Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Zirkuitu sekuentzialak
1. ZIRKUITU SEKUENTZIALAK
ZIRKUITU SEKUENTZIALEN ETA KONBINAZIONALEN ARTEKO
DESBERDINTASUNAK
• Zirkuitu konbinazionaletan irteera sarreraren menpe dago.
• Zirkuitu sekuentzialak: Irteera, momentuko sarreraren eta aurreko balioen menpe dago.
Adibide moduan:
- Telebistaren katea aldatzeko, zenbakiak erabiltzen baditugu hori zirkuitu konbinazional
bat da, hain zuzen dekodifikadore bat. Guk 1-a sakatzen badugu, kontrola honako datu
katea bidaliko dio telebistari: 0000001 : berdin da zein katetan geunden lehenago, zein
zenbaki sakatu dugun lehenago, axola duen gauza bakarra orain sakatutako botoia da
- Ordea, igotzeko edo jaisteko botoiak erabiliz gero; zein botoi sakatzen dugun zein
katetan gauden bezalako garrantzia du; adibidez 5garren katean bagaude eta igotzeko
botoia sakatzen badugu, 6garren katera joango gara, baina beste kate batean egonez
gero, beste kate batera joango ginateke.
2. LATCH EDO FLIP-FLOP / BIEGONKOR ASINKRONOAK ETA SINKONOAK
Bi zirkuitu hauek oinarrizkoak dira zirkuitu sekuentzialen garapenerako: Latch
zirkuituak eta flip-flop zirkuituak
S-R Latch eta Biegonkor Asinkronoak
Zirkuitu mota hauek etengabe baieztatzen dute beraien sarreren balioa, eta hauek
aldatzerakoan, irteerak aldatzen dira. Hots, edozein unetan gerta daiteke aldaketa;
horregatik esaten da zirkuitu hauek asinkronak direla, ez baitute erloju baten seinalea
zirkuitu osoa sincronizatzeko. Ondoren dugu adibide moduan, NOR ateen bitartez
eginiko S-R Latch bat, eta bere funtzionamendu taula.
Segidan ikus ditzakegu grafika batzuk, non ikus dezakezuen irteeren aldaketa sarrereen
aldaketekin alderatuta. Ezkerreko grafikan, funtzionamendua normala da eta gure gailua
ondo dabil, eskuineko grafikoan ostera badago momentu bat non S eta R bat diren, eta
hori metaestatu bat sortarazi dezake, hau saihestu beharra dago. Metaestatu horren
agerpena da S-R latch-ek duten arazo nagusia.
S-R Latch zirkuitua, hauetako sinbolo batekin adieraziko dugu:
3. Ikus dezagun NAND ateen bitartez eginiko Latch – S/R bat:
Bi latch hauen funtzionamendua bera da; deberdintzen dituen gauza bakarra erabilitako
logika da.
BIEGONKOR SINKRONOAK MAILAZ AKTIBATUTA
S-R Latch eta ENABLE-rekin
Arestian aipatu dugun moduan, S-R Latch-ak ez daukate erloju seinalerik zirkuitu osoa
sinkronizatzeko, eta hori dela eta sarrerak aldatu ahala aldatzen da irteera. Baina ondoko
berrikuntza egin ostean, lor dezakegu zirkuituaren kontrola areagotzea.
Orain C sarrera berri batekin kontrolatzen dugu irteeraren aldaketa edo aldaketa eza;
hots, C-k 1 balio duenean zirkuituak aurreko puntuan ikusi dugun moduan lan egingo
du; ostera, C-k 0 balio duenean berdin dio zeintzuk diren S-ren eta R-ren balioa,
zirkuituak bere irteerako balioa mantendu egingo baitu.
Zirkuitu mota hauek oso garrantsitzuak dira kontroleko aplikazioetarako beranduago
ikusiko ditugun moduan.
4. D biegonkorra
D biegonkorra erabiltzan da datuak gordetzeko. Hau dugu D biegonkorraren zirkuitua:
Bere funtzionamendua denboran zehar aztertuz gero:
Hasiera batean pentsa genezake zirkuitu mota honek ez duenez bi sarrera kontrajarriak,
ez duela metaestaturik izan behar; baina hau ez da horrela. Zirkuituak ez dira
perfektuak, eta nolabaiteko atzerapenak eta denborak agertzen dira hortik, eta C seinalea
batetik zerora pasatzerakoan badago epe bat, noiz D-ren aldaketa metaestatu bat
sortarazi dezakeen.
