Neste trabalho serão descritas as características fundamentais dos principais tipos de biestáveis, atualmente utilizados na denominada Eletrônica Digital, visando propiciar aos estudiosos, elementos tanto teóricos como práticos, nem sempre encontrados em livros técnicos. Este trabalho será apresentado em apenas 4 partes.
Nota: Artigo publicado na revista Saber Eletrônica de março de 1985.
INTRODUÇÃO
Mesmo antes de ter-se uma ideia do que é um "flip-flop" ou mesmo conhecer algumas de suas importantes características, resolvemos tecer alguns comentários que, certamente, fornecerão uma vaga ideia da importância desses circuitos na eletrônica digital atual.
Os "flip-flops" tomam parte na maioria dos circuitos digitais um pouco mais complexos ou elaborados. Como exemplos de sua utilização podemos citar, entre outros, os seguintes elementos da eletrônica digital, nos quais, os biestáveis são o seu, digamos, "coração":
— circuitos contadores (ou divisores) binários, de aplicação em frequencímetros digitais, multímetros digitais, capacímetros também digitais, relógios, temporizadores, etc.;
— circuitos de armazenamento de dados (memórias eletrônicas), de ampla utilização em computadores e microprocessadores, jogos eletrônicos, em situações onde há necessidade de comparar--se uma leitura (digital, é claro) com uma outra posterior a fim de aquilatar-se a variação desta com a primeira, em transladores (espécie de dicionário eletrônico de um idioma para outro), em máquinas de calcular, etc.;
— circuitos de atraso de sinais digitais, tais como os denominados registros de deslocamento.
Muitas são as aplicações para os "flip-flops" e se não continuamos a listagem é para não impressionar o leitor logo de início com termos pouco difundidos e, portanto, pouco conhecidos por uma grande parte dos que estão iniciando-se neste fascinante ramo da eletrônica.
Contudo, adiantaremos que após os elementos básicos (operadores básicos) da eletrônica digital, cabe aos "flip-flops" a maior importância, permitindo a criação de um sem número de aplicações práticas em benefício da humanidade!
O QUE É UM BI-ESTÁVEL
Um circuito biestável, também conhecido por "flip-flop", pode ser definido como sendo um circuito que possui dois estados estáveis de funcionamento, passando de um primeiro estado ao segundo estado pela ação de um estímulo propício, permanecendo indefinidamente neste segundo estado, mesmo após a retirada de tal estímulo, até que seja forçado a retornar ao primeiro estado pela ação de outro estímulo aplicado ou não no mesmo ponto que o estímulo inicial. Nestas condições, os estímulos e os estados estáveis traduzem-se em estados lógicos que se apresentam nas entradas e saídas dos "flip-flops" e, como sabemos, a cada um desses estados costuma-se associar um valor algébrico, normalmente 0 e 1— geralmente o estado O corresponde à ausência de tensão e o estado 1 à presença de um valor bem definido de tensão.
NOTA: É de uso bem difundido utilizar as letras L (de "low" — baixo) e H (de "high" — alto) para designar, respectivamente, os estados O e 1 quando em lógica positiva.
Para dar uma noção clara de "flip-flop" (abreviadamente FF), é recomendável iniciar pela análise do funcionamento de um circuito que praticamente nada tem de eletrônico e que se trata de um biestável de ampla utilização nos centros de comutação telefônica (centrais telefônicas). Tal circuito está representado na figura 1 onde podemos verificar a presença de um relê com dois contatos em que um deles, como veremos, se destina a autoalimentação do solenoide do relê RL1 e o outro irá prover a devida alimentação à lâmpada LPD1 que se constitui no elemento de carga do nosso circuito.
Ainda em relação à figura 1 notamos a presença de dois interruptores manuais, de contato momentâneo, R e S; os contatos do primeiro estão normalmente fechados e só abrirão se alguém pressioná-lo, o segundo interruptor apresenta seus contatos na condição aberta, isto é, não dão passagem de corrente exceto se alguém mantiver o interruptor S pressionado.
