Introduktion til sekventielle logiske kredsløb

Introduktion til sekventielle logiske kredsløb

En rækkefølge logiske kredsløb er en form for det binære kredsløb, hvis design anvender en eller flere indgange og en eller flere udgange, hvis tilstande er relateret til nogle bestemte regler, der afhænger af tidligere tilstande. Både ind- og udgange kan nå en af ​​de to tilstande: logik 0 (lav) eller logik 1 (høj). I disse kredsløb afhænger deres output ikke kun af kombinationen af ​​logiske tilstande ved dets indgange, men desuden af ​​de logiske tilstande, der eksisterede tidligere. Med andre ord afhænger deres output af en SEKVENS af de begivenheder, der opstår ved kredsløbsindgangene. Eksempler på sådanne kredsløb inkluderer ure, flip-flops, bi-stalde, tællere, minder og registre. Kredsløbens handlinger afhænger af rækkevidden af ​​grundlæggende underkredsløb.



Hvad er et sekventielt logisk kredsløb?

Uensartet Kombinationslogiske kredsløb kan ændre tilstand afhængigt af de reelle signaler, der påføres deres indgange, på samme tid inkluderer sekventielle logiske kredsløb en eller anden form for iboende 'hukommelse' indbygget i dem, da de er i stand til at tage hensyn til deres tidligere inputtilstand såvel som enkeltpersoner virkelig er til stede, en slags 'før' og 'efter' effekt er involveret i de sekventielle logiske kredsløb. Et meget simpelt sekventielt kredsløb uden indgange kan oprettes ved hjælp af en inverter til at danne en feedback loop


sekventielt logisk kredsløbsblokdiagram

Sekventielt diagram for logisk kredsløb





Designprocedure for sekventielle logiske kredsløb

  1. Denne procedure involverer følgende trin
  2. Udled først tilstandsdiagrammet
  3. Tag som tilstandstabellen eller en ækvivalensrepræsentation, såsom et tilstandsdiagram.
  4. Antallet af tilstande kan reduceres ved hjælp af tilstandsreduktionsteknikken
  5. Bekræft antallet af nødvendige flip-flops
  6. Vælg typen af klipklapper at blive brugt
  7. Udlede excitationsligninger
  8. Brug kortet eller en anden forenklingsmetode til at udlede outputfunktionen og flip-flop-inputfunktionerne.
  9. Tegn et logisk diagram eller en liste over Boolske funktioner, hvorfra et logisk diagram kan opnås.

Typer af sekventielle logiske kredsløb

Der er tre typer sekventielle kredsløb:

  • Hændelsesdrevet
  • Urdrevet
  • Pulsdrevet
Typer af sekventielle logiske kredsløb

Typer af sekventielle logiske kredsløb



Hændelsesdrevet: - Asynkrone kredsløb, der kan ændre tilstand med det samme, når de er aktiveret. Asynkront (grundlæggende tilstand) sekventielt kredsløb: Adfærden afhænger af arrangementet af indgangssignalet, der ændrer sig kontinuerligt over tid, og output kan være en ændring til enhver tid (uret).

Urdrevet: Synkrone kredsløb, der er synkroniseret til et specifikt ursignal. Synkront (latch mode) sekventielt kredsløb: Adfærden kan defineres ud fra kendskabet til kredsløb, der opnår synkronisering ved hjælp af et tidssignal kaldet uret.

Pulsdrevet: Dette er en blanding af de to, der reagerer på de udløsende impulser.


Eksempler på sekventielle logiske kredsløb

Ure

Tilstandsændringer for de fleste sekventielle kredsløb sker på tidspunkter, der er specificeret af fritløbende ursignaler. Som navnet antyder, kræver sekventielle logiske kredsløb et middel, hvormed begivenheder kan sekventeres.

Ur sekventielt kredsløb

Ur sekventielt kredsløb

Tilstandsændringerne styres af ure. Et 'ur' er et specielt kredsløb, der sender impulser med nøjagtig pulsbredde og et nøjagtigt interval mellem de på hinanden følgende impulser. Intervallet mellem på hinanden følgende impulser kaldes urets cyklustid. Urets hastighed måles normalt i Megahertz eller Gigahertz.

