Мы обсуждали различные комбинационные схемы в предыдущих главах. Все эти схемы имеют набор выходов, который зависит только от комбинации имеющихся входов. На следующем рисунке показана блок-схема последовательной цепи.
Эта последовательная схема содержит набор входов и выходов. Выход (ы) последовательной цепи зависит не только от комбинации имеющихся входов, но также и от предыдущих выходов. Предыдущий вывод — не что иное, как настоящее состояние . Следовательно, последовательные схемы содержат комбинационные схемы наряду с элементами памяти (хранения). Некоторые последовательные схемы могут содержать не комбинационные схемы, а только элементы памяти.
Следующая таблица показывает различия между комбинационными цепями и последовательными цепями.
| Комбинационные схемы | Последовательные цепи |
|---|---|
| Выходы зависят только от текущих входов. | Выходы зависят как от текущих входов, так и от текущего состояния. |
| Путь обратной связи отсутствует. | Путь обратной связи присутствует. |
| Элементы памяти не требуются. | Элементы памяти обязательны. |
| Тактовый сигнал не требуется. | Требуется тактовый сигнал. |
| Легко оформить. | Сложно оформить. |
Типы последовательных цепей
Ниже приведены два типа последовательных цепей —
- Асинхронные последовательные цепи
- Синхронные последовательные цепи
Асинхронные последовательные цепи
Если некоторые или все выходы последовательной цепи не изменяются (не влияют) относительно активного перехода тактового сигнала, то эта последовательная схема называется асинхронной последовательной цепью . Это означает, что все выходы асинхронных последовательных цепей не изменяются (влияют) одновременно. Следовательно, большинство выходов асинхронных последовательных цепей не синхронизированы ни только с положительными фронтами, либо только с отрицательными фронтами тактового сигнала.
Синхронные последовательные цепи
Если все выходы последовательной цепи изменяются (влияют) относительно активного перехода тактового сигнала, то эта последовательная цепь называется синхронной последовательной цепью . Это означает, что все выходы синхронных последовательных цепей изменяются (влияют) одновременно. Следовательно, выходы синхронных последовательных цепей синхронизированы либо только с положительными фронтами, либо только с отрицательными фронтами тактового сигнала.
Сигнал и запуск часов
В этом разделе давайте обсудим тактовый сигнал и типы запуска по одному.
Тактовый сигнал
Сигнал часов является периодическим сигналом, и время его включения и время выключения не обязательно должны совпадать. Мы можем представить сигнал часов в виде прямоугольной волны , когда время включения и выключения совпадают. Этот тактовый сигнал показан на следующем рисунке.
На приведенном выше рисунке прямоугольная волна считается тактовым сигналом. Этот сигнал остается на логическом высоком уровне (5 В) в течение некоторого времени и остается на логическом низком уровне (0 В) в течение равного промежутка времени. Этот шаблон повторяется с некоторым периодом времени. В этом случае период времени будет равен либо двукратному времени включения, либо двукратному времени выключения.
Мы можем представить сигнал часов как последовательность импульсов , когда время включения и время выключения не совпадают. Этот тактовый сигнал показан на следующем рисунке.
На приведенном выше рисунке последовательность импульсов рассматривается как тактовый сигнал. Этот сигнал остается на логическом высоком уровне (5 В) в течение некоторого времени и остается на логическом низком уровне (0 В) в течение некоторого другого времени. Этот шаблон повторяется с некоторым периодом времени. В этом случае период времени будет равен сумме времени включения и времени выключения.
Обратная величина периода времени тактового сигнала известна как частота тактового сигнала. Все последовательные цепи работают с тактовым сигналом. Таким образом, частота, на которой могут работать последовательные схемы в соответствии с частотой тактового сигнала, должна быть выбрана.
Типы запуска
Ниже приведены два возможных типа запуска, которые используются в последовательных цепях.
- Уровень запуска
- Краевой запуск
Уровень запуска
Существует два уровня: высокий логический уровень и низкий логический тактовый сигнал. Ниже приведены два типа запуска уровня .
- Положительный уровень срабатывания
- Отрицательный уровень срабатывания
Если последовательная цепь работает с тактовым сигналом, когда он находится на высоком логическом уровне , то этот тип запуска известен как запуск по положительному уровню . Это выделено на рисунке ниже.
Если последовательная цепь работает с тактовым сигналом, когда он находится на низком логическом уровне , то этот тип запуска известен как запуск по отрицательному уровню . Это выделено на следующем рисунке.
Краевой запуск
Есть два типа переходов, которые происходят в тактовом сигнале. Это означает, что тактовый сигнал переходит либо из низкого логического уровня в высокий логический уровень, либо из высокого логического уровня в низкий логический уровень.
Ниже приведены два типа запуска фронта на основе переходов тактового сигнала.
- Срабатывание положительного фронта
- Отрицательный запуск по фронту
Если последовательная цепь работает с тактовым сигналом, который переходит от низкого логического уровня к высокому логическому, то этот тип запуска известен как запуск по положительному фронту . Это также называется срабатыванием нарастающего фронта. Это показано на следующем рисунке.
Если последовательная цепь работает с тактовым сигналом, который переходит от высокого логического уровня к низкому логическому, то этот тип запуска известен как запуск по отрицательному фронту . Это также называется спусковым крючком. Это показано на следующем рисунке.
В следующих главах мы обсудим различные последовательные схемы, основанные на типе запуска, который может использоваться в нем.