Para efeito de raciocínio iremos supor que a tensão fornecida pela bateria B1 do circuito da figura 1 seja de Vcc volts, caracterizando o nível lógico alto ou estado lógico alto que iremos representar tanto por 1 como por H; o nível ou estado lógico baixo, corresponde a uma tensão nula (terra), será representado por 0 ou por L. Assim sendo, de imediato se conclui, no que diz respeito à operação da lâmpada LPD1 do circuito da figura 1, a seguinte convenção:
- lâmpada apagada estado lógico de saída baixo (0 ou L) — terra
- lâmpada acesa estado lógico de saída alto (1 ou H) — bateria (Vcc volts).
Após essas considerações estamos prontos para dar partida à análise do circuito da figura 1. Nas condições de R e S apresentadas o solenoide do relê não recebe alimentação (S não permite isso) e os seus contatos A e B se encontram na posição indicada pela figura 1, implicando na não excitação da lâmpada LPD1 que permanece apagada, caracterizando o estado L de saída de acordo com a nossa convenção acima — notar que mesmo pressionando o interruptor R nada de novo acontece, pois aí seria este e o interruptor S os dois causadores da não alimentação do solenoide do relê.
Suponhamos agora que alguém pressione o interruptor S. Que acontecerá? O solenoide de RL1 será submetido a uma diferença de potencial de Vcc volts graças à "permissão" dada tanto pelo interruptor R (em repouso) como pelo interruptor S (ativo); ora, estando o solenoide do relê devidamente alimentado, os seus contatos A e B operam: o primeiro coloca em curto o interruptor S e o segundo provê Vcc volts à lâmpada LPD1 que acenderá (nível alto na saída do circuito) tal qual podemos ver na figura 2. Se esse alguém deixar de calcar o interruptor S a situação de saída do circuito permanecerá inalterada, isto porque o relê se autoalimenta através de seu contato A (figura 3) independentemente do acionamento ou não de S.
Observar que nesta última situação de nada adiantará imprimir novos estímulos em S: o circuito se manterá no estado em que se encontra, isto é, ativo. Concluímos, então, que o circuito da figura 1 apenas detecta o PRIMEIRO estímulo aplicado em S, ignorando os subsequentes ou em outras palavras: uma vez disparado, qualquer outro estímulo de redisparo não modificará o estado do circuito.
Há de se observar também o seguinte: depois de ter cessado o estímulo que constitui em pressionar o interruptor S, esse estímulo ficou "memorizado" ou, melhor, armazenado no circuito, sendo a lâmpada acesa a indicação dessa memorização. Pode parecer um pouco estranho o fato do circuito ter armazenado tal estímulo; o leitor certamente argumentará que o máximo conseguido foi o de manter inicialmente a lâmpada apagada e acesa ao se pressionar S, função esta que também é realizada, e de forma mais simples, por um interruptor do tipo liga-desliga convencional!
O leitor deve notar que tanto no nosso circuito como no exemplo fornecido, ambos dispositivos possuem um elemento de retenção cuja função é, justamente, a de reter, armazenar ou, ainda, memorizar tal informação ministrada, contanto que em ambos casos basta calcar, por momentos, um interruptor para que o dispositivo identifique a informação e a armazene indefinidamente até que um outro estímulo apropriado seja aplicado para que tal informação se perca — se não fosse assim, ou seja, se o dispositivo não tivesse "memória" teríamos de manter constantemente pressionado o "ilustre" interruptor! Felizmente isso não ocorre na prática!
Para mostrar que realmente o circuito da figura 1 armazena uma informação (binária, é claro) suponhamos uma caixa com água em que desejamos saber se alguma hora do dia, ou mesmo em alguma época do ano, o líquido atingiu um pré-estabelecido nível. Muitas são as soluções para este pequeno problema; uma delas consiste em ficar observando, a todo momento, se realmente a água atinge aquele nível; solução esta, convenhamos, não é lá grande coisa, principalmente se o evento ocorrer repentinamente e a espaços de vários anos!
