Zapah je digitalno vezje, ki takoj pretvori svoj izhod glede na svoje vhode. Za implementacijo zapahov uporabljamo različna logična vrata. V tem članku bomo videli definicijo zapahov, tipe zapahov, kot so SR, z zapornicami SR, D, z zapornicami D, JK in T, z njihovo tabelo resničnosti in diagrami ter prednosti in slabosti zapaha.

Kazalo

• Kaj so zapahi?
• Vrste zapahov
• SR zapah
• Gated SR zapah
• D Zapah
• Gated D Zapah
• JK Latch
• T zapah
• Prednosti zapahov
• Slabosti zapahov

Kaj so zapahi?

Zapahi so digitalna vezja, ki shranijo en bit informacije in zadržijo njegovo vrednost, dokler je ne posodobijo novi vhodni signali. Uporabljajo se v digitalnih sistemih kot začasni pomnilniški elementi za shranjevanje binarnih informacij. Zapahe je mogoče implementirati z različnimi digitalnimi logičnimi vrati, kot npr IN , ALI , vrata NOT, NAND in NOR.

Zapahi se pogosto uporabljajo v digitalnih sistemih za različne aplikacije, vključno s shranjevanjem podatkov, krmilnimi vezji in flip-flop vezji. Za izvedbo se pogosto uporabljajo v kombinaciji z drugimi digitalnimi vezji zaporedna vezja , kot so državni stroji in pomnilniški elementi.

Opredelitev zapahov

Zapahi so osnovni elementi za shranjevanje, ki delujejo z nivoji signala (namesto s prehodi signalov). Zapahi, ki jih nadzira prehod ure, so natikači . Zapahi so naprave, občutljive na nivo. Zapahi so uporabni za oblikovanje asinhrono zaporedno vezje . Zapahi so zaporedno vezje z dvema stabilnima stanjema. Ti so občutljivi na vnos Napetost uporabljen in ni odvisen od impulza ure. Japonke, ki ne uporabljajo taktnega impulza, se imenujejo zapah.

Vrste zapahov v digitalni elektroniki

V digitalni elektroniki so različne vrste zapahov:

• SR zapahi
• Zaporni zapahi SR
• D Zapahi
• D zaporne zapahe
• JK zapahi
• T Laches

SR zapah

Zapahi S-R, tj. zapahi Set-Reset, so najpreprostejša oblika zapahov in se izvajajo z uporabo dveh vhodov: S (Set) in R (Reset). Vhod S nastavi izhod na 1, medtem ko vhod R ponastavi izhod na 0. Ko sta oba vhoda S in R na 1, se reče, da je zapah v nedefiniranem stanju. Znana sta tudi kot prednastavljena in jasna stanja. Zapah SR je osnovni gradnik vseh drugih vrst japonk.

Resnična tabela zapaha SR

Spodnja tabela predstavlja tabela resnice zapaha SR.

Logični diagram zapaha SR

SR Latch je logično vezje z:

• 2 navzkrižno sklopljena vrata NOR ali 2 navzkrižno sklopljena vrata NAND.
• 2 vhoda S za NASTAVITEV in R za PONASTAVITEV
• 2 izhod Q, Q’.

Spodnji logični diagram predstavlja uporabo zapaha SR NAND vrata .

Spodnji logični diagram predstavlja uporabo zapaha SR Vrata NOR .

Različni primeri zapaha SR

Različni primeri SR zapah so obravnavani spodaj.

1. primer: S’ = R’ = 1 (S = R = 0)

Če je Q = 1, sta vhoda Q in R za 2. vrata NAND oba 1.

Če je Q = 0, sta vhoda Q in R' za 2. vrata NAND 0 oziroma 1.

Primer 2: S’ = 0, R’ = 1 (S = 1, R = 0)

• Ker je S' = 0, je izhod 1. vrat NAND Q = 1 ( SET stanje ).
• V drugih vratih NAND, ker sta vhoda Q in R' 1, je Q'=0.

Primer 3: S’ = 1, R’ = 0 (S = 0, R = 1)

• Ker je R'=0, je izhod 2. vrat NAND Q' = 1.
• V prvih vratih NAND, ker sta vhoda Q in S 1, je Q = 0 ( RESET stanje ).

Primer 4: S’ = R’ = 0 (S = R = 1)

Ko je S = R = 1, tako Q kot Q’ postaneta 1, kar ni dovoljeno. Torej je vnosni pogoj prepovedan.

Gated SR zapah

Gated SR zapah je SR zapah z omogočitvenim vhodom, ki deluje, ko je omogočitev 1, in ohrani prejšnje stanje, ko je omogočitev 0.

Resnična tabela Gated SR zapaha

Spodnja tabela predstavlja tabelo resnic Gated SR zapaha.

Logični diagram zaprtega SR zapaha

Spodnji logični diagram predstavlja zaprti zapah SR.

