Flip-Flop Experimental (MIN708)

O flip-flop é a unidade de memória dos microcomputadores e computadores maiores. Este circuito simples pode armazenar um “bit”, ou seja,; um zero ou um para posterior uso. Como um circuito eletrônico pode fazer isso, é o que você vai saber montando seu próprio flip-flop experimental e analisando seu funcionamento.

Podemos comparar um flip-flop arruma gangorra. Quando um lado sobe o outro lado deve obrigatoriamente descer.

Se representarmos o lado alto por “1" ou HI (de High) e o lado baixo por “O" ou LO (de Low), vemos que: quando um lado é 1 o outro deve ser obrigatoriamente zero. (figura 1)

Figura 1 – Analogia com a gangorra

Se considerarmos um lado único como saída,r temos então que em um dado instante a saída do flip-flop só pode ser 0 ou 1.

O flip-flop é estável no estado em que o colocarmos. Se levantarmos um lado e abaixarmos o outro, ele permanecerá nesta situação indefinidamente.

Para mudar de estado, abaixando um lado e levantando o outro, é preciso uma intervenção externa.

O flip-flop que montaremos é alimentado por pilhas e seus estados '0" ou “1" são indicados por dois LEDs.

A mudança de estado é feita pelo toque que 'será dado em dois interruptores de pressão.

Montando diversas unidades, em lugar de armazenarmos um simples “bit” ou unidade de informação que corresponde a um zero ou um, poderemos armazenar números inteiros.

Com 4 flip-flops, por exemplo, poderemos armazenar qualquer número de 0 a 15.

1010 = 9

Funcionamento

O flip-flop ou multivibrador biestável faz uso de dois transistores, ligados da maneira mostrada na figura 2.

Figura 2 – O flip-flop básico

Neste circuito, a polarização de um transistor depende do outro de tal forma que, se um transistor estiver conduzindo (LED aceso), o outro não pode ser polarizado de modo a conduzir e terá seu LED apagado.

Quando ligamos o flip-flop, o LED que acende primeiro dependerá das condições dos transistores usados. Um deles pode ter maior ganho e por isso começar a conduzir primeiro.

No entanto, uma vez ligado, podemos “forçar" apenas um ou outro transistor a conduzir, acionando para isso os interruptores de pressão junto às bases.

Se apertarmos o interruptor S1 por um breve instante, o transistor Q1 deixa de conduzir, pois este interruptor “corta" sua polarização de base.

Com isso pode chegar corrente de polarização a Q2, que então passa a conduzir, acendendo seu LED 2.

Se apertarmos o interruptor S2 por um breve instante, é o transistor Q2 que deixa de conduzir, levando assim polarização a Q1 que “dispara" e faz seu LED 1 acender.

Podemos dizer que S1 “arma” (SET) o flip-flop enquanto que S2 “rearma” (RESET) o flip-flop.

Este tipo de circuito é chamado Comumente de flip-flop R-S ou Reset-Set (arma-rearma).

Montagem

Na figura 3 temos a montagem de nosso flip-flop começando pelo diagrama.

Figura 3 – Diagrama do flip-flop

A versão em ponte de terminais é dada na figura 4.

Figura 4 – Versão em ponte de terminais

Você pode instalar o conjunto em uma caixinha de plástico ou outro material para facilitar o uso e a demonstração.

O LED 1 pode ser vermelho e 0 LED 2 verde. Os resistores são de 1/8 ou1/4 W.

Será preciso observar a polaridade dos LEDs e das pilhas para que o flip-flop funcione normalmente.

S1 e S2 são interruptores de pressão do tipo botão de campainha, mas até mesmo interruptores feitos com chapinhas de metal e pregos podem ser utilizados numa montagem de demonstração.

S3 é um interruptor simples optativo. Você pode ligar e desligar o aparelho simplesmente tirando e pondo as pilhas no suporte.

Uso

Para usar é só ligar a unidade ligar a unidade (S3).

Depois, pressionando S1 você armará o flip-flop, fazendo acender o LED 2.

Pressionando S2 você rearmará, acendendo o LED 1.

O LED 1 indica que a saída é 0, ou seja, quando ele está aceso a saída é zero. Já o LED 2 aceso indica que a saída é 1.

O LED aceso indicará que tipo de informação está armazenada no flip-flop, ou seja, se um zero ou um um.

Na figura 5 temos um exemplo de diversos flip-flops deste tipo armazenando um número binário (BCD).

Figura 5 – Armazenando número de 4 bits

Este tipo de disposição pode ser usada em aulas de informática com grande eficiência.