Thiết kế mạch đếm bằng Flip Flop

Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  7.1.1: Mạch đếm lên  7.1.2: Mạch đếm xuống  7.1.3: Mạch đếm lên / xuống  7.1.4: Ảnh hưởng truyền của mạch đếm không đồng bộ  7.1.5: Giải mã cho mạch đếm  7.1.6: Xung nhọn tạo ra bởi mạch giải mã Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Một mạch đếm gồm 4 FF T mắc nối tiếp. Các ngõ vào T (hay J=K) của cả 4 tầng FF đều để trống hay nối lên +V cc . Xung cần đếm được đưa vào ngõ ck tác động cạnh xuống của tầng FF đầu tiên (nó có thể là một chuỗi xung vuông có chu kì không cố định) Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so Giản đồ thời gian xung của ngõ vào và các ngõ ra bộ đếm : Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Mạch đếm thường hoạt động ở trạng thái ban đầu là 0000 do đó một xung tác động mức thấp sẽ được áp vào ngõ Cl của các tầng FF để đặt trạng thái ngõ ra là 0000.  Khi xung đếm ck tác động cạnh xuống đầu tiên thì Q 0 lật trạng thái tức là Q 0 = 1. Ở cạnh xuống thứ 2 của xung ck, Q 0 lại lật trạng thái một lần nữa, tức là Q 0 = 0. Như vậy cứ sau mỗi lần tác động của ck Q 0 lại lật trạng thái một lần, sau 2 lần ck tác động, Q 0 lặp lại trạng thái ban đầu, do đó nếu xung ck có chu kì là T và tần số là f thì xung ngõ ra Q 0 sẽ có chu kì là 2T và tần số còn 1/ 2 f. Như vậy xung đếm ck đã được chia đôi tần số sau 1 tầng FF. Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Như vậy với 4 FF ta có 16 trạng thái logic ngõ ra từ 0000(0 10 ) ở xung đếm đầu tiên đến 1111 (15 10 ) ở xung đếm thứ 16, tức là trị thập phân ra bằng số xung đếm vào và vì vậy đây là mạch đếm nhị phân 4 bit (có 4 tầng FF, tần số được chia đổi sau mỗi tầng) hay mạch đếm chia 16  Do Q 0 lại trở thành ngõ vào xung đếm của FF thứ 2 (FF B) nên tương tự tần như vậy f Q1 bằng một nửa f Q0 . Với 4 tầng FF thì f Q3 = 1/ 2 f Q2 = 1/ 4 f Q1 = 1/ 8 f Q0 = 1/ 16 f Bảng sự thật của mạch đếm nhị phân 4 bit như sau : Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Ở trước là mạch đếm lên lần lượt chia 2 tần số, số hệ 10 ra tương ứng là từ 0 đến 15. Cũng có khi cần mạch đếm xuống từ 15 xuống 0 chẳng hạn, cách nối mạch sẽ như thế nào?  Hình dưới trình bày cấu trúc mạch đếm xuống nhị phân 4 bit. Ngõ ra Q lần lượt của tầng trước sẽ được nối đến ngõ vào ck của tầng sau đó. Xung đếm ck vẫn tác động ở mức thấp Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so [...]... đếm mod-10 (mạch đếm thập giai), mod-6, mod-12, mod-N Các mạch đếm này có đủ trạng thái N Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so Cách thiết kế mạch lợi dụng ngõ Clear của các flip flop    Ta xét mạch đếm Mod-6 Cấu trúc mạch: (hình) Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so Ví dụ: Lợi dụng ngõ Clear của FF để thiết kế mạch đếm thập giai (mạch đếm BCD)  Giải: Dùng 4 FF để có số trạng thái đếm là 2 4=16 số... mạch đếm đã vừa đạt đến sự đếm ổn định Chu kỳ tối đa của xung vào mạch đếm cho bởi: T ≥ nTD + TS  n là số tầng FF   Mạch đếm không đồng bộ không theo hệ nhị phân     Với mạch đếm dùng n FF mắc nối tiếp thì số mod (số trạng thái logic ra) là 2 n, và mạch sẽ đếm từ 0 đến 2n – 1 (4 FF đếm tới 16 trạng thái) Trong nhiều trường hợp ta cần mạch đếm có số mod không theo 2n Ví dụ: mạch đếm mod-10 (mạch. .. xung ck thứ 16 mạch sẽ tự động xoá về 15 để đếm xuống trở lại Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so So sánh dạng sóng đếm lên và đếm xuống Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Cấu trúc của mạch sẽ được thiết kế như sau : Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Các