Cơ sở kĩ thuật điện tử số giáo trình tinh giản phần 2 đh bách khoa hà nội

Chương MẠCH FLIP - FLOP 5.1 MỘT SỐ CẤU TRÚC MẠCH THƯÒNG GẶP CỦA FLIP - FLOP Tín hiệu số nhị phân làtín hiệu mạch số FF làphân tử lưu trữ (nhớ) tín hiệu nhị phân, bít tín hiệu nhị phân cd thể nhận hai giá trị 0, nên FF tối thiểu cần cố chức nãng sau : - Ctí hai trạng thái ổn định, trạng thái trạng thái 1, - Có thể tiếp thu, lưu trữ đưa tín hiệu vào Đương nhiên, thực tiễn đề yêu cầu khác Tiết trình bày vấn đê : mạch điện đảm bảo chức 5.1.1 Flip flop RS 1) Cấu trúc mạch kí hiệu Hỉnh -1 -1 trình bày sơ đồ logic kí hiệu logic Flip Flop RS Mạch điện gồm hai cổng NAND nối ghép chéo R, s tín hiệu đẩu vào, dấu gạch ngang kí tự biểu thị tín hiệu hoạt động mức thấp (một khuyên tròn kí hiệu logic biểu thị điều đtí) Ntíi cách khác, đầu vào ỏ mức thấp biểu thị ctí tín hiệu, đẩu vào mức cao biểu thị không cố tín hiệu Q Q biểu thị trạng thái FF, thời biểu thị đấu * 47 L J ir ir à) ìĩinh 5- 7- Flip Fop RS : a) Sơ đổ logic ; 2) Nguyên lí làm việc b) Kí iiiệu ỉogic a) Hai trạng thái ổn định Khi không cd tín hiệu, tức R = s = trạng thái 0_và trạng thái đây, chúng gọi Q = 1, Q = trạng trạng cổng B ^ B ngắt, trì Q = Mà Q với s = làm cho cổng A thông, 180 1, mạch cđ hạị_ trạng thái ổn định ta gọi Q = 0, Q= trạng thái 0, thái 0, Q = hổi tiếp đến đầu vào = lại hồi tiếp đến đầu vào cổng A, trì Q = Do đđ, mạch hoàn toàn tự dộng trì trạng thá^ Tương _t^ự, trạng thái 1, Q = R = làm cho cổng B thông, trì Q = Mà Q = lại làm cho cổng A ngát, trì Q = Vậy trạng thái tự giữ b) Quá trình tiếp thu tín hiệu Giả sử FF trạng thái 0, đưa xung âm vào cMu s Mạch điện chuyển biến nhanh sang trạng thái Vì xung âm đẩu vào s, sau thời gian trễ truyền đạt cấp cổng tpjj cổng A từ thông sang ngắt, đẩu Q từ sang Lại sau thời gian trễ truyén đạt cấp cổng nữa, cổng B từ ngắt sang thông, đầu Q từ sang Vậy sau thời gian 2tp^ FF hoàn thành chuyển biến trạng thái từ sang Lúc_này, tín hiệu đẩu vào, Q = f hồi tiếp dẩn đến đẩu vào cổng A, FF cd thể tự động trì trạng thái 1, mà không trở lại trạng thái vỉ thế, xung ũ' âxn đẩu vào gọi xung kích Giả sử FF_Ở trạng thái 1, đưa xung âm vào đầu R Quá trình tương tự xảy ra, sau thời gian FF chuyển từ trạng thái sang trạng thái (xem dạng sđng hình 5-1 -2 ) Hình S - l - Dạng sóng Flip Flop RS bàn Vì tín hiệu ở_đầu vào s cđthể cd thể thiết lập FF trạng thái 1, tín hiệu ởđẩu vào R cđ thể_và cd thể xda FF vễ trạng thái 0, nên thường gọi s đẩu vào đặt (set) R đầu vào xđa (Reset) Nếu xem xét trình chuyển biến trạng thái tỉ mỉ hơn, thấy : hai mạch NAND nối ghép chéo nên FFcổ thể tự giữ không cd tín hiệu, mà xuất trỉnh phản hồi dương mạch FF cđ xung kích tạo điéu kiện để FF nhanh chđng hoàn thành chuyển trạng thái, ví dụ, trình thiết lập 1, s giảm đến mức mở cổng, mức'đầu Q t ^ g lên, hồi tiếp đến đẩu vào cổng B, làm cho cổng B chuyển từ ngắt sang thông, Q giảm mức, hổi tiếp đến đẩu vào cổng A, lại_ làm cho cổng A ngát sâu hơn, Q táng mức nữa, kết làm cho Q giảm mức thêm Cứ vậy, sđng dổn gid dập bão táp, thác lở, làm cho cổng A ngắt nhanh, cổng B thông nhanh, FT chuyển trạng thái từ sang thời gian cực ngắn Thông qua đẩu Reset R, cđ trình phản hổi dương tương tự Chính vỉ thế, sườn trước xung kích (xung âm) không dốc lám, đẩu FF ta nhận xung cổ sườn dốc c) Không cho phép dòng thời đưa tín hiệu vào R s Khi dùng loại FF Ịànạ^phần tử nhớ, không_được_phép thời đưa tín hiệu kích vào hai đấu vào R, s,jtứ c trạng _thái R = s = bị cấm Do đặc tính mạch cổng NAND, R = s = Q, Q thời 1, phấn tử nhớ mà trạng thái 0, củng trạng thái đâu phẩn tử nhớ ! Mặt khác, R, s thời từ (bỏ tín hiệu) trạng thái FF bất định, co thể 0, cố thể Vỉ ràng nhân tố định trạng thái FF lúc không cđ cách biết trước xác được, chẳng hạn khác 181 nhỏ đặc tính động haỊ cổng NAND hay tình nhỉễu thời điểm xét Đương nhiên, hai đầu vào R, s khổng thời, trạng thái FF cđ thể xác định sau bỏ tín hiệu d) Bảng chức phương trĩnh dặc trung Tầ dùng kí hiệu Q" biểu thị trạng trạng thái tại, dùng kí hiệu hiệu, gọi trạng thái Quan bảng chức (bảng chân lí) mô tả -1 -1 thái FF trước tiếp thu tín hiệu, gọi biểu thị trạng thái FF sau tiếp thu tín hệ logic Q", R, s biểu thị chuyển đổi trạng thái xảy bảng Bảnz S - - ; BẢNG CH Ứ C N Ả N G CỦA F L IP FLO P RS CO BẢN \ R r í lH+1 00 01 11 10 0 X 1 X Hình S -1 -3 Bảng Karnaugh Q n+l Trong bảng, bai trạng thái Q"RS = 011, 111 bị cấm, tương ứng đánh dẩu chéo (x ) cột Q'”'^ tối thiểu htía cđ thể sử dụng Chúng ta ctí thể xem Q", R, s biến logic, hàm logic biến Từ bảng 5-1 -1 ta vẽ bảng Karnaugh hỉnh -1 -3 Cân vào bảng Karnaugh ta phương trình đặc trưng sau FF : = s + RQ" RS = (ràng buộc từ trạng thái cấm) Bảng chức phương trinh đặc trưng phương pháp biểu diễn số học quan hệ logic trạng thái Q", tín hiệu đầu vào R, s với trạng thái Flip Flop RS Chúng miêu tả đẩy đủ chức logic nd ũ _ Q I [ợ /? 