Logische chips. Deel 7. Triggers. RS - trigger

Elektronische apparaten met twee stabiele uitgangstoestanden worden genoemd triggers. Een trigger wordt vertaald in een van de stabiele toestanden door invoerpulsen.

Een soortgelijke formulering wordt in de regel in alle technische literatuur gegeven. Voor degene die het voor het eerst tegenkwam, is het misschien niet helemaal duidelijk. Wat zijn deze twee toestanden en waarom worden ze stabiel genoemd?

De eenvoudigste manier om dit uit te leggen is met een eenvoudig en toegankelijk voorbeeld. Een redelijk nauwe en begrijpelijke analoog kan een gewone gloeilamp met een schakelaar zijn. Er zijn hier twee toestanden: aan - uit. Voor een trigger zijn deze toestanden hoog, laag. Er wordt ook wel eens gezegd, aan - uit, geïnstalleerd - reset.

Raak de schakelaar aan om de gloeilamp aan te steken of uit te schakelen. Om de lamp te laten branden, is het helemaal niet nodig om de schakelaar met uw vinger vast te houden: de lamp brandt voor onbepaalde tijd.

Met andere woorden, ze bevindt zich in een stabiele toestand. Het kan alleen uit deze toestand worden gehaald door het uit te schakelen met dezelfde schakelaar. Of, met andere woorden, naar een andere stabiele toestand gaan. Deze toestand zal ook stabiel zijn, dat wil zeggen dat deze voor onbepaalde tijd blijft, totdat deze wordt ingeschakeld.

Als een ander soortgelijk voorbeeld kunnen we ons herinneren conventionele magnetische starter met twee knoppen: drukte op de zwarte knop - de elektromotor ingeschakeld, drukte op het rode - uitgeschakeld. In dit geval moet u erop letten dat het opnieuw indrukken van de Start-knop (als de motor al is ingeschakeld) in geen geval zijn snelheid zal verhogen. Op dezelfde manier kunt u op de stopknop drukken wanneer de motor is gestopt: het is gewoon een bevestiging van de stopstatus.

In deze voorbeelden is de gepulste aard van het ingangssignaal duidelijk zichtbaar (indrukken van een schakelaar of knop). Er zijn ook twee 'aan-uit'-toestanden, die elk stabiel zijn: deze gaat door totdat het ingangssignaal wordt beïnvloed. Het dichtst bij de beschouwde voorbeelden is de RS-trigger.

RS - trigger

Van alle soorten triggers is RS een trigger, zowel door het werkingsprincipe als door schakelingen, de eenvoudigste. Eerder, toen triggers werden uitgevoerd op afzonderlijke onderdelen (transistors, weerstanden, condensatoren, diodes), zeiden ze dat een trigger een tweetrapsversterker is, die wordt gedekt door positieve feedback. We zullen deze optie niet overwegen.

De trigger van logische elementen 2I - NIET microchips K155LA3. Een diagram van een dergelijke trigger is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1. RS - trigger op elementen 2I - NIET.

De trigger wordt verkregen door kruisfeedback van de uitgang naar de ingang tussen twee logische elementen. Een dergelijke trigger heeft twee uitgangen en twee onafhankelijke ingangen. Een van de ingangen (de bovenste volgens het schema) wordt S genoemd vanuit de Engelse SET - set, de andere ingang wordt R genoemd vanuit de Engelse RESET - reset. Vaak worden deze ingangen en dienovereenkomstig signalen eenvoudigweg in- en uitgeschakeld.

Naast twee RS-ingangen heeft de trigger twee uitgangen. Meestal worden de uitgangen op de circuits aangeduid met de letter Q. Een van de uitgangen wordt direct genoemd en de andere is omgekeerd. De letter Q die de omgekeerde uitvoer aangeeft, is hierboven onderstreept. De aanduiding / Q of –Q is ook toegestaan. In ons schema is de directe uitgang de 3e uitgang van het DD1.1-element en de omgekeerde uitgang de 6e uitgang van het DD1.2-element.

Als ingangssignalen worden alleen knoppen gebruikt, door op te drukken waarvan de trigger wordt overgedragen naar de overeenkomstige status. In echte circuits kunnen ingangssignalen worden geleverd door de uitgangen van de microschakelingen. Om educatieve experimenten uit te voeren, kunnen de knoppen eenvoudig worden vervangen door een stuk draad.

