วงจรลำดับดิจิตอล

เราได้กล่าวถึงวงจรผสมต่างๆในบทก่อนหน้านี้ วงจรเหล่านี้ทั้งหมดมีชุดเอาต์พุตซึ่งขึ้นอยู่กับการรวมกันของอินพุตปัจจุบันเท่านั้น รูปต่อไปนี้แสดงไฟล์block diagram ของวงจรลำดับ

วงจรเรียงลำดับนี้ประกอบด้วยชุดของอินพุตและเอาต์พุต เอาต์พุตของวงจรเรียงลำดับไม่เพียงขึ้นอยู่กับการรวมกันของอินพุตปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเอาต์พุตก่อนหน้าด้วย ผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ไม่มีอะไรนอกจากไฟล์present state. ดังนั้นวงจรเรียงลำดับจึงมีวงจรรวมพร้อมกับองค์ประกอบหน่วยความจำ (หน่วยเก็บข้อมูล) วงจรต่อเนื่องบางวงจรอาจไม่มีวงจรรวม แต่มีเพียงองค์ประกอบหน่วยความจำเท่านั้น

ตารางต่อไปนี้แสดงไฟล์ differences ระหว่างวงจรรวมและวงจรต่อเนื่อง

วงจรผสม	วงจรลำดับ
เอาต์พุตขึ้นอยู่กับอินพุตปัจจุบันเท่านั้น	เอาต์พุตขึ้นอยู่กับอินพุตปัจจุบันและสถานะปัจจุบัน
ไม่มีเส้นทางคำติชม	มีเส้นทางข้อเสนอแนะ
ไม่จำเป็นต้องใช้องค์ประกอบหน่วยความจำ	จำเป็นต้องมีองค์ประกอบหน่วยความจำ
ไม่จำเป็นต้องใช้สัญญาณนาฬิกา	ต้องมีสัญญาณนาฬิกา
ออกแบบได้ง่าย	ยากต่อการออกแบบ

ประเภทของวงจรต่อเนื่อง

ต่อไปนี้เป็นวงจรลำดับสองประเภท -

• วงจรลำดับแบบอะซิงโครนัส
• วงจรลำดับซิงโครนัส

วงจรลำดับแบบอะซิงโครนัส

หากเอาต์พุตบางส่วนหรือทั้งหมดของวงจรเรียงลำดับไม่เปลี่ยนแปลง (มีผลต่อ) เกี่ยวกับการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกาที่ใช้งานอยู่วงจรลำดับนั้นจะเรียกว่าเป็น Asynchronous sequential circuit. นั่นหมายความว่าเอาต์พุตทั้งหมดของวงจรเรียงลำดับแบบอะซิงโครนัสจะไม่เปลี่ยนแปลง (มีผลต่อ) ในเวลาเดียวกัน ดังนั้นผลลัพธ์ส่วนใหญ่ของวงจรเรียงลำดับแบบอะซิงโครนัสคือnot in synchronous ด้วยขอบบวกหรือขอบลบของสัญญาณนาฬิกาเท่านั้น

วงจรลำดับซิงโครนัส

หากเอาต์พุตทั้งหมดของวงจรเรียงลำดับเปลี่ยนไป (มีผลต่อการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกาที่ใช้งานอยู่วงจรลำดับนั้นจะเรียกว่าเป็น Synchronous sequential circuit. นั่นหมายความว่าเอาต์พุตทั้งหมดของวงจรลำดับซิงโครนัสจะเปลี่ยนไป (มีผลต่อ) ในเวลาเดียวกัน ดังนั้นเอาต์พุตของวงจรเรียงลำดับแบบซิงโครนัสจึงเป็นแบบซิงโครนัสโดยมีเพียงขอบบวกหรือขอบลบของสัญญาณนาฬิกาเท่านั้น

สัญญาณนาฬิกาและการทริกเกอร์

ในส่วนนี้ให้เราพูดคุยเกี่ยวกับสัญญาณนาฬิกาและประเภทของการทริกเกอร์ทีละรายการ

สัญญาณนาฬิกา

สัญญาณนาฬิกาเป็นสัญญาณระยะเวลาและเวลาเปิดและเวลาปิดไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน เราสามารถแทนสัญญาณนาฬิกาเป็นไฟล์square waveเมื่อทั้งเวลาเปิดและเวลาปิดเหมือนกัน สัญญาณนาฬิกานี้แสดงในรูปต่อไปนี้

n รูปด้านบนคลื่นสี่เหลี่ยมถือเป็นสัญญาณนาฬิกา สัญญาณนี้จะอยู่ที่ลอจิกสูง (5V) เป็นระยะเวลาหนึ่งและอยู่ที่ลอจิกต่ำ (0V) เป็นระยะเวลาเท่ากัน รูปแบบนี้ซ้ำกับช่วงเวลาหนึ่ง ในกรณีนี้ไฟล์time period จะเท่ากับสองครั้งของเวลาเปิดหรือสองครั้งของเวลาปิด

