ฟลิปฟล็อป

ฟลิปฟล็อป () หรือ แลตช์ () เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีเอาต์พุตคงที่อยู่ 2 สถานะ คือ  และ  ซึ่งมีค่าทางตรรกศาสตร์ตรงข้ามกัน เช่น ถ้า  = 1, = 0 ฟลิปฟล็อปยังเป็นอุปกรณ์ทางตรรกศาสตร์ซึ่งมีหน่วยความจำขนาดหนึ่งบิต ซึ่งบางครั้งอาจเรียกว่าเป็นอุปกรณ์ที่เสถียรภาพแบบสองสถานะ นั่นคือฟลิปฟล็อปหนึ่งตัวสามารถใช้เก็บค่า 0 หรือ 1 ได้ ซึ่งฟลิปฟล็อปจะทำงานเมื่อสัญญาณนาฬิกามีการเปลี่ยนแปลงค่า สำหรับช่วงเวลาอื่น ๆ ฟลิปฟล็อปจะคงค่าหรือจำค่าเดิมไว้ได้ ดังนั้น ฟลิปฟล็อปจึงเป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการสร้างตัวนับ เรจิสเตอร์ และหน่วยความจำ เพื่อเก็บข้อมูลในรูปของเลขฐานสอง ซึ่งในปัจจุบันเราใช้ฟลิปฟล็อปกันอย่างกว้างขวางในอุปกรณ์ดิจิทัลเหมือนเป็นชิ้นส่วนความจำ คุณลักษณะอีกอย่างหนึ่งของฟลิปฟล็อปที่แตกต่างกับเกต คือ สามารถรักษาหรือเปลี่ยนแปลงสถานะของเอาต์พุตได้โดยใช้สัญญาณอินพุต

พัลส์นาฬิกา (clock pulse) เป็นวิธีการที่ทำให้ฟลิปฟล็อปแต่ละตัวสามารถเปลี่ยนสภาวะไปพร้อม ๆ กันได้โดยต้องมีการให้สัญญาณการเปลี่ยนสภาวะ ซึ่งทำให้ไม่ต้องใช้ฟลิปฟล็อปต่อร่วมกันหลาย ๆ อัน

 ประเภทของฟลิปฟล็อป 

 ดีฟลิปฟล็อป  
ดูบทความหลักได้ใน ดีฟลิปฟล็อป
ดีฟลิปฟล็อป (D flip-flop หรือ Delay flip-flop) จะมีการทำงานเมื่อถูกกระตุ้นด้วยสัญญาณนาฬิกาหรือ clock (CLK) ซึ่งสัญญาณนาฬิกาจะเปลี่ยนแปลงจาก 0>1>0>1>... เช่นนี้เรื่อยไป การกระตุ้นด้วยสัญญาณนาฬิกามีสองแบบคือ
 ขอบขาขึ้น (positive หรือ rising edge) คือ จะมีการเปลี่ยนแปลงจาก 0 เป็น 1
 ขอบขาลง (negative หรือ falling edge) คือ จะมีการเปลี่ยนแปลงจาก 1 เป็น 0 
ตารางการทำงานของดีฟลิปฟล็อป
     n+1  ^  0   ^  1   0  X  n


 ทีฟลิปฟล็อป  
ดูบทความหลักได้ใน ทีฟลิปฟล็อป
ทีฟลิปฟล็อป หรือท็อกเกิลฟลิปฟล็อป (T flip-flop หรือ Toggle flip-flop) จะมีอินพุตสองตัว คือ T (toggle) และ C (clock) อินพุต T ใช้เพื่อ toggle หรือกลับค่าเอาต์พุตของฟลิปฟล็อป
 T มีค่า 1 ค่าของ Q จะถูก toggle นั่นคือกลับค่าจาก 0 เป็น 1 หรือ 1 เป็น 0
 T มีค่า 0 ค่าของ Q จะไม่เปลี่ยนแปลง

ตารางการทำงานของ T flop-flop
   ปัจจุบัน   0  ก่อนหน้านี้  1  ก่อนหน้านี้ 

 เจเคฟลิปฟล็อป 
ดูบทความหลักได้ใน เจเคฟลิปฟล็อป
เจเคฟลิปฟล็อป (JK flip-flop) จะมีอินพุตสามตัว คือ J, K และ C (clock) 
 J ใช้ในการ set ค่าของฟลิปฟล็อป คือทำให้ฟลิปฟล็อปมีค่าเป็น 1 ดังนั้นถ้า J=1 และ K=0 แล้ว Q จะเท่ากับ 1
 K ใช้ในการ reset ค่าของฟลิปฟล็อป คือทำให้ฟลิปฟล็อปมีค่าเป็น 0 ดังนั้นถ้า K=1 และ J=0 แล้ว Q จะเท่ากับ 0
 ถ้า J และ K เป็น 0 ทั้งคู่ ฟลิปฟล็อปจะคงค่าเดิมไว้ 
 ถ้า J และ K เป็น 1 ทั้งคู่ ฟลิปฟล็อปจะกลับค่าเดิม


สถานะของ JKฟลิปฟล็อปขณะที่ฟลิปฟล็อปถูกกระตุ้น
     ปัจจุบัน  0  0  ก่อนหน้านี้  1  0   0  1   1  1  ก่อนหน้านี้ 

 อาร์เอสฟลิปฟล็อป 
อาร์เอสฟลิปฟล็อป (R-S flip-flop) เป็นฟลิปฟล็อปสมมติ เพราะอินพุตแบบอาร์เอสมักเป็นแลตซ์ไม่ใช่ฟลิปฟล็อป ซึ่งจะมีอินพุตสามตัว คือ S (set), R (reset) และ C (clock) 
 S ใช้ในการ set ค่าของฟลิปฟล็อป คือทำให้ฟลิปฟล็อปมีค่าเป็น 1 ดังนั้นถ้า S=1 และ R=0 แล้ว Q จะเท่ากับ 1
 R ใช้ในการ reset ค่าของฟลิปฟล็อป คือทำให้ฟลิปฟล็อปมีค่าเป็น 0 ดังนั้นถ้า R=1 และ S=0 แล้ว Q จะเท่ากับ 0
 ถ้า S และ R เป็น 0 ทั้งคู่ ฟลิปฟล็อปจะคงค่าเดิมไว้
 ถ้า S และ R เป็น 1 ทั้งคู่ ถือเป็นกรณีที่ผิดปรกติ เพราะว่าเอาต์พุตของฟลิปฟล็อปไม่ได้ถูกกำหนดไว้ในกรณีนี้(ภาวะแข่งขัน)

ฟังก์ชันการทำงานของ SRฟลิปฟล็อปสามารถสรุปการทำงานได้ดังนี้

         การทำงาน 0  0      เก็บค่าเดิมไว้ ไม่เปลี่ยนแปลง (hold state) 1  0      เซต (set) 0  1      รีเซต (reset)  1  1      ไม่ใช้งาน (race condition) 

 ดูเพิ่ม 
 แลตช์ (อิเล็กทรอนิกส์)

 แหล่งข้อมูลอื่น 
 จำลองสัญญาณอาร์เอสฟลิปฟล็อป 
 จำลองสัญญาณฟลิปฟล็อบ

หมวดหมู่:อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล
หมวดหมู่:วงจรดิจิทัล
หมวดหมู่:ระบบดิจิทัล
หมวดหมู่:วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์
หมวดหมู่:หน่วยความจำคอมพิวเตอร์