Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Układy sekwencyjne Pudełko Urządzenia Techniki Komputerowej.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Układy sekwencyjne Pudełko Urządzenia Techniki Komputerowej."— Zapis prezentacji:

1 Układy sekwencyjne Pudełko Urządzenia Techniki Komputerowej

2 Podział układów logicznych 2 Układy Logiczne Układy kombinacyjne Stan wyjściowy zależy tylko i wyłącznie od stanów wejściowych Układy sekwencyjne Stan wyjściowy zależy zarówno od stanów wejściowych jak i poprzednich stanów wyjściowych

3 Układy sekwencyjne Układy sekwencyjne to układy, których stan wyjściowy zależy zarówno od bieżących stanów wejściowych jak i poprzednich stanów wyjściowych. Układy sekwencyjne to układy kombinacyjne z elementami pamięciowymi. 3

4 Podział układów sekwencyjnych 44 Układy sekwencyjne Układy asynchroniczne układ dla którego w dowolnym momencie stan wejść oddziałuje na stan wyjść Układy synchroniczne układ dla którego stan wejść wpływa na stan wyjścia jedynie w określonych odcinkach czasu

5 Układy asynchroniczne Układ asynchroniczny zmienia swój stan wyjść bezpośrednio po zmianie stanu wejść. 5

6 Praca układu synchronicznego W układzie synchronicznym wejście oddziałuje na wyjście wyłącznie w wybranych odcinkach czasu pracy. – Czas czynny – czas gdy istnieje możliwość wpływu na stan układu – Czas martwy – czas gdy stan układu pozostaje niewrażliwy na zmiany Odcinki czasu czynnego i martwego wyznaczane są przez podanie specjalnego przebiegu zwanego przebiegiem zegarowym (taktującym) na wejście zegarowe (taktujące). 6

7 Taktowanie układu 7 Czas martwy Czas czynny

8 Układ sekwencyjny 8 Wejście informacyjne układu Wejście zegarowe Wyjście układu XY Wejście zegaroweWejścieWyjście 0Blokada układu 1Praca układu

9 Przerzutniki 9

10 Przerzutnik Przerzutnik to element sekwencyjny zapamiętujący jeden bit informacji. Stanowi najprostszy element pamięciowy. Przerzutnik ma co najmniej dwa wejścia i z reguły dwa wyjścia. 10

11 Wejścia przerzutnika Wejścia mogą być: – Informacyjne, – Programujące, – Zegarowe CK (ang. Clock), zwane inaczej synchronizującymi albo wyzwalającymi, Wejścia programujące są zawsze wejściami asynchronicznymi (niezależne od sygnału zegarowego). Jeśli przerzutnik ma wejście synchronizujące jest nazywany przerzutnikiem synchronicznym, jeśli nie ma asynchronicznym. Przerzutnik synchroniczny reaguje na stan wejścia informacyjnego tylko dla sygnału zegarowego. 11

12 Wejścia przerzutnika 12 Wejścia przerzutnika Ustawiające S (Set) lub P (Preset) Wprowadza nową wartość sygnału do układu Zerujące R (Reset) lub C(Clear) Kasuje aktualny stan na wyjściu

13 Opis działania przerzutnika Działanie przerzutników najczęściej opisuje się za pomocą tablicy stanów. Zawiera ona stany na wejściach informacyjnych układu oraz odpowiadające im stany na wyjściu(ach) układu. Wyjścia przerzutników oznaczane są zazwyczaj symbolami Q i ~Q. – W tablicy stanów zazwyczaj prezentuje się stan wyjścia Q pomijając wyjście ~Q,które jest jego negacją. 13

14 Schemat przerzutnika 14 Wejście informacyjne (zerujące) Wejście zegarowe Wyjście układu RQ Wejście programujące (ustawiające) S CLK Zanegowane wyjście układu Q

15 Rodzaje przerzutników 15 Przerzutniki Asynchroniczne Synchroniczne Przerzutnik RS asynchroniczny Przerzutnik RS synchroniczny Przerzutnik D Przerzutnik T Przerzutnik JK Przerzutnik JK - MS

16 Asynchroniczny przerzutnik RS 16 RSQ n-1 QnQn QnQn X01 10X10 11XQ n =Q n Q n-1 stan poprzedni Q n stan aktualny Q n stan zanegowany Xstan dowolny Nstan niedozwolony

17 Asynchroniczny przerzutnik RS Składa się z dwóch połączonych ze sobą bramek NAND lub NOR. Ma dwa wejścia informacyjne/programujące R i S oraz dwa wyjścia Q i Q’. Wyjścia Q i Q’ mają przeciwne wartości. Jeżeli na wejściach mamy 2 zera – układ działa jak pamięć – zachowuje poprzedni stan. Gdy wejścia są różnowartościowe, na wyjściu Q mamy stan z S, a na stan Q’ z R. Gdy na wejściu są dwie jedynki, przerzutnik wchodzi w stan niedozwolony – na Q i Q’ mamy te same wartości. 17 RSQnQn 00Q n N

