Loģikas mikroshēmas. 7. daļa. Aktivizētāji. RS - sprūda

Tiek sauktas elektroniskas ierīces ar diviem stabiliem izejas stāvokļiem sprūda. Ar ievades impulsiem sprūda tiek pārveidota vienā no stabiliem stāvokļiem.

Līdzīgs formulējums, kā likums, ir dots visā tehniskajā literatūrā. Tam, kurš to sastapa pirmo reizi, tas var nebūt pilnīgi skaidrs. Kas ir šie divi stāvokļi, un kāpēc tos sauc par stabiliem?

Vienkāršākais veids, kā to izskaidrot, ir ar vienkāršu un pieejamu piemēru. Diezgan tuvu un saprotams analogs var būt parasta spuldze ar slēdzi. Šeit ir divi stāvokļi: ieslēgts un izslēgts. Sprūda gadījumā šie stāvokļi ir augsti, zemi. Dažreiz tiek teikts, ka ieslēgts - izslēgts, instalēts - atiestatīts.

Lai iedegtu vai izslēgtu spuldzi, vienkārši pieskarieties slēdzim. Lai spuldze turpinātu degt, nav nepieciešams turēt slēdzi ar pirkstu: spuldze degs bezgalīgi.

Citiem vārdiem sakot, viņa ir vienmērīgā stāvoklī. To var izvest no šī stāvokļa, tikai izslēdzot to, izmantojot to pašu slēdzi. Vai, citiem vārdiem sakot, pāriet uz citu stabilu stāvokli. Arī šis stāvoklis būs stabils, tas ir, tas paliek bezgalīgs, līdz tas tiek ieslēgts.

Kā vēl vienu līdzīgu piemēru mēs varam atgādināt parastais divu pogu magnētiskais starteris: nospieda melno pogu - ieslēdzās elektromotors, nospieda sarkano - izslēdzās. Šajā gadījumā jums jāpievērš uzmanība tam, ka vēlreiz nospiežot pogu Sākt (ja motors jau ir ieslēgts), tas nekādā gadījumā nepalielinās tā ātrumu. Tādā pašā veidā jūs varat nospiest pogu Stop, kad motors tiek apturēts: tas vienkārši ir Stop stāvokļa apstiprinājums.

Šajos piemēros ir skaidri redzams ieejas signāla impulsa raksturs (nospiežot slēdzi vai pogu). Ir arī divi ieslēgšanas un izslēgšanas stāvokļi, katrs no tiem ir stabils: tas turpinās, līdz tiek ietekmēts ieejas signāls. Vistuvāk aplūkotajiem piemēriem ir RS sprūda.

RS - sprūda

No visiem sprūdu veidiem RS ir vienkāršākais sprūds gan pēc darbības principa, gan pēc shēmas. Iepriekš, kad sprūdi tika veikti diskrētām detaļām (tranzistoriem, rezistoriem, kondensatoriem, diodēm), viņi teica, ka sprūda ir divpakāpju pastiprinātājs, uz kuru attiecas pozitīvas atsauksmes. Mēs neapsvērsim šo iespēju.

Sprūda no plkst loģiski elementi 2I - NAV mikročipi K155LA3. Šāda sprūda diagramma parādīta 1. attēlā.

1. attēls. RS - sprūda uz elementiem 2I - NAV.

Sprūda tiek iegūta, šķērsgriezumā nosūtot atgriezenisko saiti no izejas uz ieeju starp diviem loģikas elementiem. Šādam sprūdam ir divas izejas un divas neatkarīgas ieejas. Vienu no ieejām (augšējo atbilstoši shēmai) no angļu valodas SET-set sauc par S, otru ieeju sauc par R no angļu valodas RESET - atiestatīšanas. Bieži vien šīs ieejas un attiecīgi signāli tiek vienkārši ieslēgti un izslēgti.

Papildus divām RS ieejām sprūdam ir divas izejas. Visbiežāk izejas uz shēmām tiek apzīmētas ar burtu Q. Vienu no izejām sauc par tiešu, bet otru - apgriezti. Burts Q, kas apzīmē apgriezto izvadi, ir pasvītrots iepriekš. Ir atļauts arī apzīmējums / Q vai –Q. Mūsu shēmā tiešā izvade ir DD1.1 elementa 3. izvade, un apgrieztā izvade ir DD1.2 elementa 6. izvade.

Kā ieejas signāli tiek izmantotas tikai pogas, nospiežot kuru sprūda tiek pārsūtīta uz atbilstošo stāvokli. Īstās ķēdēs ieejas signālus var piegādāt no mikroshēmu izejām. Lai veiktu izglītojošus eksperimentus, pogas var vienkārši aizstāt ar stieples gabalu.

