RS-Flipflop. Schema, Beschreibung

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RS-Flip-Flop. Radio – für Einsteiger

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RS-Flip-Flops bestehen normalerweise aus NAND-Gattern mit zwei Eingängen. Ein Diagramm einer solchen Variante des RS-Flip-Flops sehen Sie in Abb. 1, ein. Es besteht aus zwei Elementen des 2I-NOT der Mikroschaltung K155LAZ mit Kreuzrückkopplung zwischen ihren Ein- und Ausgängen.

RS-Trigger
Reis. 1 RS-Flipflop

Der Trigger hat zwei unabhängige Eingänge und die gleiche Anzahl von Ausgängen. Der erste Eingang-Eingang S-Ausgang 1 Element DD1.1, der zweite Eingang-Eingang R-Ausgang 5 Element DD1.2. Ausgänge: direkter Ausgang 3 Element DDl.1, invers - Ausgang 6 Element DD1.2.

Um die Funktionsweise des RS-Flip-Flops besser zu verstehen, montieren Sie die in der Abbildung gezeigten Teile auf einem Steckbrett und führen Sie einige Experimente durch. Anstelle von LEDs, die Triggerzustände anzeigen, können Sie die bekannten Transistoranzeigen mit Glühlampen verwenden. Es ist nicht schwierig, die Zustände der Triggerelemente mit einem Gleichstromvoltmeter anzuzeigen, indem es abwechselnd an den Ausgang des einen oder anderen Elements angeschlossen wird. Anstelle von Drucktastenschaltern ohne Fixierung können Sie Befestigungsdrahtstücke mit blanken Enden verwenden, die die Versorgung der Triggereingänge mit Niederspannung simulieren.

Nachdem Sie die Installation eines experimentellen Auslösers mit seiner Schaltung überprüft und sichergestellt haben, dass keine Fehler vorliegen und dass das Löten zuverlässig ist, schalten Sie die Stromversorgung ein. Eine der LEDs sollte sofort aufleuchten. Angenommen, es wird die HL1-LED sein. Dies bedeutet, dass sich das Element DD1.1 als erstes in einem einzigen Zustand herausstellte, was auch durch ein an seinen Ausgang angeschlossenes Voltmeter bestätigt wird - hier sollte eine Spannung mit hohem Pegel anliegen.

Messen Sie die Spannung am Ausgang des Elements DD1.2 - es liegt ein niedriger Pegel an, sodass die HL2-LED nicht leuchtet.

Schließen Sie nach der Aufzeichnung der Messergebnisse die Kontakte der Taste SB1 kurz. Was hat sich geändert? Nichts! Nur die HL1-LED leuchtet noch. Und wenn Sie kurz die Taste SR2 drücken? Die HL1-LED erlischt sofort und HL2 schaltet sich ein. Jetzt befindet sich das Element DD1.1 im Nullzustand und DD1.2 im Einzelzustand. In diesem Zustand können die Elemente unbegrenzt sein, bis der Strom abgeschaltet wird. Aber jetzt lohnt es sich, die SB1-Taste erneut zu drücken, und die Elemente schalten in den entgegengesetzten Zustand.

Lassen Sie uns die Arbeit eines erfahrenen Triggers analysieren. Wir glauben, dass sich das Element DD1.1 beim Einschalten des Stroms in einem einzigen Zustand befand. In diesem Moment erschien daher am oberen Eingang des DD1.2-Elements, der mit dem Ausgang des DD1.1-Elements verbunden ist, eine Hochpegelspannung, die das DD1.2-Element in den Nullzustand versetzte. Das Anlegen eines Low-Pegel-Pegels an den oberen Eingang des DD1.1-Elements gemäß der Schaltung (durch Drücken der SB1-Taste) konnte seinen Zustand nicht ändern, da zu diesem Zeitpunkt bereits ein niedriger Spannungspegel an seinem unteren Eingang anlag.

Im Moment des Drückens der Taste SB2 wurde am unteren Eingang des Elements DD1.2 ein Impuls mit niedrigem Pegel empfangen. Beim Umschalten in einen Einzelzustand schaltete dieses Element das DD1.1-Element mit einer Ausgangsspannung mit hohem Pegel in den Nullzustand. Das Schaltelement DD1.1 erwies sich als möglich, weil in diesem Moment sein oberer Eingang frei war, was gleichbedeutend mit dem Anlegen einer Spannung mit hohem Pegel ist.

Durch abwechselndes Drücken der Tasten können Sie also den Trigger von einem stabilen Zustand in einen anderen umschalten und dadurch verschiedene Geräte und digitale Geräte steuern, die an seinen Ausgängen angeschlossen sind.

Der logische Zustand des RS-Flip-Flops wird durch den Signalpegel an seinem sogenannten direkten Ausgang charakterisiert. Ist hier der Spannungspegel hoch, so befindet sich der Trigger als Ganzes in einem einzigen Zustand, und wenn der Spannungspegel niedrig ist, befindet er sich in einem Null-Zustand. Manchmal werden der direkte Ausgang des Triggers und das Signal selbst am direkten Ausgang mit dem Buchstaben Q bezeichnet.

Bei einem einzigen Zustand des Triggers hat sein zweiter Ausgang eine niedrige Spannung und bei einem Nullzustand einen hohen Pegel. Daher wird dieser Ausgang als invers bezeichnet und mit demselben Buchstaben (und dem darauf befindlichen Signal) bezeichnet, jedoch mit einem Strich oben - Q, was Inversion bedeutet.

Der Eingang, durch den der Trigger auf einen einzelnen Zustand gesetzt wird, wird mit dem Buchstaben S bezeichnet (dies ist der Anfangsbuchstabe des englischen Wortes set). Der andere Eingang, über den der Trigger in den Nullzustand geschaltet wird, ist mit dem Buchstaben R (vom Wort Reset-Return) gekennzeichnet. Daher ist im experimentellen Trigger Pin 1 der Mikroschaltung der S-Eingang und Pin 5 der R-Eingang.

Genau genommen sollten die Bezeichnungen der Eingänge S und R des experimentellen Triggers oben mit Strichen geschrieben werden, da der Pegel der an sie angelegten Impulse zum Umschalten des Triggers von einem Zustand in einen anderen niedrig ist. Sie sind daher invers, also S und R. Das hier beschriebene Flip-Flop wird üblicherweise als asynchrones RS-Flip-Flop mit Setzeingängen bezeichnet.

Die Triggerzustände in Abhängigkeit von den Eingangssignalen sind in der Tabelle in Abb. 1 dargestellt. XNUMXb. Was kann sie erzählen? Wenn an beide Eingänge des Triggers eine Spannung mit niedrigem Pegel angelegt wird, beispielsweise durch gleichzeitiges Drücken beider Tasten, erscheint an seinen beiden Ausgängen eine Spannung mit hohem Pegel. Ein solcher Zustand des Triggers widerspricht der Logik seiner Aktion, daher wird eine solche Kombination von Eingangssignalen als inakzeptabel angesehen.

Eine Kombination aus Signalen mit niedrigem Pegel am Eingang S und Signalen mit hohem Pegel am Eingang R führt den Trigger zu einem einzelnen Zustand und die entgegengesetzte Kombination von Spannungspegeln zu Null. Wenn an beiden Eingängen eine Spannung mit hohem Pegel (logisch 1) erscheint, ändert sich der Zustand des Triggers nicht – dies wird durch Kreuze in der Tabelle angezeigt.

Überprüfen Sie die Gültigkeit der Tabelle. Simulieren Sie die Zufuhr von Impulsen, die einem hohen Spannungspegel entsprechen, indem Sie die Kontakte der Tasten SB1, SB2 öffnen.

RS-Flip-Flops werden am häufigsten als digitale Informationsspeicherzellen verwendet, d. h. als Speicherelemente. Sie werden in verschiedenen Amateurfunkgeräten, elektronischen Maschinen verwendet.

Siehe andere Artikel Abschnitt Anfänger Funkamateur.

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