Lógica Sequencial - Flip-Flop JK

Continuando a sequência de posts sobre lógica sequencial, vamos falar hoje deste outro elemento da lógica sequencial: o flip-flop JK, que, a princípio, pode ser entendido como um flip-flop SR melhorado. Então, sem mais delongas, vamos ao post de hoje.

A imagem abaixo mostra o interior de um flip-flop JK com entrada de clock e é nesta imagem que iremos basear nosso estudo.

Basicamente é um flip-flop SR com uma realimentação um pouco diferente. A ideia é montarmos uma tabela igual à montada no post sobre o Flip-Flop SR, alguns posts atrás.

1) Se J=0 e K=0, vamos ver o que acontece:
     * Se Q=0 e Q'=1: Neste caso a saída da porta AND de cima é 0 e da porta AND de baixo é 0 também.
Assim, as entradas R e S do Flip-Flop SR "interno" são 0 e as saídas continuam iguais ao do estado anterior. Ou seja, Q=0 e Q'=1.

     * Se Q=1 e Q'=0: Neste caso a saída da porta AND de cima é 0 e da porta de baixo é também é 0. Com isso as entradas S e R do Flip-Flop SR "interno" são 0 e a saída, novamente, permanece inalterada, ou seja Q=1 e Q'=0.

2) Se J=1 e K=0, vamos ver o que acontece:
     * Se Q=0 e Q'=1: Neste caso a saída da porta AND de cima é 1 e da porta AND de baixo é 0. Com isso a entrada S=1 e R=0 do Flip-Flop SR "interno". Assim a saída Q=1 e Q'=0.

     * Se Q=1 e Q'=0: Neste caso a saída da porta AND de cima é 0, assim como a da porta de baixo. Com isso as entradas S e R do Flip-Flop SR "interno" são ambas 0 e as saídas continuam como estão, ou seja, Q=1 e Q'=0.

3) Se J=0 e K=1, vamos ver o que acontece:
     * Se Q=0 e Q'=1: Neste caso a saída da porta AND de cima é 0, assim como a saída da porta AND de baixo. Com isso ambas as entradas do Flip-Flop SR "interno" são 0 e a saída se mantém do jeito que estava, ou seja, com Q=0 e Q'=1.

     * Se Q=1 e Q'=0: Neste caso a saída da porta AND de cima é 0, porém a saída da porta AND de baixo é 1. Dessa forma, a entrada S é 0 e a entrada R é 1 do Flip-Flop SR "interno". Assim, a saída Q se torna 0 e Q' se torna 1. Com isso, acabamos por ter Q=0 e Q'=1.

Se você conhece o Flip-Flop SR, você talvez tenha percebido que o Flip-Flop JK, até agora, se comportou de forma igual ao Flip-Flop SR, sendo a entrada J similar a entrada S e a entrada K similar a entrada R. Então, qual a diferença do Flip-Flop JK para o Flip-Flop anterior, o SR? A resposta vem agora...

4) Se J=1 e K=1, vamos ver o que acontece:
     * Se Q=0 e Q'=1: Neste caso a saída da porta AND de cima é 1 e a saída da porta AND de baixo é 0. Dessa forma a entrada S=1 e R=0 do Flip-Flop SR "interno". Com isso terminamos com Q=1 e Q'=0.

     * Se Q=1 e Q'=0: Neste caso a saída da porta AND de cima é 0 e a saída da porta AND de baixo é 1. Dessa forma temos S=0 e R=1 no Flip-Flop SR "interno". Com isso terminamos com Q=0 e Q'=1.

Agora vemos a diferença entre os dois flip-flops. Enquanto o Flip-Flop SR não aceitava as duas entradas sendo 1 simultaneamente, o Flip-Flop JK aceita. Quando isso acontece, o Flip-Flop JK inverte o estado das saídas. Assim, se a saída Q era 1 passa a ser 0 e, se a saída Q era 0, passa a ser 1. Neste caso percebemos novamente a importância de um sinal de Clock. Caso não houvesse clock, se colocássemos 1 em ambas as entradas do Flip-Flop JK, a saída ficaria alternando rapidamente, pois não haveria um sinal para sincronizar a operação deste flip-flop.

E por hoje era isso. Nos vemos ano que vem, e que venha 2013. Abraço e continuem estudando. Qualquer dúvida, sugestão ou correção, usem os comentários. Fui!