Uma outra solução será dispor de um dispositivo capaz de acender uma lâmpada quando a água atingir o nível programado; mas mesmo assim teríamos de ficar permanentemente "ligados" na lâmpada e certamente iríamos desistir depois de algumas horas de observação. É certo que uma campainha resolveria (aparentemente) o nosso problema; ainda assim teríamos de permanecer nas imediações e se o fenômeno ocorrer por um pequeno lapso, de alguns milissegundos por exemplo, é bem provável que a cigarra não venha (se vier) a ser excitada de forma a podermos perceber o som por ela emitido.
A solução mais propícia é utilizar um dispositivo com retenção, isto é, capaz de armazenar tal informação por tempo indefinido. Se "apelarmos" para o circuito da figura 1 e comandarmos o interruptor S através de um sensor de líquidos, o problema estará resolvido e poderemos dormir o sono dos justos, pois se durante o nosso sono a água atingir tal nível, a lâmpada LPD1 será energizada e assim ficará mesmo que o fenômeno tenha ocorrido apenas uma vez e por um breve lapso de tempo; ao acordarmos teremos tal informação através da lâmpada de visualização que poderia ser uma cigarra elétrica nos casos onde tivéssemos urgência em tomar alguma atitude ou decisão a respeito.
Para apagar (ou limpar) a informação armazenada no circuito (figura 3) basta comprimir o interruptor R por um breve momento; durante esse momento o respectivo contato está aberto, retirando a aplicação de Vcc ao solenoide do relê e à lâmpada, fazendo-a apagar (figura 4), caracterizando o estado baixo, L ou, ainda, O (zero). O fato de R retornar à sua condição normal de operação (contatos fechados) em nada irá alterar o comportamento do circuito, pois o relê se verá impossibilitado de operar, já que o contato S se encontra em repouso assim como o contato A do relê que provia a autoalimentação, então, o circuito retorna à sua condição inicial de repouso (figura 1) e está apto a armazenar outra informação. Note que o circuito só responde ao primeiro estímulo aplicado em R, os estímulos subsequentes são ignorados, ou seja, não afetam o estado lógico do circuito.
Pelo que acabamos de verificar, deduzimos que são necessários dois estímulos para que o circuito retorne à sua condição inicial, ou seja, para que o circuito gere um pulso (ou estímulo) completo em sua saída (cada um desses estímulos deve ser aplicado ora em S ora em R). Pois bem, temos aí, por incrível que possa parecer, um divisor binário! Isto é, um divisor por dois!
De fato, a cada dois estímulos temos um estímulo de saída, conforme acabamos de verificar. Interligando-se adequadamente dois desses circuitos teríamos um divisor por quatro (22 = 4); conectando-se três desses circuitos em cascata obteríamos um divisor por 8 (23 = 8) e assim sucessivamente, sempre em uma potência inteira de dois: 2, 4, 8, 16, 32, 64, etc.
É claro que para divisões intermediárias a essas potências inteiras de dois, se fazem necessários circuitos adicionais que irão limpar o conteúdo dos "flip-flops" na ocasião propícia -- oportunamente trataremos disso em outro trabalho.
Os multivibradores biestáveis (outra designação para os "flip-flops") também podem ser constituídos por elementos eletrônicos tal qual o transistor em vez do relê. Neste caso os dois transistores iguais operam em comutação e sempre se encontram em estados opostos, de forma que quando um conduz o outro está em corte (bloqueado), e vice-versa. O esquema básico se mostra na figura 5.
Ao iniciar o funcionamento do circuito da figura 5, isto é, ao ligar-se a fonte de alimentação B1, suporemos que o transistor Q2 assume o estado de condução (saturação) e Q1 o de corte (não condução) — ainda que os transistores Q1 e Q2 sejam iguais é impossível que suas características sejam idênticas e, portanto, um deles será mais rápido que o outro, justificando a nossa hipótese de Q2 estar conduzindo. O fato de Q2 conduzir leva Q1 ao corte, isto porque a tensão de coletor (saída Q, figura 5) diminui em sentido de terra, anulando a polarização de base do transistor 01, com o qual este transistor não pode conduzir e, em consequência, em seu coletor (saída Z1) se apresenta a tensão Vcc volts da bateria, tensão esta que é aplicada através de R4 à base de Q2 que mantém este último transistor na saturação — notar a forte realimentação entre os transistores.
De acordo com o que acabamos de estabelecer para o circuito da figura 5 podemos escrever:
saída Q em nível baixo, aproximadamente 0 volts,
saída Ǭ em nível alto, aproximadamente Vcc volts ou de forma resumida:
caracterizando o estado de repouso do nosso circuito biestável.
Para alterar o estado de funcionamento dos transistores e fazer conduzir Q1 é necessário aplicar um estímulo externo à base desse transistor --esse estímulo nada mais é do que um pulso de amplitude positiva (figura 6). Com esse estímulo Q1 é levado à saturação e o potencial de seu coletor tende para o potencial terra, retirando a polarização positiva da base de Q2 que passa, praticamente, ao estado de corte. Ora, Q2 cortado a tensão da saída Q é praticamente Vcc volts que realimentará a base de 01, fazendo-o conduzir ainda mais e menor se tornará o potencial de seu coletor (saída 0), obrigando a Q2 a conduzir ainda menos, elevando ainda mais o potencial de seu coletor (saída 0) indo saturar, ainda mais, o transistor 01. Após uma série dessas interações progressivas que ocorrem em curtíssimo tempo, temos as seguintes condições de saída:
caracterizando o estado "ON", ou de ativação, do circuito.
Constata-se que, após o circuito ter atingido esse novo estado, o estímulo inicial de disparo não é mais necessário, pois o circuito o autorregenera.
O biestável permanecerá indefinidamente neste último estado até o momento que um outro estímulo, também positivo (figura 6), seja aplicado à base de Q2 (figura 5) fazendo-o conduzir, quando, então, o ciclo acima se repetirá de forma análoga à descrita. Os estados lógicos das duas saídas Q e do "flip-flop" assumirão, então, os seguintes valores lógicos:
Q →O ou L (em torno de O volt)
Ǭ→ 1 ou H (em torno de Vcc volts)
caracterizando o estado inicial, ou de repouso, do circuito.
Para o circuito da figura 5 também são válidas as seguintes considerações:
— o circuito trata-se de um elemento básico (célula) de memória e
— permite a divisão (ou contagem) binária.
Em verdade, a diferença que mais chama a atenção entre o circuito da figura 1 e o da figura 5 (ambos biestáveis), é que este último apresenta duas saídas complementárias designadas por Q e C, enquanto ao primeiro temos apenas a saída Q — a presença de duas saídas complementares torna o dispositivo mais versátil.
ELEMENTOS BÁSICOS DE MEMÓRIA
Os operadores lógicos OU e E, do conhecimento da maioria, que podem ser encarados como elementos de tomada de decisões, podem ligar-se para formar elementos de memória, tendo a capacidade de "recordar" se às suas entradas se têm aplicado, ou não, um nível 1, o qual será reproduzido, ou complementado, na saída.
