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Chip logici. Parte 7. Trigger. RS - grilletto
Vengono chiamati dispositivi elettronici con due stati di uscita stabili trigger. Un trigger viene tradotto in uno degli stati stabili dagli impulsi di ingresso.
Una formulazione simile è data, di regola, in tutta la letteratura tecnica. Per chi lo ha incontrato per la prima volta, potrebbe non essere del tutto chiaro. Quali sono questi due stati e perché sono chiamati stabili?
Il modo più semplice per spiegarlo è con un esempio semplice e accessibile. Un analogo abbastanza vicino e comprensibile può essere una normale lampadina con un interruttore. Ci sono due stati qui: acceso - spento. Per un trigger, questi stati sono alti, bassi. Talvolta viene anche detto, acceso - spento, installato - ripristinato.
Per accendere o spegnere la lampadina, basta toccare l'interruttore. Affinché la lampadina continui a bruciare, non è necessario tenere premuto l'interruttore con il dito: la lampadina si brucerà indefinitamente.
In altre parole, è in uno stato stabile. Può essere portato fuori da questo stato solo spegnendolo, usando lo stesso interruttore. O, in altre parole, passare a un altro stato stabile. Questo stato sarà anche stabile, cioè rimarrà indefinitamente, fino a quando non verrà acceso.
Come altro esempio simile, possiamo ricordare avviatore magnetico convenzionale a due pulsanti: premuto il pulsante nero - il motore elettrico acceso, premuto il rosso - spento. In questo caso, è necessario prestare attenzione al fatto che premendo nuovamente il pulsante Start (se il motore è già acceso) non aumenterà in alcun caso la sua velocità. Allo stesso modo, è possibile premere il pulsante Stop quando il motore è fermo: è semplicemente una conferma dello stato di Stop.
In questi esempi, la natura pulsata del segnale di ingresso è chiaramente visibile (premendo un interruttore o un pulsante). Esistono anche due stati "on - off", ognuno dei quali è stabile: continua fino a quando il segnale di ingresso è interessato. Il più vicino agli esempi considerati è il trigger RS.
RS - grilletto
Di tutti i tipi di trigger, RS è un trigger, sia per il principio di funzionamento che per i circuiti, il più semplice. In precedenza, quando i trigger venivano eseguiti su parti discrete (transistor, resistori, condensatori, diodi), dicevano che un trigger è un amplificatore a due stadi, coperto da feedback positivo. Non prenderemo in considerazione questa opzione.
Il grilletto di elementi logici 2I - NOT microchip K155LA3. Un diagramma di tale trigger è mostrato nella Figura 1.
Figura 1. RS - grilletto sugli elementi 2I - NOT.
Il trigger è ottenuto mediante feedback incrociato dall'uscita all'input tra due elementi logici. Tale trigger ha due uscite e due ingressi indipendenti. Uno degli ingressi (quello superiore secondo lo schema) è chiamato S dall'inglese SET - impostato, l'altro ingresso è chiamato R dall'inglese RESET - reset. Spesso questi ingressi e, di conseguenza, i segnali vengono chiamati semplicemente accensione e spegnimento.
Oltre a due ingressi RS, il trigger ha due uscite. Molto spesso, le uscite sono indicate sui circuiti con la lettera Q. Una delle uscite è chiamata diretta e l'altra è inversa. La lettera Q che indica l'uscita inversa è sottolineata sopra. È consentita anche la designazione / Q o –Q. Nel nostro schema, l'uscita diretta è la 3a uscita dell'elemento DD1.1 e l'uscita inversa è la 6a uscita dell'elemento DD1.2.
Come segnali di ingresso, vengono utilizzati solo pulsanti, premendo il quale il trigger viene trasferito allo stato corrispondente. Nei circuiti reali, i segnali di ingresso possono essere forniti dalle uscite dei microcircuiti. Per condurre esperimenti educativi, i pulsanti possono essere sostituiti semplicemente con un pezzo di filo.
