Sekvenční logické obvody

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

Typy a použití klopných obvodů


SWI120 ZS 2010/ hookey.com/digital/

Sekvenční logické obvody

Digitální obvody. Doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Čítače e a časovače. v MCU. Čítače a časovače MCU. Obsah

Programovatelné logické obvody

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Nerovnice s absolutní hodnotou

Sběrnicová struktura PC Interní počítačové paměti PC

9. A/Č převodník s postupnou aproximací. Použití logického analyzátoru

Vítězslav Bártl. březen 2013

Vrtání závitů bez vyrovnávací hlavičky (G331, G332)

Signály Mgr. Josef Horálek


4.6.6 Složený sériový RLC obvod střídavého proudu

( ) Kreslení grafů funkcí metodou dělení definičního oboru I. Předpoklady: 2401, 2208

Architektura počítače

Kvadratické rovnice pro učební obory

Pingpongový míček. Petr Školník, Michal Menkina. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Popis a funkce klávesnice Gama originální anglický manuál je nedílnou součástí tohoto českého překladu

Operační systém teoreticky

Převodníky AD a DA. AD a DA. Převodníky AD a DA. Základní charakteristika

( ) ( ) ( ) 2 ( ) Rovnice s neznámou pod odmocninou II. Předpoklady: 2715

SEKVENČNÍ LOGICKÉ OBVODY

ŘÍZENÍ FYZIKÁLNÍHO PROCESU POČÍTAČEM

Semestrální práce NÁVRH ÚZKOPÁSMOVÉHO ZESILOVAČE. Daniel Tureček zadání číslo 18 cvičení: sudý týden 14:30

2010/2011 ZS. z HW pohledu 640 kb ought to be enough for anybody. Bill Gates, 1981

Popis připojení elektroměru k modulům SDS Micro, Macro a TTC.

Alfanumerické displeje

( ) Neúplné kvadratické rovnice. Předpoklady:

Inovace výuky prostřednictvím ICT v SPŠ Zlín, CZ.1.07/1.5.00/ Vzdělávání v informačních a komunikačních technologií

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Pohyb v listu. Řady a posloupnosti

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č. 8 k prezentaci Pneumatická hradla

3.2.4 Podobnost trojúhelníků II

Úpravy skříní a čelních ploch pro úchopovou lištou

2.1. Pojem funkce a její vlastnosti. Reálná funkce f jedné reálné proměnné x je taková

IMPORT A EXPORT MODULŮ V PROSTŘEDÍ MOODLE

Architektura počítačů Logické obvody

Google Apps. pošta 2. verze 2012

Architektura počítačů Logické obvody

3. D/A a A/D převodníky

DUM 10 téma: Stavová tabulka výklad

PAVIRO Zesilovač PVA-2P500

Motivace, zvyšování energie lidstva a smysl života

DUM 11 téma: Nástroje pro transformaci obrázku

Poznámky k verzi. Scania Diagnos & Programmer 3, verze 2.27

a) Slovní úlohy o směsích b) Slovní úlohy o pohybu c) Slovní úlohy o společné práci

imedicus - internetové objednávání

Převodníky analogových a číslicových signálů

Každý jednotlivý záznam datového souboru (tzn. řádek) musí být ukončen koncovým znakem záznamu CR + LF.

29.z-9.plo ZS 2015/2016

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

ÚVOD DO HRY PRINCIP HRY

LDo paměti přijímače může být zapsáno maximálně 256 kódů vysílačů. Tyto není PŘIJÍMAČ SMXI. Popis výrobku

2.7.2 Mocninné funkce se záporným celým mocnitelem

Průvodce instalací programu DesignCAD 3D Max v25 US (CZ) Full/Upgrade

Semestrální práce z předmětu KIV/AZS Filtrování zvukového signálu pomocí FIR a IIR filtrů

Sada 2 Microsoft Word 2007

2.8.9 Parametrické rovnice a nerovnice s absolutní hodnotou

Důkazové metody. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

Paměti a jejich organizace

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb. CW01 - Teorie měření a regulace ZS 2010/2011. reg Ing. Václav Rada, CSc.

