9. Sekvenční logické obvody

• Definice sekvenčního logického obvodu
• Základní typy a schémata sekvenčních logických obvodů RS, RST, D, J-K a tabulky logických hodnot.

---

1. Definice sekvenčního logického obvodu.

• Sekvenční logický obvod je typ logického obvodu, jehož výstup nezávisí pouze na okamžité hodnotě vstupních signálů, ale také na historii minulých vstupů.

• Tím se liší od kombinačních obvodů, jejichž výstup závisí pouze na okamžitých kombinacích vstupních proměnných. To znamená, že sekvenční obvody jsou schopny uchovávat stav, zatímco kombinační obvody ne.

• Skládá se ze dvou částí - kombinační a paměťové.

• Je potřeba sledovat vnitřní stavy - proměnné, které jsou uchovány v paměťových členech.

• Paměťová část - je tvořena kombinačním obvodem, ve kterém byla zavedena zpětná vazba.

  
  
  

Sekvenční obvod

---

2. Základní typy a schémata sekvenčních logických obvodů RS, RST, D, J-K a tabulky logických hodnot.

• 2.1 Klopný obvod typu RS asynchronní (Pomocí NOR)

  • Nejjednodušší paměťový prvek. Má dva vstupy: S (Set – nastav 1) a R (Reset – vynuluj).

  • Logika: Když „ťukneš“ do S, na výstupu skočí 1 a zůstane tam, i když S vypneš. Když „ťukneš“ do R, výstup se vynuluje.

  • Zakázaný stav: Pokud dáš 1 na oba vstupy najednou ($S=1,R=1$), obvod „neví“, co má dělat (má zároveň nastavit i vynulovat). Výsledkem je nestabilita nebo nepředvídatelný stav.

    Schéma klopného obvodu typu RS asynchronní

    

    Pravdivostní tabulka klopného obvodu typu RS asynchronní

• 2.2 Klopný obvod typu RS asynchronní (Pomocí NAND)

  

  Schéma klopného obvodu typu RS asynchronní

  

  Pravdivostní tabulka klopného obvodu typu RS asynchronní

• 2.3 Klopný obvod typu RS synchronní

  • Přidáme-li před asynchronní obvod další dva NAND členy, dostaneme obvod se stejnými vlastnostmi.
  • Je to vylepšený RS obvod o třetí vstup T (nebo CLK – Clock).
  • Logika: Vstupy R a S se projeví pouze tehdy, pokud je na řídicím vstupu T logická 1 (nebo hodinový puls).
  • Výhoda: Můžeš si přesně načasovat, kdy má obvod změnit stav, a ignorovat rušení na vstupech v mezičase.

  

  Schéma klopného obvodu typu RS synchronní

  

  Pravdivostní tabulka klopného obvodu typu RS synchronní

• 2.4 Klopný obvod typu D

  • Logika: Na výstup se přenese to, co je na vstupu D, ale až ve chvíli, kdy přijde hodinový puls. Funguje to jako „past“ na data – v určitý moment si obvod vyfotí vstup a ten pak drží na výstupu až do dalšího pulsu.
  • Výhoda: Zcela eliminuje zakázaný stav, který trápil RS obvody.

  

  Schéma klopného obvodu typu D

• 2.5 Klopný obvod typu J-K

  • Je zdokonalený synchronní obvod RS, který nemá zakázaný stav vstupních napětí.
  • Považuje se za nejuniverzálnější klopný obvod. Vstup J funguje jako Set, vstup K jako Reset.
  • Logika: Funguje stejně jako RS, ale řeší jeho největší slabinu.
  • Stav Toggle (překlopení): Pokud dáš na oba vstupy 1 ($J=1,K=1$), obvod nezkolabuje, ale překlopí svůj předchozí stav na opačný (z 0 na 1, z 1 na 0). Toho se využívá u čítačů a děliček kmitočtu.

  

  Schéma klopného obvodu typu J-K

  

  Pravdivostní tabulka klopného obvodu typu J-K