【問題14】 JK-FFのタイムチャート：完全マスター！ 電子回路ドリル II（16）

以前の状態を引き継ぐことができるため、コンピュータのメモリなどに応用されているフリップフロップ。今回はSR-FFについて解説。

[横田一弘 埼玉県立新座総合技術高等学校 教諭，＠IT MONOist]

【問題13】の解答

　前回の宿題【問題13】は、SR-FFの「タイムチャート」を作成するという問題でした。

　皆さん解けましたでしょうか？

　解けた方も解けなかった方も答え合わせをして、次項の解説までぜひ読んでみてください。毎週コツコツ問題を解いて、デジタル回路の基礎知識を身に付けましょう。

　それでは、解答を発表します！

問題13

答え．

【問題13】の解説

　【問題12】の解説では、2つのNANDから構成される最も基本的なフリップフロップ（Flip Flop）について詳しく解説しました。今回解説する「SR-FF（Set-Reset Flip-Flop）」とは、このフリップフロップに少し改良を加えたものです。

　図1は、SR-FFの論理記号です。ご覧のとおり、SR-FFには「S（Set）」と「R（Reset）」の2つの入力と、「Q」と「Q」の2つの出力があります。

図1　SR-FFの論理記号

　ちなみに、フリップフロップの2つの出力が同じ値になることはありませんので、一方が“0”のとき他方は“1”、反対に一方が“1”のとき他方は“0”と、まるでシーソーのように動作することから、「フリップフロップ」と名付けられました。

　次に、図2をご覧ください。これはSR-FFの内部構成を示したものです。【問題12】のフリップフロップの入力に“NOT”を付けることでSR-FFが構成されます。

図2　SR-FFの内部構成

　表1にSR-FFの状態表を示します。

表1　SR-FFの状態表

　S＝“0”、R＝“0”のとき、次に取るべき値（Qt＋1）は、いまの値（Qt）になっています。これは前の状態を保持することを意味します。

　S＝“1”、R＝“0”のとき、Qが“1”になるのでSR-FFがセットされ、S＝“0”、R＝“1”のとき、Qが“0”になるのでSR-FFがリセットされます。

　また、S＝“1”、R＝“1”ではFFが不安定になってしまいますので、SR-FFのSとRを、ともに“1”にしてはいけません（禁止）。

　表1の状態表を基に、【問題13】のタイムチャートを作成した結果が図3になります。

図3　SR-FFのタイムチャート

　【問題13】で、SR-FFの初期状態はQが“0”になっています。そこから動作を開始します。

• （1）の期間、S=“0”、R=“0”であることから、Qには“0”が保持されます。
• （2）の期間、S=“1”、R=“0”であることから、Qには“1”がセットされます。
• （3）の期間、S=“0”、R=“0”であることから、Qには“1”が保持されます。
• （4）の期間、S=“0”、R=“1”であることから、Qは“0”にリセットされます。
• （5）の期間、S=“0”、R=“0”であることから、Qには“0”が保持されます。

　以上のように“フリップフロップは以前の状態を引き継ぐことができる”ため、コンピュータのメモリなどに応用されています。

次回までの宿題 ― 【問題14】

問題14

次のJK-FFのタイムチャートを作ってください

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