Circuite basculante bistabile de tip S-R asincron

Circuite basculante bistabile de tip S-R asincron

Un asemenea circuit are doua intrari de comanda notate cu : S (de la set)si R (de la reset) si doua iesiri Q si Q . Notatia folosita pentru iesiri indica faptul ca iesirile circuitului sunt complementare .

Intrarea S se va folosi pentru a inscribe informatia in circuit , pe cand intrarea R pentru a sterge informatia din circuit . In mod usual informatia se asociaza , in mod conventional , cu cifra binara 1 .

Asa cum se va observa pe parcurs , in cazul general ambele simboluri 0 respectiv 1 sunt purtatoare de informatie si pot fi si comenzi active . Aceasta observatie serveste la prezentarea tabelului de adevar asociat circuitului a carui structura urmeaza sa fie stabilita .

(Fig2)Tabelul de adevar echivalent al CBB de tip S-R asincron

Daca in diagramele Karnaugh din figura 1 se grupeaza in mod convenabil zerourile , rezulta urmatoarea FCC a functiilor

(expresia1)

Pe baza expresiilor de mai sus se poate desena schema circuitului :

(Fig3)Schema unui CBB de tip S-R realizata cu porti SAU-NU.

Cele doua scheme prezentate in figurile de mai sus difera doar prin notarea intrarilor de date , care in cazul circuitului din figura 3 sunt de tipul Active High , iar in cazul circuitului din figura urmatoare sunt de tipul Active Low.

(Fig4)Schema unui CBB de tip S-R cu porti SI-NU

(Fig 5)Functionarea portii SAU-NU

1Cazul Sn=0, R n . Intrarile de comanda ale portilor P1 si P fiind in 0 logic , iesirile acestora vor fi dictate de celelalte intrari astfel : daca notam cu Q semnalul de iesire al portii P pe iesirea portii P apare in mod obligatoriu semnalul Q (negat(. In concluzie iesirile circuitului sunt complementare . pentru valoare Q=0 , rezulta ca iesirea portii P va fi 1 logic adica Q(negat)=1.Pentru Q=1 , va rezulta Q(negat)=1.

In concluzie , circuitul nu poate avea decat doua stari Q=0, Q(negat)=1si Q=1 , Q(negat)=0.Daca la intrare comenzile raman neschimbate Sn

(Fig6)Starile bistabilului : a)starea 0 ; b)starea unu .

Rn=0 ,circuitul va sta intr-una din aceste stari timp cat nu se schimba comenzile la intrare . Se considera deci ca starea bistabilului este caracterizata de iesirea Q a acestuia .

2 Cazul Sn=1 , Rn=0.In acest caz poarta P este blocata pe Q(negat)=0iar poarta P este deschisa . Iesirea portii P este determinate de cealalta intrare Q(negat)=0, si deci Q=1 .

In concluzie , pentru aceasta comanda a rezultat o unica stare la iesire .

3Cazul Sn=0 , Rn=1.In acest caz funcionarea circuitului este similara cu functionarea din cazul precedent , rezultand la iesire o unica stare Q=0, Q(negat)=1Iesirea Q(negat)=1blocheaza poarta P si in consecinta modificarile semnalului Rn nu pot influenta starea circuitului(Fig8).

4Cazul Sn=1,Rn=1.Pentru aceasta comanda portile P si P se blocheaza , iar iesirile devin Q=0, Q(negat)=0.Cele doua iesiri nemaifiind complementare , rezulta ca circuitul isi pierde caracterul de circuit cu doua stari .Daca comanda Sn=1,Rn=1 s-a dat in momentul tn si la un moment de timp ulterior tn=1 se anuleaza aceasta comanda Sn+1=0,Rn+1=0 apare o ambiguitate asupra starii in care va ramane circuitul , deoarece practice este imposibil ca cele doua semnale de comanda Sn , Rn sa comute simultan .

Practic trecerea de la comanda Sn=1,Rn=1la comanda Sn+1=0,Rn+1=0se va face fie prin starea intremediara Sn=1 , Rn=0(semnalul de pe intrarea R a comutat inaintea celui de p S ),fie prin starea intremediara S''n=0,R''n=1(semnalul de pe intrarea S a comutat inaintea celui de pe intrarea R )(Fig 9).

In primul caz starea circuitului la momentul tn+1 va fi Qn+1,iar in celde-al doilea caz Qn+1

Deoarece practice este imposibil de prevazut care din situatiile intremediare va apare in urma anularii comenzii Sn=1,Rn=1inseamna ca dupa o astfel de comanda se pierde controlul asupra bistabilului , motiv pentru care aceasta comanda a si fost exclusa din tabelul de adevar al bistabilului .

Pentru evitarea nedeterminarilor de pot aparea in urma unor comenzi Sn=1,Rn=1 exista doua solutii :

sa se utilizeze circuitul in acele aplicatii in care asemenea comenzi nu apar ;

modificarea schemei circuitului astfel ca acesta sa aiba o evolutie cunoscuta si dupa o astfel de comanda .

Examinand ce posibilitati ofera cea de-a doua varianta , se constata ca exista numai patru posibilitati de ridicare a nedeterminarii , si anume :

Qn+1=Qn;Qn+1=0;Qn+1=1;Qn+1=Qn.Primele trei nu sunt interesante , deoarece ele inseamna dedublarea unor situatii déjà existente in tabel .Ultima varianta ar completa tabelul de adevar cu o situatie inexistenta in tabelul initial si anume :in urma comenzii Sn=1,Rn=1 circuitul sa treaca in starea opusa aceleia in care se afla .Pentru a obtine acasta evolutie a circuitului , schema CBBde tip S-R a fost completata cu doua porti Sicomandate cu semnalele Q si Q

(Fig11)Exemplu de utilizare a bistabilului S-R asincron la eliminarea oscilatiilor