Introduction au didacticiel sur les circuits logiques séquentiels

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Un séquentiel circuits logiques est une forme du circuit binaire sa conception emploie une ou plusieurs entrées et une ou plusieurs sorties, dont les états sont liés à certaines règles définies qui dépendent des états précédents. Les entrées et les sorties peuvent atteindre l'un ou l'autre des deux états: logique 0 (bas) ou logique 1 (haut). Dans ces circuits, leur sortie dépend, non seulement de la combinaison des états logiques à ses entrées mais en outre des états logiques qui existaient auparavant. En d'autres termes, leur sortie dépend d'une SEQUENCE des événements se produisant aux entrées du circuit. Des exemples de tels circuits comprennent les horloges, les bascules, les bi-écuries, les compteurs, les mémoires et les registres. Les actions des circuits dépendent de la gamme des sous-circuits de base.

Qu'est-ce qu'un circuit logique séquentiel?

Différent Circuits logiques combinés peuvent changer d'état en fonction des signaux réels qui sont appliqués à leurs entrées, en même temps, les circuits logiques séquentiels incluent une certaine forme de «mémoire» inhérente car ils sont capables de prendre en compte leur état d'entrée précédent ainsi que le individus vraiment présents, une sorte d'effet «avant» et «après» est impliqué dans les circuits logiques séquentiels.




Schéma de principe du circuit logique séquentiel

Schéma de principe du circuit logique séquentiel

Procédure de conception des circuits logiques séquentiels

  1. Cette procédure implique les étapes suivantes
  2. Tout d'abord, dérivez le diagramme d'état
  3. Prenez comme table d'état ou représentation d'équivalence, telle qu'un diagramme d'état.
  4. Le nombre d'états peut être réduit par la technique de réduction d'état
  5. Vérifiez le nombre de bascules nécessaires
  6. Choisissez le type de tongs à utiliser
  7. Dériver des équations d'excitation
  8. En utilisant la carte ou une autre méthode de simplification, dérivez la fonction de sortie et les fonctions d'entrée de bascule.
  9. Dessinez un diagramme logique ou une liste de fonctions booléennes à partir desquelles un diagramme logique peut être obtenu.

Types de circuits logiques séquentiels

Il existe trois types de circuits séquentiels:



  • Événementiel
  • Piloté par l'horloge
  • À impulsions
Types de circuits logiques séquentiels

Types de circuits logiques séquentiels

Événementiel: - Circuits asynchrones qui peuvent changer l'état immédiatement lorsqu'ils sont activés. Circuit séquentiel asynchrone (mode fondamental): Le comportement dépend de la disposition du signal d'entrée qui change continuellement dans le temps, et la sortie peut être un changement à tout moment (sans horloge).

Piloté par l'horloge: Circuits synchrones synchronisés avec un signal d'horloge spécifique. Circuit séquentiel synchrone (mode à verrouillage): le comportement peut être défini à partir de la connaissance des circuits qui réalisent la synchronisation en utilisant un signal de synchronisation appelé horloge.

Entraîné par impulsion: C'est un mélange des deux qui répond aux impulsions de déclenchement.


Exemples de circuits logiques séquentiels

Horloges

Les changements d'état de la plupart des circuits séquentiels se produisent à des moments spécifiés par des signaux d'horloge à fonctionnement libre. Comme son nom l'indique, les circuits logiques séquentiels nécessitent un moyen par lequel les événements peuvent être séquencés.

Circuit séquentiel d

Circuit séquentiel d'horloge

Les changements d'état sont contrôlés par les horloges. Une «horloge» est un circuit spécial qui envoie des impulsions avec une largeur d'impulsion précise et un intervalle précis entre les impulsions consécutives. L'intervalle entre les impulsions consécutives est appelé le temps de cycle d'horloge. La vitesse d'horloge est normalement mesurée en mégahertz ou en gigahertz.

Tongs

Le bloc de construction de base du circuit combinatoire a des portes logiques , alors qu'en fait le bloc de construction de base d'un circuit séquentiel est une bascule. Flip-flop a une meilleure et plus grande utilisation dans le registre à décalage, les compteurs et les périphériques de mémoire. C'est un périphérique de stockage capable de stocker un bit de données. La bascule a deux entrées et deux sorties étiquetées Q et Q ’. C'est normal et complémentaire.

