DIGITALNA ELEKTRONIKA II

  • Published on
    12-Jan-2016

  • View
    58

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

DIGITALNA ELEKTRONIKA II. Sekvencijalna logika. K ombinacijsk a logik a : stanja na izlazu odreena iskljuivo trenutnim ulaznim stanjima (dosad pokazano) - PowerPoint PPT Presentation

Transcript

  • II. Elektroniki sklopovi*DIGITALNA ELEKTRONIKA II

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*

    Sekvencijalna logika Kombinacijska logika: stanja na izlazu odreena iskljuivo trenutnim ulaznim stanjima (dosad pokazano)

    Sekvencijalna logika: izlazi nisu odreeni samo ulazima ve i sekvencom ili slijedom ulaza koji su doveli do trenutnog stanja. Drugim rijeima, sklopovi koji koriste ovu logiku zavise o prolim ulaznim stanjima - imaju svojstva memorije.

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*

    Sekvencijalna logikaOpeniti sekvencijalni sustav: kombinacijska logika + memorija + povratna veza sklopovi koji mogu pohraniti binarnu informaciju

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Sekvencijalna logikaSekvencijalni sklopovi mogu se podijeliti na sinkrone i asinkrone. Kod sinkronih sustava ulazi, izlazi i unutranja stanja su uzorkovana u tono odreenim vremenskim trenucima, definiranim signalom takta (clock-a).Sklopovlje asinkronih sustava u bilo kojem trenutku moe promijeniti stanje s obzirom na promjenu stanja na ulazima.

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Sekvencijalna logikaJedni od najeih sekvencijalnih sklopova: multivibratori. Multivibratori su openito sklopovi koji imaju dva izlaza koji su meusobno komplementarni te nijedan, jedan ili vie ulaza. Izlaze najee oznaavamo sa i (umjesto ponekad se koriste i oznake Q , _Q , Q_ ).

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Sekvencijalna logikaRazlikujemo tri osnovne grupe multivibratora:Bistabilni multivibrator: Oba izlazna stanja su stabilna-sklop ostaje u jednom od mogua dva stanja sve dok ulazni signal ne prouzrokuje promjenu (djeluje kao memorijski element)Monostabilni multivibrator: Jedno stanje je stabilno, a drugo kvazistabilno. Sklop ostaje u stabilnom stanju dok ulaznim signalom ne prouzrokujemo dovoenje sklopa u kvazistabilno stanje. U takvom stanju ostaje odreeno vrijeme, a potom se automatski vraa u stabilno stanje.Astabilni multivibrator: Oba stanja su kvazistabilna. Sklop ostaje u svakom od njih odreeni vremenski period, a potom automatski prelazi u drugo kvazistabilno stanje nema ulaza automatski oscilira sa odreenom frekvencijom

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Sekvencijalna logikaMultivibratori se mogu koristiti za generiranje impulsnih signalabistabilni multivibrator - naponski skokmonostabilni multivibrator - pravokutni impulsastabilni multivibrator - pravokutni val

    Osim toga:Monostabili i kao sklopovi za kanjenje propagacije digitalnog signalaBistabili kao temeljni memorijski sklopovi u digitalnim sustavima.

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Sekvencijalna logikaBistabil ima dva izlaza, pri emu jedan uvijek pokazuje komplementarnu vrijednost od drugoga.Bistabil ima dva stabilna stanja i sve dok je prikljuen na izvor napajanja ne mijenja stanja na svojim izlazima. Iako se u literaturi moe pronai da se za sve bistabile koristi izraz flip-flopovi, tonije ih je podijeliti u dvije skupine:Razinom okidani bistabil (latch): Bistabil koji daje odziv na svojim izlazima zavisno o naponskoj razini ulaznih signala (tj. o trenutnom logikom stanju ulaza). Bridom okidani bistabil (flip-flop): Ovaj bistabil daje odziv na ulazne promjene samo u vremenskim trenutku promjene (brida) jednog ulaznog signala, tzv. signala takta.

