Tutorial de introdução aos circuitos lógicos sequenciais

Tutorial de introdução aos circuitos lógicos sequenciais

A Sequential circuitos lógicos é uma forma de circuito binário, seu projeto emprega uma ou mais entradas e uma ou mais saídas, cujos estados estão relacionados a algumas regras definidas que dependem de estados anteriores. Ambas as entradas e saídas podem atingir um dos dois estados: lógico 0 (baixo) ou lógico 1 (alto). Nestes circuitos, a sua saída depende, não só da combinação dos estados lógicos nas suas entradas, mas também dos estados lógicos que existiam anteriormente. Em outras palavras, sua saída depende de uma SEQUÊNCIA dos eventos que ocorrem nas entradas do circuito. Exemplos de tais circuitos incluem relógios, flip-flops, bi-estábulos, contadores, memórias e registradores. As ações dos circuitos dependem da gama de sub-circuitos básicos.



O que é um circuito lógico sequencial?

Diferente Circuitos de Lógica Combinacional podem mudar de estado dependendo dos sinais reais que são aplicados às suas entradas, ao mesmo tempo, os Circuitos Lógicos Sequenciais incluem alguma forma de 'Memória' inerente incorporada a eles, pois são capazes de levar em consideração seu estado de entrada anterior, bem como o indivíduos realmente presentes, uma espécie de efeito 'antes' e 'depois' está envolvido com os circuitos lógicos sequenciais. Um circuito sequencial muito simples, sem entradas, pode ser criado usando um inversor para formar um circuito de feedback


Diagrama de Bloco de Circuito Lógico sequencial

Diagrama de bloco de circuito lógico sequencial





Procedimento de projeto de circuitos lógicos sequenciais

  1. Este procedimento envolve as seguintes etapas
  2. Primeiro, deduza o diagrama de estado
  3. Considere a tabela de estados ou uma representação de equivalência, como um diagrama de estados.
  4. O número de estados pode ser reduzido pela técnica de redução de estado
  5. Verifique o número de flip-flops necessários
  6. Escolha o tipo de sandálias de dedo ser usado
  7. Derive equações de excitação
  8. Usando o mapa ou algum outro método de simplificação, deduza a função de saída e as funções de entrada do flip-flop.
  9. Desenhe um diagrama lógico ou uma lista de funções booleanas das quais um diagrama lógico pode ser obtido.

Tipos de circuitos lógicos sequenciais

Existem três tipos de circuitos sequenciais:

  • Orientado por Eventos
  • Clock Driven
  • Impulsionado por pulso
Tipos de circuitos lógicos sequenciais

Tipos de circuitos lógicos sequenciais



Orientado por eventos: - Circuitos assíncronos que podem mudar o estado imediatamente quando habilitados. Circuito sequencial assíncrono (modo fundamental): O comportamento depende do arranjo do sinal de entrada que muda continuamente ao longo do tempo, e a saída pode ser uma mudança a qualquer momento (sem relógio).

Acionado por relógio: Circuitos síncronos que são sincronizados com um sinal de relógio específico. Circuito sequencial síncrono (modo de travamento): O comportamento pode ser definido a partir do conhecimento dos circuitos que alcançam a sincronização usando um sinal de temporização denominado relógio.

Impulsionado por pulso: Esta é uma mistura dos dois que responde aos pulsos de disparo.


Exemplos de circuitos lógicos sequenciais

Relógios

Mudanças de estado da maioria dos circuitos sequenciais ocorrem em horários especificados por sinais de relógio de funcionamento livre. Como o nome indica, os circuitos lógicos sequenciais requerem um meio pelo qual os eventos podem ser sequenciados.

Circuito Sequencial de Relógio

Circuito Sequencial de Relógio

As mudanças de estado são controladas pelos relógios. Um “relógio” é um circuito especial que envia pulsos com largura de pulso precisa e um intervalo preciso entre os pulsos consecutivos. O intervalo entre pulsos consecutivos é chamado de tempo de ciclo do clock. A velocidade do relógio é normalmente medida em Megahertz ou Gigahertz.

