Засувка — це цифрова схема, яка миттєво перетворює вихідні дані відповідно до вхідних даних. Щоб реалізувати засувки, ми використовуємо різні логічні ворота. У цій статті ми побачимо визначення засувок, типи засувок, такі як SR, gated SR, D, gated D, JK і T, з таблицею істинності та діаграмами, а також перевагами та недоліками засувки.

Зміст

• Що таке засувки?
• Види засувок
• SR Засувка
• Засувка SR із закритим покриттям
• D Засувка
• Засувка з ворітами D
• JK Latch
• T Засувка
• Переваги засувок
• Недоліки засувок

Що таке засувки?

Засувки — це цифрові схеми, які зберігають один біт інформації та зберігають його значення, доки воно не оновиться новими вхідними сигналами. Вони використовуються в цифрових системах як елементи тимчасового зберігання для зберігання двійкової інформації. Засувки можуть бути реалізовані за допомогою різних цифрових логічних вентилів, таких як І , АБО , NOT, NAND і NOR вентилі.

Засувки широко використовуються в цифрових системах для різних застосувань, включаючи зберігання даних, схеми керування та схеми тригерів. Вони часто використовуються в поєднанні з іншими цифровими схемами для реалізації послідовні схеми , такі як кінцеві автомати та елементи пам’яті.

Засувки Визначення

Засувки — це основні елементи зберігання, які працюють з рівнями сигналу (а не переходами сигналу). Є засувки, керовані тактовим переходом в'єтнамки . Засувки є чутливими до рівня пристроями. Засувки корисні для дизайну асинхронна послідовна схема . Засувки являють собою послідовну схему з двома стійкими станами. Вони чутливі до вхідних даних Напруга застосовується і не залежить від тактового імпульсу. Тригери, які не використовують тактовий імпульс, називаються фіксаторами.

Типи засувок у цифровій електроніці

У цифровій електроніці різні типи засувок:

• SR Засувки
• Засувки SR
• D Засувки
• Засувки типу D
• JK Засувки
• Т Лахес

SR Засувка

Фіксатори S-R, тобто фіксатори Set-Reset є найпростішою формою фіксаторів і реалізуються за допомогою двох входів: S (Set) і R (Reset). Вхід S встановлює вихід на 1, тоді як вхід R скидає вихід на 0. Коли обидва входи S і R мають значення 1, вважається, що фіксатор знаходиться в невизначеному стані. Вони також відомі як попередньо встановлені та чисті стани. Засувка SR утворює основні будівельні блоки всіх інших типів тригерів.

Таблиця істинності SR Latch

Таблиця нижче представляє таблиця істинності засувки SR.

Логічна схема SR Latch

SR Latch — це логічна схема з:

• 2 перехресно пов’язаних вентиля NOR або 2 перехресно зв’язаних воріт NAND.
• 2 входу S для SET і R для RESET
• 2 вихід Q, Q’.

Наведена нижче логічна схема представляє використання фіксатора SR Ворота NAND .

На наведеній нижче логічній схемі показано використання фіксатора SR Ворота NOR .

Різні випадки SR Latch

Різні випадки SR засувки обговорюються нижче.

Випадок 1: S’ = R’ = 1 (S = R = 0)

Якщо Q = 1, входи Q і R’ для 2-го воріт NAND обидва дорівнюють 1.

Якщо Q = 0, входи Q і R’ для 2-го вентиля NAND дорівнюють 0 і 1 відповідно.

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

• Оскільки S’ = 0, вихід 1-го вентиля NAND, Q = 1 ( SET стан ).
• У другому вентилі NAND, оскільки входи Q і R’ дорівнюють 1, Q’=0.

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

• Оскільки R’=0, вихід 2-го вентиля NAND, Q’=1.
• У першому вентилі NAND, оскільки входи Q і S дорівнюють 1, Q = 0 ( стан RESET ).

Випадок 4: S’ = R’ = 0 (S = R = 1)

Коли S = ​​R = 1, і Q, і Q’ стають 1, що неприпустимо. Отже, умова введення заборонена.

Засувка SR із закритим покриттям

Засувка Gated SR — це засувка SR із входом увімкнення, який працює, коли увімкнення дорівнює 1, і зберігає попередній стан, коли ввімкнення дорівнює 0.

Таблиця істинності Gated SR Latch

Таблиця нижче представляє таблицю істинності замка Gated SR.

Логічна схема захисної засувки SR

На наведеній нижче логічній схемі зображено стробовану засувку SR.

