Loginiai lustai. 7 dalis. Trigeriai. RS - gaidukas

Vadinami elektroniniai įtaisai, turintys dvi stabilias išėjimo būsenas trigeriai. Įvesties impulsų pagalba trigeris perkeliamas į vieną iš stabilių būsenų.

Panaši formuluotė paprastai pateikiama visoje techninėje literatūroje. Tam, kuris su ja susidūrė pirmą kartą, gali būti ne visai aišku. Kas yra šios dvi būsenos ir kodėl jos vadinamos stabiliomis?

Lengviausias būdas tai paaiškinti pateikiant paprastą ir prieinamą pavyzdį. Gana artimas ir suprantamas analogas gali būti įprasta lemputė su jungikliu. Čia yra dvi būsenos: įjungta ir išjungta. Dėl trigerio šios būsenos yra aukštos, žemos. Taip pat kartais sakoma, kad įjungta, išjungta, įdiegta - iš naujo.

Norėdami uždegti ar išjungti lemputę, tiesiog palieskite jungiklį. Kad lemputė ir toliau degtų, visai nebūtina laikyti jungiklio pirštu: lemputė degs neribotą laiką.

Kitaip tariant, ji yra pastovios būklės. Jį iš šios būklės galima išvesti tik išjungus, naudojant tą patį jungiklį. Arba, kitaip tariant, pereiti į kitą stabilią būseną. Ši būsena taip pat bus stabili, ty išlieka neribotą laiką, kol bus įjungta.

Kaip dar vieną panašų pavyzdį galime prisiminti įprastas dviejų mygtukų magnetinis starteris: paspaudė juodą mygtuką - elektrinis variklis įsijungė, raudonas paspaudė - išsijungė. Tuo pačiu metu turėtumėte atkreipti dėmesį į tai, kad pakartotinis „Start“ mygtuko paspaudimas (jei variklis jau įjungtas) jokiu būdu nepadidins jo greičio. Tokiu pat būdu galite paspausti mygtuką Stop, kai variklis yra sustabdytas: tai yra tiesiog sustabdymo būsenos patvirtinimas.

Šiuose pavyzdžiuose aiškiai matomas impulsinis įvesties signalo pobūdis (paspaudžiamas jungiklis ar mygtukas). Taip pat yra dvi „įjungimo ir išjungimo“ būsenos, iš kurių kiekviena yra stabili: ji tęsiasi tol, kol bus rodomas įvesties signalas. Arčiausiai nagrinėtų pavyzdžių yra RS jungiklis.

RS - gaidukas

Iš visų trigerių tipų RS yra paprasčiausias trigeris tiek veikimo principu, tiek grandinėmis. Anksčiau, kai trigeriai buvo atliekami atskiroms dalims (tranzistoriams, rezistoriams, kondensatoriams, diodams), jie sakė, kad gaidukas yra dviejų pakopų stiprintuvas, apimamas teigiamų atsiliepimų. Mes nenagrinėsime šios galimybės.

Trigeris nuo loginiai elementai 2I - NE mikroschemos K155LA3. Tokio gaiduko schema parodyta 1 paveiksle.

1 paveikslas. RS - gaidukas ant elementų 2I - NE.

Trigeris gaunamas kryžminiu grįžtamuoju ryšiu iš išvesties į įvestį tarp dviejų loginių elementų. Toks trigeris turi du išėjimus ir du nepriklausomus įėjimus. Vienas iš įėjimų (viršutinis pagal schemą) yra vadinamas S iš angliškojo SET - set, kitas įėjimas vadinamas R iš angliško RESET - reset. Dažnai šie įėjimai ir atitinkamai signalai vadinami tiesiog įjungimu ir išjungimu.

Be dviejų RS įėjimų, trigeris turi du išėjimus. Dažniausiai išėjimai grandinėse žymimi raide Q. Vienas iš išėjimų vadinamas tiesioginiu, o kitas atvirkštiniu. Aukščiau pabraukta raidė Q, žyminti atvirkštinę išvestį. Taip pat leidžiama žymėti / Q arba –Q. Mūsų schemoje tiesioginis išėjimas yra 3-asis DD1.1 elemento išėjimas, o atvirkštinis išėjimas yra 6-asis DD1.2 elemento išėjimas.

Kaip įvesties signalai naudojami tik mygtukai, kuriuos paspaudus gaidukas perkeliamas į atitinkamą būseną. Realiose grandinėse įvesties signalus galima tiekti iš mikroschemų išėjimų. Norint atlikti edukacinius eksperimentus, mygtukus galima pakeisti tiesiog vielos gabalu.

Reikėtų pažymėti, kad viskas šioje grandinėje yra savavališka: įvesties signalai nepriklauso konkrečioms mikroschemų kojoms, kaip parodyta diagramoje. Tokiu atveju R ir S gali būti keičiami, o tiesioginių ir atvirkštinių išėjimų vieta pasikeis. Čia viskas tiesiog priklauso nuo tam tikros schemos kūrėjo vaizduotės.

Suaktyvinimo būsenai nurodyti naudojami du šviesos diodai: vienas iš jų užsidega, kai išvestis yra aukšto lygio. Kitas bus grąžintas. Šviesos diodų neįmanoma įdiegti, gaiduko išėjimų būseną galima stebėti įprastu voltmetru, nors tai nebus labai patogu ir aišku.

Surinkę grandinę ant duonos lentos, turėtumėte patikrinti, ar tinkamai įdiegta, tada įjunkite. Įjungus vieną iš šviesos diodų, užsidega. Kuris iš jų, neįmanoma iš anksto pasakyti, nes viską lemia nestabilūs pereinamieji elementai įjungimo metu ir loginių elementų parametrų sklaida.

Tarkime, kad užsidega HL1 šviesos diodas, kuris rodo, kad tiesioginis Q trigerio išėjimas yra didelis. Tokiu atveju jie sako, kad gaidukas yra įdiegtas. Atvirkštinis išėjimas / Q bus atitinkamai žemas (signalo lygis atvirkštiniame išėjime visada priešingas tiesioginiam išėjimui lygiui).

Visos diskusijos apie trigerio būseną yra susijusios su tiesioginio išvesties būsena. Jei tiesioginis išėjimas yra didelis, trigeris yra įjungtas (įjungtas, yra vienos būsenos), o jei tiesioginis išėjimas yra žemas, tada laikoma, kad gaidukas yra atstatomas (išjungtas, nulio būsenoje). Kaip minėta aukščiau, atvirkštinės išvesties būsena visada priešinga tiesioginei.

Taigi, kai įjungiate maitinimą, užsidega HL1 šviesos diodas, kuris rodo aukštą tiesioginį išėjimą. HL2 šviesos diodas nedegs - gaidukas veikia vienoje būsenoje.

Jei šioje gaiduko būsenoje reikia paspausti mygtuką SB1, nieko neįvyks - šviesos diodas HL1 ir toliau degs, o HL2 nedegs. Taigi, paspaudus mygtuką SB1, paprasčiausiai buvo patvirtinta viena gaiduko būsena.

Trigerį iš šios būsenos galima pašalinti tik paspaudus mygtuką SB2: šviesos diodas HL1 užges, o HL2 - įsijungs. Kaip ir ankstesniu atveju, pakartotinai paspaudus arba ilgai laikant SB2 mygtuką, šios būsenos pakeisti nepavyks. Esant tokiai būsenai, grandinė liks neribotą laiką, ty kol nebus paspaustas mygtukas SB1 arba kol bus išjungtas maitinimas.

O kas nutiks, jei paspausite abu mygtukus vienu metu? Nieko baisaus, išskyrus tai, kad trigerio būsena nebus apibrėžta, nes abiejuose išėjimuose yra loginio vieneto lygis. Pagal trigerio logiką ši būsena laikoma uždrausta, todėl nepriimtina.

Jei loginis lygis yra abiejuose įėjimuose, tada trigerio būsena nesikeičia. Šis režimas vadinamas informacijos saugojimo režimu. Todėl RS - trigeris dažnai naudojamas atminties įrenginiuose, pavyzdžiui, įvairių tipų statiniuose RAM lustuose.

Visa ši istorija pateikiama RS trigerio tiesos lentelėje, parodytoje 1b paveiksle. Panaši RS trigerio versija vadinama asinchronine, nes jai nereikia jokių papildomų signalų, leidžiančių ar draudžiančių RS įvesties veikimą.

Gana dažnai RS-trigeris naudojamas kaip mechaninių kontaktų atšokimo slopintuvas, jei reikia suskaičiuoti impulsų skaičių naudojant elektroninį skaitiklį. Tokie skaitikliai taip pat atliekami trigeriais. Paprastai tai yra D arba JK trigeriai, kurie bus aptariami kitoje straipsnio dalyje.

Borisas Aladyškinas

Straipsnio tęsinys: Loginiai lustai. 8 dalis. D - gaidukas