W dziedzinie inżynierii elektronicznej i cyfrowej spotykamy się z wieloma rodzajami obwodów i elementów obwodów. Zatrzaski i klapki to podstawowe szkielety sekwencyjnych układów logicznych. Podstawową jednostką budowy funkcjonalnego układu logicznego jest „bramka”, a bramki te służą do tworzenia układów logicznych tj. zatrzasków i przerzutników. A klapki można nawet tworzyć za pomocą kombinacji zatrzasków, ale odwrotnie nie jest to możliwe.
Wyjścia zatrzasków i przerzutników zależą od wszystkich poprzednich wejść oraz wyjść. Jednak mogą wyglądać zasadniczo podobnie, istnieje wiele różnic między zatrzaskami a klapkami.
Zatrzask vs Flip-Flop
Różnica między zatrzaskiem a przerzutnikiem polega na tym, że obwód logiczny zatrzasku nie składa się z sygnału zegarowego, podczas gdy wyjście obwodu przerzutnika jest zdefiniowane przez sygnał zegarowy. Te obwody logiczne są uważane za elementy pamięci i są używane w komputerach i wielu innych systemach. Są używane jako elementy do przechowywania danych w obwodzie. Oba są urządzeniami bistabilnymi, które są reprezentowane jako 0 lub 1.
Zatrzask to obwód elektroniczny (obwód logiczny), który ma dwa różne wejścia i jedno wyjście. Te dwa wejścia są określane jako „SET” i „RESET”. Zatrzaski są uważane za obwody o wysokim poziomie aktywnym; gdy oba wejścia są połączone z masą i chwilowo indukowany jest sygnał WYSOKI w jednym z wejść lub w obwodach aktywny-niski; gdy same wejścia są WYSOKIE i na którymkolwiek z wejść zostanie wyzwolony chwilowy niski sygnał.
Przerzutnik jest synchroniczny, ponieważ ma sygnał zegarowy, w przeciwieństwie do obwodu zatrzaskowego. Flip-flop to podstawowy układ przechowywania pamięci cyfrowej, używany do budowy złożonych układów sekwencyjnych. Pierwsza konstrukcja typu flip-flop została użyta w 1943 roku w brytyjskim komputerze Colossus. Flip-flop jest często określany jako bistabilny multiwibrator i jest używany jako kluczowy element w tworzeniu złożonego sekwencyjnego obwodu logicznego.
Tabela porównawcza między zatrzaskiem a flip-flop
| Parametry porównania | Zatrzask | Japonka |
| Reakcja wejścia-wyjścia | Zatrzask sprawdza wejścia w sposób ciągły i jednocześnie reaguje na wejścia tj.; USTAW lub RESETUJ. | Flip-Flop sprawdza wejścia, ale zmienia wyjście tylko wtedy, gdy jest to określone przez sygnał zegara lub jakikolwiek inny sygnał indukowany. |
| Rodzaje | Brak klasyfikacji obwodów zatrzaskowych. | Przerzutniki są dwojakiego rodzaju: przerzutniki synchroniczne lub asynchroniczne. |
| Sygnał zegara | W tego typu obwodzie nie ma sygnału zegarowego. | Sygnał zegarowy jest obecny we wszystkich obwodach przerzutnika. |
| Stosowanie | Można je wykorzystać do projektowania obwodów sekwencyjnych, ale zwykle nie są preferowane. | Są one elementami składowymi szeroko stosowanych obwodów sekwencyjnych, takich jak liczniki. |
| Przykłady | Zatrzask SR, Zatrzask D. | Japonki D, Japonki JK. |
Co to jest zatrzask?
Zatrzask jest bardzo powszechnie omawianym obwodem logicznym, który jest używany do projektowania obwodu sekwencyjnego i jest również znany jako obwód SET-RESET. Obwody zatrzasku są wykonane za pomocą bramek takich jak NOR, AND, NAND itp. Dwa wejścia są nazywane SET i RESET. Różnica w wejściach i wyjściach wynika z rodzaju obwodu zatrzasku.
Na przykład, jeśli SET i RESET obwodu są połączone z masą (Low), a zatrzask jest chwilowo wyzwalany przez sygnał HIGH na którymkolwiek z wejść, będzie to określane jako obwód aktywny-wysoki. Podobnie, jeśli dwa wejścia są po prostu wysokie, a zatrzask jest wyzwalany chwilowym sygnałem LOW na którymkolwiek z wejść, zostanie to nazwane obwodem aktywny-niski.
