Logique séquentielle: les bascules, La Bascule RS

Le verrou ou le loquet est un type de dispositif de stockage temporaire qui a deux états stables (bistable) et est normalement placé dans une catégorie distincte de celle des bascules. Les verrous sont similaires aux bascules car ce sont des dispositifs bistables qui peuvent résider dans l'un ou l'autre des deux états en utilisant un agencement de rétroaction, dans lequel les sorties sont reconnectées aux entrées opposées. La principale différence entre les verrous et les bascules réside dans la méthode utilisée pour changer leur état. Dans cet article, nous utiliserons le terme bascules dans tous les cas

La Bascule RS (SET - RESET)

Une bascule est un type de dispositif logique bistable ou multivibrateur. Une bascule R-S (SET-RESET) d'entrée actif en l’état HAUT  est formé avec deux portes NOR à couplage croisé, comme illustré sur la Figure 1-1 (a); Une bascule R-S d'entrée active en l'état BAS  est formé avec deux portes NAND couplées en croix, comme illustré sur la Figure 1–1 (b). Notez que la sortie de chaque porte est connectée à une entrée de la porte opposée. Cela produit la rétroaction (feedback) régénérative caractéristique de tous les verrous et bascules.

FIGURE 1–1

Pour expliquer le fonctionnement de la bascule, nous utiliserons la bascule S-R de la porte NAND de la Figure 1–1 (b). Cette bascule est redessiné sur la Figure 1–2 avec les symboles équivalents OU négatifs utilisés pour les portes NAND. Ceci est fait parce que les BAS sur les lignes S et R sont les entrées d'activation.

FIGURE 1–2: OU négatif: équivalent de la bascule R-S de la porte NAND de la Figure 1–1 (b).

la bascule de la Figure 1–2 a deux entrées, S et R, et deux sorties, Q et Q. Commençons par supposer que les deux entrées et la sortie Q sont HAUT (1), qui est l'état verrouillé normal. Puisque la sortie Q est reliée à une entrée de la porte G2 et que l'entrée R est HAUT (1), la sortie de G2 doit être BASSE (0). Cette sortie BAS (0) est couplée à une entrée de la porte G1, garantissant que sa sortie est HAUTE (1).

Lorsque la sortie Q est 1, la bascule est à l'état SET. Il restera indéfiniment dans cet état jusqu'à ce qu'un 0 soit temporairement appliqué à l'entrée R. Avec un 0 sur l'entrée R et un 1 sur S, la sortie de la porte G2 est forcée 1. Ce 1 sur la sortie Q est couplé à une entrée de G1, et comme l'entrée S est 1, la sortie de G1 va 0. Ce 0 sur la sortie Q est ensuite couplé à une entrée de G2, garantissant que la sortie Q reste 1 même lorsque le 0 sur l'entrée R est supprimé. Lorsque la sortie Q est à 0, la bascule est à l'état RESET. Maintenant, la bascule reste indéfiniment dans l'état RESET jusqu'à ce qu'un 0 momentané soit appliqué à l'entrée S

 En fonctionnement normal, les sorties d'une bascule sont toujours complémentaires les unes des autres.

Lorsque Q est HAUT (1), Q est BAS (0), et lorsque Q est BAS (0), Q est HAUT (1).

Une condition invalide dans le fonctionnement d'une Bascule S-R d'entrée active-BAS se produit lorsque des 0 sont appliqués à la fois à S et à R en même temps. Tant que les niveaux 0 sont maintenus simultanément sur les entrées, les sorties Q et Q sont forcées à 1, violant ainsi le fonctionnement complémentaire de base des sorties. De plus, si les 0 sont libérés simultanément, les deux sorties tenteront de passer à 0. Comme il y a toujours une petite différence dans le temps de retard de propagation des portes, l'une des portes dominera dans sa transition vers l'état de sortie 0. Ceci, à son tour, force la sortie de la porte la plus lente à rester 1. Dans cette situation, vous ne pouvez pas prédire de manière fiable l'état suivant de la bascule.

(a) Deux possibilités pour l'opération SET

(b) Deux possibilités pour l'opération RESET

(c) Condition de non-changement

(d) Condition non valide

Les symboles logiques pour  les bascules D'entrée active-HAUT et d'entrée active-bas sont illustrés à la Figure 1–3.

FIGURE 1–3: Symboles logiques des bascules S-R et S-R.

EXEMPLE 1:

Si les formes d'onde S et R du chronogramme (a) sont appliquées aux entrées de la bascule, déterminez la forme d'onde qui sera observée sur la sortie Q. Supposons que Q est initialement 0.

SOLUTION: