تبلیغات
مقالات مهندسی پزشکی ، برق ، الکترونیک ،علوم پایه ، علوم آزمایشگاهی ، پزشکی،روانشناسی - مدارهای ترتیبی

مدارهای ترتیبی

1390/09/4 08:26

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: اختراعات ، الکترونیک ،
مدارهای ترتیبی

همونطور كه میدونید هر وقت در مدار منطقی ، خروجی علاوه بر ورودی به حالت های گذشته مدار وابسته باشه رو مدار منطقی ترتیبی می نامیم . مدارهای ترتیبی بعنوان سلولهای حافظه معروف هستن ، چرا كه در مدارهای ترتیبی بر خلاف مدارهای تركیبی ، خروجی علاوه بر ورودی فعلی ، به ورودی های قبلی هم وابسته هست و قادر به حفظ اطلاعات و ذخیره ی اون هاست . فیلیپ فلاپ ها اساس مدارهای ترتیبی رو تشكیل می دند .

مدارهای ترتیبی به دو نوع اساسی تقسیم می شن . مدارهای ترتیبی كه با تغییر سیگنال ورودی ، تغییر می كنن رو مدار آسنكرون یا ناهمزمان و مدارهای ترتیبی كه علاوه بر سیگنال ورودی به سیگنال گسسته زمانی وابسته هستند رو مدارهای سنكرون یا همزمان می نامند.

عناصر حافظه كه در مدارهای ترتیبی آسنكرون  بكار میره فیلیپ فلاپ هستش كه این فلیپ فلاپ ها می تونن یك بیت اطلاعات رو بصورت باینری ذخیره كنن . مدار فیلیپ فلاپ دو تا خروجی داره كه یكی برای مقدار عادی و دیگری برای مقدار مكمل بیت ذخیره شده بكار می ره.اطلاعات باینری به صورت های مختلف وارد فیلیپ فلاپ می شه كه این امر منجر بوجود اومدن انواع مختلف فیلیپ فلاپ می شه.

اساس گیت پایه فیلیپ فلاپ ها از نوع گیت NAND , NOR هستش و فیلیپ فلاپ های مختلف بر اساس گیت پایه ای NAND یا NOR  ساخته می شن.

یكی از انواع فیلیپ فلاپ ها فیلیپ فلاپ نوع RS آسنكرون هستش كه دیاگرام لاجیك ، سمبل مداری و جدول صحت نوع NOR اون رو در شكل زیر می بینید.

با توجه به جدول صحت و عملكرد فیلیپ فلاپ نكات زیر قابل توجه هستش :

1- باصفر شدن ورودی RوS در صورتیكه مقدار حالت فعلی خروجی فیلیپ فلاپ صفر باشه ، مقدار آینده خروجی فیلیپ فلاپ تغییری نمی كنه و صفر باقی می مونه.

2- با صفر شدن ورودی RوS در صورتیكه مقدار حالت فعلی خروجی فیلیپ فلاپ یك باشه مقدار آینده خروجی فیلیپ فلاپ تغییری نمی كنه و یك باقی می مونه.

3- بند یك و دو بالا ، نان دهنده ی حفظ اطلاعات در فیلیپ فلاپ در دو موقعیت بالاست و این مطلب مؤید ذخیره كنندگی فیلیپ فلاپ هستش.

4- هر گاه ورودی RوS مساوی یك منطقی بشه بدون در نظر گرفتن مقدار حالت فعلی (Q(t)) ، خروجی مساوی با  Q(t+1) = Q(t+1) هستش.

5-   با توجه به موارد بالا دیاگرام زمانی فیلیپ فلاپ RS رو به شكل زیر رسم می كنیم.

 

در شكل بالا مدار فیلیپ فلاپ RS آسنكرون با گیت پایه ای NAND  رو هم می بینید + جدول صحت اون رو بر اساس حالت فعلی (Q(t)) .

كه با توجه به جدول صحت و عملكرد فیلیپ فلاپ ، نكات زیر قابل توجه هستش :

1-  با 1 شدن ورودی RوS در صورتیكه مقدار حالت فعلی خروجی فیلیپ فلاپ صفر باشه ، مقدار آینده خروجی فیلیپ فلاپ تغییری نمی كنه و صفر باقی می مونه.

2-  با 1 شدن ورودی RوS در صورتیكه مقدار حالت فعلی خروجی فیلیپ فلاپ 1 باشه مقدار آینده خروجی فیلیپ فلاپ تغییری نمی كنه و 1 باقی نمی مونه .

3-  بند یك و دو بالا نشانگر حفظ اطلاعات در فیلیپ فلاپ در دو موقعیت فوق هستش و این مطلب مؤید ذخیره كنندگی فیلیپ فلاپ هستش.

4-  هرگاه ورودی RوS مساوی صفر منطقی بشه بدون در نظر گرفتن مقدار حالت فعلی (Q(t)) ، خروجی آینده مساوی با Q(t+1) = Q(t+1)

.

 

فیلیپ فلاپ نوع RS سنكرون هم یكی دیگه از انواع فیلیپ فلاپ هاست . در این نوع علاوه بر ورودی های اطلاعات یك ورودی به نام ورودی كلاك یا پالس ساعت وجود داره ، تغییر حالت فیلیپ فلاپ پس از اعمال این پالس و با توجه به نحوه ی تحریك ورودی انجام می شه.

در شكل زیر مدار فیلیپ فلاپ سنكرون RS با گیت پایه ای NOR و دیاگرام زمانی  اون نشون داده شده.

 

یك نوع دیگه از فیلیپ فلاپ فیلیپ فلاپ نوع JK هستش كه از اون برای رفع معایب فیلیپ نوع RS  استفاده می شه ، این فیلیپ فلاپ یك فیلیپ فلاپ عمومی هستش بطوری كه عملا به كمك این فیلیپ فلاپ می تونیم عملكرد فیلیپ فلاپ های دیگه رو تولید كنیم.

تو شكل زیر مدار منطقی و جدول صحت فیلیپ فلاپ JK رو می بینید.

 

فیلیپ فلاپ های نوعیا  Toggale و نوع D  از انواع دیگه ی فیلیپ فلاپ ها هستن.

از دیگر اجزایی كه در ساخت مدارهای ترتیبی استفاده می شن رجیستر ها هستند . رجیستر مداری هستش كه می تونه چند بیت اطلاعات رو در خودش نگه داره ، این مدار از چند عنصر تشكیل می شه كه هر عنصر جای ذخیره ی یك بیت اطلاعات هستش . این عناصر به صورت رشته ثابتی به هم متصل هستن .سیگنال های كنترلی در تمام عناصر مشتركه و موجب ورود اطلاعات به همه ی بیت های رجیستر می شه . عنصر ذخیره كننده یك بیت اطلاعات رو ، فیلیپ فلاپ می گن . به این ترتیب برای یك رجیستر n بیتی باید n فیلیپ فلاپ رو در كنار یكدیگه قرار بدیم و سیگنال های ورودی و خروجی اطلاعات به این فیلیپ فلاپ ها بطور مشترك به هم وصل می شن.

از جمله سیگنالهای كنترلی برای فیلیپ فلاپ ها clear هستش كه همونطور كه از اسمش پیداست وظیفش پاك و آماده كردن فیلیپ فلاپ هستش. همچنین سیگنال ساعت برای انتقال اطلاعات ورودی به خروجی فیلیپ فلاپ استفاده می شه . اگه چندین فیلیپ فلاپ در كنار هم قررا بگیرن یك رجیستر ساخته می شه ، در این حالت سیگنال های فوق به یكدیگر وصل و از یك نقطه مشترك فرمان می گیرن . 

از امكاناتی كه اغلب رجیسترها دارند قابلیت انتقال یا جابجایی محتویات اونهاست و رجیستری كه این قابلیت رو داره رجیستر انتقالی یا شیفت رجیستر نامیده می شه.

انواع رجیسترها هم شامل :

-       شیفت رجیستر PIPO یا Parallel Input Parallel Output

-       شیفت رجیستر SISO یا Serial Input Serial Output

-       شیفت رجیستر PISO یا  Parallel Input Serial Output

-       شیفت رجیستر SIPO یا Serial Input Parallel Output

 

شمارنده ها یا كانتر ها  هم از دیگر اجزای ساختاری مدارهای ترتیبی هستند . اصولا شمارنده ها از مدارهای ترتیبی هستند كه ورودی نداشته و از خروجی های فیلیپ فلاپ  برای تغذیه شمارنده مورد استفاده قرار میگیره. باید توجه داشت كه فقط پالس ساعت از خارج یا از مدارهای داخل به شمارنده اعمال می شه ، بنابراین با اعمال هر پالس ساعت ، شمارنده می شمره.

همونطور كه می دونید و می شه حدس زد شمارنده ها برای كنترل واحدهای صنعتی و مصارف دیگه مورد استفاده قرار می گیرن ، بعنوان مثال برای اتوماتیك كردن پروسه های صنعتی مثل ستاره به مثلث در موتورها ، كنترل چراغ راهنما در چهار راه ها و جابجایی اتوماتیك سیستم اضطراری و شبكه برق سراسری در یك واحد صنعتی و ... می تونن كه مورد استفاده قرار بگیرن.

ساخت شمارندهها توسط هر یك از فیلیپ فلاپ های D,JK,T,RS امكان پذیره ، برای این منظور با توجه به تعداد بیت های قابل شمارش و روند شمارش و همچنین جداول حالت فیلیپ فلاپ قابل طراحی هستش.

با توجه به طولانی شدن این بحث در پست بعدی در رابطه با انواع حافظه ها و همینطور مدارهای تركیبی بحث خواهیم كرد و بعد از اون هم به برنامه نویسی plc خواهیم رسید.

پیروز و سرافراز باشید ، كه البته این در گرو دانایی و هوشیاری شماست ، پس امیدوارم كه هوشیار



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -



Check Google Page Rank

تصویر ثابت