Bài giảng điện tử số part 9 potx

Bài ging N T S 1 Trang 104 Trng hp Ck tác ng theo sn lên (hình 5.1b): Trong các s mch này Clr (Clear) là ngõ vào xóa ca TFF. Ngõ vào Clr tác ng mc thp, khi Clr = 0 thì ngõ ra Q ca FF b xóa v 0 (Q=0). Gin  thi gian ca mch  hình 5.1a : ng trng thái hot ng ca mch hình 5.1a: Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip Ck Q 2 Q 1 Q 2 Q 1 1 2 3 4 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 T Ck 1 T Ck 2 Q 2 Q 1 11 Ck Clr 1 Q Q 2 H 5.1b Ck 1 2 3 4 5 7 8 1 1 1 10 0 0 0 0 0 00 1 1 1 1 Ck Q 1 Q 2 Hình 5.2a. Gin  thi gian mch hình 5.1a Chng 5. H tun t Trang 105 Gin  thi gian mch hình 5.1b : ng trng thái hot ng ca mch hình 5.1b : Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip Ck Q 2 Q 1 Q 2 Q 1 1 2 3 4 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 b. m xung ây là bm có ni dung m gim dn. Nguyên tc ghép các FF cng ph thuc vào tín hiu u khin Ck: - Tín hiu Ck tác ng sn xung: TFF hoc JKFF c nghép ni vi nhau theo qui lut sau: Ck i+1 = i Q - Tín hiu Ck tác ng sn xung: TFF hoc JKFF c nghép ni vi nhau theo qui lut sau: Ck i+1 = Q i Trong ó T luôn luôn gi mc logic 1 (T = 1) và ngõ ra ca TFF ng trc ni vi ngõ vào Ck ca TFF ng sau. 1 2 3 4 5 7 8 1 1 1 10 0 0 0 00 00 11 1 1 Ck Q 1 Q 2 11 1 1 0 0 0 0 1 Q Hình 5.2b. Gin  thi gian mch hình 5.1b Bài ging N T S 1 Trang 106 Ví d: Xét mt mch m 4, m xung, m ni tip dùng TFF.  lng TFF cn dùng: 4 = 2 2 ⇒ dùng 2 TFF.  mch thc hin khi s dng Ck tác ng sn xung và Ck tác ng sn lên ln lt c cho trên hình 5.3a và 5.3b : T Ck 1 T Ck 2 Q 2 Q 1 11 Ck Clr H 5.3b Ck Hình 5.3a Ck T Ck 1 T Ck 2 Q 2 Q 1 11 Ck Clr 1 Q Q 2 Hình 5.4a. Gin  thi gian mch H 5.3a 1 2 3 4 5 7 8 Ck Q 1 Q 2 11 1 1 0 0 0 0 1 Q 0 0 00 11 1 1 0 0 Chng 5. H tun t Trang 107 ng trng thái hot ng ca mch hình 5.3a: Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip Ck Q 2 Q 1 Q 2 Q 1 1 2 3 4 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 Gin  thi gian ca mch hình 5.3b: ng trng thái hot ng ca mch hình 5.3b : Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip Ck Q 2 Q 1 Q 2 Q 1 1 2 3 4 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 c. m lên/xung: i X là tín hiu u khin chiu m, ta quy c: + Nu X = 0 thì mch m lên. + Nu X = 1 thì m xung. Ta xét 2 trng hp ca tín hiu Ck: - Xét tín hiu Ck tác ng sn xung: Lúc ó ta có phng trình logic: iii1i QXQX.QXCk ⊕=+= + - Xét tín hiu Ck tác ng sn lên: Lúc ó ta có phng trình logic: ii i 1i QXX.QQ.XCk ⊕=+= + Hình 5.4b. Gin  thi gian mch hình 5.3b 1 2 3 4 5 7 8 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Ck Q 1 Q 2 0 Bài ging N T S 1 Trang 108 d. m modulo M: ây là bm ni tip, theo mã BCD 8421, có dung lng m khác 2 n . Ví d: Xét mch m 5, m lên, m ni tip.  lng TFF cn dùng: Vì 2 2 = 4 < 5 < 8 = 2 3 ⇒ duìng 3 TFF. y bm này s có 3 u ra (chú ý: S lng FF tng ng vi su ra). ng trng thái hot ng ca mch: Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip Ck Q 3 Q 2 Q 1 Q 3 Q 2 Q 1 1 2 3 4 5 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1/0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1/0 u dùng 3 FF thì mch có thm c 8 trng thái phân bit (000 → 111 tng ng 0→7). Do ó,  s dng mch này thc hin m 5, m lên, thì sau xung Ck th 5 ta tìm cách a t hp 101 v 000 có ngha là mch thc hin vic m li t t hp ban u. Nh vy, bm sm t 000 → 100 và quay v 000 tr li, nói cách khác ta ã m c 5 trng thái phân bit.  xóa bm v 000 ta phân tích: Do t hp 101 có 2 ngõ ra Q 1 , Q 3 ng thi bng 1 (khác vi các t hp trc ó) ( ây chính là du hiu nhn bit u khin xóa bm. Vì vy  xóa b m v 000: - i vi FF có ngõ vào Clr tác ng mc 0 thì ta dùng cng NAND 2 ngõ vào. - i vi FF có ngõ vào Clr tác ng mc 1 thì ta dùng cng AND có 2 ngõ vào. Nh vy s mch m 5 là s ci tin t mch m 8 bng cách mc thêm phn t cng NAND (hoc cng AND) có hai ngõ vào (tùy thuc vào chân Clr tác ng mc logic 0 hay mc logic 1) c ni n ngõ ra Q 1 và Q 3 , và ngõ ra ca cng NAND (hoc AND) sc ni n ngõ vào Clr ca bm (cng chính là ngõ vào Clr ca các FF). Trong trng hp Clr tác ng mc thp s mch thc hin m 5 nh trên hình 5.5 : T Ck 1 T Ck 2 Q 2 Q 1 11 Ck Clr T Ck 3 Q 3 1 Hình 5.5. Mch m 5, m lên Chng 5. H tun t Trang 109 Y 1 C1 R1 Y VCC 1 Hình 5.7. Mch Reset mc 0 Chú ý: Do trng thái ca ngõ ra là không bit trc nên  mch có thm t trng thái ban u là 000 ta phi dùng thêm mch xóa tng ban u  xóa bm v 0 (còn gi là mch RESET ban u). Phng pháp thc hin là dùng hai phn t thng R và C. Trên hình 5.7 là mch Reset mc 0 (tác ng mc 0). Mch hot ng nh sau: Do tính cht n áp trên t C không t bin c nên ban u mi cp ngun Vcc thì V C = 0 ( ngõ ra Clr = 0 và mch có tác ng Reset xóa bm, sau ó t C c np n t ngun qua n tr R vi thi ng np là τ = RC nên n áp trên t tng dn, cho n khi t C np y thì n áp trên t xp x ng Vcc ⇒ ngõ ra Clr = 1, mch không còn tác dng reset. Chú ý khi thit k: Vi mt FF, ta bit c thi gian xóa (có trong Datasheet do nhà sn xut cung cp), do ó ta phi tính