Введение в учебное пособие по последовательным логическим схемам

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок





Последовательный логические схемы представляет собой форму двоичной схемы, в ее конструкции используются один или несколько входов и один или несколько выходов, состояния которых связаны с некоторыми определенными правилами, которые зависят от предыдущих состояний. И входы, и выходы могут достигать одного из двух состояний: логический 0 (низкий) или логическая 1 (высокий). В этих схемах их выход зависит не только от комбинации логических состояний на его входах, но, более того, от логических состояний, которые существовали ранее. Другими словами, их выход зависит от ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ событий, происходящих на входах схемы. Примеры таких схем включают часы, триггеры, двухсторонние контуры, счетчики, память и регистры. Действия цепей зависят от диапазона основных подсхем.

Что такое последовательная логическая схема?

Непохожий Комбинационные логические схемы могут изменять состояние в зависимости от реальных сигналов, которые подаются на их входы, в то же время, последовательные логические схемы включают в себя некоторую форму встроенной «памяти», поскольку они способны учитывать свое предыдущее состояние ввода, а также люди действительно присутствуют, своего рода эффект «до» и «после» связан с последовательными логическими схемами. Очень простая последовательная схема без входов может быть создана с использованием инвертора для формирования петли обратной связи




блок-схема последовательной логической схемы

Блок-схема последовательной логической схемы

Методика проектирования последовательных логических схем

  1. Эта процедура включает следующие шаги
  2. Сначала построим диаграмму состояний
  3. Возьмем таблицу состояний или представление эквивалентности, например диаграмму состояний.
  4. Количество состояний может быть уменьшено с помощью техники сокращения состояний.
  5. Проверьте количество необходимых триггеров
  6. Выберите тип шлепки использоваться
  7. Вывести уравнения возбуждения
  8. Используя карту или другой метод упрощения, выведите функцию вывода и функции ввода триггера.
  9. Нарисуйте логическую схему или список логических функций, из которых можно получить логическую схему.

Типы последовательных логических схем

Есть три типа последовательных схем:



  • Событийный
  • Часы с управлением
  • С импульсным управлением
Типы последовательных логических схем

Типы последовательных логических схем

Событийно-ориентированный: - Асинхронные схемы, которые могут сразу изменять состояние при включении. Асинхронная (основной режим) последовательная схема: поведение зависит от расположения входного сигнала, который непрерывно изменяется во времени, а выходной сигнал может быть изменен в любое время (без часов).

Часы с управлением: Синхронные схемы, которые синхронизируются по определенному тактовому сигналу. Синхронная (режим фиксации) последовательная схема: поведение может быть определено на основе сведений о схемах, которые достигают синхронизации с помощью сигнала синхронизации, называемого часами.

С импульсным управлением: Это смесь из двух, которая реагирует на запускающие импульсы.


Примеры последовательных логических схем

Часы

Изменения состояния большинства последовательных цепей происходят в моменты времени, указанные в тактовых сигналах автономного режима. Как следует из названия, последовательные логические схемы требуют средства, с помощью которого события могут быть упорядочены.

Последовательная схема синхронизации

Последовательная схема синхронизации

Изменения состояния контролируются часами. «Часы» - это специальная схема, которая отправляет импульсы с точной шириной импульса и точным интервалом между последовательными импульсами. Интервал между последовательными импульсами называется временем тактового цикла. Тактовая частота обычно измеряется в мегагерцах или гигагерцах.

Шлепки

Основной строительный блок комбинационной схемы имеет логические ворота , хотя на самом деле основным строительным блоком последовательной схемы является триггер. Триггер все чаще и чаще используется в регистрах сдвига, счетчиках и устройствах памяти. Это запоминающее устройство, способное хранить один бит данных. Триггер имеет два входа и два выхода, обозначенных как Q и ​​Q ’. Это нормально и дополняет.

Шлепки

Шлепки

Би-конюшни

В большинстве случаев би-конюшни обозначаются прямоугольником или кружком. Линии внутри или вокруг би-конюшни не только обозначают их как би-конюшни, но также показывают, как они функционируют. Би-конюшни бывают двух видов с защелкой и вьетнамкой. Бистабильники имеют два стабильных состояния: одно - SET, а другое - RESET. Они могут сохранять любую из этих стадий неопределенно долго, что делает их полезными для хранения. Защелки и триггеры отличаются тем, как они переходят из одного состояния в другое.

Бистабильные входные и выходные сигналы

Бистабильные входные и выходные сигналы

Счетчики

Счетчик это регистр, который проходит через заранее определенную последовательность состояний при подаче тактовых импульсов. С другой стороны, счетчик - это некая последовательная схема, диаграмма состояний которой представляет собой один цикл. Другими словами, счетчики - это частный случай конечного автомата. Результатом обычно является значение состояния.

Базовая схема счетчика

Базовая схема счетчика

Есть два типа счетчиков: асинхронные счетчики (счетчик пульсаций), а второй - синхронные счетчики. Асинхронный счетчик - это тактовый сигнал (CLK), который просто используется для тактирования первого FF. Каждый FF (кроме первого FF) синхронизируется предыдущим FF. Синхронный счетчик - это тактовый сигнал (CLK), который действует для всех FF, что означает, что все FF используют один и тот же тактовый сигнал. Таким образом, выход изменяется одновременно.

Регистры

Регистры представляют собой тактируемые последовательные схемы. Регистр - это набор триггеров, каждый из которых может хранить один бит информации. N-разрядный регистр состоит из n триггеров и может хранить n бит информации. Помимо триггеров, регистр обычно содержит комбинационную логику для выполнения некоторых простых задач. Триггеры содержат двоичную информацию. Шлюз для определения того, как информация сдвигается в регистр. Счетчики - это особый вид регистров. Счетчик проходит заданную последовательность состояний.

Регистровая цепь

Регистровая цепь

Воспоминания

Элементами памяти могут быть все, что создает прошлое значение, доступное в некоторых будущих устройствах времени, которые могут видеть двоичное значение. Элементы памяти обычно представляют собой триггеры. Вывод в память, который рассматривается как «текущее состояние» схемы, представляет собой числовую метку. Состояние включает в себя всю информацию о прошлом, необходимую для определения текущего выхода.

Различия между комбинационными и последовательными логическими схемами

Комбинационные схемы Последовательные схемы
Схема, выход которой в любой момент времени зависит только от входа, присутствующего только в этот момент, известна как комбинационная схема.Схема, выход которой в любой момент времени зависит не только от текущего входа, но и от прошлого выхода, называется последовательной цепью.
Эти типы схем не имеют блока памяти.Эти типы схем имеют блок памяти для хранения прошлых выходных данных.
Это быстрее.Это медленнее.
Их легко разработать.Их сложно разработать.
Примеры комбинационных схем: полусумматор, полный сумматор, компаратор величин, мультиплексор, демультиплексор и т. Д.Примеры последовательных схем: триггер, регистр, счетчик, часы и т. Д.

Компьютерные схемы состоят из схем комбинационной логики и схем последовательной логики. Комбинационные схемы производят выходы сразу же после изменения их входа. Последовательные схемы требуют, чтобы часы контролировали их изменения состояния. Основным элементом последовательной схемы является триггер, а поведение триггеров SR, JK и D является наиболее важным, чтобы знать. Кроме того, любые вопросы относительно этой схемы или электротехнические и электронные проекты , пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова функция последовательной логической схемы?

Фото: