Conceptos básicos de cierres en electrónica digital

Conceptos básicos de cierres en electrónica digital

En Electrónica digital , un Latch es un tipo de circuito lógico , y también se conoce como biestable-multivibrador . Porque tiene dos estados estables, a saber, activo alto y activo bajo. Funciona como un dispositivo de almacenamiento al mantener los datos a través de un carril de retroalimentación. Almacena 1 bit de datos siempre que el aparato esté activado. Una vez que se declara la habilitación, el pestillo instantáneo puede cambiar los datos almacenados. Prueba constantemente las entradas una vez que se activa la señal de habilitación. El funcionamiento de estos circuitos se puede realizar en 2 estados en función de que la señal de habilitación sea alta o baja. Cuando el circuito de cierre está en un estado activo alto, entonces ambos i / ps son bajos. De manera similar, cuando el circuito de enclavamiento se encuentra en un estado bajo activo, ambos i / ps son altos.

Diferentes tipos de pestillos

Los pestillos se pueden clasificar en diferentes tipos que incluyen SR Latch, Pestillo S-R con puerta , Pestillo D , Pestillo D con compuerta, pestillo JK y pestillo en T.




SR Latch

Un Pestillo SR (Set / Reset) es un aparato asíncrono y funciona por separado para las señales de control dependiendo del estado S y las entradas R. El pestillo SR que utiliza puertas 2-NOR con una conexión de bucle cruzado se muestra a continuación. Estos pestillos se pueden construir con Puertas NAND sin embargo, también las dos entradas se intercambian y cancelan. Por eso se llama SR'-latch.



SR Latch

SR Latch

Siempre que se da una entrada alta a la línea S del pestillo, la salida Q aumenta. En el proceso de retroalimentación, la salida Q permanecerá alta, cuando la entrada S baje una vez más. De esta forma, el pestillo funciona como un dispositivo de memoria.



Igualmente, se le da una entrada alta a la línea R del pestillo, luego la salida Q baja (y Q ’alta), luego la memoria del pestillo se reiniciará efectivamente. Cuando ambas entradas del pestillo son bajas, entonces permanece en su estado anterior establecido o restablecido. los tabla de transición de estado o tabla de verdad del pestillo SR se muestra a continuación.

S R Q

Q’

00Pestillo

Pestillo



0

101
101

0

1

10

0

Cuando ambas entradas son altas a la vez, hay un problema: se le dice que genere simultáneamente una Q alta y una Q baja.Esto genera una condición de carrera en el circuito o el flip flop logra algo al alterar primero responderá al otro y se declarará . Preferiblemente, ambos Puertas lógicas son iguales y el dispositivo estará en una condición indefinida durante una etapa indefinida.


Pestillo SR cerrado

En algunos casos, puede ser popular ordenar cuando el pestillo puede y no puede engancharse. La simple extensión de un Pestillo SR no es más que un pestillo SR con compuerta . Proporciona una línea de habilitación que debe elevarse antes de que se pueda bloquear la información. Aunque es necesaria una línea de control, el pestillo no es síncrono debido a las entradas que pueden alterar la salida incluso en medio de un pulso de habilitación.

Pestillo SR cerrado

Pestillo SR cerrado

Cuando la entrada de una habilitación es baja, el o / ps de las puertas también debe ser menor, por lo tanto, las salidas Q & Q permanecen enganchadas hacia la información anterior. Simplemente cuando la habilitación i / p es alta, se puede cambiar la posición del pestillo, como se muestra en la forma tabular. Como se indica la línea de habilitación, un pestillo SR con compuerta es igual en el proceso hacia un pestillo SR. A veces, una línea de habilitación es una señal CLK, sin embargo, es una luz estroboscópica de lectura / escritura.

CLK

S R

Q (t + 1)

0

XXQ (t) (sin cambios)
100

Q (t) (sin cambios)

1

010
110

1

1

11

X

D Pestillo

El pestillo de datos es una fácil expansión del pestillo SR con compuerta que elimina la posibilidad de estados inaceptables de entrada. Debido a que el pestillo SR con compuerta nos permite sujetar la salida sin emplear las entradas de S o R, podemos eliminar una de las i / ps impulsando ambas entradas con un controlador opuesto. Eliminamos una entrada y automáticamente la hacemos opuesta a la entrada residual.

