Flip Flop nedir ?
Flip Flop lojik kapılar yardımıyla oluşturduğumuz bellek elemanlarıdır. Flip Flop çift kararlıdır ve girişlerine uygulanan sinyal değişmediği müddetçe çıkış durumunu korurlar. Ardışık devrelerde kullanılan Flip Flop‘ların her biri saat(clock) girişine sahiptir ve devrenin çıkışları bu sinyal ile beraber değişir.
- Flip-Flop‘lar, lojik kapılar ile gerçekleştirilmiş özel elemanlardır.
- Veri girişi ve veri çıkışı vardır, çıkışların ne olacağını, yalnızca girişteki değerler belirler.
- Giriş değerleri değiştikçe çıkış ifadesi de buna bağlı olarak değişir.
- Flip-Flop‘lar ise ardışık devrelerde kullanılır ve bir zamanlama palsi vardır.
- Flip-Flop‘ların en önemli özelliği çıkış değerlerinin bir önceki çıkışa da bağlı olmasıdır.
Lojik devreler, kombinasyonel (combinational) ve ardışık (sequential) olmak üzere 2 bölümde incelenebilir.
Kombinasyonel devrelerde herhangi bir andaki çıkış, sadece o andaki girişler tarafından belirlenir. Önceki çıkış değerlerinin sonraki çıkışa hiçbir etkisi söz konusu değildir.
Ardışıl devrelerde ise bir önceki çıkış, mevcut girişlerle birlikte sonraki çıkışı tayin eder. Başka bir deyişle ardışıl devrelerin bellek özelliği vardır. Yani çıkışları aklında tutar ve giriş olarak kullanır.
- Her birinde saat (clock) girişi bulunmaktadır. Bu girişe kare dalga şeklindeki tetikleme sinyali bağlanır ve Flip-Flop bu sinyal ile çıkışlarını değiştirir.
- Flip-Flop’un vereceği çıkış girişlere bağlı olmakla birlikte, aynı zamanda bir önceki çıkışa da bağlıdır. Yani bir geri besleme söz konusudur. Bir önceki çıkış, sanki bir sonraki çıkışın girişi gibi düşünülür.
- Girişlerine uygulanan sinyal değişmediği müddetçe çıkış durumunu korurlar.
- Flip-Flop‘lar 1 bitlik bilgiyi saklayabilirler.
- Giriş sinyallerine göre çıkış ya lojik “0” yada lojik “1” olur.
-
Flip-Flop‘lar ardışık devrelerin temel elemanıdır.
-
Flip-Flop‘lar bir çeşit çift kararlı multivibratörlerdir.
Flip- Flop Tipleri
Şekil 1 Flip-Flop devresi genel sembolü
Flip-Flop‘lar iki çıkışa sahiptirler. Bunlar Q ve Q’ dir. Q ve Q’ birbirlerinin tersidir. Yani Q = 1 ise Q’ = 0, Q = 0 isede Q’ = 1 olur. Yalnız aşağıdaki doğruluk tablolarında görüleceği gibi Q ve Q’ in aynı olduğu durumlar görülmektedir. Bu durumlar istenmez. Bu nedenlede bu çıkışı veren girişler kullanılmaz. Flip-Flop‘lar clock (saat) palsi ile çalışırlar. Bu palsler sayesinde girişlere göre çıkışlarda değişimler Flip-Flop‘lar lojik kapılardan oluşurlar. Ayrıca Flip-Flop‘lar Sayıcıların ve Kaydedicilerin temelini oluştururlar.
Flip Flop Çeşitleri
Flip floplar başlıca dört çeşittir.
- R-S(reset-set) tipi Flip-Flop‘lar
- J-K Tipi Flip-Flop‘lar
- D (data) tipi Flip-Flop‘lar
- T (Toggle) tipi Flip-Flop‘lar
Preset/Clear girişli Flip-Flop lar vardır.
