Inleiding tot zelfstudie over sequentiële logische circuits

Inleiding tot zelfstudie over sequentiële logische circuits

Een opeenvolgend logische schakelingen is een vorm van het binaire circuit waarvan het ontwerp gebruikmaakt van een of meer ingangen en een of meer uitgangen, waarvan de toestanden verband houden met enkele welomlijnde regels die afhankelijk zijn van eerdere toestanden. Zowel de ingangen als de uitgangen kunnen een van de twee toestanden bereiken: logisch 0 (laag) of logisch 1 (hoog). In deze schakelingen hangt hun output niet alleen af ​​van de combinatie van de logische toestanden aan de ingangen, maar bovendien van de eerder bestaande logische toestanden. Met andere woorden, hun output hangt af van een SEQUENTIE van de gebeurtenissen die plaatsvinden op de circuitingangen. Voorbeelden van dergelijke schakelingen zijn klokken, flip-flops, bi-stallen, tellers, geheugens en registers. De acties van de circuits zijn afhankelijk van de reeks basissubcircuits.



Wat is een sequentieel logisch circuit?

Ongelijk Combinationele logische circuits kunnen van status veranderen afhankelijk van de echte signalen die op hun ingangen worden toegepast, tegelijkertijd bevatten sequentiële logische circuits een of andere vorm van inherent 'geheugen' dat erin is ingebouwd, omdat ze in staat zijn om rekening te houden met hun vorige invoerstatus en met de individuen die echt aanwezig zijn, is er een soort 'voor' en 'na' -effect betrokken bij de sequentiële logische circuits. Een heel eenvoudig sequentieel circuit zonder ingangen kan worden gemaakt met behulp van een omvormer om een ​​feedbacklus te vormen


sequentieel logisch circuitblokschema

Sequentieel logisch circuitblokschema





Ontwerpprocedure van sequentiële logische circuits

  1. Deze procedure omvat de volgende stappen
  2. Leid eerst het toestandsdiagram af
  3. Neem als de toestandstabel of een equivalentievoorstelling, zoals een toestanddiagram.
  4. Het aantal toestanden kan worden verminderd door de techniek van toestandsreductie
  5. Controleer het aantal benodigde flip-flops
  6. Kies het type slippers om gebruikt te worden
  7. Leid excitatievergelijkingen af
  8. Gebruik de kaart of een andere vereenvoudigingsmethode om de uitvoerfunctie en de flip-flop-invoerfuncties af te leiden.
  9. Teken een logicaschema of een lijst met Booleaanse functies waaruit een logicaschema kan worden verkregen.

Soorten sequentiële logische circuits

Er zijn drie soorten sequentiële circuits:

  • Gebeurtenisgestuurd
  • Klokgestuurd
  • Pulsgestuurd
Soorten sequentiële logische circuits

Soorten sequentiële logische circuits



Gebeurtenisgestuurd: - Asynchrone circuits die de status onmiddellijk kunnen wijzigen wanneer ze zijn ingeschakeld. Asynchrone (fundamentele modus) sequentiële schakeling: het gedrag is afhankelijk van de rangschikking van het ingangssignaal dat continu verandert in de tijd, en de uitgang kan op elk moment veranderen (klokloos).

Klok aangedreven: Synchrone circuits die zijn gesynchroniseerd met een specifiek kloksignaal. Synchroon (latch-modus) sequentieel circuit: het gedrag kan worden gedefinieerd op basis van de kennis van circuits die synchronisatie bereiken door een timingsignaal te gebruiken dat de klok wordt genoemd.

Pulsgedreven: Dit is een mix van de twee die reageert op de triggerpulsen.


Voorbeelden van sequentiële logische circuits

Klokken

Toestandsveranderingen van de meeste sequentiële circuits vinden plaats op tijden gespecificeerd door vrijlopende kloksignalen. Zoals de naam al aangeeft, hebben sequentiële logische circuits een middel nodig waarmee gebeurtenissen kunnen worden gerangschikt.

Klok sequentieel circuit

Klok sequentieel circuit

De toestandsveranderingen worden gecontroleerd door de klokken. Een 'klok' is een speciaal circuit dat pulsen verzendt met een nauwkeurige pulsbreedte en een nauwkeurig interval tussen de opeenvolgende pulsen. Het interval tussen opeenvolgende pulsen wordt de klokcyclustijd genoemd. De kloksnelheid wordt normaal gemeten in Megahertz of Gigahertz.

Slippers

De basisbouwsteen van het combinatieschakeling heeft logische poorten , terwijl de basisbouwsteen van een sequentieel circuit inderdaad een flip-flop is. Flip-flop heeft een beter en groter gebruik in schuifregister, tellers en geheugenapparaten. Het is een opslagapparaat dat één bit aan gegevens kan opslaan. Flip-flop heeft twee ingangen en twee uitgangen die zijn aangeduid als Q en Q ’. Het is normaal en vormt een aanvulling.

