Λογικές μάρκες. Μέρος 7. Ενεργοποίηση. RS - σκανδάλη

Εμφανίζονται ηλεκτρονικές συσκευές με δύο σταθερές καταστάσεις εξόδου ενεργοποιεί. Μια σκανδάλη μεταφράζεται σε μία από τις σταθερές καταστάσεις με παλμούς εισόδου.

Μια παρόμοια διατύπωση δίνεται, κατά κανόνα, σε όλη την τεχνική βιβλιογραφία. Για εκείνον που το αντιμετώπισε για πρώτη φορά, μπορεί να μην είναι απολύτως σαφές. Ποιες είναι αυτές οι δύο καταστάσεις και γιατί ονομάζονται σταθεροί;

Ο ευκολότερος τρόπος να εξηγηθεί αυτό είναι με ένα απλό και προσιτό παράδειγμα. Ένα αρκετά στενό και κατανοητό ανάλογο μπορεί να είναι ένας συνηθισμένος λαμπτήρας με διακόπτη. Υπάρχουν δύο κράτη εδώ: on-off. Για μια σκανδάλη, αυτές οι καταστάσεις είναι υψηλές, χαμηλές. Είναι επίσης μερικές φορές λέγεται, on-off, εγκατεστημένο - επαναφορά.

Για να ανάψετε ή να σβήσετε τον λαμπτήρα, απλώς αγγίξτε τον διακόπτη. Προκειμένου ο λαμπτήρας να συνεχίσει να καίει, δεν είναι καθόλου απαραίτητο να κρατάτε τον διακόπτη με το δάχτυλό σας: ο λαμπτήρας θα καεί επ 'αόριστον.

Με άλλα λόγια, είναι σε σταθερή κατάσταση. Μπορεί μόνο να βγει από αυτήν την κατάσταση απενεργοποιώντας τον, χρησιμοποιώντας τον ίδιο διακόπτη. Ή, με άλλα λόγια, μετακινήστε σε μια άλλη σταθερή κατάσταση. Αυτή η κατάσταση θα είναι επίσης σταθερή, δηλαδή, παραμένει επ 'αόριστον, έως ότου ενεργοποιηθεί.

Ως άλλο παρόμοιο παράδειγμα, μπορούμε να το θυμηθούμε συμβατικό μαγνητικό εκκινητήρα δύο πλήκτρων: πιέζοντας το μαύρο κουμπί - ο ηλεκτρικός κινητήρας ενεργοποιημένος, πιέζοντας το κόκκινο - απενεργοποιημένος. Ταυτόχρονα, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στο γεγονός ότι πατώντας ξανά το πλήκτρο εκκίνησης (εάν ο κινητήρας είναι ήδη ενεργοποιημένος) δεν θα αυξήσει σε καμία περίπτωση την ταχύτητά του. Με τον ίδιο τρόπο, μπορείτε να πατήσετε το κουμπί Stop όταν σταματήσει ο κινητήρας: είναι απλά μια επιβεβαίωση της κατάστασης Stop.

Στα παραδείγματα αυτά, η παλμική φύση του σήματος εισόδου είναι σαφώς ορατή (πατώντας ένα διακόπτη ή ένα κουμπί). Υπάρχουν επίσης δύο καταστάσεις "on-off", καθεμία από τις οποίες είναι σταθερή: συνεχίζει μέχρι να εκτεθεί το σήμα εισόδου. Πιο κοντά στα θεωρημένα παραδείγματα είναι η σκανδάλη RS.

RS - σκανδάλη

Από όλους τους τύπους ενεργοποιητών, το RS είναι μια σκανδάλη, τόσο από την αρχή της λειτουργίας όσο και από τα κυκλώματα, το πιο απλό. Προηγουμένως, όταν έγιναν ενεργοποιήσεις σε διακριτά μέρη (τρανζίστορ, αντιστάσεις, πυκνωτές, διόδους), είπαν ότι μια σκανδάλη είναι ένας ενισχυτής δύο σταδίων, ο οποίος καλύπτεται από θετική ανατροφοδότηση. Δεν θα εξετάσουμε αυτήν την επιλογή.

