OBSAH WEBU
ČTĚTE!
Obsah
03 - Sekvenční logické obvody
Struktura
Skládají se ze dvou částí – kombinační a paměťové.
Hodnoty výstupního vektoru Y jsou funkcí současných i minulých hodnot vstupního vektoru X.
Q je vektorem vnitřního (současného) stavu (Present State). P je přechodová funkce generuje vektor následujícího stavu (Next State).
Existence vnitřních proměnných způsobuje, že stejné hodnoty vstupních proměnných přivedené na vstup obvodu, nevyvolávají vždy stejnou odezvu na výstupu obvodu.
Kombinační část
Existují dva přístupy k návrhu sekvenčních obvodů:
Mealyho typ – hodnota výstupní proměnné je závislá jak na hodnotách vstupních proměnných, tak na vnitřních proměnných.
Moorův typ – hodnota výstupní proměnné je přímým obrazem stavu vnitřních proměnných.
Sekvenční obvody dělíme dále na synchronní a asynchronní: asynchronních - změna vstupní proměnné se promítne ihned do stavu sekvenčního obvodu. synchronních - zaveden řídicí synchronizační signál (hodinový signál, hodiny). Změna vstupní proměnné se promítne do stavu sekvenčního obvodu až při příchodu hodinového signálu.
Podle reakce na hodinový signál synchronní sekvenční obvody dělíme na úrovňové a hranové: Úrovňové – sekvenční obvod sleduje hodnoty vstupních proměnných a tím i jejich změny po celou dobu trvání hodinového signálu a průběžně na ně reaguje Hranové – sekvenční obvod reaguje na hodnoty vstupních proměnných jen při příchodu hrany hodinového signálu (náběžná nebo sestupná hrana).
Paměťová část
Tvořena kombinačním obvodem, ve kterém byla zavedena zpětná vazba. Tomuto zapojení říkáme bistabilní klopný obvod. Jeho úkolem je převzít informaci přivedenou na vstup obvodu a uchovat tuto hodnotu, i když vstupní informace již zmizí.
Klopné obvody
jednoduché sekvenční obvody se dvěma stavy. Slouží jako základní stavební prvky složitějších
sekvenčních sítí.
Asynchronní (Latch)
- 1. vstupní budicí (excitační) signály přímo ovlivňují (řídí) stav KO
- 2. s povolovacími vstupy (hladina, Gated) – vstupní budicí (excitační) signály ovlivňují (řídí) stav KO jen když je povolovací vstup aktivní
Synchronní (Flip-Flop)
- 1. mají hodinové vstupy –synchronizace činnosti, obvod mění svoje výstupy pouze pokud je aktivní hodinový signál (když se mění – puls, hrana)
- 2. vstupní budicí (excitační) signály ovlivňují (řídí) stav KO pouze v případě aktivního hodinového signálu. Hodinový signál může být aktivní jako puls nebo hrana (nástupná, sestupná) – derivační
- 3. jednofázové, dvoufázové (Master-Slave)
Princip činnosti
Zavedením zpětné vazby v kombinační log. síti lze dosáhnout paměťového jevu.
Bistabilní KO
Mají dva stabilní stavy, aktuální stav si pamatují dokud není aktivní některý z excitačních vstupů
Realizace pomocí NOR
Popis výkladu
Každý KO obsahuje obrázek schématu (struktury), pravdivostní tabulku a časové schéma. Pokud vám nebude jasné, jak daný KO (schéma) funguje, vyzkoušejte si jednotlivé vstupy (pravdivostní tabulka) a podívej se, jak se jednotlivé hodnoty mění v závislosti na čase (časové schéma)
Hladinový KO reaguje na úroveň, derivační reaguje na hranu. Dvoufázový má stejnou funkčnost jako derivační (uloží hodnotu jen při změně úrovňe).
Hladinový KO reaguje na úroveň, derivační reaguje na hranu. Dvoufázový má stejnou funkčnost jako derivační (uloží hodnotu jen při změně úrovňe).
R-S KO
Slouží pro uchování hodnoty (0 nebo 1). Nevýhodou je, pokud jsou R i S rovny 1 ⇒ neznámý stav.
R-S KO (NAND) - hladinový
Struktura zapojení
Pravdivostní tabulka
Časový diagram
R-S KO - hladinový s povolovacím vstupem
Zapojení pomocí NAND
R-S KO - dvoufázový
Ke změně hodnoty může dojít jen při změně hrany hodinového signálu. Na masteru se mění libovolně podle stavu R,S. Do slave se ale nahraje hodnota jen při změně CLK ⇒ Hodinami řízený R-S KO.
Struktura zapojení
Pravdivostní tabulka
Časový diagram
R-S KO - derivační
Struktura zapojení
Pravdivostní tabulka
Časový diagram
D KO
R-S KO, jehož S je napojen na D, R na ~D, čímž zabráníme stavu 1,1 na R,S. Použit pro ukládání 1 bitu.
D KO - hladinový s povolovacím vstupem
Struktura pomocí NAND
Struktura pomocí NOR
D KO - dvoufázový
Struktura zapojení
Pravdivostní tabulka
D KO - derivační
Struktura zapojení
JK KO
Řeší problém, kdy na S a R je 1. Opět pro uložení hodnot.
JK KO - dvoufázový
Značka
Schema zapojení
Pravdivostní tabulka
Časový diagram
JK KO - derivační
Zapojení
Časový diagram
T KO
KO, který mění svou hodnotu při každé hraně hodinového signálu
T KO - derivační
Značka
Pravdivostní tabulka
Časový diagram
Čítače
Asynchronous (ripple) counter – changing state bits are used as clocks to subsequent state flip-flops
Synchronous counter – all state bits change under control of a single clock
Asynchronní
Tříbitový binární asynchronní čítač
čítač asynchronní (modulo 10)
čítač asynchronní (modulo 12)
Čtyřbitový binární asynchronní čítač
Synchronní
????
Registry
paralelní
posuvné
Sekvenční automaty
Definice
Sekvenční automat je šestice:
… vstupní abeceda (množina hodnot vstupního vektoru)
… výstupní abeceda (množina hodnot výstupního vektoru)
… vnitřní abeceda (množina hodnot vektoru vnitřního stavu)
… počáteční stav
… přechodová funkce, přiřazuje některým dvojicím z 
přiřazuje prvek z Q, 
… výstupní funkce, která některým dvojicím z přiřazuje prvek z Y; rozlišujeme Mealyho a Moorův výstup
Mealyho automat
výstup je funkcí jak stavu, tak i vstupu
Moorův automat
výstup je funkcí stavu
FSM - finite state machine
Kombinační síť
Na základě současného stavu a hodnoty vstupů generuje (binární) kód následujícího stavu automatu (Next State)
Pameť
- registr - sestaven z klopných obvodů s dynamickým řízením hodinovým signálem (CLK)
- pamatuje si (binární) kód současného stavu automatu (Present State)
- musí být inicializována – uvedena do výchozího stavu - asynchronní/synchronní reset
Výstupy
- Mealy
- Moore
- kombinované Mealy/Moore
Mealyho automat
Moorův automat
Mealyho/Moorův automat
Přehled KO
 |  |  |  |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | x |
| 1 | 1 | 1 | x |
 |  | |
|---|---|---|
| 0 | 0 | |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 |  |
 | | |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
 | | |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Tabulka přechodů
| | | | | | | | |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | X | 0 | X | 0 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | X | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 1 | X | 1 | 0 | 1 | |
| 1 | 1 | X | 0 | X | 0 | 1 | 0 |
Příklad
Mějme navrhnout řídicí obvod (automat) robota, který bude fungovat následovně:
robot má dvě kolečka a umí se otáčet vlevo a vpravo:
- z1=1…zatoč vlevo
- z2=1…zatoč vpravo
- z1=0 a z2=0…robot jede dopředu
robot má vpředu dotekový senzor, který generuje signál x následovně:
- x=1…detekována překážka
- x=0…žádná překážka není detekována
robot má na střeše majáček
- m=1…svítí, pokud robot jede
- m=0…nesvítí, pokud robot zatáčí vlevo či vpravo
„inteligentní“ chování robota – stavy řídícího automatu
- A…překážka není detekována, poslední zatočení bylo vlevo
- B…překážka detekována, zatoč vpravo
- C…překážka není detekována, poslední zatočení bylo vpravo
- D…překážka detekována, zatoč vlevo
| otáčení | z1=1 | zatoč vlevo |
|---|---|---|
| z2=1 | zatoč vpravo | |
| z1=0 a z2=0 | robot jede dopředu | |
| senzor | x=1 | detekována překážka |
| x=0 | žádná překážka není detekována | |
| majáček | m=1 | svítí, pokud robot jede |
| m=0 | nesvítí, pokud robot zatáčí vlevo či vpravo | |
| stavy řídícího automatu | A | překážka není detekována, poslední zatočení bylo vlevo |
| B | překážka detekována, zatoč vpravo | |
| C | překážka není detekována, poslední zatočení bylo vpravo | |
| D | překážka detekována, zatoč vlevo |
definice výstupů
- robot začne zatáčet ihned, jakmile detekuje překážku a po celou dobu její přítomnosti ⇒ z1 a z2 jsou Mealyho výstupy, neboť jsou funkcí stavů a vstupu x
- majáček svítí jen v případě, že není detekována žádná překážka a robot jede ⇒ m je Moorův výstup, neboť závisí pouze na stavu
přiřazení kódů jednotlivým stavům
- A=00, B=01, C=10 a D=11
podrobný popis chování robota
- pokud je ve stavu A a není detekována překážka, robot zůstane ve stavu A, jede dopředu a maják svítí
- pokud je ve stavu A a je detekována překážka, robot přechází do stavu B, zatáčí doprava a maják nesvítí
- pokud je ve stavu B a je detekována překážka, robot zůstane ve stavu B, zatáčí doprava a maják nesvítí