Klipklapper

Den grundlæggende byggesten i kombinationskredsløbet har logiske porte , mens den grundlæggende byggesten i et sekventielt kredsløb faktisk er en flip-flop. Flip-flop har en bedre og større brug i skiftregister, tællere og hukommelsesenheder. Det er en lagerenhed, der er i stand til at lagre en bit data. Flip flop har to indgange og to udgange mærket som Q og Q '. Det er normalt og supplerer.

Klipklapper

Klipklapper

Bi-stalde

I de fleste tilfælde er bi-staldene angivet med en kasse eller cirkel. Linjer i eller omkring bi-stalde markerer dem ikke kun som bi-stalde, men angiver også, hvordan de fungerer. Bi-stalde er af to typer lås og flip flop. Bi-staldene har to stabile tilstande, den ene er SET og den anden er RESET. De kan bevare et af disse trin på ubestemt tid, hvilket gør dem nyttige til opbevaringsformål. Låse og flip-flops er forskellige i den måde, de skifter fra en tilstand til en anden.

Bistable input- og outputbølgeformer

Bi-stabil input og output Waveforms

Tællere

En tæller er et register, der går gennem en forudbestemt sekvens af tilstande ved påføring af urimpulser. Fra et andet synspunkt er en tæller en slags sekventielt kredsløb, hvis tilstandsdiagram er en enkelt cyklus. Med andre ord er tællere et særligt tilfælde af en begrænset tilstandsmaskine. Outputtet er generelt en tilstandsværdi.

Grundlæggende tællerkredsløb

Grundlæggende tællerkredsløb

Der er to typer tællere: Asynkrone tællere (Ripple tæller) og den anden er Synkron tællere. Den asynkrone tæller er kloksignalet (CLK), som simpelthen bruges til at ur den første FF. Hver FF (undtagen den første FF) er uret af den foregående FF. Den synkrone tæller er kloksignalet (CLK), der er funktionelt for alle FF, hvilket betyder, at alle FF deler det samme ursignal. Således ændres output på samme tid.

Registrerer

Register er urede sekventielle kredsløb. Et register er en samling af flip-flops, hver flip-flop er i stand til at lagre en bit information. Et n-bit-register består af n flip-flops og er i stand til at lagre n informationsbits. Udover flip-flops indeholder et register normalt en kombinationslogik til at udføre nogle enkle opgaver. Flip-flops indeholder binær information. Portene til at bestemme, hvordan oplysningerne flyttes ind i registret. Tællere er en særlig type register. En tæller gennemgår en forudbestemt rækkefølge af tilstande.

Registrer kredsløb

Registrer kredsløb

Minder

Hukommelseselementer kan være alt, hvad der skaber en tidligere værdi tilgængelig på nogle fremtidige tidsenheder, der kan se en binær værdi. Hukommelseselementer er typisk flip-flops. Hukommelsesoutput, der betragtes som et kredsløbs 'aktuelle tilstand' er en numerisk etiket. Staten inkorporerer alle de oplysninger om fortiden, der er nødvendige for at definere det aktuelle output.

Forskelle mellem de kombinerede og sekventielle logiske kredsløb

Kombinationskredsløb Sekventielle kredsløb
Kredsløbet, hvis output på ethvert øjeblikkeligt tidspunkt kun afhænger af den input, der kun er til stede på det øjeblik, er kendt som et kombinations kredsløb.Det kredsløb, hvis output til enhver tid afhænger ikke kun af den nuværende input, men også af det tidligere output, er kendt som sekventielt kredsløb
Disse typer kredsløb har ingen hukommelsesenhed.Disse typer kredsløb har en hukommelsesenhed til at gemme den tidligere output.
Det er hurtigere.Det er langsommere.
Disse er nemme at designe.Disse er vanskelige at designe.
Eksempler på kombinationskredsløb er en halv adder, fuld adder, størrelses komparator, multiplexer, demultiplexer osv.Eksempler på sekventielle kredsløb er flip-flop, register, tæller, ure osv.

Computerkredsløb består af kombinationslogiske kredsløb og sekventielle logiske kredsløb. Kombinationskredsløb producerer output med det samme, når deres input ændres. Sekventielle kredsløb kræver ure for at kontrollere deres tilstandsændringer. Den grundlæggende sekventielle kredsløbsenhed er flip-flop og opførslen af ​​SR, JK og D flip-flops er den vigtigste at vide. Desuden er eventuelle spørgsmål vedrørende dette kredsløb eller elektriske og elektroniske projekter , bedes du give din feedback ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er funktionen af ​​et sekventielt logisk kredsløb?

Fotokreditter: