こんにちは！くるです！
今回はフリップフロップの1つ「Tフリップフロップ」について分かりやすく解説していきます。
Tフリップフロップの概要
まずは、簡単にTフリップフロップについて説明していきます。
Tフリップフロップとは、「$T$」という1つだけの入力を持ち、「$Q$」と「$\bar{Q}$」の2つの出力を持つ回路です。
「T」は「Toggle（反転）」の頭文字を取ったもので、「Tフリップフロップ」とは、「反転するフリップフロップ」という意味だったりします。
具体的に見ていきましょう。
真理値表
まずは、Tフリップフロップの真理値表です。
Tフリップフロップは次のような真理値表となっています。
他のフリップフロップと比べると、すごく簡単な真理値表で、すぐに理解できると思います。
入力$T$が「0」なら「現在の状態のまま」、「1」なら「反転する」というだけです。簡単ですね。
回路図
Tフリップフロップ回路は、JKフリップフロップの入力「$J, K$」を「1」に固定し、「$T$」をクロックとした回路で構成できます。
以下がその回路図です。
JKフリップフロップをひとまとめにして、以下のように書かれることもありますが、今回は上の回路図を使います。
回路図を読み解く
上の回路図が本当に真理値表通りのものなのかを確かめてみましょう。
➀ $T$のとき
$T=0$のときは、真理値表では現状態$Q$を「保持」となっていました。
まず、現状態$Q$が「0」であると考えると、各値は次の図のようになります。
$T=0$を入力すると、最初のAND回路がどちらも「0」になるため、その後のNOR回路の出力は変わらず、現在の状態が「保持」されます。
NORは「2つの入力が共に0のときのみ1を出力する回路」です！
次に、現状態$Q$が「1」の場合、各値は次の図のような状態になります。
こちらも先ほどと同様に、$T=0$を入力すると、最初のAND回路がどちらも「0」になるため、その後のNOR回路の出力は変わらず、現在の状態が「保持」されます。
よって、現状態$Q$が「0」でも「1」でも、$T=0$のときは現状態$Q$が「保持」されます。
$T=0$のときは真理値表通りの動きをするってことっすね～
$T=1$のとき
$T=1$のときは、真理値表では現状態$Q$を「反転」となっていました。
現状態$Q$が「0」の場合、各値は次の動画のような動きをします。音は出ないので安心してください。
この後、$Q$はずっと「0」のままです。
次に、現状態$Q$が「1」のときは、各値は次の動画のような動きをします。
こちらも先ほど同様、この後$Q$はずっと「1」のままです。
よって、現状態$Q$が「0」でも「1」でも、$T=1$のときは現状態$Q$が「反転」されます。
$T=1$のときも真理値表通りの動きをしているということですね。
タイムチャート
Tフリップフロップを立ち上がりエッジトリガ方式で動かしたときのタイムチャートは次のようになります。
実際に1つずつ目で追って確かめてみてください。
タイムチャートについては、また詳しく解説した記事を書こうと思いますので、乞うご期待！
今回はここまで！
フリップフロップについて簡単にまとめた記事があるので、気になる方はぜひ読んで見てください！
お疲れ様でした！
大学の教科書よりもはるかに分かりやすい参考書を調査してまとめてみました。良かったら参考にしてください。