Her bir flip-flop çeşidinin Preset/Clear girişli olanı vardır.
a) RS (reset-set)(sıfırlama seti) tipi Flip-Flop
S (Set=Kur) ve R (Reset=Sıfırla)
Yukarıda R-S tipi Flip-Flop ‘un Ve Değil kapıları ile çizilmiş iç yapısı ve doğruluk tablosu görülmektedir. Tablodaki S’ ve R’ ‘in 1 olduğu durumda Q ve Q’ ‘in değişmediği görülür. Bu, çıkışların bundan önceki konumunu sakladığını belirtir. S’ ve R’ ‘in 0 olduğu durumda ise Çıkışların eşit olduğu görülür. Bu durumda Flip-Flop’larda istenmeyen bir durumdur. Bu durumu sağlayan girişler değerleri kullanılmamalıdır.
Tetiklemeli (clocked) R-S (reset-set) tipi Flip – Flop
Tetiklemeli R-S tipi Flip-Flop R-S tipi flip-flop’un önüne iki adet Ve Değil kapısı eklenerek elde edilmiştir. Flip-Flop‘a clock palsi gelmediği sürece çıkışlar değişmez. Yukarıdaki tabloda tetiklemeli R-S Flip-Flopun iç yapısı ve uyarım tablosu görülmektedir. Uyarım tablosu Flip-Flop ‘larla devre tasarımında kullanılır. Tablodaki X ‘ler ise etkisiz elemanlardır. Yani 1 veya 0 olması durumda çıkışlar değişmez. Bazı kaynaklarda (X) yerine (d) ‘de yazılmaktadır. Bu işaretin yerine 0 veya1 koyulabilir. Ayrıca tablodaki Qn clock palsinden önceki durumu, Qn+1 ise clock palsinden sonraki durumu temsil etmektedir. Tablo Flip-Flop ‘un çıkışının Qn’den Qn+1’e geçmesi için S ve R girişlerinin ne olması gerektiğini belirtir.
b) J – K tipi Flip – Flop
Yukarıdaki tabloda JK Flip-Flop ‘un iç yapısı ve uyarım tablosu görülmektedir.
Master – Slave tipi Flip – Flop
Yukarıda Master – Slave Flip-Flop ‘un sembolü ve iç yapısı görülmektedir.
c) D (data) (veri) tipi Flip – Flop
Yukarıdaki D Flip-Flop ‘un iç yapısında da görüldüğü gibi Tetiklemeli R-S Flip-Flop ‘un iki ucu arasına değil kapısı eklenerek D Flip-Flop elde edilmiştir. Doğruluk tablosunda görüldüğü gibi D Flip-Flop clock palsi uygulandığında girişindeki bilgiyi aynen çıkışa iletir. D Flip-Flop besleme olduğu sürece bilgi saklayabilir. clock palsi uygulanmadığı sürece Flip-Flop ‘un girişleri ne olursa olsun çıkış sabittir. Böylece bilgiyi saklamış olur.
d) T (Toggle) (geçiş) tipi Flip – Flop
T tipi Flip-Flop ‘da J-K tipi Flip-Flop ‘un giriş ucalarının birleşiminden meydana gelmiştir. T Flip-Flop ‘a clock palsi uygulandığında girişindeki bilginin değilini çıkışa verir. Yukarıda T tipi Flip-Flop ‘un iç yapısı doğruluk tablosu ve uyarım tablosu görülmektedir.
Sık Sorulan Sorular
Flip Flop Ne Demek?
Flip flop, Türkçe karşılık olarak “takla atmak” ya da “hızlı yön değiştirme” anlamına gelir. Çift kararlı çalışma sistemine sahip olan bu devrelerde saklanan verilere değişen girdiler uygulanarak çeşitlendirilebilir. Flip flop devreleri birçok farklı uygulama alanı ve projelerde kullanılır.
Flip Flop Devre Çeşitleri Nelerdir?
Flip flop çeşitleri, özellikleri ve çalışma prensipleri açısından temel olarak 4 başlık altında incelenebilir. Flip flop çeşitleri özelliklerine göre farklı uygulama gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanır. Başlıca çeşitleri şu şekildedir:
- RS Flip Flop
- JK Flip Flop
- T Flip Flop
- D Flip Flop
Şimdi bu çeşitlerin işlevlerini ve yapısını detaylı bir şekilde ele alalım.