Slippers

Slippers

Bi-stallen

In de meeste gevallen worden de bi-stallen aangeduid met een kader of cirkel. Lijnen in of rond bi-stallen markeren ze niet alleen als bi-stallen, maar geven ook aan hoe ze functioneren. Bi-stallen zijn van twee soorten vergrendeling en flip-flop. De bi-stallen hebben twee stabiele toestanden, de ene is SET en de andere is RESET. Ze kunnen elk van deze fasen voor onbepaalde tijd behouden, waardoor ze nuttig zijn voor opslagdoeleinden. Latches en flip-flops verschillen in de manier waarop ze van de ene staat naar de andere veranderen.

Bistabiele ingangs- en uitgangsgolfvormen

Bi-stabiele input en output golfvormen

Tellers

Een teller is een register dat een vooraf bepaalde reeks toestanden doorloopt bij het toepassen van klokpulsen. Vanuit een ander gezichtspunt is een teller een soort sequentieel circuit waarvan het toestandsdiagram een ​​enkele cyclus is. Met andere woorden, tellers zijn een specifiek geval van een eindige-toestandsmachine. De output is over het algemeen een statuswaarde.

Basiscircuit

Basiscircuit

Er zijn twee soorten tellers: asynchrone tellers (rimpel-teller) en de andere is synchrone tellers. De asynchrone teller is het kloksignaal (CLK), dat eenvoudig wordt gebruikt om de eerste FF te klokken. Elke FF (behalve de eerste FF) wordt geklokt door de voorgaande FF. De synchrone teller is het kloksignaal (CLK) dat functioneel is voor alle FF, wat betekent dat alle FF hetzelfde kloksignaal deelt. De output verandert dus tegelijkertijd.

Registreert

Registers zijn geklokte sequentiële schakelingen. Een register is een verzameling flip-flops, elke flip-flop kan één bit aan informatie opslaan. Een n-bit register bestaat uit n flip-flops en kan n bits informatie opslaan. Behalve flip-flops bevat een register meestal een combinatielogica om enkele eenvoudige taken uit te voeren. De flip-flops bevatten binaire informatie. De poorten om te bepalen hoe de informatie in het register wordt verschoven. Tellers zijn een speciaal type register. Een teller doorloopt een vooraf bepaalde reeks toestanden.

Registreer Circuit

Registreer Circuit

Herinneringen

Geheugenelementen kunnen alles zijn dat een waarde uit het verleden creëert die beschikbaar is op sommige toekomstige tijdapparaten en die een binaire waarde kan aanschouwen. Geheugenelementen zijn typisch flip-flops. Geheugenuitvoer die wordt beschouwd als de 'huidige toestand' van een circuit, is een numeriek label. De staat bevat alle informatie over het verleden die nodig is om de huidige output te definiëren.

Verschillen tussen de gecombineerde en sequentiële logische circuits

Combinatieschakelingen Opeenvolgende circuits
Het circuit waarvan de output op elk moment alleen afhangt van de input die op dat moment aanwezig is, staat bekend als een combinatieschakeling.Het circuit waarvan de output op een willekeurig moment niet alleen afhangt van de aanwezige input, maar ook van de vorige output, staat bekend als sequentieel circuit
Dit soort schakelingen hebben geen geheugeneenheid.Dit soort schakelingen hebben een geheugeneenheid om de uitvoer uit het verleden op te slaan.
Het is sneller.Het is langzamer.
Deze zijn eenvoudig te ontwerpen.Deze zijn moeilijk te ontwerpen.
Voorbeelden van combinatieschakelingen zijn een halve opteller, volledige opteller, magnitude comparator, multiplexer, demultiplexer, etc.Voorbeelden van sequentiële schakelingen zijn flip-flop, register, teller, klokken, etc.

Computercircuits bestaan ​​uit combinatorische logische circuits en sequentiële logische circuits. Combinatieschakelingen produceren onmiddellijk output wanneer hun input verandert. Opeenvolgende circuits hebben klokken nodig om hun toestandsveranderingen te regelen. De fundamentele sequentiële circuiteenheid is de flip-flop en het gedrag van de SR-, JK- en D-flip-flops is het belangrijkst om te weten. Verder kunnen eventuele vragen over dit circuit of elektrische en elektronische projecten , geef alstublieft uw feedback door te reageren in het commentaargedeelte hieronder. Hier is een vraag voor u, wat is de functie van een sequentieel logisch circuit?

Fotocredits: