Nuoseklioji logikos grandinė
Nuosekliosios logikos grandinės yra kombinuotos loginės grandinės su atminties blokais. Šios grandinės nėra visiškai priklausomos nuo įvesties būsenų, kad būtų užtikrintas išėjimas. Tai yra dviejų būsenų loginės grandinės, o tai reiškia, kad šios grandinės gali nuolat palaikyti aukštą „1“ arba žemą „0“ išėjimą, net jei įėjimai laikui bėgant keičiasi. Išvesties būseną galima pakeisti tik taikant trigerio impulsą nuosekliose grandinėse.
Pagrindinis nuoseklios grandinės vaizdas parodytas žemiau:
Nuosekliųjų grandinių klasifikacijos
Nuoseklios grandinės skirstomos pagal jų įjungimo būsenas, kaip nurodyta toliau:
- Įvykiu valdomos nuoseklios grandinės
Jie priklauso asinchroninių nuoseklių loginių grandinių šeimai. Jie yra be laikrodžio ir gali veikti iš karto, kai gauna įvestį. Išvestis iškart pasikeičia su įvesties deriniu. - Laikrodžiu varomos nuoseklios grandinės
Jie priklauso sinchroninių nuoseklių loginių grandinių šeimai. Šios nuoseklios grandinės yra varomos laikrodžiu. Tai reiškia, kad jiems reikia laikrodžio signalo, kad veiktų su įvesties deriniais ir generuotų išvestį. - Impulsų valdoma nuosekli grandinė
Šios nuoseklios grandinės gali būti su laikrodžiu arba be laikrodžio. Tiesą sakant, jie sujungia įvykių ir laikrodžio valdomų nuoseklių grandinių savybes.
Terminas „sinchroninis“ reiškia, kad laikrodžio signalas gali pakeisti nuoseklios grandinės būsenas nenaudojant jokio išorinio signalo. Asinchroninėse grandinėse norint iš naujo nustatyti grandinę reikia išorinio įvesties signalo.
Terminas „ciklinis“ reiškia, kad dalis išvesties grąžinama atgal į įvestį kaip grįžtamojo ryšio kelias. Tačiau „neciklinis“ yra priešingas cikliškumui, o tai reiškia, kad nuosekliose grandinėse nėra grįžtamojo ryšio kelių.
Nuosekliųjų grandinių pavyzdžiai – skląsčiai ir šlepetės
Tiek skląsčiai, tiek šlepetės yra nuoseklios grandinės, kurių veikimo principai skiriasi. Užraktas neapima paleidimo būsenų laikrodžio signalų, o šlepetės reikalauja laikrodžio suveikimo, kaip parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje:
Aukščiau pateiktas paveikslėlis vaizduoja SR skląstį ir SR flip-flop. Laikrodžio impulsas rodomas aukščiau esančio flip-flop atveju.
SR Flip Flop
SR flip-flop yra kaip SR skląstis, turintis papildomą laikrodžio funkciją. Laikrodžio paleidimo mygtukas veikia taip, kad įjungtų šliaužtinuką, o jei nėra laikrodžio impulso, jis neveikia.
SR Flip Flop blokinė schema parodyta žemiau:
Grandinės schema
SR šlepetės iš esmės susideda iš NAND vartų, kaip ir SR užraktas. Tačiau laikrodžio įvestis nurodoma tarp pirmųjų dviejų NAND vartų iki nurodyto laikrodžio suveikimo, kaip nurodyta toliau:
Tiesos lentelė
Tiesos lentelė, kurią sudaro visi keturi galimi įvesties deriniai S & R gnybtuose kartu su dviem išvesties būsenomis, Q & lentelė pateikiama žemiau:
Laikrodžio įvestis visada yra E = 1, kad būtų galima veikti SR flip-flop. Toliau aptariami keturi įėjimų ir išėjimų deriniai:
1: kai S = 0, R = 1 (nustatyta):
Išvestis Q pasiekia aukštą būseną, kai S=0 ir R=1
2: kai S = 1, R = 0 (iš naujo):
Išvestis Q virsta nuliu, o išvestis Q’=1, kai S=1 ir R=0.
3: kai S = 1, R = 1 (jokių pokyčių):
Išvestis išlieka ankstesnėje būsenoje, kurią primena SR flip flop.
4: kai S = 0, R = 0 (neapibrėžta):
Išėjimai yra neapibrėžti, nes abu įėjimai yra žemi.
