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Rodrigo Rech

RESOLVIDO Qual a diferença de um Flip Flop para um Latch?

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Eu acreditava que sempre que o dado se tornasse verdadeiro apenas no momento de oscilação do CLOCK seria um FLIP FLOP.

E quando o dado se tornasse verdadeiro sempre que o CLOCK estivesse em 1 seria um LATCH.

(estou ignorando o fato de que pode ter uma porta NOT antes do clock e esse tipo de coisa) porém fui assistir o video abaixo e ele fala de um flip flop JK que na minha concepção era um LATCH JK.

Sendo assim qual a diferença de um latch para um flip flop?

 

 

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@Rodrigo Rech ,

 

Um Flip-Flop é um circuito cuja saída muda de estado a cada

mudança de estado em um determinado pino.

 

Essa mudança de estado é sempre sequencial, de 0 para 1 para 0 e por aí em diante.

 

Um circuito Latch congela a saída, ela não muda mais, a menos que um determinado pino sofra uma mudança de estado.

 

No uso normal, um circuito Latch coloca em sua saida o estado de sua entrada no instante que o pino de Latch muda de estado.

 

Pesquise o 74HC373 e o 74HC374 , excelentes exemplos de Latch de 8 bits.

 

Paulo

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@aphawk Estou tentando entender, então é correto dizer que a saída de um FLIP FLOP terá seu valor alterado somente no momento que o valor do CLOCK se altera?

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@Rodrigo Rech ,

 

Mais ou menos .... existem Flip-Flops que não trabalham com Clock, por exemplo o tipo R/S  ( Set/Reset ).

 

Mas naqueles que possuem a entrada de Clock, sim, mas depende também do valor que existe na entrada deles, senão a saída pode não se modificar !

 

Sugiro que veja as tabelas-verdade de vários tipos de flip-flop para entender melhor o funcionamento de cada um deles.

 

E ainda quanto a entrada de clock, ainda pode ser na transição de subida ou na transição de descida do pulso de clock.

 

Paulo

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@aphawk Tenho conhecimento disso que você disse, estudei as tabelas verdades. Porém no material que estudei ele lidava com um LATCH RS. Postei a imagem abaixo. Esse LATCH RS, não é a mesma coisa que um flip flop que não trabalha com clock? Isso que tem me deixado confusoimage.png.1d6c030a94af877313cc64680faa0138.png

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Latch, buffer, todo esse blá blá blá é para indicar que um estado, pacote de dados ou saída ficará disponível em algum lugar, acessível por pino de saída ou interno ao integrado, tanto faz. Se vai ter clock ou não é detalhe construtivo de cada aplicação. Entenda esses termos como adjetivos de uma situação e não como substantivos de uma definição.

exemplo com saída externa: qualquer flip flop

exemplo com saídas internas: modo de operação de uma porta IO (input output) de barramento de CPU.

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@Rodrigo Rech ,

 

Não concordo.

 

Latch tem uma finalidade única, que é "capturar" em um determinado instante o estado de sua entrada, e manter ele na sua saída, independente de qualquer variação que aconteça na entrada depois do momento da captura. Quem comanda a captura é um pino responsável por isso, e não é nenhuma de suas entradas !!!!!

 

Repare que o seu flip-flop tipo RS é problemático, pois existem situações proibidas nas entradas, e dependendo da variação das entradas, a saída pode mudar. Aonde está o tal de LATCH, que garante que a saída não mude independente do valor das entradas ???????

 

Sua dúvida não é irrelevante, embora tenho certeza que ela some na prática assim que você montar algum circuito prático que use ou um Latch ou um Flip-Flop.

 

Paulo

 

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Como eu sou mais prático do que teórico, eu nunca fui pesquisar sobre o porque desses termos, apenas procurei entender pra que serve e como funcionam.

Mas entendo o seguinte:

 

Flip-flop é um circuito lógico que armazena dados binários de diversas formas, existem 4 tipos principais: RS, JK, T e D.

 

O Latch é um tipo de flip-flop, mais precisamente o D. Este ao colocar um dado na entrada e acionar o CLOCK vai deixar o mesmo dado presente na saída independente se a entrada já mudou ou não. O dado ficará lá até o pino de CLOCK ser desativado.