É interessante comprovar a relação que existe entre os elementos ou células de memória e os de capacidade de decisão (portas lógicas), porque ao se considerar as características de qualquer operador é difícil imaginar como podem "recordar-se" dos acontecimentos passados. Para analisar tais conceitos, iniciaremos por uma célula de memória de versatilidade bem limitada, constituída com uma simples porta lógica E (figura 7). Vamos supor que inicialmente a entrada b se encontre em nível 1 assim como a entrada a que está realimentada à saída Q, temos então: a = b = Q = 1. Se a entrada b passa para o nível 0, a saída, devido ao seu comportamento de uma porta lógica E (ou AND), assumirá o estado 0, o qual é realimentado à entrada a; temos assim: a = b = Ǭ = O. A retirada do nível O da entrada b (agora b = 1 ) ainda manterá o zero de saída devido à presença do elo de realimentação e por ter-se, em consequência, os seguintes estados: a = 0 e b = 1. Então: a saída -C1 da célula de memória (figura 7) ficará no estado O quando a entrada b passar, pela primeira vez, por O e assim permanecendo indefinidamente qualquer que seja o estado aplicado à entrada b; a única forma de limpar a memória, isto é, situá-la no estado inicial (o = 1), será a de abrir o elo de realimentação entre a saída a e a entrada a e ao situar ambas entradas em 1, a saída se verá obrigada a também apresentar o estado 1 quando, então, será refeito o elo de realimentação.
Como podemos ver, a célula de memória considerada não é prática, porque, ainda que armazene o estado O, ela não é capaz de reciclar-se (limpar--se) por intermédio de um outro sinal lógico quando não mais houver necessidade de manter tal informação armazenada.
A figura 8 mostra mais uma outra dessas células de memória, utilizando um operador OU: esta célula tem a capacidade de armazenar o estado lógico 1, contrariamente à anterior que armazena o 0. A análise deste circuito, que é similar ao anterior, fica a cargo do leitor.
Para contornar o inconveniente das duas células de memória anteriores foram idealizados os circuitos biestáveis, a partir dos quais, e mediante modificações adequadas, se conseguem elementos de memória cada vez mais sofisticados e complexos.
Segundo a lógica que se utilize e o tipo de disparo, os "flip-flops" podem classificar-se fundamentalmente em quatro tipos:
O disparo destes biestáveis pode ser de dois tipos: ora como consequência de alcançar um determinado nível de tensão, ora pela aplicação de um determinado tipo de flanco em um pulso de tensão.
Isso será o tema das próximas linhas, onde também se estudarão os biestáveis cujo disparo está sincronizado pelos pulsos oriundos de um cadenciador (relógio ou "clock") e as que se disparam de forma assíncrona.
O "FLIP-FLOP" R-S BÁSICO
Anteriormente definimos o "flip-flop" como um circuito biestável, isto é, com dois estados estáveis, passando de um primeiro estado ao segundo pela aplicação de um estímulo e permanecendo indefinidamente neste segundo estado mesmo após ter cessado tal estímulo e desde que não seja aplicado um outro estímulo, aplicado ou não no mesmo ponto que o estímulo inicial.
Agora iremos mostrar como são formados e como funcionam os "flip-flops" implementados por circuitos lógicos básicos amplamente conhecidos pela maioria dos leitores, mesmo assim procederemos a um breve resumo das características funcionais desses operadores antes de passar aos "flip-flops" propriamente ditos.
característica fundamental: a saída s apresenta estado lógico complementar ao da entrada a.
característica fundamental: s = 1 quando, e só quando, a = b = . . . = 1
característica fundamental: s = O quando, e só quando, a = b = . . . = 0.
característica fundamental: s = 0 quando, e só quando, a = b = ...0.
.
característica fundamental: s = 1 quando, e só quando, a = b = . . . = 0.
O "flip-flop" básico, que serve como elemento constituinte fundamental para os outros, pode ser formado por um par de circuitos NOU de duas entradas interligadas em uma configuração cruzada como se indica na figura 14 — devido aos elos de realimentação serem cruzados, este tipo de "flip-flop" também é conhecido por "flip-flop" cruzado, no caso, a operadores NOU. Este "flip-flop", com duas entradas R e S, destinadas à aplicação dos estímulos e, com duas saídas (complementárias) Q e G, se constitui no tipo de memória mais usual para armazenar uma informação ou um dado (um "bit" 1 ou O) durante um período de tempo e depois extingui-la para que o circuito fique apto a admitir outro dado ou informação.
