Bentornati al nostro corso di microprogrammazione. Nella scorsa puntata vi abbiamo presentato i circuiti sequenziali cercando di capire come funzionano ma la cosa davvero importante è rendersi conto che vanno utilizzati all'interno di sistemi più complessi. Quella di oggi, quindi, sarà una lunga rassegna dei circuiti sequenziali, ovvero sistemi completi basati su dispositivi sequenziali, grazie alla quale vi proporremo una spiegazione di come vengono utilizzati, di quali sono le applicazioni principali e di che cosa potete farci. Siete pronti?

Bentornati al nostro corso di micro programmazione. Nella scorsa puntata abbiamo trattato brevemente i convertitori, cercando di restituire un quadro più o meno completo delle possibilità esistenti. Oggi però torniamo ad occuparci dei sistemi digitali per andare avanti ed analizzare i circuiti sequenziali. Cosa sono? Come funzionano? Perché sono diversi da quelli che abbiamo visto finora? Come sono fatti? Sono più o meno utili? A queste ed altre domande cercheremo di dare risposta oggi e nelle prossime puntate. Siete pronti?

Sfruttando il principio di funzionamento dei flip-flop usati come divisori di frequenza è possibile, collegandone più di uno in cascata (vedi fig. 19) realizzare contatori binari capaci di contare fino a 2 elevato alla n, intendendo con n il numero di flip-flop impiegati.

Diamo quindi un impulso positivo al clock e vediamo che le prime due porte AND sono disabilitate mentre si abilitano le altre due, lasciando passare i livelli logici delle uscite del primo flip-flop verso gli ingressi S ed R del secondo: l’1 logico all’uscita diretta del primo F/F eccita l’S del secondo, mentre lo zero dell’uscita complementata blocca l’R dello stesso

Il livello logico applicato all’ingresso J condiziona invece lo stato dell’uscita della NOR ad esso collegata, che è ad 1 se il J è a livello basso, mentre è zero se a tale ingresso è applicato il livello alto. Lo stato dell’uscita della prima NOR condiziona la seconda, la cui uscita pilota il set e il reset del flip-flop vero e proprio.

Spesso e volentieri i flip-flop D disponibili in commercio hanno anche gli ingressi di set e reset distinti, cioè accessibili dall’esterno: ciò permette di far partire il flip-flop settato o resettato quando, per la struttura del circuito nel quale è inserito, una di queste condizioni è indispensabile per ottenere un certo modo di funzionamento.

Notate anche che il flip-flop T è un divisore di frequenza per 2, giacché pilotando il CLK con un segnale rettangolare a frequenza costante si ottengono alle uscite due segnali a frequenza dimezzata: infatti Q e Q negato (/Q) danno ciascuna lo stesso livello, ad esempio quello positivo, dopo due impulsi positivi di trigger (clock).

L’impulso deve essere positivo (qualora fosse negativo vedremmo l’indicazione /CLOCK oppure /CK nel simbolo grafico) infatti le porte AND si sbloccano solo portando a livello alto i loro ingressi.

Notate che le uscite Q e /Q prendono il nome rispettivamente di uscita diretta ed uscita complementata (negata). Notate quindi la caratteristica principale del flip-flop RS: un impulso positivo all’ingresso S (Set) pone a livello alto l’uscita diretta, mentre un impulso positivo all’ingresso R manda quest’ultima a zero; evidentemente la /Q, che è il complemento dell’uscita diretta, assume sempre lo stato logico opposto a quello assunto, di volta in volta, da quest’ultima.

I FLIP-FLOP sono forse i circuiti più importanti dell’elettronica digitale, perché costituiscono la base per realizzare la gran parte dei sistemi logici, anche i più complicati. Perciò in questo numero della rivista ne parleremo cercando di presentarli adeguatamente a chi non li conosce, rispolverando i ricordi anche a chi li ha conosciuti e non li rivede da un pezzo. Innanzitutto, cos’è un flip-flop?