Tongs

Tongs

Bi-écuries

Dans la plupart des cas, les bi-écuries sont indiquées par une case ou un cercle. Les lignes dans ou autour des bi-écuries ne les marquent pas seulement comme bi-écuries, mais indiquent également comment elles fonctionnent. Les bi-écuries sont de deux types à verrou et à bascule. Les bi-écuries ont deux états stables, l'un est SET et l'autre est RESET. Ils peuvent conserver indéfiniment l'une ou l'autre de ces étapes, ce qui les rend utiles à des fins de stockage. Les verrous et les bascules sont différents dans la façon dont ils changent d'un état à un autre.

Formes d

Formes d'ondes d'entrée et de sortie bistables

Compteurs

Un compteur est un registre qui parcourt une séquence prédéterminée d'états lors de l'application d'impulsions d'horloge. D'un autre point de vue, un compteur est une sorte de circuit séquentiel dont le diagramme d'état est un cycle unique. En d'autres termes, les compteurs sont un cas particulier d'une machine à états finis. La sortie est généralement une valeur d'état.

Circuit de comptage de base

Circuit de comptage de base

Il existe deux types de compteurs: les compteurs asynchrones (compteur d'ondulation) et l'autre est les compteurs synchrones. Le compteur asynchrone est le signal d'horloge (CLK), qui est simplement utilisé pour cadencer le premier FF. Chaque FF (sauf le premier FF) est cadencé par le FF précédent. Le compteur synchrone est le signal d'horloge (CLK) qui est fonctionnel pour tous les FF, ce qui signifie que tous les FF partagent le même signal d'horloge. Ainsi, la sortie change en même temps.

Registres

Les registres sont des circuits séquentiels cadencés. Un registre est une collection de bascules, chaque bascule est capable de stocker un bit d'information. Un registre à n bits se compose de n bascules et est capable de stocker n bits d'informations. Outre les bascules, un registre contient généralement une logique combinatoire pour effectuer des tâches simples. Les bascules contiennent des informations binaires. Les portes pour déterminer comment l'information est déplacée dans le registre. Les compteurs sont un type spécial de registre. Un compteur passe par une séquence d'états prédéterminée.

Enregistrer le circuit

Enregistrer le circuit

Souvenirs

Les éléments de mémoire peuvent être tout ce qui crée une valeur passée disponible à certains appareils temporels futurs qui peuvent contenir une valeur binaire. Les éléments de mémoire sont généralement des bascules. La sortie mémoire qui est considérée comme «l’état actuel» d’un circuit est une étiquette numérique. L'état incarne toutes les informations sur le passé nécessaires pour définir la sortie de courant.

Différences entre les circuits logiques combinatoires et séquentiels

Circuits combinés Circuits séquentiels
Le circuit dont la sortie, à tout instant immédiat, ne dépend que de l'entrée présente à cet instant seulement, est appelé circuit combinatoire.Le circuit dont la sortie à tout instant immédiat dépend non seulement de l'entrée présente mais aussi de la sortie passée, est appelé circuit séquentiel
Ces types de circuits n'ont pas d'unité de mémoire.Ces types de circuits ont une unité de mémoire pour stocker la sortie passée.
C'est plus rapide.C'est plus lent.
Ceux-ci sont faciles à concevoir.Ceux-ci sont difficiles à concevoir.
Des exemples de circuits combinatoires sont un demi-additionneur, un additionneur complet, un comparateur d'amplitude, un multiplexeur, un démultiplexeur, etc.Des exemples de circuits séquentiels sont la bascule, le registre, le compteur, les horloges, etc.

Les circuits informatiques sont constitués de circuits logiques combinatoires et de circuits logiques séquentiels. Les circuits combinés produisent des sorties immédiatement lorsque leur entrée change. Les circuits séquentiels nécessitent des horloges pour contrôler leurs changements d'état. L'unité de circuit séquentielle fondamentale est la bascule et le comportement des bascules SR, JK et D est le plus important à connaître. De plus, toute question concernant ce circuit ou projets électriques et électroniques , veuillez donner votre avis en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction d'un circuit logique séquentiel?

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