Užraktas yra skaitmeninė grandinė, kuri akimirksniu konvertuoja savo išvestį pagal įvestis. Norėdami įdiegti skląsčius, naudojame skirtingus loginius vartus. Šiame straipsnyje pamatysime skląsčių, skląsčių tipų, tokių kaip SR, SR, D, D, JK ir T, apibrėžimą su tiesos lentele ir diagramomis bei skląsčio pranašumais ir trūkumais.

Turinys

• Kas yra Užraktai?
• Skląsčių tipai
• SR skląstis
• Uždara SR skląstis
• D Užraktas
• Uždara D skląstis
• JK skląstis
• T Skląstis
• Skląsčių privalumai
• Skląsčių trūkumai

Kas yra Užraktai?

Skląsčiai yra skaitmeninės grandinės, kuriose saugomas vienas informacijos bitas ir jos reikšmė išlaikoma tol, kol ją atnaujina nauji įvesties signalai. Jie naudojami skaitmeninėse sistemose kaip laikini saugojimo elementai dvejetainei informacijai saugoti. Skląsčiai gali būti įgyvendinami naudojant įvairius skaitmeninius loginius vartus, pvz IR , ARBA , NOT, NAND ir NOR vartai.

Skląsčiai plačiai naudojami skaitmeninėse sistemose įvairioms reikmėms, įskaitant duomenų saugojimą, valdymo grandines ir flip-flop grandines. Jie dažnai naudojami kartu su kitomis skaitmeninėmis grandinėmis nuoseklios grandinės , pvz., būsenos mašinos ir atminties elementai.

Skląsčių apibrėžimas

Skląsčiai yra pagrindiniai saugojimo elementai, veikiantys su signalo lygiais (o ne signalo perėjimais). Užraktai, valdomi laikrodžio perėjimu, yra šlepetės . Skląsčiai yra lygiui jautrūs įrenginiai. Skląsčiai yra naudingi projektuojant asinchroninė nuosekli grandinė . Užraktai yra nuosekli grandinė su dviem stabiliomis būsenomis. Jie yra jautrūs įvestims Įtampa taikomas ir nepriklauso nuo laikrodžio impulso. Šlepetės, kurios nenaudoja laikrodžio impulso, vadinamos skląsčiu.

Skląsčių tipai skaitmeninėje elektronikoje

Skaitmeninėje elektronikoje yra įvairių tipų skląsčių:

• SR skląsčiai
• Uždara SR skląsčiai
• D Užraktai
• Užtvarai D skląsčiai
• JK skląsčiai
• T Laches

SR skląstis

S-R skląsčiai, ty Set-Reset skląsčiai yra paprasčiausia skląsčių forma ir įgyvendinami naudojant du įėjimus: S (Set) ir R (Reset). S įvestis nustato išėjimą į 1, o R įvestis iš naujo nustato išėjimą į 0. Kai S ir R įėjimai yra 1, fiksatorius yra neapibrėžtoje būsenoje. Jie taip pat žinomi kaip iš anksto nustatytos ir aiškios būsenos. SR skląstis sudaro pagrindinius visų kitų tipų šlepečių blokus.

SR skląsčio tiesos lentelė

Žemiau esančioje lentelėje pavaizduota tiesos lentelė SR skląstis.

SR skląsčio loginė diagrama

SR Latch yra loginė grandinė su:

• 2 kryžmiškai sujungti NOR vartai arba 2 kryžminiai NAND vartai.
• 2 įėjimas S skirtas SET ir R RESET
• 2 išėjimas Q, Q'.

Žemiau pateiktoje loginėje diagramoje parodytas SR skląsčio naudojimas NAND vartai .

Žemiau pateiktoje loginėje diagramoje parodytas SR skląsčio naudojimas NOR vartai .

Įvairūs SR skląsčio atvejai

Skirtingi atvejai SR užraktas aptariamas toliau.

1 atvejis: S' = R' = 1 (S = R = 0)

Jei Q = 1, 2-ojo NAND vartų Q ir R įėjimai yra 1.

Jei Q = 0, Q ir R' įėjimai, skirti 2-ajam NAND vartams, yra atitinkamai 0 ir 1.

2 atvejis: S' = 0, R' = 1 (S = 1, R = 0)

• Kadangi S' = 0, 1-ojo NEĮD vartų išvestis, Q = 1 ( NUSTATYTI būseną ).
• Antruose NAND vartuose, kadangi Q ir R' įėjimai yra 1, Q'=0.

3 atvejis: S' = 1, R' = 0 (S = 0, R = 1)

• Kadangi R’=0, 2-ojo NAND vartų išvestis, Q’ = 1.
• Pirmuosiuose NAND vartuose, kadangi Q ir S įėjimai yra 1, Q = 0 ( RESET būsena ).

4 atvejis: S' = R' = 0 (S = R = 1)

Kai S = R = 1, ir Q, ir Q' tampa 1, o tai neleidžiama. Taigi įvesties sąlyga yra draudžiama.

Uždara SR skląstis

Įjungtas SR skląstis yra SR užraktas su įjungimo įvestimi, kuris veikia, kai įgalinimas yra 1, ir išlaiko ankstesnę būseną, kai įgalinimas yra 0.

„Gated SR“ skląsčio tiesos lentelė

Žemiau esančioje lentelėje parodyta Gated SR skląsčio tiesos lentelė.

Uždara SR skląsčio loginė diagrama

Žemiau pateiktoje loginėje diagramoje parodytas SR užraktas.

