลิปฟลอปใหเปน T ฟลิปฟลอป สามารถทําไดดังนี้ 1. นําขา S มาตอเขากับขา Q 2. นําขา R มาตอเขากับขา Q R-S ฟลิปฟลอป ก็จะทําหนาที่เหมือนกับ T ฟลิปฟลอปทุกประการ ภาพที่ 8.15 การดัดแปลง R-S ฟลิปฟลอปใหเปน T ฟลิปฟลอป
Page 12
182
3. D ฟลิปฟลอป (Direct flipflop) D ฟลิปฟลอป เปนฟลิปฟลอป ที่มี 2 อินพุต อินพุตแรกจะเปนสัญญาณดาตาอินพุตที่สอง
จะเปนสัญญาณทริกเกอร เอาตพุตที่ไดจะเหมือนขอมลูทางดานอินพุตเสมอ ในกรณีที่สัญญาณทริกเกอรเขามา ซ่ึงก็แลวแตวา จะเปนแบบขอบขาขึ้นหรือแบบขอบขาลง D ฟลิปฟลอปแบงไดเปน 2 ชนิด ไดแก ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น และ ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง ภาพที่ 8.16 D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
ตารางที่ 8.9 การทํางานของ D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
Clk Set Clr D Q Q สถานะ X 1 0 X 1 0 เซต Q X 0 1 X 0 1 เคลีย Q
0 0 1 1 0 ถายขอมูล 0 0 0 0 1 ถายขอมูล
ภาพที่ 8.17 D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง
Page 13
183
ตารางที่ 8.10 การทํางานของ D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง
Clk Set Clr D Q Q สถานะ X 0 1 X 1 0 เซต Q X 1 0 X 0 1 เคลีย Q
1 1 1 1 0 ถายขอมูล 1 1 0 0 1 ถายขอมูล
ไดเรกอินพุตของ D ฟลิปฟลอป มี 2 อินพตุ ไดแก เคลยีร (Clear) และ เซต (Set) ขาทั้ง
สองมีการทํางาน 2 แบบไดแก ทํางานทีแ่อกทีฟไฮ (Active Hight) และทํางานทีแ่อกทีฟโลว (Active Low) ดังแผนผังและตารางการทํางาน ภาพที่ 8.18 D ฟลิปฟลอป Active Hight ตารางที่ 8.11 การทํางานของ D ฟลิปฟลอป Active Hight
CLK Set Clr D Q Q สถานะ X 1 0 X 1 0 เซต Q X 0 1 X 0 1 เคลีย Q
0 0 1 1 0 ถายขอมูล 0 0 0 0 1 ถายขอมูล
Page 14
184
ภาพที่ 8.19 D ฟลิปฟลอป Active Low ตารางที่ 8.12 การทํางานของ D ฟลิปฟลอปแบบ Active Low
CLK Set Clr D Q Q สถานะ X 0 1 X 1 0 เซต Q X 1 0 X 0 1 เคลีย Q
1 1 1 1 0 ถายขอมูล 1 1 0 0 1 ถายขอมูล
ตัวอยางที่ 8.4 D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น ภาพที่ 8.20 D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
Page 15
185
ภาพที่ 8.21 แผนผังเวลาของ D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
ตัวอยางที่ 8.5 D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง
ภาพที่ 8.22 D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง ภาพที่ 8.23 D แผนผังเวลาฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง
Page 16
186
ตัวอยางที่ 8.6 D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้นและแบบขอบขาลง
