Mạch dãy - Phần 8 ppsx

2.8 MỘT SỐ MẠCH DÃY THƯỜNG GẶP 2.8.1 THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐẾM 2.8.2 CÁC BỘ GHI DỊCH 2.8.1 THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐẾM (Counter) • Bộ đếm là một mạch dãy tuần hoàn với chu kỳ k trạng thái (a 0 , a 1 , a k-1 ) bằng hệ số đếm, có một đầu vào đếm x, một đầu ra y. Dưới tác dụng của t/h vào x, mạch chuyển trạng thái theo một trình tự nhất định. Khi bộ đếm đang ở trạng thái thứ k-1 mà có t/h vào x, mạch chuyển vể trạng thái ban đầu a 0 và cho ra t/h y=1. a 0 a 1 a 2 a k-1 x/0 x/0 x/0 x/1 0/x 0/x 0/x 0/x • Phân loại các bộ đếm.  Theo cách làm vi ệ c : đồng bộ (Synchronous) và không đồng bộ hay dị bộ (Asynchronous).  Theo h ướ ng đế m : đếm thuận (Up Counter) và đếm ngược (Down Counter).  Theo mã đế m : mã nhị phân, mã Gray, mã BCD, mã Johnson, mã vòng  Theo h ệ s ố đế m k : k = 2 n và k ≠ 2 n  Theo kh ả n ă ng l ậ p trình (hệ số đếm, hướng đếm ): không có khả năng và có khả năng lập trình. • Các bước thiết kế bộ đếm. 1- Vẽ đồ hình trạng thái. 2- Xác định số FF n: - Mã nhị phân và mã Gray: n ≥ log 2 k - Mã vòng: n = k - Mã Johnson: n = (1/2)k 3- Mã hóa các trạng thái theo mã đã cho. 4- Xác định hàm ra và các hàm kích các FF (từ đồ hình hoặc từ bảng chuyển trạng thái). 5- Vẽ sơ đồ bộ đếm. 2.8.1.1 Thiết kế các bộ đếm đồng bộ. • B ộ đế m thu ậ n nh ị phân đồ ng b ộ có k = 2 - Đồ hình trạng thái: - Số FF: n = log 2 k = 1 - Mã hóa trạng thái: a 0 mã hóa là: Q = 0 a 1 mã hóa là: Q = 1 - Hàm ra: y = xQ Hàm kích cho RS-FF: a 0 a 1 x/0 x/1 0/x 0/x Q=0 Q=1 x/0 x/1 0/x 0/x QxS = xQR = 10x Q 1 0 01 x0 S 10x Q 1 0 10 0x R RS-FF x Q Q S R C Hàm kích cho JK-FF: J = x K = x Hàm kích cho D-FF: Hàm kích cho T-FF: QxD = xT = D-FF D C Q Q x T-FF T Q Q x C 1 JK-FF J K Q Q x 1 C • B ộ đế m thu ậ n nh ị phân đồ ng b ộ có k = 4 - Đồ hình trạng thái: a 0 a 1 a 2 a 3 x/0 x/0 x/0 x/1 0/x 0/x 0/x 0/x Q 1 Q 0 A 11a 3 10a 2 01a 1 00a 0 - Số FF: n = log 2 4 = 2 - Mã hóa trạng thái: 00 01 10 11 x/0 x/0 x/0 x/1 0/x 0/x 0/x 0/x - Hàm ra: y = xQ 1 Q 0 Hàm kích cho RS-FF: 10011 0xx00 10110100x Q 1 Q 0 S 0 x0101 xx000 10110100x Q 1 Q 0 S 1 010x1 00xx0 10110100x Q 1 Q 0 R 1 01101 x00x0 10110100x Q 1 Q 0 R 0 00 QxS = 011 QQxS = 00 xQR = 011 QxQR = RS-FF Q 1 1 Q 1 S 1 R C RS-FF x Q 0 0 Q 0 S 0 R C Hàm kích cho JK-FF: J 0 = K 0 = x J 1 = K 1 = xQ 0 JK-FF Q 1 1 Q 1 J 1 K C JK-FF x Q 0 0 Q 0 J 0 K C 1 • B ộ đế m ng ượ c nh ị phân đồ ng b ộ có k = 4 - Đồ hình trạng thái: a 0 a 1 a 2 a 3 x/0 x/0 x/0 x/1 0/x 0/x 0/x 0/x Q 1 Q 0 A 11a 3 10a 2 01a 1 00a 0 - Số FF: n = log 2 4 = 2 - Mã hóa trạng thái: 00 01 10 11 x/0 x/0 x/0 x/1 0/x 0/x 0/x 0/x [...]