Experimenteller Entwurf eines Speicher

Über einen Schalter wird eine Leuchtdiode eingeschaltet (Schalter 1).
Sie geht wieder aus, wenn der Schalter wieder zurückgestellt wird (Schalter 0).

Logisim

Die Leuchtdiode soll aber weiterhin leuchten, also festhalten, dass der Schalter gerade eingeschaltet war:

Sie soll leuchten, wenn
  • der Schalter auf [1] steht oder wenn
  • sie schon leuchtet..

Dann also:

Logisim

Jetzt leuchtet die Diode weiter, nachdem der Schalter wieder auf [0] zurückgestellt wurde.
Die Schaltung "erinnert sich" an das Einschalten, weil die ausgehende Information "eingeschaltet" (Lampe leuchtet) immer wieder vorn in das ODER hineingeführt wird.

Aber: Die Leuchtdiode geht nicht wieder aus (solange die Stromversorgung besteht).
Um den Anfangszustand wiederherzustellen, muss die Rückmeldung (kurzzeitig) unterbrochen werden. (Dazu wird aber nicht das Kabel aufgetrennt! 🤭) Stattdessen wird die Rückmeldung über ein UND geleitet, das - wie ein schließbares Tor - genutzt werden kann. Gesteuert wird das Tor über einen weiteren Schalter B.

Logisim

Der Speicher ist fertig.
Der Speicherinhalt ergibt sich nach der Gleichung Qneu = S ∨ (R ∧ Qalt)

Man schreibt auch kurz: Q' = S ∨ (R ∧ Q)

Anmerkungen

  • Anmerkung: Das NICHT wurde eingeführt, um die Bedienung klarer zu machen. Mir S wird der speicher geSetzt und mit R (nicht mit R) wird er zuRückgesetzt.
  • Beide Schalter S und R gleichzeitig zu setzen, ist nicht sinnvoll und nicht zulässig

Es geht noch weiter:
Der Term für Q' lässt sich nach den Regeln der Booleschen Algebra gewinnbringend umformen:

Denn die zugehörige Schaltung kommt mit zwei NICHT und zwei NAND aus - oder mit nur zwei NAND, wenn man die Schaltung mit S und R ansteuern wird.

RS-Flipflop

R S-Flipflop


Simulation mit Logisim

Schaltwerttabellen

Für beide erarbeiteten Schaltterme wurden mit LibreOffice Calc Schaltwerttabellen erstellt.