Noțiuni de bază ale dispozitivelor de blocare în electronică digitală

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





În electronice digitale , un zăvor este un fel de circuit logic , și este, de asemenea, cunoscut sub numele de bistabil-multivibrator . Deoarece are două stări stabile și anume activ ridicat și activ activ. Funcționează ca un dispozitiv de stocare ținând datele printr-o bandă de feedback. Stochează 1 bit de date atâta timp cât aparatul este activat. Odată ce activarea este declarată, atunci blocarea instantanee poate schimba datele stocate. Testează constant intrările odată ce semnalul de activare este activat. Funcționarea acestor circuite se poate face în 2 stări pe baza semnalului de activare care este ridicat sau altfel scăzut. Când circuitul de blocare este într-o stare activă înaltă, atunci ambele i / ps sunt scăzute. În mod similar, atunci când circuitul de blocare este atunci o stare activă joasă, atunci ambele i / ps sunt ridicate.

Diferite tipuri de zăvoare

Zăvoarele pot fi clasificate în diferite tipuri, inclusiv SR Latch, Zăvor S-R închis , D zăvor , Zăvor Gated D, Zăvor JK și Zăvor T.




SR Latch

Un Zăvor SR (Set / Reset) este un aparat asincron și funcționează separat pentru semnalele de control, în funcție de starea S și intrările R. Zăvorul SR care utilizează porți 2-NOR cu conexiune cu buclă transversală este expus mai jos. Aceste zăvoare pot fi construite cu Porți NAND totuși, totuși, cele două intrări sunt schimbate și anulate. Deci, este denumit SR-latch.

SR Latch

SR Latch



Ori de câte ori este dată o intrare mare liniei S a zăvorului, atunci ieșirea Q crește. În procesul de feedback, ieșirea Q va rămâne ridicată, când intrarea S scade încă o dată. În acest fel, zăvorul funcționează ca un dispozitiv de memorie.

În mod egal, o intrare mare este dată liniei R a zăvorului, apoi ieșirea Q scade (și Q ’ridică), apoi memoria zăvorului se va reseta efectiv. Când ambele intrări ale zăvorului sunt scăzute, atunci acesta rămâne în starea de setare anterioară sau starea de resetare. tabelul de tranziție de stat sau tabelul adevărului de zăvor SR este prezentat mai jos.

S R Î

Q '

00Zăvor

Zăvor

0

101
101

0

1

10

0

Când ambele intrări sunt ridicate simultan, există probleme: se spune că generează concomitent un Q ridicat și un Q redus. Acest lucru generează o condiție de cursă în circuit, fie flip flopul realizează ceva la modificarea întâi, va răspunde celuilalt și se declară . De preferință, ambele Porți logice sunt egale și dispozitivul va fi într-o stare nedefinită pentru o etapă nedeterminată.


Zăvor SR închis

În unele cazuri, poate fi popular să comandați când dispozitivul de blocare poate și nu poate fi blocat. Extensia simplă a unui Zăvor SR nu este altceva decât un zăvor SR închis . Oferă o linie de activare care ar trebui să fie ridicată înainte ca informațiile să poată fi blocate. Deși este necesară o linie de control, zăvorul nu este sincron din cauza intrărilor care pot modifica ieșirea chiar și în mijlocul unui impuls de activare.

Zăvor SR închis

Zăvor SR închis

Când intrarea unei Enable este scăzută, o / ps de la porți trebuie să fie, de asemenea, mai mică, prin urmare, ieșirile Q & Q rămân blocate către informațiile anterioare. Pur și simplu atunci când activarea i / p este mare, puteți schimba poziția zăvorului, așa cum se arată în formularul tabelar. După cum este menționată linia de activare, un zăvor SR închis este egal în proces spre un zăvor SR. Uneori, o linie de activare este un semnal CLK, totuși, este un stroboscop de citire / scriere.

CLK

S R

Q (t + 1)

0

XXQ (t) (fără modificări)
100

Q (t) (fără modificări)

1

010
110

1

1

11

X

D Zăvor

Blocajul de date este o extindere ușoară către blocajul SR închis, care elimină șansele unor stări de intrare inacceptabile. Deoarece zăvorul SR închis ne permite să fixăm ieșirea fără a folosi intrările de S sau R, putem elimina unul dintre i / ps acționând ambele intrări cu un driver opus. Eliminăm o intrare și o facem automat opusă intrării reziduale.