Η σκανδάλη από λογικά στοιχεία 2I - ΟΧΙ microchips K155LA3. Ένα διάγραμμα μιας τέτοιας σκανδάλης φαίνεται στο σχήμα 1.

Εικόνα 1. Σκανδάλη RS στα στοιχεία 2I - ΟΧΙ.

Η σκανδάλη επιτυγχάνεται με διασταυρούμενη ανάδραση από την έξοδο στην είσοδο μεταξύ δύο λογικών στοιχείων. Μια τέτοια σκανδάλη έχει δύο εξόδους και δύο ανεξάρτητες εισόδους. Μία από τις εισόδους (η ανώτερη σύμφωνα με το σχήμα) ονομάζεται S από το αγγλικό SET - set, η άλλη είσοδος ονομάζεται R από την αγγλική RESET - επαναφορά. Συχνά αυτές οι είσοδοι και, κατά συνέπεια, τα σήματα ονομάζονται απλά ενεργοποίηση και απενεργοποίηση.

Εκτός από δύο εισόδους RS, η σκανδάλη έχει δύο εξόδους. Τις περισσότερες φορές, οι έξοδοι υποδεικνύονται στα κυκλώματα με το γράμμα Q. Μία από τις εξόδους ονομάζεται άμεση και η άλλη αντίστροφη. Το γράμμα Q που δηλώνει την αντίστροφη έξοδο υπογραμμίζεται παραπάνω. Ο ορισμός / Q ή -Q επιτρέπεται επίσης. Στο σχέδιό μας, η άμεση έξοδος είναι η 3η έξοδος του στοιχείου DD1.1 και η αντίστροφη έξοδος είναι η 6η έξοδος του στοιχείου DD1.2.

Ως σήματα εισόδου χρησιμοποιούνται μόνο κουμπιά, με το πάτημα του οποίου η σκανδάλη μεταφέρεται στην αντίστοιχη κατάσταση. Σε πραγματικά κυκλώματα, τα σήματα εισόδου μπορούν να τροφοδοτηθούν από τις εξόδους των μικροκυκλωμάτων. Για τη διεξαγωγή εκπαιδευτικών πειραμάτων, τα κουμπιά μπορούν να αντικατασταθούν απλά με ένα κομμάτι σύρμα.

Θα πρέπει να σημειωθεί αμέσως ότι όλα σε αυτό το κύκλωμα είναι αυθαίρετα: τα σήματα εισόδου δεν ανήκουν στα συγκεκριμένα σκέλη του μικροκυκλώματος, όπως φαίνεται στο διάγραμμα. Σε αυτή την περίπτωση, τα R και S μπορούν να αντικατασταθούν και η θέση των άμεσων και αντίστροφων εξόδων θα αλλάξει. Εδώ όλα εξαρτώνται μόνο από τη φαντασία του προγραμματιστή ενός συγκεκριμένου σχεδίου.

Δύο λυχνίες LED χρησιμοποιούνται για την ένδειξη της κατάστασης σκανδάλης: μία από αυτές ανάβει όταν η έξοδος είναι σε υψηλό επίπεδο. Το άλλο θα επιστραφεί. Δεν είναι δυνατή η εγκατάσταση των LED, η κατάσταση των εξόδων σκανδάλης μπορεί να παρακολουθείται με συμβατικό βολτόμετρο, αν και αυτό δεν θα είναι πολύ βολικό και καθαρό.

Αφού το κύκλωμα συναρμολογηθεί σε ένα πινέλο, θα πρέπει να ελέγξετε τη σωστή εγκατάσταση και, στη συνέχεια, να το ενεργοποιήσετε. Όταν είναι ενεργοποιημένη, μία από τις λυχνίες LED ανάβει. Ποιο από αυτά, είναι αδύνατο να πούμε εκ των προτέρων, αφού όλα καθορίζονται από ασταθή μεταβατικά φαινόμενα κατά τη διάρκεια της ενεργοποίησης και την εξάπλωση των παραμέτρων των λογικών στοιχείων.

Ας υποθέσουμε ότι το LED HL1 ανάβει, πράγμα που δείχνει ότι η άμεση έξοδος της σκανδάλης Q είναι υψηλή. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι έχει εγκατασταθεί η σκανδάλη. Η αντίστροφη έξοδος / Q θα είναι αντίστοιχα χαμηλή (το επίπεδο σήματος στην αντίστροφη έξοδο είναι πάντα αντίθετο από το επίπεδο στην άμεση έξοδο).