Uzreiz jāatzīmē, ka viss šajā ķēdē ir patvaļīgs: ieejas signāli nepieder pie konkrētām mikroshēmas kājām, kā norādīts diagrammā. Šajā gadījumā R un S var aizstāt, un mainīsies tiešo un apgriezto izeju atrašanās vieta. Šeit viss ir atkarīgs tikai no konkrētas shēmas izstrādātāja iztēles.

Lai norādītu sprūda stāvokli, tiek izmantotas divas gaismas diodes: viena no tām iedegas, kad izeja ir augstā līmenī. Otrs tiks atmaksāts. Gaismas diodes nevar uzstādīt, sprūda izeju statusu var uzraudzīt ar parasto voltmetru, lai gan tas nebūs ļoti ērti un skaidri.

Pēc tam, kad ķēde ir samontēta uz maizes paneļa, jums jāpārbauda pareiza uzstādīšana un pēc tam to jāieslēdz. Ieslēdzot, iedegsies viens no gaismas diodēm. Kurš no tiem, nav iespējams iepriekš pateikt, jo visu nosaka nestabili pārejas momenti ieslēgšanas laikā un loģisko elementu parametru izplatība.

Pieņemsim, ka iedegas gaismas diode HL1, kas norāda, ka Q sprūda tiešā izeja ir augsta. Šajā gadījumā viņi saka, ka sprūda ir uzstādīta. Apgrieztā izeja / Q būs attiecīgi zema (signāla līmenis apgrieztā izejā vienmēr ir pretējs tiešās izejas līmenim).

Visas diskusijas par sprūda stāvokli ir saistītas ar tiešās izejas stāvokli. Ja tiešā izeja ir augsta, sprūda ir iestatīta (ieslēgta, atrodas vienā stāvoklī), un, ja tiešā izeja ir zema, tiek uzskatīts, ka sprūda ir atiestatīta (izslēgta, nulles stāvoklī). Kā minēts iepriekš, apgrieztā izejas stāvoklis vienmēr ir pretējs tiešajam.

Tātad, ieslēdzot strāvu, iedegas HL1 LED, kas norāda uz augstu tiešās izejas līmeni. HL2 gaismas diode nedeg - sprūda ir vienā stāvoklī.

Ja šādā sprūda stāvoklī nospiež pogu SB1, nekas nenotiks - LED HL1 turpina degt un HL2 ir izslēgts. Tādējādi, nospiežot pogu SB1, vienkārši tika apstiprināts sprūda vienīgais stāvoklis.

Sprūdu no šī stāvokļa var noņemt, tikai nospiežot pogu SB2: LED HL1 izslēgsies, un HL2 ieslēgsies. Tāpat kā iepriekšējā gadījumā, atkārtoti nospiežot vai ilgstoši turot SB2 pogu, šo stāvokli nevarēs mainīt. Šajā stāvoklī ķēde paliks uz nenoteiktu laiku, proti, līdz tiek nospiesta SB1 poga vai kamēr strāva tiek izslēgta.

Un kas notiek, ja vienlaikus nospiežat abas pogas? Nekas briesmīgs, izņemot to, ka sprūda stāvoklis netiks noteikts, jo abās izejās ir loģiskas vienības līmenis. Pēc sprūda loģikas šis stāvoklis tiek uzskatīts par aizliegtu, tāpēc tas nav pieņemams.

Ja loģikas līmenis atrodas abās ieejās, tad sprūda stāvoklis nemainās. Šo režīmu sauc par informācijas glabāšanas režīmu. Tāpēc RS sprūdu bieži izmanto atmiņas ierīcēs, piemēram, dažāda veida statiskās RAM mikroshēmās.

Viss stāsts ir parādīts RS sprūda patiesības tabulā, kā parādīts 1.b attēlā. Līdzīgu RS sprūda versiju sauc par asinhronu, jo tai nav nepieciešami papildu signāli, kas atļauj vai aizliedz RS ieeju darbību.

Diezgan bieži RS sprūda tiek izmantota kā mehānisko kontaktu atlēciena slāpētājs, ja ir nepieciešams skaitīt impulsu skaitu, izmantojot elektronisko skaitītāju. Šādi skaitītāji tiek veikti arī uz sprūda. Parasti tie ir D vai JK sprūdi, par kuriem tiks runāts nākamajā raksta daļā.

Boriss Aladyshkin

Raksta turpinājums: Loģikas mikroshēmas. 8. daļa. D - sprūda