Veri tutucu
Veri tutucu
Giriş
Bir önceki derste aşağıdaki veri mandalını tasarlamıştık.
Veri mandalında bir tane veri giriş düğmesi, bir tane de açma kapama düğmesi bulunuyordu.
Açık düğmesine basılı iken, çıkış girişi takip ediyordu.
Ayrıca devre kapalı iken hangi düğmeye basarsak basalım çıkış değişmiyordu.
Veri mandalı zamanlama
Veri mandalının zamanlama şemasına bakalım.
Bu şema açık ve veri uçlarının zamana göre değişimini gösteriyor.
Buradaki çalışma mantığı açık girişi YÜKSEK iken çıkış veriyi izliyor.
Şemada kavun içi ile gösterilen alanlarda çıkış veriyi izliyor.
Diğer zamanlarda (açık girişinin DÜŞÜK olduğu zamanlarda) ise çıkış değeri ne ise onu koruyor.
Kahverengi ile gösterilen bölümlerde veri değişse bile çıkışın veriyi takip etmediğine dikkat ediniz.
Devrenin gerçekten düşündüğümüz gibi çalışıp çalışmadığın sınamak için Microcap ile tasarlanmış bu mandal devresini indirebilirsiniz.
Benzetimi başlatmak için menüden Analysis -> Transient seçtikten sonra çalıştır Run düğmesine basınız.
Benzetim sonuçlarına baktığımızda saat sinyalinin YÜKSEK olduğu kısımlarda çıkışın girişi izlediğini görebiliyoruz.
Veri tutucu
Daha karmaşık devrelerde, farklı yerlerde farklı değerler tutan bir sürü mandala ihtiyacımız olabilir. Bu nedenle tüm bunları eş zamanlamak önemlidir.
Farklı bileşenlerin, eş zamanlı çalışabilmesi için genellikle ortak bir saat bulunur. Bu noktada veriyi saatin arzu ettiğimiz noktalarında alabilmek önemlidir.
Bunu yapabilmek için mandalın bir çeşidine bakalım. İsmi tutucu.
Buradaki değişiklik açık düğmesi yerine bir saat girişi geliyor.
Çıkışın sadece saat sinyali 0'dan 1'e geçiş yaptığı zaman girişi takip etmesini istiyoruz.
Yükselen kenardaki geçişten sonra, diğer saat yükselişine kadar çıkış değişmiyor. Aynı kalıyor.
Eğer dikkat ederseniz çıkışta aldığımız değerler, veri mandalından farklı oldu.
Soru şu : Böyle bir devreyi nasıl tasarlayabiliriz ?
Köşe algılayıcı devre
Bunun için saat sinyalini alıp, çıkışta darbe şeklinde bir işaret üreten devre tasarlamalıyız.
Eğer böyle bir devre oluşturabilirsek oluşturulan kavuniçi darbe sinyalini bu kez yeni giriş olarak kullanabiliriz.
Veri mandalındaki açık girişi yerine bu kez bu işaret kullanılıyor.
Bu sinyal yeteri kadar dar ve anlık olduğu sürece belirli saat aralıklarında çıkışta istediğimiz geçişi yapabileceğiz.
Eğer bir saat sinyali alıp bunun köşelerini algılayabilir ve darbe işaretine döndürebilirsek veri tutucuyu tasarlayabiliriz.
Sorumuz şu : Köşe algılayan devreyi nasıl yaparız?
Bunun bir kaç yolu var. Bunlardan bir tanesi aşağıdaki ilginç görünümlü devre :
Devrenin bir girişi bir de çıkışı var.
Diyelim girişten 0 geliyor. Bu durumda üst 0 alt ise 1 olacak. VE kapısı her iki girişi 1 ise çıkışta 1 üretiyordu. Bu durumda çıkış 0 olacak.
Girişte kavun içi ile gösterilen 1 uyguladığımızda VE kapısının üst kısmı 1 olacak. Normalde alttaki 1'in DEĞİLİ olan 0'ın da VE kapısının altına ulaşmasını bekleriz.
Ancak burada kapı gecikmesi nedeniyle bu biraz zaman alıyor. Bir süreliğine VE kapısının iki ucu 1 oluyor. Böylece çıkışta darbe şeklinde bir işaret elde edebiliriz.
Yeterli gecikmeyi sağlamak için DEĞİL kapıları ard arda dizilebilir.
Köşe algılayıcı devreyi sınamak için Microcap ile tasarlanmış bu devreyi indirebilirsiniz.
Benzetimi başlatmak için menüden Analysis -> Transient seçtikten sonra çalıştır Run düğmesine basınız.
Benzetim sonuçlarına baktığımız zaman devrenin gerçekten beklenildiği gibi çalıştığını görebiliyoruz.
Devrenin sadece kenar algılama kısmına bakalım.
Burada anlattığımız gibi DEĞİL kapılarının ardarda dizilmesi ile bir gecikme oluşturulduğunu görebilirsiniz.
Köşe algılayıcı devre yapmanın diğer yöntemi
Köşe algılayıcı bir devreyi bir direnç ve sığaç("kondansatör") kullanarak da yapabiliriz.
Girişten alçaktan yükseğe geçiş yapan bir sinyal geldiğini düşünelim.
Eğer giriş 0 ise sığacın uçları arasında 0 volt olacak, ve sığaç direnç üzerinden boşalacaktır. Bu durumda çıkışta da 0 volt göreceğiz.
Giriş 1 olduğu zaman sığaç dolmaya başlayacak. Dolarken de üzerinden bir akım akacak. Böylece direncin uçları arasındaki gerilim artmaya başlayacak. Giriş 1 olur olmaz çıkış da 5 volta (mantıksal 1 değerine) fırlayacak.
Ama çok kısa bir süre sonra bu sığaç dolacak. Ve doldukça üzerinden daha az akım akmaya başlayacak. Tam dolduğunda ise üzerinden artık akmayacak.
Sığaç doldukça çıkıştaki gerilim düşecek. Sığaç dolduğunda artık üzerinden akım akmayacak ve çıkış gerilimi sıfırlanacak.
Görebileceğiniz üzere bu oldukça basit devre, yükselen bir saat sinyalini alıp vurum ("darbe") şeklinde bir sinyal oluşturuyor.
Soru şu : Bu darbenin süresini nasıl hesaplayabiliriz?
Eğer direnç ile sığalık değerini çarparsak zaman sabitini buluruz. Bu da sığacın yaklaşık üçte ikisinin boşaldığı süreyi verir.
Direnç 0.1 uF ve sığalık 1K iken zaman sabitini hesaplarsak 0.1 mili saniye buluruz.
Bu sürenin de yeterli geldiğini söyleyebiliriz.
Veri tutucunun son hali
Veri tutucunun son halini aşağıda görebilirsiniz.
Eğer dikkat ederseniz veri mandalına çok benzediğini görebilirsiniz.
Tek farkla ki açık düğmesi yerine, köşe algılayan bir devre var.
Bazı gösterimlerde saat girişinin bir üçgenle gösterildiğini görebilirsiniz.
Sayısal devrelerde muhtemelen en yaygın veri saklama yöntemi veri tutucu kullanmaktır.
Benzetim yazılımında veri tutucuyu aşağıda bulabilirsiniz.
Burada saatten sonra köşe algılayıcı kullanılmamış. Ancak bu durum benzetim yazılımının basitliğinden kaynaklanıyor.
Deneme kartı üzerinde devreyi kurduğunuzda muhtemelen köşe algılayıcı kullanmanız gerekir.
Yorumlar