5. Saihetsen bidez aktibatatutako D biegonkorra
Haurreko kausan aztertutako D biegonkorran “C” maila altua izan behar zuen, irteeran
aldaketa gerta daitekeen; orain aztertuko dugun kasuan bakarrik goranzko saihetsak
izaten direnean eman daiteke aldaketa.
Honako grafika honetan ikusiko dugu hobeto biegonkor honen funtzionamendua:
1. Zirkuitua bi biegonkorrez osatuta dago; ezkerraldean dagoenari “Maisua”
deritzogu, eta eskuinaldean dagoenari “morroia”.
2. CLK seinalea bat denean, Maisuak ezin du balioz aldatu, Morroia bai, baina
bakarrik hasierako tarte txiki batean balioz aldatzen du, beste epean Maisua
itxita baitago, eta berez ez dago aldaketarik getatuko.
D biegonkor normalarekin ikusi dugun moduan, honetan ere atzerapenak eta denborak
direla eta, nolabaiteko metaestatu batera hel gaitezke, CLK goranzko saihetzaren epean
aldaketarik egiten bada D sarreran.
6. Badaude beheranzko saiehetzarekin funtzionatzen duten biegonkorrak,
funtzionamendua ikus daitekeen moduan oso antzekoa da:
Eta nolabaiteko sarrera asinkronoak dituzten biegonkorrak aurki ditzakegu, hots, “PR”
eta “CLR” sarrerak dituzte, irteeran bat edo zero izateko hurrenez hurren:
Zenbait disenatzaile sarrera hauek erabili egin arren zirkuitu sekuentzialak garatzeko
orduan, hobe da bakarrik erabiltzea zirkuituak testeatzeko edo hasieran zirkuituaren
balioa ezagutzeko.
Askotan gerta daiteke datu berriak sartzea baino, interesgarriagoa dela datu zaharrak
mantentzea, horretarako erabiltzen da honako zirkuitua:
Honetan “EN” izendutatko sarrera dugu: “EN”-ek bat balioa badu “D” sarreran dagoen
balioa izango dugu irteeran; berriz, “EN”-ek zero balio badu irteerako datua mantendu
egingo da eta ez da aldatuko.
7. J-K flip-flop
Zirkuitu honetan sahiesten dugu orain arte ikusitako bi arazo:
• Hasiera batean ikusitako S = 1 eta R = 1 zeneko arazoa.
• CLK seinalaren inguruan egondako sarreren aldaketak sor dezaketen
metaestatua.
Zirkuitu honen erabilpen handienetarikoa da, erloju bitartez kontrolaturiko estatu
makinetan, gero aztertuko dugunez, D latch-en aurrean duten abantailak direla eta. Hala
ere, D latch-ak oraindik oso erabilgarriak dira makina estatuak diseinatzeko modua
errazagoa baitute eta zenbait PLC programatzeko J-K flip-flop funtzioa ez dagoelako
ezarrita. (Hau orain dela urte batzuk, orain gehienetan bai)
T flip-flop
Zirkuitu honek aldatzen du bere balioa erlojuaren ziklo bakoitzean, goranzko
saihetzetan aldatzen baitu bere balioa. Hori dela, zirkuitu honen irteeran edukiko dugu
sarreran dugun seinalearen frekuentziaren erdia.
Zirkuitu honen erabilpen nagusiak dira zenbatzaile moduan edo frekuentzia zatitzaile
moduan.
8. Zirkuitua egiteko “D” latch batean edo “J-K flip-flop” batean oinarritu gaitezke:
Eta “T flip-flop” zirkuituaren sinboloa honakoa dugu:
ZIRKUITU SEKUENTZIALEN SINKRONOEN GARAPENA
Lehenengo egin behar duguna de bi zirkuitu motak desberdindu: Moore eta Mealy
zirkuituak hurrenez hurren:
9. ZIRKUITU SEKUENTZIALEN EBAZPENA MOORE-EN BITARTEZ
Empresako ugazabak semaforo bat egitea agindu dizu, Garajeko
ateak saltzen duen empresa batean lan egiten baituzu, eta zirkuitu hau beharrezkoa da
jendeak jakin dezan noiz irten daiteken eta noiz hasiko den atea jaisten .
1. Egin behar dugun lehenengo gauza da agindutakoa ulertu, eta adierazi egoeren
diagrama baten bitartez. Moore-en erara egingo dugunez, borobiltxoen barruan
Egoeraren izena eta egoera horretan gaudeneko irteera zein izan beharko
litzateke marraztuko dugu; eta borobiltxoak lotzen dituzten marretan
zirkuituaren sarrerara idatziko dugu. Guk egiten ari garen kasurako:
2. Bigarren pausu honetan saia behar dugu egoerak laburtzen, hau egiteko egoera
bi edo gehiago jatorri bera izan behar dute, eta bere guzi guztiak ere helburu
berberak izan behar dituzte. Erraz baiezta daitekenez kasu honetan ez da
horrelakorik gertatzen, beraz ez dago egoera bat ere laburtzerik.
