Grundschaltung: NE555 als RS-Flip-Flop

Grundschaltung: NE555 als RS-Flip-Flop

Ein RS-Flip-Flop ist ein grundlegendes digitales Speicherelement, das zwei stabile Zustände hat und daher als bistabil bezeichnet wird. Es ist ein 1-Bit-Speicher, der in der Lage ist einen binären Zustand zu halten bzw. zu speichern. Innerhalb elektronischer Schaltungen und in der Digitaltechnik wird das RS-Flip-Flop verwendet, um Zustände zu halten.

Im NE555 ist ein RS-Flip-Flop enthalten, um den ermittelten Zustand der Komparatoren zu speichern.
Wenn man die Eingänge Trigger (Pin 2) und Reset (Pin 4) entsprechend beschaltet, dann kann ein NE555 als klassisches RS-Flip-Flop verwendet werden.

Funktionsweise des RS-Flip-Flops

Wahrheitstabelle

S R Q Zustand
1 0 1 Setzen (Set)
0 0 X Speichern
0 1 0 Rücksetzen (Reset)
1 1 0 nicht speicherbar

Ein RS-Flip-Flop hat zwei Eingänge, die als Set bzw. Setzen (S) und Reset bzw. Rücksetzen (R) bezeichnet werden. Außerdem hat es zwei Ausgänge. Den normalen Ausgang Q und den negierten Ausgang /Q.
Ein RS-Flip-Flop speichert einen Zustand basierend auf den Eingängen Set und Reset und kann diesen Zustand beibehalten, bis es zurückgesetzt oder neu gesetzt wird.

  • Setzen (Set): Wenn der Set-Eingang (S) mit logisch 1 gesetzt wird und der Reset-Eingang (R) währenddessen auf logisch 0 gesetzt ist, wird der Ausgang Q auf logisch 1 gesetzt. Man spricht davon, dass das Flip-Flop gesetzt ist.
  • Rücksetzen (Reset): Wenn der Reset-Eingang (R) auf logisch 1 und der Set-Eingang (S) auf logisch 0 gesetzt wird, wird der Ausgang Q auf logisch 0 gesetzt. Man spricht davon, dass das Flip-Flop zurückgesetzt ist.
  • Speichern: Wenn beide Eingänge (S und R) auf logisch 0 gesetzt sind, behält das Flip-Flop seinen aktuellen Zustand bei. Das bedeutet, dass es den zuletzt gesetzten Zustand speichert. Der Ausgang hat dann entweder 0 oder 1.
  • Achtung nicht erlaubter Zustand: Wenn beide Eingänge (S und R) gleichzeitig auf logisch 1 gesetzt werden, ist der Zustand des Flip-Flops nicht definiert. Das sollte vermieden werden, da es zu einem unbestimmten Ausgangszustand führen kann.

Bauteile

Liste

  • IC1: Timer NE555
  • R1: Metallfilm-Widerstand, 100 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Orange)
  • R2: Metallfilm-Widerstand, 100 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Orange)
  • R3: Metallfilm-Widerstand, 5,1 kOhm (Grün-Braun-Schwarz-Braun)
  • R4: Metallfilm-Widerstand, 5,1 kOhm (Grün-Braun-Schwarz-Braun)
  • S1: Taster
  • S2: Taster
  • LED1: Leuchtdiode, rot
  • LED2: Leuchtdiode, grün

Kennzeichnung und Anschlussbelegung

Experimente mit Trigger, Reset und Threshold

Wir wollen die Funktion des internen RS-Flip-Flops und der Eingänge Trigger, Reset und Threshold genauer betrachten.

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