Circuite bistabile

1. Scopul lucrării:
Cunoaşterea modului de funcţionare şi a configuraţiei unor bistabile integrate, frecvent utilizate în circuite logice secvenţiale.

Referat Circuite bistabile

2. Consideraţii teoretice:
Circuitul basculant bistabil CBB, este un circuit tipic cu două stări distincte utilizat pentru păstrarea informaţiei binare. Acesta prezintă două conexiuni de intrare prin care acceptă informaţia binară care urmează a fi memorată, două conexiuni de ieşire care permit citirea stării bistabilului şi în general, intrări suplimentare de control prin care se stabileşte momentul în care informaţia urmează a fi citită de bistabil. Cele două ieşiri ale unui bistabil sunt complementare. Trecerea într-o anumită stare poate fi determinată fie de semnalul reprezentând informaţia care trebuie înscrisă în bistabil, fie de semnalul de tact ce acţionează în funcţie de starea intrărilor de informaţie.
Semnalul de tact poate determina comutarea bistabilului în două moduri: pe durata impulsului de tact, fiind deci precis definită în timp.
Proprietatea bistabilului de memorare a informaţiei se manifestă prin faptul că starea sa nu se schimbă după dispariţia semnalului de comutate.

3. Bistabilul asincron RS:
Bistabilul RS asincron, se obţine prin interconectarea a două porţi SI-NU în aşa fel ca ieşirile unuia să fie conectate la intrarea celeilalte.
În funcţionarea normală nu se permite aplicarea simultană a semnalului logic "1" ăpe două intrări R şi deoarece conduce la prezenţa semnalului logic "0" pe două ieşiri, situaţie care este în contradicţie cu dată anterior privind caracterul complementar al ieşirii unui bistabil.

SRQt+1
00Qt
010
101
11interzis

4. Bistabilul sincron RS:
Bistabilul RS sincron are schema în figura:

C
SRQt+1Qt+1
100Qt

10101
11010
111interzisinterzis

Ecuaţiile logice caracteristice sunt: ; .

5. Bistabilul sincron D:
Bistabilul D sincron are schema în figura următoare, are o singură intrare:

DCQt+1Qt+1
00Qt

0101
10Qt

1110

Ecuaţiile logice caracteristice sunt: ; .
Deoarece pentru C=1, Qt+1=D bistabilul se mai numeşte şi circuit elementar de întârziere în sensul că semnalul aplicat la intrare se obţine la ieşire cu întârzierea de un tact.

6. Bistabilul sincron JK:
Bistabilul JK sincron are schema în figura următoare, realizată cu porţi ŞI-NU :

JKQt+1
00Qt
010
101
11

 

Ecuaţiile logice caracteristice sunt: ; .
Prezintă neajunsul că pentru a exista o singură basculare trebuie ca durata contactului de tact să fie mai mare decât timpul de propagare printr-o poartă şi mai mic decât timpul de propagare prin două porţi.

7. Bistabilul sincron T:
Bistabilul T sincron are proprietatea de a-şi schimba ieşirea la fiecare impuls sosit la intrare. Acest efect poate fi obţinut realizând un bistabil care se autocomandă, schema în figura următoare:
CQtQt+1Qt+1
0001
0010
1010
1101
Ecuaţiile logice caracteristice sunt: ; .
Odată ce bistabilul şi-a schimbat starea şi impulsul pe C persistă, urmează o nouă schimbare a stării, adică bistabilul oscilează, fiind foarte dificil a determina starea sa finală, care depinde de raportul dintre durata impulsului pe intrarea C, şi durata basculării. Pentru a exista o singură basculare se impune pentru durata impulsului de tact aceeaşi condiţie ca şi în cazul circuitului bistabil JK sincron.
Pentru a rezolva deficienţa sunt folosite 2 circuite de tip RS comandate prin impuls.
Primul, A, condiţionează starea celui de-al doilea B, în timp ce al doilea , B, îl condiţionează pe primul, A.
Dacă bistabilul A se află în starea "1" la sosirea impulsului pe intrarea b, bistabilul B trece în starea "1", pe când dacă bistabilul B se află în starea "1" la sosirea impulsului pe intrarea a, bistabilul A trece în starea "0".
Pentru o funcţionare corectă sunt necesare două impulsuri a şi b decalate în timp.
O altă schemă logică a bistabilului T sincron cu porţi ŞI-NU (NAND) este prezentată în figura alăturată.
Circuitul are proprietatea de a-şi schimba starea la fiecare impuls de tact aplicat pe intrarea C, dacă la intrarea T se aplică semnal logic "1".
Ecuaţiile logice caracteristice sunt: ; .

8. Mersul lucrării:
Materiale şi aparatura necesară: CI: CBD-400E, 410E (vezi anexa), stand pentru circuite integrate logice.
Modul de lucru:
a)Se va realiza schema logică a bistabilului din figură, se verifică tabelul de adevăr;
b)Se va realiza schema logică a bistabilului RS sincron şi se va verifica funcţionarea circuitului după tabelul de adevăr în timp, stabilind condiţiile logice pe S şi R şi aplicând impulsuri de tact;
c)Se va realiza schema logică a bistabilului D şi se testează tabelul de adevăr din tabel;
d)Se va realiza schema logică a bistabilului JK sincron şi se va verifica funcţionarea circuitului după tabelul de adevăr în timp, stabilind condiţiile logice pe J şi K şi aplicând impulsuri de tact;
e)Se va realiza schema logică a bistabilului T comandat prin două impulsuri. Ieşirile A şi B se conectează la elementele de afişaj. Se aplică în mod succesiv impuls pe intrarea a şi apoi pe intrarea b şi se observă că la fiecare şir de două impulsuri bistabilul îşi schimbă starea.

9. Întrebări:
1.Să se deducă ecuaţiile logice şi graful de tranziţii pentru bistabilul RS realizat cu NOR din figura următoare:
2.Să se stabilească dacă tabelul de tranziţii şi graful de tranziţii pentru bistabilul JK.
3.Să se deseneze formele de undă de la ieşirea Q a bistabilului din figura următoare, la intrare aplicându-se un tren de impulsuri TTL ca în figură.