logica sequenziale

Materie:	Altro
Categoria:	Elettronica
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Data:	01.09.2005
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01 QUALI ELEMENTI DISTINGUONO I SISTEMI SEQUENZIALI DAI COMBINATORI?
Nel sistema combinatorio l’uscita del sistema è funzione unicamente dello stato degli ingressi.
Nel sistema combinatorio non vi sono ritorni dell’uscita verso l’ingresso.
Nel sistema sequenziale il sistema deve possedere un elemento di memoria, o, al più, deve avere la capacità di memorizzare la propria uscita.
Nel sistema sequenziale il sistema deve avere un collegamento che riporta all’ingresso il contenuto dell’elemento di memoria, in modo che quest’ultimo si comporti a sua volta come un’ingresso.
02 DISEGNARE LO SCHEMA DI UN CIRCUITO LOGICO CONTENENTE UNA REAZIONE ED ESPRIMERE LA RELATIVA FUNZIONE DI COMMUTAZIONE.
Q=S+(R+Q’)==>R+Q’ negato; tutta la funzione tranne (Q=) è negata.
03 ANALIZZANDO LA FUNZIONE DI COMMUTAZIONE DI UN CIRCUITO CON RETROAZIONE, IDENTIFICARE GLI STATI INSTABILI.
Q=S+(R+Q’)==>R+Q’ negato; tutta la funzione negata.
S
R
Q’
Qap
Qch
Cond.

S

1
1
1
S

1

1
1
I

1
1
1
1
S
1

S
1

1

I
1
1

S
1
1
1

I
04 IN UN CIRCUITO LOGICO CON UNA RETROAZIONE QUANDO ESISTONO STATI INSTABILI E PERCHÉ?
Esistono stati instabili se Q’EQ, perché nel momento in cui chiudo l’interruttore Q’ deve essere uguale a Q.
05 DEFINISCI I SEGUENTI TERMINI: LATCH, CLOCK, FLIP-FLOP, SINCRONIZZAZIONE E TRASPARENZA.
Il latch è la capacità che alcuni circuiti sequenziali hanno di “agganciare” uno stato logico e mantenerlo memorizzato.
Il clock è un segnale utilizzato per sincronizzare il funzionamento di uno o più circuiti sequenziali.
Il flip-flop è un circuito sequenziale che presenta una caratteristica di funzionamento eguale a quella del latch, ovvero è capace di tenere memorizzato uno stato logico. Il funzionamento del flip-flop può essere sincronizzato con quello di altri elementi logici del circuito di cui fa parte, mediante un comando di clock.
La trasparenza è la simultaneità nel tempo tra gli stati degli ingressi e quelli corrispondenti delle uscite.
06 DOPO AVER DISEGNATO LO SCHEMA LOGICO DI UN LATCH S-R NOR, ANALIZZARE GLI STATI DI INGRESSO, DI USCITA ED INTERNI, RICAVARNE LA TABELLA DI VERITÀ.
S
R
Q’
Q
Qneg
Cond

1
S

1
1

S

1

1
S

1
1

I
1

1

I
1

1
1

S
1
1

S
1
1
1

I
S
R
Q
Qneg

Prec
Prec

1

1
1

1

1
1
?
?
07 DOPO AVER DISEGNATO LO SCHEMA LOGICO DI UN LATCH S-R NAND, ANALIZZARE GLI STATI DI INGRESSO, DI USCITA ED INTERNI, RICAVARNE LA TABELLA DI VERITÀ.
Sneg
Rneg
Q’
Q0
Qneg
Cond

1
1
I

1
1
1
S

1

1
1
I

1
1
1

S
1

1
S
1

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1
I
1
1

1
S
1
1
1
1

S
Sneg
Rneg
Q
Qneg

1
1

1
1

1

1
1
1
Q
Qneg
08 DOPO AVER DISEGNATO LO SCHEMA LOGICO DI UN LATCH D, ANALIZZARE GLI STATI DI INGRESSO, DI USCITA ED INTERNI, RICAVARNE LA TABELLA DI VERITÀ.
E
D
Q
Qneg

Prec
Prec

1
Prec
Prec
1

1
1
1
1

09 DISEGNA IL SIMBOLO LOGICO DI UN FLIP-FLOP J-K POSITIVE EDGE TRIGGER ILLUSTRANE LA TABELLA DI VERITÀ CON L’UTILIZZO DEL DIAGRAMMA TEMPORALE.
J
K
CK
Q
Qneg

Q
Qneg

1

1
1

1

1
1
inv
inv
10 DISEGNA IL SIMBOLO LOGICO DI UN FLIP-FLOP J-K NEGATIVE EDGE TRIGGER ILLUSTRANE LA TABELLA DI VERITÀ CON L’UTILIZZO DEL DIAGRAMMA TEMPORALE.
J
K
CK
Q
Qneg

Q
Qneg

1

1
1

1

1
1
inv
inv
11 DISEGNA IL SIMBOLO LOGICO DI UN FLIP-FLOP MASTER SLAVE ILLUSTRANE LA TABELLA DI VERITÀ CON L’UTILIZZO DEL DIAGRAMMA TEMPORALE.
J
K
CK
Q
Qneg

Q
Qneg

1

1
1

1

1
1
inv
Inv
12 UN FLIP-FLOP MASTER SLAVE DA QUALI PARTI È COSTITUITO E COME AVVIENE IL COMANDO DOPPIO?
Con il comando doppio la traslazione degli stati degli ingressi verso le uscite viene abilitata in due tempi: quando il comando di clock raggiunge il livello “1”, viene abilitato il passaggio dello stato presente sugli ingressi verso la memoria interna; il fronte di discesa del clock trasferisce l’informazione verso l’uscita.
Questo flip-flop è costituito da due parti: il master riceve gli stati degli ingressi in corrispondenza del raggiungimento del livello “1” da parte del comando di clock e li mantiene immagazzinati sulle proprie uscite. Il master è la memoria; lo slave invia verso le uscite lo stato conseguente ai suoi ingressi, in corrispondenza del fronte di discesa dell’onda quadra di clock.
13 DISEGNA IL SIMBOLO LOGICO DI UN FLIP-FLOP D ILLUSTRANE LA TABELLA DI VERITÀ CON L’UTILIZZO DEL DIAGRAMMA TEMPORALE, CON OPPORTUNI COLLEGAMENTI COME È POSSIBILE DIMEZZARE LA FREQUENZA DI CLOCK.
D
CK
Q
Qneg

1

1
1
1
1

Per dimezzare la frequenza collego Qneg a D in modo che Qneg=D.
14 DISEGNA IL SIMBOLO LOGICO DI UN FLIP-FLOP T ILLUSTRANE LA TABELLA DI VERITÀ CON L’UTILIZZO DEL DIAGRAMMA TEMPORALE.
J
K
CK
Q
Qneg
1
1
inv
inv
15 DEFINIZIONE DI REGISTRI E CONTATORI, E LORO CATEGORIE.
I registri sono elementi di memoria elettronica, capaci di immagazzinare parole binarie.
I contatori sono un insieme di dispositivi sequenziali, in grado di fornire in codice binario, il numero degli impulsi di clock o altro applicati al loro ingresso.
Esistono quattro tipi di registri in base al modo in cui si inseriscono o si prelevano i dati:
siso, sipo, piso, pipo.
Esistono due tipi di contatori in base ai flip-flop impiegati per la loro costruzione: i contatori asincroni sono costituiti da una cascata di flip-flop T; i contatori sincroni sono costituiti da una cascata di flip-flop JK.
16 QUALE FUNZIONE HANNO IN ELETTRONICA I REGISTRI, E COME LE SVOLGONO?
I registri hanno il compito di immagazzinare delle parole binarie, quindi sono formati da insiemi di flip-flop. Ogni flip-flop è capace di immagazzinare un bit. I registri hanno quindi la funzione di spostamento dei dati.
17 QUALI FUNZIONI HANNO I CONTATORI E COME LE SVOLGONO?
I contatori sono sistemi capaci di contare in codice binario, il numero di impulsi di clock applicati al loro ingresso. Si dividono in contatori di eventi, misuratori di tempo, divisori di frequenza, misuratori di frequenza.
18 DISEGNA IL CIRCUITO LOGICO DI UN REGISTRO E SPIEGANE IL FUNZIONAMENTO.
I registri SISO sono formati da una cascata di flip-flop D, tanti quanti sono i bit della parola binaria che devono memorizzare. L’uscita Q di ogni flip-flop si collega all’ingresso D di quello successivo. I segnali di clock sono collegati fra loro e provengono a un unico comando esterno master clock. Vi è anche un master reset collegato ai reset dei flip-flop; se azionato, azzera le uscite dei flip-flop.
19 DISEGNA IL CIRCUITO LOGICO DI UN CONTATORE BINARIO ASINCRONO PURO E SPIEGANE IL FUNZIONAMENTO.
Il contatore asincrono a 4 bit è formato da una cascata di 4 flip-flop T, che dividono la frequenza del clock applicata al suo ingresso per due. Se all’uscita di un flip-flop T ne collego un altro con le stesse caratteristiche, si divide per quattro il numero degli impulsi originali.
20 DISEGNA IL CIRCUITO LOGICO DI UN CONTATORE BINARIO ASINCRONO A MODULO VARIABILE E SPIEGANE IL FUNZIONAMENTO.
È un contatore che riporta a “0” l’uscita dei propri flip-flop in corrispondenza di un numero di impulsi prescelti. Il modulo costituisce il numero degli impulsi che osserva il contatore, ovvero il numero degli impulsi contati più uno. I contatori sono anche dei divisori di frequenza.
21 DISEGNA IL CIRCUITO LOGICO DI UN CONTATORE BINARIO SINCRONO E SPIEGANE IL FUNZIONAMENTO.
È un contatore che consente di evitare i ritardi di trasmissione del segnale da un flip-flop all’altro. Questo è consentito da soluzioni circuitali che portano tutti i flip-flop nel contatore a commutare in modo simultaneo.
22 DISEGNA IL CIRCUITO LOGICO UTILIZZATO PER ESEGUIRE LA SCELTA UP/DOWN, ED UNA EVENTUALE SUA APPLICAZIONE.