Slēdziņu pamati digitālajā elektronikā

Izmēģiniet Mūsu Instrumentu Problēmu Novēršanai





In digitālā elektronika , fiksators ir viena veida a loģiskā shēma , un to sauc arī par a bistable-multivibrators . Tā kā tam ir divi stabili stāvokļi, proti, aktīvs augsts, kā arī aktīvi zems. Tas darbojas kā glabāšanas ierīce, turot datus pa atgriezeniskās saites joslu. Tas glabā 1 bitu datus, kamēr aparāts ir aktivizēts. Kad iespējošana ir deklarēta, uzreiz fiksators var mainīt saglabātos datus. Kad aktivizēšanas signāls ir aktivizēts, tas nepārtraukti izmēģina ievadi. Šo ķēžu darbību var veikt 2 stāvokļos, pamatojoties uz augsto vai zemu iespējošanas signālu. Kad fiksatora ķēde atrodas aktīvā stāvoklī, tad abi i / ps ir zemi. Līdzīgi, kad fiksatora ķēde ir aktīvā zemā stāvoklī, tad abi i / ps ir augsti.

Dažādi aizbīdņu veidi

Slēdzenes var klasificēt dažādos veidos, ieskaitot SR fiksatoru, Vārts S-R fiksators , D fiksators , Gated D fiksators, JK fiksators un T fiksators.




SR fiksators

An SR (iestatīt / atiestatīt) fiksators ir asinhronais aparāts, un tas darbojas atsevišķi vadības signāliem atkarībā no S stāvokļa un R ieejām. Tālāk parādīts SR fiksators, kurā izmantoti 2-NOR vārti ar šķērssavienojuma savienojumu. Šīs slēdzenes var izveidot ar NAND vārti tomēr abas ieejas tiek apmainītas, kā arī atceltas. Tātad to sauc par SR’-fiksatoru.

SR fiksators

SR fiksators



Ikreiz, kad fiksatora S līnijai tiek piešķirta augsta ieeja, izeja Q iet uz augšu. Atgriezeniskās saites procesā izeja Q saglabāsies augsta, kad S ieeja atkal samazināsies. Tādā veidā fiksators darbojas kā atmiņas ierīce.

Tikpat daudz aizbīdņa R līnijai tiek piešķirta augsta ieeja, tad Q izeja kļūst zema (un Q ’augsta), tad fiksatora atmiņa tiks efektīvi atiestatīta. Kad abas aizbīdņa ieejas ir zemas, tā paliek iepriekšējā iestatītajā vai atiestatīšanas stāvoklī. The stāvokļa pārejas tabula vai patiesības tabula SR aizbīdņa ir parādīts zemāk.

S R J

Q ’

00Aizbīdnis

Aizbīdnis

0

101
101

0

1

10

0

Kad abas izejas ir augstas vienlaikus, rodas problēmas: tiek teikts, ka vienlaikus jārada augsts Q un zems Q. Tas rada sacīkšu stāvokli ķēdē, vai nu flip flop kaut ko sasniedz, mainot, vispirms atbildēs uz otru un paziņo pats . Vēlams, lai abi Loģiskie vārti ir vienādi, un ierīce būs nenoteiktā stāvoklī nenoteiktu laiku.


Vārts SR fiksators

Dažos gadījumos var būt populāri pasūtīt, ja aizbīdnis var un nevar aizbīdīties. Vienkāršs paplašinājums SR aizbīdnis nav nekas cits kā a vārtots SR fiksators . Tas dod līniju Iespējot, kas jābrauc augstā līmenī, pirms informāciju var fiksēt. Lai gan vadības līnija ir nepieciešama, fiksators nav sinhrons ieeju dēļ, kas var mainīt izvadi pat iespējošanas impulsa vidū.

Vārts SR fiksators

Vārts SR fiksators

Ja Enable ievade ir maza, arī vārtu o / ps jābūt mazākam, tāpēc Q & Q izejas paliek fiksētas pret agrāko informāciju. Vienkārši, ja iespējošanas i / p ir augsts, var mainīt fiksatora pozīciju, kā parādīts tabulas formā. Kā norādīts iespējošanas līnija, ieejas SR fiksators ir vienāds procesā pret SR fiksatoru. Dažreiz iespējošanas līnija ir CLK signāls, tomēr tā ir lasīšanas / rakstīšanas strobe.

CLK

S R

Q (t + 1)

0

XXQ (t) (bez izmaiņām)
100

Q (t) (bez izmaiņām)

1

010
110

1

1

11

X

D Aizbīdnis

Datu fiksators ir ērta paplašināšana līdz iebūvētajam SR fiksatoram, kas novērš nepieņemamu ievades stāvokļu iespēju. Tā kā vārtotais SR fiksators ļauj mums piestiprināt izeju, neizmantojot S vai R ieejas, mēs varam novērst vienu no i / ps, braucot abas ieejas ar pretēju draiveri. Mēs izslēdzam vienu ievadi un automātiski padarām to pretēju atlikušajam ievadam.

