Circuits séquentiels numériques

Nous avons discuté de divers circuits combinatoires dans les chapitres précédents. Tous ces circuits ont un ensemble de sortie (s), qui ne dépend que de la combinaison des entrées présentes. La figure suivante montre leblock diagram du circuit séquentiel.

Ce circuit séquentiel contient un ensemble d'entrées et de sortie (s). La (les) sortie (s) du circuit séquentiel dépend non seulement de la combinaison des entrées présentes mais également de la ou des sorties précédentes. La sortie précédente n'est rien d'autre quepresent state. Par conséquent, les circuits séquentiels contiennent des circuits combinatoires avec des éléments de mémoire (stockage). Certains circuits séquentiels peuvent ne pas contenir de circuits combinatoires, mais uniquement des éléments de mémoire.

Le tableau suivant montre le differences entre circuits combinatoires et circuits séquentiels.

Circuits combinatoires Circuits séquentiels
Les sorties dépendent uniquement des entrées présentes. Les sorties dépendent à la fois des entrées présentes et de l'état actuel.
Le chemin de rétroaction n'est pas présent. Un chemin de rétroaction est présent.
Les éléments de mémoire ne sont pas nécessaires. Des éléments de mémoire sont nécessaires.
Le signal d'horloge n'est pas nécessaire. Un signal d'horloge est requis.
Conception simple. Difficile à concevoir.

Types de circuits séquentiels

Voici les deux types de circuits séquentiels -

  • Circuits séquentiels asynchrones
  • Circuits séquentiels synchrones

Circuits séquentiels asynchrones

Si certaines ou toutes les sorties d'un circuit séquentiel ne changent pas (affectent) par rapport à la transition active du signal d'horloge, alors ce circuit séquentiel est appelé comme Asynchronous sequential circuit. Cela signifie que toutes les sorties des circuits séquentiels asynchrones ne changent pas (affectent) en même temps. Par conséquent, la plupart des sorties des circuits séquentiels asynchrones sontnot in synchronous avec soit seulement des fronts positifs, soit seulement des fronts négatifs du signal d'horloge.

Circuits séquentiels synchrones

Si toutes les sorties d'un circuit séquentiel changent (affectent) par rapport à la transition active du signal d'horloge, alors ce circuit séquentiel est appelé comme Synchronous sequential circuit. Cela signifie que toutes les sorties des circuits séquentiels synchrones changent (affectent) en même temps. Par conséquent, les sorties des circuits séquentiels synchrones sont synchrones avec soit uniquement des fronts positifs, soit seulement des fronts négatifs du signal d'horloge.

Signal d'horloge et déclenchement

Dans cette section, parlons un par un du signal d'horloge et des types de déclenchement.

Signal d'horloge

Le signal d'horloge est un signal périodique et son heure de marche et son heure d'arrêt n'ont pas besoin d'être identiques. Nous pouvons représenter le signal d'horloge comme unsquare wave, lorsque l'heure de marche et l'heure d'arrêt sont identiques. Ce signal d'horloge est illustré dans la figure suivante.

Dans la figure ci-dessus, l'onde carrée est considérée comme un signal d'horloge. Ce signal reste au niveau logique haut (5V) pendant un certain temps et reste au niveau logique bas (0V) pendant une durée égale. Ce modèle se répète avec une certaine période de temps. Dans ce cas, letime period sera égal à deux fois le temps ON ou deux fois le temps OFF.

Nous pouvons représenter le signal d'horloge comme train of pulses, lorsque l'heure de marche et l'heure d'arrêt ne sont pas identiques. Ce signal d'horloge est illustré dans la figure suivante.

Dans la figure ci-dessus, le train d'impulsions est considéré comme un signal d'horloge. Ce signal reste au niveau logique haut (5V) pendant un certain temps et reste au niveau logique bas (0V) pendant un autre temps. Ce modèle se répète avec une certaine période de temps. Dans ce cas, letime period sera égale à la somme du temps ON et du temps OFF.

La réciproque de la période de temps du signal d'horloge est connue sous le nom de frequencydu signal d'horloge. Tous les circuits séquentiels fonctionnent avec un signal d'horloge. Ainsi, la fréquence à laquelle les circuits séquentiels peuvent fonctionner en conséquence la fréquence du signal d'horloge doit être choisie.

Types de déclenchement

Voici les deux types de déclenchement possibles qui sont utilisés dans les circuits séquentiels.

  • Déclenchement de niveau
  • Déclenchement sur front

Déclenchement de niveau

Il y a deux niveaux, à savoir logique haut et logique bas dans le signal d'horloge. Voici les deuxtypes of level triggering.

  • Déclenchement de niveau positif
  • Déclenchement de niveau négatif

Si le circuit séquentiel fonctionne avec le signal d'horloge lorsqu'il est en Logic High, alors ce type de déclenchement est appelé Positive level triggering. Il est mis en évidence dans la figure ci-dessous.

Si le circuit séquentiel fonctionne avec le signal d'horloge lorsqu'il est en Logic Low, alors ce type de déclenchement est appelé Negative level triggering. Il est mis en évidence dans la figure suivante.

Déclenchement sur front

Il existe deux types de transitions qui se produisent dans le signal d'horloge. Cela signifie que le signal d'horloge passe de Logic Low à Logic High ou de Logic High à Logic Low.

Voici les deux types of edge triggering basé sur les transitions du signal d'horloge.

  • Déclenchement sur front positif
  • Déclenchement par front négatif

Si le circuit séquentiel fonctionne avec le signal d'horloge qui passe de Logic Low à Logic High, alors ce type de déclenchement est appelé Positive edge triggering. Il est également appelé déclenchement par front montant. Il est illustré dans la figure suivante.

Si le circuit séquentiel fonctionne avec le signal d'horloge qui passe de Logic High à Logic Low, alors ce type de déclenchement est appelé Negative edge triggering. Il est également appelé déclenchement sur front descendant. Il est illustré dans la figure suivante.

Dans les prochains chapitres, nous discuterons de divers circuits séquentiels en fonction du type de déclenchement qui peut y être utilisé.