toán sao cho thi gian t C np n t giá tr ban u n giá trn áp ngng phi ln n thi gian xóa cho phép thì mi m bo xóa c các FF. ch cho phép xóa bm tng (H 5.8) và bng tay (H 5.9): Ck Q 1 Q 2 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 2 3 4 5 7 8 9 10 6 0 0 0 0 00 00 1 Q 3 Hình 5.6. Gin  thi gian mch m 5, m lên T Ck 1 T Ck 2 Q 2 Q 1 1 1 Ck Clr T Ck 3 Q 3 1 Y 1 R1 C1 Y VCC 1 Hình 5.8. Mch cho phép xóa bm tng Bài ging N T S 1 Trang 110 T Ck 1 T Ck 2 Q 2Q 1 1 1 Ck Clr T Ck 3 Q 3 1 Y 1 R1 C1 Y VCC 1 Y 1 Hình 5.9. Mch cho phép xóa bm tng và bng tay u m ca bm ni tip: n gin, d thit k. Nhc m: Vi dung lng m ln, s lng FF s dng càng nhiu thì thi gian tr tích ly khá ln. Nu thi gian tr tích ly ln hn mt chu k tín hiu xung kích thì lúc by gi kt qu m s sai. Do ó,  khc phc nhc m này, ngi ta s dng bm song song. 5.2.3. Bm song song 1. Khái nim m song song là bm trong ó các FF mc song song vi nhau và các ngõ ra s thay i trng thái di su khin ca tín hiu Ck. Chính vì vy mà ngi ta còn gi bm song song là bm ng b. ch m song song c s dng vi bt k FF loi nào và có thm theo qui lut bt k cho trc. Vì vy,  thit k bm ng b (song song) ngi ta da vào các bng u vào kích a FF. 2. Mch thc hin i vi bm song song dù m lên hay m xung, hoc là m Modulo M (m lên/m xung) u có cách thit k chung và không ph thuc vào tín hiu Ck tác ng sn lên, sn xung, mc 0 hay mc 1. Các bc thc hin : - T yêu cu thc t xây dng bng trng thái hot ng ca bm. - Da vào bng u vào kích ca FF tng ng  xây dng các bng hàm giá tr ca các ngõ vào d liu (DATA) theo ngõ ra. - Dùng các phng pháp ti thiu  ti thiu hóa các hàm logic trên. - Thành lp s logic. Ví d : Thit k mch m ng b, m 5, m lên theo mã BCD 8421 dùng JKFF. Trc ht xác nh s JKFF cn dùng: Vì 2 2 = 4 < 5 < 8 = 2 3 ⇒ dùng 3 JKFF ⇒ có 3 ngõ ra Q 1 , Q 2 , Q 3 . Ta có bng trng thái mô t hot ng ca bm nh sau: Chng 5. H tun t Trang 111 Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip Ck Q 3 Q 2 Q 1 Q 3 Q 2 Q 1 1 0 0 0 0 0 1 2 0 0 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 4 0 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 0 0  chng 3 chúng ta ã xây dng c bng u vào kích cho các FF và ã có c bng u vào kích tng hp nh sau: Q n Q n+1 S n R n J n K n T n D n 0 0 0 X 0 X 0 0 0 1 1 0 1 X 1 1 1 0 0 1 X 1 1 0 1 1 X 0 X 0 0 1 ó ta suy ra bng hàm giá tr ca các ngõ vào data theo các ngõ ra nh sau : Xung Trng thái hin ti Trng thái k tip vào Q 3 Q 2 Q 1 Q 3 Q 2 Q 1 J 3 K 3 J 2 K 2 J 1 K 1 1 0 