Логічна схема захисної засувки SR

D Засувка

D-засувки також відомі як прозорі засувки та реалізуються за допомогою двох входів: D (дані) і тактового сигналу. Вихід фіксатора слідує за входом на клемі D до тих пір, поки тактовий сигнал високий. Коли тактовий сигнал стає низьким, вихідний сигнал фіксатора зберігається та утримується до наступного наростаючого фронту тактового сигналу.

Таблиця істинності D Latch

Таблиця нижче представляє таблицю істинності Д засувка.

Логічна схема D Latch

Наведена нижче логічна схема представляє D-фіксатор.

Логічна схема D Latch

Засувка з ворітами D

Засув D схожий на засув SR з деякими змінами. Тут вхідні дані доповнюють один одного. Засувка D означає засувку даних, оскільки ця засувка тимчасово зберігає один біт.

Таблиця істинності Gated D Latch

У наведеній нижче таблиці представлено таблицю істинності замка Gated D.

Логічна схема Gated D Latch

На наведеній нижче логічній схемі зображено стробований D-засув.

JK Latch

Засувка JK має два входи J і K. Вихід перемикається, коли на входах J і K високий рівень. JK latch схожий на SR-засув, але усуває невизначений стан SR-засувки.

Таблиця істинності JK Latch

Таблиця нижче представляє таблицю істинності засувки JK.

Логічна схема JK Latch

Наведена нижче логічна схема представляє засувку JK.

Логічна схема JK Latch

T Засувка

Коли входи JK засувки JK замкнуті, ми отримуємо Т засувка. У T-засувці виходи перемикаються, коли вхідний сигнал високий.

Логічна схема T Latch

Наведена нижче логічна схема представляє T-фіксатор.

Логічна схема T Latch

Переваги засувок

Нижче наведено деякі з переваг засувок.

1. Легко реалізувати: Засувки - це прості цифрові схеми, які можна легко реалізувати за допомогою базових цифрова логіка ворота.
2. Низьке енергоспоживання: Засувки споживають менше енергії в порівнянні з іншими послідовними схеми наприклад шльопанці.
3. Висока швидкість: Засувки можуть працювати на високих швидкостях, що робить їх придатними для використання у високошвидкісних цифрових системах.
4. Низька вартість: Засувки недорогі у виробництві і можуть використовуватися в недорогих цифрових системах.
5. Універсальність: Засувки можна використовувати для різних застосувань, таких як зберігання даних, схеми керування та тригерні схеми.

Недоліки засувок

Деякі з недоліків засувок перераховані нижче.

1. Без годинника: Засувки не мають тактового сигналу для синхронізації своїх операцій, що робить їхню поведінку непередбачуваною.
2. Нестабільний стан: Засувки іноді можуть переходити в нестабільний стан, коли обидва входи мають значення 1. Це може призвести до несподіваної поведінки цифрової системи.
3. Комплексний час: Час фіксаторів може бути складним і його важко вказати, що робить їх менш придатними для програм керування в реальному часі.

Висновок

Можна зробити висновок, що засувки в основному використовуються в цифрових схемах для різних цілей. Засувки швидко змінюють свій вихід щодо нового входу. Різні типи засувок включають засув SR, засув із затвором, засув D, засув D з затвором, засув JK і засув T.

довідка

Ось декілька книг, до яких можна звернутися, щоб отримати додаткову інформацію про засувки:

1. Цифровий дизайн: принципи та практики, Джон Ф. Уокерлі
2. Проектування цифрових систем з використанням VHDL Чарльза Х. Рота та Лізі Куріан Джон
3. Аналіз та проектування цифрових схем Віктора П. Нельсона та Х. Троя Неґла
4. Цифровий дизайн і комп'ютерна архітектура Девіда Гарріса та Сари Гарріс
5. Основи цифрової логіки з дизайном Verilog Стівена Брауна та Звонко Вранешіка

Ці книги містять вичерпний огляд цифрової логіки, включаючи засувки, і охоплюють різні теми, такі як проектування та впровадження, моделювання та перевірка цифрових схем.

ЦИФРОВА ЕЛЕКТРОНІКА – Атул П. Годсе, місіс Діпалі А. Годсе

Засувки – поширені запитання

Які бувають типи засувок?

Типи засувок включають SR, закритий SR, D, закритий D, JK і T.

Де використовуються засувки?

Засувки використовуються в годиннику як блоки зберігання.

зворотний рядок java

Скільки бітів може зберігати засув?

Фіксатор може зберігати однобітові дані.

Чи є у Latch пам'ять?

Так, засувка – це елемент пам’яті з 1-бітним сховищем.