Programování | Pojďme programovat elektroniku

Pojďme programovat elektroniku: Logický simulátor aneb Angry Birds pro nerdy

  • Dnes si vyzkoušíme logický simulátor
  • Složíme v něm několik digitálních obvodů
  • Uvidíme, jak se na logické úrovni chovají binární čísla

JK klopný obvod

Z výše zmíněných hradel jsou sestavené i tzv. klopné obvody (v angličtině flip-flop), které v našem simulátoru najdete v sekci MEMORY, protože mohou sloužit jako elementární paměťové buňky, které drží stav 0/1 – tedy 1 bit.

My si v našem dalším simulování pohrajeme s bistabilním klopným obvodem JK. Má dva výstupy Q a jeho opak a tři vstupy J, K a hodinový signál. Tento logický člen totiž provede operaci jen tehdy, když dorazí časový pulz (v implementaci simulátoru přesně na sestupné hraně, tedy na konci pulzu).

0ebd42f8-85bd-4854-968e-598440cff84d
JK klopný obvod pracuje s frekvencí časového signálu a podle dvou vstupů nastavuje výstup

Na základě kombinace vstupů J a K se pak na výstupu Q nastaví určitá logická hodnota a to podle této logiky:

J K Q
0 0 beze změny
0 1 0
1 0 1
1 1 přepínání

Když nyní simulaci spustíme a nastavíme J na logickou 1 a K na logickou 0, při dalším pulzu hodin se podle pravdivostní tabulky výše nastaví na výstupu Q logická 1 a LED se rozsvítí.

7b18860d-de0d-4eb4-817e-a6e825851752
Nastavili jsme J na 1 a K na 0, po dalším pulzu hodin CLK se tedy výstup Q nastavil na 1

Když nyní J přepneme na logickou 0, klopný obvod na Q stále drží logickou 1, protože platí první řádek tabulky výše. Klopný obvod se tedy proměnil v paměťovou buňku a dokud bude pod napětím, bude si držet informaci o velikosti 1 bit. Když bychom si tedy takových klopných obvodů vedle sebe poskládali 8, můžeme do nich uložit 8 bitů a tedy celý bajt – číslo v rozsahu 0-255.

Chcete vědět, co se přesně děje v nitru JK klopného obvodu na úrovni logických členů, ze kterých je sám složený? Vyzkoušejte jeho interaktivní simulátor na webu falstad.com. I v tomto simulátoru obvod reaguje na sestupnou hranu pulzu časového signálu.

Témata článku: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,