Přístupový systém VX800N. Vid

OPERAČNÍ ZESILOVAČE. Teoretický základ

Významná diskrétní rozdělení pravděpodobnosti

Studijní informační systém. Nápověda pro vyučující 2 Práce s rozvrhem a předměty

Rychlý návod na použití

Postup práce s elektronickým podpisem

UŽITÍ DERIVACÍ, PRŮBĚH FUNKCE

Zvyšování IT gramotnosti zaměstnanců vybraných fakult MU MS POWERPOINT 2010

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

Funkce více proměnných

Příloha č. 1 Vzor smlouvy o založení svěřenského fondu a statutu svěřenského fondu

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 12

PROTOKOL O LABORATORNÍM CVIČENÍ

Tvarovací obvody. Vlastnosti RC článků v obvodu harmonického a impulsního buzení. 1) RC článek v obvodu harmonického buzení

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í

INFORMACE K POKUSNÉMU OVĚŘOVÁNÍ ORGANIZACE PŘIJÍMACÍHO ŘÍZENÍ SŠ S VYUŽITÍM JEDNOTNÝCH TESTŮ

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

Převodníky f/u, obvod NE555

2.1 Tyčová, pásová, kloubová měřidla

Elektrické teplovzdušné jednotky. Leo EL 23 Leo KMEL 23

Miroslav Flídr Počítačové systémy LS /21- Západočeská univerzita v Plzni

BDIO - Digitální obvody

Úplný systém m logických spojek. 3.přednáška

Elektronické zpracování signálu

Modul účetnictví: Kontrolní výkaz DPH (SK) Podklady ke školení

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

E-ZAK. metody hodnocení nabídek. verze dokumentu: QCM, s.r.o.

Zkouškové otázky z A7B31ELI

PHP formátování řetězců

Sekvenční logické obvody

Nyní jste jedním z oněch kouzelníků CÍL: Cílem hry je zničit soupeřovy HERNÍ KOMPONENTY:

Základní škola Ústí nad Labem, Anežky České 702/17, příspěvková organizace. Výukový materiál

1. Kruh, kružnice. Mezi poloměrem a průměrem kružnice platí vztah : d = 2. r. Zapíšeme k ( S ; r ) Čteme kružnice k je určena středem S a poloměrem r.

Virtuální přístroje. Použití grafického programování v LabVIEW. Ing. Pavel Mlejnek

Transkript:

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. 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 Buchtela@pef.czu.cz 2

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. Buchtela@pef.czu.cz 3

S-R R klopný obvod R S Pokud na vstupy R a S vložíme hodnoty nebo, hodnoty na výstupech obvodu a se mohou po určitou dobu (ns) měnit, dokud se neustálí dosáhnou stabilního stavu Stabilní stavy závisí na hodnotách udržovaných na vstupech i výstupech obvodu. Buchtela@pef.czu.cz 4

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = R = R = = x y x y?? S = S = = R = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = S = = Buchtela@pef.czu.cz 5

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = R = = R = = x y x y? S = S = = R = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = S = = Buchtela@pef.czu.cz 6

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = R = R = = x y x y? S = = S = = R = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = S = = Buchtela@pef.czu.cz 7

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = R = R = =? x y x y?? S = S = =? Výsledný stabilní stav závisí na předchozích hodnotách výstupů (t) a (t). Buchtela@pef.czu.cz 8

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S =.varianta: (t) = (t) = R = = R = = x y x y S = = S = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = Buchtela@pef.czu.cz 9

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = 2.varianta: (t) = (t) = R = = R = = x y x y S = = S = = Stabilní stav: (t+) = (t+) = Buchtela@pef.czu.cz

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = 3.varianta: (t) = (t) = R = = x y x y R = = S = = S = = R = = Stabilní stav: (t+) =? (t+) =? S = = Buchtela@pef.czu.cz