As letras R e S são as iniciais das palavras inglesas "reset" e "set" que, no caso, podem ser traduzidas como "colocar a O" e "colocar a r, respectivamente — também é de uso os termos "estabelecer" e "restabelecer" (ou reciclar) para as expressões "set" e "reset" (no decorrer da publicação usaremos indistintamente um ou outro termo, inclusive as expressões "setar" e "resetar" decorrentes dos respectivos termos do idioma inglês).
Ainda que em princípio seja trabalhoso acompanhar todas as fases do funcionamento do multivibrador biestável R-S, um estudo apurado e sistemático fará com que se compreenda o que ocorre com esse circuito, sendo depois bastante fácil analisar, compreender e utilizar os demais tipos de "flip-flops".
Em bem da verdade, a maior dificuldade do estudo de um circuito biestável, reside no fato das saídas do circuito estarem conectadas às entradas. Assim, qualquer sinal aplicado à entrada do circuito, o atravessa e depois retorna às entradas, de forma que o sinal original de entrada produz múltiplos efeitos que devem ser analisados graças à realimentação ("feedback"), de real importância no comportamento de todos os circuitos lógicos com (ou de) memória.
Convém, desde já, mostrar que o comportamento da saída Q do "flip-flop" representado na figura 14, em função das condições das suas entradas, é semelhante ao do circuito apresentado na figura 1, cujas "entradas" foram propositalmente designadas por R e S para acentuar ainda mais a semelhança.
Para explicar o funcionamento do "flip-flop" R.S admitamos as seguintes condições de entrada: R=S=0 e suponhamos que as saídas assim se apresentem: Q = 0 e Ǭ= 1. Verifiquemos, inicialmente, se isto é possível, ou, o que é a mesma coisa, se a situação é estável. Como a entrada b da porta lógica P2 (figura 14) é igual a 0, pois Q =0 e porque a entrada S, por hipótese, é igual a 0, teremos Ǭ = 1 (vide primeira linha da tabela verdade do operador NOU), ou seja, a = 1 que, independentemente do valor assumido por R, forçará Q a assumir o valor 0, confirmando a nossa hipótese inicial e o circuito se encontra no estado de repouso, ou seja, reciclado ou, ainda, "resetado" —notar que fazer R = 1 não altera o comportamento lógico das saídas. A figura 15 indica os estados lógicos desta particular situação do circuito.
Apliquemos o nível lógico 1 à entrada S, "set", enquanto a entrada R, "reset", é mantida em 0 —figura 16. Ora, Ǭ é forçada a se tornar igual à 0 independentemente do estado lógico da entrada b de P2 (figura 16); o estado 0 da saída também é aplicado à entrada a de P1 que, juntamente com o 0 de R, obriga a saída Q assumir o estado 1, o qual é realimentado à entrada b de P2 que, sob estas condições, apresenta ambas entradas em nível 1 — vide figura 17. Pelo tanto, a entrada "set" pode passar ao estado 0 que as saídas Q e Ǭ permanecerão no mesmo estado (a entrada b = 1 garante isso). Temos então uma nova situação estável, com Q = 1 e Ǭ= 0— notar que o circuito comutou em relação à situação anterior (Q = 0 e Ǭ = 1) e de nada adiantará aplicar outros estímulos 1 à entrada S, eles serão completamente ignorados pelo circuito.
Para reciclar o circuito poremos a entrada R ao nível 1 (mantendo S = 0), o que provoca a comutação de P1 (lembre-se que a sua outra entrada se encontrava em 0 — figura 17) e assim, a saída Q passa de 1 para 0, obrigando P2 a comutar, pois, por hipótese, a entrada S se encontra em 0 e, estando ambas em 0, a saída Ǭ é levada para 1, tornando também igual a 1 a entrada a de P1 que, digamos, garante um O na saída de P1 independendo da presença ou não do estímulo aplicado em R. A figura 18 mostra os estados lógicos do circuito nesta outra condição estável (Q = O e Ǭ = 1) do flip-flop" — esta condição é igual à condição inicial de partida para o nosso desenvolvimento.
