วงจรลอจิกตามลำดับ
วงจรลอจิกซีเควนเชียลเป็นวงจรลอจิกเชิงผสมพร้อมหน่วยหน่วยความจำ วงจรเหล่านี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับสถานะอินพุตทั้งหมดเพื่อให้เอาต์พุต เป็นวงจรลอจิกแบบสองสถานะ ซึ่งหมายความว่าวงจรเหล่านี้สามารถรักษาเอาต์พุตอย่างต่อเนื่องที่ระดับสูง '1' หรือต่ำ '0' แม้ว่าอินพุตจะเปลี่ยนแปลงตามเวลาก็ตาม สถานะเอาต์พุตสามารถเปลี่ยนแปลงได้ผ่านการใช้พัลส์ทริกเกอร์ในวงจรซีเควนเชียลเท่านั้น
การแสดงพื้นฐานของวงจรซีเควนเชียลแสดงอยู่ด้านล่าง:
การจำแนกประเภทของวงจรซีเควนเชียล
วงจรซีเควนเชียลจะถูกแบ่งตามสถานะการกระตุ้น ดังที่ได้กล่าวไว้ด้านล่าง:
- วงจรลำดับที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์
พวกมันอยู่ในตระกูลของวงจรลอจิกซีเควนเชียลแบบอะซิงโครนัส เป็นแบบไม่มีสัญญาณนาฬิกาและสามารถทำงานได้ทันทีเมื่อรับอินพุต เอาต์พุตจะเปลี่ยนทันทีเมื่อมีการรวมอินพุต - วงจรต่อเนื่องที่ขับเคลื่อนด้วยนาฬิกา
พวกมันอยู่ในตระกูลของวงจรลอจิกซีเควนเชียลแบบซิงโครนัส วงจรซีเควนเชียลเหล่านี้ขับเคลื่อนด้วยสัญญาณนาฬิกา หมายความว่าพวกเขาต้องการสัญญาณนาฬิกาเพื่อทำงานกับอินพุตผสมและสร้างเอาต์พุต - วงจรลำดับที่ขับเคลื่อนด้วยพัลส์
วงจรซีเควนเชียลเหล่านี้อาจเป็นแบบขับเคลื่อนด้วยสัญญาณนาฬิกาหรือไม่มีสัญญาณนาฬิกาก็ได้ ในความเป็นจริง พวกเขารวมคุณสมบัติของวงจรซีเควนเชียลเหตุการณ์และนาฬิกาเข้าด้วยกัน
คำว่า 'ซิงโครนัส' หมายความว่าสัญญาณนาฬิกาสามารถเปลี่ยนสถานะของวงจรซีเควนเชียลโดยไม่ต้องใช้สัญญาณภายนอกใดๆ ขณะอยู่ในวงจรอะซิงโครนัส จำเป็นต้องมีสัญญาณอินพุตภายนอกเพื่อรีเซ็ตวงจร
คำว่า 'cyclic' หมายความว่าส่วนหนึ่งของเอาต์พุตจะถูกป้อนกลับไปยังอินพุตเป็นเส้นทางป้อนกลับ อย่างไรก็ตาม 'non-cyclic' ตรงกันข้ามกับ cyclic ซึ่งแสดงว่าไม่มีเส้นทางป้อนกลับในวงจรซีเควนเชียล
ตัวอย่างของวงจรต่อเนื่อง - แลตช์และฟลิปฟล็อป
ทั้งแลตช์และฟลิปฟล็อปเป็นวงจรตามลำดับ โดยมีความแตกต่างบางประการในหลักการทำงาน สลักไม่มีสัญญาณนาฬิกาสำหรับสถานะทริกเกอร์ ในขณะที่ฟลิปฟล็อปต้องการสัญญาณนาฬิกาดังแสดงในรูปด้านล่าง:
รูปด้านบนแสดงถึง SR latch และ SR flip-flop ชีพจรนาฬิกาจะแสดงในกรณีของฟลิปฟล็อปด้านบน
SR ฟลิปฟล็อป