10. 3. Egoeren diagraman oinarrituta egingo dugu taula bat, “Egoeren Taula” hain
zuzen, gauzak antolatuago edukitzeko eta horrela errazago egin ahal izateko.
Hala ere taula hau egin baino lehen egin behar duguna da egoerak zenbaki
bikorren bitartez adierazi. Kasu honetan hiru egoera ditugunez, bi bit nahiko dira
egoera desberdinak adierazteko.
Egoera Balio bikorra
Gorria 00
Berdea 01
Horia 10
Hasierako
egoera
Sarrerak Hurrengo
Egoera
Irteerak
Gorria 00 0 Gorria 00 100
Gorria 00 1 Berdea 01 001
Berdea 01 0 Berdea 01 001
Berdea 01 1 Horia 10 010
Horia 10 0 Horia 10 010
Horia 10 1 Gorria 00 100
4. Puntu honetan hautatu behar dugu erabiliko dugun biegonkorra: J-K Flip-flop
ala D-latch. Bakoitzak bere abantailak eta alde txarrak ditu arestian ikusi dugun
moduan. Guk kasu honetan J-K flip-flop-a erabiliko dugu:
5. Orain “Egoeren taula” osatuko dugu beste zutabe batzuekin, hain zuzen zeintzuk
izan behar diren J-K zirkuituen sarrerak, egoerak guk definitu egin ditugun
moduan eboluziona daitezen. Horretarako J-K flip-flop-aren funtzionamendu
taulan oinarrituta ondoriozta dezakegu honako hau:
( )Q t ( 1)Q t + J K J K
0 0 0 1 0 X
0 0 0 0
0 1 1 0 1 X
0 1 1 1
1 0 0 1 X 1
1 0 1 1
1 1 1 0 X 0
11. 1 1 0 0
Hasierako egoera S Hurrengo Egoera J1K1 J0 K0 I
1( )Q t 0 ( )Q t 1( 1)Q t + 0 ( 1)Q t +
Gorria 0 0 0 Gorria 0 0 0 X 0 X 100
Gorria 0 0 1 Berdea 0 1 0 X 1 X 001
Berdea 0 1 0 Berdea 0 1 0 X X 0 001
Berdea 0 1 1 Horia 1 0 1 X X 1 010
Horia 1 0 0 Horia 1 0 X 0 0 X 010
Horia 1 0 1 Gorria 0 0 X 1 X 1 100
6. Orain Karnaugh-en bitartez lortu behar ditugu 2I 2 1 0, , , 1, 1, 0 eta 0I I I J K J K -ren
sarreretako funtzioa, gero zirkuitua eraiki ahal izateko:
2I 1( )Q t 0 ( )Q t 00 01 11 10
S
0 1 0 X 0
1 0 0 X 1
2 1 0 1.I SQ Q SQ=
1I 1( )Q t 0 ( )Q t 00 01 11 10
S
0 0 0 X 1
1 0 1 X 0
1 1 0.I SQ SQ=
0I 1( )Q t 0 ( )Q t 00 01 11 10
S
0 0 1 X 0
1 1 0 X 0
0 0 1 0.I SQ SQ Q=
J1 1( )Q t 0 ( )Q t 00 01 11 10
S
0 0 0 X X
1 0 1 X X
01J SQ=
12. K1 1( )Q t 0 ( )Q t 00 01 11 10
S
0 X X X 0
1 X X X 1
1K S=
J0 1( )Q t 0 ( )Q t 00 01 11 10
S
0 0 X X 0
1 1 X X 0
10J SQ=
K0 1( )Q t 0 ( )Q t 00 01 11 10
S
0 X 0 X X
1 X 1 X X
0K S=
13. 7. Azkenez marraztu zirkuitua eta muntatu. ..Mis documentosSEMAFOROAREN
BIDEOA.avi
15. 1. Ondoko automatismoa diseinatu egin nahi da. Garaje bateko atea kontrolatu egin nahi
da, horretarako bukaerako bi sensore ditugu: B atea irekita dagoelaz ohartarazten
gaituena, eta C atea itxita dagoelaz ohartarazten gaituena. Eta bestaldetik daukagu A
botoia, sakatu ondoren atea irekitzeko prozesua hasten duena. Beraz, prozesua honako
hau da, hasiera batean atea itxita dago, A sakatu ostean atea irekitzen hasta da, eta B-ra
heldu ta gero, berriro ixten hasten da. Atea ixten ari den bitartean, A botoia sakatzen
badugu berriro hasiko da irekitzen.
