Circuitos secuenciales digitales
Discutimos varios circuitos combinacionales en capítulos anteriores. Todos estos circuitos tienen un conjunto de salidas, que dependen únicamente de la combinación de las entradas presentes. La siguiente figura muestra elblock diagram de circuito secuencial.
Este circuito secuencial contiene un conjunto de entradas y salidas. La (s) salida (s) del circuito secuencial depende no solo de la combinación de las entradas actuales sino también de las salidas anteriores. La salida anterior no es más que lapresent state. Por lo tanto, los circuitos secuenciales contienen circuitos combinacionales junto con elementos de memoria (almacenamiento). Algunos circuitos secuenciales pueden no contener circuitos combinacionales, sino solo elementos de memoria.
La siguiente tabla muestra differences entre circuitos combinacionales y circuitos secuenciales.
Circuitos combinacionales | Circuitos secuenciales |
---|---|
Las salidas dependen solo de las entradas presentes. | Las salidas dependen tanto de las entradas actuales como del estado actual. |
La ruta de retroalimentación no está presente. | La ruta de retroalimentación está presente. |
No se requieren elementos de memoria. | Se requieren elementos de memoria. |
No se requiere señal de reloj. | Se requiere señal de reloj. |
Fácil de diseñar. | Difícil de diseñar. |
Tipos de circuitos secuenciales
A continuación se muestran los dos tipos de circuitos secuenciales:
- Circuitos secuenciales asincrónicos
- Circuitos secuenciales sincrónicos
Circuitos secuenciales asincrónicos
Si algunas o todas las salidas de un circuito secuencial no cambian (afectan) con respecto a la transición activa de la señal de reloj, entonces ese circuito secuencial se denomina como Asynchronous sequential circuit. Eso significa que todas las salidas de los circuitos secuenciales asíncronos no cambian (afectan) al mismo tiempo. Por lo tanto, la mayoría de las salidas de los circuitos secuenciales asíncronos sonnot in synchronous con solo bordes positivos o solo bordes negativos de la señal de reloj.
Circuitos secuenciales sincrónicos
Si todas las salidas de un circuito secuencial cambian (afectan) con respecto a la transición activa de la señal de reloj, entonces ese circuito secuencial se denomina como Synchronous sequential circuit. Eso significa que todas las salidas de los circuitos secuenciales síncronos cambian (afectan) al mismo tiempo. Por lo tanto, las salidas de los circuitos secuenciales síncronos están sincronizadas con solo bordes positivos o solo con bordes negativos de la señal de reloj.
Señal de reloj y activación
En esta sección, analicemos la señal del reloj y los tipos de activación, una por una.
Señal de reloj
La señal del reloj es una señal periódica y su tiempo de ENCENDIDO y APAGADO no tiene por qué ser el mismo. Podemos representar la señal del reloj comosquare wave, cuando tanto el tiempo de ENCENDIDO como el de APAGADO son iguales. Esta señal de reloj se muestra en la siguiente figura.
En la figura anterior, la onda cuadrada se considera una señal de reloj. Esta señal permanece en lógica alta (5 V) durante algún tiempo y permanece en lógica baja (0 V) durante la misma cantidad de tiempo. Este patrón se repite con algún período de tiempo. En este caso, eltime period será igual al doble de tiempo de ENCENDIDO o al doble de tiempo de APAGADO.
Podemos representar la señal del reloj como train of pulses, cuando la hora ON y OFF no son iguales. Esta señal de reloj se muestra en la siguiente figura.
En la figura anterior, el tren de pulsos se considera una señal de reloj. Esta señal permanece en lógica alta (5 V) durante algún tiempo y permanece en lógica baja (0 V) durante otro tiempo. Este patrón se repite con algún período de tiempo. En este caso, eltime period será igual a la suma del tiempo ON y OFF.
El recíproco del período de tiempo de la señal del reloj se conoce como frequencyde la señal del reloj. Todos los circuitos secuenciales funcionan con señal de reloj. Por lo tanto, debe elegirse la frecuencia a la que los circuitos secuenciales pueden funcionar de acuerdo con la frecuencia de la señal de reloj.
Tipos de activación
A continuación se muestran los dos tipos posibles de activación que se utilizan en circuitos secuenciales.
- Activación de nivel
- Disparo de borde
Activación de nivel
Hay dos niveles, a saber, lógica alta y lógica baja en la señal de reloj. Los siguientes son los dostypes of level triggering.
- Activación de nivel positivo
- Activación de nivel negativo
Si el circuito secuencial se opera con la señal de reloj cuando está en Logic High, ese tipo de activación se conoce como Positive level triggering. Está resaltado en la siguiente figura.
Si el circuito secuencial se opera con la señal de reloj cuando está en Logic Low, ese tipo de activación se conoce como Negative level triggering. Está resaltado en la siguiente figura.
Disparo de borde
Hay dos tipos de transiciones que ocurren en la señal de reloj. Eso significa que la señal del reloj cambia de Lógica baja a Lógica alta o Lógica alta a Lógica baja.
Los siguientes son los dos types of edge triggering basado en las transiciones de la señal del reloj.
- Disparo por flanco positivo
- Disparo por flanco negativo
Si el circuito secuencial se opera con la señal de reloj que está pasando de lógica baja a lógica alta, ese tipo de activación se conoce como Positive edge triggering. También se denomina activación por flanco ascendente. Se muestra en la siguiente figura.
Si el circuito secuencial se opera con la señal de reloj que está pasando de Logic High a Logic Low, entonces ese tipo de activación se conoce como Negative edge triggering. También se denomina activación por flanco descendente. Se muestra en la siguiente figura.
En los próximos capítulos, analizaremos varios circuitos secuenciales en función del tipo de activación que se puede utilizar en ellos.