3) FUp Flop RS bàn dùng cổng NOR Xem hlnh -1 -4 , so sánh với hình -1 -1 , ta thấy cố điểm khác biệt : vị trí R, s đảo mức tích cực tín hiệu đảo (không cđ dấu gạch ngang) Các đẩu vào R, s mức cao biểu thị cố tín hiệu, mức thấp biểu I Q Hình -1 -4 Flip Flop RS cớ bàn dùng cổng N O R a) Sd đổ logic 182 b) Kí hiệu logic thị không cố tín hiệu Căn cứvào tính chất cổng NOR, tỉm hiểu nguyên lí công tác viết bảng chức năng, phương trỉnh đặc trưng mạch Khi R = s = Q, Q thời 0, đđ trạng thái cấm 4) Đặc điểm ưu điểm : mạch đơn giản, cđ thể nhớ bít, sở để cấu trúc FF hoàn hảo Nhược điểm : tín hiệu trực tiếp điểu khiển trạng thái đầu ra, ứng dụng bị hạn chế, tín hiệu vào ràng buộc lẫn (không trạng thái cấm) 5.1.2 Flip flop RS đồng 1) Cấu trúc mạch kí hiệu Để khắc phục nhược điểm loại Flip Flop RS trực tiếp điêu khiển, người ta thêm vào hai cổng điều khiển tín hiệu điêu khiển, nên tín hiệu đẩu vào truyền qua cổng điểu khiển, xem hlnh -1 -5 Các cổng A, B làm thành Flip Flop RS bản, cổng c, D cổng điêu khiển, CP tín hiệu điều khiển, thường xung hổ xung mở chọn mạch Trong kí hiệu logic, đẩu CP ctí dấu A, tín hiệu tích cực với sườn dương xung ổ CP/Ĩ Hình S -1 -5 Flip Flop RS : a) Sơ đđ logic ; b) Kí hiệu logic 2) Nguyên lí làm việc Khi CP = 0, cổng c, D bị ngát, FF bị cấm, trì trạng thái cũ Khi CP = 1, cổng c, D thông thl FF sẵn sàng (tiếp thu tín hiệu), nđ tiếp thu tín hiệu đẩu vào R, s Dễ dàng thấy tình huổng công tác mạch lúc giống Flip Flop RS Nếu R = ; s = 1, đầu cổng c mức thấp, FF lập trạng thái Ngược lại, R = ; s = 0, đầu cổng D mức thấp, FF bị xda vể trạng thái Nếu R = s = thl cổng c , D đưa mức cao, FF trỉ trạng thái cũ Nếu R = s = thl cổng c, D đổu đưa mức thấp, dẫn đến Q Q đổu mức cao, đđ trạng thái câm Cd th ể thấy bảng chức phương trình đặc trưng biểu thị quan hệ logic với Q", R, s khống khác gỉ Flip Flop'RS bản, chẳng qua chúng điểu kiện CP = Tức quan hệ logic bảng -1 -1 Flip Flop RS chl xuất xung hổ (CP = 1) 3) Mạch chốt D Hlnh -1 -6 sơ đổ logic mạch chốt D, nđ cấu tạo sở mạch Flip Flop RS nhầm giải vấn để ràng buộc lẫn tín hiệu đầu 183 vào R, s Đẩu cổng c nối đến đẩu vào Gổng A, E Khi CP = 0, cổng c , E ngắt nên Flip Flop trì trạng thái cũ Khi CP = 1, D = đầu c mức cao, đẩu E mức thấp, Flip Flop trạng thái ; D = đẩu c mức thấp, đầu E mức cao, Flip Flop trạng thái Vậy tức D mức Q mức Phương trình đặc trưng mạch chốt Flip Flop D : = D với điêu kiện CP = Ũ ĩ (5-1-2) 4) Dùng cổng NORAND dề cấu trúc Flip Flop RS đềng mạch chốt D (Cổng NORAND xem mụe -3 -4 -3 ) Với điều kiện tiên CP = 1, mạch hình - l- a có bảng chức trùng hợp với bảng -1 -1 phương trình đặc trưng trùng hợp với phương trình -1 -1 , mạch hỉnh -l-7 b ctí phương trỉnh đặc trưng trùng hợp với phương trình -1 -2 Q Q n I I c/) Hình S -1 -7 Flip Flop cáu trúc tù N O R A N D : a) Flip Flop RS ; b) Mạch chổt D ; c) c ổ n g N O RA N D ; d) Kí hiệu rút gọn NORAND 5) Đặc điểm Flip Flop RS đồng u điểm : điểu khiển chọn mở mạch Khi có xung hổ CP = thỉ Flip Flop tiếp thu tín hiệu vào, CP = Flip Flop bị cấm Nhược điểm : thời gian CP = 1, tín hiệu vàovẫntrựctiếp điều khiển trạng thái đẩu FF, cđ mối ràng buộc R s để tránh trạng thái cấm, nhiên cấu trúc nối mạch mạch chốt D giải điểu 5.1.3 Flip Flop RS master slave Mạch giải triệt để vấn để trực tiếp điều khiển, đd nhược điểm loai FF 184 1) Cấu trúc mạch kí hiệu Trên hình -1 -8 có hai Flip Flop RS nối ghép dây chuyên với nhau, FF master, FF slave, xung hổ cung cấp cho chúng đảo (qua mạch đảo I) 2) Nguyên lí làm việc a) Khi CP = Cổng G, H ngát nên FF master ngắt CP = 1, cổng c , D thông nên FF slave sỗn sàng, tiếp thu dn hiệu đầu master, đđ Q = Q^, Q = Q^ b) Sau đột biến sườn dưong CP CP = master thông qua cổng G, H tiếp nhận tín hiệu đầu vào Vậy : Qn+l _ C + RO*^ RS = với điểu kiện CP = CP = slave bị ngắt, đẩu ra, Q, Q trì trạng thái cũ H ìnk -1 -« Flip Flop RS m aster slave ; a) Sd đổ logic ; b) KÍ hiệu logic c) Khi sườn âm xung đồng hồ CP CP đột biến xuống 0, master bị ngắt.CP độtbiến lên 1,slave tiếpnhậntín hiệu đă master ghinhớ từ thời gian CP = 1,nghĩa làslave chuyển đổi trạng thái Vậy : = s + RQ" RS = (5-1-3) với điểu kiện xuất sườn âm xung hổ CP Flip Flop RS master slave để master tiếp nhận tín hiệu đẩu vào khoảng thời gian CP = 1, đầu lúc đđ không chuyển đổi trạng thái, chi xuất sườn âm xung hổ CP thi đẩu chuyển trạng thái Người ta gọi kiện kích sườn âm FF cđ trạng thái đầu khổng chịu ảnh hưởng trực tiếp tín hiệu đầu vào R, s bất kỉ lúc Vậy vấn đề trực tiếp điêu khiển đă giải Trên hình - l- b đẩu vào CP cd dấu ô biểu thị tính tích cực tín hiệu CP sườn âm nđ 3) Đặc điểm ưu điểm : cấu trúc điều khiển master slave đă giải vấn để trực tiếp điêu khiển, CP = tiếp thu tín hiệu, sườn âm CP kích chuyển trạng thái đẩu Nhược điểm : ràng buộc R s CP = 13a-'CSKT 185 5.1.4 Flip Flop JK master slave I) Cấu trúc mạch vầ kí hiệu Loại Flip Flop RS m aster slave ndi trôn ván ràng buộc R s , nguyên nhân R = s = đẩu cổng G, H đổu mức thấp, dẫn đến tinh huổng