ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali Circuiti combinatori e sequenziali I circuiti digitali si dividono in due fondamentali categorie: Combinatori - il valore dell'uscita dipende solo dal valore dei bit applicati in ingresso Sequenziali - il valore dell'uscita dipende anche dal suo stato precedente ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali

ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali Multivibratori Si dice multivibratore un circuito che può avere solo due possibili stati dell’uscita. Tali stati possono essere di due tipi: − Stato stabile: il circuito rimane in questo stato finché non si interviene dall’esterno forzando l’uscita a cambiare stato. − Stato quasi stabile: il circuito rimane in questo stato per un tempo prestabilito per poi passare nell’altro stato. ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali

ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali Multivibratori I multivibratori si distinguono in: − multivibratore astabile: ha due stati entrambi quasi stabili; commuta continuamente da uno all’altro ad intervalli di tempo costanti: viene utilizzato per generare segnali a due livelli, tipo onda quadra. − multivibratore monostabile: ha uno stato stabile ed uno quasi stabile; il circuito rimane nello stato stabile finché, mediante un impulso esterno, viene costretto a commutare nell’altro stato, che mantiene per un tempo prestabilito per poi commutare nello stato stabile in cui rimane fino al successivo impulso esterno: viene utilizzato per generare impulsi singoli di durata prestabilita. − multivibratore bistabile: ha due stati entrambi stabili; può commutare da uno stato all’altro solo se si interviene dall’esterno: tipici i latch e i filp-flop. ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali

ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali FLIP FLOP – FLIP FLOP RS FLIP FLOP I flip flop sono circuiti digitali sequenziali che hanno il compito di memorizzare un bit. FLIP FLOP RS (SET RESET) Il più semplice dispositivo di memoria è il flip-flop Set-Reset. Esso possiede due ingressi denominati Set e Reset ed una uscita indicata con Q. (spesso è presente anche dell’uscita Q . L’uscita dipende non solo dalla particolare combinazione assunta dalle variabili di ingresso ma anche dallo stato precedente assunto dall’uscita Q. Lo stato precedente viene indicato con Qo. Oppure se lo stato attuale è indicato con Qn+1, lo stato precedente è indicato con Qn . ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali

ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali FLIP FLOP RS a porte NOR Combinazione 00. combinazione di riposo: l’uscita conserva lo stato precedente (Q=Qo). Combinazione 01. Ponendo R=1, l’uscita Q si porta a 0 indipendentemente dallo stato precedente. Combinazione 10. Ponendo S=1, l’uscita Q si porta a 1 indipendentemente dallo stato precedente. Combinazione 11. Tale combinazione va evitata poiché da un punto di vista logico è una incongruenza ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali

ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali FLIP FLOP RS a porte NAND A B Qn+1 Commento ? indeterminato 1 Memorizza 1 Memorizza 0 Qn Conserva lo stato ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali gli ingressi sono indicati con le lettere A e B e sostanzialmente si comportano come gli ingressi S ed R del precedente flip-flop a porte NOR con la differenza che gli ingressi sono attivi in logica negativa. I flip flop a porte NOR ed i flip flop a porte NAND coincidono nella funzione logica purché si ponga:  A = S ,   B = R

ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali FLIP FLOP RS a porte NAND S R Qn+1 Commento Qn Conserva lo stato 1 Memorizza 0 Memorizza 1 ? Indeterminato ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali Facendo precedere gli ingressi A e B da invertitori si ottiene il circuito che soddisfa la tabella della verità del flip-flop SR.

ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali Esempio: circuito antirimbalzo Un’applicazione del latch SR si ha come interruttore antirimbalzo (antibounce). Gli interruttori meccanici durante il loro funzionamento possono generare impulsi non desiderati che potrebbero modificare il comportamento di eventuali reti digitali ad essi collegati. Quando si chiude un interruttore, a causa dell'elasticità della lamina meccanica interna, non si ha una istantanea e permanente chiusura del contatto. Questo subisce un certo numero di oscillazioni prima di assumere definitivamente la posizione di interruttore chiuso. ELETTRONICA DIGITALE – circuiti sequenziali Quando il deviatore è nella posizione S risulta SR = 10 per cui Q = 1. Quando si porta il deviatore dalla posizione S alla R, in una prima fase la lamella del deviatore non tocca i punti S e R per cui SR = 00 e l'uscita conserva lo stato Q = 1. Nell'istante in cui la lamella tocca il punto R si ha SR = 01. L'uscita diventa: Q = 0. I piccoli rimbalzi meccanici fanno assumere agli ingressi SR i valori SR = 00 ed SR = 01 che confermano Q = 0. In definitiva l'uscita Q ha cambiato il suo stato logico, ma risulta priva di rimbalzi.