18 Synchroniczny przerzutnik RS 18 clkQ n-1 RS N010 01N Q n-1 stan poprzedni Q n stan aktualny Xstan dowolny Nstan niedozwolony Podkreślono stany stabilne tzn. takie dla których Q n = Q n-1

19 Synchroniczny przerzutnik RS Składa się z dwóch połączonych ze sobą bramek NAND lub NOR, które realizują funkcję pamięci. Ma również dwie dodatkowe bramki przygotowawcze na wejściu układu. Jeżeli wejście zegarowe jest niewłączone, układ pracuje jak asynchroniczny przerzutnik RS. Jeżeli wejście zegarowe jest włączone, przerzutnik zapamiętuje stan poprzedni. Gdy na wejściu są dwa zera, przerzutnik wchodzi w stan niedozwolony – na Q i Q’ mamy te same wartości. 19 clk R S N01Q n-1 1

20 Przerzutnik D 20 clkDQ n+1 00QnQn 01QnQn Q n+1 stan w następnym kroku Q n stan aktualny Xstan dowolny

21 Przerzutnik D jest nazywany zatrzaskiem (latch). Jeżeli wejście zegarowe jest niewłączone, aktualny stan układu zostaje przesłany na wyjście w następnym takcie zegarowym. Przerzutnik D działa więc jak pamięć (lub linia opóźniająca). Jeżeli wejście zegarowe jest włączone, przerzutnik zapamiętuje stan poprzedni. Przerzutnik D nie ma stanu zabronionego – osiągnięto taką sytuację łącząc jedno z wejść bramką NOT. 21 Przerzutnik D

22 Przerzutnik JK 22 JKQ n+1 00QnQn QnQn Q n+1 stan w następnym kroku Q n stan aktualny

23 Przerzutnik JK Przerzutnik JK ma dwa wejścia. W przeciwieństwie do RS nie ma stanu zabronionego. Osiągnięto to poprzez dodatkowe połączenie wyjścia z wejściem. Przy wejściach różnowartościowych w następnym kroku mamy stan z wejścia J. Przy podaniu dwóch zer mamy zapamiętanie sygnału. Przy podaniu dwóch jedynek wyjście zmienia stan na przeciwny (negacja). 23

24 Przerzutnik T 24 ClkTQ n+1 00QnQn 10QnQn Q n+1 stan w następnym kroku Q n stan aktualny

25 Przerzutnik T Przerzutnik T ma jedno wejście. Po podaniu zera na wejście T przerzutnik zapamiętuje poprzedni stan. Po podaniu jedynki na wejście T przerzutnik zmienia stan na przeciwny dla każdego cyklu sygnału zegarowego. 25 TQ n+1 0QnQn 1QnQn

26 Rejestry 26

27 Rejestr Rejestr to układ cyfrowy do krótko terminowego przechowywania niewielkich ilości danych lub do zmiany ich postaci z równoległej na szeregową albo odwrotnie. 27

28 Podział rejestrów 28 Wejście równoległe (Parallel In) Wejście szeregowe (Serial In) Wyjście równoległe (Parallel Out) Wyjście szeregowe (Serial Out) PIPO SIPOSISO PISO

29 Wejście równoległe Wejściem równoległym nazywamy wejście umożliwiające wprowadzenie do układu cyfrowego wszystkich bitów słowa w jednym takcie zegarowym. Ilość zacisków wejściowych musi być równa ilości bitów wprowadzanych w słowie. Jeżeli wprowadzamy, wyprowadzamy lub przesyłamy wszystkie bity słowa w jednym takcie zegarowym, to taką informację nazywamy równoległą. 29

30 Rejestr równoległy 30

31 Wejście szeregowe Wejściem szeregowym nazywamy wejście umożliwiające wprowadzanie do układu bit po bicie. Ilość potrzebnych taktów zegara jest równa ilości bitów słowa. Jeżeli wprowadzamy, wyprowadzamy lub przesyłamy bit po bicie na jeden takt zegarowym to taką informację nazywamy szeregową. 31

32 Rejestr szeregowy 32

33 Liczniki 33

34 Liczniki Liczniki to rejestr umożliwiający zliczanie impulsów. Praktyczna realizacja polega na połączeniu ze sobą kaskady przerzutników D lub JK. Przerzutniki mogą być dzielnikami częstotliwości przez 2. Połączenie n takich jednostek elementarnych daje licznik zliczający w kodzie dwójkowym o pojemności 2 n. 34

35 Działanie licznika Na wejściu zliczającym licznika pojawia się zakodowana liczba impulsów następnie zliczona przez licznik. Podstawowymi parametrami licznika: – pojemność Pojemność określa maksymalną ilość impulsów którą może zliczyć licznik. Po jej przekroczeniu licznik zaczyna zliczanie impulsów od początku – kod w którym jest podawana ilość zliczanych impulsów. 35

36 Licznik D 36


Pobierz ppt "Układy sekwencyjne Pudełko Urządzenia Techniki Komputerowej."

Podobne prezentacje


Reklamy Google