SR flip-flop ก็เหมือนกับสลัก SR โดยมีฟังก์ชันนาฬิกาเพิ่มเติม ฟังก์ชั่นทริกเกอร์นาฬิกาเพื่อตั้งค่าฟลิปฟล็อปให้อยู่ในสภาพสมบูรณ์ และฟลิปฟล็อปจะทำงานแบบตายตัวหากไม่มีพัลส์นาฬิกา
แผนภาพบล็อกของ SR Flip Flop แสดงอยู่ด้านล่าง:
แผนภูมิวงจรรวม
รองเท้าแตะ SR โดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยเกท NAND เช่นเดียวกับสลัก SR อย่างไรก็ตาม อินพุตนาฬิกาจะถูกระบุระหว่างเกต NAND สองเกตแรกเพื่อระบุนาฬิกาที่ทริกเกอร์ตามที่ระบุไว้ด้านล่าง:
ตารางความจริง
ตารางความจริงประกอบด้วยชุดอินพุตที่เป็นไปได้ทั้งหมดสี่ชุดที่เทอร์มินัล S&R พร้อมด้วยสถานะเอาต์พุตสองสถานะ Q & เป็นตารางด้านล่าง:
อินพุตนาฬิกาจะถูกเก็บไว้ที่ E=1 เสมอเพื่อเปิดใช้งานการทำงานของ SR flip-flop การผสมผสานอินพุตและเอาท์พุตทั้งสี่แบบมีดังต่อไปนี้:
1: เมื่อ S=0, R=1 (ตั้งค่า):
เอาต์พุต Q บรรลุสถานะสูงเมื่อ S=0 & R=1
2: เมื่อ S=1, R=0 (รีเซ็ต):
เอาต์พุต Q เปลี่ยนเป็นศูนย์ในขณะที่เอาต์พุต Q'=1 เมื่อ S=1 & R=0
3: เมื่อ S=1, R=1 (ไม่มีการเปลี่ยนแปลง):
เอาต์พุตยังคงอยู่ในสถานะก่อนหน้าตามที่เรียกคืนโดยฟลิปฟล็อป SR
4: เมื่อ S=0, R=0 (ไม่แน่นอน):
เอาต์พุตไม่แน่นอนเนื่องจากอินพุตทั้งสองมีค่าต่ำ
แผนภาพการสลับ
แผนภาพการสลับฟลิปฟล็อป SR สามารถลงจุดด้านล่างสำหรับสถานะสูงและต่ำของอินพุต 'S' และ 'R' พร้อมเอาต์พุต แผนภาพการสลับดูเหมือนว่าจะใช้ได้จนกว่าสถานะอินพุตทั้งสองจะเปลี่ยนเป็น '0' และเอาต์พุตไม่ถูกต้อง หลังจากสถานะไม่ถูกต้อง SR flip-flop จะไม่เสถียรในขณะที่เอาต์พุตตัวหนึ่งอาจสลับเร็วกว่าตัวอื่น ส่งผลให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่แน่นอน
ประเภทของ SR Flip Flop:
ฟลิปฟล็อป SR สามารถสร้างได้โดยใช้เกท AND, NAND และ NOR รายละเอียดการกำหนดค่าพร้อมกับตารางความจริงแต่ละประเภทมีดังต่อไปนี้
1- ฟลิปฟล็อป NAND Gate SR เชิงบวก
ฟลิปฟล็อปเกท NAND เชิงบวกจะเพิ่มเกท NAND พิเศษอีกสองเกทในฟลิปฟล็อป SR พื้นฐาน เกต NAND เชิงบวกจะสลับเพื่อตั้งค่าและรีเซ็ตสถานะโดยใช้อินพุตสูงแทนอินพุตต่ำในฟลิปฟล็อป SR พื้นฐาน กล่าวอีกนัยหนึ่งอินพุตของ '1' ที่เทอร์มินัล 'S' จะต้องจัดเตรียมสถานะที่ตั้งไว้ในขณะที่อินพุตของ '1' ที่เทอร์มินัล 'R' จะให้สถานะรีเซ็ต
ยิ่งไปกว่านั้น กรณีของสถานะไม่ถูกต้องจะปรากฏขึ้นเมื่ออินพุตทั้งสองมีค่าสูง ในขณะที่อินพุตศูนย์ทั้งสองไม่มีการเปลี่ยนแปลงในเอาต์พุต
ฟลิปฟล็อป 2-NOR Gate SR
