17. Элемент xor и его электронный аналог. Триггер Шмитта
Элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ.
Единица на выходе появляется тогда, когда количество единиц на входах - нечетное. На рисунке показаны УГО элементов и их таблицы истинности.
Элемент Исключающее ИЛИ выполняет операцию, суммирования по модулю 2. Поэтому эти элементы также называются сумматорами по модулю два.
Основное применение элементов Исключающее ИЛИ состоит в сравнении двух входных сигналов, но значительно чаще для сравнения сигналов применяются специальные микросхемы компараторов кодов. В качестве сумматора по модулю 2 элемент Исключающее ИЛИ используется также в делителях по модулю 2, служащих для вычисления циклических контрольных сумм. Важное применение элементов Исключающее ИЛИ — это управляемый инвертор. В этом случае один из входов элемента используется в качестве управляющего, а на другой вход элемента поступает информационный сигнал. Если на управляющем входе единица, то входной сигнал инвертируется, если же нуль — не инвертируется. То есть элемент Исключающее ИЛИ может изменять полярность входного сигнала, а может и не изменять в зависимости от управляющего сигнала.
Триггеры Шмитта представляют собой специфические логические элементы, специально рассчитанные на работу с входными аналоговыми сигналами. Они предназначены для преобразования входных аналоговых сигналов в выходные цифровые сигналы. Появление таких микросхем связано в первую очередь с необходимостью восстановления формы цифровых сигналов, искаженных в результате прохождения по линиям связи. Фронты таких сигналов оказываются пологими, в результате чего форма сигналов вместо прямоугольной может стать близкой к треугольной, трапецидальной или синусоидальной. К тому же сигналы, передаваемые на большие расстояния, сильно искажаются шумами и помехами. Восстановить их форму в исходном виде, устранить влияние помех и шумов как раз и призваны триггеры Шмитта.
Триггеры Шмитта представляют собой обычные логические элементы, которые с определенной задержкой распространения выполняют логическую функцию над входными цифровыми сигналами.
Наиболее распространенное применение триггеров Шмитта — это формирователь сигнала начального сброса по включению питания схемы. Необходимость такого сигнала сброса вызвана тем, что при включении питания выходные сигналы сложных микросхем, имеющих внутреннюю память (например, регистров, счетчиков), могут принимать произвольные значения, что не всегда удобно. Привести их в необходимое состояние (чаще всего — установить их в нуль) как раз и призван сигнал начального сброса.
Еще одно применение использование триггера Шмитта состоит в построении генераторов импульсов:
Триггер Шмитта можно использовать для подавления дребезга контактов. Дело в том, что любой механический контакт (в кнопках, переключателях и т.д.) не замыкается и не размыкается сразу, мгновенно. Любое замыкание и размыкание сопровождается несколькими быстрыми замыканиями и размыканиями, приводящими к появлению паразитных коротких импульсов, которые могут нарушить работу дальнейшей цифровой схемы.