Логически чипове. Част 7. Тригери. RS - спусък

Извикват се електронни устройства с две стабилни изходни състояния тригери, Спусъкът се превежда в едно от стабилните състояния чрез входни импулси.

Подобна формулировка е дадена по правило във цялата техническа литература. За този, който го срещна за първи път, може да не е напълно ясно. Какви са тези две състояния и защо се наричат ​​стабилни?

Най-лесният начин да се обясни това е с прост и достъпен пример. Доста близък и разбираем аналог може да бъде обикновена крушка с превключвател. Има две състояния тук: изключен. За задействане тези състояния са високи, ниски. Също така понякога се казва, изключено, инсталирано - нулиране.

За да запалите или изключите крушката, просто докоснете ключа. За да може крушката да продължи да гори, изобщо не е необходимо да държите превключвателя с пръст: крушката ще изгори за неопределено време.

С други думи, тя е в стабилно състояние. Може да се изведе от това състояние само като го изключите, използвайки същия превключвател. Или с други думи, да преминете в друго стабилно състояние. Това състояние също ще бъде стабилно, тоест ще остане за неопределено време, докато не бъде включено.

Като друг подобен пример можем да си припомним конвенционален магнитен стартер с два бутона: натисна черния бутон - електродвигателят се включи, натисна червения - изключен. В същото време трябва да обърнете внимание на факта, че натискането на бутона Start (ако двигателят вече е включен) в никакъв случай няма да увеличи скоростта му. По същия начин можете да натиснете бутона Stop при спиране на двигателя: това е просто потвърждение на състоянието Stop.

В тези примери импулсният характер на входния сигнал е ясно видим (натискане на превключвател или бутон). Съществуват и две състояния на "изключване", всяко от които е стабилно: продължава, докато входният сигнал не бъде изложен. Най-близо до разглежданите примери е RS-спусъка.

RS - спусък

От всички видове задействания RS е спусък, както по принципа на работа, така и по схемата, най-простият. Преди, когато задействанията се изпълняваха на отделни части (транзистори, резистори, кондензатори, диоди), те казаха, че спусъкът е двустепенен усилвател, обхванат от положителна обратна връзка. Няма да обмисляме тази опция.

Спусъкът от логически елементи 2I - НЕ микрочипове K155LA3. Диаграма на такъв спусък е показана на фигура 1.

Фигура 1. RS - спусък на елементи 2I - НЕ.

Задействането се получава чрез кръстосана обратна връзка от изхода към входа между два логически елемента. Такъв спусък има два изхода и два независими входа. Един от входовете (горният според схемата) се нарича S от английски SET - set, другият вход се нарича R от английски RESET - нулиране. Често тези входове и съответно сигнали се наричат ​​просто включване и изключване.

В допълнение към два RS входа, спусъкът има два изхода. Най-често изходите са обозначени на веригите с буквата Q. Единият изход се нарича директен, а другият - обратен. Буквата Q, обозначаваща обратния изход, е подчертана по-горе. Обозначението / Q или –Q също е позволено. В нашата схема директният изход е 3-тият изход на елемента DD1.1, а обратният изход е 6-тият изход на елемента DD1.2.

Като входни сигнали се използват само бутони, чрез натискане на които спусъка се прехвърля в съответното състояние. В реални вериги входните сигнали могат да се подават от изходите на микросхемите. За провеждане на образователни експерименти, бутоните могат да бъдат заменени просто с парче тел.

Веднага трябва да се отбележи, че всичко в тази схема е произволно: входните сигнали не принадлежат към специфичните крака на микросхемата, както е посочено на диаграмата. В този случай R и S могат да се сменят и местоположението на директните и обратните изходи ще се промени. Тук всичко зависи само от въображението на разработчика на определена схема.

За индикация на състоянието на спусъка се използват два светодиода: единият от тях свети, когато изходът е на високо ниво. Другото ще бъде изплатено. Светодиодите не могат да бъдат инсталирани, състоянието на тригерните изходи може да се следи с конвенционален волтметър, въпреки че това няма да е много удобно и ясно.

След като веригата е сглобена на дъска, трябва да проверите правилната инсталация и след това да я включите. Когато е включен, един от светодиодите ще светне. Кой от тях, е невъзможно да се каже предварително, тъй като всичко се определя от нестабилни преходни процеси по време на включване и разпространение на параметрите на логическите елементи.

Да предположим, че светодиодът HL1 светва, което показва, че директният изход на Q спусъка е висок. В този случай те казват, че спусъкът е инсталиран. Обратният изход / Q ще бъде съответно нисък (нивото на сигнала на обратния изход винаги е противоположно на нивото на директния изход).

Всички дискусии за състоянието на спусъка са относителни към състоянието на директния изход. Ако директният изход е висок, спусъкът е настроен (включен, е в едно състояние), а ако директният изход е нисък, се счита, че спусъкът е нулиран (изключен, в нулево състояние). Както бе споменато по-горе, състоянието на обратния изход винаги е противоположно на директния.

Така че когато включите захранването, светодиодът HL1 светва, което показва високо ниво на директния изход. Светодиодът HL2 ще бъде изключен - спусъка е в едно състояние.

Ако в това състояние на спусъка натиснете бутона SB1, тогава нищо няма да се случи - светодиодът HL1 ще продължи да свети и HL2 е изключен. По този начин натискането на бутона SB1 просто потвърди единичното състояние на спусъка.

Спусъкът може да бъде премахнат от това състояние само с натискане на бутона SB2: светодиодът HL1 ще се изключи и HL2 ще се включи. Както в предишния случай, многократното натискане или задържане на бутона SB2 за дълго време няма да може да промени това състояние. В това състояние веригата ще остане за неопределено време, а именно до натискане на бутона SB1 или до изключване на захранването.

А какво ще стане, ако натиснете и двата бутона едновременно? Нищо страшно, освен факта, че състоянието на спусъка ще бъде неопределено, тъй като и на двата изхода има ниво на логическа единица. По логиката на спусъка това състояние се счита за забранено, следователно е неприемливо.

Ако логическото ниво присъства и на двата входа, тогава състоянието на спусъка не се променя. Този режим се нарича режим на съхранение на информация. Следователно, RS-тригерът често се използва в устройства за съхранение, например в различни видове статични RAM чипове.

Цялата тази история е представена в таблицата за истинност на RS-тригера, показана на фигура 1b. Подобна версия на RS-тригера се нарича асинхронна, защото не изисква допълнителни сигнали, които позволяват или забраняват работата на RS входовете.

Доста често RS-спусъкът се използва като потискател на отскачането на механични контакти, ако е необходимо да се преброят броя на импулсите с помощта на електронен брояч. Такива броячи се извършват и на спусъци. Обикновено това са задействания D или JK, които ще бъдат разгледани в следващата част на статията.

Борис Aladyshkin

Продължение на статията: Логически чипове. Част 8. D - спусък