fakultet prometnih znanosti - ki sklopovi i računala... · pdf fileki sklopovi i ra č...
TRANSCRIPT
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
12017.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
predmet: Elektronički sklopovi i računala
* Autorizirana predavanja
Nastavnik: Prof. dr. sc. Zvonko Kavran [email protected]
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Za razliku od kombinacijskih mreže, sekvencijalna mreža sadrži memorijske elemente, kod sekvencijalne mreže trenutna vrijednost izlaza zavisi uz trenutnu vrijednost ulaza i o prethodnim vrijednostima pohranjenima u memorijskom elementu.
Bistabil predstavlja temeljni memorijski sklop digitalnih sustava
Bistabil ima dva stabilna stanja i sve dok je priključen na izvor napajanja ne mijenja stanja na svojim izlazima.
.
Sekvencijalne mreže
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
3
Bistabil ima dva komplementarna izlaza
Bistabil ima dva stabilna stanja i sve dok je priključen na izvornapajanja ne mijenja stanja na svojim izlazima.
Podjela:
Razinom okidani bistabil (latch): Bistabil koji daje odziv na svojimizlazima zavisno o naponskoj razini ulaznih signala
Bridom okidani bistabil (flip-flop): Ovaj bistabil daje odziv naulazne promjene samo u vremenskim trenutku promjene (“brida”)signala takta.
Razina
Brid Brid
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
SR bistabil
Ulazi Izlazi
S R Q Q
0 0 Qp Q p
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 ---
R
S
Q
Q
Zabranjeno stanje
Izvedba pomoću logičkih sklopovaUlazni „impulsi” za postavljanje
bistabila u odreñeno stanje
Izlazi (dva) su meñusobno kompelmentarni
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Sinkroni SR bistabil
S
Q
Q
R
CP
CP –sinkronizacijski impulsi, promjene se dogañaju u točno odreñenim trenutcima
Qn – prethodno stanje
Qn+1 – sljedeće stanje
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Odziv sinkronog SR bistabila (u točno odreñenim trenutcima)
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
laD bistabil
D
Q
Q
E
Ulazi Izlazi
E D Q Q
0 x Qp Q p
1 0 0 1
1 1 1 0
(b)
E
Q
D
Q
+V
0V
+V
0V
0V
0V
+V
+V
E -omogućiti
Ulaz E –omogućiti / ne omogućiti
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
J
Q
Q
K
CK
Ulazi Izlazi
J K Q Q
0 0 Qp Q p
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 Qp Qp
JK bistabil
JK bistabil
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Q
Q
T
Ulazi Izlazi
T Q Q
0 Qp Qp
1 Qp Qp T bistabil
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
D
Q
Q
CK
Postavi
Briši
Ulazi Izlazi
Postavi Briši CK D Q Q
1 0 x x 1 0
0 1 x x 0 1
0 0 ↑ 0 0 1
0 0 ↑ 1 1 0
1 1 x x -----
CK
Postavi
Briši
D
Q
Q
Ulaz – postavljanje bistabila
Ulaz – brisanje bistabila
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
D
Q
Q
CK
0
0 0
0
D
Q
Q
CK
2
2 2
2
D
Q
Q
CK
3
3 3
3
D
Q
Q
CK
1
1 1
1
I0
I1
I2
I3
U0
U1
U3
U2
Signal
takta
Registar – niz bistabila
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
0Q
Q CK
D3 3
3 3
0Q
Q CK
D2 2
2 2
0Q
Q CK
D1 1
1 1
0Q
Q CK
D0 0
0 0
CLR CLR CLR CLR
Briši
CLR
Izlazni Ulazni
Takt
CLK
podacipodaci
Q1
T3
T2
T4
T5
T6
T7
T8
Takt
CLK
Briši
CLR
Ulazni
podaci
Q0
Q2
Q3
Izlazni
podaci
T1
Posmačni registar sa serijskim ulazom
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
D
Q
Q
CK
0
0 0
0
D
Q
Q
CK
1
1 1
1
D
Q
Q
CK
3
3 3
3
D
Q
Q
CK
2
2 2
2
Sljedeći bit najveće težine
U0
U2
U3
U1
Takt
Puni/Posmakni
Posmačni registar sa paralelnim ulazom
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Postoje dvije vrste brojila: asinkrona brojila i sinkrona brojila.
Kod asinkronih brojila, izlaz pojedinog bistabila pokreće sljedeći bistabil kroz potpuni slijed stanja brojila.
Kod sinkronih brojila, budući su takt ulazi svih bistabila povezani na glavni takt pokreću se (okidaju) istovremeno.
