Logické čipy. Část 7. Spouštěče. RS - spoušť

Volá se elektronická zařízení se dvěma stabilními výstupními stavy spouští. Spoušť je pomocí vstupních impulsů převedena do jednoho ze stabilních stavů.

Podobná formulace je zpravidla uvedena ve všech odborné literatuře. Pro toho, kdo se s ním setkal poprvé, to nemusí být úplně jasné. Co jsou tyto dva státy a proč se nazývají stabilní?

Nejjednodušší způsob, jak to vysvětlit, je pomocí jednoduchého a přístupného příkladu. Poměrně blízkým a srozumitelným analogem může být obyčejná žárovka se spínačem. Jsou zde dva stavy: zapnuto - vypnuto. Pro spouštěč jsou tyto stavy vysoké, nízké. To je také někdy říkal, on - off, nainstalovaný - reset.

Chcete-li žárovku zapnout nebo vypnout, stačí se dotknout spínače. Aby žárovka nepřestávala hořet, není vůbec nutné držet spínač prstem: žárovka bude hořet donekonečna.

Jinými slovy, je v ustáleném stavu. Z tohoto stavu lze vyjmout pouze vypnutím pomocí stejného spínače. Nebo jinými slovy, přejděte do jiného stabilního stavu. Tento stav bude také stabilní, to znamená, že zůstává neomezeně dlouho, dokud není zapnutý.

Jako další podobný příklad si můžeme vzpomenout konvenční magnetický spouštěč se dvěma tlačítky: stiskl černé tlačítko - elektrický motor se zapnul, stiskl červené - zhasl. Současně byste měli věnovat pozornost skutečnosti, že opětovné stisknutí tlačítka Start (pokud je motor již zapnutý) nezvýší jeho rychlost. Stejným způsobem můžete stisknout tlačítko Stop, když je motor zastaven: je to prostě potvrzení stavu Stop.

V těchto příkladech je pulzní povaha vstupního signálu jasně viditelná (stisknutím spínače nebo tlačítka). Existují také dva stavy „on-off“, z nichž každý je stabilní: pokračuje, dokud není vystaven vstupní signál. Nejblíže k uváženým příkladům je spouštěč RS.

RS - spoušť

Ze všech typů spouště je RS spouště, a to jak z principu činnosti, tak pomocí obvodů, nejjednodušší. Dříve, když byly spouštěny na diskrétních částech (tranzistory, rezistory, kondenzátory, diody), uvedli, že spouště je dvoustupňový zesilovač, pokrytý pozitivní zpětnou vazbou. Tuto možnost nebudeme zvažovat.

Spoušť z logické prvky 2I - NE mikročipy K155LA3. Schéma takového spouště je znázorněno na obrázku 1.

Obrázek 1. RS - spouště na prvcích 2I - NE.

Spoušť se získá křížovou zpětnou vazbou z výstupu na vstup mezi dvěma logickými prvky. Takový spouštěč má dva výstupy a dva nezávislé vstupy. Jeden ze vstupů (horní podle schématu) se nazývá S z anglického SET - set, druhý vstup se nazývá R z anglického RESET - reset. Tyto vstupy, a tedy i signály, se často nazývají jednoduše zapínat a vypínat.

Spouštěč má kromě dvou vstupů RS dva výstupy. Nejčastěji jsou výstupy na obvodech označeny písmenem Q. Jeden z výstupů se nazývá přímý a druhý inverzní. Písmeno Q označující inverzní výstup je podtrženo výše. Označení / Q nebo –Q je rovněž povoleno. V našem schématu je přímým výstupem 3. výstup prvku DD1.1 a inverzní výstup je 6. výstupem prvku DD1.2.

Jako vstupní signály se používají jen tlačítka, jejichž stiskem se spoušť přepne do odpovídajícího stavu. V reálných obvodech mohou být vstupní signály přiváděny z výstupů mikroobvodů. K provádění vzdělávacích experimentů lze tlačítka jednoduše nahradit kouskem drátu.

