Secīgā loģiskā ķēde
Secīgās loģiskās shēmas ir kombinētas loģiskās shēmas ar atmiņas vienībām. Šīs shēmas nav pilnībā atkarīgas no ievades stāvokļiem, lai nodrošinātu izvadi. Tās ir divstāvokļu loģiskās shēmas, kas nozīmē, ka šīs shēmas var pastāvīgi uzturēt izeju augstā “1” vai zemā “0” līmenī, pat ja ieejas laika gaitā mainās. Izvades stāvokli var mainīt, tikai izmantojot sprūda impulsu secīgās ķēdēs.
Secīgās ķēdes pamata attēlojums ir parādīts zemāk:
Secīgo ķēžu klasifikācijas
Secīgās ķēdes tiek sadalītas, pamatojoties uz to iedarbināšanas stāvokļiem, kā minēts tālāk:
- Notikumu vadītas secīgas shēmas
Tie pieder asinhrono secīgo loģisko ķēžu saimei. Tie ir bez pulksteņa un var darboties nekavējoties, saņemot ievadi. Izvade nekavējoties mainās ar ievades kombināciju. - Pulksteņa vadītas secīgas shēmas
Tie pieder sinhrono secīgo loģisko ķēžu saimei. Šīs secīgās shēmas tiek darbinātas ar pulksteni. Tas nozīmē, ka tiem ir nepieciešams pulksteņa signāls, lai darbotos ar ieejas kombinācijām un radītu izvadi. - Impulsu vadīta secīga ķēde
Šīs secīgās shēmas var būt ar pulksteņa piedziņu vai bezpulksteņa. Faktiski tie apvieno gan notikumu, gan pulksteņa vadītu secīgu ķēžu īpašības.
Termins “sinhrons” nozīmē, ka pulksteņa signāls var mainīt secīgās ķēdes stāvokļus, neizmantojot ārēju signālu. Atrodoties asinhronajās shēmās, ķēdes atiestatīšanai ir nepieciešams ārējs ieejas signāls.
Termins “ciklisks” nozīmē, ka daļa izejas tiek atgriezta ieejā kā atgriezeniskās saites ceļš. Tomēr “neciklisks” ir pretējs cikliskajam, kas nozīmē, ka secīgajās shēmās nav atgriezeniskās saites ceļu.
Secīgo slēgumu piemēri – aizbīdņi un flip Flops
Gan aizbīdņi, gan flip-flops ir secīgas shēmas ar zināmām atšķirībām to darbības principos. Fiksators neietver pulksteņa signālus palaišanas stāvokļiem, savukārt flip-flops prasa pulksteņa iedarbināšanu, kā parādīts zemāk esošajā attēlā:
Iepriekš redzamais skaitlis attēlo SR aizbīdni un SR flip-flop. Iepriekš redzamā flip-flop gadījumā tiek parādīts pulksteņa impulss.
SR Flip Flop
SR flip-flop ir gluži kā SR aizbīdnis ar papildu pulksteņa funkciju. Pulksteņa palaidējs darbojas, lai iestatītu flip-flop stāvoklī, un flip-flop darbojas nedzīvi, ja nav pulksteņa impulsa.
SR Flip Flop blokshēma ir parādīta zemāk:
Shēmas shēma
SR flip-flops pamatā sastāv no NAND vārtiem, tāpat kā SR aizbīdnis. Tomēr pulksteņa ievade ir norādīta starp pirmajiem diviem NAND vārtiem uz norādīto pulksteņa iedarbināšanu, kā norādīts tālāk:
Patiesības tabula
Patiesības tabula, kas ietver visas četras iespējamās ievades kombinācijas S&R termināļos kopā ar diviem izvades stāvokļiem, Q & ir parādīts tabulā zemāk:
Pulksteņa ievade vienmēr tiek turēta pie E=1, lai nodrošinātu SR flip-flop darbību. Četras ieeju un izeju kombinācijas ir apskatītas zemāk:
1: ja S=0, R=1 (iestatīts):
Izvade Q sasniedz augstu stāvokli, ja S=0 un R=1
2: ja S=1, R=0 (atiestatīt):
Izvade Q kļūst par nulli, bet izvade Q’=1, kad S=1 un R=0.
3: ja S=1, R=1 (bez izmaiņām):
Izvade paliek iepriekšējā stāvoklī, ko atgādina SR flip flop.
4: ja S=0, R=0 (nenoteikts):
Izvades ir nenoteiktas, jo abām ieejām ir zems līmenis.