Obwody zatrzaskowe reagują natychmiast na dwa wejścia, w przeciwieństwie do przerzutnika wyposażonego w sygnał zegarowy. Są one również używane do tworzenia obwodów typu flip-flop, które mają charakter synchroniczny lub asynchroniczny. Niektóre przykłady obwodów zatrzaskowych to SR Latch i D Latch.
Co to jest flip-flop?
Podobnie jak obwód logiczny zatrzasku, przerzutnik ma dwa stabilne stany (1 i 0) i służy do przechowywania informacji o stanie. Przerzutnik jest używany jako element pamięci w obwodzie sekwencyjnym. Posiada również sygnał zegarowy, który wpływa na zmianę wyjścia. Podobnie jak obwód logiczny zatrzasku, przerzutnik ma dwa stabilne stany (1 i 0) i służy do przechowywania informacji o stanie. Przerzutnik jest używany jako element pamięci w obwodzie sekwencyjnym. Posiada również sygnał zegarowy, który wpływa na zmianę wyjścia.
Wyjście w obwodzie sekwencyjnym składa się albo z bramek, które budują obwód kombinacyjny lub przerzutniki, albo z kombinacji obu elementów obwodu. Na stan przerzutnika wpływa impuls sygnału zegarowego i jest on wyłączony, gdy impuls zegarowy nie jest aktywny. Na stan przerzutnika wpływa impuls sygnału zegarowego i jest on wyłączony, gdy impuls zegarowy nie jest aktywny.
Zwykle taktowany przerzutnik służy jako element pamięci w synchronicznym obwodzie sekwencyjnym i podobnie nietaktowany przerzutnik (tj. zatrzaski) służy jako element pamięci w asynchronicznym obwodzie sekwencyjnym. Obwody typu flip flop są obecnie bardziej preferowane w nowoczesnych komputerach i obwodach sekwencyjnych opartych na pamięci masowej w porównaniu z asynchronicznymi obwodami zatrzaskowymi.
Flip-flop to urządzenie wyzwalane krawędzią, zbudowane przy użyciu bramek takich jak NOR, NOT, AND, NAND. Ponadto przerzutniki mogą być budowane przy użyciu asynchronicznych obwodów zatrzaskowych, podobnie jak bramki są używane do budowy obwodu zatrzaskowego. Niektóre przykłady to przerzutnik D i przerzutnik JK.
Główne różnice między zatrzaskiem a klapką
- Flip-flop jest synchroniczny, podczas gdy obwód logiczny zatrzasku jest asynchroniczny. Podczas konstruowania obwodu logicznego pamięci, bramki i przerzutniki są preferowane w stosunku do zatrzasków ze względu na ich właściwość wyzwalania krawędzią.
- Klapki są wyposażone w sygnał zegarowy, ale zatrzaski nie mają sygnału zegarowego.
- Zatrzask jest urządzeniem wyzwalanym poziomem, podczas gdy flip flop jest urządzeniem wyzwalanym krawędzią.
- Japonki są uważane za elementy budulcowe obwodów sekwencyjnych z pamięcią masową, ale zatrzaski nie są zbytnio preferowane. Jednak czasami zatrzaski mogą być używane do projektowania obwodu sekwencyjnego.
- Klapki można zbudować za pomocą bramek i zatrzasków, ale zatrzasków nie można zbudować za pomocą klapek. Jednak bramki są wspólnymi elementami budulcowymi dla obu obwodów.
Wniosek
Zarówno zatrzaski, jak i przerzutniki są urządzeniami bistabilnymi ze stabilnymi stanami, które są reprezentowane jako 0 i 1. Oba obwody logiczne są wyprowadzone z kombinacji różnych bramek. Są to podstawowe elementy pamięci w sekwencyjnym obwodzie logicznym.
Flip flop jest uważany za bardziej wydajny niż zatrzask, ponieważ jest wyposażony w sygnał impulsu zegarowego, który określa wyniki wyjściowe. Obwód flip-flop jest używany głównie w nowoczesnych obwodach komputerowych i innych obwodach sekwencyjnych, takich jak liczniki. Przechowywanie danych to funkcjonalność obu elementów obwodów, a te typy obwodów są zbiorczo określane jako bloki konstrukcyjne sekwencyjnego obwodu logicznego.
