Latch is een digitaal circuit dat de uitvoer onmiddellijk omzet naar de invoer. Om grendels te implementeren, gebruiken we verschillende logische poorten. In dit artikel zullen we de definitie van grendels zien, grendeltypen zoals SR, gated SR, D, gated D, JK en T met de waarheidstabel en diagrammen en de voor- en nadelen van grendel.
Inhoudsopgave
- Wat zijn grendels?
- Soorten grendels
- SR-vergrendeling
- Gated SR-grendel
- D Vergrendeling
- Gated D-grendel
- JK-Latch
- T Vergrendeling
- Voordelen van grendels
- Nadelen van grendels
Wat zijn grendels?
Vergrendelingen zijn digitale circuits die een enkel bit aan informatie opslaan en de waarde ervan behouden totdat deze wordt bijgewerkt door nieuwe ingangssignalen. Ze worden in digitale systemen gebruikt als tijdelijke opslagelementen om binaire informatie op te slaan. Vergrendelingen kunnen worden geïmplementeerd met behulp van verschillende digitale logische poorten, zoals EN , OF , NOT-, NAND- en NOR-poorten.
Vergrendelingen worden veel gebruikt in digitale systemen voor verschillende toepassingen, waaronder gegevensopslag, besturingscircuits en flip-flopcircuits. Ze worden vaak gebruikt in combinatie met andere digitale schakelingen om te implementeren sequentiële circuits , zoals staatsmachines en geheugenelementen.
Vergrendelingsdefinitie
Vergrendelingen zijn basisopslagelementen die werken met signaalniveaus (in plaats van signaalovergangen). Vergrendelingen die worden bestuurd door een klokovergang slippers . Vergrendelingen zijn niveaugevoelige apparaten. Vergrendelingen zijn nuttig voor het ontwerp van de asynchrone sequentiële schakeling . Vergrendelingen zijn een sequentieel circuit met twee stabiele toestanden. Deze zijn gevoelig voor de invoer Spanning toegepast en is niet afhankelijk van de klokpuls. Flipflops die geen klokpuls gebruiken, worden grendel genoemd.
Soorten grendels in digitale elektronica
In digitale elektronica zijn er verschillende soorten grendels:
- SR-vergrendelingen
- Gated SR-grendels
- D Vergrendelingen
- Gated D-grendels
- JK-grendels
- T Laches
SR-vergrendeling
SR-grendels, d.w.z. Set-Reset-grendels zijn de eenvoudigste vorm van grendels en worden geïmplementeerd met behulp van twee ingangen: S (Set) en R (Reset). De S-ingang stelt de uitgang in op 1, terwijl de R-ingang de uitgang terugzet op 0. Wanneer zowel de S- als de R-ingang op 1 staan, wordt gezegd dat de grendel zich in een ongedefinieerde toestand bevindt. Ze staan ook bekend als vooraf ingestelde en duidelijke toestanden. De SR-grendel vormt de basisbouwstenen van alle andere soorten flip-flops.
Waarheidstabel van SR Latch
De onderstaande tabel vertegenwoordigt de waarheidstabel van SR-grendel.
| S | R | Q | Q' |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | Vergrendeling | Vergrendeling |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
Logisch diagram van SR-grendel
SR Latch is een logisch circuit met:
- 2 kruisgekoppelde NOR-poorten of 2 kruisgekoppelde NAND-poorten.
- 2 ingangen S voor SET en R voor RESET
- 2 uitgang Q, Q’.
Het onderstaande logicadiagram geeft het gebruik van de SR-latch weer NAND-poort .
Het onderstaande logicadiagram geeft het gebruik van SR-latch weer NOCH-poort .
Verschillende gevallen van SR Latch
De verschillende gevallen van SR grendel worden hieronder besproken.
Geval 1: S’ = R’ = 1 (S = R = 0)
Als Q = 1, zijn de Q- en R’-ingangen voor de 2e NAND-poort beide 1.
Als Q = 0, zijn de Q- en R'-ingangen voor de 2e NAND-poort respectievelijk 0 en 1.
Geval 2: S’ = 0, R’ = 1 (S = 1, R = 0)
- Omdat S '= 0, de uitvoer van de eerste NAND-poort, Q = 1 ( SET-status ).
- In de tweede NAND-poort, aangezien de Q- en R'-ingangen 1 zijn, is Q'=0.
Geval 3: S’ = 1, R’ = 0 (S = 0, R = 1)
- Als R’=0, is de uitvoer van de 2e NAND-poort, Q’ = 1.
- In de eerste NAND-poort, aangezien de ingangen van Q en S 1 zijn, is Q = 0 ( RESET-status ).
Geval 4: S’ = R’ = 0 (S = R = 1)
Wanneer S = R = 1 worden zowel Q als Q’ 1, wat niet is toegestaan. De invoervoorwaarde is dus verboden.
Gated SR-grendel
Een Gated SR-latch is een SR-latch met vrijgave-ingang die werkt wanneer vrijgave 1 is en de vorige status behoudt wanneer vrijgave 0 is.
Waarheidstabel van Gated SR Latch
De onderstaande tabel vertegenwoordigt de waarheidstabel van de Gated SR-grendel.
| Inschakelen | S | R Hoeveel Mission Impossible-films zijn er? | Qn+1 |
|---|---|---|---|
| 0 | X | X | QN |
| 1 | 0 | 0 | QN |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | X |
Logisch diagram van gated SR-grendel
Het onderstaande logicadiagram vertegenwoordigt de gepoorte SR-grendel.
