In diesem Beitrag erklären wir dir den Unterschied zwischen dem normalen JK-Flipflop und dem JK-Master-Slave Flipflop und zeigen dir die Funktionsweise des JK-Master-Slave Flipflops.
Inhaltsübersicht
JK-Master-Slave Flipflop Aufbau und Funktionsweise
Grundsätzlich sind alle Master-Slave Flipflops zweiflankengesteuert. Anstatt, wie bei dem herkömmlichen JK-Flipflop üblich, entweder auf die positive Anfangsflanke oder auf die negative Endflanke zu reagieren, reagiert das JK-Master-Slave Flipflop auf beide Taktsignale gleichzeitig.
Dieses Prinzip kann man nicht nur bei den JK-Flipflops, sondern beispielsweise auch bei den RS-Flipflops einsetzen.
JK-Master-Slave Flipflop Aufbau
Schauen wir uns mal den Aufbau des JK-Master-Slave Flipflops an: Das Master-Slave Flipflop besteht aus zwei JK Flipflops, die direkt nacheinander geschaltet sind. Die Output Signale Q
und 
des ersten Flipflops werden dabei als Eingangssignal des zweiten Flipflops verwendet. Damit das Flipflop auf beide Flanken reagiert, wird der Clock Impuls aufgeteilt und, bevor er an dem zweiten Flipflop angeschlossen wird, mit einem Nicht-Gatter invertiert.
Somit reagiert das erste JK-Flipflop auf die positiven Flanken und das zweite JK-Flipflop auf die negativen Flanken. Das Erste Flipflop wird somit auch als Master-Flipflop bezeichnet und das Zweite als Slave-Flipflop.
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JK-Master-Slave Flipflop Schaltsymbol
In der folgenden Abbildung siehst du das Schaltsymbol für ein JK-Master-Slave Flipflop. Erinnern wir uns nochmal an das Zeichen für das JK-Flipflop, das du in der Abbildung siehst.
Der einzige Unterschied zwischen den beiden Schaltsymbolen sind die beiden Ecksymbole vor den Ausgängen des JK-Master-Slave Flipflops.
JK-Master-Slave Flipflop Wahrheitstabelle
Werfen wir doch einmal einen Blick auf die Wahrheitstabelle des JK-Master-Slave Flipflops.
Wir betrachten dabei nur den Fall, das entweder eine positive (/) Flanke oder eine negative (\) Flanke vom Takteingang C ausgegeben wird. Ist der Impuls C gleichbleibend wird das bereits bestehende Ausgangssignal Q gespeichert. Dasselbe gilt, wenn J und K bei einer Taktflanke beide 0 sind. Ist J 0 und K 1 wird der Ausgang Q „rückgesetzt“. Ist J 1 und K 0 wird der Zustand von Q „gesetzt“. Haben beiden Eingängen ein HIGH, „toggelt“ der Zustand des Ausgangsignals Q. Das heißt, wenn der Zustand zuvor 0 war, wird er jetzt 1 und umgekehrt.
JK-Master-Slave Flipflop Impuls-Zeit-Diagramm
Schauen wir als nächstes das Impuls-Zeit-Diagramm genauer an.
Du siehst hier das Taktsignal C, die beiden Steuereingänge J und K und zwei Ausgänge. Zum einen das finale Ausgangssignal Q und das Signal nach dem ersten JK-Flipflop Q. Schauen wir uns zunächst das Ausgangssignal Q an, wenn der Takteingang eine Flanke hat. Bei der ersten Taktflanke ist J 0 und K 1, somit wird der Output Q „zurückgesetzt“.
Bei der Zweiten Taktflanke ist sowohl J, als auch K 1, somit „toggelt“ Q von 0 auf 1. Bei der dritten Taktflanke ist J 1 und K 0. Dies ist der „gesetzt“ Zustand. Da Q schon 1 ist, bleibt der Zustand erhalten. Dasselbe gilt auch für die vierte und fünfte Taktflanke. Ist gerade keine Flanke vorhanden, wird der Zustand von der vorherigen bis zur nächsten Flanke gehalten.
Nun stellt sich noch die Frage, wie wir auf Q kommen. Hierfür benötigen wir die Wahrheitstabelle de JK-Flipflops. Hier musst du dir nur die positiven Flanken ansehen.
Bei der ersten Flanke ist J 0 und K 1, der Ausgang Q wird „zurückgesetzt“. Bei der zweiten positiven Flanke ist J 1 und K 0, somit wird der Output „gesetzt“. Du kannst das ganze wie schon vorher einmal selbst versuchen.
Nun weißt du, was das JK-Master-Slave Flipflop ist und wie es funktioniert. Außerdem kennst du den Unterschied zum JK-Flipflop und hast beide Flipflops noch einmal an einem Zeitdiagramm geübt.
JK-Master-Slave Flipflop — häufigste Fragen
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JK-Master-Slave Flipflop — häufigste Fragen
(ausklappen)-
Was ist ein JK-Flip-Flop?Ein JK-Flipflop ist ein taktgesteuertes Speicherelement, das genau ein Bit am Ausgang „
“ hält. Die Eingänge J und K legen fest, ob „“ bei einer Taktflanke gespeichert bleibt, auf 1 gesetzt, auf 0 rückgesetzt oder umgeschaltet („getoggelt“) wird.
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Was bedeutet das JK-Flip-Flop-Symbol?Das JK-Flipflop-Symbol zeigt, wo die Eingänge „J“ und „K“, der Takteingang „C“ und die Ausgänge „“ und „
“ liegen. Die Markierung am Takteingang kennzeichnet, dass „“ nur bei einer Taktflanke aktualisiert wird, nicht während des konstanten Taktniveaus.
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Bei welcher Taktflanke ändert sich beim JK-Master-Slave-Flip-Flop der Ausgang Q?Beim JK-Master-Slave-Flipflop ändert sich der Ausgang „“ an der negativen Taktflanke. Das liegt daran, dass das Master-Flipflop bei der positiven Flanke seinen Zwischenzustand übernimmt und das Slave-Flipflop diesen Zustand erst bei der negativen Flanke auf den Ausgang „“ durchschaltet.
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Wofür steht das Signal Q_M im Zeitdiagramm?Das Signal „
“ ist der Ausgang des Master-Flipflops, also des ersten JK-Flipflops im Master-Slave-Aufbau. „“ zeigt den Zwischenzustand, der bei positiven Taktflanken entsteht und dann als Eingang für das Slave-Flipflop dient, das daraus den endgültigen Ausgang „“ bildet.
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Digitalschaltungen verstehen
Das JK-Master-Slave Flipflop gehört zu den Digitalschaltungen und ist ein typisches Bauteil in der Digitaltechnik. Wer sich mit Digitalschaltungen beschäftigt, arbeitet mit logischen Zuständen, Taktsignalen und dem Zusammenspiel von Ein- und Ausgängen. Dabei erkennst du, wie Schaltungen Informationen speichern, weitergeben und gezielt verändern. Weitere Videos dazu findest du in unserem Informatikbereich.