Logikai chipek. 7. rész. Triggerek. RS - ravasz

Két stabil kimeneti állapotú elektronikus készüléket hívunk kiváltó. A triggert a bemeneti impulzusok a stabil állapotok egyikébe fordítják.

Hasonló megfogalmazást, általában, minden műszaki irodalomban megadnak. Aki először találkozott vele, lehet, hogy nem egészen egyértelmű. Mi ez a két állam, és miért nevezik őket stabilnak?

Ennek legegyszerűbb módja egy egyszerű és elérhető példa. Egy meglehetősen közel esõ és érthetõ analóg lehet egy átfogó izzó, kapcsolóval. Két állapot van itt: on-off. Egy triggernél ezek az állapotok magas, alacsony. Azt is mondják, hogy on-off, install - reset.

Az izzólámpa világításához vagy kikapcsolásához csak érintse meg a kapcsolót. Annak érdekében, hogy az izzó tovább égjen, nem szükséges tartani a kapcsolót az ujjával: az izzó határozatlan ideig ég.

Más szavakkal, egyensúlyi állapotban van. Ebből az állapotból csak akkor lehet kikapcsolni, ha ugyanazt a kapcsolót használja. Vagy más szavakkal, mozogni egy másik stabil állapotba. Ez az állapot is stabil lesz, azaz határozatlan ideig marad bekapcsolásig.

További hasonló példaként emlékeztethetünk rá hagyományos kétgombos mágneses indító: lenyomta a fekete gombot - az elektromotor bekapcsolt, a piros - le. Ebben az esetben figyeljen arra, hogy a Start gomb ismételt megnyomása (ha a motor már be van kapcsolva) semmiképpen sem növeli a fordulatszámot. Ugyanígy nyomja meg a Stop gombot, amikor a motor leáll: ez egyszerűen a Stop állapot megerősítése.

Ezekben a példákban a bemeneti jel impulzus jellege jól látható (kapcsoló vagy gomb megnyomása). Két „be-ki” állapot is létezik, amelyek mindegyike stabil: mindaddig folytatódik, amíg a bemeneti jelet nem érinti. A vizsgált példákhoz legközelebb az RS-ravasz.

RS - ravasz

Az összes trigger típus közül az RS trigger, mind a működés elve, mind az áramkör alapján, a legegyszerűbb. Korábban, amikor a triggereket diszkrét alkatrészekre (tranzisztorok, ellenállások, kondenzátorok, diódák) hajtották végre, azt mondták, hogy a trigger egy kétfokozatú erősítő, pozitív visszacsatolással lefedve. Nem vesszük figyelembe ezt a lehetőséget.

A ravaszt logikai elemek 2I - NEM mikrochip K155LA3. Az ilyen kiváltó ábráját az 1. ábra mutatja.

1. ábra. RS - ravasz a 2I elemeknél - NEM.

Az indítót a kimeneti és a bemeneti jel közötti kereszt-visszacsatolás útján érjük el két logikai elem között. Egy ilyen triggernek két kimenete és két független bemenete van. Az egyik bemenet (a séma szerint egy felső) S neve az angol SET - setből, a másik bemenet R - nek az angol RESET - resetből. Ezeket a bemeneteket és ennek megfelelően a jeleket gyakran csak be- és kikapcsolásnak hívják.

Két RS bemenet mellett az indítónak két kimenete is van. A kimeneteket leggyakrabban Q betűk jelzik az áramkörökön. Az egyik kimenet közvetlen, a másik fordított. Az inverz kimenetet jelölő Q betű alá van húzva. A / Q vagy –Q jelölés szintén megengedett. Sémánkban a közvetlen kimenet a DD1.1 elem 3. kimenete, és az inverz kimenet a DD1.2 elem 6. kimenete.

Bemeneti jelként csak gombokat használunk, amelyek megnyomásával a ravaszt átvisszük a megfelelő állapotba. Valós áramkörökben a bemeneti jelek a mikroáramkörök kimeneteiből táplálhatók. Oktatási kísérletek elvégzéséhez a gombok egyszerűen egy darab huzalral cserélhetők ki.