không mong muốn = = Cẩn ý điều sau : Xét mạch Flip Flop Ri^ master slave CP = 1, Q Q khống đổi trạng thái ỉà đảo Chỉ cấn đem mức đáu Q Q đưa đến đấu vào G, H thỉ ỊUỉác phục tỉnh trạng đểu , giải vấn để ràng buộc tín hiệu đầu vào Hình - - Flip Flop JK m aster slave : a) Sd đổ logic ; b) KÍ hiệu logic Để phân biệt với Flip Flop RS master slave, mạch cải tiến không dùng tên R, s nữa, mà ỉấy tên J, K cho đẩu vào, tôn mạch cải tiến Flip Flop JK master slave, gọi tắt Flip Flop JK (hỉnh 5-1-9) 2) Nguyên u làm việc Theo trinh bày trôn vể cải tiến Flip Flop JK, ta thấy nguyên lí công tác nđ giổng Flip Flop RS master slave, khác tương đương sau tín hiệu đẩu vào : s = JQ" (5-1-4) R= (5 -1 -5 ) KQ” Ấp dụng công thức (5-1-3), ta ctí ; = s + RQ" = JQ" + KQ"Q" = JQ" + KQ" (5 -1 -6 ) Với điều kiện xuăt sườn âm CP Công thức (5-1-6) phương trinh trưng Flip Flop JK nố phản ánh quan hệ logic với Q", J, K Nhờ Q" Q" phản hổi cổng điểu khiển G, H mà J K khổng ràng buộc lẫn 186 Ịỵ Tác dụng đầu vào dị R'd> Hình -1 -1 , Q Q Flip Flop JK m aster slave : (di : Asymchronous) a) Sơ đổ logic ; a) Cdc dừu VỀLO đồng b) KÍ hiệu iogic Bất kì lúc thỉ đẩu vào J, K tác động ctí điểu khiển xung hổ CP ; J, K đầu vào (Các đẩu vào R, s Flip Flop RS master slave đẩu vào bộ) b) Các đầu vào dị Để phần trinh bày đơn giản, chưa_vẽ đẩu vào dị Rjj, hỉnh - l- a Cd thể biết vị trí đẩu vào dị " hinh -1 -1 dụng đẩu vào không master CP chịu điểu khiển xung_ hổ CP, vl Sjj đầu vào dị 3) Như_trên hỉnh -1 -lO a rõ, nối đến đầu vào B, F, G Do đtí, xung âm đầu vào xda master slave mà ngắt cổng G, thời gian CP = không cho phéj0 J = thiết lập master trạng thái 1, điổu đổ bảo đảm trạng thái Tương tự nối đến đẩu vào A, E, H, Xung âm đẩu vào Sjj bảo đảm trạng thái Trẽn kí hiệu logic (hình -1 -lOb), khuyên tròn đầu vào Sjj, biểu thị tính tích cực chúng mức thấp 4) Văn đẽ íăn chuyển Trong thời gian CP = master chuyển đổi trạng thái lẩn, tượng gọi lẩn chuyển Như ta biết, trạng thái đảo Q Q phản hồi vể H, G tương ứng làm cho hai cổng (H G) bị ngát, niột_đầu vào cđ tín hiệu thỉ chuyển đổi trạng thái lẩn v í dụ : Q = 0, Q = 1, cổng G bị khốa, J không tác dụng, tín hiệu cd thể từ đầu vào K, qua cổng H, xda master đâ trạng thái rổi^dù tín hiệu K biến đổi nào, master trì trạng thái Ngược lại, Q = 1, Q = H bị khtía, cổ tín hiệu J tác dụng, thông qua cổng G, đặt master lên , đâ trạng thái rổi, master trì Vấn để lấn chuyển hạn chế tác dụng Flip Flop JK master slave mà làm giảm lực chống nhiễu nd Chẳng hạn, CP = mà J, K đổi trạng thái nhiều lẩn thỉ cố lẩn chuyển mà thồi Mặt khác, 187 thời điểm lần chuyển trạng thái đđ cò thể rơi vào sườn dương, xung, hay sườn âm xung hổ CP Nếu xác quy luật tín hiệu J, K thỉ không xác định trạng thái Flip Flop Vậy sử dụng Flip Flop JK master slave, thường yêu cầu trạng thái J, K trỉ không đổi thời gian CP = Đã trình làm việc Flip Flop nói gọn lại : sườn dương tiếp thu, sườn âm chuyển Nếu nhiễu xếp chổng với J, K cho gây lần chuyển sai CP = tín hiệu nhiễu đd tiếp tục tác động đến hệ thống Vậy vấn đề lẩn chuyển nguyên nhân làm giảm lực chống nhiễu mạch 5) Flip Flop JK master slave vỏ IC Hình -1 -1 la trình bày sơ đổ logic tương đương Flip Flop JK master slave vỏ IC Master bao gổm hai NORAND, slave đơn giản, CP mức cao cấm, mức thấp cho phép Nguyên lí công tác không khác mạch hình -1 -1 nói 6) Đặc điểm Flip Flop JK master slave u điểm : J K không bị ràng buộc lẫnnhau,các ICcủa chúng sản xuất nhiều, sử dụng rộng rãi, tính ưu việt Nhược điểm : vấn đề lẩn chuyển, thường thời gian CP = yêu cầu J, K trìkhông đổi •Q Sd Tĩ r CP ỉ>) Hĩnh S - l- 1 Flip Flop JK m aster slave vò IC : a) Sơ đổ logitc tương đương ; b) Kí h i ^ logic 188 5.1.5 Flip Flop JK kích sưòn xung (Edge triggered FF) I) Cấu trác mạch Mạch hình - - Flip Flop JK kích bàng sưòn xung, nđ giải vấn đề lần chuyển Flip Flop JK m aster slave Khi CP = 0, CP = 1, hay sườn dương CP tín hiệu J, K không tác dụng Chỉ thời gian sườn âm CP Flip Flop chuyển trạng thái theo phương trình đặc trưng : = JQ " + KQ" 2) Nguyên lí làm việc a) Khi CP = cổng G, H bị khtía, J, K ' không tác dụng, Flip Flop trì trạng thái cũ b) Khi CP = 1, cổng c , D, G, H thông, : Hình - - Zj = Q" Z2 = Q" Flip Flop JK kích sUòn xung Z3 = Z5Q" = Q" = j Q„ = KQ"Q" = ĨCQ" QH+l = _ + Z3 = Q" + UQ" = Q" = Q" + KQ" = Q" Vậy FF trỉ nguyên trạng, JK không tác dụng c) Khoảng thời gian sườn dương CP, tác dụng trễ cổng NAND G H mà cổng c, D thông trước ; Zj = Q" Tiếp sau có : Z2 = Q" 23 = JQ" ; = KQ" Vì vậy, = Zj+ Zj = Q" + = Q" = Q" + KQ" = Q" J K không tác dụng d) tình mạch khoảng sườn âm CD khác hẳn Do tác dụng trễ cổng NAND G H mà c , D ngắt t r c : 189 PHỤ LỤC II HỆ ĐÊM VÀ CHUYÊN Đổi I - CÁC HỆ ĐẾM THƯÒNIG DÙNG - Hệ thập phân Hệ thập phân hệ đếm thường dùng sinh hoạt công tác Trong hệ này, cđ 10 chữ số -i- để mã hổa số số tự nhiên đẩu tiên Vậy số hệ thập phân 10 Từ số lớn 9, nhờ cách ghisố theo vị trí, số cd vị