Όλες οι συζητήσεις σχετικά με την κατάσταση της σκανδάλης είναι σχετικές με την κατάσταση της άμεσης παραγωγής. Αν η άμεση έξοδος είναι υψηλή, η σκανδάλη είναι ρυθμισμένη (ενεργοποιημένη, είναι σε μία μόνο κατάσταση) και εάν η άμεση έξοδος είναι χαμηλή, θεωρείται ότι η σκανδάλη επαναφέρεται (απενεργοποιημένη, στη μηδενική κατάσταση). Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η κατάσταση της αντίστροφης παραγωγής είναι πάντα αντίθετη προς την άμεση.

Έτσι όταν ενεργοποιείτε την τροφοδοσία, ανάβει το LED HL1, το οποίο δείχνει υψηλό επίπεδο στην άμεση έξοδο. Το LED HL2 θα είναι σβηστό - η σκανδάλη είναι σε μία κατάσταση.

Αν σε αυτή την κατάσταση της σκανδάλης πιέσετε το κουμπί SB1, τότε τίποτα δεν θα συμβεί - η λυχνία LED HL1 θα συνεχίσει να ανάβει και το HL2 είναι απενεργοποιημένο. Έτσι, πατώντας το κουμπί SB1 απλά επιβεβαιώσατε την απλή κατάσταση της σκανδάλης.

Η σκανδάλη μπορεί να αφαιρεθεί από αυτή την κατάσταση μόνο πατώντας το πλήκτρο SB2: η λυχνία HL1 θα σβήσει και θα ανάψει το HL2. Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, η επανειλημμένη πίεση ή το πάτημα του κουμπιού SB2 για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν θα μπορεί να αλλάξει αυτή την κατάσταση. Σε αυτή την κατάσταση, το κύκλωμα θα παραμείνει απεριόριστα, δηλαδή μέχρι να πατηθεί το κουμπί SB1 ή μέχρι να απενεργοποιηθεί η τροφοδοσία.

Και τι συμβαίνει εάν πιέσετε ταυτόχρονα και τα δύο κουμπιά; Τίποτα δεν είναι τρομερό, εκτός από το γεγονός ότι η κατάσταση σκανδάλης θα είναι απροσδιόριστη, καθώς και στις δύο εξόδους υπάρχει ένα επίπεδο μιας λογικής μονάδας. Με τη λογική της σκανδάλης, αυτή η κατάσταση θεωρείται απαγορευμένη, επομένως, είναι απαράδεκτη.

Αν το επίπεδο λογικής υπάρχει και στις δύο εισόδους, τότε η κατάσταση ενεργοποίησης δεν αλλάζει. Αυτή η λειτουργία ονομάζεται λειτουργία αποθήκευσης πληροφοριών. Επομένως, η ενεργοποίηση RS χρησιμοποιείται συχνά σε συσκευές αποθήκευσης, για παράδειγμα, σε διάφορους τύπους στατικών μαρκών RAM.

Αυτή η όλη ιστορία παρουσιάζεται στον πίνακα αλήθειας του σκανδάλου RS, που φαίνεται στο σχήμα 1β. Μια παρόμοια έκδοση του σκανδάλου RS ονομάζεται ασύγχρονη, επειδή δεν απαιτεί πρόσθετα σήματα που επιτρέπουν ή απαγορεύουν τη λειτουργία των εισόδων RS.

Πολύ συχνά, η σκανδάλη RS χρησιμοποιείται ως καταστολέα της απόκλισης των μηχανικών επαφών εάν είναι απαραίτητο να μετρήσουμε τον αριθμό των παλμών χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρονικό μετρητή. Τέτοιοι μετρητές εκτελούνται επίσης με ενεργοποιητές. Συνήθως, αυτά είναι οι Δ ή JK ενεργοποιητές, οι οποίες θα συζητηθούν στο επόμενο μέρος του άρθρου.

Μπόρις Aladyshkin

Συνέχεια του άρθρου: Λογικές μάρκες. Μέρος 8. Δ - ενεργοποίηση