Tricky Circuit

Один бит в SR-защёлке

Научи схему помнить

SR — Set Reset, установка и сброс: установка записывает 1, сброс — 0. Защёлка хранит бит, двоичную цифру 0 или 1. Два элемента NOR (NOT OR, ИЛИ-НЕ) возвращают выходы на входы друг друга. Выход NOR равен 1 только при двух входах 0. Здесь логическая 1 — 5 V, а 0 — 0 V.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Как это работает

Идеальные активные входы: команда действует при 1. S = R = 1 недопустимо; после отпускания обоих память неопределённа до отдельной команды. Выключение сбрасывает учебную модель в 0; начальное состояние настоящей защёлки не гарантировано. Задержек и помех нет. Кнопка «Отпустить оба входа» возвращает S и R в 0 одновременно.

S — установка, R — сброс, Q — сохранённый выход, Q̅ — противоположный выход при допустимом состоянии. При S = R = 0 обратная связь удерживает прежний бит. Две команды 1 делают оба выхода 0, нарушая их противоположность.

Сложность

  1. Собери · Наблюдай

    Включи питание. Поставь S = 1, R = 0 и получи Q = 5 V.

    Нужна подсказка?

    S=1; R=0 → Q=5 V

  2. Исследуй · Экспериментируй

    Сначала S = 1, R = 0, затем отпусти S до 0. Оставь R = 0 и докажи, что Q остаётся 5 V.

    Нужна подсказка?

    S=1; R=0 → S=0; R=0 → Q=5 V

  3. Реши сам · Реши

    Поставь S = 0, R = 1. Получи Q = 0 V и Q̅ = 5 V.

    Нужна подсказка?

    S=0; R=1 → Q=0 V; Q̅=5 V

Дополнительные материалы и карточки схем

Один бит в SR-защёлке

Датчик двери сработал на мгновение. Без памяти событие исчезнет до твоего взгляда. Перекрёстные связи превращают короткий сигнал в состояние, которое можно заметить и подтвердить позже.

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

Для строки 00 нужно знать прошлое: она удерживает, а не записывает ноль. Черта в Q̅ обозначает противоположный логический выход, а не отрицательное напряжение.

Полезная связь

Короткое событие тревоги можно помнить, когда датчик уже вернулся к норме. Отдельный сброс подтверждает тревогу.

Неожиданная деталь

Обратная связь хранит состояние при подходящем питании. Такая защёлка не является постоянной памятью.

Ошибка, которой стоит избежать

Не используй S = R = 1 как обычную запись. Отпускание этих входов не выбирает бит надёжно.

После допустимой установки оба входа стали 0. Q…

  1. останется 1
  2. станет 0
  3. начнёт сам колебаться
Читать дальше

Элементы поддерживают уже созданное состояние; команды сброса не было.

Запомни тревогу

Включи установку, затем верни S в 0, не трогая R.

Q равен 5 V при установке и после отпускания.

Подтверди тревогу

Включи сброс при отпущенной установке.

Q станет 0 V; отпускание сброса сохранит 0.

Попробуй другое изменение

Поставь S = R = 1, отпусти оба и увидь неопределённость. Восстанови состояние отдельным сбросом. Сравни с допустимым удержанием.

bob.cs.sonoma.edu