D Pestillo

D Pestillo

El D-latch emite la entrada de D cuando la línea de habilitación es alta; de lo contrario, la salida es lo que fuera la entrada D siempre que la entrada de habilitación fue alta por última vez. Esta es la razón por la que se conoce como pestillo transparente. Cuando se establece Habilitar, el pestillo se llama transparente y las señales se propagan directamente a través de él, ya que si no está presente.

ES

D Q Q’

0

0Pestillo

Pestillo

0

1Pestillo

Pestillo

1

001
111

0

Pestillo D cerrado

A pestillo D con puerta está diseñado simplemente cambiando un pestillo SR con compuerta, y el único cambio en el pestillo SR con compuerta es que la entrada R debe modificarse a S invertida. El pestillo con compuerta no se puede formar a partir del pestillo SR usando NOR se muestra a continuación.

Pestillo D cerrado

Pestillo D cerrado

Siempre que la habilitación de CLK sea alta, el o / p enclava cualquier cosa en la entrada de D. De manera similar, cuando CLK es baja, entonces el D i / p para la habilitación final alta es la salida.

CLK

D Q (t + 1)
0X

Q (t)

1

00
11

1

El circuito del pestillo no experimentará en absoluto un estado de carrera debido a que la única entrada D se invierte para ofrecer a ambas entradas. Por lo tanto, no hay posibilidad de un estado de entrada similar. Por lo tanto, el circuito de D-latch se puede utilizar de forma segura en varios circuitos.

Pestillo JK

Los dos Pestillo JK , así como el pestillo RS, es similar. Este pestillo comprende dos entradas, a saber, J y K, que se muestran en el siguiente diagrama de puerta lógica. En este tipo de pestillo, aquí se ha eliminado el estado poco claro. Cuando las entradas del pestillo JK son altas, la salida se alternará. La única diferencia que podemos observar aquí es la retroalimentación de salida hacia las entradas, que no está presente en el RS-latch.

Pestillo JK

Pestillo JK

T Latch

los Pestillo en T puede formarse siempre que las entradas del pestillo JK estén en corto. La función de T Latch será así cuando la entrada del latch sea alta, y luego la salida se alternará.

T Latch

T Latch

Ventajas de los pestillos

los ventajas de los pestillos Incluya lo siguiente.

  • El diseño de pestillos es muy flexible cuando lo comparamos con FF (chanclas)
  • Los pestillos utilizan menos energía.
  • El rendimiento del pestillo en el diseño del circuito de alta velocidad es rápido porque estos son asíncronos dentro del diseño y no hay necesidad de señal CLK.
  • La forma del pestillo es muy pequeña y ocupa menos área
  • Si la operación del circuito basado en pestillo no se termina en un tiempo establecido, se toma prestado el tiempo necesario de otro para completar la operación.
  • Los pestillos dan un reloj agresivo en comparación con circuitos flip-flop .

Desventajas de los pestillos

los desventajas de los pestillos Incluya lo siguiente.

  • Habrá una posibilidad de afectar la condición de carrera, por lo que es menos esperado.
  • Cuando un pestillo es sensible al nivel, existe la posibilidad de metaestabilidad.
  • Analizar el circuito es difícil debido a la propiedad de sensibilidad al nivel.
  • El circuito se puede probar utilizando un programa CAD adicional

Aplicación de pestillos

los aplicaciones de pestillos Incluya lo siguiente.

  • Generalmente, los pestillos se utilizan para mantener las condiciones de los bits para codificar números binarios.
  • Los pestillos son elementos de almacenamiento de un solo bit que se utilizan ampliamente en la informática y en el almacenamiento de datos.
  • Los pestillos se utilizan en los circuitos como la puerta de potencia y el reloj como dispositivo de almacenamiento.
  • Los pestillos D son aplicables para sistemas asíncronos como puertos de entrada o salida.
  • Los pestillos de datos se utilizan en sistemas síncronos de dos fases para reducir el número de tránsito.

Por lo tanto, se trata de una descripción general de los pestillos. Estos son los componentes básicos para circuitos secuenciales . El diseño de esto se puede hacer usando puertas lógicas. Su funcionamiento depende principalmente de la entrada de una función de habilitación. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Cuáles son los dos estados de funcionamiento de los pestillos?