Brojila
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
J
Q
Q
K
CLR
00
0
0
CK
0J
Q
Q
K
CLR
11
0
1
CK
1J
Q
Q
K
CLR
22
0
2
CK
2
Takt
Briši
1
T3
T2
T4
T5
T6
T7
T8
Takt
CLK
Briši
CLR
T1
1 0
1
11
1
1
1
0 0
0 0
1
1 1
1 1 0
0
0
0 0 0 0
Q0
Q2
Q1
0
0
0
Asinkrona brojila
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Takt Q2 Q1 Q0
0 0 0
T1 0 0 1
T2 0 1 0
T3 0 1 1
T4 1 0 0
T5 1 0 1
T6 1 1 0
T7 1 1 1
T8 0 0 0
Općenito, n-bitno asinkrono brojilo prolazi
kroz 2n stanja, od 0 do 2n-1.
Brojila koja prolaze kroz 2n stanja, od 0 do 2n-1, su brojila s brojanjem na više.
Brojila koja prolaze kroz 2n stanja, od 2n-1 do 0, su brojila s brojanjem na niže.
Sporost u radu.
J
Q
Q
K
CLR
11
1
1
CK
1J
Q
Q
K
CLR
00
0
0
CK
0J
Q
Q
K
CLR
22
0
2
CK
21
Takt
Sinkrona brojila
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Broj ulaznih
impulsa
Stanja
(slijed brojenja)
Ulazi u bistabile
B3 B2 B1 B0 T0 T1 T2 T3
0 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 1 1 1 0 0
2 0 0 1 0 1 0 0 0
3 0 0 1 1 1 1 1 0
4 0 1 0 0 1 0 0 0
5 0 1 0 1 1 1 0 0
6 0 1 1 0 1 0 0 0
7 0 1 1 1 1 1 1 1
8 1 0 0 0 1 0 0 0
9 1 0 0 1 1 1 0 0
10 1 0 1 0 1 0 0 0
11 1 0 1 1 1 1 1 0
12 1 1 0 0 1 0 0 0
13 1 1 0 1 1 1 0 0
14 1 1 1 0 1 0 0 0
15 1 1 1 1 1 1 1 1
16 0 0 0 0
T BT
CLR
1
1
1
CK
T BT
CLR
0
0
0
CK
T BT
CLR
3
3
3
CK
1
Takt
T BT
CLR
2
2
2
CK
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
D
Q
Q
CK
0
0 0
0D
Q
Q
CK
1
1 1
1D
Q
Q
CK
3
3 3
3D
Q
Q
CK
2
2 2
2
Takt
T3
T2
T4
T5
T6
T7
T8
Takt
CLK
T1
1 0
1 0 0
1Q0
Q2
Q1
0 0 0 0 0
0 0 1 0 0
1 0 00 0 1 00
1 0 00 0 100Q3
Prstenastno brojilo
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
2n k-bitni RAM
Dozvola
k vodova podatakan adresnih vodova
ISPIS UPIS
Memorije koje koristi digitalno računalo dijele se u: - memorije s neposrednim pristupom, - masovne memorije, - memorije za arhiviranje podataka.
Memorije
Upisno ispisna memorija: statička i dinamička
Ispisna memorijaROM, PROM, EPROM, EEPROM
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la )222( 11
22
110
+−−
−− ×++×+×+×−= nnrefiz bbbbVV L
pri čemu je
Viz = analogni izlazni napon
Vref = referentni analogni ulazni napon
b0 = bit najveće težine ulaznog binarnog koda
bn-1 = bit najmanje težine ulaznog binarnog koda
D/A pretvarači
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la 01 01 01
R
1
4R2R 8R
b0
b1
b2
b3
I0
I1
I2
I3
Iul
Vref
0R
+
- Viz
R R
01 01 01 1
2R2R 2R
b0
b1
b2
b3
I0
I1
I2
I3
Iul
Vref
0R
+
- Viz
BNVT BNMT
2R
X R
2R
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
R
2
Uref
+
- Uiz
R
3
R
5
R
6
4
7
1
B2
B2
B1
B1
B0
B0
R
8
R
R
R
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
<
≥=
21
21
iz je akonizak
je akovisok
UU
UUU
+
-
U1
U2
Uiz
A/D pretvarači
Amplitudno vremenski konvertor
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Brojilom upravljani A/D pretvarač
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
A/D pretvarač sa sukcesivnom aproksimacijom
Princip rada
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Paralelni A/D konvertor
Tablica kombinacija pretvarača kodova
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
+
-
R
Nadzorna logika
Brojilo
Uul
Digitalni izlazi
Početak
pretvorbe
Integrator
Takt
Uref
Analogni ulaz C
Uiz
+
-
Komparator
A/D pretvarač sa dvostrukom rampom