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10 horas atrás, Mestre88 disse:

O dado ficará lá até o pino de CLOCK ser desativado

Pra complicar + 1 pouco isto seria algo como um latch transparente... + 1 bixo pra fauna.

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Pela minha compreensão, o latch é um circuito combinacional com realimentação, sendo que essa característica faz com que ele consiga nas suas saídas futuras valores derivados de saídas anteriores (propriedade de memória). A atuação dele é instantânea, pois idealmente o tempo para que as saídas respondam às entradas é desprezível GbhmuXl.gif.

 

 

 

Agora, um latch pode ou não ter uma entrada de habilitação ENABLE. Quando ela existe, porém, não passa de uma entrada a mais na tabela-verdade do circuito lógico, assim influenciando suas saídas. 

 

 

 

O flip-flop é construído baseado no latch, porém com um circuito de detecção de bordas no ENABLE. Isso faz com que ele responda, modificando suas saídas, a bordas de subidas ou de descidas de um sinal de clock (relógio digital básico) aplicado na entrada ENABLE F5Rua4D.gif.

 

 

 

Pela minha experiência, a diferença é que é impossível fazer circuitos digitais que exijam ambas memória e temporização apenas com o latch. O flip-flop, porém, fornece não só memória mas também temporização: uma calculadora com operações de multiplicação e divisão em que é preciso haver uma diferença de tempo significativa entre os registradores precisa de flip-flops, não de latches.

 

 

 

Espero ter ajudado GbhmuXl.gif.

Editado por rjjj

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Já um latch é usado em circuitos do tipo conversor A/D. 

Em um voltímetro digital por exemplo, ele mantém um dado fixo no display enquanto os contadores internos fazem a leitura da tensão de entrada. 

Quando a leitura termina, o latch recebe um pulso e atualiza a leitura com um novo valor.

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6 horas atrás, rjjj disse:

O flip-flop é construído baseado no latch, porém com um circuito de detecção de bordas no ENABLE. Isso faz com que ele responda, modificando suas saídas, a bordas de subidas ou de descidas de um sinal de clock (relógio digital básico) aplicado na entrada ENABLE F5Rua4D.gif.

 

 

Sim, de maneira geral, mas isso não se aplica ao circuito do flip-flop Set/Reset ( RS ), ele não tem ENABLE, além de ter duas entradas e para piorar situações que nunca deveriam ocorrer nessas entradas....

 

Paulo

 

  • Confuso 1

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@aphawk

 

 

Nos latches há a entrada ENABLE, nos flip-flops há a entrada CLK. São praticamente a mesma coisa, mas no primeiro caso aplicam-se níveis lógicos e no segundo bordas de transição de clock. Nos AVRs, com os quais você trabalha, é um caso similar ao das interrupções do tipo PCINT e INT F5Rua4D.gif.

 

 

 

Há muita confusão na literatura sobre esses termos. Alguns chamam o flip-flop de clocked latch, por exemplo, mas costumo considerar o que eu disse. Na prática, a questão é que o flip-flop é capaz, por exemplo, de mover os bits em um registrador série de deslocamento (shift register) conforme um único sinal de referência. Os latches teriam dificuldade em fazer isso, necessitando de vários pulsos temporizados para mover os bits sequencialmente.

 

 

 

Espero ter ajudado GbhmuXl.gif.

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De modo bem simples e objetivo,  a diferença é que um latch opera de forma assíncrona,  isto é,  sem a aplicação de uma onda quadrada de um oscilador de clock astável. Seus estados são controlados diretamente por pelas entradas set e reset,  sendo utilizados como células de memória RAM estática (SRAM). 

Já o Flip Flop,  o qual é derivado de um Latch,  também é controlado pelas entradas set e reset,  como este último,  mas ele opera de forma síncrona,  ou seja,  precisa de um pulso de clock em conjunto com o sinal de entrada,  para que ocorra uma mudança de estado. Um flip flop,  normalmente é composto por dois Latchs,  formando um circuito de dois estágios,  sendo o primeiro estágio denomindado de mestre, e o segundo de escravo. Os Flip Flops são utilizados em contadores seqüênciais e registradores de deslocamento, também chamados de "memória RAM dinâmicas (DRAM).