- pokud je ve stavu B a není detekována překážka, robot přechází do stavu C, jede dopředu a maják svítí
- pokud je ve stavu C a není detekována překážka, robot zůstane ve stavu C, jede dopředu a maják svítí
- pokud je ve stavu C a je detekována překážka, robot přechází do stavu D, zatáčí doleva a maják nesvítí
- pokud je ve stavu D a je detekována překážka, robot zůstane ve stavu D, zatáčí doleva a maják nesvítí
- pokud je ve stavu D a není detekována překážka, robot přechází do stavu A, jede dopředu a maják svítí
typ KO pro paměť
- S-R, J-K, D a T?, viz tabulka níže
Pravdivostní tabulka
| Současný stav | Vstup X | Následující stav | Moorův výstup M | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| jméno | kód | jméno | kód | Mealyho výstupy Z1 Z2 | ||
| A | 00 | 0 | A | 00 | 00 | 1 |
| A | 00 | 1 | B | 01 | 01 | 1 |
| B | 01 | 0 | C | 10 | 00 | 0 |
| B | 01 | 1 | D | 01 | 01 | 0 |
| C | 10 | 0 | C | 10 | 00 | 1 |
| C | 10 | 1 | D | 11 | 10 | 1 |
| D | 11 | 0 | D | 11 | 00 | 0 |
| D | 11 | 1 | A | 00 | 10 | 0 |
Graf přechodů
ve stavech - kód stavu/hodnota Moorova výstupu M (kód/M)
na hranách - hodnota vstupu X/hodnota Mealyho výstupů Z1a aZ2 (X/Z1Z2)
Vytvoření rovnic pro dané KO
Vybereme část tabulky, která nám reprezentuje daný KO. Sloupce pro KO nám vyjadřují, jakou hodnotu je potřeba přivést na jejich vstup, abychom dostali požadovaný výstup (násl. stav). Jinými slovy, potřebujeme najít rovnice obsahující vstup a souč. stav, jejichž výstupem je hodnota vstupu do KO.
Odkazy
Zdroje
INP přednáška č. 10: inc10_syncho
odkazy
odkazy
Potvrzení
| 3 | ||
|---|---|---|
| Celé jméno | OK | !!! |
| vagy |  | |
| Jirka Hynek | | |
| 2 | ||
Diskuze
Pripomienky: Mohol by si vysvetlit co znamenaju tie jednotlive skratky pri roznych KO? (R-S, D, JK, T) - chapem, ze kazda ma iny obdvod a na konci su tam tie konecne automaty, ale nechapem co tie skratky znamenaju a predpokladam, ze na statniciach im nebude stacit ked poviem JK klopny obvod.
R-S KO (NAND) hladinovy - preco su v tej scheme same NORy? R-S KO - hladinovy s povolovacim vstupem (zapojeni pomoci NOR) - preco su v tej scheme same NANDy?
OR s negovanými vstupy == NAND (on to není NOR - ten je u hladinovýho NOR KO) … ale taky se přimlouvám za vysvětlivy a třeba k čemu se jednotlivý obvody používají
R-S je Reset-Set, ostatni JK, D, T, to je název daného KO, nemá to význam, aspoň co si pamatuju, ale můžu se potom podívat.
R-S KO (NAND) hladinovy - deMorganovy zakony, kdyz to prepisu, tak mas (~A or ~B), podle deMorganovych zakony se to rovna ~(A and B) ⇒ NAND
R-S KO - hladinovy s povolovacim vstupem (zapojeni pomoci NOR) - tam mam chybu, mam tam byt NAND
JK jsou iniciály jména a příjmení vynálezce a konstruktéra prvního integrovaného obvodu. Byl jím Jack Kilby. https://en.wikipedia.org/wiki/Jack_Kilby
Нашёл качественную услугу по продвижению: размещение ваших статей на сайтах WordPress. Вы получаете на сайт статьи и тексты с ссылками, каковые точно передадут вес с донора на ваш сайт. Так легко можно поднимать НЧ, и подтаскивать вверх СЧ и ВЧ запросы. Также возможен рост ИКСа. Статейное продвижение абсолютно безопасно и идеально подойдет, как для молодых сайтов, так и для остальных, и придадут траст вашему сайту.
<a href=http://devinplfy72716.blogproducer.com/3079738/>Выполню услугу по трафику на ваш сайт качественно Остров </a> <a href=https://simondaxr89999.prublogger.com/5538058/Очень-качественный-трафик-на-ваш-сайт>Выполню услугу по размещению статей на сайтах эффективно в городе Погар </a> <a href=http://manuelfyqh44322.bloginder.com/6926985/Продвижение-сайтов-в-прокачанных-блогах>Оказание услуги по размещению статей на сайтах web 2.0 в городе Заветное </a> <a href=https://andyjkyd82394.ziblogs.com/4717667/Продвижение-сайтов-в-прокачанных-блогах>Услуга сетки блогов web 2.0 эффективно в городе Морки </a> <a href=https://raymondcvne22211.blogmazing.com/5535832/Создам-сетку-pbn-из-2000-сайтов>Услуга по созданию сетки блогов web 2.0 эффективно в городе Бережаны </a> <a href=http://elliottokgz62716.link4blogs.com/21475221/>Выполню услугу по PBN ссылкам качественно Разино </a>
=R=