4.1 Последовательностные цифровые схемы

Последовательное во времени преобразование двоичной информации требует организации хранения исходных данных, промежуточных и конечных результатов на запоминающих элементах. Временное хранение данных необходимо для ожидания разновременно поступающих аргументов, для многократной передачи данных в разные устройства и т.д.

Большинство современных цифровых устройств являются последовательностными или цифровыми автоматами с памятью, состоящими из комбинационной схемы и элементов памяти – запоминающих элементов (ЗЭ) (рис.4.1).

Рис. 4.1. Обобщенная структура схемы с памятью

У элементов для запоминания двоичной информации должно быть три режима работы: запись, хранение и выдача информации.

В режиме хранения ЗЭ находятся в одном из двух состояний: нулевом или единичном. В режиме записи возможна запись «0» или «1». Режим выдачи обычно не организован. Как правило, ЗЭ имеют два постоянно действующих выхода: прямой (- выход), отображающий состояние ЗЭ, и инверсный (-выход), равный инверсии сигнала на прямом выходе.

Наличие памяти в схеме позволяет запоминать промежуточные состояния обработки и учитывать их значения в дальнейших преобразованиях. Выходные сигналы Y=(Y₁, Y₂, …, Y_m) в схемах данного типа формируются не только по совокупности входных сигналов X=(Х_1, Х₂, …, X_n), но и состояний схем памяти. При этом различают текущий дискретный момент времени t и последующий (t+1) момент времени

(рис. 4.1).

Передача значения Q между моментами времени t и (t+1) осуществляется с помощью синхронизирующих импульсов (СИ).

К числу простейших цифровых элементов относятся триггера, регистры, счётчики и распределители уровней.