29.1 Последовательностные цифровые устройства
Кроме комбинационных устройств, рассмотренных ранее, существует класс цифровых устройств, в которых при одинаковых воздействиях на входе, на выходе автомата могут возникать различные выходные состояния. Состояние выхода такого устройства зависит не только от того, какие сигналы присутствуют на его входах в данный момент времени, но и от того, какие последовательности сигналов поступали на входы устройства в предшествующие моменты времени, т.е. как говорят, автомат помнит свою предысторию и хранит ее в памяти. Поэтому такие устройства называют последовательностными или автоматами с памятью.
Последовательностные цифровые устройства (ПЦУ) – это цифровые устройства, у которых состояние выходов зависит не только от состояния входов в текущий момент времени, но и от состояния входов в предыдущие моменты времени, то есть ПЦУ обладает памятью.
Для описания последовательностного автомата с памятью, помимо состояний входов X(t) и выходов Y(t), необходимо также знать состояние памяти автомата, как говорят, его внутреннее состояние S(t), определяемое совокупностью состояний всех элементов памяти.
В общем виде последовательностный автомат с памятью рассматривается состоящим из двух частей: комбинационного цифрового устройства (КЦУ) и памяти, состоящей из элементов памяти (ЭП) (рисунок 29.1). В качестве элементов памяти могут быть применены как однобитовые элементы памяти (различные типы триггеров), так и многобитовые (многоразрядные) цепочки триггеров.
Функционирование (т.е. изменение состояния устройства) многотактного автомата происходит в дискретные моменты времени, ход которого обозначается натуральными числами t = 1, 2, 3 и т.д. В каждый момент дискретного времени t автомат находится в определенном состоянии S(t), воспринимает через входы соответствующую данному моменту комбинацию входных переменных X(t), выдает на выходах некоторую функцию выхода Y(t), определяемую как Y(t) = f(S(t),X(t)), и переключается в новое состояние S(t+1), которое определяется функцией переходов j как S(t+1)= j ( S(t),X(t)).
Рисунок 29.1 – Структурная схема последовательностного
цифрового устройства
Закон функционирования последовательностных автоматов может задаваться в виде уравнений, таблиц и временных диаграмм. Под законом функционирования понимается совокупность правил, описывающих последовательность переключения состояний автомата и последовательность выходных сигналов в зависимости от последовательности поступления входных сигналов.
К функциональным узлам последовательностного типа относятся: триггерные устройства, регистры, счетчики.
Простейшими типами последовательностных схем являются триггеры, имеющие два устойчивых состояния, обозначаемых как «1» и «0».
- 24.1 Термины и определения цифровой электроники
- 24.2 Системы счисления, применяемые при разработке
- 24.2.1 Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- 24.2.2 Перевод целых чисел из двоичной системы счисления
- 24.2.3 Перевод целых чисел из шестнадцатеричной системы
- 24.2.4 Перевод целых чисел из двоичной системы счисления
- 24.2.5 Перевод целых чисел из десятичной системы счисления
- 24.3 Функции алгебры логики
- 24.3.1 Функции алгебры логики одного аргумента
- 24.3.2 Функции алгебры логики двух аргументов
- 24.3.3 Функции конституенты
- 24.4 Принцип двойственности
- 24.5 Теоремы булевой алгебры
- 25.1 Семейства цифровых микросхем
- 25.2 Основные параметры семейств
- 25.3 Типы выводов в цифровых компонентах
- 25.4 Система кодированного обозначения цифровых
- 26.1 Классификация цифровых устройств
- 26.2 Кцу, реализующие элементарные логические функции
- 26.3 Дешифраторы
- 26.4 Шифраторы
- 27.1 Мультиплексоры
- 27.2 Демультиплексоры
- 27.3 Цифровые компараторы
- 27.4 Схема проверки на чётность/нечётность
- 28.1 Общее определение сумматора
- 28.2 Классификация сумматоров
- 28.3 Двоичный полусумматор
- 28.4 Одноразрядный двоичный сумматор
- 28.5 Многоразрядный сумматор параллельного действия
- 29.1 Последовательностные цифровые устройства
- 29.2 Общее определение триггеров
- 29.3 Классификация триггеров
- 29.4 Асинхронный rs-триггер
- 29.5 Синхронный rs-триггер
- 29.6 Двухступенчатый rs-триггер
- 29.7 D-триггер
- 29.8 Универсальный jk-триггер
- 29.9 Т-триггер
- 29.10 Синхронные триггеры с динамическим управлением
- 29.11 Взаимные преобразования триггеров
- 30.1 Общее определение регистров
- 30.2 Классификация регистров
- 30.3 Регистр памяти
- 30.4 Регистр сдвига
- 30.5 Регистр с параллельным приемом и последовательной
- 30.6 Регистр с последовательным приемом и параллельной
- 30.7 Универсальный регистр
- 30.8 Регистр последовательного приближения
- 31.1 Общее определение счетчиков
- 31.2 Классификация счетчиков
- 31.3 Асинхронные счетчики
- 31.4 Построение счётчиков с произвольным модулем счёта
- 31.5 Синхронные счетчики с асинхронным переносом
- 31.6 Синхронные счетчики
- Литература
- Содержание
- Электроника и микропроцессорная техника