trí bất kỉ có trọng số gấp mười lẩn số co' vị trí bên phải kể ntí ; ta dùng chữ số để biểu diễn số v í dụ : ,7 = Một X 10^ + X 10^ + X ° + X 10"^ + X số dươngs hệ thậpphân cd thể khai triển thành s = k ịl0 ‘ i thứ tự vị trí số tính từ dấu số số cd vỊ số (thứ tự vị trí chữ số tương ứng i = n - ứng i = -1 -i- -m Dùng N thay cho quát cho hệ đếm s = - Hệ (II - 1) phân cách nguyên - phân (i = ) kj hệ số) i, kg = -f- 9, phẩn nguyên cd n Nếu phẩn phân ctí m chữ số tương số 10, biểu thức (II - 1) cd dạng tổng ZkịN‘ (II - 2) nhị phân Hệ nhị phân dùng rộng rãi mạch số Trong hệ nhị phân, vị số (bit) cd hai khả lấy giá trị : Cổ số đếm hệ nhị phân N = Triển khai số nhị phân bất kl theo dạng (II - 2), ta ctí : s = với kj = k ị2 ‘ (II - 3) 0, Ví dụ : 1 ,1 = X 2^ + X 2^ + X ° + X ” ^ + X ’ ^ - Hệ đếm số Trong hệ này, vị số cđ mâ số Dạng tổng quát số đếm hệ số s = v ã i kị = k ị8 ‘ ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 345 8, : (II - 4) Ví dụ : 37,41 = X 8^ + X ° + X + '^ X "^ ■ Cùng số, dạng biểu thị hệ đếm số gọn dạng biểu thị hệ đếm nhị phân Như sau rỗ, chuyển đổi lẫn hai hệ lại cực dễ dàng, nên sách viết vể trỉnh tự máy tính hay dùng hệ đếm số - Hệ đẽm Cữ sổ 16 Trong hệ này, v ị số cd 16 mâ số Đtí 0, 1, 2, 3, 4, 5, B (lỉ), C(12), D(13), E(14), F(15) 6, 7, 8, 9, A(10), Dạng tổng quát số đếm hệ số 16 : với kị = F -ỉ- Ví dụ : 2A , F = X = x 16^ + A X 16'^ + X '* + F 16 + ĩ O x + X 16"2 15 ; + - ~ 16 tÍ = 42,4961 Hiện máy vi tính, đa số dùng từ mã nhị phân bit, 16 bit Những từ niă cổ thể biểu thị gọn rõ số hệ đếm 16 với 2, vị số tương ứng Vậy sách viết trình tự máy tính hay dùng hệ đếm số 16 Sự chuyển đổi lẫn hệ nhị phân hệ đếm số 16 dễ dàng Nên ứng dụng hệ đếm số 16 rộng rãi hệ đếm số II - CHUYỂN ĐỔI LẪN NHAU GIỮA CÁC HỆ ĐẾM - Hệ nhị phân hệ thập phân Từ nhị phân sang thập phân : viết số nhị phân dạng (II - 3) triển khai ; cộng tất số hạng theo giá trị số thập phân, tổng sổ ỉà dạng thập phân số nhị phân đâ cho ví dụ : 1011,01(2) = X 2^ + X 2^ + X 2^ + X 2° + = X 2"^ + X2"^ + - + + + 0,25 Lưu ý : dùng chữ số ngoặc viết thấp để số xét số hệ đếm Từ thập phân sang nhị phân : a - Phăn nguyên : Trong đẳng thức đây, vế phài số nhị phân, vế trái số thập phân : S(10, = = 2(k„2"-‘ + + + ^ 2' + ^ + + k,) + k„ 346 kj = phân với số ,1 = 0, hệ thập phân, nên ta ctí : (k "”^ + k n-1 ""^ + + k^) + kj Nhận xét biểu thức trên, ta thấy : bit số nhị phân kp số dư chia S^JQJ cho bit số nhị phân kj bàng số dư chia thương số phép chia trước cho Tương tự để tìm toàn bit số nhị phân, 173 dư 86 dư 43 dư ^2 21 dư k3 10 dư 1^4 dư 2 dư ké dư k ví dụ : ko Vậy 173(J0) = 1 1 (2) b - P hàn phân : Trong đẳng thức đây, vế phải số nhị phân, vế trái số thập phân : s,,„° - k , - ' + + k , - ’ + + k_„ -"' Nhân vế vối 2, ta ctí ; -m+1 -1 + + ^®(10) ~ ^ -1i * k_j trở thành phần nguyên vế phải Phẩn phân lại : 2S(,„) - k_, = K ¡2 -' * K ß - ^ + + k_l2-'«‘ Nếu tiếp tục nhân vế với 2, ta lại k_2 phẩn nguyên vế phải (của tích số lẩn thứ ) : 2[2S^10J - k_j] = k_2 + (k_32- ‘ + Tương tự nhự vậy, ta tìm toàn bit số nhị phân, Quá trình chuyển đổi từ 0,8128^JQJ sang , 1 ^2) 0,8128 X = 1,6250 = 0,6250 + (k_i) 0,6250 X = 1,2500 = 0,2500 + (k _ ) 0,2500 X = 0,5000 = 0,5000 + (k g ) 0,5000 X = 1,0000 = + (k_4 > Quá trình kết thúc phẩn phân tích số 347 ■ ví dụ : - Hệ nhị phân hệ dểm số Từ nhị phân sang hệ Vì 2^ = , vỊ số hệ tương ứng với nhóm bit số nhị phân, bit 2° Muốn chuyển đổi từ nhị phân sang hệ , đẩu tiên ta phân nhốm bit, sau dùng chữ số hệ thay cho mã số tương ứng bit Đối với phần phân, chia nhóm bit bát đẩu từ 2”^ V í d ụ : 1 1 , 0 1 1 (2 ) = ,1 (g j Quá trình sau : Chia nhóm 010 110 101, 001 111 Chuyển mã 5, Từ hệ sang 010 nhị phân : Thay chữ số số hệ nhóm bit nhị phân Ví dụ : 101 = 001 , 010 , 011 000 4(g) 100(2) - Hệ nhị phân hệ đểm số 16 Từ nhị phân sang hệ 16 m 2^^ = 16, vị số số hệ 16 tương ứng vối nhtím bit số nhị phân, bát đầu từ bit 2° Muốn chuyển đổi từ nhị phân sang hệ 16, đẩu tiên ta phân nhdm bit, sau đd dùng 16 chữ, số hệ 16 thay cho 16 mă số tương ứng bit Đối với phẩn phân, chia nhóm bit bắt đẩu từ Ví dụ : 0101 1110, 1011 0 (2 ) = Quá trình sau : Chia nhđm 0101 Chuyển mã 1110 , 1011 E , B 0010 Từ hệ 16 sang nhị phân : Thay chữ số số hệ 16 nhđm bit nhị phân Ví dụ : F = 1000 1111 A , 1010 , c 1100 348 0110 PHỰ LỤC III PHƯƠNG PHÁP BIỂU THỊ số NHỊ PHÂN TRONG MÁY TÍNH - Sổ máy lính giá trị thực Trong mạch số, giá trị bit biểu thị trạng thái phẩn từ logic (mức điện cao, thấp cổng hay Flip Flop)* Vậy dấu âm, dương số biểu thị cách Rõ ràng, dấu biểu thị hai trạng thái logic, tức dùng hay biểu thị Phương pháp đơn giản là, cho thêm bit dấu đằng trước : giá tri bit dấu biểu thị số dương, giá trị bit dấu biểu thị số âm ví dụ, số nhỏ hđn giá trị tuyệt đối, số +0 , 1 máy tính biểu thị , 1 , số - ,1 1 máy tính biểu thị 1,1011 Tức dùng giá trị phần nguyên biểu thị dấu dương âm số nhị phân nhỏ vể giá trị tuyệt đối Trong ví