Pārslēgšanas diagramma
SR flip-flop pārslēgšanās diagrammu var attēlot zemāk, lai parādītu “S” un “R” ieeju augstus un zemos stāvokļus ar izejām. Pārslēgšanās diagramma šķiet pareiza, līdz abi ievades stāvokļi pārvēršas “0” un izejas kļūst nederīgas. Pēc nederīga stāvokļa SR flip-flop kļūst nestabils, savukārt viena izeja var pārslēgties ātrāk nekā otra, kā rezultātā rodas nenoteikta darbība.
SR Flip Flop veidi:
SR flip flops var izveidot, izmantojot AND, NAND un NOR vārtus. Tālāk ir apskatīta informācija par konfigurāciju, kā arī katra veida patiesības tabulas.
1- Pozitīvs NAND Gate SR Flip Flop
Pozitīvais NAND vārtu flip-flop pievieno divus papildu NAND vārtus pamata SR flip-flop. Pozitīvie NAND vārti pārslēdzas uz iestatīšanas un atiestatīšanas stāvokļiem, pamata SR flip-flop zemo ievades vietā izmantojot lielu ieeju. Citiem vārdiem sakot, “S” termināļa ievade “1” nodrošina iestatīto stāvokli, savukārt “1” ievade “R” terminālī nodrošina atiestatīšanas stāvokli.
Turklāt nederīga stāvokļa gadījums tagad parādās, ja abas ieejas ir augstas, bet abām nulles ieejām izvadi nemainās.
2-NOR Gate SR Flip Flop
SR flip-flops var konstruēt arī, izmantojot divus NOR vārtus. Šī konfigurācija darbojas līdzīgi pozitīvai NAND vārtu konfigurācijai. Iestatīšanas un atiestatīšanas stāvokļus aktivizē augsts impulss vai “1”, nevis zems impulss vai “0” pamata SR flip-flop konfigurācijā. Patiesības tabula parāda tādus pašus izvades stāvokļus kā pozitīvā NAND vārtu SR flip-flop.
3-Clocked SR Flip Flop
Clocked SR flip flops ņem savu ievadi no diviem UN vārtiem. Viena no UN vārtu ieejām ir ieejas signāls SR flip flop spailēm, bet otrā ieeja ir pulkstenis vai iespējošana. Pulksteņa impulsam šajā konfigurācijā ir nozīmīga loma. Pulksteņa impulss var pārslēgt divus papildu NAND vārtus, lai pēc vajadzības ieslēgtos vai izslēgtos, lai nodrošinātu labāku izvades stāvokļa kontroli. Ja iespējošanas ievade “EN” ir augsta, visas NAND vārtu funkcijas nodrošina izvadi. Ja iespējošanas ievade “EN” ir zema, divi papildu NAND vārti tiek atvienoti, un SR flip flop atsauc atmiņā iepriekšējos stāvokļus.
Lietojumprogramma — pārslēdziet debounce ķēdi
SR flip flops tiek iedarbinātas no malas, un tās diezgan vienmērīgi pārslēdz savus stāvokļus. Tie var novērst mehānisko slēdžu atsitienu. Atlēciena parādība rodas, ja ārējais mehāniskais slēdzis pilnībā nedarbina iekšējos kontaktus un kontakti atlec, pirms tie tiek aizvērti vai atvērti. Šis process rada nevēlamu signālu masīvu, kas var negaidīti aktivizēt loģiskos vārtus, pirms tiek lietotas faktiskās ievades.
Slēdža atgrūšanas konfigurācijā mehāniskā slēdža kontakti ir savienoti ar pamata SR flip flopa iestatīšanas un atiestatīšanas spailēm, kā parādīts zemāk:
Tā kā SR flip flops tiek aktivizēts no malas, sākuma ievades stāvoklis tiks ieskaitīts izvades ģenerēšanā neatkarīgi no ievades svārstībām vēlāk. Pat ja slēdžu atlēcienu dēļ, kā parādīts tālāk, rodas vairāki slēgti atvērti stāvokļi, izvadei joprojām ir jābūt vienam vienmērīgam impulsam.
Secinājums
Secīgās loģiskās shēmas atšķiras no kombinētajām shēmām, pamatojoties uz atmiņas vienībām. Šīs loģiskās shēmas ir atkarīgas arī no iepriekšējiem ievades stāvokļiem, kā arī no pašreizējiem ievades stāvokļiem. Šīs shēmas var uzturēt savus izejas stāvokļus augstā vai zemā līmenī pat tad, ja ieejas laika gaitā mainās. Visizplatītākais secīgo loģisko shēmu piemērs ir SR flip flops. Tie ir gluži kā SR fiksators ar papildu atmiņas vienībām.