0 0 0 0 1 0 X 0 X 1 X 2 0 0 1 0 1 0 0 X 1 X X 1 3 0 1 0 0 1 1 0 X X 0 1 X 4 0 1 1 1 0 0 1 X X 1 X 1 5 1 0 0 0 0 0 X 1 0 X 0 X Bài ging N T S 1 Trang 112 p bng Karnaugh  ti thiu hóa ta c: u ý: Khi thit k tính toán ta dùng các phng pháp ti thiu a v phng trình logic ti gin. Nhng trong thc t thì ôi lúc không phi nh vy. Ví d: K 3 = 1, K 3 = Q 3 hay K 3 = 2 Q u úng, nhng khi lp ráp thc t ta chn K3 = 2 Q  tránh dây ni dài gây nhiu cho mch.  logic: Hình 5.10 00 01 11 10 0 1 Q 3 Q 2 Q 1 J 1 x 01 1 x x x x J 1 = Q 1 00 01 11 10 0 1 Q 3 Q 2 Q 1 K 1 x xx x 1 1 x x K 1 = 1 = Q 1 00 01 11 10 0 1 Q 3 Q 2 Q 1 J 2 x 00 x 1 x x x J 2 = Q 1 00 01 11 10 0 1 Q 3 Q 2 Q 1 K 2 x 0x 0 x 1 x x K 2 = Q 1 00 01 11 10 0 1 Q 3 Q 2 Q 1 J 3 x X0 0 0 1 x x J 2 = Q 1 Q 2 00 01 11 10 0 1 Q 3 Q 2 Q 1 K 3 x 0x 0 x 1 x x K 3 = 1 = Q 3 = 21 QQ = Ck 1 Q 1 1 Q J 1 K 1 Ck 2 Q 2 2 Q J 2 K 2 Ck 3 Q 3 3 Q J 3 K 3 Q 3 Q 2 Q 1 C k Clr 3 Q Hình 5.10. S mch m lên m 5, m song song Chng 5. H tun t Trang 113 Gii thích hot ng ca bm: - Ban u dùng mch RC xóa v 0 ⇒ Q 1 = Q 2 = Q 3 = 0. J 1 = K 1 =1 ; J 2 = K 2 = Q 2 = 0 ; J 3 = 0, K 3 = 1. - Khi Ck 1 : Các trng thái ngõ ra u thay i theo trng thái ngõ vào DATA trc ó. J 1 = K 1 = 1 ⇒ Q 1 = 0 1 Q = 1. J 2 = K 2 = 1 ⇒ Q 2 = 0 2 Q = 0. J 3 = 0, K 3 = 1 ⇒ Q 3 = 1 bt chp trng thái trc ó. (Hoc J 3 = 0, K 3 = 0 ⇒ Q 3 = 0 3 Q = 0) ⇒ Q 3 Q 2 Q 1 = 001. Lúc ó: J 1 = K 1 = 3 Q = 1; J 2 =K 2 = Q 1 = 1; J 3 =Q 2 .Q 1 = 0, K 3 = 1. (Hoc K 3 = Q 3 = 0). - Khi Ck 2 : J 1 = K 1 = 1 ⇒ Q 1 = 1 1 Q = 0. J 2 = K 2 = 1 ⇒ Q 2 = 1 2 Q = 1. J 3 = 0, K 3 = 1 ⇒ Q 3 = 0. (Hoc J 3 = 0, K 3 = 0 ⇒ Q 3 = 1 3 Q = 0) ⇒ Q 3 Q 2 Q 1 = 010. Lúc ó: J 1 = K 1 = 3 Q = 1 ; J 2 = K 2 = Q 1 = 0; J 3 = 0, K 3 = 1. (Hoc K 3 = 2 Q = 0). - Khi Ck 3 : J 1 = K 1 = 1 ⇒ Q 1 = 2 1 Q = 1. J 2 = K 2 = 0 ⇒ Q 2 = 0 2 Q = 1. J 3 = 0, K 3 = 1 ⇒ Q 3 =0 bt chp trng thái trc ó. (Hoc J 3 = 0, K 3 = 0 ⇒ Q 3 = 2 3 Q = 0 ) ⇒ Q 3 Q 2 Q 1 = 011. Lúc ó: J 1 = K 1 = 3 Q = 1; J 2 = K 2 = Q 1 = 1; J 3 = Q 2 .Q 1 = 1, K 3 = 0. (Hoc K 3 = 1). - Khi Ck 4 : J 1 = K 1 = 1 ⇒ Q 1 = 3 1 Q = 0. J 2 = K 2 = 1 ⇒ Q 2 = 3 2 Q = 0. J 3 = 0, K 3 = 1 ⇒ Q 3 =1 bt chp trng thái trc ó. (Hoc J 3 = 0, K 3 = 0 ⇒ Q 3 = 0 3 Q = 0 ) ⇒ Q 3 Q 2 Q 1 = 100. Lúc ó: J 1 = K 1 = 3 Q = 1; J 2 = K 2 = Q 1 = 0; J 3 = Q 2 .Q 1 = 0, K 3 = 1. (Hoc K 3 = Q 3 = 0). - Khi Ck 5 : J 1 = K 1 = 1 ⇒ Q 1 = 4 1 Q = 0. J 2 = K 2 = 1 ⇒ Q 2 = 4 2 Q = 0. J 3 = 0, K 3 = 1 ⇒ Q 3 =0 bt chp trng thái trc ó. ⇒ Q 3 Q 2 Q 1 = 000 . Lúc ó: J 1 = K 1 = 3 Q = 1; J 2 = K 2 = Q 1 = 0; J 3 = Q 2 .Q 1 = 0, K 3 = 1. ch tr v trng thái ban u. [...]