D Flip-Flop Explained | Truth Table and Excitation Table of D Flip-Flop

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25 Jun 202211:53

Summary

TLDRこのビデオでは、Dフリップフロップについて解説しています。SRフリップフロップの問題点を解決し、D入力を使って状態を保持またはリセットする方法を学びます。ポジティブエッジトリガーとネガティブエッジトリガーの動作をタイミング図を通じて詳しく説明し、特徴的な式や励起テーブルについても触れます。Dフリップフロップは、データレジスタやカウンタなどに利用され、デジタル回路の設計に不可欠な要素です。

Takeaways

😀 SRフリップフロップでは、両方の入力が1の場合に出力が予測できないという問題がある。
😀 この問題を解決するために、DフリップフロップやJKフリップフロップが使用される。
😀 Dフリップフロップでは、1つの入力DでSRフリップフロップを修正している。
😀 DフリップフロップのD入力が1のとき、Sは1、Rは0となり、Dが0のときにはSは0、Rは1となる。
😀 クロックトランジションがない限り、Dフリップフロップは現在の状態を保持する。
😀 D入力が0の場合、出力はリセットされ、次の状態ではQは0になる。
😀 D入力が1の場合、出力はセットされ、次の状態ではQは1になる。
😀 ポジティブエッジトリガのDフリップフロップでは、クロックの立ち上がりで出力が変更される。
😀 ネガティブエッジトリガのDフリップフロップでは、クロックの立ち下がりで出力が変更される。
😀 Dフリップフロップの特性方程式はQn+1 = Dであり、次の状態はD入力に依存する。
😀 エキサイテーションテーブルは、現在の状態から次の状態に遷移するために必要なD入力を示している。

Q & A

Dフリップフロップとは何ですか？
-Dフリップフロップは、SRフリップフロップの改良型で、両方の入力（SとR）が同時に1になることを防ぎ、出力が予測不可能になる問題を解決します。D入力が直接S入力に接続され、NOTゲートを介してR入力に接続されており、この構造により、SとRが同時に1になることがなくなります。
Dフリップフロップの動作はどうなっていますか？
-Dフリップフロップは、クロック信号がない場合、現在の状態を保持します。クロック信号が立ち上がると、D入力の状態に基づいて出力が決まります。Dが0であれば出力は0、Dが1であれば出力は1になります。
Dフリップフロップのクロック遷移時に起こることは何ですか？
-クロック遷移時、DフリップフロップはD入力の状態を次の状態として出力に反映させます。例えば、Dが0であれば出力は0にリセットされ、Dが1であれば出力は1に設定されます。
Dフリップフロップにはどんな種類がありますか？
-Dフリップフロップには、立ち上がりエッジで動作する「正エッジトリガDフリップフロップ」と、立ち下がりエッジで動作する「負エッジトリガDフリップフロップ」の2種類があります。
正エッジトリガDフリップフロップのタイミングダイアグラムはどうなっていますか？
-正エッジトリガDフリップフロップでは、クロックの立ち上がりエッジでD入力の状態が出力に反映されます。その後、クロックが変化するまで出力は保持され、D入力が変更されても出力は変わりません。
負エッジトリガDフリップフロップのタイミングダイアグラムはどうなっていますか？
-負エッジトリガDフリップフロップでは、クロックの立ち下がりエッジでD入力の状態が出力に反映されます。クロックが変化するまで出力は保持され、D入力が変更されても出力は変わりません。
Dフリップフロップの特性方程式はどのようになりますか？
-Dフリップフロップの特性方程式は、次の状態（Qn+1）はD入力の値に等しいという形式になります。つまり、Qn+1 = Dです。
Dフリップフロップの励起テーブル（エクサイテーションテーブル）とは何ですか？
-励起テーブルは、フリップフロップが現在の状態から次の状態に遷移するために必要な入力（D）の組み合わせを示します。Dフリップフロップでは、現在の状態に関係なく、次の状態が1であればDは1、0であればDは0であることがわかります。
Dフリップフロップの内部回路はどのようになっていますか？
-Dフリップフロップは、まずSRラッチを基にしており、NOTゲートを追加することでDラッチに変換されます。さらに、クロック信号を加えることで、DラッチはDフリップフロップになります。
Dラッチとゲート付きDラッチの違いは何ですか？
-Dラッチは、D入力がそのまま出力に反映されますが、ゲート付きDラッチでは、エンブル信号が高いときのみ、D入力が出力に反映されます。エンブル信号が低い場合は、出力は保持されます。