シーケンス回路

1. 状態推移図
   
   
   1. 制御回路
      制御回路は状態推移図(flow diagram:流れ図，または，フロー図とも呼ばれる)で記述されることが多い．制御回路は処理の実行順序を示している．図では条件付状態推移を行っている．まず，Aの処理をし，次の時刻で X=0 なら 状態 B，X=1 (^X=0) なら状態 Cへ進む．状態 B または C に推移後、次の時刻では状態 D に進む． さらに，Y が 1 なら A に戻り Y=0 なら E に移り終了する．各状態では定められた仕事をすることになる。
      
      
   2. 状態推移図の例
      
      
      
   3. 動作表
      状態推移図は，処理過程を直感的に理解するのに便利である．A,B,Cの状態間の推移は次のの動作表のようにまとめることができる
      
      
      1. 動作表の例
         
         
         
   4. 動作の記述
      この動作表では現在の状態と条件が定まると、次の時刻での状態が定まることになる．入力 X の条件により異なる処理をすることは言語記述では
      
      　　　if (X) then B else C
      
      に相当する．また，Y は繰り返し条件を指定する．したがって，この制御回路全体の言語記述では
      
      do{
      A;
      if (^X) then B ;
      else C;
      D;
      } while (Y)
      
      となる．A,B,C,Dは特定の処理を実行することになるが、ここでは、制御の流れのみに注目しているから、具体的な内容は記述していない。
      
      
   5. 問題
      上の記述と、以下の記述の相違点を述べよ。また、下の記述に相当する状態推移図を書きなさい。
      while(Y){
      　　　　A;
      if (^X) then B ;
      else C;
      D;
      }
      
      
2. D型FFとクロック信号
   
   
   1. D型FF
      D型FFはCKの立ち上がりでD信号の値を記憶しQに出力します。＾QはQの逆を出力します。また、PR（Preset)は0になると記憶を1に、CLR（CLeaR)は0になると、記憶を0にします。
      
      
      
      
   2. クロック信号
      一定時間間隔で、パルスを発生する信号をクロック信号と言います。FFはこのクロック信号で記憶する値を更新します。
      
      
      
      
3. 制御回路の合成
   
   
   1. 設計手法
      状態遷移図で記述された回路は，一つの状態に一つのFF（フリップフロップ）を用いることにより簡単に合成することができます．まず，各状態 A〜E に対して，QA〜QEの5つのFFを用意します．各FFの中で一つのFFのみが値1を取ることとし，他のFFの値は0とします．最初状態 A とするため，QA のみが1であるよう設定されているものとします．
      　状態 A から B への推移は 、QA が1であれば 次の時刻でXの値に従い QB または QC を1とし，QA を0に戻すことで実現できる．同様に，CからDへの推移は 、QC が1のとき次の時刻で QDを1，QC を0とすることとなる．この動作を回路にすると次の図となる．
      
      
      
      
   2. 初期設定
      この回路が期待道理に動作するには、各FFが正しく初期化される必要がある。FFには通常、プリセットとクリアを行う端子があり、プリセットを0にするとFFは１に、クリアを0にするとFFは0に設定される。初期設定にはリセット信号を用いる。この信号で、FFのQAのみ１にセットし、他のFFは0にクリアする。
      
      
   3. 問題
      リセット信号が0になったら、FFを初期化する回路を付加しなさい。
      
      
   4. 問題
      条件Xが１のとき、A>B>C、0のとき、A>C　を繰り返し実行する回路を設計しましょう。
      
      
      
      
   5. 問題
      　計数器を用いて、カウンタを道いて、状態A,B,Cを10回繰り返す回路を設計しなさい。
      
      
4. 実験
   
   
   1. 内容
      　例題のシーケンス回路をパッチボードで制作してください。クロックとリセット信号は、発信用PIC（OSCラベル）を利用します。スイッチはトグル型を利用します。
      
      
   2. 回路図
      
      
      
   3. 動作確認
      OSCのリセットスイッチで全体をリセットします。スイッチX,Y の値に従い、LEDが点灯することを確認してください。