dụ trên, +0, 1011 - ,1 1 giá trị thực số ,1 1 ,1 1 tương ứng máy tính Dưới giới thiệu dạng thường gặp số máy tính : mâ gốc, mâ bù mâ đảo Trong máy tính nhỏ thiết bị điều khiển số nđi chung đểu áp dụng phép toán dấu phảy cố định Mă gốc, mà bù mâ đảo giới thiệu tương ứng với phép toán dấu phảy cố định Khi đđ, giả định toàn phép toán, giá trị tuyệt đổi số nhỏ 1, Dấu phảy đặt trước bit cao (2“^) Nếu giá trị tuyệt đối số thực tế lớn phép toán tiến hành quy ước nhờ trình chuyển đổi thuận nghịch tỉ lệ giá trị - Mã gốc Trong mă gốc, bít dấu đặt trước dấu phảy phân số (số cd giá trị tuyệt đối nhỏ ).Số dương tương ứng giá trị bit dấu Số âm tương ứng giá trị bit dấu Vậy số dương cd mã gốc trùng với giá trị thực, sốâm cđ mã gốc giá trị thực cộng , tức : ^^^rnâgốc X + X > |x | Vậy số có hai hình thức mã gốc : 0,0000 gốc 1,0000 Mã gốc có ưu điểm trực quan, đơn giản, tiện phép nhân cđ phẩn giá trị tuyệt đối phẩn dấu Giá trị tuyệt đối tích số giá trị tuyệt đối thừa số Dấu tích theo quy tác logic : thừa dấu tích số dương, thừa số khác dấu tích số âm Quy tấc logic dễ thực Tích số tích số Nhưng gặp khđ khăn làm phép cộng trừ với số mâ gốc Ví dụ, cộng đại số, đẩu tiên phải xét dấu số hạng, sau định vể cộng trừ giá trị tuyệt đối Khi trừ, phải so sánh giá trị tuyệt đối, từ định hướng lấy trừ cho cuối xác định dấu hiệu số Mỗi bước 349 đêu bắt máy tính phải thao tác, tất làm cho máy tính phức tạp lên thời gian làm tính kéo dài Để tránh khd khăn phép cộng trừ, máy tính dùng rộng râi mã bù phép cộng trừ - Mã bù Để dễ dàng hiểu mâ bù, xin độc giả xét ví dụ liên quan sống đời thường sau Giả sử lúc 06h00 sáng bạn phát hổ bị chết với kim đồng hổ vị trí llhOO Bạn cố cách để chỉnh kim hổ từ vị tríllhoo đến vị trí 06h00 : cách thứ đưa kim ngược chiểu khoảng (11-5 = ), cách thứ hai đưa kim thuận chiều khoảng (11 + = 18) ; mặt hổ cố khoảng thôi, vượt lại bát đẩu từ , nên đưa kim thuận chiểu khoảng kim đến vị trí 06h00 Điều chứng tỏ rằng, xét riêng vị số (mà không chuyển vị từ vị số bên phải liền kề sang) 11-5 11 + hệ đếm số 12 có m ột kết Tổng + = 12 Tk gọi mă bù hệ 12 = 12 - Tương tự, phép trừ nhị phân, việc trừ số nhị phân trở thành việc cộng mă bù hệ nhị phân số Ví dụ : a = 0,1011 ; b = -0,1001 0,1011 0,1001 - a + b = 0,0010 Chúng ta đến kết cách : tlm mâ bù hệ nhị phân (cơ số ) b : tb lm â bù = 10 - Thực cộng với mã bù, bỏ cbuyển vị ; 0,1011 a + [b]^ä 1,0111 Bỏ chuyển vị ,0 = ,0 Î Chúng ta viết biểu thức tổng quát mă bù số X nhị phân : Ví dụ : _ Jx x> Wma bù - + X X = -0,1011 [ x ] ^ bù = 10 - 0,1011 = 1,0101 X = -0,0001 [x ]^ = 10 - X = -0 ,0 0 [ x ] ^ bù = “ 0,0000 = 0,0000 b ù 0,0001 = 1,1111 - Mã dáo M ã đảo củ a số n h ị p h â n X c h ín h n đ k h i đảo ~ * 350 X > : Còn X « t h ì g iá t r ị c ủ a m ỗ i b it p h ả i đ ảo từ s a n g v từ s a n g Ví dii : X = -0 ,0 1 [x]^ , = 1,1001 X = -0,0001 = 1,1110 Xét đặc tính mă đảo qua víđụ X sau : = -0 ,0 1 = 1,1001 + W m â đảo = + W m ã đảo + ,0 1 0 -0 0 10 + X = [ x ] ^ + ,1 0 + = -0 0 ,1 1 + 0,0001 Vậy, số nhị phân âm bất kì, lấy giá trị tuyệt đối ntí cộng với mã đảo ntí, ta , 1 1 Nếu đem tổng sổ đtí (giá trị tất bit đểu cộng thêm ”") kết bầng 1) cộng với bit cuối (tức Do độc tính này, ứng dụng mã đảo để tim mã bừ số nhị phàn Dưới dạng số thập phân, ta cổ : mà + X = [x]„, + -" + X = [x]|^g (theo định nghĩa, X « 0) Vậy : bù “ đảo ^ với n Số bit sau dấu phảy số nhị phân Ví dụ : X = - ,1 1 [x]^â bù = -0 0 X = -0 ,0 0 [ x ] ^ bù = X = -0 ,0 0 [ x ] ^ bù = + = ,0 1 1.1110 + 0,0001 = 1,1111 1,1111 + 0,0001 = 0,0000 ,0 0 Vậy áp dụng phương pháp này, khí tìm mã bù số nhị phân âm, ta làm phép trừ (theo định nghĩa) 351 PHỤ LỤC IV BỘ• KHUỂCH ĐẠI THUẬT TOÁN • • Bộ khuếch đại thuật toán phẩn quan trọng DAC ADC Với điện trở đẩu vào vô lớn, điện trở đẩu vô bé, hệ số khuếch đại điện áp cực lớn, kèm theo mạch phản hồi thích hợp thi khuếch đại thuật toán dùng để xử lí tín hiệu vừa xác, lại tin cậy 8.1.1 Kí hiệu đặc tính khuếch đại thuật toán Ớ im /Iầa /ỉá i/r đ Trên kí hiệu khuếch đại thuật toán, dấu - kí hiệu đẩu vào đảo pha (gọi tắt đấu đảo), dấu + kí hiệu đầu vào pha (gọi tát đầu thuận) Ngoài cò đẩu đầu nối với nguổn chiéu V ■% « Tuy cấn thiết, vẽ đầy đủ sơ đổ a) hay đơn giản sơ đổ b), lưu ý đến tín hiệu sơ đổ c) vv (mự) v r ! Để xét đặc tính khuếch đại thuật toán, hây giả thiết lí tưởng hda (thực tế giả thiết không đưa tới sai số đáng kể nào) Bộ khuếch đại thuật toán 11 tưởng ctí điện trở đầu vào vô lớn, điện trở đầu 352 Trong phạm vi tuyến tính (IV - 1) E (v ^ - (IV - 2) v_) Ec - (IV - 3) V Ao hệ số khuếch đại điện áp khu vực tuyến tính, số trị điển hỉnh Aq = 10^ ^ 10^ Giả sử = + 15V, = 10^ Tel thấy điện áp đẩu vào khu vực tuyến tính chi cỡ vài piV Một cách gần đúng, đặc tính truyền đạt điện áp lí tưởng hóa khuếch đại thuật toán Aq = 00 sau : Kết luận vể đặc tính khuếch đại thuật toán sau : - Dòng điện đẩu vào bàng »+ = »- = - V, = v_ o v+ - v_ — 00 = Nếu khuếch đại thuật