เราสามารถแทนสัญญาณนาฬิกาเป็น train of pulsesเมื่อเวลาเปิดและเวลาปิดไม่เหมือนกัน สัญญาณนาฬิกานี้แสดงในรูปต่อไปนี้

ในรูปด้านบนรถไฟของพัลส์ถือเป็นสัญญาณนาฬิกา สัญญาณนี้จะอยู่ที่ลอจิกสูง (5V) เป็นระยะเวลาหนึ่งและยังคงอยู่ที่ลอจิกต่ำ (0V) ในบางครั้ง รูปแบบนี้ซ้ำกับช่วงเวลาหนึ่ง ในกรณีนี้ไฟล์time period จะเท่ากับผลรวมของเวลาเปิดและเวลาปิด

ซึ่งกันและกันของช่วงเวลาของสัญญาณนาฬิกาเรียกว่า frequencyของสัญญาณนาฬิกา วงจรเรียงลำดับทั้งหมดทำงานด้วยสัญญาณนาฬิกา ดังนั้นความถี่ที่วงจรเรียงลำดับสามารถทำงานได้จึงต้องเลือกความถี่สัญญาณนาฬิกา

ประเภทของการทริกเกอร์

ต่อไปนี้เป็นทริกเกอร์สองประเภทที่เป็นไปได้ที่ใช้ในวงจรต่อเนื่อง

• ระดับทริกเกอร์
• Edge ทริกเกอร์

ระดับทริกเกอร์

มีสองระดับ ได้แก่ ลอจิกสูงและลอจิกต่ำในสัญญาณนาฬิกา ต่อไปนี้เป็นสองtypes of level triggering.

• ทริกเกอร์ระดับบวก
• ระดับเชิงลบทริกเกอร์

หากวงจรต่อเนื่องทำงานด้วยสัญญาณนาฬิกาเมื่ออยู่ใน Logic Highจากนั้นทริกเกอร์ประเภทนั้นเรียกว่า Positive level triggering. จะเน้นในรูปด้านล่าง

หากวงจรต่อเนื่องทำงานด้วยสัญญาณนาฬิกาเมื่ออยู่ใน Logic Lowจากนั้นทริกเกอร์ประเภทนั้นเรียกว่า Negative level triggering. มันถูกเน้นในรูปต่อไปนี้

Edge ทริกเกอร์

มีการเปลี่ยนสองประเภทที่เกิดขึ้นในสัญญาณนาฬิกา นั่นหมายความว่าสัญญาณนาฬิกาจะเปลี่ยนจากลอจิกต่ำเป็นลอจิกสูงหรือลอจิกสูงเป็นลอจิกต่ำ

ต่อไปนี้เป็นสอง types of edge triggering ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกา

• ขอบบวกทริกเกอร์
• ขอบลบทริกเกอร์

หากวงจรต่อเนื่องทำงานด้วยสัญญาณนาฬิกาที่กำลังเปลี่ยนจากลอจิกต่ำเป็นลอจิกสูงการทริกเกอร์ประเภทนั้นจะเรียกว่า Positive edge triggering. เรียกอีกอย่างว่าขอบที่เพิ่มขึ้นทริกเกอร์ ดังแสดงในรูปต่อไปนี้

หากวงจรต่อเนื่องทำงานด้วยสัญญาณนาฬิกาที่กำลังเปลี่ยนจากลอจิกสูงเป็นลอจิกต่ำการทริกเกอร์ประเภทนั้นจะเรียกว่า Negative edge triggering. เรียกอีกอย่างว่าเป็นการทริกเกอร์ขอบล้ม ดังแสดงในรูปต่อไปนี้

ในบทต่อ ๆ ไปเราจะพูดคุยเกี่ยวกับวงจรลำดับต่างๆตามประเภทของทริกเกอร์ที่สามารถใช้งานได้