NAND-Gatter SR Flip-Flop

SR Flip Flop using NAND Gate ( Digital Electronics )(Hindi); For English -Dr.Bala videos (Juli 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

NAND-Gatter SR Flip-Flop

Kapitel 7 - Digitale integrierte Schaltungen


TEILE UND MATERIALIEN

  • 4011 Quad NAND-Gatter (Radio Shack Katalog # 276-2411)
  • 4001 Quad NOR Gate (Radio Shack Katalog # 276-2401)
  • DIP-Schalter mit acht Positionen (Radio Shack catalog # 275-1301)
  • Zehn-Segment Bargraph LED (Radio Shack Katalog # 276-081)
  • Eine 6-Volt-Batterie
  • Drei 10 kΩ Widerstände
  • Zwei 470 Ω Widerstände

Vorsicht! Der 4011 IC ist CMOS und daher empfindlich gegen statische Elektrizität! Obwohl die Teileliste eine LED-Einheit mit zehn Segmenten erfordert, werden in der Abbildung zwei einzelne LEDs verwendet. Dies liegt an fehlendem Platz auf meinem Steckbrett, um die Schalteranordnung, zwei integrierte Schaltkreise und das Balkendiagramm zu montieren. Wenn Sie Platz auf Ihrem Steckbrett haben, können Sie das Balkendiagramm verwenden, wie es in der Teileliste und wie in früheren Verriegelungsschaltungen beschrieben ist.

QUERVERWEISE

Lehren in elektrischen Schaltungen, Band 4, Kapitel 3: "Logic Gates"

Lessons In Electric Circuits, Band 4, Kapitel 10: "Multivibratoren"

LERNZIELE

  • Der Unterschied zwischen einem Gated Latch und einem Flip-Flop
  • Wie man eine "Pulsdetektor" -Schaltung baut
  • Lernen Sie die Auswirkungen des "Bounce" von Schaltkontakten auf digitale Schaltkreise kennen

SCHEMATISCHE DARSTELLUNG

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

Der einzige Unterschied zwischen einem getasteten (oder aktivierten ) Latch und einem Flip-Flop besteht darin, dass ein Flipflop nur bei der steigenden oder fallenden Flanke eines "Takt" -Signals aktiviert wird, und nicht für die gesamte Dauer einer "hohen" Freigabe Signal. Die Umwandlung eines freigegebenen Zwischenspeichers in ein Flip-Flop erfordert lediglich, dass eine "Impulsdetektor" -Schaltung zu dem Freigabeeingang hinzugefügt wird, so dass die Flanke eines Taktimpulses einen kurzen "hohen" Enable-Impuls erzeugt:

Das einzelne NOR-Gatter und die drei Invertergatter erzeugen diesen Effekt, indem sie die Laufzeitverzögerung mehrerer kaskadierter Gatter ausnutzen. In diesem Experiment verwende ich drei NOR-Gatter mit parallel geschalteten Eingängen, um drei Inverter zu erzeugen, wobei also alle vier NOR-Gatter einer 4001-integrierten Schaltung verwendet werden:

Normalerweise, wenn ein NOR-Gatter als ein Inverter verwendet wird, würde ein Eingang geerdet sein, während der andere als der Invertereingang wirkt, um die Eingangskapazität zu minimieren und die Geschwindigkeit zu erhöhen. Hier ist jedoch eine langsame Antwort erwünscht, und daher paralleliere ich die NOR-Eingaben, um Inverter zu machen, anstatt das herkömmlichere Verfahren zu verwenden. Bitte beachten Sie, dass diese spezielle Pulsdetektorschaltung einen "hohen" Ausgangsimpuls bei jeder fallenden Flanke des Takt- (Eingangs-) Signals erzeugt. Dies bedeutet, dass die Flip-Flop-Schaltung nur dann auf die Eingabezustände "Setzen" und "Zurücksetzen" reagieren sollte, wenn der mittlere Schalter von "Ein" auf "Aus" und nicht von "Aus" auf "Ein" umgeschaltet wird.

Wenn Sie diese Schaltung erstellen, können Sie jedoch feststellen, dass die Ausgänge während beider Übergänge des Clock-Eingangs auf Set- und Reset-Eingangssignale reagieren, nicht nur, wenn sie von einem "hohen" Zustand in einen "niedrigen" Zustand geschaltet werden. Der Grund dafür ist Kontaktprellen: der Effekt eines mechanischen Schalters, der aufgrund der elastischen Kollision der Metallkontaktflächen schnell schließt und schließt, wenn seine Kontakte zuerst geschlossen werden. Anstatt dass der Taktschalter einen einzelnen, sauberen Übergang von niedrig zu hoch erzeugt, wenn er geschlossen ist, wird es höchstwahrscheinlich mehrere Niedrig-Hoch-Niedrig- "Zyklen" geben, wenn die Kontaktfelder bei einer Aus-zu-Ein-Betätigung "prellen". Der erste Hoch-zu-Niedrig-Übergang, der durch Prellen verursacht wird, löst die Impulsdetektorschaltung aus und aktiviert den SR-Signalspeicher für diesen Zeitpunkt, wodurch er auf die Setz- und Rücksetzeingänge reagiert. Idealerweise sind Schalter natürlich perfekt und prellfrei. In der realen Welt ist jedoch Kontaktprellen ein sehr häufiges Problem für digitale Gatterschaltungen, die durch Schaltereingaben betrieben werden, und muss gut verstanden werden, wenn es überwunden werden soll.