ภาพที่ 8.24 D ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น และขอบขาลง
ภาพที่ 8.25 D แผนผังเวลาฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น และขอบขาลง
การดัดแปลง D ฟลิปฟลอปมาทําเปน T ฟลิปฟลอป ภาพที่ 8.26 การดัดแปลง D ฟลิปฟลอปมาทําเปน T ฟลิปฟลอป
Page 17
187
การดัดแปลง R-S ฟลิปฟลอปมาทําเปน D ฟลิปฟลอป ดังแผนผังที่แสดงในภาพที่ 8.27
ภาพที่ 8.27 การดัดแปลง R-S ฟลิปฟลอปมาทําเปน D ฟลิปฟลอป
4. J-K ฟลิปฟลอป J-K ฟลิปฟลิปฟลอปเปนฟลิปฟลอปชนิดที่ใชงานมากทีสุ่ด เพราะสามารถดัดแปลงทําเปน
T ฟลิปฟลอป และ D ฟลิปฟลอปไดดวย แบงออกเปน 2 แบบ J-K ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น และ J-K ฟลิปฟลอป แบบขอบขาลง
ภาพที่ 8.28 J-K ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
ตารางที่ 8.13 ตารางการทํางานของ J-K ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
Clk Set Clr J K Q Q Status X 1 0 X X 1 0 Ctrl Set X 0 1 X X 0 1 Ctrl Clr
0 0 0 0 0 1 Store 0 0 0 1 0 1 Clear 0 0 1 0 1 0 Set 0 0 1 1 0 1 Toggle
Page 18
188
ภาพที่ 8.29 J-K ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง ตารางที่ 8.14 ตารางการทํางานของ J-K ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง
Clk Set Clr J K Q Q Status X 1 0 X X 0 1 Ctrl Clr X 0 1 X X 1 0 Ctrl Set
1 1 0 0 1 0 Store 1 1 0 1 0 1 Clear 1 1 1 0 1 0 Set 1 1 1 1 0 1 Toggle
ไดเรกอินพุตของ J-K ฟลิปฟลอป แบงออกเปน 2 อินพุต เคลียร และ พรีเซต การทํางานของไดเรกอินพุต J-K ฟลิปฟลอปมี 2 ชนิดไดแก ไดเรกอินพุตฟลิปฟลอปแอกทีฟไฮ และไดเรกอินพุตฟลิปฟลอปแอกทีฟโลวดังภาพ
Page 19
189
ภาพที่ 8.30 แผนผังของ J-K ฟลิปฟลอปไดเรกอินพุตแอกทีพไฮ
ตารางที่ 8.15 การทํางานของ J-K ฟลิปฟลอปไดเรกอินพตุแอกทีพไฮ
Clk Set Clr J K Q Q Status X 1 0 X X 1 0 Ctrl Set X 0 1 X X 0 1 Ctrl Clr
0 0 0 0 0 1 Store 0 0 0 1 0 1 Clear 0 0 1 0 1 0 Set 0 0 1 1 0 1 Toggle
ภาพที่ 8.31 แผนผังของ J-K ฟลิปฟลอปไดเรกอินพุตแอกทีพโล
Page 20
190
ตารางที่ 8.16 ตารางการทํางานของ J-K ฟลิปฟลอปไดเรกอินพุตแอกทพีโล
Clk Set Clr J K Q Q Status X 1 0 X X 0 1 Ctrl Clr X 0 1 X X 1 0 Ctrl Set
1 1 0 0 1 0 Store 1 1 0 1 0 1 Clear 1 1 1 0 1 0 Set 1 1 1 1 0 1 Toggle
ตัวอยางที่ 8.7 J-K ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
ภาพที่ 8.32 ฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น
ภาพที่ 8.33 แผนผังเวลา การทํางานของฟลิปฟลอปขอบขาขึ้น
Page 21
191