RS Flip Flop
RS flip flop modellerinde, “Reset yani R” ve “Set yani S” şeklinde iki adet giriş bulunur. S girişi “1” değerine getirildiğinde çıkış değeri “1”, R girişi “1” değerindeyken ise çıkış değeri “0” olur. R ve S girişlerinin aynı anda aktif olması durumunda ise “tanımsız” olarak adlandırılır. Girişlerin ikisi de aktif değilken çıkış değeri değişmeden aynı kalır.
JK Flip Flop
JK flip floplar, RS modellerin daha gelişmiş halidir. JK devreler RS modellerdeki flip “tanımsız” durumunu ortadan kaldırır. J ve K girişi olmak üzere iki girişten meydana gelir. J girişi RS flip flop tipindeki “S”, K girişi ise “R” girişi gibi davranır. JK flip floplarda “tanımsız” durumu “tümleyen” olarak gerçekleşir. Başka bir deyişle girişlerin ikisinin de “1” olması durumunda çıkış değeri “0” ise “1”, çıkış değeri “1” ise “0” olarak görülür.
T Flip Flop
T yani “Toggle” flip flop tipleri JK modelindeki girişlerin birleştirilerek tek giriş hale getirilmesiyle oluşur. Giriş değeri “1” olduğu sürece çıkış değeri tetikleme sinyali yardımı ile değişir. Girişin aktif olmadığı süreçlerde ise çıkış değerinde herhangi bir değişim gözlenmez.
D Flip Flop
D tipi flip floplar bilgi kaydetmek amacıyla kullanılır. Bu flip flop modeli pek çok alanda kullanılan kaydedici devrelerde bulunur. D tipi flip flop devrelerde her tetikleme sinyali ile giriş değeri ne ise çıkış değeri de aynı olur.
Flip Flop Devresi Nasıl Çalışır?
Flip flop ile devre tasarımı incelendiği zaman değişken giriş ve farklı çıkış değerlerinden oluştuğu gözlenir. Flip flop devreleri iki kararlı durum ve bir tetikleme sinyali ile durum değiştirerek çalışır. Çalışma prensibi temel olarak giriş sinyallerine göre devrenin “1” veya “0” durumunda olmasını sağlayan geri besleme mekanizmasına dayanır. Flip flop devreleri tetikleme türüne göre çalışır. Bu sayede veri depolama, sayma, senkronize sinyaller üretme gibi işlevlerde kullanılır.
Flip Flop Devresi Malzemeleri Nelerdir?
Flip Flop devresi yapımı için bazı gerekli malzemeler bulunur. Bunlar Breadboard, 9 volt pil ve pil yatağı, jumper kablolar, 2 adet BC237 transistör, 2 adet 100 uF kondansatör, 2 adet 5 mm LED, 2 adet 10k Ohm direnç ve 2 adet 470 Ohm direnç elemanlarından oluşur. Bu bileşenler devrenin çalışma prensibine uygun olacak şekilde monte edilerek flip flop sistemlerinin temeli oluşturulur.
Flip Flop Devresi Nerelerde Kullanılır?
Elektronik sistemlerin yapı taşı olan flip flop devreleri birçok farklı alanda kullanılır. Veri depolama cihazlarında yaygın olan flip floplar, verilerin güvenli şekilde saklanmasına yardımcı olur. Ayrıca sayısal sayaçlar ve zamanlama devrelerinde de etkili rol oynar. Bunun yanı sıra sıralı mantık devrelerinin de en önemli bileşenlerinden biridir. LED ışık kontrol devrelerinde de verimli olan flip floplar basit bellek hücrelerinde ve osilatör devrelerinde yaygın olarak bulunur. Bu tür devrelerde sinyallerin durumlarını değiştirmek veya korumak için kullanılan flip flop tasarımları elektronik tasarımlarda işlevsellik sağlar.