2. Zinta bat kontrolatzeko zirkuitua eskatzen da. Zinta kontrola hiru botoi izango
ditu:
• Ezkerrerantz mugitzeko botoia
• Eskubirantz mugitzeko botoia
• Gelditzeko botoia.
Zintaren mugimendua aldatzeko, lehenago gelditzeko botoia sakatu egin behar
da. Bestaldetik, ezkerreranzko eta eskubiranzko botoiak ezin dira batera sakatu.
3. Eroskiko sarrera eta irteeretako ateak kontrolatu egin nahi dira, horretarako bi
sensore ditigu atea irekita edo itxita dagoen esaten digutenak; eta beste sensore
bat jendea atearen aurrean dagoen esateko. Funtzionamendua honako da:
• Sensoreak jendea detektatzen duen bitartean atea irekita mantendu behar da.
• Sensoreak jendea detektatu egiten badu, eta guztiz irekitzea baino jendea
desagertzen bada, atea ireki eta itxi egin behar da segituan.
4. Panpin baten mugimendu kontrola egin nahi da, horretarako urrunean
kontrolatuko dugu joystick batekin. Joystick-ak bi botoi ditu A eta B, eta
baldintza hauek jarraituz mugitu behar da panpina:
• A sakatuta dagoenean panpinak aurrera egingo du.
• A sakatu ostean, ezer gehiago sakatu ezean, panpinak aurrera jarraituko du.
• B sakatuz gero, panpina gelditu egingo da.
• A eta B sakatuz gero, panpinak atzerantz egingo du.
• A eta B batera sakatuz gero, gero ezer gehiago sakatu ezean, panpinak
atzerantz egiten jarraituko du.
5. Motore baten kontrola egin nahi da, horretarako kontroleko zirkuitua honako
botoi hauek izango ditu:
• A : Motorraren balazta.
• B: Ezkerrerantz mugituko da sakatzerakoan eta edozer sakatzeraino.
• C: Eskubirantz mugituko da sakatzerakoan eta edozer sakatzeraino.
16. • B eta C batera: Ezkerrerantz mugituko da sakatzerakoan eta edozer
sakatzeraino.
6. Kafea txikitzen duen makina baten automatizazioa eskatzen digute. Makinak bi
motore ditu M1 eta M2 irudian ikus daitekeen moduan:
Funtzionamendua honela deskribitu digute:
• Kafe maila S detektorea baino altuago denean bi motoreek funtzionatu
behar dute.
• S eta I detektorearen artean dagoenean maila, azkenez funtzionatu ez
duen motoreak egin beharko du lan.
• I sensorea baino beherago badago maila, bi motoreak gelditu beharko
dira.
• Hasiera batean, makina kafez toperaino dago, eta lanean egon den
azkenengo motorea bigarrena izan da.
7. Kontagailua bat disenaitu behar da, zerotik zazpira konta dezan, sarrera 1 denean
kontagailua atzetik aurrerantz joango da, eta 0 denean aurretik atzerantz.
8. Diseinatu egin nahi da giltza elektronikazko irakurgailu bat, horrela sarrera
11011 bada atea irekiko da, bestela ez.
9.
Irudian ikusten den semaforoa automatizatu nahi da biegonkorren
bitartez. Ikus daitekeenez bai kotxei bai ibiltariei ematen edo kentzen
die aurrera joateko baimena.
Hasiera batetan ez dugu semaforoaren denborak kontutan hartuko,
egoeren eboluzio zuzena egiten duen zirkuitua egitera mugatuko
gara. Denborak ezarri nahiko bagenitu, 555 zirkuitu komertziala edo
bere familiako bat erabili beharko genuke.
17. 10. Pertsiana bat automatizatu egin nahi da: Pertsianak 4 sarrera izango ditu, bi
igotzeko eta jaisteko pulsadoreena, eta beste bi sarrera goian edo behean dagoen
adierazten duen sensoreena.
Funtzionamendua honakoa da; pertsiana geldirik dagoenean bi pulsadoreetako
bat sakatuz gero pertsiana igotzen edo jaisten hasiko da; berriro botoi berdina
sakatuz gero pertsiana geldituko da; ostera, beste pulsadorea sakatuz gero,
pertsiana kontrakoa mugimendua hasiko da egiten. Gora edo behera heltzen
garenean pertsiana gelditu beharko da.
Ariketa hau egiteko Mealy metodoa erabiltzea komenigarria da.
