Sekvenční obvody. S R Q(t+1) 0 0? Q(t)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Sekvenční obvody. S R Q(t+1) 0 0? 0 1 0 1 0 1 1 1 Q(t)"

Zdeňka Kučerová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Sekvenční obvody Pokud hodnoty výstupů logického obvodu závisí nejen na okamžitých hodnotách vstupů, ale i na vnitřním stavu obvodu, logický obvod se nazývá sekvenční. Sekvenční obvody mění svůj vnitřní stav a své výstupy v diskrétních časových intervalech t, t + t, t + 2 t, Je-li t jednotkový interval, můžeme pak psát : t, t +, t + 2, t + 3, K popisu logických sekvenčních obvodů se používá: - matematický formalismus teorie automatů - excitační tabulka Příklad excitační tabulky (obvod S-R): S R (t+) (t) Excitační tabulka popisuje, jak závisí hodnota výstupu obvodu v čase t+, na hodnotách vstupů obvodu R a S a na stavu výstupu obvodu v čase t V excitační tabulce je znakem vyznačeno, že pokud byl v čase t na vstupech stav R = S =, není v čase t+ hodnota výstupu (t+) definována. S-R klopný obvod R S Pokud na vstupy R a S vložíme hodnoty nebo, hodnoty na výstupech obvodu a se mohou po určitou dobu (řádově nanosekundy) měnit, dokud se neustálí dosáhnou stabilního stavu Stabilní stavy závisí na hodnotách udržovaných na vstupech i výstupech obvodu. - -

2 Stabilní stavy R-S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = R = R = = S = S = = R = = S = = Při analýze chování R-S klopného obvodu vycházíme z pravdivostní funkce hradla NAND, tj. je-li alespoň na jednom vstupu hradla hodnota, je na výstupu hradla určitě hodnota bez ohledu na hodnotě druhého vstupu (viz pravdivostní tabulka). x y x y Stabilní stav: (t+) = (t+) = - 2 -

3 Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = R = R = = S = = = S = R = = S = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = R = = R = = S = S = = R = = S = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = - 3 -

4 Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = R = R = = S = S = = Výsledný stabilní stav závisí na předchozích hodnotách výstupů (t) a (t). Analýza obvodu se potom rozpadá na čtyři varianty..varianta: (t) = (t) = R = = R = = S = = S = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = 2.varianta: (t) = (t) = R = = R = = S = = S = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = - 4 -

5 3.varianta: (t) = (t) = R = = R = = S = = R = = S = = S = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = 4.varianta: (t) = (t) = R = = R = = S = = R = = S = = S = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = - 5 -

6 Chování R-S obvodu lze popsat souhrnnou excitační tabulkou: R S (t) (t) (t+) (t+) x x x x x x x libovolná hodnota nedefinovaný stav Při nastavení vstupů obvodu na R=S=, bude výsledný stav a mít hodnotu nebo. Rozhodne o tom náhoda a uplatní se také parametry tranzistorů, které obvod realizují. Při nastavení vstupů obvodu na R=S=, bude výsledný stav = a = stabilní, ale pro korektní chování obvodu není žádoucí. Výsledná (zkrácená) excitační tabulka: R S (t+) (t+) (t) (t) S-R obvod ve funkci -bitové paměti V klidovém stavu (pokud do paměti nezapisujeme) jsou na vstupech obvodu hodnoty R = S =. Obvod je v jednom z klidových stavů a jeho stav se nemění. Pokud změníme na určitý okamžik hodnotu na vstupu na R =, S = (hodnota S zůstane zachována), nastaví se hodnota výstupu klopného obvodu na =. Do obvodu jsme zapsali hodnotu set obvodu. Pokud změníme na určitý okamžik hodnotu na vstupu na R =, S = (hodnota R zůstane zachována), nastaví se hodnota výstupu klopného obvodu na =. Do obvodu jsme zapsali hodnotu reset obvodu

7 R S zápis ( dále bude = ) zápis ( dále bude = ) S-R klopný obvod řízený hodinovými pulsy Neboť činnost počítače jako celku je řízena generátorem hodinových pulsů, požaduje se, aby i jednotlivé jeho obvody měnily svůj stav pouze v době trvání hodinového pulsu. Proto je většina základních sekvenčních obvodů konstruována tak, že jejich činnost je řízena hodinovými pulsy. S R * hodinový puls R S * Pokud je =, je R* = a S* =. Hodnoty a na výstupu obvodu se proto nemohou změnit. Pokud je =, může dojít ke změně stavu obvodu, tj. k zápisu nebo

8 Excitační tabulka: S R R* S* (t+) (t+) x x (t) (t) (t) (t) S R (t+) x x (t) (t) Schematic ká zna čka: S R S-R obvod řízený hodinovými pulsy ve funkci -bitové paměti Funkce -bitové paměti je dána následujícími hodnotami na vstupech S-R obvodu: = udržování předchozího stavu = S =, R = zápis (set) S =, R = zápis (reset) Při použití jako -bitové paměti má paměť dva datové vstupy (S, R), přičemž hodnota na jednom vstupu musí být negací hodnoty na druhém vstupu lze zjednodušit. D klopný obvod s hodinovým vstupem D - 8 -

9 Excitační tabulka: D (t+) x (t) Schematická značka: D D-klopný obvod ve funkci -bitové paměti Funkce -bitové paměti je dána následujícími hodnotami na vstupech D-klopného obvodu: = udržování předchozího stavu = D = zápis D = zápis J-K klopný obvod J R * hodinový puls K S * - 9 -

10 J-K klopný obvod (viz obrázek 4.5) nemění svůj stav, pokud jsou oba dva vstupy J a K nulové. Pokud na vstup vložíme J = a K =, provede se reset obvodu. Pokud na vstup vložíme J = a K =, provede se set (nastavení) obvodu. Pokud na oba vstupy J a K vložíme hodnotu, změní se logická hodnota na výstupu na hodnotu opačnou, tj. dojde k překlopení obvodu. Schematická značka: J K Excitační tabulka: J K (t) (t) (t+) (t+) x x x x (t) (t) x x (t) (t) x x x x J K (t+) x x (t) (t) (t) Při nastavení vstupů J= K= se po celou dobu, kdy je =, výstup neustále mění (překlápí)! - -

Podobné dokumenty

Sekvenční logické obvody

Sekvenční logické obvody 7.přednáška Sekvenční obvod Pokud hodnoty výstupů logického obvodu závisí nejen na okamžitých hodnotách vstupů, ale i na vnitřním stavu obvodu, logický obvod se nazývá sekvenční.