D Zăvor

D Zăvor

Blocul D scoate intrarea D atunci când linia de activare este mare, în caz contrar, ieșirea este indiferent de intrarea D de fiecare dată când intrarea de activare a fost ultima. Acesta este motivul pentru care este cunoscut sub numele de zăvor transparent. Când se specifică Activare, atunci zăvorul este apelat ca transparent și semnalele se răspândesc direct prin el, deoarece dacă nu este prezent.

ESTE

D Î Q '

0

0Zăvor

Zăvor

0

1Zăvor

Zăvor

1

001
111

0

Încuiat D Latch

LA zăvor D închis este conceput pur și simplu prin schimbarea unui zăvor SR închis, iar singura modificare a zăvorului SR închis este că intrarea R trebuie să fie modificată pentru a inversa S. Zăvorul închis nu poate fi format din zăvor SR folosind NOR este prezentat mai jos.

Încuiat D Latch

Încuiat D Latch

Ori de câte ori activarea CLK în caz contrar este ridicată, o / p blochează orice se află la intrarea D. În mod similar, atunci când CLK este scăzut, atunci D i / p pentru activarea finală ridicată este ieșirea.

CLK

D Q (t + 1)
0X

Q (t)

1

00
11

1

Circuitul zăvorului nu va experimenta deloc o stare Race, deoarece singura intrare D este inversată pentru a oferi ambelor intrări. Prin urmare, nu există nicio posibilitate pentru o stare de intrare similară. Astfel, circuitul zăvorului D poate fi utilizat în siguranță în mai multe circuite.

JK Latch

Amândoi Zăvor JK , precum și zăvorul RS, este similar. Acest zăvor cuprinde două intrări și anume J și K care sunt prezentate în următoarea diagramă a porții logice. În acest tip de zăvor, starea neclară a fost eliminată aici. Când intrările de blocare JK sunt mari, ieșirea va fi comutată. Singura diferență pe care o putem observa aici este feedback-ul de ieșire către intrări, care nu este prezent în blocarea RS.

JK Latch

JK Latch

T Latch

T zăvor poate fi format de fiecare dată când intrările de blocare JK sunt scurtcircuitate. Funcția T Latch va fi așa atunci când intrarea zăvorului este mare, iar apoi ieșirea va fi comutată.

T Latch

T Latch

Avantajele zăvoarelor

avantajele zăvoarelor include următoarele.

  • Proiectarea zăvoarelor este foarte flexibilă atunci când comparăm cu FF (flip-flops)
  • Zăvoarele utilizează mai puțină putere.
  • Performanța zăvorului în proiectarea circuitului de mare viteză este rapidă, deoarece acestea sunt asincrone în proiectare și nu este nevoie de semnal CLK.
  • Forma zăvorului este foarte mică și ocupă o suprafață mai mică
  • Dacă funcționarea circuitului bazat pe zăvor nu este terminată într-un timp stabilit, ei împrumută timpul necesar de la altul pentru a finaliza operațiunea
  • Zăvoarele oferă ceasuri agresive atunci când sunt contrastate cu circuite cu flip-flop .

Dezavantaje ale zăvoarelor

dezavantajele zăvoarelor include următoarele.

  • Va exista șansa de a afecta starea cursei, deci acestea sunt mai puțin așteptate.
  • Când un zăvor este sensibil la nivel, există șanse de meta-stabilitate.
  • Analiza circuitului este dificilă din cauza proprietății de nivel sensibil.
  • Circuitul poate fi testat folosind un program CAD suplimentar

Aplicarea zăvoarelor

aplicații de zăvoare include următoarele.

  • În general, zăvoarele sunt utilizate pentru a păstra condițiile biților pentru a codifica numerele binare
  • Blocajele sunt elemente de stocare pe un singur bit, care sunt utilizate pe scară largă atât în ​​calcul, cât și în stocarea datelor.
  • Dispozitivele de blocare sunt utilizate în circuite cum ar fi controlul electric și ceasul ca dispozitiv de stocare.
  • Latch-urile D sunt aplicabile pentru sistemele asincrone, cum ar fi porturile de intrare sau ieșire.
  • Dispozitivele de blocare a datelor sunt utilizate în sistemele sincrone bifazate pentru reducerea numărului de tranzit.

Astfel, este vorba despre o prezentare generală a zăvoarelor. Acestea sunt elementele pentru circuite secvențiale . Proiectarea acestui lucru se poate face folosind porți logice. Funcționarea sa depinde în principal de intrarea unei funcții de activare. Iată o întrebare pentru tine, care sunt cele două stări de lucru ale zăvoarelor?