Circuiti sequenziali digitali

Abbiamo discusso di vari circuiti combinatori nei capitoli precedenti. Tutti questi circuiti hanno una serie di uscite, che dipendono solo dalla combinazione degli ingressi presenti. La figura seguente mostra il fileblock diagram di circuito sequenziale.

Questo circuito sequenziale contiene una serie di ingressi e uscite. Le uscite del circuito sequenziale dipendono non solo dalla combinazione degli ingressi presenti ma anche dalle uscite precedenti. L'output precedente non è altro che il filepresent state. Pertanto, i circuiti sequenziali contengono circuiti combinatori insieme a elementi di memoria (archiviazione). Alcuni circuiti sequenziali possono non contenere circuiti combinatori, ma solo elementi di memoria.

La tabella seguente mostra il file differences tra circuiti combinatori e circuiti sequenziali.

Circuiti combinatori	Circuiti sequenziali
Le uscite dipendono solo dagli ingressi presenti.	Le uscite dipendono sia dagli ingressi presenti che dallo stato attuale.
Il percorso di feedback non è presente.	È presente il percorso di feedback.
Gli elementi di memoria non sono richiesti.	Sono necessari elementi di memoria.
Il segnale di clock non è richiesto.	È richiesto il segnale di clock.
Facile da progettare.	Difficile da progettare.

Tipi di circuiti sequenziali

Di seguito sono riportati i due tipi di circuiti sequenziali:

• Circuiti sequenziali asincroni
• Circuiti sequenziali sincroni

Circuiti sequenziali asincroni

Se alcune o tutte le uscite di un circuito sequenziale non cambiano (influenzano) rispetto alla transizione attiva del segnale di clock, allora quel circuito sequenziale viene chiamato come Asynchronous sequential circuit. Ciò significa che tutte le uscite dei circuiti sequenziali asincroni non cambiano (influenzano) allo stesso tempo. Pertanto, la maggior parte delle uscite dei circuiti sequenziali asincroni lo sononot in synchronous con solo fronti positivi o solo fronti negativi del segnale di clock.

Circuiti sequenziali sincroni

Se tutte le uscite di un circuito sequenziale cambiano (influenzano) rispetto alla transizione attiva del segnale di clock, allora quel circuito sequenziale viene chiamato come Synchronous sequential circuit. Ciò significa che tutte le uscite dei circuiti sequenziali sincroni cambiano (influenzano) allo stesso tempo. Pertanto, le uscite dei circuiti sequenziali sincroni sono in sincronia con solo fronti positivi o solo fronti negativi del segnale di clock.

Segnale di clock e attivazione

In questa sezione, discutiamo del segnale di clock e dei tipi di trigger uno per uno.

Segnale dell'orologio

Il segnale dell'orologio è un segnale periodico e l'ora di accensione e l'ora di spegnimento non devono necessariamente coincidere. Possiamo rappresentare il segnale di clock come asquare wave, quando sia l'ora di accensione che l'ora di spegnimento sono uguali. Questo segnale di clock è mostrato nella figura seguente.

Nella figura sopra, l'onda quadra è considerata come segnale di clock. Questo segnale rimane a livello logico alto (5 V) per un po 'di tempo e rimane a livello logico basso (0 V) per lo stesso periodo di tempo. Questo schema si ripete con un certo periodo di tempo. In questo caso, iltime period sarà uguale al doppio del tempo ON o al doppio del tempo OFF.

Possiamo rappresentare il segnale dell'orologio come train of pulses, quando l'ora di accensione e l'ora di spegnimento non sono uguali. Questo segnale di clock è mostrato nella figura seguente.

Nella figura sopra, il treno di impulsi è considerato come segnale di clock. Questo segnale rimane a livello logico alto (5 V) per qualche tempo e rimane a livello logico basso (0 V) per un altro tempo. Questo schema si ripete con un certo periodo di tempo. In questo caso, iltime period sarà uguale alla somma del tempo ON e del tempo OFF.

Il reciproco del periodo di tempo del segnale dell'orologio è noto come frequencydel segnale dell'orologio. Tutti i circuiti sequenziali funzionano con segnale di clock. Quindi, la frequenza alla quale i circuiti sequenziali possono essere azionati di conseguenza la frequenza del segnale di clock deve essere scelta.

Tipi di attivazione

Di seguito sono riportati i due possibili tipi di attivazione utilizzati nei circuiti sequenziali.

• Trigger di livello
• Trigger sul bordo

Trigger di livello

Ci sono due livelli, vale a dire logico alto e logico basso nel segnale di clock. Di seguito sono i duetypes of level triggering.

• Trigger di livello positivo
• Trigger di livello negativo

Se il circuito sequenziale funziona con il segnale di clock quando è inserito Logic High, quindi quel tipo di attivazione è noto come Positive level triggering. È evidenziato nella figura sottostante.

Se il circuito sequenziale funziona con il segnale di clock quando è inserito Logic Low, quindi quel tipo di attivazione è noto come Negative level triggering. È evidenziato nella figura seguente.

Trigger sul bordo

Esistono due tipi di transizioni che si verificano nel segnale di clock. Ciò significa che il segnale di clock passa da Logic Low a Logic High o da Logic High a Logic Low.

Di seguito sono i due types of edge triggering basato sulle transizioni del segnale di clock.

• Trigger del fronte positivo
• Trigger sul fronte negativo

Se il circuito sequenziale funziona con il segnale di clock che sta passando da Logic Low a Logic High, quel tipo di trigger è noto come Positive edge triggering. Viene anche chiamato trigger sul fronte di salita. È mostrato nella figura seguente.

Se il circuito sequenziale funziona con il segnale di clock che sta passando da Logic High a Logic Low, quel tipo di trigger è noto come Negative edge triggering. Viene anche chiamato trigger sul fronte di discesa. È mostrato nella figura seguente.

Nei prossimi capitoli, discuteremo di vari circuiti sequenziali in base al tipo di trigger che può essere utilizzato in esso.