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@Tarcisio Zewe Duarte

 

 

Essa é uma boa explicação. Lembrando, contudo, que o latch, assim como o flip-flop, é um dispositivo digital sequencial, não combinacional F5Rua4D.gif.

 

 

 

Concordo com o @aphawk que a ideia de se aplicar e diferenciar latch e flip-flop percebe-se na prática. Eles têm quase o mesmo circuito interno, mudando só a flexibilidade quanto a cada problema da Eletrônica.

 

 

 

Espero ter ajudado GbhmuXl.gif.

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O latch geralmente é utilizado como memória RAM. Também pode ser utilizado como oscilador astável de onda quadrada,  para produzir um sinal de clock,  assim como um Shimitt Trigger,  ou a combinação. Já o flip flop é utilizado como registrador de deslocamento,  e como contador,  por exemplo na multiplexagem de memórias e displays,  e precisa de um oscilador do tipo descrito acima para operar.

adicionado 5 minutos depois

@rjjjO latch geralmente é utilizado como memória RAM. Também pode ser utilizado como oscilador astável de onda quadrada,  para produzir um sinal de clock,  assim como um Shimitt Trigger,  ou a combinação. Já o flip flop é utilizado como registrador de deslocamento,  e como contador,  por exemplo na multiplexagem de memórias e displays,  e precisa de um oscilador do tipo descrito acima para operar.

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2 horas atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

O latch geralmente é utilizado como memória RAM. Também pode ser utilizado como oscilador astável de onda quadrada,  para produzir um sinal de clock,  assim como um Shimitt Trigger,  ou a combinação. Já o flip flop é utilizado como registrador de deslocamento,  e como contador,  por exemplo na multiplexagem de memórias e displays,  e precisa de um oscilador do tipo descrito acima para operar.

 

 

Bom ..... de onde vem a expressão FLIP-FLOP ?

Todos sabem que é um conceito de uma máquina de dois estados : ou está no FLIP ou está no FLOP. Ou seja, significa MUDAR uma informação.

E como é feita essa mudança entre os dois estados ?

Pode ser por um clock apenas ?

Ou depende de mais alguma coisa além do clock, como por exemplo as entradas Set/Reset ou as famosas entradas J/K ?

Ah ... sim, depende de mais alguma coisa ! Precisamos ajustar as entradas J/K ( ou as Set/Reset ) !!!!!

Já o conceito de LATCH implica em MEMORIZAR uma informação, e não MUDAR a mesma  !

Eu não concordo com essa mistura de conceitos, essa confusão que foi feita agora.

Na prática, a diferença é MUITO clara.

Se fizermos as devidas configurações em um flip-flop e associarmos vários, ele pode virar um registrador de deslocamento, ou um contador.

Mas para que ele vire um Latch, a configuração tem de de ser mudada. Então não é tudo a mesma coisa.

Usar um latch como oscilador astável...... ou para fazer um Schimitt Trigger ..... são duas coisas que para mim não tem nada a ver com os conceitos aqui discutidos.

 

Paulo

Editado por aphawk
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Complementando a excelente resposta do Paulo temos as saídas dos MCUs. Por ocasião da instrução a saída do MCU é alterada. Enquanto outras instruções que não alteram a saída são executadas esta tem seu valor mantido pelo LATCH. Conclui-se então que LATCH é uma função ou aplicação.

Quanto ao flip flop são tantas as construções e aplicações... Uma que utilizei várias vezes em automação é o filtro de bousen de limitadores mecânicos. De um sinal cheio de ruídos de comutação para um sinal limpo, quadradinho como manda o figurino e sem os retardos de um filtro RC.

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@aphawk @rjjjPaulo desculpe-me, mas acho que você está confundindo as coisas. Estou dizendo exatamente o contrario do que você entendeu. Estou dizendo que um latch é diferente de um flip flop. Um latch é um multivibrador  biestável,  o qual é formado por dois amplificadores ou duas portas lógicas,  realimentadas positivamente, de modo a formar um contato selo, e um flip flop é o conjunto de dois latchs em cascata,  sendo um mestre e um escravo. Um flip flop pode ser do tipo SR,  JK,  T e D. Um flip flop pode  precisa de um conjunto de sinais,  seja da entrada principal,  das entradas auxiliares set e reset para iniciar o flip flop no seu modo transiente,  e também do clock. Não me recordo o ano nem o nome do inventor,  mas foi por volta do final da década de 10,  começo da década de 20  do século passado,  que alguém contruiu o primeiro latch com válvulas triodo termoiônicas acidentalmente,  e mais tarde agrupou dois destes latchs em cascata,  e ligou a saida de um alto falante,  o ruido que ele ouvia no cone,  ao fechar e abrir uma chave, simulando um pulso de "clock",  era algo semelhante a um "flip" e "flop",  dai provem o nome.

