Μανταλωτές SR με NAND (ενεργές-LOW) και NOR (ενεργές-HIGH), οι τέσσερις καταστάσεις (SET/RESET/HOLD/απαγορευμένη) και η έννοια της μνήμης μέσω ανάδρασης.

Μανταλωτής SR με NAND — κυματομορφή Q

Ζητούμενο: Στον μανταλωτή με NAND, δίνοντας διαδοχικά «0» στις εισόδους S̄ και R̄, σχεδιάστε την κυματομορφή της εξόδου Q.

Πώς σκεφτόμαστε: Με NAND οι είσοδοι είναι ενεργές-LOW: «0» στη S̄ κάνει SET (Q=1), «0» στη R̄ κάνει RESET (Q=0)· όταν και οι δύο «1» κρατά (HOLD).

Λύση:

S̄=0 (R̄=1): SET → Q=1 (LED αναμμένο).
R̄=0 (S̄=1): RESET → Q=0 (LED σβηστό).
S̄=R̄=1: HOLD → η Q διατηρεί την τελευταία τιμή (μνήμη).
Η κυματομορφή: το Q ανεβαίνει στο «1» με το SET και παραμένει, κατεβαίνει στο «0» με το RESET και παραμένει — αλλάζει ΜΟΝΟ στις ενεργές («0») εισόδους.

Απάντηση: S̄=0→Q=1 (SET), R̄=0→Q=0 (RESET), S̄=R̄=1→Q κρατά (HOLD). Η Q αλλάζει μόνο όταν ενεργοποιείται μία είσοδος («0»).

Πρόσεξε:

Με NAND, ΕΝΕΡΓΗ είσοδος = «0» (ενεργή-LOW).
Απαγορευμένη: S̄=R̄=0 (και οι δύο έξοδοι «1»).

Μανταλωτής SR με NOR — κυματομορφή Q

Ζητούμενο: Στον μανταλωτή με NOR, δίνοντας διαδοχικά «1» στις εισόδους S και R, σχεδιάστε την κυματομορφή της εξόδου Q.

Πώς σκεφτόμαστε: Με NOR οι είσοδοι είναι ενεργές-HIGH: «1» στη S κάνει SET (Q=1), «1» στη R κάνει RESET (Q=0)· όταν και οι δύο «0» κρατά.

Λύση:

S=1 (R=0): SET → Q=1 (LED αναμμένο).
R=1 (S=0): RESET → Q=0 (LED σβηστό).
S=R=0: HOLD → η Q διατηρεί την τελευταία τιμή.
Η κυματομορφή: το Q ανεβαίνει με το SET (S=1), κατεβαίνει με το RESET (R=1), και μένει σταθερό στο HOLD.

Απάντηση: S=1→Q=1 (SET), R=1→Q=0 (RESET), S=R=0→Q κρατά. Η Q αλλάζει μόνο όταν ενεργοποιείται μία είσοδος («1»).

Πρόσεξε:

Με NOR, ΕΝΕΡΓΗ είσοδος = «1» (ενεργή-HIGH) — αντίθετα από τον NAND.
Απαγορευμένη: S=R=1.

Η έννοια της μνήμης

Ζητούμενο: Εξηγήστε γιατί ο μανταλωτής είναι στοιχείο μνήμης και πού διαφέρει από τα συνδυαστικά κυκλώματα.

Πώς σκεφτόμαστε: Η ανάδραση (έξοδος→είσοδος) «κλειδώνει» την κατάσταση, οπότε το κύκλωμα θυμάται.

Λύση:

Στα συνδυαστικά κυκλώματα η έξοδος εξαρτάται ΜΟΝΟ από τις τρέχουσες εισόδους.
Στον μανταλωτή, χάρη στην ανάδραση, η έξοδος εξαρτάται και από την προηγούμενη κατάσταση (HOLD).
Έτσι αποθηκεύει 1 bit πληροφορίας — είναι το βασικό στοιχείο μνήμης.

Απάντηση: Ο μανταλωτής θυμάται (HOLD) χάρη στην ανάδραση: η έξοδος εξαρτάται και από την προηγούμενη κατάσταση. Αποθηκεύει 1 bit — θεμέλιο flip-flops/RAM.

Πρόσεξε:

Ο μανταλωτής είναι το πρώτο ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΟ κύκλωμα (με μνήμη).
Θεμέλιο για flip-flops (Άσκ.13), καταχωρητές (Άσκ.14) και RAM (Άσκ.20).

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο