מבוא להדרכה של מעגלים לוגיים רצפים

נסה את הכלי שלנו לביטול בעיות





רצף מעגלי לוגיקה הוא צורה של המעגל הבינארי שתכנונו מעסיק כניסה אחת או יותר ויציאה אחת או יותר, שמצבים קשורים לכמה כללים מוגדרים התלויים במצבים קודמים. שני הקלטים והפלטים יכולים להגיע לאחד משני המצבים: לוגיקה 0 (נמוכה) או לוגיקה 1 (גבוהה). במעגלים אלה, תפוקתם תלויה, לא רק בשילוב מצבי ההיגיון בכניסותיה, אלא יתר על כן במצבי ההיגיון שהיו קיימים בעבר. במילים אחרות, התפוקה שלהם תלויה ברצף האירועים המתרחשים בכניסות המעגל. דוגמאות למעגלים כאלה כוללים שעונים, כפכפים, דו-אורוות, דלפקים, זיכרונות ורשמים. פעולות המעגלים תלויות במגוון תת המעגלים הבסיסיים.

מהו מעגל לוגי רציף?

שׁוֹנֶה מעגלים לוגיים משולבים יכול לשנות מצב בהתאם לאותות האמיתיים המופעלים על הקלטים שלהם, במקביל, מעגלי לוגיקה רצפים כוללים צורה כלשהי של 'זיכרון' מובנה בתוכם מכיוון שהם מסוגלים לקחת בחשבון את מצב הקלט הקודם שלהם כמו גם את אנשים באמת נוכחים, מעין אפקט 'לפני' ו'אחרי 'מעורב במעגלי ההיגיון הרציפים. ניתן ליצור מעגל רציף פשוט מאוד ללא כניסות באמצעות מהפך ליצירת לולאת משוב




דיאגרמת חסימת מעגלים לוגיים

תרשים חסימת מעגלים לוגיים רצופים

נוהל תכנון של מעגלים לוגיים רצפים

  1. הליך זה כולל את השלבים הבאים
  2. ראשית, הסיקו את תרשים המצב
  3. קח כטבלת המצב או ייצוג שקילות, כמו דיאגרמת מצב.
  4. ניתן לצמצם את מספר המצבים באמצעות טכניקת הפחתת המצב
  5. אמת את מספר הכפכפים הדרושים
  6. בחר את סוג ה- כפכפים להשתמש
  7. להפיק משוואות עירור
  8. בעזרת המפה או בשיטת פשט אחרת כלשהי, הפיק את פונקציית הפלט ופונקציות קלט הכפכף.
  9. צייר דיאגרמה לוגית או רשימה של פונקציות בוליאניות שמהן ניתן לקבל דיאגרמה לוגית.

סוגי מעגלים לוגיים רצפים

ישנם שלושה סוגים של מעגלים עוקבים:



  • מונחה אירועים
  • מונע שעון
  • מונע דופק
סוגי מעגלים לוגיים רצפים

סוגי מעגלים לוגיים רצפים

מונחה אירועים: - מעגלים אסינכרוניים שיכולים לשנות את המצב באופן מיידי כשהוא מופעל. מעגל רציף אסינכרוני (מצב בסיסי): ההתנהגות תלויה בסידור אות הכניסה המשתנה ברציפות לאורך זמן, והפלט יכול להיות שינוי בכל עת (ללא שעון).

מונע שעון: מעגלים סינכרוניים המסונכרנים לאות שעון ספציפי. מעגל רציף סינכרוני (מצב תפס): ניתן להגדיר את ההתנהגות מתוך ידיעת מעגלים שמשיגים סנכרון באמצעות אות תזמון הנקרא שעון.

מונע דופק: זו תערובת של השניים המגיבה לפולסים המפעילים.


דוגמאות למעגלים לוגיים רצפים

שעונים

שינויים במצב של רוב המעגלים הרציפים מתרחשים בזמנים הנקובים על ידי אותות שעון הפועלים בחינם. כפי שהשם מרמז, מעגלי לוגיקה עוקבים דורשים אמצעי באמצעותו ניתן לרצף אירועים.

מעגל רצף שעון

מעגל רצף שעון

שינויי המדינה נשלטים על ידי השעונים. 'שעון' הוא מעגל מיוחד השולח פולסים עם רוחב דופק מדויק ומרווח מדויק בין הפולסים העוקבים. המרווח בין פעימות רצופות נקרא זמן מחזור השעון. מהירות השעון נמדדת בדרך כלל במגההרץ או גיגההרץ.

כפכפים

לאבן הבניין הבסיסית של המעגל המשולב יש שערים לוגיים , בעוד שאכן אבן הבניין הבסיסית של מעגל רציף היא כפכף. לכפכף יש שימוש טוב וגדול יותר במשמרות משמרות, מונים ומכשירי זיכרון. זהו מכשיר אחסון המסוגל לאחסן פיסת נתונים אחת. לכפכף שתי כניסות ושתי יציאות המסומנות כ- Q ו- Q '. זה נורמלי ומשלים.