ฟลิปฟล็อป SR สามารถสร้างได้โดยใช้เกท NOR สองตัว การกำหนดค่านี้ทำงานคล้ายกับการกำหนดค่าเกต NAND เชิงบวก สถานะการตั้งค่าและการรีเซ็ตจะถูกกระตุ้นโดยพัลส์สูงหรือ '1' แทนที่จะเป็นพัลส์ต่ำหรือ '0' ในการกำหนดค่าฟลิปฟล็อป SR พื้นฐาน ตารางความจริงแสดงสถานะเอาต์พุตเดียวกันกับฟลิปฟล็อป NAND gate SR ที่เป็นบวก
Flip Flop SR แบบ 3 เข็มนาฬิกา
ฟลิปฟล็อป SR แบบโอเวอร์คล็อกรับอินพุตจากสองเกต AND หนึ่งในอินพุตของเกท AND คือสัญญาณอินพุตสำหรับเทอร์มินัลของฟลิปฟล็อป SR ในขณะที่อินพุตที่สองคือนาฬิกาหรือเปิดใช้งาน พัลส์นาฬิกามีบทบาทสำคัญในการกำหนดค่านี้ พัลส์นาฬิกาสามารถสลับเกต NAND พิเศษสองตัวเพื่อเปิดหรือปิดได้ตามต้องการ เพื่อให้สามารถควบคุมสถานะเอาต์พุตได้ดียิ่งขึ้น เมื่อเปิดใช้งานอินพุต 'EN' สูง ฟังก์ชันเกท NAND ทั้งหมดจะให้เอาต์พุต เมื่อเปิดใช้งานอินพุต 'EN' ต่ำ ประตู NAND พิเศษทั้งสองเกตจะถูกตัดการเชื่อมต่อ และสถานะก่อนหน้าจะถูกเรียกคืนโดยฟลิปฟล็อป SR
แอปพลิเคชัน - สลับวงจรดีเด้ง
รองเท้าแตะ SR ถูกกระตุ้นที่ขอบและพวกมันเปลี่ยนสถานะได้ค่อนข้างราบรื่น พวกเขาสามารถลดการเด้งของสวิตช์เชิงกลได้ ปรากฏการณ์การเด้งเกิดขึ้นเมื่อสวิตช์กลไกภายนอกไม่ทำงานหน้าสัมผัสภายในอย่างสมบูรณ์ และหน้าสัมผัสเด้งกลับก่อนที่จะปิดหรือเปิด กระบวนการนี้สร้างอาร์เรย์ของสัญญาณที่ไม่ต้องการซึ่งสามารถทริกเกอร์ลอจิกเกตโดยไม่คาดคิดก่อนที่จะใช้อินพุตจริง
ในการกำหนดค่าสวิตช์ debounce หน้าสัมผัสของสวิตช์เชิงกลจะเชื่อมต่อกับเทอร์มินัลชุดและรีเซ็ตของฟลิปฟล็อป SR พื้นฐานดังแสดงด้านล่าง:
เนื่องจากฟลิปฟล็อป SR ถูกกระตุ้นที่ขอบ สถานะอินพุตเริ่มต้นจะนับรวมในการสร้างเอาต์พุต โดยไม่คำนึงถึงความผันผวนของอินพุตในภายหลัง แม้ว่าอาเรย์ของสถานะปิดเปิดจะเกิดขึ้นเนื่องจากการเด้งของสวิตช์ดังที่แสดงด้านล่าง เอาท์พุตจะยังคงเป็นพัลส์ที่ราบรื่นหนึ่งพัลส์
บทสรุป
วงจรลอจิกซีเควนเชียลแตกต่างจากวงจรเชิงผสมที่ใช้หน่วยหน่วยความจำ วงจรลอจิกเหล่านี้ขึ้นอยู่กับสถานะอินพุตในอดีตและสถานะอินพุตปัจจุบัน วงจรเหล่านี้สามารถรักษาสถานะเอาต์พุตไว้ที่ระดับสูงหรือต่ำได้ แม้ว่าอินพุตจะเปลี่ยนไปตามเวลาก็ตาม ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของวงจรลอจิกตามลำดับคือ SR flip flop เหมือนกับสลัก SR ที่มีหน่วยหน่วยความจำเพิ่มเติม