Funkčné moduly logických systémov

Funkčné moduly logických systémov

Modul je objekt na spracovanie informácií.

Vstup modulu tvoria :

- údaje na spracovanie

- príkaz ako sa budú spracovávať

- povel na začatie činností

Výstup modulu tvoria :

- spracované údaje

- príkazy pre podriadené moduly, ak je modul nadriadený

- indikácia stavu je to hlásenie o činnosti

Medzi základné moduly patria :

• Prepínače – vyberajú niektoré z možných spojení
• Aritmeticko-logickýmodul – je schopný vykonávať nad reťazcom údajov aritmetické (plus, mínus, krát, deleno) a logické (porovnávanie, zhoda, logický súčin) operácie
• Pamäťový modul – tvorí sústava elementárnych pamätí, ktorá je schopná zapamätať si n – bitový reťazec.
• Vstupno výstupný modul – zabezpečuje komunikáciu systému s okolím (počítač)

Multiplexor

- viacero vstupov a jediný výstup

Prepínanie vstupov

Prepínací modul, ktorým sa informácia prítomná na jednom z n – vstupov prenáša na jediný výstup Y. Príslušný vstup určuje adresa. Povelový vstup sa používa na výber modulu z viacerých modulov alebo potvrdenie platnosti údajov.

Demultiplexor

- jeden vstup a viacero výstupov

Prepínanie výstupov

Prepínací modul, ktorý umožňuje spojenie jediného údajového vstupu na jeden z n – výstupov, ktorý je určený adresou.

Registre

Register je pamäť pre n – bitový údaj. Tvorený je viacerými klopnými obvodmi (KO). Má použitie všade tam, kde potrebujeme uchovať dvojkové informácie.

Druhy registrov :

• Záznamový register
• Posuvný register vpred
• posuvný register vzad
• obojsmerný posuvný register
• špeciálne registre s doplňujúcimi mikrooperáciami – akumulátor

Záznamový register  

Slúži na zaznamenanie a pamätanie informácie, môže byť zostavený z logických členov alebo z klopných obvodov typu D alebo JK.

Princíp činností záznamového registra :

Predpokladáme, že na výstupe jednotlivých KO bude 0. Na vstup sa privedie informácia

 napr. : 1,0,1. Príchodom hodinového impulzu sa navolená vstupná informácia prenesie na výstupy a pokiaľ sa nezmení vstupná informácia a nepríde ďalšia nábežná hrana hodinového impulzu informácia na výstupe zostáva zachovaná.

Posuvné registre

Sú zariadenia, ktoré posúvajú informácie určitým smerom podľa druhu zapojenia. Najčastejšie sa zostavujú z klopných obvodov typu D alebo JK. Na obrázku je znázornený 4bitový posuvný register zostavený z KO typu D.

Princíp činností posuvného registra :

Predpokladáme, že výstupy KO sú v stave logická 0. Na vstup D je pripojený signál log. 1. S príchodom hodinového impulzu sa KO 1 dostane do stavu logická 1. Príchodom nasledujúceho impulzu sa logická 1 prenesie na KO 2. KO 1 zostane vstave log. 1 len vtedy aj informácia na vstupe D zostáva nezmenená (1). Všetky KO budú vstave log 1 po 4 hodinovom impulze.

Čítače

Sú sekvenčné obvody, ktoré počítajú vstupné impulzy v určitom kóde (2kový kód) Používajú sa všade, kde sa javy opakujú. ( automatické výrobné linky )

Druhy čítačov :

• podľa spôsobu preklápania :
• Synchrónne (hodinový impulz sa privádza na všetky klopné obvody naraz)
• Asynchrónne (hodinový impulz sa privádza na 1 KO, na ďalší KO sa privádza výstup predchádzajúceho stupňa)

• Podľa spôsobu činnosti :
• Čítač nahor (počíta dopredu – obsah čítača sa zväčšuje)
• Čítač nadol ( počíta dozadu – obsah sa zmenšuje)
• Obojsmerné čítače

napr. : 4 bitový asynchrónny čítač vpred zostavený z KLO typu JK.

KLO najskôr vynulujeme pomocou vstupu R (reset), Q = 0 – počiatočný stav. Postupne ako budú prichádzať hodinové impulzy C, na výstupoch sa budú meniť kombinácie tak, ako to ukazuje tabuľka.

Používajú sa na spočítanie napäťových impulzov, čítač na obrázku je zostavený zo 4 KLO typu JK. KLO A preklápa z dobežnou hranou každého hodinového impulzu. KLO B mení svoj stav z dobežnou hranou impulzu U_A. KLO C mení svoj stav z dobežnou hranou impulzu U_B. KLO D mení svoj stav z dobežnou hranou U_C. Obvod pracuje ako delič frekvencie.