Logisch diagram van gated SR-grendel
D Vergrendeling
D-grendels worden ook wel transparante grendels genoemd en worden geïmplementeerd met behulp van twee ingangen: D (data) en een kloksignaal. De uitgang van de grendel volgt de ingang op de D-terminal zolang het kloksignaal hoog is. Wanneer het kloksignaal laag wordt, wordt de uitvoer van de grendel opgeslagen en vastgehouden tot de volgende stijgende flank van de klok.
Waarheidstabel van D Latch
De onderstaande tabel vertegenwoordigt de waarheidstabel van D grendel.
| EN | D | Q | Q' |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | Vergrendeling | Vergrendeling |
| 0 | 1 | Vergrendeling | Vergrendeling |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Logisch diagram van D-grendel
Het onderstaande logicadiagram vertegenwoordigt de D-grendel.
Logisch diagram van D-grendel
Gated D-grendel
D-grendel is vergelijkbaar met SR-grendel, met enkele wijzigingen. Hier zijn de ingangen complementair aan elkaar. De D-latch staat voor data-latch, omdat deze grendel tijdelijk een enkele bit opslaat.
Waarheidstabel van Gated D Latch
De onderstaande tabel vertegenwoordigt de waarheidstabel van Gated D-grendel.
| Inschakelen | D | QN | Qn+1 | STAAT |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | X | 0 | RESET |
| 1 | 1 | X | 1 | SET |
| 0 | X | X | Q(n) | Geen verandering |
| Kenmerken Vergelijking: Q n+1 = EN.D + EN’.Q N |
Logisch diagram van Gated D-grendel
Het onderstaande logicadiagram vertegenwoordigt de gated D-latch.
JK-Latch
JK-latch heeft twee ingangen J en K. De uitgang wordt geschakeld wanneer de J- en K-ingangen hoog zijn. JK grendel is net als SR grendel, maar elimineert de ongedefinieerde toestand van SR grendel.
Waarheidstabel van JK Latch
De onderstaande tabel vertegenwoordigt de waarheidstabel van JK-grendel.
| J | K | Qn+1 | Opmerking |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | Q | Geen verandering |
| 0 | 1 | 0 | Opnieuw instellen |
| 1 | 0 | 1 | Set |
| 1 | 1 | Q' | Schakelaar |
Logisch diagram van JK Latch
Het onderstaande logicadiagram vertegenwoordigt de JK-grendel.
Logisch diagram van JK Latch
T Vergrendeling
Wanneer de JK-ingangen van JK-latch worden kortgesloten, krijgen we de T grendel. Bij T-latch worden de uitgangen geschakeld wanneer de ingangen hoog zijn.
Logisch diagram van T-grendel
Het onderstaande logicadiagram vertegenwoordigt de T-grendel.
Logisch diagram van T-grendel
Voordelen van grendels
Hieronder vindt u enkele voordelen van grendels.
- Eenvoudig te implementeren: Vergrendelingen zijn eenvoudige digitale circuits die eenvoudig kunnen worden geïmplementeerd met behulp van Basic digitale logica poorten.
- Laag energieverbruik: Vergrendelingen verbruiken minder stroom in vergelijking met andere sequentiële grendels circuits zoals slippers.
- Hoge snelheid: Vergrendelingen kunnen op hoge snelheden werken, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in snelle digitale systemen.
- Goedkoop: Vergrendelingen zijn goedkoop te vervaardigen en kunnen worden gebruikt in goedkope digitale systemen.
- Veelzijdigheid: Vergrendelingen kunnen voor verschillende toepassingen worden gebruikt, zoals gegevensopslag, stuurcircuits en flip-flopcircuits.
Nadelen van grendels
Enkele nadelen van grendels worden hieronder opgesomd.
- Geen klok: Vergrendelingen hebben geen kloksignaal om hun werking te synchroniseren, waardoor hun gedrag onvoorspelbaar wordt.
- Onstabiele staat: Vergrendelingen kunnen soms in een onstabiele toestand terechtkomen wanneer beide ingangen op 1 staan. Dit kan resulteren in onverwacht gedrag in het digitale systeem.
- Complexe timing: De timing van grendels kan complex en moeilijk te specificeren zijn, waardoor ze minder geschikt zijn voor real-time besturingstoepassingen.
Conclusie
We kunnen concluderen dat grendels het meest worden gebruikt in digitale circuits voor verschillende doeleinden. Latches verandert zijn uitvoer snel met betrekking tot nieuwe invoer. Verschillende soorten grendels omvatten SR-grendel, gated grendel, D-grendel, gated D-grendel, JK-grendel en T-grendel.
Referentie
Hier zijn een paar boeken die u kunt raadplegen voor meer informatie over grendels:
- Digitaal ontwerp: principes en praktijken door John F. Wakerly
- Digitaal systeemontwerp met VHDL door Charles H. Roth en Lizy Kurian John
- Analyse en ontwerp van digitale circuits door Victor P. Nelson en H. Troy Nagle
- Digitaal ontwerp en computerarchitectuur door David Harris en Sarah Harris
- Grondbeginselen van digitale logica met Verilog Design door Stephen Brown en Zvonko Vranesic
Deze boeken bieden een uitgebreid overzicht van digitale logica, inclusief vergrendelingen, en behandelen verschillende onderwerpen, zoals ontwerp en implementatie, simulatie en verificatie van digitale circuits.
DIGITALE ELEKTRONICA – Atul P. Godse, mevrouw Deepali A. Godse
Vergrendelingen – Veelgestelde vragen
Wat zijn de soorten grendels?
De typen grendels omvatten SR, gated SR, D, gated D, JK en T.
Waar worden grendels gebruikt?
Sluitingen worden in klokken gebruikt als opbergeenheden.
soorten testen
Hoeveel bits kan een grendel opslaan?
Een grendel kan gegevens van één bit opslaan.
Heeft Latch geheugen?
Ja, grendel is een geheugenelement met 1-bit opslag.