sekven n logick obvody n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Sekvenční logické obvody PowerPoint Presentation
Download Presentation
Sekvenční logické obvody

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 25

Sekvenční logické obvody - PowerPoint PPT Presentation


  • 210 Views
  • Uploaded on

Sekvenční logické obvody. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Sekvenční logické obvody' - neil-mercer


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
sekven n logick obvody

Sekvenční logické obvody

Střední odborná škola Otrokovice

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

www.zlinskedumy.cz

slide3

Sekvenční logické obvody

Obsah tématuVlastnosti sekvenčních obvodůSložení sekvenčního obvoduDělení sekvenčních obvodů- podle potřeby časovacího signálu-podle aktivní části impulzu časovacího signáluPřehled sekvenčních obvodů - základní (jednoduché) – klopné obvody typu RS, JK, D, T - složitější (posuvné registry, čítače, paměti, mikroprocesory, jednočipové mikropočítače, mikrokontroléry)

slide4

Sekvenční logické obvody

Vlastnosti sekvenčního logického obvodu

- chová se zčásti podobně jako kombinační logický obvod

(jeho výstup je závislý na kombinaci aktuálních vstupů)

- zároveň ale jeho výstup závisí na předchozích stavech (vstupů a výstupů)

- aby znal předchozí stavy potřebuje paměť

- jeho struktura i návrh je složitější než u kombinačních obvodů

- jeho činnost se dá popsat tabulkou

(jsou zde určité odlišnosti pro značení vstupních a výstupních signálů)

- pojem sekvenční znamená časovou posloupnost signálů či stavů

slide5

Sekvenční logické obvody

Na čem tedy závisí výstup sekvenčního logického obvodu?

Současně na:

- aktuálních stavech vstupů

- předchozích stavech (vstupů a výstupů)

- vnitřním stavu tohoto obvodu

Obr. 1: Blokové schéma sekvenčního logického obvodu

slide6

Sekvenční logické obvody

Sekvenční obvod je tvořen:

Kombinační částí

– obsahuje logické členy

– kombinuje signály na vstupu se signály z výstupu

Paměťovou částí

– obsahuje také logické členy, ale navíc je zde zavedena zpětná vazba

– tím vzniká jednoduchý paměťový člen typu bistabilní klopný obvod

– ukládají se sem informace z výstupu jako stavy vnitřních proměnných

– tím je dosaženo toho, že na stejné hodnoty vstupů nereaguje sekvenční obvod vždy stejnou odezvou (jako tomu bylo u kombinačních logických obvodů)

slide7

Sekvenční logické obvody

I. Dělení sekvenčních obvodů podle potřeby časovacího signálu:

Asynchronní

– změna vstupů se okamžitě promítne do stavu výstupu

– zpoždění signálu nastává pouze průchodem tohoto signálu logickými členy

(v rozsáhlých obvodech dochází k různým hodnotám zpoždění

– vznikají hazardní stavy,

– různé rušivé impulsy)

– složitá zapojení jsou proto navrhována pouze jako synchronní

Příklad: klopný obvod RS, asynchronní čítač (např. typ 7490)

Synchronní

– vyžadují časovací signál

– nemění stav na výstupu ihned po změně vstupů, ale až po změně časovacího signálu (hodinový (CLOCK, C, CLK, T)

– obvod může měnit své stavy jen v určitých okamžicích podle jedné z částí časovacího signálu (některá z hran nebo úroveň)

Příklad: klopné obvody RST, JK (např. typ 7472), D (typ 7474 a 7475), posuvný registr (typ 74164), synchronní čítač (např. typ 74193)

slide8

Sekvenční logické obvody

Časové řízení sekvenčního obvodu:

– sekvenční obvody vyžadují pro svoji řádnou činnost časové řídicí signály

– obecně jde o periodické číslicové signály označované také jako

časovací = taktovací = hodinové = synchronizační

– značení časovacího signálu

– T (takt, Time)

– C = CLK (Clock)

– aktivní část časovacího signálu obdélníkového průběhu

– hrany impulzu

– náběžná = vzestupná = přechod z nuly do jedničky

– týlová = sestupná = přechod z jedničky do nuly

– temene impulzu = úroveň (rozumí se úroveň logické jedničky)

(obecně hrany trvají velmi krátký čas, temeno pak mnohem delší čas)

slide9

Sekvenční logické obvody

II. Dělení synchronních sekvenčních obvodů podle aktivní části časovacího impulzu

– hranové

(obvod reaguje na stavy vstupů jen při příchodu některé z hran – viz obrázek 2., okrová = náběžná, modrá týlová = sestupná)

Příklad: klopný obvod JK, varianta klopného obvodu D (typ 7474)

