RSフリップフロップ（Set / Reset）

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RSフリップフロップとは

RSフリップフロップとは、1ビット（＝0か1のどちらか）の情報を記憶できる回路のことです。S（セット）とR（リセット）という2つの入力で、出力Q（記憶している値）を操作します。

身近な例で考えると、押しボタン式の照明スイッチに似ています。「点ける（S）」ボタンを押すと点灯し続け、「消す（R）」ボタンを押すまでその状態を覚え続けます。どちらのボタンも押していない間は、いまの状態がそのまま保たれます。

上のツールで▶ボタンを押すと、S と R を時間順に変えていったときに、出力Qが「セット→保持→リセット→保持→禁止」とどう動くかをタイムチャートと特性表で確認できます。

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Set/Reset動作

RSフリップフロップの基本は、S と R のどちらに1を立てるかで出力を切り替えることです。次の3つの動作を覚えましょう。

・セット（S=1, R=0）：出力Qが1になる。S はセット（set＝設定する）の頭文字
・リセット（S=0, R=1）：出力Qが0になる。R はリセット（reset＝消去する）の頭文字
・保持（S=0, R=0）：直前のQの値をそのまま覚え続ける

ポイントは、一度セットやリセットをした後、入力を0に戻しても値が消えないことです。これが「記憶できる」という性質の正体です。上のツールのセット直後に S を0へ戻しても、Qが1のまま保持される様子を確認できます。

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禁止状態の意味

S=1, R=1 を同時に与えることは「禁止」とされています。これは「1を覚えなさい（セット）」と「0に戻しなさい（リセット）」という矛盾した命令を同時に出していることになるからです。

この状態では出力Qが0になるか1になるか決まらず、これを不定（未定義）と呼びます。さらに、両方の入力を同時に0へ戻すと、回路の動作が安定しない（どちらの値に落ち着くか予測できない）という困った問題も起きます。

身近な例えで言うと、「点けて！」と「消して！」を同時に叫んでいるようなもので、スイッチがどちらに従えばよいか分からなくなります。この禁止状態を解消するために改良されたのが、後に登場するJKフリップフロップです。

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基本情報技術者 練習問題