平成27年度 III-16

解説

この問題で問われていること

RSフリップフロップの動作(セット、リセット、保持)を、回路から追跡する問題。

解き方

① NOR型RSフリップフロップ: (R,S)=(0,0)は保持、(0,1)はセット(Q=1)、(1,0)はリセット(Q=0)
② 最初はセット状態(1,0)。(0,0)で保持→(1,0)でリセットされ(0,1)→(0,0)で保持
③ (1,0)→(0,1)→(0,1)(①)

正解が正しい理由

回路は、Q=NOR(R,Q')、Q'=NOR(S,Q)の交差結合である。初期状態は、(R,S)=(0,1)の結果として、(Q,Q')=(1,0)(セット状態)。(R,S)=(0,0)では、前の状態を保持し、(1,0)。次に(R,S)=(1,0)では、Q=NOR(1,Q')=0、Q'=NOR(0,0)=1となり、リセットされて(0,1)。最後に(R,S)=(0,0)に戻しても、状態を保持し、(0,1)のまま。したがって、出力の変化は、(1,0)→(0,1)→(0,1)となり、①が正しい。

この問題で必要な基礎

■ NOR回路
NORは、2つの入力が両方とも0のときだけ1を出力し、どちらか一方でも1なら0を出力する回路です。

■ この回路の読み方
上のNORには入力Rと、下のNORの出力Q'が入り、その出力がQです。下のNORには入力Sと、上のNORの出力Qが入り、その出力がQ'です。出力が互いの入力に戻っているため、入力が両方0のときは直前の状態がそのまま保たれます(記憶する回路)。R=1を入れるとQが0に切り替わります(リセット)。

各選択肢について

• ① 保持(1,0)→リセット(0,1)→保持(0,1)で、正しい。これが正答。
• ② (0,0)に戻すと、リセット状態に戻るのではなく、直前の状態(0,1)が保持されるので、誤り。
• ③ (1,1)は、NOR型では通常の動作状態に現れない。
• ④ R=1を与えると、リセットされるので、(1,0)のままではない。
• ⑤ R=1を与えると、リセットされるので、(1,0)のままではない。

覚えるべきポイント

NOR型RSフリップフロップ: (R,S)=(0,0)は保持、(0,1)はセット(Q=1)、(1,0)はリセット(Q=0)、(1,1)は禁止。