Va notato subito che tutto in questo circuito è arbitrario: i segnali di ingresso non appartengono alle gambe specifiche del microcircuito, come indicato nel diagramma. In questo caso, R e S possono essere scambiati e la posizione delle uscite dirette e inverse cambierà. Qui, tutto dipende solo dall'immaginazione dello sviluppatore di un particolare schema.
Vengono utilizzati due LED per indicare lo stato del trigger: uno di questi si illumina quando l'uscita è ad alto livello. L'altro sarà rimborsato. I LED non possono essere installati, lo stato delle uscite trigger può essere monitorato da un voltmetro convenzionale, anche se questo non sarà molto conveniente e chiaro.
Dopo aver assemblato il circuito su una breadboard, è necessario verificare l'installazione corretta, quindi accenderlo. Quando acceso, uno dei LED si accenderà. Quale, è impossibile dire in anticipo, poiché tutto è determinato da transitori instabili durante l'accensione e la diffusione dei parametri degli elementi logici.
Supponiamo che il LED HL1 si illumini, il che indica che l'uscita diretta del grilletto Q è alta. In questo caso, dicono che il trigger è installato. L'uscita inversa / Q sarà corrispondentemente bassa (il livello del segnale sull'uscita inversa è sempre opposto al livello sull'uscita diretta).
Tutte le discussioni sullo stato del trigger sono relative allo stato dell'output diretto. Se l'uscita diretta è alta, il trigger è impostato (on, è in un singolo stato) e se l'uscita diretta è bassa, si considera che il trigger è ripristinato (off, nello stato zero). Come accennato in precedenza, lo stato dell'uscita inversa è sempre opposto a quello diretto.
Quindi quando si accende l'alimentazione, il LED HL1 si illumina, il che indica un livello elevato sull'uscita diretta. Il LED HL2 sarà spento - il trigger è in un singolo stato.
Se in questo stato del grilletto si preme il pulsante SB1, allora non accadrà nulla: il LED HL1 continuerà a illuminarsi e HL2 è spento. Pertanto, premendo il pulsante SB1 è stato semplicemente confermato il singolo stato del trigger.
Il trigger può essere rimosso da questo stato solo premendo il pulsante SB2: il LED HL1 si spegnerà e HL2 si accenderà. Come nel caso precedente, premendo ripetutamente o tenendo premuto il pulsante SB2 per lungo tempo non sarà possibile cambiare questo stato. In questo stato, il circuito rimarrà indefinitamente, vale a dire fino a quando non viene premuto il pulsante SB1 o fino allo spegnimento.
E cosa succede se si premono entrambi i pulsanti contemporaneamente? Niente di terribile, a parte il fatto che lo stato di trigger sarà indefinito, poiché ad entrambe le uscite c'è un livello di un'unità logica. Secondo la logica del trigger, questo stato è considerato proibito, pertanto è inaccettabile.
Se il livello logico è presente su entrambi gli ingressi, lo stato del trigger non cambia. Questa modalità è denominata modalità di memorizzazione delle informazioni. Pertanto, il trigger RS viene spesso utilizzato nei dispositivi di archiviazione, ad esempio in vari tipi di chip RAM statici.
Tutta questa storia è presentata nella tabella della verità del trigger RS, mostrato nella Figura 1b. Una versione simile del trigger RS è chiamata asincrona, poiché non richiede alcun segnale aggiuntivo che consenta o proibisca il funzionamento degli ingressi RS.
Abbastanza spesso, il trigger RS viene utilizzato come soppressore del rimbalzo dei contatti meccanici se è necessario contare il numero di impulsi utilizzando un contatore elettronico. Tali contatori vengono eseguiti anche sui trigger. In genere, si tratta di trigger D o JK, che verranno discussi nella parte successiva dell'articolo.
Boris Aladyshkin
Continuazione dell'articolo: Chip logici. Parte 8. D - grilletto
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