Шпилькалуу схемалардын иштөө принциби
Pendahuluan
Шпилька схемалары санариптик электрониканын негизги курулуш блокторунун бири болуп саналат, ал экилик маалыматты (биттерди) сактоого жана иштетүүгө мүмкүндүк берет. Шпилькалар көптөгөн түрлөрдө болот жана маалыматтарды сактоодон баштап татаал логикалык схемаларга чейин кеңири колдонулат. Бул макала шпилькалардын иштөө принциптерин, ар кандай түрлөрүн жана алардын электроникадагы колдонулушун тереңирээк изилдөөгө багытталган.
Негизги иштөө принциптери
Шпилька негизинен бистабилдүү схема болуп саналат, башкача айтканда, ал эки туруктуу абалдын биринде жашай алат. Бул схема үзгүлтүксүз киргизүү сигналынын кереги жок эле бул абалдарды сактай алат. Киргизүүгө жараша чыгышын дароо өзгөрткөн жөнөкөй логикалык дарбазалардан айырмаланып, шпилька акыркы абалын "эстеп" алат.
SR триггери
Триплонун эң негизги түрү - SR (Set-Reset) триплонун түрү. SR триплонун негизги компоненттери бири-бири менен байланышкан эки NOR же NAND дарбазасы. NOR дарбазаларын колдонгон SR триплонун чындык таблицасы:
| S (Орнотуу) | R (Кайра коюу) | Q (Чыгаруу) | Q' (Чыгаруу толуктоосу) |
|————|————–|—————|———————|————————|
| 0 | 0 | Q (мурунку) | Q' (мурунку) |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | Аныкталбаган | Аныкталбаган |
Таблицадагы S жана R экөө тең 1 болгон кырдаал туруксуз шарт болуп саналат жана иш жүзүндө колдонулбайт.
D Шлип-флоп
SR триггерлериндеги тыюу салынган абал көйгөйүн чечүү үчүн D триггери киргизилген. D триггери бир гана маалымат киргизүүсүнө (D) жана бир такт киргизүүсүнө (C) ээ болуу менен киргизүүнү жөнөкөйлөтөт. Чыгаруу такт сигналы болгондо гана абалын өзгөртөт. D триггеринин чындык таблицасы:
| D | Саат | Q (чыгаруу) | Q' (чыгаруу толуктоосу) |
|—|——-|————|——————|————————|
| 0 | ↑ | 0 | 1 |
| 1 | ↑ | 1 | 0 |
Саат сигналынын жогору карай чеги пайда болгондо, Q чыгышы D маанисин ээрчийт.
JK Шпилька
JK триггери SR триггеринин дагы бир жакшыртылган варианты болуп саналат жана бул туруксуз абалды жокко чыгарат. JK триггеринин эки киргизүүсү бар: J жана K, жана такт киргизүүсү. Анын чындык таблицасы төмөнкүдөй:
| J | K | Саат | Q (чыгаруу) | Q' (чыгаруу толуктоосу) |
|——|——|——-|————|—————|—————————|
| 0 | 0 | ↑ | Q (мурунку) | Q' (мурунку) |
| 0 | 1 | ↑ | 0 | 1 |
| 1 | 0 | ↑ | 1 | 0 |
| 1 | 1 | ↑ | Q' (мурунку) | Q (мурунку) |
J жана K киргизүүлөрү 1ге барабар болгондо, чыгыш мурунку абалдын толуктоосу же техникалык жактан "toggle" болот.
T Шлип-флоп
T триггери же Toggle триггери – бул J жана K киргизүүлөрү бири-бирине туташкан жана T деп белгиленген JK триггеринин бир варианты. Бул саат сигналынын жээги пайда болгон сайын Q чыгышынын абалынын өзгөрүшүнө алып келет. Чындык таблицасы төмөнкүдөй:
| T | Саат | Q (чыгаруу) | Q' (чыгаруу толуктоосу) |
|—|——-|————|——————|————————|
| 0 | ↑ | Q (мурунку) | Q' (мурунку) |
| 1 | ↑ | Q' (мурунку) | Q (мурунку) |
Ишке ашыруу жана колдонуу
Регистрлер жана эс тутум
Шпилькалардын негизги колдонулуштарынын бири - регистрлерде жана эс тутумда. Регистр - бул маалыматтардын биттерин сактаган шпилькалардын жыйындысы; адатта, бир шпилька бир битти сактайт. Регистрлер микропроцессорлордо иштетилип жаткан маалыматтарды убактылуу сактоо үчүн кеңири колдонулат. Бир нече шпилькаларды туташтыруу менен, биз белгилүү бир бит туурасы бар регистрди түзө алабыз, мисалы, 8 биттик же 16 биттик.
SRAM (Статикалык RAM) сыяктуу компьютердин эс тутуму маалыматтарды окуу же жазуу үчүн жеткиликтүү болгон триггерлердин чоң матрицасын камтыйт.
Эсептегич жана таймер
Шпилькалар ошондой эле эсептегич жана таймер схемаларында колдонулат . Эсептегич - бул саат сигналын эсептеп, аны экилик формага айландыруучу схема, ал убакытты эсептөө же индекс катары колдонулушу мүмкүн. Жөнөкөй мисал катары экилик эсептегичти түзүү үчүн T шпилькаларын ырааттуу түрдө колдонууну келтирүүгө болот.
Shift Register
Жылдыруу регистри – бул маалымат биттерин солго же оңго жылдыра алган регистрдин бир түрү. Ал ар кандай колдонмолордо, мисалы, маалыматтарды сериялык-параллелдик иштетүүдө колдонулат, мында маалыматтар системадан жөнөтүү же алуу үчүн сериялаштырылат же параллелдештирилет.
Логикалык контроллер
Шпилькалардын абалды сактоочу мүнөзүнөн улам, алар логикалык контроллерлерде киргизүү окуяларына негизделген схеманын абалын же өтүшүн көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Мисал катары учурдагы абалына жана алган киргизүү сигналына негизделген белгилүү бир операцияны аткарган абал машинасын келтирүүгө болот.
Корутунду
Шлепкалар санариптик электрондук схемалардын негизги компоненти болуп саналат . SR, D, JK жана T шлепкалары сыяктуу ар кандай типтеги шлепкалар аркылуу биз жөнөкөй маалыматтарды сактоодон тартып татаал логикалык башкарууга чейинки кеңири функцияларды жана колдонмолорду ишке ашыра алабыз. Шлепкалардын иштөө принциптерин жана алардын колдонулушун түшүнүү бизге муктаждыктарыбызга ылайык натыйжалуураак жана эффективдүү санариптик системаларды иштеп чыгууга мүмкүндүк берет. Электроника дүйнөсүндөгү негизги курулуш блокторунун бири катары шлепкалар келечектеги технологиялык инновацияларда маанилүү компонент бойдон кала берет.