D Aizbīdnis

D Aizbīdnis

D fiksators izvada D ieeju, kad Enable līnija ir augsta, pretējā gadījumā izeja ir jebkura D ievade, kad Enable ieeja bija pēdējā. Tas ir iemesls, kāpēc to sauc par caurspīdīgu aizbīdni. Ja ir norādīta opcija Iespējot, fiksators tiek saukts par caurspīdīgu, un signāli pa to tiek izplatīti tieši, jo, ja tā nav.

IS

D J Q ’

0

0Aizbīdnis

Aizbīdnis

0

1Aizbīdnis

Aizbīdnis

1

001
111

0

Vārtu D fiksators

TO vārtots D fiksators ir izstrādāts, vienkārši nomainot vāku ar aizvērtu SR aizbīdni, un vienīgās izmaiņas vārtotajā SR aizbīdnī ir tādas, ka ieeja R ir jāpārveido uz apgrieztu S. Zemāk ir parādīts aizvērts aizbīdnis no SR aizbīdņa, izmantojot NOR.

Vārtu D fiksators

Vārtu D fiksators

Ikreiz, kad CLK citādi iespējošana ir augsta, o / p fiksatori kaut kas atrodas uz D. ieejas. Līdzīgi, ja CLK ir zems, tad izeja ir D i / p pēdējās iespējošanas augstajam līmenim.

CLK

D Q (t + 1)
0X

Q (t)

1

00
11

1

Aizbīdņa ķēde vispār nepiedzīvos sacīkšu stāvokli, jo vienīgā D ievade tiek mainīta, lai piedāvātu abām ieejām. Tāpēc nav iespējams veikt līdzīgu ievades stāvokli. Tādējādi D fiksatora ķēdi var droši izmantot vairākās ķēdēs.

JK aizbīdnis

Abi JK aizbīdnis , kā arī RS fiksators ir līdzīgs. Šajā fiksatorā ir divas ieejas, proti, J un K, kas parādīti nākamajā loģisko vārtu diagrammā. Šāda veida slēdzenē neskaidrais stāvoklis šeit ir noņemts. Kad JK fiksatora ieejas ir augstas, izeja tiks pārslēgta. Vienīgā atšķirība, ko mēs šeit varam novērot, ir izejas atgriezeniskā saite pret ieejām, kuras nav RS fiksatorā.

JK aizbīdnis

JK aizbīdnis

T aizbīdnis

The T fiksators var veidoties ikreiz, kad tiek saīsināti JK fiksatora ievadi. T fiksatora funkcija būs šāda, kad fiksatora ievade ir augsta, un pēc tam izeja tiks pārslēgta.

T aizbīdnis

T aizbīdnis

Aizbīdņu priekšrocības

The fiksatoru priekšrocības iekļaujiet sekojošo.

  • Aizbīdņu dizains ir ļoti elastīgs, ja salīdzinām ar FF (flip-flops)
  • Slēdzenes izmanto mazāk enerģijas.
  • Ātrgaitas ķēdes konstrukcijas aizbīdņa veiktspēja ir ātra, jo tie ir asinhroni konstrukcijas ietvaros un nav nepieciešams CLK signāls.
  • Aizbīdņa forma ir ļoti maza un aizņem mazāku platību
  • Ja fiksatora bāzes ķēdes darbība nav pabeigta noteiktā laikā, viņi aizņemas nepieciešamo laiku no citiem, lai pabeigtu darbību
  • Fiksatori nodrošina agresīvu pulksteni, ja tos kontrastē ar flip-flop shēmas .

Aizbīdņu trūkumi

The aizbīdņu trūkumi iekļaujiet sekojošo.

  • Būs iespēja ietekmēt sacensību stāvokli, tāpēc tie ir mazāk gaidāmi.
  • Kad fiksators ir jutīgs pret līmeni, pastāv metastabilitātes iespēja.
  • Ķēdes analīze ir sarežģīta, ņemot vērā līmeņa jutīgo īpašību.
  • Shēmu var pārbaudīt, izmantojot papildu CAD programmu

Aizbīdņu pielietošana

The aizbīdņu pielietošana iekļaujiet sekojošo.

  • Parasti fiksatorus izmanto, lai saglabātu bitu nosacījumus bināro skaitļu kodēšanai
  • Fiksatori ir viena bita atmiņas elementi, kurus plaši izmanto skaitļošanā, kā arī datu glabāšanā.
  • Slēdži tiek izmantoti tādās ķēdēs kā jaudas pārsegs un pulkstenis kā atmiņas ierīce.
  • D fiksatori ir piemēroti asinhronām sistēmām, piemēram, ieejas vai izejas portiem.
  • Datu fiksatori tiek izmantoti sinhronās divfāžu sistēmās, lai samazinātu tranzīta skaitu.

Tādējādi tas viss ir par aizbīdņu pārskatu. Tie ir celtniecības elementi secīgas ķēdes . To var noformēt, izmantojot loģiskos vārtus. Tās darbība galvenokārt ir atkarīga no iespējošanas funkcijas ievades. Šeit ir jautājums jums, kādi ir divi aizbīdņu darba stāvokļi?