... 1 x B 1 x m thu n dùng JK-FF: J C JK-FF K Q 1 Q J C JK-FF K Q 1 Q J C JK-FF K Q Q m ngư c dùng JK-FF: J C JK-FF K Q Q 1 J C JK-FF K Q Q 1 J C JK-FF K Q Q • B m th p phân không ng b (dùng JKFF ho c RS-FF) - Vi t các hàm kích c a các FF c a b m th p phân ng b ( m thu n hay m ngư c theo yêu c u), b i tín hi u ng b - Xung m x ư c ưa vào u vào xung nh p c a FF có tr ng s nh nh t - u vào xung nh p c a m... bi u th c c a J và K c a nó VD B m th p phân thu n dùng JK-FF - Các hàm kích: JA = KA = 1 J B = DA J C = BA J D = CBA - KB = A K C = BA KD = A u vào xung nh p cho t ng FF: CA = x CB = A CC = BA CD = A 1 x JA Ck KA JB Ck JK-FF KB A JK-FF A 1 JC Ck B KC B JK-FF JD Ck JK-FF C KD C D D 2 .8. 2 B GHI D CH 2 .8. 2.1 Các b ghi d ch • B ghi d ch là m t dãy các FF n i ti p nhau, u ra c a FF này n i v i u vào FF... 01 11 10 00 x x x x BA 01 11 10 x 0 1 x 0 1 x x x x x x KB = A 1 JA Ck KA x JK-FF JB Ck JK-FF A KB A JC Ck B KC B JK-FF JD C Ck JK-FF C KD D D 2 .8. 1.2 Thi t k các b m không ng b • B m nh phân không ng b - M i FF m c ki u b m nh phân ng b k=2 - Xung m x ư c ưa vào u vào xung nh p c a FF có tr ng s nh nh t (sư n âm tích c c) - u vào xung nh p c a m i FF ti p theo n i v i u ra thu n c a FF t ng ngay trư.. .- Hàm ra, hàm kích cho RS-FF: y = xQ1.Q0 S0 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 0 x x 0 1 1 0 0 1 S 0 = xQ0 S1 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 0 0 x x 1 1 0 x 0 S1 = xQ1.Q0 R0 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 x 0 0 x 1 0 1 1 0 R1 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 x x 0 0 1 0 x 0 1 R0 = xQ0 R1 = xQ1 Q0 S0 C RS-FF R0 x S1 C RS-FF R1 Q0 Q0 Hàm kích cho JK-FF: J0 = K0 = x 1 x J0 C JK-FF K0 Q0 Q0 J1 C JK-FF K1 Q1 Q1 J1 = K1 = xQ0 Q1 Q1 • B - m thu... 00 01 11 10 00 x x x x BA 01 11 10 x 1 0 x 1 0 x x x x x x KB = A 1 JA Ck KA x JK-FF A A JB Ck JK-FF KB JC Ck B KC B JK-FF JD Ck JK-FF C KD C D D • B m ngư c th p phân ng b (k = 10) mã NBCD dùng JK-FF - S FF: n ≥ log210 = 4 - B ng chuy n tr ng thái ã mã hóa nh phân b ng 4 bi n D, C, B, A ng v i 4 FF: tt 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 DCBA 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 D'C'B'A' 1001 0000 0001... x/0 x/1 10 - Hàm ra, hàm kích cho RS-FF: Q1Q0 S0 x 00 01 11 10 0 0 x x 0 1 1 x 0 0 y = xQ1 Q0 S1 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 0 0 x x 1 0 1 x 0 S 0 = xQ1 S1 = xQ0 R0 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 x 0 0 x 1 0 0 1 