mạch đếm ở trước tự động quay vòng (đếm lên tối đa rồi reset trở lại 0 để đếm lên hay đếm xuống tới 0 rồi reset lên tối đa để đếm xuống lại)... thập giai IC CMOS đếm bất đồng bộ nảy ở cạnh âm của đồng hồ HC/HCT 4024 Nhị phân 7 bit CD4040B Nhị phân 12 bit Cấu tạo hình chân của 7493, 7490 IC 7490 IC 7493 Sơ đồ logic 7490 và 7493 IC 7490 IC 7493 MẠCH ĐẾM ĐỒNG BỘ 7.4 Mạch đếm đồng bộ Ở mục trước (mạch đếm nhị phân 4 bit) ta thấy: - Số đếm tăng 1110 lên 1111 mất 1tD - Số đếm tăng 1011 lên 1100 mất 3tD - … Mạch đếm đồng bộ Mạch đếm đồng bộ (Synchronous... counter), còn gọi là mạch đếm song song, xung vào được nối thẳng đến ngõ vào đồng hồ của tất cả các FF nên các FF chuyển mạch cùng lúc khiến thời gian trì hoãn của mạch đếm bằng trì hoãn truyền của một FF bất chấp số tầng 7.4.1 Mạch đếm đồng bộ nhị phân QA A Q input JA Q QQB B J A FFA 1 TA JC B FFB CK 1 Q B QC Q A TB 1 JD C FFC CK Q Q QD D Q C Q B 1 TC D FFD CK =QA Q CK =QAQB Hình 7.20: Mạch đếm đồng bộ 4... FF, tD trì hoãn truyền mỗi tầng thì để mạch đếm dợn sóng cho đến số đếm đúng phải thỏa T ≥ ntD  Với n chọn trước thì tần số xung vào tối đa là: fmax = 1 / Tmin = 1 / ntD Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so Hãy xét qua một số ví dụ sau :  Ở phần mạch giải mã để hiển thị led 7 đoạn, mạch đếm đã được ứng dụng để tạo số đếm cho mạch giải mã từ 0000(0) đến 1010(910)... được mạch đếm đến một số nào đó (chẳng hạn 5) rồi hiển thị ra led Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Cách sử dụng cổng logic để tạo trạng thái ngõ ra làm sáng led từ tổ hợp trạng thái logic ngõ vào khi mạch đếm đến 5 Cách mắc sẽ như sau :   Một ứng dụng đơn giản khác là dùng mạch đếm này để tạo khoảng xung vuông điều khiển tải (chẳng hạn động cơ chạy hay mở van xả) trong khoảng thời gian 3s đếm. .. logic để tạo mạch giải mã số 0111(710) để kích ngõ ra lên cao rồi giải mã số 1010(1010) để kích ngõ ra xuống thấp trở lại Hai đường giải mã này được đưa vào ngõ Pr và Cl của mạch chốt để đặt ngõ ra lên mức cao khi Pr và xoá nó khi Cl  Mạch thực hiện kết nối như sau : Xung nhọn tạo ra bởi mạch giải mã  Như đã nói ở trước, các FF đều có trì hoãn truyền Điều này sẽ khiến cho mạch giải mã số đếm không... xoá mạch, đưa xung vào giống như ở trước Ngõ ra Q của tầng FF đầu dổi trạng thái ở đổi cạnh xuống của xung vào các ngõ ra khác đổi trạng thái ở cạnh xuống của ngõ ra Q', tức là cạnh lên của ngõ ra Q0 của FF kề trước Dạng sóng ở ngõ vào và các ngõ ra cùng với mức logic sau mỗi xung vào và kết quả số đếm được trình bày như hình dưới đây Để ý rằng sau xung ck đầu tiên thì mạch se đếm ngay lên số đếm cao... xung vào Số đếm nhị phân ra QD QC QB QA Giá trị thập phân 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 10 0 1 Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so   Ta có cấu trúc mạch: (hình) Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so 7.3 IC đếm không đồng bộ  7.3.1 Liệt kê một số IC đếm không đồng bộ IC TTL đếm bất đồng . so  7.1.1: Mạch đếm lên  7.1.2: Mạch đếm xuống  7.1.3: Mạch đếm lên / xuống  7.1.4: Ảnh hưởng truyền của mạch đếm không đồng bộ  7.1.5: Giải mã cho mạch đếm  7.1.6: Xung nhọn tạo ra bởi mạch. trúc của mạch sẽ được thiết kế như sau : Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Các mạch đếm ở trước tự động quay vòng (đếm lên tối đa rồi reset trở lại 0 để đếm lên hay đếm xuống tới 0 rồi. của mạch đếm nhị phân 4 bit như sau : Khoa hoc tu nhien - ly thuyet mach so  Ở trước là mạch đếm lên lần lượt chia 2 tần số, số hệ 10 ra tương ứng là từ 0 đến 15. Cũng có khi cần mạch đếm xuống