MD小智

学习-思考-分享


  • 首页

  • 分类

  • 归档

  • 关于我

  • 搜索

计算机那点事儿之触发器(上)

时间: 2022-11-15   |   分类: 程序员的日常   | 字数: 1281 字 | 阅读: 3分钟 | 阅读次数:

在消失了两个多月后,计算机那点事儿系列继续更新。

有自己组装过电脑的同学,肯定都听过计算机中有一个硬件叫做内存条,内存条的主要功能是为CPU提供临时的数据存储能力,在CPU进行高速运算中,临时存储数据。我们的手机、或者电脑运行时,一些需要高速访问的数据(比如操作系统、正在运行的应用)都会被加载到内存条中。内存条还有一个特性是,掉电不存储。为了了解内存条中的颗粒是如何保存数据,我们本节需要先了解一个叫做触发器trigger的硬件。

触发器(英語:Flip-flop, FF),是一种具有两种稳态的用于储存的元件,可記錄二进制数字信号「1」和「0」。

蜂鸣器

前面我们讲的加法器、减法器都离我们生活比较远,我们本节在介绍触发器之前,先介绍一个我们的计算机上边常见的一个设备——蜂鸣器buzzer。

我们将继电器、电池、开关按照如下形式进行连接,就可以模拟出一个蜂鸣器出来。

image-20221113171011829

上边这个电路我们无法在Proteus中直接模拟出来。如果大家感兴趣,可以去B站看这个电铃实验。因此,我们借助dcaclab这个web实验室,搭建了一个实物模拟蜂鸣器的电路。,

当电源断开时,常闭的继电器在常闭触点。

image-20221113170524189

当我们打开开关,可以看到发生如下过程:

  1. 电流从开关流入继电器,继电器产生磁性;
  2. 在继电器闭合后,开关断开,导致电路开路;
  3. 电路开路后,继电器又回到了常闭触电;
  4. 当继电器回到常闭触电后,电路又形成了回路,重复1-3的过程;

我们会看到如下情形:

01-蜂鸣器模型

整个过程来看:开关一旦闭合,金属簧片就会上下跳动—电路也会随之连通或断开—声音也会随之发出。如果这个速度足够快,金属簧片会发出刺耳的声音,这就是蜂鸣器的基本雏形。

我们将弹簧簧片的开关和闭合看作是一个输出信号的0和1,以水平座标作为时间,垂直坐标作为输出0还是1,它的输出大概是这个样子:

方波

这幅图表示随着时间的推移,振荡器的输出在0和1之间按照固有的规律交替变化,正因为这一点,振荡器又经常被称为时钟(clock)。

触发器

首先,我们回忆一下,或非门的真值表:

NOR开关B的输入0开关B的输入1
开关A的输入010
开关A的输入100

这里我们看一下采用特殊方式连接的一对或非门。

在这个电路中:

  • 左边的或非门的输出是右边或非门的输入;
  • 右边的或非门的输出又反馈到左边或非门的输入(反馈);

image-20221113195412611

我们在Proteus中,通过两个逻辑状态作为输入,来观察不同输入时,LED灯的状态:

  • 运行仿真软件,当输入都为0时,LED亮起;

    image-20221113200006665
  • 上边输入1或者0,下边输入0:

    • 上边输入为1时,LED打开;
    • 上边输入为0时,LED打开;

    触发器_上边输入改变

  • 上边输入0,下边输入1或者0:

    • 下边输入为1时,LED灭;
    • 下边再输入为0时,LED灭;

    触发器_下边输入改变

到这里,我们需要总结一下:

  • 上边输入1,灯泡亮,改变输入为0,灯依然亮;
  • 下边输入1,灯泡灭,改变输入为0,灯泡依然灭;

我们可以看到,同样在两个开关都断开的情况下,灯泡有时亮着,有时却不亮,当两个开关都断开时,电路有两个稳定状态,这类电路统称为触发器(Flip-Flop)。

总结

本节,我们介绍了触发器的一个最基本的形态,触发器是计算机中关于存储的最基本的结构。下一节,我们来详细介绍各种触发器结构。

#蜂鸣器# #触发器#
微信扫一扫关注

声明:计算机那点事儿之触发器(上)

链接:https://mdxz2048.github.io/post/study_programmer_trigger_0/

作者:MD小智

声明: 本博客文章除特别声明外,均采用 CC BY-NC-SA 3.0许可协议,转载请注明出处!

创作实属不易,如有帮助,那就打赏博主些许茶钱吧 ^_^
WeChat Pay

微信打赏

Alipay

支付宝打赏

计算机那点事儿之触发器(中)
计算机那点事儿之减法器
  • 文章目录
  • 站点概览
MD小智

MD小智

我们会高估自己所拥有的一切!

39 日志
5 分类
48 标签
GitHub
标签云
  • 编码
  • 自上而下理解内核网络
  • 文件同步
  • 12306bypass
  • Asn.1
  • Asn1c编译器
  • Chatgpt
  • D触发器
  • Ean13
  • Gdb交叉编译
  • 蜂鸣器
  • 触发器
  • 总结
© 2010 - 2024 MD小智
Powered by - Hugo v0.96.0 / Theme by - NexT
/
Storage by GitHub / MD小智
0%