Logični diagram zaprtega SR zapaha

D Zapah

Zapahi D so znani tudi kot prosojni zapahi in se izvajajo z uporabo dveh vhodov: D (Podatki) in signala ure. Izhod zapaha sledi vhodu na terminalu D, dokler je signal ure visok. Ko je taktni signal nizek, se izhod zapaha shrani in zadrži do naslednjega naraščajočega roba takta.

Tabela resnice D zapaha

Spodnja tabela predstavlja tabelo resnic D zapah.

Logični diagram zapaha D

Spodnji logični diagram predstavlja zapah D.

Logični diagram zapaha D

Gated D Zapah

Zapah D je podoben zapahu SR z nekaj spremembami. Tu se vložki med seboj dopolnjujejo. Zapah D pomeni podatkovni zapah, saj ta zapah začasno shrani en bit.

Tabela resnice Gated D Latch

Spodnja tabela predstavlja tabelo resnic Gated D zapaha.

Logični diagram zaprtega D zapaha

Spodnji logični diagram predstavlja zaprti D zapah.

JK Latch

Zapah JK ima dva vhoda J in K. Izhod se preklopi, ko sta vhoda J in K visoka. JK zapah je enak kot zapah SR, vendar odpravlja nedefinirano stanje zapaha SR.

Tabela resnice JK Latch

Spodnja tabela predstavlja tabelo resnic zapaha JK.

Logični diagram JK Latch

Spodnji logični diagram predstavlja zapah JK.

Logični diagram JK Latch

T zapah

Ko so JK vhodi zapaha JK kratko povezani, dobimo T zapah. Pri T zapahu se izhodi preklapljajo, ko so vhodi visoki.

Logični diagram T zapaha

Spodnji logični diagram predstavlja T zapah.

Logični diagram T zapaha

Prednosti zapahov

Nekatere prednosti zapahov so navedene spodaj.

1. Enostaven za izvedbo: Zapahi so preprosta digitalna vezja, ki jih je mogoče preprosto izvesti z osnovnim digitalna logika vrata.
2. Nizka poraba energije: Zapahi porabijo manj energije v primerjavi z drugimi zaporednimi vezja kot so japonke.
3. Visoka hitrost: Zapahi lahko delujejo pri visokih hitrostih, zaradi česar so primerni za uporabo v hitrih digitalnih sistemih.
4. Poceni: Zapahi so poceni za izdelavo in se lahko uporabljajo v poceni digitalnih sistemih.
5. Vsestranskost: Zapahi se lahko uporabljajo za različne aplikacije, kot so shranjevanje podatkov, krmilna vezja in flip-flop vezja.

Slabosti zapahov

Spodaj so navedene nekatere slabosti zapahov.

1. Brez ure: Zapahi nimajo signala ure za sinhronizacijo svojih operacij, zaradi česar je njihovo vedenje nepredvidljivo.
2. Nestabilno stanje: Zapahi lahko včasih preidejo v nestabilno stanje, ko sta oba vhoda na 1. To lahko povzroči nepričakovano vedenje v digitalnem sistemu.
3. Kompleksni čas: Časovni razpored zapahov je lahko zapleten in ga je težko določiti, zaradi česar so manj primerni za nadzorne aplikacije v realnem času.

Zaključek

Sklepamo lahko, da se v digitalnih vezjih za različne namene največ uporabljajo zapahi. Zapah hitro spremeni svoj izhod glede na nov vhod. Različne vrste zapahov vključujejo zapah SR, zapah z zapornico, zapah D, zapah z zapornico D, zapah JK in zapah T.

Referenca

Tukaj je nekaj knjig, ki si jih lahko ogledate za dodatne informacije o zapahih:

1. Digitalno oblikovanje: Načela in prakse John F. Wakerly
2. Načrtovanje digitalnih sistemov z uporabo VHDL Charlesa H. Rotha in Lizy Kurian John
3. Analiza in načrtovanje digitalnih vezij Victor P. Nelson in H. Troy Nagle
4. Digitalno oblikovanje in računalniška arhitektura Davida Harrisa in Sarah Harris
5. Osnove digitalne logike z zasnovo Verilog Stephena Browna in Zvonka Vranešiča

Te knjige ponujajo celovit pregled digitalne logike, vključno z zapahi, in pokrivajo različne teme, kot so načrtovanje in izvedba, simulacija in preverjanje digitalnih vezij.

DIGITALNA ELEKTRONIKA – Atul P. Godse, ga. Deepali A. Godse

Zapahi – pogosta vprašanja

Kakšne so vrste zapahov?

Vrste zapahov so SR, z zapornicami SR, D, z zapornicami D, JK in T.

Kje se uporabljajo zapahi?

Zapahi se uporabljajo v urah kot enote za shranjevanje.

prednaročilno prečkanje drevesa

Koliko bitov lahko shrani zapah?

Zapah lahko shrani enobitne podatke.

Ali ima Latch pomnilnik?

Da, zapah je pomnilniški element z 1-bitnim pomnilnikom.