Okamžitě je třeba poznamenat, že vše v tomto obvodu je libovolné: vstupní signály nepatří ke konkrétním úsekům mikroobvodu, jak je znázorněno na obrázku. V tomto případě lze R a S zaměnit a umístění přímých a inverzních výstupů se změní. Zde vše záleží pouze na představě vývojáře konkrétního schématu.

Dvě LED diody se používají k označení spouštěcího stavu: jedna z nich se rozsvítí, když je výstup na vysoké úrovni. Druhý bude splacen. Nelze instalovat LED diody, stav spouštěcích výstupů lze monitorovat konvenčním voltmetrem, i když to nebude velmi pohodlné a jasné.

Po sestavení obvodu na prkénku byste měli zkontrolovat správnou instalaci a poté ji zapnout. Po zapnutí se rozsvítí jedna z LED. Který z nich nelze říci předem, protože vše je určováno nestabilními přechodnými stavy během zapínání a šířením parametrů logických prvků.

Předpokládejme, že se rozsvítí LED HL1, což znamená, že přímý výstup spouštěče Q je vysoký. V tomto případě říkají, že spouštěč je nainstalován. Inverzní výstup / Q bude odpovídajícím způsobem nízký (úroveň signálu na inverzním výstupu je vždy proti úrovni na přímém výstupu).

Všechny diskuse o stavu spouště jsou relativní ke stavu přímého výstupu. Pokud je přímý výstup vysoký, spoušť je nastavena (zapnuto, je v jediném stavu) a pokud je přímý výstup nízký, má se za to, že spoušť je resetována (vypnuto, v nulovém stavu). Jak bylo uvedeno výše, stav inverzního výstupu je vždy opačný než přímý.

Takže když zapnete napájení, rozsvítí se LED HL1, což indikuje vysokou úroveň přímého výstupu. LED HL2 zhasne - spoušť je v jediném stavu.

Pokud v tomto stavu spouště stisknete tlačítko SB1, pak se nic nestane - LED HL1 bude nadále svítit a HL2 nesvítí. Stisknutí tlačítka SB1 jednoduše potvrdilo jediný stav spouště.

Spoušť lze z tohoto stavu odstranit pouze stisknutím tlačítka SB2: LED HL1 zhasne a HL2 se rozsvítí. Stejně jako v předchozím případě nebude možné tento stav změnit opakovaným stisknutím nebo přidržením tlačítka SB2 po dlouhou dobu. V tomto stavu zůstane obvod neomezeně dlouho, a to až do stisknutí tlačítka SB1 nebo do vypnutí napájení.

A co se stane, když stisknete obě tlačítka najednou? Nic strašného, ​​kromě skutečnosti, že spouštěcí stav bude nedefinován, protože na obou výstupech je úroveň logické jednotky. Logikou spouště je tento stav považován za zakázaný, proto je nepřijatelný.

Pokud je na obou vstupech logická úroveň, pak se spouštěcí stav nezmění. Tento režim se nazývá režim ukládání informací. Spouštěč RS se proto často používá v paměťových zařízeních, například v různých typech statických RAM čipů.

Celý tento příběh je uveden v tabulce pravdivosti RS-triggeru, znázorněného na obrázku 1b. Podobná verze spouštěče RS se nazývá asynchronní, protože nevyžaduje žádné další signály, které umožňují nebo zakazují provoz vstupů RS.

Poměrně často se RS-trigger používá jako potlačovač odrazů mechanických kontaktů, pokud je třeba počítat počet impulsů pomocí elektronického čítače. Takové čítače jsou také prováděny na spouštěčích. Obvykle se jedná o spouštěče D nebo JK, které budou popsány v další části článku.

Boris Aladyshkin

Pokračování článku: Logické čipy. Část 8. D - spouště