pátek 27. dubna 2012

MiniElektrikář 18. - Sekvenční logické obvody

1. Sekvenční logický obvod
Sekvenční logický obvod je elektronický obvod složený z logických členů. Sekvenční obvod se skládá ze dvou částí – kombinační a paměťové. Abychom mohli určit hodnotu výstupní proměnné, je potřeba u sekvenčních obvodů sledovat kromě vstupních proměnných ještě i jeho vnitřní proměnné – vnitřní stav. Jsou to proměnné, které jsou uchovány v paměťových členech. Existence vnitřních proměnných způsobuje, že stejné hodnoty vstupních proměnných přivedené na vstup obvodu, nevyvolávají vždy stejnou odezvu na výstupu obvodu.


2. Klopné obvody
Klopný obvod (nebo také KO) je elektronický obvod, který může nabývat právě dva odlišné napěťové stavy, přičemž ke změně z jednoho stavu do druhého dochází skokově. Tyto obvody se skládají z několika hradel nebo jiných aktivních prvků a lze je použít např. jako paměťové prvky, impulzní generátory nebo časovače.

  
Klopné obvody se dělí do čtyř základních skupin:
  • Astabilní − Nemají žádný stabilní stav. Neustále oscilují (kmitají) z jednoho stavu do druhého.
  • Monostabilní − Jeden stabilní stav, ze kterého se obvod překlopí pouze s příchodem spouštěcího impulzu.
  • Bistabilní − Oba stavy jsou stabilní. Tyto obvody slouží jako paměťové prvky. V anglicky psané literatuře jsou označovány jako flip-flops.
  • Schmittův − Zvláštní typ KO, který se používá především k úpravě tvaru impulzů.  
První tři druhy klopných obvodů (astabilní, monostabilní a bistabilní) se také označují jako multivibrátory. Často jsou pojmy klopný obvod a multivibrátor nesprávně zaměňovány. Můžeme říct, že multivibrátory jsou klopné obvody, naopak to ale neplatí.  
Dalším problémem je překlad pojmu klopný obvod do angličtiny, neboť nabízející se překlad „flip-flop“ je v anglické terminologii používán pouze pro bistabilní klopné obvody. Termínem bližším českému klopnému obvodu je v angličtině „multivibrator“.

3. Čítače
Čítač je zařízení, které počítá nebo odpočítává (a někdy také zobrazuje) kolikrát proběhla určitá událost nebo proces.
Princip funkce je nárůst nebo pokles hodnoty o jednotku vzhledem k předchozí hodnotě při příchodu čítacího impulsu:
N(t) = N(t-1) + 1 nebo
N(t) = N(t-1) - 1
kde N = hodnota čítače, t = aktuální stav po příchodu čítacího impulsu, t-1 = časový okamžik před příchodem čítacího impulsu.

Prakticky se rozlišují dva druhy čítačů.
  • elektrotechnickýČítač určený pro rychlé čítání elektrických impulsů, řádově s frekvencí kHz, MHz až GHz. Podle konstrukce, též podle použitého reduktoru je možno čítače rozdělit na binární (dvojkové), okatanové (osmičkové), desítkové (dekadické) a hexadecimální (šestnáctkové). Z hlediska matematického zpracování impulsů se čítače dělí na vzestupné - zvyšuje svou hodnotu (inkrementační operace) a sestupné - snižuje svou hodnotu (dekrementační operace).
  • elektronickýElektronický čítač se většinou realizuje pomocí elektronických logických obvodů (především pomocí klopných obvodů). V takovém případě mívá vstup, na který se přivede časový vstup označovaný C / CLK, u obousměrných čítačů UP / DN, dále vstup nulování hodnoty - RESET, nastavení čítače na přednastavenou hodnotu - SET, uvolnění čítání - ENABLE / GATE, případně další. Na výstupech se binárně nebo v BCD kódu vypisuje číselná hodnota daného výstupu, často spolu s dalšími informacemi (přetečení apod.).
  • softwarový čítač
    Jako čítač může být označena i řídící proměnná nejčastěji celočíselného (nebo jiného ordinálního) typu v počítačovém programu, například řídící proměnná cyklu.
4. Posuvné registry
Posuvný registr je skupina klopných obvodů, která má propojené vstupy a výstupy tak, že pří aktivaci jsou data (bity) postupně posouvány.
Posuvné registry je možné kombinovat z RS klopných obvodů a zpožďovacích linek, tento způsob se však již dlouho nepoužívá. Zvláštním použitím posuvného registru je realizace tzv. kruhového sčítače, ve kterém je na počátku do posuvného registru zapsaná určitá informace a tato je pak posouvána po kruhu. Kruhové čítače se používají jako hodinové generátory, elektronické kontaktní spínače a řídicí jednotky.
Na principu posuvných registrů pracuje i USB.

Žádné komentáře:

Okomentovat