Ｄフリップフロップ実験

　デジタル回路のレジスタ、カウンタはＤフリップフロップで実現します。

　学生時代は、Ｄフリップフロップの動作を理解するのに
　相当な時間をかけました。手元にICがあれば理解は早い
　だろうと、実験回路を考えます。

　レジスタとトグルの両方を実験できるように
　スイッチで入力を切り替えています。



　レジスタ動作とトグル動作に分けて実験できるように
　したので、複雑に見えます。各々の動作に分けて説明
　します。


レジスタ動作

　レジスタ動作は、Ｄ入力の論理値をクロックを使って
　記憶します。記憶した論理値をＱ出力に伝達。

　クロックが必要なので、74HC14の２ゲートを使い
　RC発振回路を組んで、クロック入力に与えます。

　Ｄ入力には外部から論理値を与え、クロックで記憶。





　Ｑの反転で、記憶している論理値がわかるように
　LEDを点灯します。論理値が１のとき点灯。

　電源投入とともに、リセットしてＱの出力は'0'に
　して、入力の論理値を判断しやすいように工夫して
　います。

　１ビットの論理値では、役に立たないとなれば
　必要な数だけＤフリップフロップを並べます。


トグル動作

　トグル動作は、クロックが入るごとにＱ出力の
　論理値を反転します。

　一見難しそうに思いますが、Ｑの否定をＤ入力に
　フィードバックして実現。




　クロックはスイッチで代用し、押すたびにＤ入力の
　論理値が反転。これで、Ｑ出力が１と０を繰り返す
　カラクリです。


テスト回路

　８ピンのDIPスイッチを利用し、74HC14と4013を実装した
　基板を半田付けしました。




　ブレッドボード上では、ワイヤーが込み入ってしまい
　見通しが悪いので、基板に半田付けしてテスト。

　レジスタ動作、トグル動作は、DIPスイッチの組み合わせで
　選択できるようにしています。



　フリップフロップに、７４ＨＣ７４を利用するとき
　パワーオンリセットをバッファに入れます。

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