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Na vstupy přivedeme hodnoty: R = S = 4.varianta: (t) = (t) = R = = x y x y R = = S = = S = = R = = Stabilní stav: (t+) =? (t+) =? S = = Buchtela@pef.czu.cz 2

Stabilní stavy R-S R S klopného obvodu Chování R-S obvodu lze popsat souhrnnou excitační tabulkou: 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. R S (t) (t) (t+) (t+) x x x x x x???? x libovolná hodnota? nedefinovaný stav Buchtela@pef.czu.cz 3

R-S S klopný obvod Výsledná excitační tabulka: R S (t+) (t+)?? (t) (t) Buchtela@pef.czu.cz 4

S-R R obvod ve funkci -bitov bitové paměti Klidový stav: R = S = Zápis, tzv. nastavení (set) obvodu: R =, S = Zápis, tzv. nulování (reset) obvodu: R =, S = R S zápis ( dále bude = ) zápis ( dále bude = ) Buchtela@pef.czu.cz 5

S-R R klopný obvod řízený 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. Buchtela@pef.czu.cz 6

S-R R klopný obvod řízený hodinovými pulsy Excitační tabulka: zkráceně: S R R* S* (t+) (t+) S R x x (t) (t) x x (t) (t)?? (t+) (t) (t)? S R * Schematická značka: hodinový puls R S * S R Buchtela@pef.czu.cz 7

S-R R klopný obvod řízený hodinovými pulsy - použit ití - -bitová paměť: = udržování předchozího stavu = S =, R = zápis (set) S =, R = zápis (reset) Při použití jako -bitové paměti má paměť dva vstupy (S,R), přičemž hodnota na jednom vstupu musí být negací hodnoty na druhém vstupu lze zjednodušit. Buchtela@pef.czu.cz 8

D klopný obvod s hodinovým vstupem D Buchtela@pef.czu.cz 9

D klopný obvod Excitační tabulka: Schematická značka: D (t+) x (t) D D -bitová paměť: = udržování předchozího stavu = D = zápis D = zápis Buchtela@pef.czu.cz 2

Registr Registr slouží jako rychlá paměť, skládá se z S-R nebo D klopných obvodů. Do n bitového registru lze uložit binární kódové slovo délky n. Každý klopný obvod uloží jeden bit vstupní informace. Vstup se zapisuje do všech klopných obvodů zároveň a zápis je řízen řídícím signálem. zápis vstup výstup Buchtela@pef.czu.cz 2

4-bitový registr LOAD LOAD x S y D y x R x S y D y x R x 2 S y 2 D y 2 x 2 R x 3 S y 3 D y 3 x 3 R Pokud je LOAD =, stav klopných obvodů se nemění. Pokud je LOAD =, dojde k zápisu x x 3 Buchtela@pef.czu.cz 22

J-K K klopný obvod J R * hodinový puls K S * Schematická značka: J K Buchtela@pef.czu.cz 23

Excitační tabulka: J-K K klopný obvod J K (t) (t) (t+) (t+) x x x x (t) (t) x x (t) x x x x (t)???? J zkráceně: J x K x R * (t+) (t) (t) (t) Při nastavení vstupů J=K= se po celou dobu, kdy je =, výstup neustále mění (překlápí)! hodinový puls K S * Buchtela@pef.czu.cz 24

Klopné obvody typu latch Reagují na změny na svých vstupech po celou dobu trvání hodinového pulsu Obvod může být aktivní pro = nebo = Schematické značky: Obvod je aktivní při = Obvod je aktivní při = D D Buchtela@pef.czu.cz 25

Spojování obvodů typu latch Pokud mají latch klopné obvody pracovat korektně, je třeba, aby po ustálení hodnot na jejich vstupech se již hodnota jejich vstupů po celou dobu trvání hodinového pulsu neměnila. Klopné obvody typu latch a z nich vytvořené registry se většinou používají jen jako vyrovnávací paměti. Jejich použití je možné tehdy, když data, která se mají do registru zapsat, jsou doprovázena signálem, který se obvykle označuje jako strobe nebo enable. Musí být přitom zaručeno, že během trvání tohoto signálu, který je přiveden na hodinový vstup obvodu, jsou zapisovaná data na vstupu obvodu po celou dobu platná. Buchtela@pef.czu.cz 26