... song song gi vai trò xung Ck cho b m 2 Bài gi ng Gi n NT S 1 Trang 116 th i gian c a 5 song song n i ti p 2 1 4 3 2 6 5 7 8 9 10 Ck 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Q3 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 Q4 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 Q1 Q2 Hình 5.14 Gi n th i gian Nh n xét: Cách ghép này không c dùng chia t n s ng tr ng thái mô t ho t ng c a m ch : Xung vào Ck 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m 5 song song ghép 2 n i ti p m th... 1 4 3 2 5 7 6 9 8 10 Ck 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Q3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Q4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Q1 Q2 Hình 5.12 Gi n th i gian 2 n i ti p ghép v i 5 song song Nh n xét: Cách ghép này dùng m th p phân, nh ng không dùng chia t n s ng tr ng thái mô t ho t ng c a m ch: Tr Xung vào Tr ng thái hi n t Ck Q4 Q3 Q2 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 1 4 0 0 1 5 0 1 0 6 0 1 0 7 0 1 1 8 0 1 1 9 1 0 0 10 1 0.. .Bài gi ng 5.2.4 NT S 1 Trang 114 m thu n ngh ch thi t k m ch cho phép v a m lên v a m xu ng, ta th c hi n nh sau: - Cách 1: p hàm Jlên, Jxu ng, Klên, Kxu ng (gi s ta dùng JKFF) i X là tín hi u u khi n... J1 K1 ng b mh nh p m h n h p là b m mà trong ó bao g m c m n i ti p và m song song ây là b m ch t o khá nhi u trong th c t và kh n ng ng d ng c a b m h n h p khá l n so v i b m song song Ví d : B m 7 490 bên trong bao g m 2 b m ó là b m 2 n i ti p và b m 5 song song Hai b m này tách r i nhau Do ó, tùy thu c vào vi c ghép hai b m này l i v i nhau mà ch có th th c hi n c vi c m th p phân ho c chia t n . FF. ch cho phép xóa bm tng (H 5.8) và bng tay (H 5 .9) : Ck Q 1 Q 2 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 2 3 4 5 7 8 9 10 6 0 0 0 0 00 00 1 Q 3 Hình 5.6. Gin  thi gian mch m. lên T Ck 1 T Ck 2 Q 2 Q 1 1 1 Ck Clr T Ck 3 Q 3 1 Y 1 R1 C1 Y VCC 1 Hình 5.8. Mch cho phép xóa bm tng Bài ging N T S 1 Trang 110 T Ck 1 T Ck 2 Q 2Q 1 1 1 Ck Clr T Ck 3 Q 3 1 Y 1 R1 C1 Y VCC 1 Y 1 Hình 5 .9. Mch cho phép xóa bm tng và bng. 5.4b. Gin  thi gian mch hình 5.3b 1 2 3 4 5 7 8 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Ck Q 1 Q 2 0 Bài ging N T S 1 Trang 108 d. m modulo M: ây là bm ni tip, theo mã BCD 8421, có dung