SR使用栅极和应用翻转翻转设计

在本教程中,我们将讨论数字电子设备中的一个基本电路,知道SR触发器。亚博彩票下载亚博最新官网网址我们将看到SR触发器的基本电路,使用NOR和NAND GATES,其工作,真相表,时钟SR触发器以及简单的实时应用。

介绍

我们直到现在的电路即,多路复用器多路分解器编码器解码器奇偶校验发生器和跳棋等等是被称为组合逻辑电路。在这些类型的电路中,输出仅取决于输入的当前状态,并且它不依赖于输入或输出的过去状态。

除了小的传播延迟之外,组合逻辑电路的输出在输入的变化时立即改变。

还有另一类电路,其中输出不仅取决于当前输入,还取决于过去的输入/输出。这些类型的电路称为连续逻辑电路。我们如何获得“过去输入/输出”数据?我们必须拥有某种“记忆”,以便能够存储数据以供以后使用。可以存储数据和用作“存储器”单元的设备或电路称为锁存器或触发器。

笔记:术语“锁存器”和“触发器”将同义地使用,尽管技术上它们略有不同。为了简单术语差异,触发器是时钟控制的锁存器,即,输出仅在时钟信号(根据设计时的高或低电平)时才发生变化。

什么是触发器?

触发器是基本存储器单元,其可以存储1位数字信息。它是一个双稳态电子电路,即,它具有两个稳定状态:高或低。作为触发器是双稳态元件,其输出保持在稳定状态中的任一状态,直到应用外部事件(称为触发器)。

由于它在应用输入后保持输出(除非要改变某些东西),因此可以将触发器视为存储器设备,其可以存储一个二进制比特。

可以使用两个串联的逆变器设计一个简单的触发器,其具有从第二逆变器输出到第一变频器的输入的反馈。以下电路显示使用逆变器的触发器。

SR-FLIP-FLOP-3

让Q.1是输入和q3.是输出。最初,假设反馈是断开连接和Q1通过将其连接到地,由0(逻辑0,低,位0)进行。问:3.也将是0.现在,如果连接的反馈和输入Q1与地面断开连接,q3.仍将继续为0。

SR-FLIP-FLOP-4

同样,如果我们重复相同的过程,而不是接地,则用1(逻辑1,高,位1),输出q3.保持在1。

SR-FLIP-FLOP-5

这是一个具有两个稳定状态的简单触发器,它仍处于特定状态,因此存储器,直到存在外部事件(如在此输入的输入中的变化)。

SR触发器概述

上述基于逆变器的触发器只是为了了解工作,但没有任何实用的用途,因为没有任何输入的规定。这是何处,也没有盖茨进入图片。可以使用NOR门来实现上述基于逆变器的触发器,如下所示。

SR-FLIP-FLOP-6

忽略现在的“r”和''值,让我们以更传统的形式重绘上述电路并重命名q2作为Q和q3.作为问:

SR-FLIP-FLOP-1

从此,触发器有两个输入:r和s和两个输出:q和问:从表示,它是清楚的,输出彼此互补。让我们尝试分析输入的不同可能性及其相应的输出。

An important point to note here is that for a NOR gate, Logic ‘1’ is a dominating input and if any one of its input is Logic ‘1’ (HIGH), then the output is Logic ‘0’ (LOW), irrespective of the other input. With this in mind, let us analyze the above circuit.

案例1:r = 0和s = 0

在第一种情况下,两个窗口的输入都是逻辑'0'。由于它们都没有主导输入,它们对输出没有影响。因此,输出保留其先前的状态即,输出没有变化。这种情况称为保持条件或没有变化条件。

案例2:r = 0和s = 1

In this case, the ‘S’ input is 1, which means the output of the NOR Gate B will become 0. As a result, both the inputs of NOR Gate A become 0 and hence the output of the NOR Gate A and thus the value of Q is 1 (HIGH). As ‘1’ at input S makes the output to switch to one of its stable states and sets it to ‘1’, the S input is known as SET input.

案例3:r = 1和s = 0

在这种情况下,'R'输入是1,这意味着NOR门A的输出将变为0即,Q为0(低)。结果,NOR门B的输入都变为0,因此NOR门B的输出是1(高)。作为输入R的“1”使输出切换到其稳定状态之一并将其重置为“0”,R输入称为复位输入。

案例4:r = 1和s = 1

禁止此输入条件,因为它强制输出,也不会使栅极变为0,这是违反互补输出的。即使应用该输入条件,如果下一个输入变为r = 0且s = 0(保持条件),则它在NOR门之间导致“竞争条件”,这导致输出处于不稳定或不可预测的状态。

因此,根本不使用输入条件r = 1和s = 1。

因此,基于上述情况和输入的不同组合,SR触发器的真实表如下表所示。

R. S. 问: 状态
0. 0. 最后一个州 没有变化
0. 1 1
1 0. 0. 重启
1 1 没有申请 (?) 禁忌

SR触发器的逻辑符号如下所示:

SR-FLIP-FLOP-8

使用NAND Gates的SR触发器(从技术上讲,卢比拖鞋)

SR触发器也可以通过两个NAND门的交叉耦合来设计,但逆转状态逆转。它是一个活跃的低输入SR翻转 - 翻转,从而让我们称之为卢比拖鞋。使用NAND门的SR触发器电路如下图所示

SR-FLIP-FLOP-2

关于NAND门的一个重要点是其主导输入亚博彩票下载为0即,如果其任何输入是逻辑'0',则输出是逻辑'1',无论其他输入如何。只有在所有输入都是1的情况下,输出为0。考虑到这一点,让我们看看基于NAND的工作卢比拖鞋。

情况1:R.= 1S.= 1

两者何时S.R.输入很高,输出保持在先前的状态I.,它保存了以前的数据。

案例2:R.= 1S.= 0.