Er moet meteen worden opgemerkt dat alles in dit circuit willekeurig is: de ingangssignalen behoren niet tot de specifieke poten van de microschakeling, zoals aangegeven in het diagram. In dit geval kunnen R en S worden uitgewisseld en zal de locatie van de directe en inverse uitgangen veranderen. Hier hangt alles af van de verbeelding van de ontwikkelaar van een bepaald schema.

Twee LED's worden gebruikt om de triggerstatus aan te geven: een ervan licht op wanneer de uitgang op een hoog niveau is. De andere wordt terugbetaald. LED's kunnen niet worden geïnstalleerd, de status van de trigger-uitgangen kan worden bewaakt door een conventionele voltmeter, hoewel dit niet erg handig en duidelijk zal zijn.

Nadat het circuit op een breadboard is gemonteerd, moet u de juiste installatie controleren en vervolgens inschakelen. Wanneer ingeschakeld, licht een van de LED's op. Welke, is het onmogelijk om van tevoren te zeggen, omdat alles wordt bepaald door instabiele transiënten tijdens het inschakelen en de verspreiding van de parameters van logische elementen.

Stel dat de HL1-LED oplicht, wat aangeeft dat de directe output van de Q-trigger hoog is. In dit geval zeggen ze dat de trigger is geïnstalleerd. De omgekeerde uitgang / Q zal dienovereenkomstig laag zijn (het signaalniveau op de omgekeerde uitgang is altijd tegengesteld aan het niveau op de directe uitgang).

Alle discussies over de status van de trigger zijn gerelateerd aan de status van de directe uitvoer. Als de directe uitgang hoog is, wordt de trigger ingesteld (aan, bevindt deze zich in een enkele status) en als de directe uitgang laag is, wordt aangenomen dat de trigger wordt gereset (uit, in de nulstatus). Zoals hierboven vermeld, is de toestand van de omgekeerde uitgang altijd tegengesteld aan de directe.

Dus wanneer u de stroom inschakelt, licht de HL1-LED op, wat een hoog niveau op de directe uitgang aangeeft. De HL2-led is uit - de trigger bevindt zich in een enkele status.

Als in deze status van de trigger de knop SB1 wordt ingedrukt, gebeurt er niets - de LED HL1 blijft branden en HL2 is uit. Het bevestigen van de SB1-knop bevestigde dus eenvoudig de enkele status van de trigger.

De trigger kan alleen uit deze status worden verwijderd door op de SB2-knop te drukken: de LED HL1 gaat uit en HL2 gaat aan. Net als in het vorige geval kan het herhaaldelijk indrukken of lang ingedrukt houden van de SB2-knop deze status niet wijzigen. In deze toestand blijft het circuit voor onbepaalde tijd, namelijk totdat de SB1-knop wordt ingedrukt of totdat de stroom wordt uitgeschakeld.

En wat gebeurt er als u beide knoppen tegelijk indrukt? Niets verschrikkelijks, afgezien van het feit dat de trigger-status ongedefinieerd zal zijn, omdat aan beide uitgangen een niveau van een logische eenheid is. Volgens de logica van de trigger wordt deze toestand als verboden beschouwd en daarom is deze onaanvaardbaar.

Als het logische niveau aanwezig is op beide ingangen, verandert de triggertoestand niet. Deze modus wordt informatieopslagmodus genoemd. Daarom wordt de RS-trigger vaak gebruikt in opslagapparaten, bijvoorbeeld in verschillende soorten statische RAM-chips.

Dit hele verhaal wordt gepresenteerd in de waarheidstabel van de RS-trigger, weergegeven in figuur 1b. Een vergelijkbare versie van de RS-trigger wordt asynchroon genoemd, omdat deze geen extra signalen vereist die de werking van RS-ingangen toestaan ​​of verbieden.

Heel vaak wordt de RS-trigger gebruikt als een onderdrukker van het stuiteren van mechanische contacten als het nodig is om het aantal pulsen te tellen met behulp van een elektronische teller. Dergelijke tellers worden ook uitgevoerd op triggers. Meestal zijn dit D- of JK-triggers, die in het volgende deel van het artikel worden besproken.

Boris Aladyshkin

Vervolg van het artikel: Logische chips. Deel 8. D - trigger