Zatrzask to obwód cyfrowy, który natychmiast konwertuje sygnał wyjściowy zgodnie z sygnałami wejściowymi. Do implementacji zatrzasków używamy różnych bramek logicznych. W tym artykule zobaczymy definicje zatrzasków, typy zatrzasków, takie jak SR, bramkowane SR, D, bramkowane D, JK i T z tabelą prawdy i diagramami oraz zaletami i wadami zatrzasku.

Spis treści

• Czym są zatrzaski?
• Rodzaje zatrzasków
• Zatrzask SR
• Bramkowany zatrzask SR
• D Zatrzask
• Zatrzask typu D z bramką
• JK Zatrzask
• Zatrzask T
• Zalety zatrzasków
• Wady zatrzasków

Czym są zatrzaski?

Zatrzaski to obwody cyfrowe przechowujące pojedynczy bit informacji i utrzymujący jego wartość do czasu aktualizacji przez nowe sygnały wejściowe. Stosowane są w systemach cyfrowych jako tymczasowe elementy pamięci do przechowywania informacji binarnych. Zatrzaski można realizować za pomocą różnych cyfrowych bramek logicznych, takich jak I , LUB Bramki NOT, NAND i NOR.

Zatrzaski są szeroko stosowane w systemach cyfrowych do różnych zastosowań, w tym do przechowywania danych, obwodów sterujących i obwodów przerzutników. Często stosuje się je w połączeniu z innymi obwodami cyfrowymi obwody sekwencyjne , takie jak maszyny stanowe i elementy pamięci.

Definicja zatrzasków

Zatrzaski to podstawowe elementy pamięci, które działają na podstawie poziomów sygnału (a nie przejść sygnału). Zatrzaski kontrolowane są przez zmianę zegara klapki . Zatrzaski są urządzeniami wrażliwymi na poziom. Zatrzaski są przydatne przy projektowaniu asynchroniczny obwód sekwencyjny . Zatrzaski są obwodami sekwencyjnymi z dwoma stabilnymi stanami. Są one wrażliwe na sygnał wejściowy Napięcie stosowana i nie zależy od impulsu zegarowego. Klapki, które nie korzystają z impulsu zegarowego, nazywane są zatrzaskami.

Rodzaje zatrzasków w elektronice cyfrowej

W elektronice cyfrowej różnymi typami zatrzasków są:

• Zatrzaski SR
• Zamki SR z bramką
• D Zatrzaski
• Zatrzaski z bramką w kształcie litery D
• Zatrzaski JK
• T Laches

Zatrzask SR

Zamki S-R, tj. zatrzaski Set-Reset, są najprostszą formą zatrzasków i są realizowane przy użyciu dwóch wejść: S (Set) i R (Reset). Wejście S ustawia wyjście na 1, podczas gdy wejście R resetuje wyjście na 0. Kiedy oba wejścia S i R mają stan 1, mówi się, że zatrzask jest w stanie nieokreślonym. Są one również znane jako stany ustawione i jasne. Zatrzask SR stanowi podstawowy element konstrukcyjny wszystkich innych typów przerzutników.

Tabela prawdy zatrzasku SR

Poniższa tabela przedstawia tabela prawdy zatrzasku SR.

Schemat logiczny zatrzasku SR

SR Latch to obwód logiczny z:

• 2 bramki NOR ze sprzężeniem krzyżowym lub 2 bramki NAND ze sprzężeniem krzyżowym.
• 2 wejścia S dla SET i R dla RESET
• 2 wyjścia Q, Q’.

Poniższy schemat logiczny przedstawia użycie zatrzasku SR bramka NAND .

Poniższy schemat logiczny przedstawia użycie zatrzasku SR Brama NOR .

Różne przypadki zatrzasku SR

Różne przypadki SR zatrzask zostały omówione poniżej.

Przypadek 1: S’ = R’ = 1 (S = R = 0)

Jeśli Q = 1, oba wejścia Q i R’ dla drugiej bramki NAND mają wartość 1.

Jeśli Q = 0, wejścia Q i R’ dla drugiej bramki NAND wynoszą odpowiednio 0 i 1.

Przypadek 2: S’ = 0, R’ = 1 (S = 1, R = 0)

• Ponieważ S’ = 0, wyjście pierwszej bramki NAND, Q = 1 ( Stan USTAW ).
• W drugiej bramce NAND, ponieważ wejścia Q i R’ mają wartość 1, Q’=0.

Przypadek 3: S’ = 1, R’ = 0 (S = 0, R = 1)

• Ponieważ R’=0, wyjście drugiej bramki NAND, Q’=1.
• W pierwszej bramce NAND, ponieważ wejścia Q i S mają wartość 1, Q = 0 ( ZRESETOWANY stan ).

Przypadek 4: S’ = R’ = 0 (S = R = 1)

Gdy S = R = 1, zarówno Q, jak i Q’ stają się 1, co jest niedozwolone. Zatem warunek wejściowy jest zabroniony.

Bramkowany zatrzask SR

Bramkowany zatrzask SR to zatrzask SR z wejściem włączającym, który działa, gdy zezwolenie wynosi 1 i zachowuje poprzedni stan, gdy zezwolenie wynosi 0.

Tabela prawdy bramkowanego zatrzasku SR

Poniższa tabela przedstawia tabelę prawdy dotyczącą zatrzasku Gated SR.

Schemat logiczny bramkowanego zatrzasku SR

Poniższy schemat logiczny przedstawia bramkowany zatrzask SR.

Schemat logiczny bramkowanego zatrzasku SR

D Zatrzask

Zatrzaski D nazywane są również zatrzaskami przezroczystymi i realizowane są przy użyciu dwóch wejść: D (Dane) i sygnału zegarowego. Wyjście zatrzasku następuje po wejściu na zacisk D, dopóki sygnał zegara jest wysoki. Kiedy sygnał zegara spada, sygnał wyjściowy zatrzasku jest zapamiętywany i utrzymywany aż do następnego narastającego zbocza zegara.

Tabela prawdy zatrzasku D

Poniższa tabela przedstawia tabelę prawdy D zatrzask.

Schemat logiczny zatrzasku D

Poniższy schemat logiczny przedstawia zatrzask D.

Schemat logiczny zatrzasku D

Zatrzask typu D z bramką

Zatrzask D jest podobny do zatrzasku SR z pewnymi modyfikacjami. Tutaj dane wejściowe uzupełniają się nawzajem. Zatrzask D oznacza zatrzask danych, ponieważ ten zatrzask tymczasowo przechowuje pojedynczy bit.

Tabela prawdy bramkowanego zatrzasku D

Poniższa tabela przedstawia tabelę prawdy zatrzasku Gated D.

Schemat logiczny zatrzasku bramkowanego D

Poniższy schemat logiczny przedstawia bramkowany zatrzask D.

JK Zatrzask

Zatrzask JK ma dwa wejścia J i K. Wyjście jest przełączane, gdy wejścia J i K są w stanie wysokim. JK zatrzask działa podobnie jak zatrzask SR, ale eliminuje niezdefiniowany stan zatrzasku SR.

Tabela prawdy JK Latch

Poniższa tabela przedstawia tabelę prawdy zatrzasku JK.

Schemat logiczny zatrzasku JK

Poniższy schemat logiczny przedstawia zatrzask JK.

Schemat logiczny zatrzasku JK

Zatrzask T

Kiedy wejścia JK zatrzasku JK są zwarte, otrzymujemy T zatrzask. W zatrzasku T wyjścia są przełączane, gdy wejścia są w stanie wysokim.

Schemat logiczny zatrzasku T

Poniższy schemat logiczny przedstawia zatrzask T.

Schemat logiczny zatrzasku T

Zalety zatrzasków

Poniżej wymieniono niektóre zalety zatrzasków.

1. Łatwe do wdrożenia: Zatrzaski to proste obwody cyfrowe, które można łatwo zaimplementować przy użyciu podstaw logika cyfrowa bramy.
2. Niskie zużycie energii: Zatrzaski zużywają mniej energii w porównaniu do innych zatrzasków sekwencyjnych obwody takie jak klapki.
3. Wysoka prędkość: Zatrzaski mogą pracować z dużymi prędkościami, dzięki czemu nadają się do stosowania w szybkich systemach cyfrowych.
4. Niska cena: Zatrzaski są niedrogie w produkcji i można je stosować w tanich systemach cyfrowych.
5. Wszechstronność: Zatrzaski mogą być używane do różnych zastosowań, takich jak przechowywanie danych, obwody sterujące i obwody przerzutników.

Wady zatrzasków

Poniżej wymieniono niektóre wady zatrzasków.

1. Brak zegara: Zatrzaski nie mają sygnału zegarowego synchronizującego swoje działanie, przez co ich zachowanie jest nieprzewidywalne.
2. Stan niestabilny: Zatrzaski mogą czasami przejść w stan niestabilny, gdy oba wejścia mają stan 1. Może to skutkować nieoczekiwanym zachowaniem systemu cyfrowego.
3. Złożony czas: Czas zatrzasków może być złożony i trudny do określenia, co czyni je mniej przydatnymi do zastosowań związanych ze sterowaniem w czasie rzeczywistym.

Wniosek

Możemy stwierdzić, że zatrzaski są najczęściej stosowane w obwodach cyfrowych do różnych celów. Zatrzaski szybko zmieniają swoje wyjście w odniesieniu do nowego wejścia. Różne rodzaje zamków obejmują zatrzask SR, zatrzask z bramką, zatrzask D, zatrzask z bramką D, zatrzask JK i zatrzask T.

Odniesienie

Oto kilka książek, w których można znaleźć dalsze informacje na temat zatrzasków:

1. Projektowanie cyfrowe: zasady i praktyki Johna F. Wakerly'ego
2. Projektowanie systemów cyfrowych przy użyciu VHDL przez Charlesa H. Rotha i Lizy Kurian John
3. Analiza i projektowanie obwodów cyfrowych autorstwa Victora P. Nelsona i H. Troya Nagle
4. Projektowanie cyfrowe i architektura komputerowa autorstwa Davida Harrisa i Sarah Harris
5. Podstawy logiki cyfrowej z projektem Verilog autorstwa Stephena Browna i Zvonko Vranesica

Książki te zapewniają kompleksowy przegląd logiki cyfrowej, w tym zatrzasków, i obejmują różne tematy, takie jak projektowanie i wdrażanie, symulacja i weryfikacja obwodów cyfrowych.

ELEKTRONIKA CYFROWA – Atul P. Godse, Pani Deepali A. Godse

Zatrzaski – często zadawane pytania

Jakie są rodzaje zatrzasków?

Rodzaje zamków obejmują SR, bramkowane SR, D, bramkowane D, JK i T.

Gdzie stosuje się zatrzaski?

Zatrzaski są używane w zegarach jako elementy do przechowywania.

tablica inicjująca Java

Ile bitów może przechowywać zatrzask?

Zatrzask może przechowywać dane jednobitowe.

Czy Latch ma pamięć?

Tak, zatrzask jest elementem pamięci z 1-bitową pamięcią.