Flip-Flops

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Flip-Flops
Flip-Flops
Introdução
Tipos
Circuitos Integrados
Flip-Flops
Introdução
- Um Flip-flop é uma célula de memória, accionada por um dos flancos do relógio. 
- Em geral, os flip-flops aparecem com duas entradas independentes do sinal de relógio, 
chamadas assíncronas ou forçadas:
- para se poder limpar a saída Q que toma um valor aleatório, quando a célula é activada, existe 
uma entrada Clear e
- para colocar a saída a 1, existe uma entrada Preset. As saídas só são alteradas quando o Clock 
muda de estado (disparo por flanco ou edge-triggered).
- Ao contrário dos latches, as entradas podem mudar ao longo do tempo, mesmo em 
simultâneo, sem que as saídas mudem: elas só podem mudar no flanco de disparo.
- O flanco de disparo pode ser ascendente (quando o Clock passa de 0 a 1, ou 
descendente (de 1 a 0)
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Flip-Flop D Edge-Triggered
Constituído por 2 latches de entrada e um de saída, de acordo com a 
figura.
As saídas só podem mudar nos flancos positivos do relógio e, neste caso, Q fica 
igual a D, mantendo este estado até, pelo menos, ao próximo flanco ascendente:
D significa Data: um flip-flop D permite armazenar o dado de 1 bit.
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Exemplo de Aplicação
Para armazenar vários bits, pode ser 
utilizado um Registo (conjunto de flip-flops 
em número igual ao de bits a armazenar).
O número 1101 presente nas entradas 
quando se dá o flanco activo do clock fica 
no Registo, até novo flanco, mesmo depois 
de as entradas mudarem:
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Circuito Integrado 7474
• O circuito integrado 7474 tem 2 flip-flops D Edge Triggered:
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Flip-Flop D Master-Slave
Constituído por dois latches D, ligados da seguinte forma:
Com o Clock a 1, o primeiro latch (mestre) é 
activado, ficando a sua saída, Q1, com o valor de D, 
enquanto o segundo mantém o seu estado;
Com o Clock a 0, o primeiro mantém-se e o segundo 
(escravo) é activado, ficando com Q2 = Q1.
Note-se que a saída muda nos flancos descendentes 
do relógio, copiando o valor que a entrada tem, nas 
zonas assinaladas.
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Flip-Flop JK Master Slave
Constituído por 2 latches SR, em cascata e por um circuito combinatório à
entrada.
Devido às portas AND, o estado da entrada J só chega a S1, quando Q = Q2 = 0 e K só
chega a R1 quando Q = 1;
Por outro lado, os sinais de entrada só afectam as saídas do primeiro SR (Master), 
durante o nível 1 do sinal de relógio;
Durante o nível 0 seguinte, a segunda célula (Slave) é afectada pelas respectivas 
entradas S2 e R2.
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Funcionamento
No resumo de baixo, onde estão assinalados 
os momentos dos flancos descendentes, 
vemos que as saídas só mudam nestes 
instantes. Assim,
Em 2, J=1 e K=0, Set;
Em 4, J=0 e K=1, Reset;
Em 6, J=K=1, as saídas trocam de estado;
Em 7, J=0 e K=1, Reset;
Em 10, J=1 e K=0, Set;
Em 13, apesar de J=K=0, Q passa a 0, por 
causa do impulso em K, quando o clock 
estava a 1;
Em 14, com J=K=0, as saídas mantêm os 
seus estados.
Devido ao que aconteceu em 13, podemos 
concluir que as entradas J e K não podem 
mudar, enquanto o relógio está a 1, altura 
em que o flip-flop está em condições de 
receber informação.
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Circuito Integrado 7476
• O circuito integrado 7476 tem 2 flip-flops JK Master Slave.
• O símbolo junto à saída indica que estas só podem mudar no flanco descendente.
O símbolo que aparece na coluna do relógio 
indica que só com Clk=1 é que o flip-flop 
recebe a informação e que as saídas só 
podem mudar nos flancos descendentes.
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Flip-Flop JK Edge Triggered
Constituído por um flip-flop D e por um circuito combinatório 
à entrada.
Devido às portas AND, o estado da entrada J só chega a D, quando Q = 0 e 
~K só chega, quando Q = 1.
Antes do flanco positivo de Clk, (zonas 
assinaladas), as entradas são lidas e quando o 
flanco surge, as saídas são afectadas:
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Exemplo de Aplicação
O circuito seguinte pode ter duas utilizações:
- Como contador, como é mostrado ou
- Como divisor de frequência: se a frequência do Clock for de 4 kHz, a 
frequência de Q0 é de 2 kHz, a de Q1, de 1 kHz e a de Q2, de 500 Hz.
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Circuito Integrado 74249
• O circuito integrado 74109 tem 2 flip-flops JK edge triggered.
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Ligando um flip-flop JK da seguinte forma, obtém-se um 
flip-flop T (Toggle) que se caracteriza por:
Muda de estado, nos flancos positivos do relógio, sempre que T=1;
Com T=0, as saídas mantêm-se:
Flip-Flop T