כפכפים

כפכפים

דו-אורוות

ברוב המקרים, האורוות הדו-אורליות מסומנות באמצעות תיבה או מעגל. קווים בדו-אורוות או בסביבתן לא רק מסמנים אותם כדו-אורוות אלא גם מציינים כיצד הם מתפקדים. דו-אורוות הן משני סוגים תפסים וכפכפים. לדו-האורוות שני מצבים יציבים האחד הוא SET והשני הוא RESET. הם יכולים לשמור על אחד מהשלבים הללו ללא הגבלת זמן, מה שהופך אותם לשימושיים למטרות אחסון. תפסים וכפכפים שונים באופן שהם עוברים ממצב אחד למשנהו.

צורות גל קלט ופלט Bistable

צורות גל קלט ופלט דו-יציבות

מונים

מונה הוא רישום העובר לאורך רצף מצבים קבוע מראש עם יישום פעימות השעון. מנקודת מבט אחרת, מונה הוא סוג של מעגל רציף שדיאגרמת המצב שלו היא מחזור יחיד. במילים אחרות, דלפקים הם מקרה מסוים של מכונת מדינה סופית. התפוקה היא בדרך כלל ערך מדינה.

מעגל דלפק בסיסי

מעגל דלפק בסיסי

ישנם שני סוגים של מונים: מונים אסינכרוניים (מונה אדווה) והשני הוא מונים סינכרוניים. המונה האסינכרוני הוא אות השעון (CLK), שמשמש פשוט לשעון ה- FF הראשון. כל FF (למעט ה- FF הראשון) נשעון על ידי ה- FF הקודם. המונה הסינכרוני הוא אות השעון (CLK) הפונקציונלי לכל FF, כלומר כל FF חולק את אותו אות השעון. לפיכך, התפוקה משתנה במקביל.

רושמים

הרישומים הם מעגלים רציפים שעונים. רישום הוא אוסף של כפכפים שכל כפכף מסוגל לאחסן פיסת מידע אחת. רישום n-bit מורכב מ- n כפכפים ומסוגל לאחסן n פיסות מידע. מלבד כפכפים, בדרך כלל רושם מכיל לוגיקה משולבת לביצוע כמה משימות פשוטות. הכפכפים מחזיקים מידע בינארי. השערים לקביעת אופן העברת המידע לרשם. מונים הם סוג מיוחד של רישום. מונה עובר רצף קבוע מראש של מצבים.

הירשם למעגל

הירשם למעגל

זיכרונות

אלמנטים בזיכרון יכולים להיות כל דבר שיוצר ערך עבר זמין בכמה מכשירי זמן עתידיים שיכולים לראות ערך בינארי. אלמנטים של זיכרון הם בדרך כלל כפכפים. פלט זיכרון הנחשב ל'מצב הנוכחי 'של המעגל הוא תווית מספרית. המדינה מגלמת את כל המידע על העבר הדרוש להגדרת התפוקה הנוכחית.

הבדלים בין המעגלים הלוגיים השילוביים והרצפיים

מעגלים משולבים מעגלים רצפים
המעגל שתפוקתו, בכל זמן מיידי, תלוי רק בכניסה הקיימת באותו רגע בלבד מכונה מעגל משולב.המעגל שהפלט שלו בכל זמן מיידי תלוי לא רק בכניסה הנוכחית אלא גם בפלט העבר, מכונה מעגל רציף
למעגלים מסוג זה אין יחידת זיכרון.למעגלים מסוג זה יש יחידת זיכרון לאחסון תפוקת העבר.
זה מהיר יותר.זה איטי יותר.
אלה קלים לעיצוב.אלה קשים לעיצוב.
דוגמאות למעגלים משולבים הם חצי adder, adder מלא, משווה גודל, multiplexer, demultiplexer וכו '.דוגמאות למעגלים עוקבים הם כפכף, רישום, מונה, שעונים וכו '.

מעגלי מחשב מורכבים ממעגלי לוגיקה משולבים ומעגלי לוגיקה עוקבים. מעגלים משולבים מייצרים תפוקות מיד כאשר הקלט שלהם משתנה. מעגלים רצופים דורשים שעונים כדי לשלוט על שינויים במצבם. יחידת המעגל הרציף הבסיסית היא הכפכף וההתנהגות של כפכפי ה- SR, JK ו- D הם החשובים ביותר לדעת. יתר על כן, כל שאלה לגבי מעגל זה או פרויקטים של חשמל ואלקטרוניקה , בבקשה תן משוב על ידי תגובה בקטע התגובות למטה. הנה שאלה עבורך, מה תפקידו של מעגל לוגיקה רציף?

נקודות זיכוי: