JK-Flip-Flop (MS)

Beim JK-Flip-Flop wird mithilfe des J-Eingangs, des K-Eingangs und einem Takteingang das Ausgangssignal bestimmt.

"MS" steht dabei für "Master Slave" - also die JK-Flip-Flop Variante, die wir implementiert haben.

Aussehen des JK-Flip-Flop

Der JK-Flip-Flop lässt sich von Weitem bereits gut erkennen. Auf der oberen Fläche findet sich das markante Design mit einem dunkelblauen Hintergrund, einem J links, einem K rechts und einen grünen Dreieck.

Das Design des JK-Flip-Flops ähnelt dem der D-Flip-Flops: Die gelben Buchstaben J und K markieren die „Dateneingänge“, der grüne Pfeil den „Takteingang“. Der dunkelblaue Hintergrund signalisiert die funktionelle Ähnlichkeit zum hellblauen DET D-Flip-Flop.

An den Seiten befinden sich drei Eingänge und ein Ausgang. Dabei sind sowohl der rechte als auch der linke Eingang mit dem Wort “IN” und orangenen Pins am Block gekennzeichnet, während der untere Eingang mit dem Wort “CLK” bezeichnet ist, was für “Clock” steht und somit den Takteingang darstellt. Schließlich findet sich auch hier wieder der mit roten Pins markierte Ausgang mit dem Wort “OUT”.

Auch von unten lassen sich die Ein- und Ausgänge des JK-Flip-Flops an den farblichen Pins erkennen. So zeigen die orangenen Pins die Eingänge, die grünen Pins den Takteingang und die roten Pins den Ausgang an.

Funktionalität des JK-Flip-Flops

Das Ausgangssignal wird durch die Dateneingänge bestimmt und von einem Taktsignal am Takteingang sozusagen freigegeben. Von einem Taktsignal spricht man, wenn der Input am Takteingang von “low” auf “high” und wieder zurück auf “low” schaltet. Der Output des JK-Flip-Flops wird folgendermaßen bestimmt: Liegt am J-Eingang ein High-Input an, wird mit dem Taktsignal ein High-Output ausgegeben. Liegt am K-Eingang ein High-Input an, wird mit dem Taktsignal ein LOW-Output ausgegeben. Liegt an beiden Eingängen ein High-Input an, so wechselt der Output mit dem Taktsignal zwischen High und Low.
Beachte dabei, dass der zum Anfang des Taktsignals (low -> high; steigende Flanke) anliegende Input zunächst eingelesen und erst zum Ende des Taktsignals (high -> low; fallende Flanke) weitergegeben wird. Darin liegt der Zusammenhang zum DET D-Flip-Flop, welches auch bei steigender Flanke den Input liest und diesen bei fallender Flanke ausgibt.

1. Liegen drei Low-Inputs an, so ist zunächst auch der Output Low.
2. Ein High-Input am J-Eingang allein beeinflusst den Output nicht.
3. Auch zwei High-Inputs an beiden Dateneingängen beeinflussen den Output nicht.
4. Sobald der Takteingang ein High-Signal erfährt, wird der Input der Dateneingänge gelesen.

5. Ein Low-Input am Takteingang vollendet das Taktsignal und gibt das eingelesene Signal an den Output weiter – in diesem Fall ein High-Signal. Der Output ändert sich mit dem Taktsignal.
6. Der J-Eingang wird Low, der Output bleibt High. Das eingehende Taktsignal liest den Low-Input an beiden Dateneingängen.
7. Das Taktsignal fällt und der Output bleibt High: erst mit einem High-Input am K-Eingang kann sich der Output ändern.
8. Am K-Eingang liegt ein High-Signal an. Sobald der Takteingang ebenfalls ein High-Signal erfährt, wird der Input der Dateneingänge gelesen.

9. Ein erneuter Low-Input am Takteingang vollendet das Taktsignal und gibt das eingelesene Signal an den Output weiter – in diesem Fall ein Low-Signal. Der Output ändert sich mit dem Taktsignal.
10. Am J-Eingang und am K-Eingang liegt jeweils ein High-Signal an. Sobald der Takteingang ebenfalls ein High-Signal erfährt, wird der Input der Dateneingänge gelesen.
11. Ein Low-Input am Takteingang vollendet das Taktsignal und gibt das eingelesene Signal an den Output weiter – in diesem Fall ein High-Signal. Sind beide Dateneingänge aktiv, so wechselt der Output mit dem Taktsignal zwischen High und Low.
12. Am J-Eingang und am K-Eingang liegt jeweils ein High-Signal an. Sobald der Takteingang ebenfalls ein High-Signal erfährt, wird der Input der Dateneingänge gelesen.
13. Ein Low-Input am Takteingang vollendet das Taktsignal und gibt das eingelesene Signal an den Output weiter – in diesem Fall ein Low-Signal. Sind beide Dateneingänge aktiv, so wechselt der Output mit dem Taktsignal zwischen High und Low.