Perjungimo schema
SR flip-flop perjungimo diagramą galima nubraižyti žemiau, kad būtų parodytos aukštos ir žemos „S“ ir „R“ įėjimų su išėjimais būsenos. Perjungimo schema atrodo gerai, kol abi įvesties būsenos virsta „0“ ir išėjimai tampa negaliojantys. Po netinkamos būsenos SR apverstas tampa nestabilus, o vienas išėjimas gali persijungti greičiau nei kitas, todėl elgsena neapibrėžta.
SR Flip Flop tipai:
SR šlepetės gali būti sukurtos naudojant AND, NAND ir NOR vartus. Išsami informacija apie konfigūraciją kartu su kiekvieno tipo tiesos lentelėmis aptariama toliau.
1- Teigiamas NAND Gate SR Flip Flop
Teigiamas NAND vartų šleifas prideda du papildomus NAND vartus prie pagrindinio SR šliaužiklio. Teigiami NAND vartai persijungia į nustatymo ir atstatymo būsenas, taikydami aukštą įvestį, o ne žemas įvestis pagrindiniame SR flip-flop. Kitaip tariant, „S“ gnybto įvestis „1“ suteikia nustatytą būseną, o „1“ įvestis „R“ terminale – iš naujo.
Be to, dabar atsiranda netinkamos būsenos atvejis, kai abu įėjimai yra aukšti, o abiejų nulinių įėjimų išėjimai nesikeičia.
2-NOR Gate SR Flip Flop
SR šlepetės taip pat gali būti sukonstruotos naudojant du NOR vartus. Ši konfigūracija veikia panašiai kaip teigiama NAND vartų konfigūracija. Nustatymo ir atstatymo būsenas įjungia didelis impulsas arba „1“ vietoj žemo impulso arba „0“ pagrindinėje SR flip-flop konfigūracijoje. Tiesos lentelėje rodomos tos pačios išvesties būsenos, kaip ir teigiamo NAND vartų SR apversto.
3 laikrodis SR Flip Flop
Clocked SR šlepetės ima įvestis iš dviejų IR vartų. Vienas iš AND vartų įėjimų yra įvesties signalas SR flip flop gnybtams, o antrasis įėjimas yra laikrodis arba įjungimas. Laikrodžio impulsas vaidina svarbų vaidmenį šioje konfigūracijoje. Laikrodžio impulsas gali įjungti arba išjungti du papildomus NAND vartus, kad būtų galima geriau valdyti išvesties būseną. Kai įjungimo įvestis „EN“ yra aukšta, visos NAND vartų funkcijos suteikia išvestį. Kai įjungimo įvestis „EN“ yra žema, du papildomi NAND užtvarai atjungiami, o ankstesnės būsenos primena SR apverstą.
Taikymas – perjungti atmušimo grandinę
SR šlepetės yra suveikiamos kraštų ir gana sklandžiai perjungia savo būsenas. Jie gali pašalinti mechaninių jungiklių atšokimą. Atšokimo reiškinys atsiranda, kai išorinis mechaninis jungiklis neveikia iki galo vidinių kontaktų ir kontaktai atšoka prieš juos uždarant ar atidarant. Šis procesas sukuria nepageidaujamų signalų masyvą, kuris gali netikėtai suaktyvinti loginius užtvarus prieš pritaikant tikrąsias įvestis.
Jungiklio atmušimo konfigūracijoje mechaninio jungiklio kontaktai yra sujungti su pagrindinio SR apversto nustatymo ir atstatymo gnybtais, kaip parodyta žemiau:
Kadangi SR šlepetės yra suveikiamos, pradinė įvesties būsena bus įtraukta generuojant išvestį, neatsižvelgiant į įvesties svyravimus vėliau. Net jei dėl jungiklio atšokimo, kaip parodyta toliau, atsiranda uždaro atidarymo būsenų masyvas, išvestis vis tiek turi būti vienas sklandus impulsas.
Išvada
Nuosekliosios loginės grandinės skiriasi nuo kombinuotų grandinių atminties vienetų pagrindu. Šios loginės grandinės taip pat priklauso nuo ankstesnių įvesties būsenų, taip pat nuo dabartinių įvesties būsenų. Šios grandinės gali išlaikyti aukštą arba žemą išėjimo būseną, net jei įėjimai laikui bėgant keičiasi. Dažniausias nuoseklių loginių grandinių pavyzdys yra SR flip flops. Jie yra kaip SR užraktas su papildomais atminties blokais.