Flip-Flop D e Flip-Flop T (funcionamento)

     Olá! Vamos então aos poucos dando continuidade a série de posts sobre eletrônica digital, já que esse semestre serei monitor da disciplina de sistemas digitais na universidade na qual estudo. Hoje vou falar de um outro tipo de Flip-Flop, o Tipo D (Data). Esse post é um dos post que serão feitos a pedido do leitor Carlos Guilherme Matos Assunção.

Flip-Flop Tipo D

     O Flip-Flop Tipo D possui basicamente 2 entradas e 2 saídas. As duas entradas são a de Clock (Clk) e a entrada Data (D), onde o bit do dado é colocado. As duas saídas são as já conhecidas Q e Q' (Q e Q barrado). Para nossos exemplos vamos considerar que o flip-flop seja acionado pela borda de subida do clock e, por enquanto, vamos ignorar as entradas assíncronas Preset e Clear.

     Este flip-flop funciona da seguinte maneira: quando um pulso de clock chegar na entrada Clk, a borda positiva (de subida) desse pulso fará o flip-flop ler o valor lógico da entrada D e transferir o mesmo valor de D para a saída Q (obviamente, fazendo Q' (Q barrado) assumir o valor contrário de Q). Esse valor ficará na saída Q até que um próximo pulso de clock chegue na entrada Clk. Então sua borda de subida ocasionará uma nova leitura da entrada D e uma nova atualização das saída Q e Q'.

     Dessa forma o FF (Flip-Flop) tipo D é um flip-flop que armazena o bit que está em sua entrada de acordo com seus sinais de clock.

     Por exemplo, se quiséssemos construir um circuito que armazenasse 8 bits simultaneamente, poderíamos usar 8 FF tipo D em paralelo, cada um armazenando um dos oito bits.

     Vamos considerar as entradas assíncronas Preset e Clear. Elas são chamadas assíncronas pois não dependem do clock. Deixe-me explicar melhor.

     O valor na entrada D pode provocar uma alteração na saída, mas somente na presença da borda de subida do clock. Fora dessa situação (da presença da borda de subida) o valor da entrada D não altera a as saída Q e Q' do FF. Portanto a entrada tipo D é dita síncrona, pois respeita o clock.

     As entradas assíncronas são aquelas que não respeitam o clock, ou seja, a saída responde a essas entradas independentemente do estado do clock. As entradas Preset e Clear funcionam da seguinte forma:

     A entrada Preset é barrada, invertida, ou seja, é acionada com valor 0 e fica inerte com valor 1. Se colocamos o valor 0 no Preset o ativamos e a saída Q se torna 1 (consequentemente a saída Q' = 0) independente da situação do clock nesse instante. Com o Preset em 1 ele fica inativo e não altera o comportamento do FF.

     A entrada Clear, assim como o Preset, também é invertida, ou seja, também é acionada com o valor 0. Se a entrada Clear recebe valor 0, a saída Q se torna 0 (e, com isso, Q' = 1) independente do valor do clock nesse instante. Com o valor 1 na entrada Clear ela também fica inativa e não altera o funcionamento do FF.

     É importante lembrar que as duas entradas assíncronas não devem ficar ativas ao mesmo tempo, ou seja, Preset e Clear não devem receber valor 0 simultaneamente, pois isso faz as duas saídas (Q e Q') assumirem valor 1, o que pode corromper o funcionamento lógico do circuito digital onde esse FF tipo D está inserido.

Flip-Flop Tipo T

     O flip-flop tipo T, assim como o tipo D, também possui 2 entradas e 2 saídas. As saídas são nomeadas igualmente (Q e Q') e ele também possui uma entrada de clock, apenas trocando a entrada D (Data) por uma entrada tipo T (Toggle), que possui outra função. Novamente vamos considerar que o flip-flop seja acionado pela borda de subida do clock e vamos desconsiderar as entradas assíncronas Preset e Clear, que funcionam exatamente igual às entradas assíncronas do FF tipo D.

     Quando houver uma borda de subida, o FF tipo T irá ler o valor em sua entrada T. Caso o valor lido seja 0, a saída do flip-flop não irá se alterar. Caso a entrada T seja 1, o FF irá inverter suas saídas, ou seja, se Q era 1 irá passar para 0, e se Q era 0, irá passar para 1. Esse é o significado do nome desse flip-flop, pois toggle significa alternar, ou seja, ao ler o valor 1 em sua entrada durante a borda de subida do clock, o FF altera seus valores de saída. Sempre lembrando que a saída Q' (Q barrado) sempre terá o valor contrário da saída Q.

     E por hoje era isso. Espero que tenham gostado do post e entendido seu conteúdo. Abraço, até a próxima e continuem estudando.