Chips de lógica. Parte 7. Gatilhos. RS - gatilho

Dispositivos eletrônicos com dois estados de saída estáveis ​​são chamados gatilhos. Um gatilho é convertido em um dos estados estáveis ​​por pulsos de entrada.

Uma formulação semelhante é dada, como regra, em toda a literatura técnica. Para quem o encontrou pela primeira vez, pode não estar totalmente claro. Quais são esses dois estados e por que eles são chamados estáveis?

A maneira mais fácil de explicar isso é com um exemplo simples e acessível. Um analógico bastante próximo e compreensível pode ser uma lâmpada comum com um interruptor. Existem dois estados aqui: ligado - desligado. Para um gatilho, esses estados são altos, baixos. Às vezes também é dito, ligado - desligado, instalado - redefinido.

Para acender ou desligar a lâmpada, basta tocar no interruptor. Para que a lâmpada continue a queimar, não é necessário segurar o interruptor com o dedo: a lâmpada queima indefinidamente.

Em outras palavras, ela está em um estado estável. Ele só pode ser retirado desse estado desligando-o usando o mesmo interruptor. Ou, em outras palavras, mude para outro estado estável. Esse estado também será estável, ou seja, permanecerá indefinidamente, até ser ativado.

Como outro exemplo semelhante, podemos lembrar acionador de partida magnético convencional de dois botões: pressionou o botão preto - o motor elétrico ligou, pressionou o vermelho - desligou. Ao mesmo tempo, preste atenção ao fato de que pressionar o botão Iniciar novamente (se o motor já estiver ligado) em nenhum caso aumentará sua velocidade. Da mesma forma, você pode pressionar o botão Parar quando o motor estiver parado: é simplesmente uma confirmação do estado de Parada.

Nestes exemplos, a natureza pulsada do sinal de entrada é claramente visível (pressionando um botão ou botão). Existem também dois estados "liga / desliga", cada um dos quais é estável: continua até que o sinal de entrada seja exposto. Mais próximo dos exemplos considerados, está o gatilho RS.

RS - gatilho

De todos os tipos de gatilhos, o RS é um gatilho, tanto pelo princípio de operação quanto pelo circuito, o mais simples. Anteriormente, quando os gatilhos eram executados em partes discretas (transistores, resistores, capacitores, diodos), eles diziam que um gatilho é um amplificador de dois estágios, coberto por feedback positivo. Não consideraremos essa opção.

O gatilho de elementos lógicos 2I - NÃO microchips K155LA3. Um diagrama desse gatilho é mostrado na Figura 1.

Figura 1. RS - trigger nos elementos 2I - NOT.

O gatilho é obtido por feedback cruzado da saída para a entrada entre dois elementos lógicos. Esse gatilho possui duas saídas e duas entradas independentes. Uma das entradas (a superior de acordo com o esquema) é chamada S do conjunto inglês SET, a outra entrada é chamada R do inglês RESET - reset. Frequentemente, essas entradas e, consequentemente, os sinais são chamados, basta ligar e desligar.

Além de duas entradas RS, o gatilho possui duas saídas. Na maioria das vezes, as saídas são indicadas nos circuitos pela letra Q. Uma das saídas é chamada direta e a outra é inversa. A letra Q, que indica a saída inversa, está sublinhada acima. A designação / Q ou –Q também é permitida. Em nosso esquema, a saída direta é a 3ª saída do elemento DD1.1, e a saída inversa é a 6ª saída do elemento DD1.2.

Como sinais de entrada, apenas os botões são usados, pressionando o gatilho transferido para o estado correspondente. Em circuitos reais, os sinais de entrada podem ser fornecidos pelas saídas dos microcircuitos. Para realizar experimentos educacionais, os botões podem ser substituídos simplesmente por um pedaço de arame.

Deve-se notar imediatamente que tudo neste circuito é arbitrário: os sinais de entrada não pertencem às pernas específicas do microcircuito, conforme indicado no diagrama. Nesse caso, R e S podem ser trocados e a localização das saídas diretas e inversas será alterada. Aqui, tudo depende apenas da imaginação do desenvolvedor de um esquema específico.

Dois LEDs são usados ​​para indicar o status do acionador: um deles acende quando a saída está em um nível alto. O outro será reembolsado. Os LEDs não podem ser instalados, o status das saídas do acionador pode ser monitorado por um voltímetro convencional, embora isso não seja muito conveniente e claro.

Depois que o circuito é montado em uma placa de ensaio, você deve verificar a instalação correta e depois ligá-lo. Quando ligado, um dos LEDs acenderá. Qual é, é impossível dizer com antecedência, pois tudo é determinado por transitórios instáveis ​​durante a ativação e a difusão dos parâmetros dos elementos lógicos.

Suponha que o LED HL1 acenda, o que indica que a saída direta do gatilho Q está alta. Nesse caso, eles dizem que o gatilho está instalado. A saída inversa / Q será correspondentemente baixa (o nível do sinal na saída inversa é sempre oposto ao nível da saída direta).

Todas as discussões sobre o estado do acionador são relativas ao estado da saída direta. Se a saída direta for alta, o gatilho estiver definido (ativado, está em um único estado) e se a saída direta estiver baixa, considera-se que o gatilho é redefinido (desativado, no estado zero). Como mencionado acima, o estado da saída inversa é sempre oposto ao direto.

Portanto, quando você liga, o LED HL1 acende, o que indica um nível alto na saída direta. O LED HL2 estará apagado - o gatilho está em um único estado.

Se neste estado do gatilho pressionar o botão SB1, nada acontecerá - o LED HL1 continuará aceso e o HL2 está desligado. Assim, pressionar o botão SB1 simplesmente confirmou o estado único do gatilho.

O gatilho pode ser removido desse estado apenas pressionando o botão SB2: o LED HL1 será desligado e o HL2 será ligado. Como no caso anterior, pressionar ou manter pressionado o botão SB2 por um longo tempo não poderá alterar esse estado. Nesse estado, o circuito permanecerá indefinidamente, ou seja, até que o botão SB1 seja pressionado ou até que a energia seja desligada.

E o que acontece se você pressionar os dois botões ao mesmo tempo? Nada terrível, além do fato de que o estado do gatilho será indefinido, pois nas duas saídas existe um nível de unidade lógica. Pela lógica do gatilho, esse estado é considerado proibido, portanto, é inaceitável.

Se o nível lógico estiver presente nas duas entradas, o estado do acionador não será alterado. Esse modo é chamado de modo de armazenamento de informações. Portanto, o acionador RS é frequentemente usado em dispositivos de armazenamento, por exemplo, em vários tipos de chips de RAM estáticos.

Toda essa história é apresentada na tabela verdade do gatilho RS, mostrada na Figura 1b. Uma versão semelhante do gatilho RS é chamada assíncrona, porque não requer nenhum sinal adicional que permita ou proíba a operação das entradas RS.

Muitas vezes, o gatilho RS é usado como um supressor de rejeição de contatos mecânicos, se for necessário contar o número de pulsos usando um contador eletrônico. Esses contadores também são executados em gatilhos. Normalmente, esses são gatilhos D ou JK, que serão discutidos na próxima parte do artigo.

Boris Aladyshkin

Continuação do artigo: Chips de lógica. Parte 8. D - gatilho