A 6.9.2. ábra már egy kicsit jobban áttekinthető áramkört mutat.
Ez az ún. RS bistabil (R - Reset, törlés, S - Set, beírás). Most
természetesen az R = 1 és S = 1 -et kell kerülnünk.
Rendkívül érdekes és fontos az órajel (CL - CLock) vezeték
megjelenése. A nagyobb, bonyolultabb logikai áramkörök egyes részei
ugyanis különböző időtartamok alatt fejezik csak be funkcióikat. Hogy
ezen időkésések változatosságából ne álljon elő hiba, általában azt a
megoldást választják, hogy az áramkörök egy periódikus vezérlőjelet
(szinkronjel, órajel) kapnak, amelynek időtartamát a legnagyobb
elképzelhető időkésés szabja meg. A 6.9.2. ábrán a CL jel 1 értékének
időtartama alatt (és csak ekkor) íródik be a bistabil multivibrátorba R
és S értéke, ami azután a bistabil állapotát megszabja.
Ez az órajel tehát a bemeneteket "kapuzza" - a további áramkörök
csak ezen idő-ablak alatti bemeneti állapotokról szerezhetnek
értesülést. A digitális berendezések túlnyomó többsége ún. szinkron
hálózat, vagyis van benne egy, az események bekövetkezési ütemét
vezérlő periódikus jelforrás. Az aszinkron hálózatok lehetnek
gyorsabbak, de "megszelidítésük" eléggé fáradságos.
Az előzőekből már kitűnik, hogy az RS multivibrátor állapotát
részben a bemenetek pillanatnyi értékei, részben pedig az áramkör előző
állapota szabja meg. Minderről ékesszólóan számol be az áramkör
igazságtáblázata.
Az igazságtáblázat bemenetei R és S értékei, valamint a bistabil Q
kimenetének n-ik időpontbeli értéke. Az n+1 -ik kimeneti állapot pedig
a következő órajel lefutása után áll elő.
truecm
| R | S | Q(n) | Q(n+1) | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | Állapotváltozás nincs |
| 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 | 1 | Beírás |
| 0 | 1 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | Törlés |
| 1 | 0 | 1 | 0 | |
| 1 | 1 | 0 | - | Nem megengedett állapot |
| 1 | 1 | 1 | - |
6.9.3. táblázat
Láthatjuk, hogy a bistabilba beírhatunk, törölhetjük állapotát. A
bemeneteknek azonban vannak tiltott állapotai is. Ez néha kényelmetlen,
külön kell arra figyelni, hogy ilyen kombinációk ne fordulhassanak
elő.
Részben ennek kiküszöbölésére készítették a JK bistabilt. (A J és
K betűknek nincs külön jelentésük.) Olyan áramkört konstruáltak,
amelyik követi az RS multivibrátor szabályait, ha azonban a J és K
bemenetre egyidejűleg kerül 1, akkor a kimenet az előző állapothoz
képest invertálódik. Az igazságtáblázat tehát:
truecm
| J | K | Q(n) | Q(n+1) | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | Állapotváltozás nincs |
| 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 1 | Beírás |
| 1 | 0 | 1 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 | 0 | Törlés |
| 0 | 1 | 1 | 0 | |
| 1 | 1 | 0 | 1 | Komplementálás |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
6.9.4. táblázat
Ilyen áramkört - elvileg - legegyszerűbben a 6.9.5. ábra szerint
készíthetünk. Itt láthatóan az ellenkező oldali kimenetet csatoljuk
vissza a bemenetre. Az áramkör azonban jószerével hasznavehetetlen: ha
az órajel túl hosszú, akkor a rendszer oszcillátorrá válik, mely ki
tudja, hol áll meg....
Éppen ezért egy másik megoldás terjedt el. A 6.9.6. ábra az ún.
master-slave típusú, lefutó-él vezérlésű JK bistabil multivibrátort
mutatja. Építő elemként NAND áramkört használtunk.
Eléggé élesen kitűnik a két bistabil multivibrátor (CD és GH).
Megtalálhatjuk a keresztbe futó visszacsatoló vezetékeket is. Az L jelű
inverter megjelenése azonban alapvetően új helyzetet teremt: most
ugyanis nem lehetséges a zárt hurkú oszcillátor kialakulása, mert az AB
és EF kapuk csak ellenütemben vezethetnek.
Az áramkör működésének tanulmányozásához feltüntettük egy
órajel-ciklus eseményeit. Az órajel 0 értékről 1 -re, majd ismét 0 -ra
változik. J és K 1 értékűek, az órajel hatására az áramkör kimeneti
állapota tehát invertálódik. Az áramkör kezdeti értékei és bekövetkező
változások az áramkör minden pontján nyomon követhetők.
További fontos multivibrátor típus az ún. D (Delay - késleltető)
bistabil. Az órajel a D vezetéken található logikai szintet
"beírja", az áramkör ezt megőrzi. (Úgy is mondhatnánk: a D vezeték
logikai értékét "mintavételezi" az órajel, az áramkör pedig tárolja a
mintavett értéket.) Az áramkör JK bistabillal történő realizását,
valamint igazságtáblázatát a 6.9.7. ábrán láthatjuk.
truecm
| D | Q(n+1) |
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
Utolsóként a T (trigger) bistabilt említjük. A 6.9.8. ábra az
áramkör egy lehetséges megvalósítását mutatja. Megtaláljuk a nagyon
egyszerű igazságtáblázatot is.
truecm
| T | Q(n) | Q(n+1) | |
| 0 | 0 | 0 | Állapotváltozás nincs |
| 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 1 | Komplementálás |
| 1 | 1 | 0 |
Természetesen nem csak NAND áramkörökból építhetők bistabilok,
hanem NOR, vagy egyéb, invertert tartalmazó kapcsolásokból is.
A legtöbb bistabilt ellátják direkt beíró és direkt nullázó
bemenetekkel is (preset és clear). Ezeken a bemeneteken keresztül a JK
illetve RS bemenetekről függetlenül is meghatározott helyzetbe
állíthatók a multivibrátorok.