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili Temeljni tip bistabila: SR bistabil (SET-RESET) prikazan na slici. Dva ulaza oznaena su sa S i R, a izlazi sa i SR bistabil realiziran pomou dva NILI sklopaNILI tablica istinetonije: zabranjeno!trenutno (n-to) stanjepredhodno (n-1) stanje

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (SR bistabil)R=1, S=0 (Reset bistabila Q=0):NILI vrata:R=1 gornja NILI vrata sigurno imaju 0 na izlazu (Q=0) (pogledati tablicu istine NILI vrata) donja NILI vrata onda imaju 0 na oba ulaza 0 Q=1QS=1 donja NILI vrata sigurno imaju 0 na izlazu (Q=0) (pogledati tablicu istine NILI vrata) gornja NILI vrata onda imaju 0 na oba ulaza 0 Q=1R=0, S=1 (Set bistabila Q=1):R=0, S=0 (Memorijski mod):Pretpostavimo stanje prije (n-1 stanje): Qn-1=1, Qn-1=0: Qn-1=1 donja NILI vrata sada (u n-tom stanju) sigurno imaju 0 na izlazu (Qn=0) gornja NILI vrata sada imaju 0 na oba ulaza 0 Qn=1 Qn, Qn ostaju nepromijenjena i nakon postavljanja oba ulaza na 0 (u ovom, n-tom stanju)Pretpostavimo stanje prije: Qn-1=0, Qn-1=1: Qn-1=1 gornja NILI vrata sigurno imaju 0 na izlazu (Qn=0) donja NILI vrata onda imaju 0 na oba ulaza 0 Qn=1 Qn, Qn ostaju nepromijenjena i nakon postavljanja oba ulaza na 0

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (SR bistabil)R=1, S=1 (Zabranjeno stanje!):NILI vrata:Oba NILI vrata sigurno imaju 0 na izlazu (Q=0, Q=0). S ovim je naruen uvjet da izlazi moraju biti komplementarni, to moe dovesti do neodreenog stanja na izlazima (efektivno, istovremeno pokuavamo istovremeno postaviti (SET) na 1 i ponititi (RESET) izlaz Q)!QPretpostavimo da se nakon ovoga postavi R=0, S=0: Npr. pretpostavimo da se prvo gornja NILI vrata postave u 1 (tj. prvo Q=1). U tom trenutku na ulazima donjih vrata vie nisu stanja 0 i 0 ve 1 i 0, pa se izlaz donjih vrata sada postavi u stabilnu 0 (Q=0). Dakle, rezultat je Q=1, Q=0. Meutim, ako donja NILI vrata prvo dosegnu 1 na svom izlazu, istim mehanizmom se dobije stanje izlaza Q=0, Q=1.Zakljuak: ako se nakon zabranjenog stanja dogodi situacija R=0, S=0 ne zna se u kojem e se od dva mogua stabilna stanja nai izlazi ovo je razlog zato je R=1, S=1 zabranjeno!Na poetku su oba ulaza ali i oba izlaza na 0. Meutim, kako NILI vrata daju 1 na izlazu ako imaju sve 0 na ulazima, ovo stanje je neodrivo. Stoga oba vrata pokuavaju dati 1 na svojim izlazima. Meutim, uvijek e jedna vrata postii ovo stanje malo prije, ali ne znamo koja.