Klopné obvody typu flip-flop flop Mění svůj stav v průběhu - náběžné hrany - sestupné hrany náběžná sestupná Umožňují jednodušší spojování obvodů Změna při náběžné hraně Změna při sestupné hraně D D Buchtela@pef.czu.cz 27

Flip-flop obvody typu master-slave slave Funkce flip-flop obvodu závisí na tvaru hodinových pulsů. Aby obvod fungoval, musí být vzestupná hrana hodinových pulsů dostatečně strmá. Tyto problémy by nenastaly, kdyby byla u klopných obvodů výrazněji oddělena fáze načtení vstupu a přenesení odezvy na výstup. Proto se konstruují tzv. master-slave obvody. Masterslave obvod si nejdříve během náběžné hrany hodinového pulsu načte vstupní hodnoty a pak teprve během sestupné hrany hodinového pulsu změní svůj výstup. Buchtela@pef.czu.cz 28

Posuvný registr (obvody flip-flop flop) x S S 2 S 3 S 4 y R R 2 R 3 R 4 Vždy při náběžné hraně hodinového pulsu dojde k přenosu obsahu klopných obvodů o jedno místo vpravo a do prvního obvodu vlevo se načte hodnota vstupu x. Pro korektní funkci musí být zpoždění uvnitř klopného obvodu větší než doba trvání náběžné hrany hodinového pulsu. Buchtela@pef.czu.cz 29

Posuvný registr - funkce Na vstup X jsou přiváděny postupně hodnoty: x, x 2, x 3 x n Výstupy obvodů, 2, 3, 4 =y uvádí tabulka: X 2 3 4 =Y. x x - - - 2. x 2 x 2 x - - 3. x 3 x 3 x 2 x - 4. x 4 x 4 x 3 x 2 x 5. x 5 x 5 x 4 x 3 x 2 6. x 6 x 6 x 5 x 4 x 3 x S S 2 S 3 S 4 y R R 2 R 3 R 4 Buchtela@pef.czu.cz 3

čítané pulsy +V C reset J Asynchronní čítač o J K K K o J C r C r C r 2 o 2 Na vstupech J, K je udržována Čítané pulsy jsou přiváděny na hodinový vstup prvního klopného obvodu. Klopné obvody načítají své vstupy J, K při náběžné hraně hodinového pulsu a odezvu přenesou na výstup při jeho sestupné hraně. Pokaždé, když na jejich hodinový vstup přijde puls, klopné obvody se překlopí (změní hodnotu svého výstupu na opačnou, protože J = K = ). Buchtela@pef.czu.cz 3

Asynchronní čítač - funkce čítané pulsy +V C reset Výstupy obvodů =o, =o, 2 =o 2, 3 =o 3 uvádí tabulka: J o J K K K o J C r C r C r 2 o 2 2 2 poč. reset. 2.. 2 3. 3 4. 2.. 4 5. 5 6. 3. 6 7. 7 8. 4. 2. 9.. 5. 2 Buchtela@pef.czu.cz 32

Asynchronní čítač jako dělid lič frekvence čítané pulsy +V C reset J o o J K K K C r C r C r J 2 o 2 Na výstupech o, o a o 2 dostáváme rovněž symetrické obdélníkové pulsy, ale jejich perioda je 2x, 4x a 8x větší. pořadí pulsu načítané pulsy o o o 2 2 3 4 5 6 7 8 9 Obvod může tedy pracovat jako dělič základní frekvence f lze odvodit f /2 (o ), f /4 (o ) a f /8 (o 2 ). hodnota čítače 2 3 4 5 6 7 Buchtela@pef.czu.cz 33

Děkuji za pozornost! Příští přednáška: Realizace aritmeticko logické jednotky