Sandálias de dedo

O bloco de construção básico do circuito combinacional tem portas lógicas , embora de fato o bloco de construção básico de um circuito sequencial seja um flip-flop. O flip-flop tem um uso melhor e maior em registradores de deslocamento, contadores e dispositivos de memória. É um dispositivo de armazenamento capaz de armazenar um bit de dados. O flip-flop tem duas entradas e duas saídas rotuladas como Q e Q '. É normal e complementa.

Sandálias de dedo

Sandálias de dedo

Bi-Estábulos

Na maioria dos casos, os bi-estábulos são indicados por uma caixa ou círculo. As linhas dentro ou ao redor dos estábulos não apenas os marcam como estábulos, mas também indicam como eles funcionam. Bi-estábulos são de dois tipos de trava e flip-flop. Os bi-estábulos têm dois estados estáveis, um é SET e o outro é RESET. Eles podem reter qualquer um desses estágios indefinidamente, o que os torna úteis para fins de armazenamento. As travas e flip-flops são diferentes na forma como mudam de um estado para outro.

Formas de onda de entrada e saída biestáveis

Formas de onda de entrada e saída biestáveis

Contadores

Um contador é um registro que percorre uma sequência predeterminada de estados mediante a aplicação de pulsos de clock. De outro ponto de vista, um contador é algum tipo de circuito sequencial cujo diagrama de estado é um único ciclo. Em outras palavras, os contadores são um caso particular de uma máquina de estados finitos. A saída é geralmente um valor de estado.

Circuito Contador Básico

Circuito Contador Básico

Existem dois tipos de contadores: contadores assíncronos (contador Ripple) e o outro é contadores síncronos. O contador assíncrono é o sinal de clock (CLK), que é usado simplesmente para cronometrar o primeiro FF. Cada FF (exceto o primeiro FF) é cronometrado pelo FF anterior. O contador síncrono é o sinal de clock (CLK) funcional para todos os FF, o que significa que todos os FF compartilham o mesmo sinal de clock. Assim, a saída muda ao mesmo tempo.

Registros

Os registros são circuitos sequenciais com clock. Um registrador é uma coleção de flip-flops, cada flip-flop é capaz de armazenar um bit de informação. Um registrador de n bits consiste em n flip-flops e é capaz de armazenar n bits de informação. Além de flip-flops, um registrador geralmente contém uma lógica combinacional para realizar algumas tarefas simples. Os flip-flops contêm informações binárias. As portas para determinar como as informações são transferidas para o registro. Os contadores são um tipo especial de registro. Um contador passa por uma sequência predeterminada de estados.

Circuito de registro

Circuito de registro

Recordações

Os elementos de memória podem ser qualquer coisa que crie um valor passado disponível em alguns dispositivos de tempo futuros que podem conter um valor binário. Os elementos de memória são tipicamente flip-flops. A saída de memória que é considerada como o 'estado atual' de um circuito é um rótulo numérico. O estado incorpora todas as informações sobre o passado necessárias para definir a saída atual.

Diferenças entre os circuitos lógicos combinatórios e sequenciais

Circuitos combinacionais Circuitos sequenciais
O circuito cuja saída, em qualquer momento imediato, depende apenas da entrada presente naquele instante, é conhecido como circuito combinacional.O circuito cuja saída em qualquer momento imediato depende não só da entrada presente, mas também da saída passada, é conhecido como circuito sequencial
Esses tipos de circuitos não possuem unidade de memória.Esses tipos de circuitos possuem uma unidade de memória para armazenar a saída anterior.
É mais rápido.É mais lento.
São fáceis de projetar.São difíceis de projetar.
Exemplos de circuitos combinacionais são meio somador, somador completo, comparador de magnitude, multiplexador, demultiplexador, etc.Exemplos de circuitos sequenciais são flip-flop, registrador, contador, relógios, etc.

Os circuitos de computador consistem em circuitos lógicos combinacionais e circuitos lógicos sequenciais. Os circuitos combinacionais produzem saídas imediatamente quando sua entrada muda. Os circuitos sequenciais requerem relógios para controlar suas mudanças de estado. A unidade de circuito sequencial fundamental é o flip-flop e o comportamento dos flip-flops SR, JK e D são os mais importantes a saber. Além disso, qualquer dúvida sobre este circuito ou projetos elétricos e eletrônicos , dê sua opinião comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função de um circuito lógico sequencial?

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