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (SR bistabil) Ovu vrstu bistabila moemo smatrati za jednostavan oblik elektrine memorije jer sklop pamti koji je od dva ulaza posljednji imao vrijednost logike 1. Vremenski dijagram SR bistabila (stanje ulaza S i R, te izlaza Q,Q)zapamena 1 (SET)izbrisana 1 (RESET)

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (SR bistabil sa E ulazom)esto je korisno omoguiti upravljanje radom bistabila na nain da signal sa ulaza bude omoguen u nekim trenucima, a onemoguen u drugim. Neto sloeniji sklop SR bistabila sa tri ulaza omoguava takvo upravljanje - jednostavnim dodavanjem dva I sklopa na ulaze SR bistabila kako pokazuje slika:SR bistabilSimbol sklopaIzvedba SR bistabila sa E ulazom

    II. Elektroniki sklopovi

    R

    Q

    Q

    R'

    S'

    E

    S

    S

    E

    R

    Q

    Q

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (SR bistabil sa E ulazom)Ulaz E (Enable) koristi se za omoguavanje ili zabranu djelovanja ulaza na SR bistabil ovo je dodatni kontrolni ulaz. Kad je ulaz E = 0, S i R su u 0, bez obzira na stanja ulaza S i R (jer I vrata daju na svojim izlazima uvijek 0, bez obzira na stanje ulaza). SR bistabil

    II. Elektroniki sklopovi

    R

    Q

    Q

    R'

    S'

    E

    S

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (SR bistabil sa E ulazom)Zbog toga je bistabil u memorijskom modu rada, dakle za E=0 onemoguena je promjena stanja na izlazu. No, kada je ulaz E = 1, izlazi I vrata prate ulaze (kao da I vrata niti ne postoje, tj. S=S i R=R) - stanja se postavljaju ovisno o ulazima S i R na ve opisani nain za SR bistabil. Drugim rijeima, SR bistabil sa E ulazom se tada ponaa potpuno isto kao obian SR bistabil.SR bistabil

    II. Elektroniki sklopovi

    R

    Q

    Q

    R'

    S'

    E

    S

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (D bistabil)Zabranjeno stanje SR bistabila (S = R = 1) izbjegava se zabranom postavljanja oba ulaza u 1. To se postie D (Data) bistabilom koji je zapravo modificirani SR bistabil sa E ulazom. Jedina modifikacija je dodan inverter (NE vrata) na R ulazu. Inverter osigurava da se bit sa ulaza dovodi na S, R ulaze SR bistabila na nain da su uvijek obrnuti (D=1 S=1, R=0; D=0 S=0, R=1):a) Jedna od moguih izvedbi D bistabila; b) Simbol sklopaSR bistabil sa E ulazomSRE

    II. Elektroniki sklopovi

    S'

    R'

    Q

    Q

    E

    D

    D

    E

    Q

    Q

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (D bistabil)D bistabil ima dva ulaza D i E. Za E = 1, izlaz Q postaje jednak trenutnoj vrijednosti D, a za E = 0, Q zadrava zadnju vrijednost koju je imao. Moemo rei da je, nakon E=0 zadnja vrijednost ulaza ostaje zapamena na izlazu bistabila (Q) bez obzira na daljnje promjene ulaza.Nakon ovoga, bistabil pamti zadnju vrijednost sa ulaza (u ovom primjeru 1) i ignorira daljnje promjene na ulazu

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Razinom okidani bistabili (D bistabil)Na ovaj nain zapravo nam je omogueno pohranjivanje jednog bita informacije pa se D bistabili uglavnom koriste u grupama kako bi se pohranile itave rijei Pohranjivanje 8-bitnog podatka s 8 D bistabila (8-bitni registar ili latch)Za primjer prikazan na slici izlazi Y0 Y7 su identini ulazima X0 X7 ukoliko je ulaz E = 1. Postavljanjem ulaza E u 0, izlazi su zamrznuti u stanjima kakva su bila u trenutku kada je E postavljen u 0, dakle pohranjuje se neka odreena binarna vrijednost (u ovom primjeru 8 bitova tj. 1 byte). Trenutak kada se ulazi ele zapamtiti se bira promjenom E ulaza sa 1 na 0.

    II. Elektroniki sklopovi

  • II. Elektroniki sklopovi*Bridom okidani bistabili es

Recommended

View more >