ตัวอยางที่ 8.8 J-K ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง ภาพที่ 8.34 ฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง ภาพที่ 8.35 แผนผังเวลา การทํางานของฟลิปฟลอปขอบขาลง
การดัดแปลง J-K ฟลิปฟลอปใหเปน T ฟลิปฟลอป ซ่ึงสามารถทําไดโดยนําขา J และขา K มาตอเขากับแหลงจายไฟ 5 V หรือใหอยูในสภาวะลอจกิ “1” ภาพที่ 8.36 การดัดแปลง J-K ฟลิปฟลอปใหเปน T ฟลิปฟลอป
Page 22
192
ตารางที่ 8.17 การทํางานของ T-Flip Flop ซ่ึงทําจาก J-K Flip Flop
Clk J K Q Q 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1
ภาพที่ 8.37 แผนผังเวลาการดัดแปลง J-K ฟลิปฟลอปใหเปน T ฟลิปฟลอป การดัดแปลง J-K ฟลิปฟลอปใหเปน D ฟลิปฟลอป ซ่ึงสามารถทําไดโดยนําขา J มาตอเขากับอินพุตของน็อตเกต สวนเอาตพุตของน็อตเกตตวัเดยีวกันใหนําไปตอเขากับขา K ของตัวฟลิปฟลอป ดังภาพ ภาพที่ 8.38 การดัดแปลง J-K ฟลิปฟลอปใหเปน D ฟลิปฟลอป
Page 23
193
ตารางที่ 8.18 การทํางานของ D-Flip Flop โดยทําจาก J-K Flip Flop
Clk J K Q Q 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1
ภาพที่ 8.39 แผนผังเวลาการดัดแปลง J-K ฟลิปฟลอปใหเปน D ฟลิปฟลอป สรุป ฟลิปฟลอปเปนอุปกรณดจิิตอลอีกชนิดหนึง่ ที่ทําหนาที่เปล่ียนสัญญาณที่รับเขามาทางอินพุตใหเปล่ียนไป โดยแสดงออกทางเอาตพุต ฟลิปฟลอปมี 2 ประเภทใหญ ๆ ไดแกไดเรกฟลิป ฟลอบ และทริกเกอรร่ิงฟลิปฟลอปซึ่งทั้งสองประเภทนี้แตกตางกันตรงที่ตองมีสัญญาณมากระตุนใหทํางานหรือไม ไดเรกฟลิปฟลอปไมตองมีสัญญาณมากระตุนก็สามารถทํางานไดทันที เมื่อมีสัญญาณอินพุตปอนเขามีผลทําใหควบคุมการทํางานลําบาก สวนทริกเกอรร่ิงฟลิปฟลอปตองมีสัญญาณมากระตุนใหทํางาน ฟลิปฟลอปประเภทนีน้ิยมนํามาประยุกตใชงานมากวาไดเรกฟลปิฟลอป ทริกเกอรร่ิงฟลอปมีหลายชนิดไดแก RS ฟลิปฟลอป D ฟลิปฟลอป T ฟลิปฟลอป และ JK ฟลิปฟลอป แตละชนิดทํางานแตกตางกันออกไปตามคณุลักษณะของฟลิปฟลอปแตละชนิด สวน
Page 24
194
ใหญมักนยิมนาํไปใชออกแบบวงจรนับ วงจรเลื่อนขอมูล วงจรหารความถี่ วงจรปองกันสัญญาณกระเพื่อมเปนตน
แบบฝกหัดทายบท 1. จงเขียนแผนผังเวลาของวงจรตอไปนี ้
ภาพที่ 8.40 การตอ D ฟลิปฟลอปและ T ฟลิปฟลอปรวมกัน
2. จงเขียนตารางความจริงของวงจรตอไปนี้ ภาพที่ 8.41 การตอ D ฟลิปฟลอป 2 ตัวแบบลําดับ
เอกสารอางอิง นภัทร วจันเทพินทร. 2545. วงจรดิจิตอล ภาคปฏิบตั.ิ กรุงเทพมหานคร : สยามสปอรต ซินดิเคท. บัณฑิต บวับชูา. 2545. ทฤษฎีและการออกแบบวงจรดิจิตอล. กรุงเทพมหานคร : ฟสิกสเซ็นเตอร. มงคล ทองสงคราม. 2545. ดิจิตอลเบื้องตน. กรุงเทพมหานคร : รามาการพิมพ. รัฐวุฒิ ประทมุราช. 2545. การออกแบบวงจรดิจิตอล. กรุงเทพมหานคร : ซีเอ็ดยูเคชั่น จํากัด. รงแสง เครือไวศยวรรณ. 2545. การออกแบบวงจรดิจิตอล. กรุงเทพมหานคร : สมาคมสงเสริม ุ