– úrovňové

(obvod reaguje na změny stavů vstupů po celou dobu trvání jedničky = temene časovacího impulzu – v obrázku 2 vyznačeno červeně)

Příklad: klopný obvod RST, varianta klopného obvodu D (typ 7475)

Obr. 2: Idealizovaný časovací impulz s náběžnou hranou, temenem a sestupnou hranou

slide10

Sekvenční logické obvody

Obr. 3: Vstupy a výstupy sekvenčního logického obvodu

slide11

Sekvenční logické obvody

III. Dělení sekvenčních obvodů podle složitosti:

– Základní (jednoduché)

klopné obvody typu

– RS

– JK

– D

– T

– Složitější

– posuvné registry

– čítače

– paměti

– mikroprocesory, jednočipové mikropočítače a mikrokontroléry

slide12

Sekvenční logické obvody – klopné obvody

RS

- má dva vstupy

- R: Reset = nulování (Q = 0)

- S: Set = nastavení (Q = 1)

- je asynchronní

- realizovatelný pomocí dvou členů

(NAND nebo NOR)

- vykazuje neurčitý stav

- použití:

- nastavení výchozích stavů jiných klopných obvodů

- tvoří základ dalších složitějších klopných obvodů

(např. RS synchronní = RST)

Obr. 4: Schématická značka klopného obvodu R-S

slide13

Sekvenční logické obvody – klopné obvody

RS synchronní (RST)

- má tři vstupy

- R: Reset = nulování (Q = 0)

- S: Set = nastavení (Q = 1)

- T: Časování = Time, takt

- je synchronní (řízen úrovní)

- realizovatelný pomocí čtyř členů

(NAND nebo NOR)

- vykazuje neurčitý stav

- použití:

- nastavení výchozích stavů jiných klopných obvodů

- vytvářejí se z něj další složitější klopné obvody (např. JK, D, T)

Obr. 5: Schématická značka

klopného obvodu RST

slide14

Sekvenční logické obvody – klopné obvody

JK (asynchronní)

- písmena J, K nevyplývají z funkce vstupů

- má dva vstupy

- J: Set = nastavení ( Q = 1)

- K: Reset = nulování (Q = 0)

- asynchronní

- nevykazuje neurčitý stav

- při určité kombinaci vstupů se výstup změní

na opačný = překlopí se

- použití: nepoužívá se

Obr. 6: Schématická značka klopného obvodu JK

slide15

Sekvenční logické obvody – klopné obvody

JK (synchronní) = JKT

- písmena J, K nevyplývají z funkce vstupů

- má tři vstupy

- J (Set)

- K (Reset)

- T (Time, takt)

- synchronní (řízen sestupnou hranou)

- realizovatelný pomocí obvodů RST

- nevykazuje neurčitý stav

- při určité kombinaci vstupů se výstup změní

na opačný = překlopí se

- použití: pro konstrukci složitějších sekvenčních obvodů – např. posuvných registrů, čítačů

Obr. 7: Schématická značka synchronního klopného obvodu JKT

slide16

Sekvenční logické obvody – klopné obvody

D

- D jako Delay (zpoždění)

- vstupy:

- jeden signálový (= datový vstup D)

- jeden časovací (= řídicí vstup T)

- synchronní

řízení

- vzestupnou hranou (7474)

nebo - úrovní (7475)

- realizovatelný pomocí obvodů RST

- nevykazuje neurčitý stav

- při správném stavu signálu T kopíruje stav

datového vstupu na výstup Q

- použití: pro konstrukci složitějších

sekvenčních obvodů – např. posuvných registrů, čítačů

Obr. 8: Schématická značka klopného obvodu D

slide17

Sekvenční logické obvody – klopné obvody

T

- T jako Trigger (spuštění, přepnutí)

vstup: jeden společný vstup T

signálový i časovací

- synchronní

řízení

- sestupnou hranou

nebo - vzestupnou hranou

- realizovatelný pomocí obvodů synchronních obvodů JK a D (7474)

- nevykazuje neurčitý stav

- při správném stavu signálu T se výstup Q neustále překlápí

- použití: pro konstrukci složitějších

sekvenčních obvodů – např. posuvných registrů, čítačů

Obr. 9: Schématická značka klopného obvodu T

slide18

Sekvenční logické obvody – složitější

Složitější sekvenční obvody

Posuvné registry

- lze je realizovat ze synchronních klopných obvodů typu JK a D

- posouvají stav datového vstupu na výstup podle řízení

- lze je využít jako převodník sériového tvaru na paralelní (pro n-bitové číslo)