Outro ponto é que eu disse que um latch pode ser usado como oscilador de onda quadrada,  como o clássico multivibrador astável,  que normalmente é um dos primeiros circuitos que quem esta começando na eletrônica faz. Assim como também um shimitt trigger é utilizado também como oscilador de onda quadrada,  mas eu não disse que um scimitt trigger é um latch,  não faça confusão. Muito embora existam shimitt trigger combinado com latch,  como por exemplo o circuito integrado 40106,  bastante utilizado como oscilador. Pesquise pelo datasheet deste chip na internet,  o da National Semicondutor e o da Fairchild,  mostram isto claramente no seu diagrama em baixo nível de transistores mosfets,  logo na primeira página. Você verá que ele tem um shimitt trigger na entrada,  depois no meio há um latch,  com um inversor na saída. Muitos circuitos integrados maiores,  como microcontroladores e microprocessadores,  utilizam também esta configuração para produzir sinal de clock. Espero ter esclarecido as dúvidas!

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2 horas atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

Muito embora existam shimitt trigger combinado com latch,  como por exemplo o circuito integrado 40106,  bastante utilizado como oscilador.

 

Nossa .... agora piorou ainda mais ... até eu estou ficando confuso !

 

CD40106 é um simples Inverter com Schimidt Trigger. De onde você tirou a ideia de que ele é um Latch ??????????

 

Você está criando outra bela confusão .... Osciladores do tipo que você está se referindo usam portas inversoras. Se ela tiver histerese na entrada, então basta uma para se fazer um oscilador. Mas se ela não tiver, podemos associar mais portas e fazer um oscilador também !

 

2 horas atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

Pesquise pelo datasheet deste chip na internet,  o da National Semicondutor e o da Fairchild,  mostram isto claramente no seu diagrama em baixo nível de transistores mosfets,  logo na primeira página. Você verá que ele tem um shimitt trigger na entrada,  depois no meio há um latch,  com um inversor na saída.

 

Aonde está esse circuito de latch no meio ??? Segue abaixo a página que você se referiu. Não vejo nenhuma estrutura de memorização, nem de sincronismo com clock ou algum tipo de entradas para se fazer um flip flop, seja ele de qualquer tipo.....  Vejo apenas uma simples estrutura de inversor com um buffer de saída, mais nada....

 

Pense comigo : se existisse um Latch, a entrada poderia variar à vontade e o valor da saída nunca iria se alterar, certo ?

Porque a tabela-verdade do CD40106 mostra apenas um simples inversor ?

 

 

Capturar.thumb.PNG.969d7b2268e25eb02f95e988051737ee.PNG

 

Devo estar ficando velho mesmo, não enxergo nada do que você disse .....

 