Uždara SR skląsčio loginė diagrama

D Užraktas

D skląsčiai taip pat žinomi kaip skaidrūs skląsčiai ir yra įgyvendinami naudojant du įėjimus: D (duomenys) ir laikrodžio signalą. Užrakto išėjimas seka D terminalo įvestį tol, kol laikrodžio signalas yra aukštas. Kai laikrodžio signalas sumažėja, skląsčio išvestis išsaugoma ir palaikoma iki kito kylančio laikrodžio krašto.

D skląsčio tiesos lentelė

Žemiau esančioje lentelėje parodyta tiesos lentelė D skląstis.

D skląsčio loginė diagrama

Žemiau pateikta loginė diagrama vaizduoja D skląstį.

D skląsčio loginė diagrama

Uždara D skląstis

D fiksatorius yra panašus į SR skląstį su kai kuriais pakeitimais. Čia įėjimai yra vienas kitą papildantys. D fiksatorius reiškia duomenų užraktą, nes šis fiksatorius laikinai saugo vieną bitą.

Tiesos lentelė su užtvarais D skląsčiu

Žemiau esančioje lentelėje parodyta Gated D skląsčio tiesos lentelė.

D fiksatoriaus loginė schema

Žemiau pateikta loginė diagrama vaizduoja užtvarą D.

JK skląstis

JK fiksatorius turi du įėjimus J ir K. Išėjimas perjungiamas, kai J ir K įėjimai yra aukšti. JK fiksatorius yra kaip SR skląstis, tačiau jis pašalina neapibrėžtą SR skląsčio būseną.

JK Latch tiesos lentelė

Žemiau esančioje lentelėje parodyta JK skląsčio tiesos lentelė.

JK skląsčio loginė diagrama

Žemiau pateikta loginė diagrama vaizduoja JK skląstį.

JK skląsčio loginė diagrama

T Skląstis

Kai JK skląsčio JK įėjimai sutrumpinami, gauname T skląstis. T fiksatoriuje išėjimai perjungiami, kai įėjimai yra dideli.

T skląsčio loginė diagrama

Žemiau pateikta loginė diagrama vaizduoja T skląstį.

T skląsčio loginė diagrama

Skląsčių privalumai

Kai kurie skląsčių privalumai yra išvardyti žemiau.

1. Lengva įgyvendinti: Skląsčiai yra paprastos skaitmeninės grandinės, kurias galima lengvai įdiegti naudojant pagrindines skaitmeninė logika vartai.
2. Mažas energijos suvartojimas: Užraktai sunaudoja mažiau energijos, palyginti su kitais nuosekliais grandinės pavyzdžiui, šlepetės.
3. Didelis greitis: Skląsčiai gali veikti dideliu greičiu, todėl tinkami naudoti didelės spartos skaitmeninėse sistemose.
4. Žema kaina: Skląsčių gamyba yra nebrangi ir gali būti naudojama pigiose skaitmeninėse sistemose.
5. Universalumas: Skląsčiai gali būti naudojami įvairioms reikmėms, pavyzdžiui, duomenų saugojimui, valdymo grandinėms ir flip-flop grandinėms.

Skląsčių trūkumai

Kai kurie skląsčių trūkumai yra išvardyti žemiau.

1. Nėra laikrodžio: Užraktai neturi laikrodžio signalo, kad sinchronizuotų jų operacijas, todėl jų elgesys yra nenuspėjamas.
2. Nestabili būsena: Užraktai kartais gali pereiti į nestabilią būseną, kai abu įėjimai yra 1. Dėl to skaitmeninėje sistemoje gali atsirasti netikėtų veiksmų.
3. Sudėtingas laikas: Užraktų laikas gali būti sudėtingas ir sunkiai nurodomas, todėl jie yra mažiau tinkami valdyti realiuoju laiku.

Išvada

Galime daryti išvadą, kad fiksatoriai dažniausiai naudojami skaitmeninėse grandinėse įvairiems tikslams. Užraktai greitai keičia savo išvestį, atsižvelgiant į naują įvestį. Įvairių rūšių skląsčiai apima SR skląstį, fiksatorių D, fiksatorių D, JK skląstį ir T skląstį.

Nuoroda

Čia yra keletas knygų, kuriose galite rasti daugiau informacijos apie skląsčius:

1. Skaitmeninis dizainas: John F. Wakerly principai ir praktika
2. Skaitmeninių sistemų projektavimas naudojant VHDL, kurį sukūrė Charlesas H. Rothas ir Lizy Kurian John
3. Skaitmeninės grandinės analizė ir projektavimas, autorius Viktoras P. Nelsonas ir H. Troy Nagle
4. Skaitmeninis dizainas ir kompiuterių architektūra David Harris ir Sarah Harris
5. Skaitmeninės logikos pagrindai su „Verilog Design“, autoriai Stephenas Brownas ir Zvonko Vranesic

Šiose knygose pateikiama išsami skaitmeninės logikos apžvalga, įskaitant skląsčius, ir apimamos įvairios temos, tokios kaip skaitmeninių grandinių projektavimas ir įgyvendinimas, modeliavimas ir tikrinimas.

SKAITMENINĖ ELEKTRONIKA – Atul P. Godse, ponia Deepali A. Godse

Užraktai – DUK

Kokie yra skląsčių tipai?

Skląsčių tipai yra SR, SR, D, D, JK ir T.

Kur naudojami skląsčiai?

Užraktai naudojami laikrodžiuose kaip saugojimo įrenginiai.

Cassidy Hutchinson išsilavinimas

Kiek bitų gali saugoti užraktas?

Užraktas gali saugoti vieno bito duomenis.

Ar „Latch“ turi atmintį?

Taip, užraktas yra atminties elementas su 1 bito atmintimi.