- další využití mají jako

- paměť

- zpožďovací článek

- dělicí a násobicí obvod pro mocniny dvojky

Čítače

- lze je realizovat ze synchronních klopných obvodů typu JK a D

- počítají impulzy, které jim přicházejí na vstup

- zároveň dělí kmitočet vstupujících impulzů zadaným číslem

- používají se pro měření kmitočtu, děličky kmitočtu číslem, v časoměrných obvodech

slide19

Sekvenční logické obvody – složitější

Paměti

- lze je realizovat z bistabilních klopných obvodů

- uchovávají informace (data) na zadané adresy

pomocí řízení

kombinace časování a zadání požadavku na operační režim

- zápis (do paměti)

- čtení (z paměti)

- liší se fyzikálním principem, uchováním obsahu bez napájení, množstvím pojmutelné informace (kapacitou), rychlostí čtení a zápisu, mazatelností, cenou za uložení 1 bitu, spolehlivostí, délkou doby uchování informace, způsobem uspořádání buněk v paměti (organizace paměti)…

Mikroprocesor

- procesor zmenšený do jediného integrovaného obvodu, je řízen programem (je programovatelný)

(jde tedy o monolitický nebo-lijednočipový procesor, příklad I 8080, Z 80)

slide20

Sekvenční logické obvody – složitější

Jednočipový mikropočítač

- jde o kompletní počítač (mikropočítač) zmenšený do jednoho integrovaného obvodu s vysokou hustotou integrace (LSI), obsahuje tedy tři bloky – vstup, centrální jednotku a výstup, je řízen programem (je programovatelný)Příklad: I 8048, I 8051

Mikrokontrolér- jde o jednočipový mikropočítač určený jako ústřední řídicí prvek pro nejrůznější přístroje (audiovizuální, měřicí, domácí spotřebiče, mobilní technika…) - není univerzální (menší možnosti rozšíření jeho funkcí), má vysoký výpočetní výkon (procesor s architekturou RISC) a nízkou cenu

Příklad: obvody PIC od výrobce Microchip.

kontroln ot zky

Sekvenční logický obvod se liší od kombinačního:

Tím, že obsahuje paměť

Na stejné stavy vstupů reaguje proměnlivě

Má jednodušší vnitřní strukturu

Kontrolní otázky

Asynchronní sekvenční obvod:

Vyžaduje časovací signál

Reaguje bezprostředně na stavy vstupů změnou výstupu

Reaguje na hranu nebo úroveň časovacího signálu

3. Úrovňový synchronní sekvenční obvod je řízen:

Vzestupnou hranou časovacího signálu T

Sestupnou hranou časovacího signálu T

Logickou jedničkou časovacího signálu T

kontroln ot zky spr vn odpov di erven

Sekvenční logický obvod se liší od kombinačního:

Tím, že obsahuje paměť

Na stejné stavy vstupů reaguje proměnlivě

Má jednodušší vnitřní strukturu

Kontrolní otázky – správné odpovědi – červeně

Asynchronní sekvenční obvod:

Vyžaduje časovací signál

Reaguje bezprostředně na stavy vstupů změnou výstupu

Reaguje na hranu nebo úroveň časovacího signálu

3. Úrovňový synchronní sekvenční obvod je řízen:

Vzestupnou hranou časovacího signálu T

Sestupnou hranou časovacího signálu T

Logickou jedničkou časovacího signálu T

slide23

Seznam obrázků:

Obr. 1: vlastní, Blokové schéma sekvenčního logického obvodu

Obr. 2: vlastní, Idealizovaný časovací impulz s náběžnou hranou, temenem a sestupnou hranou

Obr. 3: vlastní, Vstupy a výstupy sekvenčního logického obvodu

Obr. 4: vlastní, Schématická značka klopného obvodu RS

Obr. 5: vlastní, Schématická značka klopného obvodu RST

Obr. 6: vlastní, Schématická značka klopného obvodu JK

Obr. 7: vlastní, Schématická značka synchronního klopného obvodu JKT

Obr. 8: vlastní, Schématická značka klopného obvodu D

Obr. 9: vlastní, Schématická značka klopného obvodu T

seznam pou it literatury
Seznam použité literatury:

[1] Matoušek, D.: Číslicová technika, BEN, Praha, 2001, ISBN 80-7232-206-0

[2] Blatný, J., Krištoufek, K., Pokorný, Z., Kolenička, J.: Číslicové počítače, SNTL, Praha, 1982

[3] Kesl, J.: Elektronika III – Číslicová technika, BEN, Praha, 2003, ISBN 80-7300-075-X

[4] Pinker, J.,Poupa, M.: Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN, Praha, 2006, ISBN 80-7300-198-5