x R1 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 x x 0 0 1 x 0 0 1 R0 = xQ1 R1 = xQ0 x S0 C RS-FF R0 Q0 Q0 Hàm kích cho JK-FF: Sơ cũng gi ng như dùng RS-FF S1 C RS-FF R1 Q1 Q1 J 0 = xQ1 J1 = xQ0 K 0 = xQ1 K1 = xQ0 • B - m ngư c mã... 00 x/0 x/0 01 x/0 x/0 x/0 x/1 11 x/0 10 - Hàm ra, hàm kích cho RS-FF: Q1Q0 S0 x 00 01 11 10 0 0 x x 0 1 0 0 x 1 y = xQ1.Q0 S1 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 0 0 x x 1 1 0 0 x S 0 = xQ1 S1 = xQ0 R0 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 x 0 0 x 1 x 1 0 0 R1 Q1Q0 x 00 01 11 10 0 x x 0 0 1 0 x 1 0 R0 = xQ1 R1 = xQ0 x S0 C RS-FF R0 Q0 Q0 Hàm kích cho JK-FF: Sơ cũng gi ng như dùng RS-FF S1 C RS-FF R1 Q1 Q1 K 0 = xQ1 K1 = xQ0 J 0 = xQ1... JK-FF - S FF: n ≥ log210 = 4 - B ng chuy n tr ng thái ã mã hóa nh phân b ng 4 bi n D, C, B, A ng v i 4 FF: tt 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 DCBA 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 D'C'B'A' 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 0000 JDKD 0x 0x 0x 0x 0x 0x 0x 1x x0 x1 JCKC 0x 0x 0x 1x x0 x0 x0 x1 0x 0x JBKB 0x 1x x0 x1 0x 1x x0 x1 0x 0x JAKA 1x x1 1x x1 1x x1 1x x1 1x x1 - Hàm kích cho JK-FF:... D'C'B'A' 1001 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 JDKD 1x 0x 0x 0x 0x 0x 0x 0x x1 x0 JCKC 0x 0x 0x 0x x1 x0 x0 x0 1x 0x JBKB 0x 0x x1 x0 1x 0x x1 x0 1x 0x JAKA 1x x1 1x x1 1x x1 1x x1 1x x1 - Hàm kích cho JK-FF: JD DC 00 01 11 10 00 1 0 x x BA 01 11 10 0 0 0 0 0 0 x x x x x x J D = C.B A JA = KA = 1 KD DC 00 01 11 10 00 x x x 1 BA 01 11 10 x x x x x x x x x 0 x x KD = A JC DC 00 01 11 10 00 0 x x... theo, dùng lưu gi thông tin và th c hi n d ch s (d ch phái hay d ch trái) • ng d ng: nh s li u trong các CPU, các c ng vào ra; chuy n s li u song song thành n i ti p và ngư c l i; dùng thi t k b m; t o dãy tín hi u nh phân tu n hoàn theo yêu c u cho trư c  . 2 .8 MỘT SỐ MẠCH DÃY THƯỜNG GẶP 2 .8. 1 THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐẾM 2 .8. 2 CÁC BỘ GHI DỊCH 2 .8. 1 THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐẾM (Counter) • Bộ đếm là một mạch dãy tuần hoàn với chu kỳ k trạng thái (a 0 , a 1 , a k-1 ). kế bộ đếm. 1- Vẽ đồ hình trạng thái. 2- Xác định số FF n: - Mã nhị phân và mã Gray: n ≥ log 2 k - Mã vòng: n = k - Mã Johnson: n = (1/2)k 3- Mã hóa các trạng thái theo mã đã cho. 4- Xác định hàm. JK-FF: J = x K = x Hàm kích cho D-FF: Hàm kích cho T-FF: QxD = xT = D-FF D C Q Q x T-FF T Q Q x C 1 JK-FF J K Q Q x 1 C • B ộ đế m thu ậ n nh ị phân đồ ng b ộ có k = 4 - Đồ hình trạng thái: a 0 a 1 a 2 a 3 x/0 x/0