Paulo

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Paulo,  desculpe por  estar te falando isto,  não sei se você é velho ou jovem,  nem o seu conhecimento e sua formação em eletrônica. Mas vejo que ao uns certos equívocos seu em relaçâo ao seu conhecimento e eletrônica,  e talvez você devesse reve-los. Um latch é multivibrador bistável,  utilizado como memória, o mesmo utiliza o conceito de histerese através da realimentação postiva,  o qual diz:  " A histerese é a tendência de um sistema de conservar suas propriedades na ausência de um estímulo que as gerou, ou ainda, é a capacidade de preservar uma deformação efetuada por um estímulo",  que no caso do latch devido a realimentação positiva quando um sinal é aplicado a entrada,  o mesmo retorna a saída,  por meio de uma malha de realimentação positiva,  no qual ao ser retirado o sinal que originou o mesmo na entrada do sistema,  o mesmo continua a se manter na saída devido a esta realimentação,  até que um sinal de fase ou de polaridade contraria seja aplicado a entrada,  ou o circuito seja desligado modificando o estado do mesmo. Ele normalmente não opera com aplicação de sinal de clock,  ele pode gerar o sinal de clock,  quando na configuração de multivibrador astável. Osciladores de onda quadrada são constituidos com portas inversoras ou amplificador,  pois um amplificador nao deixa de ser uma porta inversora,  com uma malha de realimentação,  normalmete composto por um resistor e capacitor que controlam a frequencia no circuito. No caso do 40106,  não como o senhor não conseguiu identificar o latch no centro do circuito. Pode se ver claramente duas portas inversoras uma realimentado a outra positivamente, no centro,  e um inversor na saida. Um sinal de onda quadra pode ser produzido de duas formas:  por um circuito na configuração de disparador, (shimitt trigger),  no qual o circuito só muda de estado,  quando a entada atinge dois níveis de tensão definidos,  e na configuração de multivibrador biestável (lacth)  neste caso o circuito passa a ser chamado de multivibrador astável. Em ambos os casos o circuito inicia num estado forçado pela carga do capacitor. O capacitor vai se carregando e o estado na saída se mantem memorizado,  até que num determinado momento o capacitor vai ficando prestes a completar a sua carga,  atingindo o limiar de transição na entrada do circuito,  modificando a fase na saída. Este ciclo se repete infinitamente,  enquanto estiver sendo aplicada energia ao circuito.

adicionado 2 minutos depois

@aphawk Não sei qual a dificuldade em entender isto,  pode se ver claramente um latch no circuito,  o qual ajuda a reforçar a histerese do mesmo.

cd40106be-1.png

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3 horas atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

Não sei qual a dificuldade em entender isto,  pode se ver claramente um latch no circuito,  o qual ajuda a reforçar a histerese do mesmo.

cd40106be-1.png

Isso aí não é um Latch, é o circuito de realimentação que torna a histerese possível e forma o Schimidt trigger.

 

O objetivo desse circuito é apenas fazer a porta não ter um meio termo, ou seja, a saída sempre será zero ou um.

Numa porta lógica comum como a do 4069 por exemplo, se a tensão de entrada for um valor intermediário entre o zero e o um a saída fica oscilando rapidamente, dando a impressão de que também tem na saída um valor intermediário.

No 40106, isso não acontece. Ele apenas vai escolher um valor fixo pra porta, seja zero ou um. É exatamente por esse motivo que é possível fazer um oscilador com apenas uma porta dele.

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Aa @Mestre88 Tenho que discordar contigo,  este circuito é um latch sim. Não entendi o seu equivo mestre,  você definiu algumas propriedades de um latch "

é o circuito de realimentação que torna a histerese possível e forma o Schimidt trigger. O objetivo desse circuito é apenas fazer a porta não ter um meio termo, ou seja, a saída sempre será zero ou um" além de memorizar estas,  mas nega que ele seja um latch. Da uma olhada nas imagens abaixo:

Screenshot_2018-08-31-21-24-51.png

Screenshot_2018-08-31-21-23-39.png

Editado por Tarcisio Zewe Duarte

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@Tarcisio Zewe Duarte ,

 

Eu achava que conhecia um pouco sobre Eletronica, mas pelo seu comentário eu devo estar absurdamente errado em tudo o que achei que conhecia.

 

Eu tenho exatamente a mesma visão de funcionamento que o @Mestre88 comentou.

 

Também não entendí nada sobre o fato de um multivibrador biestável ser considerado um Latch ! E muito menos sobre o que raios tem a ver o estado de um capacitor sobre o estado da saída de um Latch ....

 

Tenho 58 anos, e se você estiver certo no que disse, vou me abster de qualquer comentário aqui no Fórum de Eletronica, pois obviamente não estou à altura do conhecimento necessário pelos atuais critérios de ensino de Eletrônica.

 

Para mim, um Latch é um circuito que tem de memorizar o estado presente em sua entrada, em um determinado instante.

 

Esse sinal, presente na entrada naquele determinado instante do acionamento do Latch, deverá ser mantido na saída do Latch, indiferente de qualquer mudança apresentada DEPOIS em sua entrada.

 

Mas se até esse conceito fundamental foi mudado no ensino atual, melhor eu ficar de fora disto tudo pois estou mesmo obsoleto.

 

Paulo

 

 

 

 

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