第5节 NAND Gate S-R Flip-Flop (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 4011 四与非门（Radio Shack 目录 #276-2411）
- 4001 四或非门（Radio Shack 目录＃276-2401）
- 八位 DIP 开关（Radio Shack 目录 # 275-1301）
- 十段条形图 LED（Radio Shack 目录 #276-081）
- 一节 6 伏电池
- 三个 10 kΩ 电阻器
- 两个 470 Ω 电阻器
__警告！__4011 IC是CMOS，因此对静电很敏感！尽管零件清单要求使用十段 LED 单元，但插图显示的是使用两个单独的 LED。这是因为我的面包板上没有空间来安装开关组件、两个集成电路和条形图。
如果您的面包板上有空间，请随意使用零件清单中要求的条形图，并如先前的锁存电路所示。
交叉引用
电路课，第 4 卷，第 3 章：“逻辑门 (opens new window)”
电路课程，第 4 卷，第 10 章：“多谐振荡器 (opens new window)”
学习目标
- 门控锁存器和触发器之间的区别
- 如何构建“脉冲检测器”电路
- 了解开关触点“弹跳”对数字电路的影响
原理图，示意图
插图
指示
门控（或_启用_）锁存器和触发器之间的唯一区别是触发器仅在“时钟”信号的上升沿或_下降沿_启用，而不是在“高”启用的整个持续时间内启用信号。
将启用的锁存器转换为触发器 (opens new window)只需将“脉冲检测器”电路添加到启用输入，以便时钟脉冲的边沿产生短暂的“高”启用脉冲：
单个或非门和三个反相器门通过利用多个级联门的传播延迟时间来产生这种效果。在这个实验中，我使用三个具有并行输入的 NOR 门来创建三个反相器，从而使用4001 集成电路的所有四个NOR 门： (opens new window)
通常，当使用或非门作为反相器时，一个输入将接地，而另一个作为反相器输入，以最小化输入电容并提高速度。然而，这里_需要_慢响应，因此我将 NOR 输入并联以制作反相器，而不是使用更传统的方法。
请注意，这种特殊的脉冲检测器电路会在时钟（输入）信号的每个_下降沿产生一个“高”输出脉冲。_这意味着触发器电路应仅在中间开关从“开”移动到“关”而不是从“关”到“开”时响应设置和复位输入状态。
但是，当您构建此电路时，您可能会发现输出在时钟输入的_两次_转换期间都会响应设置和复位输入信号，而不仅仅是在从“高”状态切换到“低”状态时。
其原因是触点_弹跳_：由于金属接触垫的弹性碰撞，机械开关在其触点首次闭合时会迅速接通和断开。与时钟开关在关闭时产生单一的、干净的低到高信号转换不同的是，当接触焊盘在关闭到开启时“反弹”时，很可能会出现几个低-高-低“循环”。
由弹跳引起的第一个从高到低的转换将触发脉冲检测器电路，在该时刻启用SR 锁存器，使其响应设置和复位输入。 (opens new window)当然，理想情况下，开关是完美且无反弹的。然而，在现实世界中，接触反弹是由开关输入操作的数字门电路的一个非常常见的问题，如果要克服它，必须很好地理解它。
相关练习：
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