Tricky Circuit

Ein Bit im SR-Latch

Bring einer Schaltung das Erinnern bei

SR bedeutet Set Reset, Setzen und Rücksetzen: Sie schreiben 1 und 0. Ein Latch speichert ein Bit, eine Binärziffer 0 oder 1. Zwei NOR-Gatter (NOT OR, NICHT ODER) koppeln ihre Ausgänge gegenseitig zurück. NOR liefert nur bei zwei Eingängen 0 eine 1. Hier ist logisch 1 gleich 5 V, logisch 0 gleich 0 V.

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EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

Anmelden, um den Fortschritt zu speichern. Der Gastfortschritt bleibt auf diesem Gerät.

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So funktioniert es

Ideale Eingänge, aktiv bei 1. S = R = 1 ist ungültig; danach bleibt bei 00 der Speicher unbestimmt, bis ein einzelner Befehl wirkt. Ausschalten setzt dieses Lehrmodell auf 0; echte Einschaltzustände sind nicht garantiert. Ohne Störungen und Verzögerungen. Gib mit Beide Eingänge freigeben S und R gleichzeitig auf 0 zurück.

S setzt, R setzt zurück, Q ist der gespeicherte Ausgang und Q̅ im gültigen Zustand sein Gegenteil. Bei S = R = 0 hält die Rückkopplung das Bit. Zwei Befehle 1 erzwingen beide Ausgänge 0.

Schwierigkeit

  1. Aufbauen · Beobachte

    Einschalten. Stelle S = 1, R = 0 ein und erhalte Q = 5 V.

    Brauchst du einen Tipp?

    S=1; R=0 → Q=5 V

  2. Erforschen · Experimentiere

    Zuerst S = 1, R = 0, danach S auf 0. Lass R = 0 und bestätige weiterhin Q = 5 V.

    Brauchst du einen Tipp?

    S=1; R=0 → S=0; R=0 → Q=5 V

  3. Selbst lösen · Löse

    Stelle S = 0, R = 1 ein. Erhalte Q = 0 V und Q̅ = 5 V.

    Brauchst du einen Tipp?

    S=0; R=1 → Q=0 V; Q̅=5 V

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte

Ein Bit im SR-Latch

Ein Türsensor meldet ein sehr kurzes Ereignis. Ohne Speicher ist es vor deinem Blick vorbei. Gegenseitige Rückkopplung hält die Meldung für eine spätere Quittierung fest.

S,R = 00 → Qprev; 10 → Q=1; 01 → Q=0; 11 → Q=Q̅=0

Die Zeile 00 benötigt den vorherigen Zustand: halten heißt nicht Null schreiben. Der Strich bei Q̅ bezeichnet den Gegenwert, keine negative Spannung.

Ein nützlicher Zusammenhang

Ein kurzer Alarm bleibt gespeichert, wenn der Sensor wieder normal ist. Ein eigener Rücksetzbefehl quittiert ihn.

Ein überraschendes Detail

Die Rückkopplung braucht geeignete Versorgung. Dieser Speicher ist nicht dauerhaft ohne Strom.

Eine typische Falle vermeiden

S = R = 1 ist kein normaler Speicherbefehl. Gleichzeitiges Loslassen wählt kein Bit zuverlässig.

Nach gültigem Setzen werden beide Eingänge 0. Q…

  1. bleibt 1
  2. wird 0
  3. schwingt selbstständig
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Die Gatter erhalten den bestehenden Zustand. Es gab keinen Rücksetzbefehl.

Alarm merken

Setze und stelle danach S auf 0, ohne R zu ändern.

Q bleibt während und nach dem Setzen bei 5 V.

Alarm quittieren

Setze zurück, während S freigegeben ist.

Q wird 0 V; nach Freigabe von R bleibt 0 gespeichert.

Probiere eine weitere Änderung

Probiere S = R = 1, gib beide frei und beobachte Unbestimmtheit. Stelle mit R allein einen gültigen Zustand her. Vergleiche mit gewöhnlichem Halten.

bob.cs.sonoma.edu