toán công tác khu vực băo hòa ^ v_ Khi > v_, ta có bâo hòa +, = +E£ < v_, ta cđ băo hòa điện đẩu vào bàng Vq = -E^ Dòng Trở lại đặc tính truyên đạt với phạm vi đẩu vào tuyến tính hữu hạn, ta thấy : Vq tăng theo v^, Vq pha với v^ Vq giảm v_ tãng, ngược pha với v_ 8.1.2 Các sơ đồ khuếch đại thuật toán - Bộ khuẽch đại áăo Bộ khuếch đại thuật toán mác thành khuếch đại đảo sau : đẩu thuận nối đất Điện áp đấu vào Vj đưa vào đẩu đảo qua Rp điện áp Vp phản hồi đến đầu đảo qua Rp Vì = v_ = 0, nên ''1 (IV - 4) " ' ' ị Ip = i, (IV - 5) Rp - Biểu thức (IV - ipRp = tỏ k h i Vj 4ăng 6) giảm, Vj giảm t h ì tăng Hệ số Rp khuếch đại khuếch đại đảo \ không phụ thuộc thân Kj khuếch đại thuật toán, Ay phụ thuộc thông số Rp, Rj mạch 6) chứng (IV - ijRp - 353 th ì Vg - Bộ khuếch đại thuận Bộ khuếch đại thuật toán mác thành khuếch đại thuận sau ; điện áp đâu vào Vị đưa tới đầu thuận qua Rj, điện áp đẩu Vg qua phân áp Rj, R2 đưa tới đău đảo = v_ = i_ = (IV - 7) 0, nên v_ = R2 - Vj từ đđ, ta cđ = Vj = (IV - 9) V l Biểu thức (IV-9) chứng tỏ Vj tăng V q tăng, theo Hệ số khuếch đại khuếch đại thuận : Vj giảxn R1 + R ^2 Ay phụ thuộc thông Ố mạch (Rj, R2 ) - Bộ khuếch đại lặp Bộ khuếch đại lặp khuếch đại thuận đặc biệt : đẩu nối vào đầu đảo Vậy V = Vị Bộ khuếch đại lặp thường dùng để kíeh tài (yêu cầu dòng đáng kể) (IV - 11) 8.1.3 Bộ so sánh IVigd Smit - Bộ so sánh ỡ Hỉnh bên so sánh Vì = 00 nên = Vj > v_ = thi Vq = U ll = = +Ej, lKhi = V | < v_ = thi -E_ Bộ so sái sánh cd thể làm v” = -Ẻj, nhiệm vụ giám sát ỡ Hình bên so sánh ngưỡng V-p Vỉ = 00 nên Vj> Vq = +Ej., Vj < Vy = "E^ Điều chinh chiết áp làm thay đổi ngưỡng v^ 354 giảm - Trigơ Smit H ình bên sơ đổ Trigơ Sm it dùng khuếch đại th u ật toán VI = i_ = nên Khi V j tương đ ố i âm, khuếch đại cống tác vùng bâo hòa +, ''o = +E Vậy mức ngưỡng : R2 Ec ''o = Khi Vj tăng đến ngưỡng việc vùng bão hòa theo Vj > V j_ ''l th ì đột biến từ +Ej, sang -Eị., ^ _ tương ứng với mức ngưỡng Vt _ = - khuếch đại làm ^ K1 +K E , tiếp Vq = -Ej, Đến Vj giảm đến ngưỡng v-p_ thĩ lại cđ đột biến Hiệu điện áp ngưỡng AV = - v ,_ = »2 R2 - R2 ( ~ R i + R ® " Ri + R ®^< (IV - 13) Thay đổi giá trị Rj, R2 điểu chỉnh AV (IV - 14) Nếu Rj = R2 AV = Sự phân tích phạm vi công tác Trigơ Smit, tốm lại sau : P h m vi Vj T r n g t h i Vo +E, ’' ‘ r -Ec So với Trigơ Smit giới thiệu chương 7, Trigơ Smit cấu trúc từ khuếch đại thuật toán ưu việt, nd ứng dụng rộng râi 355 MỤC LỤC IV a n g L ò i g ió i I h iệ u Chưang ĩ ; NHỮNG KIẾN THỨC c BẢN VỂ CẤU KIỆN BÁN DẤN i.ỉ C c k iế n th ứ c CÖ b ả n v é v ậ t liệ u bán dẫn 1 V ậ t l i ệ u d ẫ n đ i ệ n , c c h đ i ệ n v bán dẫn 1 H i ệ n tư Ợ n g đ ẫ n đ i ệ n t r o n g v ậ t liệ ù b n d ẫ n s c h 1 H i ệ n t U ộ n g d ẫ n đ i ệ n tro n g b n d ẫ n p h a tụ p Đ i ố t b n d ẫ n Đ ặ c t í n h c ủ a c h u y ê n t i ế p P N 2 C u t r ú c đ i ố t v đ ặ c l u y ế n V o n - a m p e 10 H i ệ u 12 ứ n g đ iệ n d u n g c ủ a đ iô t b n d ẫ n D ặ c t í n h đ ó n g m ò ( c h u y ể n m c h ) c ủ a đ i ố t b n d ẫ n 13 G c t h a m 15 s ố c b n c ủ a đ iố l b n d ẫ n Đ i ố t Ồ n p 15 T r a m i t o 17 T ầ c d ụ n g k h u ế c h đ i v p h â n p h ố i d ò n g đ iệ n tro n g Đ ặ c t í n h đ ẩ u v o v đ ặ c tín h đ ẩ u c ủ a tr a n z ito tra n z ito 19 ỉ.3 Đ ặ c tín h c h u y ẻ n iạ c h c ủ a t r a n z íto 20 C c t h a m 22 Ả n h sổ c b ả n c ủ a ira n z ito h ỏ n g c ủ a n h iệ t đ ộ đ ế n c c I h a m s ố c ủ a tr a n z ito B ó n g b n d ẫ n i r ò n g (F E T - 24 F i e l d E f f e c t T V a n s is t o r ) 26 I G F E T 26 T V a n z ito h i ^ S o s n h Tóm Ú ng trư ò n g c h u y ể n tiế p P N (JF E T ) 31 F E T v tr a n z i t o lư õ n g c ự c 33 tắ l 35 B i lậ p Chương : M c h M ẠCH 35 DIỆN C ổN G đ iệ n c c c n g riê n g r ẽ 38 1 B a l o i q u a n h ệ lổ g i c c b ả n n h t 38 2 M c h A N D 39 m ạch O R d ù n g đ iố t b ẳ n d ẫ n C ổ n g N O T 43 C ổ n g N A N D v c ỏ n g N O R 2 M c h (cổ n g V À -D Ả O , c ổ n g đ iệ n c ổ n g T T L 2 C ổ n g N A N D M c h 18 HOẶC ĐẢO) 48 49 TTL 50 2 C c lo i m c h c ổ n g T T L k h c 65 2 C c m c h c ổ n g t r a m i t o k h c 69 cổng M O S 69 C ổ n g N O T h ọ M O S 70 356 ; c ổ n g N A N D 3 c ỏ n g Tóm N O R họ M O S 76 lu y ế n d ẫ n v ả c h u y ề n m c h tư n g tự h ọ C M O S 78 tắ t 79 B i lậ p Chương 3 ; CO K hái n iệ m 79 sỏ DẠI só L O G IC , c ô n g Ih ứ c v đ ịn h lí 89 1 Phép to n lo g ic v hàm io g ỉc c b ả n 89 C ông th ú c v đ ịn h lí 90 C c p h n g pháp b iẻ u th ị h m lo g ic 98 B àng c h â n lí 2 B iẻ u th ứ c h m 3 B ảng 98 số 99 K arn au g h 104 S đ ổ l o g i c 3 P h n g p h p tố i th iẻ u 108 hốahàm io g ic 109 3 K h i n i ệ m v ể t ố i t h i ẻ u hóa 109 3 P h n g p h p t ố i t h i ẻ u h ó a b ằ n g c ổ n g th ú c 111 3 P h d n g p h p t ố i t h i è u h ó a b ằ n g h ì n h v ẽ 3 C h u y ể n đ ổ i b i ể u lố i th iê u S ự t ố i t h i ể u hóa hàm - AND - tố i th iể u t h n h b iẻ u th ứ c N A N D , N O R A N D , N O R -N O R lo g ic r n g b u ộ c K h i n i ệ m T ố i t h i ê u Tóm th ứ c O R dạng N A N D 11 rà n g b u ộ c , đ ié u hóa hàm k iệ n r n g b u ộ c 119 lo g ic r n g b u ộ c 120 tắ l 124 B i tậ p Chương 125 : M ẠCH D ặ c đ i ẻ m L O G IC T ổ HỢP c b ả n v p h n g p h p th iế t 1 P h n g p h p b i ể u k ế c ủ a m c h lo g ic tổ n g h ợ p th ị v p h â n tíc h đ ặ c đ iẻ m c c h ứ c n ă n g l o g i c c ù a m c h lo g i c t ổ h ợ p P h n g p h p t h i ế t k ế l o g i c m c h l ổ B ộ 2 B ộ bàn 133 133 134 136 mỗ hóa 136 m â hóa nhị phân 137 B ộ m â hóa nhị - 139 B ộ m â h ó a u tíô n th ậ p p h â n 140 V i m c h c ố v a ( M S I ) b ộ m ã h ó a u t í ô n 142 M ộ t s ố m â t h ô n g d ụ n g 143 B ộ g iả i m ẫ B ộ B ộ hợp mă hóa K h ố i n i ệ m 4 B ộ 11 119 147 g iả i m ã n h ị p h â n 147 B ộ g iả i m ẫ ( B C D ) - 3 B ộ g iả i m ă c ủ a h i ể n t h ị k í t ự th ậ p p h â n 149 152 so sán h 156 4 B ộ s o s n h b ằ n g n h a u 156 B ộ s o vSánh 158 4 I C M S I b ộ s o s n h b i t 160 cộng 162 B ộ c ộ n g n ủ a 162 B ộ c ộ n g đ ủ 163 B ộ c ộ n g c ó n h ó n ố i l i ế p 164 357 B ộ c h ọ n k f i n h R O M 16 (B ộ n h ó đ ọ c - R e a d O n ly M e m o ry ) 166 B ộ n h ỏ c ố đ ị n h c h ỉ đ ọ c ( R O M ) B ộ n h c h i d ọ c c ó t h ẻ g h i t r i n h 166 tự ( P R O M ) 168 B ộ n h ỏ c h i đ ọ c c ó t h ẻ v i é t lạ i ( E P R O M ) M n g lo g ic lậ p Irìn h ( P L A ) N g u y h iể m 168 169 chạy đ u a iro n g c c m c h lổ hỢ p 17 N g u y ê n n h a n s i n h r a h i ệ n t ợ n g n g u y h i ẻ m c h y d u a 172 P h n g p h p t r ù b ò n g u y h ỉẻ iĩi c h y đ u a 173 Tóm 175 lắ t B ài tậ p Chương 176 ; M ẠCH M ộ t s ố c ấ u F L IP - FLOP t r ú c m c h ih ò n g g ậ p c ủ a F lip F lo p 180 1 F lip F lo p R S Cd b n 180 F lip F lo p R S đ ổ n g b ộ 183 F lip F lo p R S m a s te r s la v e 184 F lip F lo p J K m a s te r s la v e 186 5 F lip B o p J K F l i p F l o p D ( m c h c h ố t D c ả i t i ế n đ ẻ g ià i F lip F lo p C M O S P h â n l o i F l i p k ín h b ằ n g s ò n x u n g (E d g e tr ig g e re d FF) q u y ế tv n đ ẻ đ ié u 189 k h iẻ n trự c liế p ) 192 F lo p íh e o c h ứ c n ă n g , c h u y ể n đ i lẫ n n h a u 194 P h â n l o i F l i p F l o p t h e o c h ứ c n â n g 195 2 S ự c h u y ẻ n đ ổ i lẫ n n h a u c ủ a c c lo i F lip F l o p đ ị n h D ặ c t í n h c ô n g t c x u n g Ih ò i Ih e o C P v c h ỉ liô u c h ủ y ế u c ủ a F lip F lo p Đ ặ c t í n h c n g l c x u n g c ủ a F l i p F l o p 205 C c c h ỉ tiô u c h ủ y ế u c ủ a vi m c h ( C ) F lip F l o p 207 Tóm 210 tắ t : M ẠCH 210 DẤY D i c n g v é m c h d ã y B ộ B ộ 200 205 B ài tậ p Chương 190 216 1 D ặ c đ ì ẻ m v p h n g p h p m i& i t c h ứ c n ă n g 216 P h n g p h p c b ả n p h â n líc h c h ứ c n â n g lo g ic m c h d â y 217 đếm 218 D ặ c đ i ẻ m v p h â n l o i b ộ đ ế m 218 2 B ộ đ ế m 219 B ộ đ ế m dị 231 B ộ đ ế m IC c ổ in in g (M S I) 238 nhỏ 244 B ộ n h ó c b ả n 244 B ộ g h i d ịc h 246 3 V í d ụ v ể ứ n g d ụ n g b ộ n h ó 249 B ộ t o x u n g t u ầ n lự 255 B ộ nhỏ RA M 257 v d ụ n g c ụ g h é p đ iệ n tíc h C C D B ộ n h ỏ R A M (R a n d o m A c c e ss M e m o ry - D ụ n g c ụ g h é p d i ệ n tíc h C C D b ộ n h ỏ đ ọ c / v ié i) ( C h a r g e C c x jp le d 358 D e v ic e ) 257 264 6 T h iế l k ế m c h d â y 267 6 T h i ế t k ế b ộ đ ế m 267 6 T h iế t k ế b ộ đ ế m dị 276 6 T h iế l k ế m c h d ă y 284 Tóm 287 tắ t B i tậ p Chương I 288 PHÁT XƯ NG VÀ TẠO DẠNG XUNG B ộ p h i x u n g 292 1 B ộ d a o đ ộ n g đ a hài b àn cổng N A N D TTL B ộ d a o đ ộ n g đ a hài v òng R C 294 B ộ d a o đ ộ n g đ a h i th c h a n h 297 B ộ d a o đ ộ n g đ a hài C M O S 298 T V igớ S m i t 300 T V ig S r a i l I C T T L Trìgơ 2 292 300 S m it C M O S 304 M ạch đ a hài đợi 304 M c h đ a h i đ ộ i C M O S 305 D a h i đ ợ i h ọ T T L 307 IC đ ịn h Ih ò ì I C 309 đ ịn h th ò i h ọ C M O S 309 V í d ụ ứ n g d ụ n g I C đ ị n h Tốm th ò i 311 lắ t 313 B ài lậ p 314 Chưang : BIỂN Dổ l s ố - TƯONG T ự VÀ BIÉN Đ ổ l TƯƠNG T ự - s ó G ió i th iộ u c h u n g 316 B ộ b iế n đ ổ i D A C 316 B ộ b ié n đ ổ i DAC 2 C c c h ỉ tiô u kĩ Ih u ậ l c h ù yếu cùa b ộ V í d ụ I C đ iệ n tr ô h ìn h T 316 b iế n đ ổ iD A C c h ip D A C B ộ 322 b ié n đ ổ i A D C C c b ó c c h u y ẻ n đ ổ i A D M c h đ i ệ n y m u “ 324 v đ ị n h lí iá y m ẫ u n h ó m áu A D C x ấ p xì tiệ m C c c h ỉ tiô u k ĩ th u ậ t c h ủ yếu củ a A D C V í c ậ n ( S u c c e s s iv e - a p p r o x im a tio n A D C ) c h ip A D C dụ ứng dụng A D C D A C 333 333 c j 333 t r ú c m c h đ i ệ n v n g u y ê n lí l m v i ệ c tắ t 340 340 I : P h n g p h p đ ặ t tô n , k í h iệ u P h ụ lụ c P h ụ lụ c II ; H ệ đ ế m ỉĩĩ 330 330 B ài tậ p P h ụ lụ c 328 T ín h n ă n g k ĩ t h u ậ t c h ủ y i c ủ a h ệ th ố n g th u th ậ p s ố !iệ u Tóm P h ụ lụ c 324 327 3 B ộ b iế n đ ổ i V í d ụ I C 321 : PhU dng p h p IV m c h đ iệ n tíc h hỢ pb n d ã n chuyẻn đổi 342 345 b iẻ u th ị s ổ n h ị p h â n tro n g m áy tín h : B ộ k h u ế c h đ i th u ậ t to n 349 352 M ụ c lụ c 356 359 [...]