NAND 게이트 S-R 플립플롭

부품 및 재료

<울>

4011 쿼드 NAND 게이트(Radio Shack 카탈로그 번호 276-2411)

4001 쿼드 NOR 게이트(Radio Shack 카탈로그 번호 276-2401)

8위치 DIP 스위치(Radio Shack 카탈로그 번호 275-1301)

10세그먼트 막대 그래프 LED(Radio Shack 카탈로그 번호 276-081)

6볼트 배터리 1개

10kΩ 저항 3개

470Ω 저항 2개

주의! 4011 IC는 CMOS이므로 정전기에 민감합니다! 부품 목록에는 10세그먼트 LED 장치가 필요하지만 그림은 대신 두 개의 개별 LED가 사용되는 것을 보여줍니다. 이는 스위치 어셈블리, 2개의 집적 회로 및 막대 그래프를 장착할 브레드보드의 공간이 부족하기 때문입니다.

브레드보드에 여유 공간이 있다면 부품 목록과 이전 래치 회로에 표시된 대로 막대 그래프를 자유롭게 사용해 보세요.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 4권, 3장:"논리 게이트"

전기 회로의 교훈 , 4권, 10장:"멀티바이브레이터"

학습 목표

<울>

게이트 래치와 플립플롭의 차이점

"펄스 감지기" 회로를 구축하는 방법

스위치 접점 "바운스"가 디지털 회로에 미치는 영향 알아보기

개략도

그림

지침

게이트의 유일한 차이점 (또는 활성화 ) 래치 및 플립플롭은 플립플롭이 상승 또는 하강 에지에서만 활성화된다는 것입니다. "하이" 인에이블 신호의 전체 기간이 아니라 "클럭" 신호의 시간입니다.

활성화된 래치를 플립플롭으로 변환하려면 클록 펄스의 에지가 짧은 "하이" 활성화 펄스를 생성하도록 "펄스 감지기" 회로를 활성화 입력에 추가하기만 하면 됩니다.

단일 NOR 게이트와 3개의 인버터 게이트는 다중 캐스케이드 게이트의 전파 지연 시간을 이용하여 이러한 효과를 생성합니다. 이 실험에서는 병렬 입력이 있는 3개의 NOR 게이트를 사용하여 3개의 인버터를 생성하므로 4001 집적 회로의 4개의 NOR 게이트를 모두 사용합니다.

일반적으로 NOR 게이트를 인버터로 사용할 때 입력 커패시턴스를 최소화하고 속도를 높이기 위해 하나의 입력은 접지되고 다른 하나는 인버터 입력으로 작동합니다. 그러나 여기에서는 느린 응답이 원합니다. , 그래서 나는 더 전통적인 방법을 사용하기보다는 인버터를 만들기 위해 NOR 입력을 병렬로 사용합니다.

이 특정 펄스 감지기 회로는 모든 하강 에지에서 "높은" 출력 펄스를 생성합니다. 클럭(입력) 신호. 이것은 플립플롭 회로가 중간 스위치가 "꺼짐"에서 "켜짐"으로가 아니라 "켜짐"에서 "꺼짐"으로 이동할 때만 설정 및 재설정 입력 상태에 응답해야 함을 의미합니다.

그러나 이 회로를 만들 때 출력이 둘 다 동안 설정 및 재설정 입력 신호에 응답한다는 것을 발견할 수 있습니다. 클럭 입력이 "높음" 상태에서 "낮음" 상태로 전환될 때뿐 아니라 전환됩니다.

그 이유는 연락처 반송 때문입니다. :금속 접점 패드의 탄성 충돌로 인해 접점이 처음 닫힐 때 기계적 스위치가 빠르게 개폐되는 효과. 클록 스위치가 닫힐 때 하나의 깨끗한 로우-하이 신호 전환을 생성하는 대신, 접점 패드가 오프-온 작동 시 "바운스"하므로 여러 번의 로우-하이-로우 "사이클"이 있을 가능성이 큽니다.

바운싱으로 인한 첫 번째 하이-로우 전환은 펄스 감지기 회로를 트리거하여 해당 순간에 S-R 래치를 활성화하여 설정 및 리셋 입력에 응답하도록 합니다. 물론 이상적으로는 스위치가 완벽하고 바운스가 없습니다. 그러나 실제 세계에서 접점 바운스는 스위치 입력으로 작동되는 디지털 게이트 회로에서 매우 일반적인 문제이며 극복하려면 잘 이해해야 합니다.

관련 워크시트:

<울> <리>

플립플롭 회로 워크시트