Galerie de cartes mentales Bases de la technologie électronique numérique (circuits logiques séquentiels)
"Un didacticiel concis sur les bases de la technologie électronique numérique" Université Tsinghua. Quatrième édition (Chapitre 6 Circuits logiques séquentiels), avec une introduction détaillée et une description complète. J'espère que cela pourra aider les amis intéressés à apprendre.
Modifié à 2023-11-30 19:34:02Bases de la technologie électronique numérique
Chapitre 6 Circuit logique séquentiel
Aperçu
Les circuits numériques sont divisés en deux catégories
Circuit logique combinatoire : l'unité de base est un circuit de porte
Circuit logique séquentiel : l'unité de base est une bascule
Caractéristiques des circuits logiques séquentiels
Définition : La sortie du circuit à tout moment n'est pas seulement liée au signal d'entrée à ce moment-là, mais dépend également de l'état d'origine du circuit.
Diagramme schématique:
Caractéristiques des circuits
1 Lié au facteur temps (CP)
2 composants contenant de la mémoire (déclencheurs)
Méthode de représentation de fonction de circuit logique séquentiel
expression logique
Équation de sortie : l'expression logique de chaque signal de sortie du circuit séquentiel
Équation de conduite : l'expression logique du signal d'entrée synchrone de chaque bascule
Équation d'état:
Table d'état, carte de Karnaugh, diagramme d'état, diagramme de séquence
Classification des circuits logiques séquentiels
Divisé par fonction logique
comptoir
registre
Registre à décalage
mémoire de lecture/écriture
générateur d'impulsions séquentielles
Divisé par méthode de contrôle d'horloge
Circuit séquentiel synchrone : les bascules partagent une horloge CP, et les bascules dont l'état doit être mis à jour basculent en même temps
Circuit séquentiel asynchrone : toutes les bascules du circuit ne partagent pas une horloge CP
Selon les caractéristiques du signal de sortie
Type Moore :
Type farineux :
6.1 Méthodes d'analyse et de conception de base des circuits logiques séquentiels
Méthode analytique
Étapes d'analyse :
Exemple d'analyse : P247 Exemple 6.1.1
concept de base
État valide : dans un circuit séquentiel, tout état utilisé est appelé état valide.
État invalide : dans les circuits séquentiels, tout état inutilisé est appelé état invalide.
Boucle effective : Dans les circuits séquentiels, toute boucle formée par un état valide est appelée boucle effective.
Boucle invalide : si l'état invalide forme une boucle, alors ce type de boucle est appelé boucle invalide.
Démarrage automatique : dans un circuit séquentiel, bien qu'il existe des états invalides, ils ne forment pas un cycle. Un tel circuit séquentiel est appelé circuit séquentiel à démarrage automatique.
Impossible de démarrer automatiquement : dans un circuit séquentiel, il existe des états invalides et un cycle se forme entre eux. Un tel circuit séquentiel est appelé un circuit séquentiel qui ne peut pas démarrer automatiquement.
méthode de conception
étapes de conception
1 Effectuer une abstraction logique et établir un diagramme d'état original
2. Simplifiez l'état et trouvez le diagramme d'état le plus simple.
3 Encodez en binaire et dessinez le diagramme d'état codé
Déterminez le nombre de bits dans un code binaire :
4 Sélectionnez le type de bascule et recherchez l'équation d'horloge, l'équation de sortie, l'équation d'état et l'équation de conduite.
5 Dessinez un schéma logique
6 Vérifiez si le circuit conçu peut démarrer automatiquement
Exemple de conception : P251 Exemple 6.1.2
6.2 Compteur
Aperçu
Définition du compteur : Dans les circuits numériques, l'opération de mémorisation du nombre d'impulsions CP d'entrée est appelée comptage, et le circuit électronique qui peut réaliser l'opération de comptage est appelé compteur.
Applications des compteurs : division de fréquence, synchronisation, génération d'impulsions de battement et de séquences d'impulsions, réalisation d'opérations numériques, etc.
Fonctionnalités du compteur
① Généralement circuit séquentiel de type Moore
②Le composant principal est une bascule d'horloge
Classement des compteurs
Classification par système de numérotation
compteur binaire
compteur décimal
Compteur à base N
Trier par méthode de comptage
Ajout d'un compteur
Compteur descendant
Compteur réversible
Classement par contrôle d'horloge
compteur de synchronisation
Compteur asynchrone
Classification par commutation de composants
Compteur CMOS
Compteur TTL
compteur binaire
Compteur binaire synchrone
Le nombre d'états effectifs du circuit M : le nombre d'impulsions d'entrée que le compteur peut mémoriser
Compteur d'addition synchrone binaire 3 bits :
Compteur d'addition synchrone binaire 4 bits :
Compteur d'addition synchrone binaire de n bits :
Compteur d'addition synchrone binaire 3 bits
Règles de comptage :
Transport en série :
Transport parallèle :
Compteur décroissant synchrone binaire 3 bits
Règles de comptage :
Transport en série :
Compteur d'addition synchrone binaire intégré
74LS161
Diagramme fonctionnel logique :
Liste des fonctions :
Effacement asynchrone :
74LS163
Schéma fonctionnel logique : identique à 74LS161
Liste des fonctions :
Compteur asynchrone binaire
Compteur d'addition asynchrone binaire 3 bits
Diagramme d'état :
Transport parallèle :
Compteur asynchrone binaire intégré
Compteur deux-huit-hexagones : 74197, 74LS197
Diagramme fonctionnel logique :
Liste des fonctions :
Compteur décimal (code 8421BCD)
Compteur décimal synchrone
Compteur d'addition synchrone décimal
Diagramme d'état :
Compteur décimal synchrone
Diagramme d'état :
Compteur d'addition synchrone décimal intégré
74LS160
Diagramme fonctionnel logique :
Liste des fonctions :
74162, 74S162, 74LS162
Schéma fonctionnel logique : identique à 74LS160
Liste des fonctions :
compteur décimal asynchrone
Compteur asynchrone décimal intégré : 74LS290
Compteur à base N
Comment obtenir un compteur de base N en effaçant de manière synchrone la fin zéro ou en réglant la fin du nombre à zéro
Les principales étapes
Exemple d'application : P289 Exemple 6.2.1
Comment obtenir un compteur de base N en utilisant la fin de compensation asynchrone ou en mettant la fin du nombre à zéro
Les principales étapes
Exemple d'application : P290 Exemple 6.2.2
Extension de la capacité du comptoir
Les compteurs intégrés sont généralement équipés de bornes d'entrée et de bornes de sortie pour la mise en cascade. Tant qu'ils sont correctement connectés, un compteur d'une plus grande capacité peut être obtenu.