ความหมายของวงจรฟลิปฟลอป
ฟลิปฟลอป (Flip Flop) หมายถึง วงจรดิจิตอลที่เปลี่ยนสถานะทางเอาต์พุตเป็น 2 เอาต์พุต โดยที่เอาต์พุตทั้งสองจะมีสถานะตรงข้ามกัน ฟลิปฟลอปจึงเป็นหน่วยความจำพื้นฐานที่สร้างขึ้นโดยใช้ลอจิกเกต และสามารถเก็บข้อมูลขนาด 1 บิต ไว้ได้นานจนกว่าจะมีสัญญาณไปกระตุ้น
สัญญาณนาฬิกา
วงจรฟลิปฟลอปจะเปลี่ยนสถานะเมื่อมีสัญญาณกระตุ้น (Trigger Pulse) ซึ่งก็คือสัญญาณนาฬิกา (Clock Wave Form) โดยทั่วไปอาจจะเรียกอีกอย่างว่าสัญญาณคล็อค (Clock Pulse ; CK)
อาร์เอสฟลิปฟลอป
อาร์เอสฟลิปฟลอป (RS Flip Flop) (Data Input) 2 ขั้ว คือ S (Set) และ R (Reset) ด้านเอาต์พุตมี 2 ขั้วเช่นกัน คือ Q และ Q (อ่านว่าคิวบาร์) คำว่า Set หมายถึง การทำให้ฟลิปฟลอปอยู่ในสถานะ “1” (Q = 1) ส่วนคำว่า Reset หมายถึง หมายถึง การทำให้ฟลิปฟลอปอยู่ในสถานะ “0” (Q = 0) ดังนั้น การทำงานของอาร์เอสฟลิปฟลอปจึงขึ้นอยู่กับสัญญาณนาฬิกา หรือตามจังหวะของพัลส์
ทีฟลิปฟลอป
ทีฟลิปฟลอป (T Flip Flop) จะมีดาตาอินพุตเพียงขั้วเดียว คือ ขั้ว T การทำงานจะทำให้เอาต์พุตมีสถานะตรงกันข้ามกับเอาต์พุตเดิมเสมอ ทีฟลิปฟลอปจึงเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในวงจรนับซึ่งดัดแปลงมาจากอาร์เอสฟลิปฟลอป แบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ ทีฟลิปฟลอปแบบขอบขาขึ้น และทีฟลิปฟลอปแบบขอบขาลง
ดีฟลิปฟลอป
ดีฟลิปฟลอป (D Flip Flop) จะมีดาตาอินพุตเพียง 2 ขั้ว คือ D (Data) และสัญญาณกระตุ้น CK (Clock Pulse) ข้อมูล 0 หรือ 1 จะถูกป้อนเข้าที่ขั้ว D รอจนกระทั่งสัญญาณนาฬิกา CK มีพัลส์เกิดขึ้น ก็จะนำข้อมูลจากขั้ว D ในขณะนั้นไปแสดงผลที่เอาต์พุต โดยที่ข้อมูลนั้นจะยังคงค้างอยู่ที่เอาต์พุต หรือเก็บรักษาข้อมูลไว้ตลอด รอจนกว่าจะมีพัลส์จากขั้ว CK เข้ามากระตุ้น จึงจะนำข้อมูลจากขั้ว D ไปแสดงผลที่เอาต์พุต และเป็นเช่นนี้เรื่อยไป
เจเคฟลิปฟลอป
เจเคฟลิปฟลอป (JK Flip Flop) มีขั้วดาตาอินพุต 3 ขั้ว คือ ขั้ว J ขั้ว K และขั้วสัญญาณกระตุ้น (CK) เป็นฟลิปฟลอปที่พัฒนามาจากอาร์เอสฟลิปฟลอป (R = K และ S = J) กล่าวคือ ในอาร์เอสฟลิปฟลอป เมื่ออินพุตเป็น 1 ทั้งขั้ว เซ็ต และรีเซ็ต เอาต์พุตที่ได้จะเป็น 0 การใช้ประโยชน์จากสถานะนี้จึงเป็นไปไม่ได้เพราะเอาต์พุตไม่ตรงข้ามกัน ให้หลีกเลี่ยงการใช้งานสภาวะนี้ ถ้าขั้วเจและเคเป็น 1 เจเคฟลิปฟลอปจะทำงานเหมือนกับทีฟลิปฟลอป คือ เอาต์พุต Q จะเป็น 1 และ 0 สลับกันไป
วงจรนับ
วงจรนับ (Counter Circuit) คือ วงจรดิจิตอลที่ทำหน้าที่นับจำนวนพัลส์ของสัญญาณนาฬิกาที่ป้อนเข้ามาทางอินพุต ภายในวงจรนับจะประกอบด้วยฟลิปฟลอปจำนวนมากนำมาต่อเรียงกันหลาย ๆ ภาค ซึ่งใช้กันมากในเครื่องคอมพิวเตอร์
วงจรนับขึ้น เป็นวงจรนับขึ้นขนาด 4 บิต ที่ใช้เจเคฟลิปฟลอปกำหนดให้ขั้ว J และ K มีลอจิก 1 ตลอดเวลา สัญญาณอินพุตจะถูกป้อนเข้าที่ขั้วสัญญาณนาฬิกา CK ซึ่งทำงานแอกทีฟโลว์ (Active Low)
วงจรนับลง เมื่อฟลิปฟลอปถูกกระตุ้นครั้งแรก เอาต์พุตทุกตัวจะมีระดับลอจิก 1 ซึ่งเทียบได้กับเลขฐานสิบ คือ 15 หลังจากนั้นเมื่อถูกกระตุ้นแล้วจะมีค่าลดลงเรื่อย ๆ ครั้งละหนึ่งจนกระทั่งเป็นศูนย์
การแสดงผลเบื้องต้น
การแสดงผล (Display) คือ ส่วนสุดท้ายที่ใช้แสดงผลการทำงานของวงจรดิจิตอล มีหลายชนิดขึ้นอยู่กับลักษณะการนำไปใช้งาน ได้แก่
แอลอีดี (Light Emitting Diode ; LED) หรือที่เรียกว่า ไดโอดเปล่งแสง โดยแอลอีดีจะสิ้นเปลืองพลังงานเพียงเล็กน้อย หน่วยเป็นมิลลิวัตต์ การใช้งานจะต้องต่อร่วมกับตัวต้านทาน เพื่อจำกัดกระแสไฟฟ้าไม่ให้มากเกินไป
เซเวน เซกเมนต์ (7-Segment) คือ แอลอีดี 7 ส่วน (7 ตัว) ซึ่งการแสดงผลของเซเวน เซกเมนต์จะใช้อักษร a ถึง g เมื่อแบ่งเซเวน เซกเมนต์ตามโครงสร้างภายในจะมี 2 ลักษณะ คือ แบบคอมมอนแอโนด (Common Anode) และแบบคอมมอนแคโทด (Common Cathode)
แอลซีดี (Liquid Crystal Display ; LCD) เป็นอุปกรณ์แสดงผลที่ใช้ผลึกเหลว สามารถสร้างรูปแบบการแสดงผลได้หลายรูปแบบ มีจุดเด่น คือ จอแบนราบ ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา กินไฟน้อย การแสดงผลมีความชัดไม่กะพริบหรือสั่นไหว