什么时候R.输入很高并且S.输入很低,触发器将处于设定状态。作为R.很高,NAND门B的输出是,问:变低。这导致NAND门A的输入都变低,因此,NAND门A的输出变高。

案例3:R.= 0且S.= 1

什么时候R.输入很低S.输入很高,触发器将处于复位状态。作为S.很高,NAND门A的输出即,Q变低。这导致NAND门B的输入都变低,因此,NAND门A的输出,问:变高。

案例3:R.= 0且S.= 0.

两者何时R.S.输入低,触发器将处于未定义状态。因为低输入S.R.,违反了触发器的规则,输出应该相互补充。因此,触发器处于未定义状态(或禁止状态)。

下面的真相表总结了以上解释的SR触发器在NAND门的帮助下工作。

R. S. 问: 状态
1 1 最后一个州 没有变化
1 0. 1
0. 1 0. 重启
0. 0. 没有申请 (?) 禁忌

卢比使用NAND门的触发器可以转换为具有与常规SR翻转翻转的真实表,通过反转输入。而不是使用逆变器,我们可以使用具有公共输入的NAND门,如下图所示。

SR-FLIP-FLOP-7

简单SR触发器的问题是它们对控制信号(尽管图中未示出)是敏感的,这使得它们成为透明装置。为了避免这种情况,引入了所通用或时钟的SR触发器(只要使用术语SR翻转 - 翻转,它通常是指时钟的SR翻转 - 翻转)。时钟信号使设备边缘敏感(因此没有透明度)。

时钟SR翻转 - 拖鞋

可以使用两种时钟SR触发器:基于NAND并基于NOR。使用NAND门的时钟SR触发器电路如下所示

使用NAND门的时钟SR翻转 - 翻转

该电路通过向NAND基SR触发器添加两个NAND门来形成。当额外的NAND门反转输入时,输入是高效的。将时钟脉冲作为额外NAND门的输入给出。

因此,如果该设备,时钟脉冲的转换是功能的关键因素。假设它是一个正边缘触发设备,下面示出了该触发器的真相表。

R. S. 问: 状态
↓或0或1 X X 最后一个州 没有变化(持有)
0. 0. 最后一个州 没有变化(持有)
0. 1 1
1 0. 0. 重启
1 1 没有申请 (?) 禁忌

通过使用或栅极可以实现相同的同样。使用NOR门的时钟SR触发器的电路如下所示。

时钟SR翻转 - 使用或门
这figure suggests a structure of RS flip – flop (as R is associated to the output Q), the functionality of SET and RESET remain the same i.e., when S is high, Q is set to 1 and when R is high, Q is reset to 0.

应用程序

SR翻转 - 拖鞋是非常简单的电路,但由于其非法状态而不是广泛应用于实用电路,其中S和R都很高(S = r = 1)。但它们用于切换电路,因为它们提供简单的开关功能(在设置和复位之间)。

一个这样的应用是开关去反弹电路。SR触发器用于消除数字电路中的机械反弹。

机械弹跳

机械开关在压制或释放时,通常需要一些时间并在沉淀之前振动几次。该开关的这种非理想行为称为开关反弹或机械反弹。这种机械反射将倾向于在低电压和高电压之间波动,这可以通过数字电路解释。

这可能导致脉冲信号的变化,并且这些一系列不需要的脉冲将导致数字系统工作不正确。

切换去抖

例如,在信号的该反弹周期中,输出电压中的波动非常高,因此寄存器计数若干输入而不是单个输入。为了消除数字电路的这种行为,我们使用SRIP触发器在这种情况下使用Switch Debouncing电路。

SR触发器如何消除机械弹跳?

Based on the present state output, if the set or reset buttons are depressed then the output will change in a manner that it counts more than one signal input i.e., the circuit may receive some unwanted pulse signals and thus because of the mechanical bouncing action of machines, there is no change in outputs at Q.

按下按钮时,触点将影响触发器的输入,并且当前状态有变化,对于任何其他机械开关反弹,对电路/机器没有进一步影响。如果开关有任何额外的输入,则不会发生变化,并且在一些少的时间之后,SR触发器将重置。

因此,仅在SR触发器执行状态改变之后仅在接收单个时钟脉冲信号之后进行相同的开关即可使用。

开关去弹跳电路的电路如下所示。

使用NAND SR触发器切换DE  - 弹跳电路

交换机的输入连接到地(逻辑0)。连接到每个输入有两个拉动电阻。当开关在触点之间时,它们确保翻转输入S和R始终为1。
可以用NOR SR触发器构建另一个电路。

使用NOR SR翻转 - 翻转 - 弹跳电路

开关的输入连接到逻辑1.连接到每个输入的两个拉下电阻。当开关在触点A和B之间时,它们确保触发器输入S和R始终为0。

用于消除机械开关的常用IC是MAX6816 - 单输入,MAX6817 - 双输入,MAX6818 - 八进制输入开关DE-Bouncer IC。这些ICS包含具有SR触发器的必要配置。

结论

在称为SR锁存器或SR触发器的基本存储器电路上的完整初学者的教程。您学习了什么是SR触发器,其工作,使用NAR和NAND Gates,时钟SR触发器,也是SR触发器的重要应用。

3回复

  1. 我认为他的NOR基于门的SR锁存器具有R和S交换。这将有所作为。如果进行此更改,真相表才正确

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