NAND Gate S-R Flip-Flop

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Квадратный шлюз NAND 4011 (каталог Radio Shack № 276-2411)
• Четырехъядерный шлюз NOR 4001 (каталог Radio Shack № 276-2401)
• Восьмипозиционный DIP-переключатель (каталог Radio Shack № 275-1301)
• Светодиодный индикатор десятисегментной гистограммы (каталог Radio Shack № 276-081).
• Одна батарея на 6 В
• Три резистора 10 кОм.
• Два резистора 470 Ом.

Осторожно! Микросхема 4011 является КМОП-схемой и поэтому чувствительна к статическому электричеству! Хотя в списке деталей требуется десятисегментный светодиодный блок, на рисунке вместо него показаны два отдельных светодиода. Это связано с нехваткой места на моей макетной плате для установки узла переключателя, двух интегральных схем и гистограммы.

Если у вас есть место на макетной плате, не стесняйтесь использовать гистограмму, как указано в списке деталей и как показано в предыдущих схемах защелок.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , Том 4, глава 3:«Логические ворота»

Уроки электрических цепей , Том 4, глава 10:«Мультивибраторы»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Разница между закрывающейся защелкой и шлепанцем.
• Как построить схему «детектора импульсов».
• Изучите влияние "дребезга" контактов переключателя на цифровые схемы.

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

Единственная разница между закрытым (или включен ) защелка и триггер - это то, что триггер активируется только на восходящем или падающем фронте сигнала «тактового сигнала», а не в течение всей продолжительности «высокого» разрешающего сигнала.

Преобразование активированной защелки в триггер просто требует, чтобы к входу разрешения была добавлена ​​схема «детектора импульсов», чтобы фронт тактового импульса генерировал короткий «высокий» импульс включения:

Одиночный вентиль ИЛИ-НЕ и три вентиля инвертора создают этот эффект, используя время задержки распространения нескольких каскадных вентилей. В этом эксперименте я использую три логических элемента ИЛИ-НЕ с параллельными входами для создания трех инверторов, таким образом, используя все четыре логических элемента ИЛИ-НЕ интегральной схемы 4001:

Обычно при использовании логического элемента ИЛИ-НЕ в качестве инвертора один вход должен быть заземлен, а другой действует как вход инвертора, чтобы минимизировать входную емкость и увеличить скорость. Однако здесь желательно , поэтому я параллельно использую входы ИЛИ-НЕ для создания инверторов, а не использую более традиционный метод.

Обратите внимание, что эта конкретная схема детектора импульсов выдает «высокий» выходной импульс на каждом заднем фронте . тактового (входного) сигнала. Это означает, что схема триггера должна реагировать на входные состояния Set и Reset только тогда, когда средний переключатель перемещается из «on» в «off», а не из «off» в «on».

Однако при построении этой схемы вы можете обнаружить, что выходы реагируют на входные сигналы Set и Reset во время обоих переходы входа Clock, а не только когда он переключается из состояния «high» в состояние «low».

Причина этого - контакт отказов :эффект механического переключателя, который быстро включается и отключается при первом замыкании контактов из-за упругого столкновения металлических контактных площадок. Вместо того, чтобы переключатель Clock при включении производил единый чистый переход сигнала от низкого к высокому, скорее всего, будет несколько «циклов» низкий-высокий-низкий, поскольку контактные площадки «подпрыгивают» при срабатывании выключения и включения. / P>

Первый переход от высокого к низкому, вызванный скачком, запускает схему детектора импульсов, активируя защелку S-R на этот момент времени, делая ее чувствительной к входам Set и Reset. В идеале, конечно, переключатели идеальные и без дребезга. Однако в реальном мире дребезг контактов является очень распространенной проблемой для цифровых логических схем, управляемых входами переключателя, и для ее решения необходимо хорошо понимать.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Рабочий лист триггерных схем