Concluímos que o "flip-flop" cruzado apresentado pela figura 14 comuta de uma para outra situação estável quando o estímulo, convenientemente aplicado ora à entrada S, ora à entrada R, passa do estado O para o estado 1.
Temos ainda de considerar uma última condição: quando ambas entradas R e S estão em nível 1 simultaneamente. Neste caso, já que um circuito
NOU apresenta saída O se alguma de suas entradas está em nível 1, ambas saídas Q e Ǭ do "flip-flop" assumirão o estado 0, o que não condiz com a hipótese das saídas serem complementárias (1). Este é um estado especial do biestável que deve ser evitado para não trazer ambiguidade. Da mesma forma, situando ambas entradas R e S em nível 0 e ao ligar-se a alimentação do circuito é impossível determinar-se, a priori, qual das duas saídas, Q ou Ǭ, assumirá o estado 0; isto dependerá das características elétricas de cada NOU, que formam o "flip-flop": pode ser que em uma determinada montagem, a saída Ǭ sistematicamente se torne igual a 1 (Q = 0) tão logo se alimente o circuito, mas certamente isso não ocorrerá se nos utilizarmos de outros operadores — qualquer projeto envolvendo este tipo de "flip-flop" deve possuir uma linha de reciclagem momentânea a fim de restabelecer os biestáveis, ou seja, capaz de situá-los em uma prévia, e conhecida, condição de repouso.
A tabela funcional deste "flip-flop" (figura 14) é a apresentada abaixo, constituindo-se em um resumo do até aqui exposto.
(1) Na próxima publicação, sob uma nota, será fornecida uma explicação adequada desse "fenômeno".
A presença de Q e Ǭ na primeira linha da tabela significa que o "flip-flop" não comuta nessa situação (R = S = 0). Os asteriscos na última linha significam que a situação correspondente às condições de entrada (R = S = 1) deve ser evitada.
Na figura 19 se mostra o "diagrama de tempos", ou "diagrama em fase", do circuito do "flip-flop" em estudo, onde se indicam os estados das saídas Q e Ǭ ao variar as entradas R e S. Logo de início é mostrada a indefinição apresentada na primeira linha da tabela acima no que tange às saídas Q e Ǭ do biestável; o primeiro pulso (pulso 1) estabelece o circuito e as suas saídas comutam, invertendo os respectivos níveis lógicos; o pulso 2 aplicado à entrada "reset" recicla o circuito e as suas saídas passam a apresentar o mesmo nível lógico que tinham antes da aplicação do pulso (I na entrada "set". O pulso subsequente aplicado à entrada R (pulso 3 - figura 19) é ignorado, pois o "flip--flop" já se encontrava reciclado; algo semelhante ocorre com o pulso 5 aplicado à entrada S após o pulso de disparo, LX: o nível lógico das saídas permanece inalterado — notar que o pulso 4 havia estabelecido o circuito.
Finalmente se aplicarmos simultaneamente o nível 1 às entradas R e S, Q e Ǭ assumem o estado lógico 0, enquanto tal condição perdurar, mas tão logo o nível de R seja 0, o biestável "obedecerá" ao comando aplicado em S, colocando o circuito em sua condição ativa.
O "flip-flop" R-S pode armazenar um nível lógico 1 ou 0 e é muito útil para representar um acontecimento real quando se utilizam níveis lógicos. Para ilustrar suas possibilidades voltemos ao problema do nível da caixa de água comentado anteriormente. O detector de nível da água consiste em um dispositivo colocado no interior da mencionada caixa de água, que percebe quando o líquido o atinge, fornecendo em sua saída o nível 1 toda vez que isso ocorrer. Se à saída do detector conectarmos a entrada S do "flip-flop" R-S estudado, este último se ativará quando, pela primeira vez, a água atingir o nível programado, informando, "permanentemente", ao usuário que tal condição ocorreu.
Na próxima publicação estudaremos o "flip--flop" R-S implementado a "gates" NE.