... D e Q" (5 -2- 16) T = SQ" + RQ" (5 -2- 17) Xem mạch điện chuyển đổi hình 5 -2 -2 2 20 3 a) T - D b) T - R S Hình 5 -2 -2 2 , M ạch điện chuyên đổi Flip Flop từ T trỏ thành D, RS 5 Flip Flop RS chuyển đổi thành Flip Flop JK, D, T, T’ Phương trình đặc trưng của Flip Flop RS : = s + RQ" RS = 0 RS JK JK : = JQ" + KQ" s = JQ" R = K So sánh, ta có : Bảng 5 -2 - 1 1 : BẢNG sử DỤNG RS — JK Hình 5 -2 -2 3 , Mạch... (5 -2- 10) Sơ đổ logic : xem hỉnh 5 -2 -1 7 3) Flip Flop D chuyển đổi thánh Flip Flop JK, RS, T, T Phương của FF D trình đặc trưng = D D -* JK JK : = JQ" + KQ" Đặt D = JQ" + KQ" (5 -2- 11) Mạch điện hỉnh 5 -2 -1 8 Q CP c; Hình 5 ~2~ Ĩ9 M ạch Fiìp Flop từ D \rà ihành RS, X T ’ 20 2 d- t ' Hình 5 -2 -1 9 là mạch điệnchuyển đổi theo logic chuyển đổi sau đây : D = s + RQ" (5 -2- 12) D = TQ"+ TQ" = T © Q" (5 -2- 13)... Flop xuất phát) = JQ" + ĨCQ" (5 -2- 6) a) J K - * D Phương trình đặc trưng của FF D (Flip Flop đích) = D (5 -2- 7) 20 0 Dùng công thức : chuyển dạng (5 -2 -7 ) sang dạng (5 -2- 6) = D = D(Q" + Q") = DQ" + DQ" So sánh với (5 -2- 6), ta có ; J = K K = D (5 -2- 8) (5 -2 -8 ) là logic chuyển đổi cẩn tìm, cũng là phương trình đẩu vào kích của FF JK Dựa vào đó ta vẽ ra mạch điện hình 5 -2- 15 Dùng sơ đổ : Căn cứ vào bảng... 1, 7 1, 0 1 b) Báng chức năng (5 -2- 7), bảng đầu uào kích (5 -2- 8), đò hình trạng thái (hinh 5 - 2 - 1 2 ) , dồ thị thời gian dạng sóng (hình 5 -2- 13) của Flip Flop J K : Bảng 5 - 2 - 8 : Bảng 5 - 2 - 7 Q" J K Qn+1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 ỉ 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 J K 0 0 0 X 0 1 1 X 1 0 X 1 1 1 X 0 CP JK=1X/ L J-J K_ I r JK -K 1 / Hình $’ -2- ^13, Hình S ~2 2, 199 Trên hình, trạng thái đầu... đặc trưng và phương trình kích Phương trình đặc trưng dùng hàm logic miêu tả quan hệ giữa với Q" và các tín hiệu đầu vào, do đđ nđ rất tiện dùng công cụ toán logic (các cồng thức và định lí của đại số logic) (5 -2- 1) là phương trình đặc trưng của FF RS Phương trình kích dùng hàm logic của tín hiệu đẩu vào kích biểu thị, phẵn sau sẽ trỉnh bày rõ hơn c) DỒ hĩnh trạng thái Hình 5 -2 -2 là đổ hinh trạng... = JQ" R = KQ" Hình S -2- 24 Bảng Karnaugh : a) R ; b) s 20 4 (5 -2- 18) Hình 5 -2 -2 3 trên đây là mạch điện chuyển đổi RS -> JK (thỏa mãn điều kiện ràng buộc RS = 0) Ik ctí t h ể n h ậ n đ ư ợ c c ù n g m ộ t k ế t q u ả n h ư t r ê n b ằ n g p h ư ơ n g p h á p d ù n g 3Ơ đ ổ dưới đây ; Xây dựng bảng sử dụng RS -* JK (bảng 5 -2- 11) Tìm logic chuyển đổi bàng bảng Karnaugh (hình 5 -2- 24) Chú ý điểu kiện ràng... đổi bàng bảng Karnaugh (hình 5 -2- 24) Chú ý điểu kiện ràng buộc RS = 0 khi xây dựng bảng 5 -2 -1 1 Tương tự, ta tỉm logic chuyển đổi RS -> D RS -* T RS -H» T’ 3) Rs R = D s = D R = (5 -2- 19) TQ" (5 -2- 20) s = TQ" R = Q" (5 -2- 21) s = Q" D Q /e > CP b) c) T T' Hinh 5 -2 -2 5 Mạch điện chuyển đổi Flip Flop từ RS trỏ thành : a) D ; b) T : c) T ’ 5.3 ĐẶC TÍNH CÔNG TÁC XUNG VÀ CHỈ TIÊU CHỦ YẾU CỦA FLIP FLOP... đ) 20 8 Q tplỉỉ^ / Thn số đòng hò cao nhất Khi FF nối thành T’ thi tần số đổng hổ cao nhất cho phép là ^ma)? Khi đo lường hành với phụ tải định mức đâ cho, vì kết quả sẽ phụ thuộc vào tình trạng phụ tải Bảng 5 -3 -1 và 5 -3 -2 giới thiệu các chỉ tiêu chủ yếu của IC FF Z63 và 1C FF D 62 Bàng S - 3 - 1 : CH Ì T IÊ U CHỦ YẾU CỦA FF JK M A STER SLAVE IC Z63B T = 25 °, = 5V T ham số Kí hiệu Dơn vị D òng điện. .. tải Vi = 0 R, s, CP Dòng điện dò đẩu vào Chỉ tiêu < 15 < 1,5 < 4,5 V| = 5V Các đầu vào khác nổi đất J, K ịuA IlH R, s < 20 < 60 < 80 CP V V MHz VoH VOL ímax Mức cao đẩu ra Mức thấp đẩu ra T ần số đồng hồ cao nhái IL = 160 M II - 12mÁ II = 12mA C l = 15pF 3 -í- 4 c 0,35 < 10 B ing 5 - 3 - 2 : CH Ì T IÊ U CHỦ YẾU CỦA FFD IC D62B T = 25 c ; E p = 5V Tham số Kí hiệu Đơn vị D òng điện nguổn Ie mA Iis íĩiA... nhau, đều là hằm số của Q" và D Quan hệ hàm số này dưới dạng bảng được gọi là bảng sử dụng Từ bảng sử dụng 5 -2 -9 , ta vẽ bảng Karnaugh và tìm được phương trình đẩu vào kích, như hình 5 -2- 16 Kết quả của hai phương pháp (dùng công thức và dùng sơ đổ) trùng hợp h) J K -* T 0 1 X X J = D Phương trình đặc trưng của FF T 0 X X 1 1 0 K = = TQ" + TQ" So sánh trực tiếp với (5 -2- 6), ta có phương trình kích của ... (bảng -2 -1 ) Tỉm logic chuyển đổi bảng Karnaugh (hình 5 -2- 21) RS sau : T = D e Q" (5 -2- 16) T = SQ" + RQ" (5 -2- 17) Xem mạch điện chuyển đổi hình -2 -2 203 a) T - D b) T - R S Hình -2 -2 , M ạch điện. .. 1 1 i 1 Từ bảng -2 -1 ta vẽ đổ hình trạng thái, đ ó hình 6 -2- 2 Nhận xét hình -2 -2 , ta thấy mạch điện - - làm việc đếm nhị phân chữ số 0 ỉỉình -2 -2 ĐỔ hình trạng thái đếm 22 0 (>-* 0 ^ -^ 1... FF D trình đặc trưng = D D -* JK JK : = JQ" + KQ" Đặt D = JQ" + KQ" (5 -2- 11) Mạch điện hỉnh -2 -1 Q CP c; Hình 5 ~2~ Ĩ9 M ạch Fiìp Flop từ D à ihành RS, X T ’ 20 2 d- t ' Hình -2 -1 mạch điệnchuyển