Δισταθής πολυδονητής

Οι δισταθείς πολυδονητές (Αγγλ. flip-flop) είναι ακολουθιακά κυκλώματα, οι έξοδοι των οποίων ανταποκρίνονται στις εισόδους όταν εφαρμόζονται παλμοί συγχρονισμού που αποκαλούνται και παλμοί ρολογιού (Αγγλ. clock pulses). Οι δισταθείς πολυδονητές αποτελούν τις δομικές μονάδες για πιο πολύπλοκα ψηφιακά κυκλώματα όπως καταχωρητές, απαριθμητές αλλά και κάποιες κατηγορίες μνήμης τυχαίας προσπέλασης (Αγγλ. RAM).

R1, R2 = 1 kΩ R3, R4 = 10 kΩ

Οι κύριοι τύποι δισταθών πολυδονητών είναι οι ακόλουθοι:

• RS
• D
• JK
• T

Δισταθής Πολυδονητής τύπου RS

Το σύμβολο του πολυδονητή τύπου RS

Ο δισταθής πολυδονητής τύπου RS έχει δύο σύγχρονες εισόδους που ονομάζονται R και S. Η λειτουργία του περιγράφεται παρακάτω: Συμβολίζοντας την επόμενη κατάσταση με Q(n+1) τότε σε κάθε μία από τις παρακάτω περιπτώσεις ισχύει:

• Όταν S=0 και R=0, τότε η επόμενη κατάσταση (Q(n+1)) είναι ίδια με την προηγούμενη κατάσταση, δηλαδή Q(n).
• Όταν S=0 και R=1, τότε η επόμενη κατάσταση είναι Q(n+1)=0.
• Όταν S=1 και R=0, τότε η επόμενη κατάσταση είναι Q(n+1)=1.
• Όταν S=1 και R=1, τότε η επόμενη κατάσταση είναι απροσδιόριστη. Αυτή είναι μη χρησιμοποιούμενη κατάσταση και συμβολίζεται στον παρακάτω πίνακα αληθείας με Χ.

Πίνακας αληθείας του δισταθούς πολυδονητή τύπου RS

ΕΙΣΟΔΟΣ		ΕΞΟΔΟΣ
R	S	Q(n+1)
0	0	Q(n)
0	1	1
1	0	0
1	1	X

Δισταθής Πολυδονητής τύπου D

Το σύμβολο του πολυδονητή τύπου D

Ο δισταθής πολυδονητής τύπου D προέρχεται από ένα δισταθή πολυδονητή τύπου RS στο οποίο έχουν συνδεθεί οι είσοδοι RS μέσω μίας λογικής πύλης ΝΟΤ. Η έξοδος του δισταθούς πολυδονητή τύπου D ακολουθεί την τιμή της εισόδου D κατά την εφαρμογή των κατάλληλων παλμών συγχρονισμού. Η λειτουργία του φαίνεται στον παρακάτω

Πίνακας αληθείας του δισταθούς πολυδονητή τύπου D

ΕΙΣΟΔΟΣ	ΕΞΟΔΟΣ
D	Q(n+1)
0	0
1	1

Ο δισταθής πολυδονητή τύπου D χρησιμοποιείται στην κατασκευή καταχωρητών ολίσθησης

Δισταθής Πολυδονητής τύπου JK

Το σύμβολο του πολυδονητή τύπου JK

Διάγραμμα παλμών λειτουργίας του JK flip-flop

Ο δισταθής πολυδονητής τύπου JK έχει δύο σύγχρονες εισόδους που ονομάζονται J και K . Η λειτουργία του περιγράφεται παρακάτω: Συμβολίζοντας την επόμενη κατάσταση με Q(n+1) τότε σε κάθε μία από τις παρακάτω περιπτώσεις ισχύει:

• Όταν J=0 και K=0, τότε η επόμενη κατάσταση είναι ίδια με την προηγούμενη κατάσταση δηλαδή Q(n).
• Όταν J=0 και K=1, τότε η επόμενη κατάσταση είναι Q(n+1)=0.
• Όταν J=1 και K=0, τότε η επόμενη κατάσταση είναι Q(n+1)=1.
• Όταν J=1 και K=1, τότε η κατάσταση του δισταθούς πολυδονητή αντιστρέφεται, δηλαδή η επόμενη κατάσταση είναι η συμπληρωματική της προηγούμενης κατάστασης δηλαδή Q(n)΄.

Ο δισταθής πολυδονητής τύπου JK αντιμετωπίζει επιτυχώς το πρόβλημα της απροσδιόριστης κατάστασης του δισταθούς πολυδονητή τύπου RS, οπότε πλέον δεν υπάρχει φόβος εμφάνισης της ανεπιθύμητης εισόδου 1-1 στο κύκλωμα.

Πίνακας αληθείας του δισταθούς πολυδονητή τύπου JK

ΕΙΣΟΔΟΣ		ΕΞΟΔΟΣ
J	K	Q(n+1)
0	0	Q(n)
0	1	0
1	0	1
1	1	Q(n)΄

Ο δισταθής πολυδονητής τύπου JK χρησιμοποιείται στην κατασκευή απαριθμητών.

Δισταθής Πολυδονητής τύπου T

Το σύμβολο του πολυδονητή τύπου T

Ο δισταθής πολυδονητής τύπου T προέρχεται από ένα δισταθή πολυδονητή τύπου JK με ενωμένες τις δύο εισόδους του. Η λειτουργία του είναι η εξής:

• Όταν T=0, τότε η επόμενη κατάσταση είναι ίδια με την προηγούμενη κατάσταση.
• Όταν T=1, τότε η κατάσταση του δισταθούς πολυδονητή αντιστρέφεται, δηλαδή η επόμενη κατάσταση είναι η συμπληρωματική της προηγούμενης κατάστασης.

ΕΙΣΟΔΟΣ	ΕΞΟΔΟΣ
Τ	Q(n+1)
0	Q(n)
1	Q(n)΄

Ο δισταθής πολυδονητής τύπου Τ χρησιμοποιείται στην κατασκευή απαριθμητών

Πηγές

• Ψηφιακά ηλεκτρονικά - Leech & Malvino, εκδόσεις Α. Τζιόλας