Digitale sequentielle Schaltungen
In früheren Kapiteln haben wir verschiedene kombinatorische Schaltkreise erörtert. Alle diese Schaltungen haben eine Reihe von Ausgängen, die nur von der Kombination der vorhandenen Eingänge abhängen. Die folgende Abbildung zeigt dieblock diagram der sequentiellen Schaltung.
Diese sequentielle Schaltung enthält eine Reihe von Ein- und Ausgängen. Die Ausgänge der sequentiellen Schaltung hängen nicht nur von der Kombination der vorhandenen Eingänge ab, sondern auch von den vorherigen Ausgängen. Die vorherige Ausgabe ist nichts anderes als diepresent state. Daher enthalten sequentielle Schaltungen kombinatorische Schaltungen zusammen mit Speicherelementen (Speicherelementen). Einige sequentielle Schaltungen enthalten möglicherweise keine kombinatorischen Schaltungen, sondern nur Speicherelemente.
Die folgende Tabelle zeigt die differences zwischen kombinatorischen Schaltungen und sequentiellen Schaltungen.
| Kombinationsschaltungen | Sequenzielle Schaltungen |
|---|---|
| Die Ausgänge hängen nur von den vorhandenen Eingängen ab. | Die Ausgänge hängen sowohl von den aktuellen Eingängen als auch vom aktuellen Zustand ab. |
| Feedback-Pfad ist nicht vorhanden. | Feedback-Pfad ist vorhanden. |
| Speicherelemente sind nicht erforderlich. | Speicherelemente sind erforderlich. |
| Taktsignal ist nicht erforderlich. | Taktsignal ist erforderlich. |
| Einfach zu entwerfen. | Schwer zu entwerfen. |
Arten von sequentiellen Schaltungen
Es folgen die zwei Arten von sequentiellen Schaltungen -
- Asynchrone sequentielle Schaltungen
- Synchrone sequentielle Schaltungen
Asynchrone sequentielle Schaltungen
Wenn sich einige oder alle Ausgänge einer sequentiellen Schaltung in Bezug auf den aktiven Übergang des Taktsignals nicht ändern (beeinflussen), wird diese sequentielle Schaltung als bezeichnet Asynchronous sequential circuit. Das heißt, alle Ausgänge von asynchronen sequentiellen Schaltungen ändern sich nicht gleichzeitig (wirken sich aus). Daher sind die meisten Ausgänge von asynchronen sequentiellen Schaltungennot in synchronous mit entweder nur positiven Flanken oder nur negativen Flanken des Taktsignals.
Synchrone sequentielle Schaltungen
Wenn sich alle Ausgänge einer sequentiellen Schaltung in Bezug auf den aktiven Übergang des Taktsignals ändern (beeinflussen), wird diese sequentielle Schaltung als bezeichnet Synchronous sequential circuit. Das heißt, alle Ausgänge von synchronen sequentiellen Schaltkreisen ändern sich gleichzeitig (wirken sich aus). Daher sind die Ausgänge von synchronen sequentiellen Schaltungen entweder nur mit positiven Flanken oder nur mit negativen Flanken des Taktsignals synchron.
Taktsignal und Auslösung
Lassen Sie uns in diesem Abschnitt das Taktsignal und die Arten der Auslösung nacheinander diskutieren.
Taktsignal
Das Taktsignal ist ein periodisches Signal und seine EIN- und AUS-Zeit müssen nicht gleich sein. Wir können das Taktsignal als darstellensquare wave, wenn sowohl die EIN-Zeit als auch die AUS-Zeit gleich sind. Dieses Taktsignal ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
In der obigen Abbildung wird die Rechteckwelle als Taktsignal betrachtet. Dieses Signal bleibt einige Zeit auf logisch hoch (5 V) und bleibt für die gleiche Zeit auf logisch niedrig (0 V). Dieses Muster wiederholt sich mit einiger Zeit. In diesem Fall ist dietime period entspricht entweder zweimal der EIN-Zeit oder zweimal der AUS-Zeit.
Wir können das Taktsignal als darstellen train of pulses, wenn EIN-Zeit und AUS-Zeit nicht gleich sind. Dieses Taktsignal ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
In der obigen Abbildung wird die Impulsfolge als Taktsignal betrachtet. Dieses Signal bleibt einige Zeit auf logisch hoch (5 V) und einige andere Zeit auf logisch niedrig (0 V). Dieses Muster wiederholt sich mit einiger Zeit. In diesem Fall ist dietime period ist gleich der Summe aus EIN-Zeit und AUS-Zeit.
Der Kehrwert der Zeitdauer des Taktsignals ist als bekannt frequencydes Taktsignals. Alle sequentiellen Schaltungen werden mit Taktsignal betrieben. Daher muss die Frequenz gewählt werden, bei der die sequentiellen Schaltungen entsprechend betrieben werden können.
Arten der Auslösung
Im Folgenden sind die zwei möglichen Arten der Triggerung aufgeführt, die in sequentiellen Schaltkreisen verwendet werden.
- Pegelauslösung
- Kantenauslösung
Pegelauslösung
Es gibt zwei Pegel, nämlich logisch hoch und logisch niedrig im Taktsignal. Es folgen die beidentypes of level triggering.
- Positive Pegelauslösung
- Negative Pegelauslösung
Wenn die sequentielle Schaltung mit dem Taktsignal betrieben wird, wenn sie eingeschaltet ist Logic High, dann ist diese Art der Auslösung bekannt als Positive level triggering. Es ist in der folgenden Abbildung hervorgehoben.
Wenn die sequentielle Schaltung mit dem Taktsignal betrieben wird, wenn sie eingeschaltet ist Logic Low, dann ist diese Art der Auslösung bekannt als Negative level triggering. Es ist in der folgenden Abbildung hervorgehoben.
Kantenauslösung
Es gibt zwei Arten von Übergängen, die im Taktsignal auftreten. Das heißt, das Taktsignal wechselt entweder von Logic Low zu Logic High oder von Logic High zu Logic Low.
Es folgen die beiden types of edge triggering basierend auf den Übergängen des Taktsignals.
- Positive Flankenauslösung
- Negative Flankenauslösung
Wenn die sequentielle Schaltung mit dem Taktsignal betrieben wird, das von Logic Low zu Logic High übergeht, wird diese Art der Auslösung als bezeichnet Positive edge triggering. Es wird auch als Triggerung der ansteigenden Flanke bezeichnet. Dies ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Wenn die sequentielle Schaltung mit dem Taktsignal betrieben wird, das von Logic High zu Logic Low übergeht, wird diese Art der Auslösung als bezeichnet Negative edge triggering. Es wird auch als Falling Edge Triggering bezeichnet. Dies ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
In den kommenden Kapiteln werden wir verschiedene sequentielle Schaltkreise diskutieren, die auf der Art der Triggerung basieren, die darin verwendet werden kann.