Rögtön meg kell jegyezni, hogy ebben az áramkörben minden önkényes: a bemeneti jelek nem tartoznak a mikroáramkör adott szakaszaihoz, amint azt az ábra mutatja. Ebben az esetben R és S cserélhetők, és a közvetlen és inverz kimenetek helyzete megváltozik. Itt minden csak az adott rendszer fejlesztőjének képzeletétől függ.

Két indikátort használnak a trigger állapotának jelzésére: egyikük világít, ha a kimenet magas. A másikot visszafizeti. A LED-eket nem lehet telepíteni, az indító kimenetek állapotát egy hagyományos voltmérővel lehet ellenőrizni, bár ez nem lesz nagyon kényelmes és tiszta.

Miután az áramkört egy kenyérdeszkára szerelte, ellenőrizze a helyes telepítést, majd kapcsolja be. Bekapcsoláskor az egyik LED kigyullad. Melyiket lehetetlen előre megmondani, mivel mindent a bekapcsolás során bekövetkező instabil tranziensek és a logikai elemek paramétereinek szétszórása határozza meg.

Tegyük fel, hogy a HL1 LED világít, ami azt jelzi, hogy a Q trigger közvetlen kimenete magas. Ebben az esetben azt mondják, hogy a trigger telepítve van. A fordított kimenet / Q értéke ennek megfelelően alacsony lesz (a fordított kimenetnél a jelszint mindig ellentétes a közvetlen kimenet szintjével).

Az eseményindító állapotáról szóló összes vita a közvetlen kimenet állapotához viszonyítva. Ha a közvetlen kimenet magas, akkor a trigger be van kapcsolva (be van kapcsolva, egyetlen állapotban van), és ha a közvetlen kimenet alacsony, akkor úgy tekintjük, hogy a trigger visszaáll (kikapcsolt állapotban, nulla állapotban). Mint fentebb említettük, az inverz kimenet állapota mindig ellentétes a közvetlen kimenettel.

Tehát amikor bekapcsolja a készüléket, a HL1 LED kigyullad, ami a közvetlen kimenet magas szintjét jelzi. A HL2 LED nem világít - a trigger egyetlen állapotban van.

Ha ebben az állapotban megnyomja az SB1 gombot, akkor semmi sem történik - a HL1 LED továbbra is világít, és a HL2 nem világít. Így az SB1 gomb megnyomása egyszerűen megerősítette a trigger egyetlen állapotát.

A ravaszt csak az SB2 gomb megnyomásával lehet eltávolítani ebben az állapotban: a HL1 LED kialszik, a HL2 pedig bekapcsol. Az előzőhöz hasonlóan az SB2 gomb ismételt hosszan lenyomása vagy lenyomása nem változtathatja meg ezt az állapotot. Ebben az állapotban az áramkör határozatlan ideig marad, nevezetesen az SB1 gomb megnyomásáig vagy a tápellátás kikapcsolásáig.

És mi történik, ha egyszerre mindkét gombot megnyomja? Semmi szörnyű, kivéve azt a tényt, hogy az indító állapot nem lesz meghatározva, mivel mindkét kimenetnél van egy logikai egység szintje. A trigger logikája szerint ezt az állapotot tiltottnak tekintik, ezért elfogadhatatlan.

Ha a logikai szint mindkét bemeneten van, akkor a trigger állapota nem változik. Ezt az üzemmódot információtárolási módnak nevezzük. Ezért az RS-triggert gyakran használják tárolóeszközökben, például különféle típusú statikus RAM-chipeknél.

Az egész történetet az 1-ábrán látható RS-trigger igazságtáblája mutatja be. Az RS-trigger hasonló verzióját aszinkronnak nevezzük, mivel nincs szükség további jelekre, amelyek lehetővé teszik vagy tiltják az RS bemenetek működését.

Az RS-triggert gyakran használják a mechanikus érintkezők visszapattanásának csökkentésére, ha elektronikus impulzusszámlálóval szükséges az impulzusok számát. Az ilyen számlálókat triggereken is végrehajtják. Általában ezek D vagy JK eseményindítók, amelyeket a cikk következő részében tárgyalunk.

Boris Aladyshkin

A cikk folytatása: Logikai chipek. 8. rész. D - ravaszt