Kỹ thuật số Digital Electronis - Chương 5

Kỹ thuật số là môn học nghiên cứu về các mức logic số phương pháp biểu diễn tối thiểu hoá bài toán về tín hiệu số, nghiên cứu các mạch số cơ bản: mạch tổ hợp, mạch dãy.

11Chương 5Flip – FlopsTh.S Đặng NgọcKhoaKhoa Điện-ĐiệnTử2GiớithiệuSơđồhệ thống số tổng quát bao gồmthành phầnnhớ và các cổng logic 23Flip-FlopsThành phầnnhớ phổ biếnnhấtlàcácFlip-flop, flip-flop đượccấu thành từ nhữngcổng logic đơngiản.Ký hiệutổng quát củamột flip-flop4Mạch chốtcổng NANDMạch chốtcổng NAND là một flip-flop đơngiản.Mạch chốtcóhaingõvàolàset vàclear (preset).Ngõ vào tích cựcmứcthấp, ngõ ra sẽ thay đổitrạng thái khi có xung thấp ở ngõ vào.Khi mạch ở trạng thái setKhi mạch ở trạng thái clear (preset)1 Q và0Q ==0 Q và1Q == 35Mạch chốtcổng NANDMạch chốtcổng NAND có hai trạng thái ổnđịnh (trạng thái chốt) ứng vớitrường hợpSET = CLEAR = 1.6Trạng thái SET mạch chốtKhi ngõ vào SET chuyểntừ trạng thái caoxuống trạng thái thấp, trong cả hai trườnghợpngõraQ sẽởtrạng thái cao 47Trạng thái clear mạch chốtKhi ngõ vào CLEAR chuyểntừ trạng thái caoxuống trạng thái thấp, trong cả hai trườnghợpngõraQ sẽởtrạng thái thấp8Mạch chốtcổng NANDSET = RESET = 1. Trạng thái ổn định, ngõ ra vẫngiữtrạng thái trước đó.SET = 0, RESET = 1. Q ở mứccao.SET = 1, RESET = 0. Q ở mứcthấp.SET = RESET = 0. Ngõ ra không đượcxácđịnh chínhxác do cả hai trạng thái set và clear cùng tác động. 59Mô tả tương đương mạch chốtNgõ ra mạch chốtnhớ trạng thái trước đóvàngõ ra chỉ có thể thay đổikhimột trong haingõ vào ở trạng thái tích cực10Ví dụ 5-1Khóa chống nảy 611Mạch chốtcổng NORTương tự như mạch chốtcổng NAND chỉ khác vịtrí hai ngõ ra Q và Q đượcthayđổi cho nhau.Ngõ vào tích cựcmứccao12Dạng sóng mạch chốtcổng NOR 713Ví dụ 5-2Khi mấtnguồn ánh sáng hệ thống sẽ báo động.Công tắcSW1 dùngđề reset hệ thống14Đồng bộ và bất đồng bộHệ thống số có thể hoạt động ở trạng thái:Bất đồng bộ (Asynchronously): Trạng thái ngõra sẽ thay đổikhicóbấtkỳ sự thay đổinàoởngõ vào.Đồng bộ (Synchronously): Ngõ ra chỉ thay đổitạinhững thời điểmcócạnh xung clock (đồngbộ vớicạch xung clock) 815Xung clockVớihệ thống đồng bộ, ngõ ra thay đổitrạngthái tạinhững thời điểmcócạnh xung clock.Cạnh xung dương Positive-going transitions (PGT)Cạnh xung âm: Negative-going transitions (NGT)16Flip-Flops và xung clockTrong các FF có ngõ vào xung clock (CLK)(a) Xung clock tích cựccạnh dương(b) Xung clock tích cựccạnh âm 917Dạng sóng củaSC-FF18SC-FF tích cựccạnh âm 1019CấutrúcbêntrongSC-FFBao gồm:Mạch phát hiệncạnh xungMạch thiếtlậptrạng tháiMạch chốtcổng NAND20Mạch phát hiệncạnh xungPhát hiệncạnh dương Phát hiệncạnh âm [...]...1 1 Chương 5 Flip – Flops Th.S Đặng NgọcKhoa Khoa Điện-ĐiệnTử 2 Giớithiệu  Sơđồhệ thống số tổng quát bao gồm thành phầnnhớ và các cổng logic 17 33 JK-FF vớingõvàokhơngđồng bộ 34 Ví dụ 5- 4 6 11 Mạch chốtcổng NOR  Tương tự như mạch chốtcổng NAND chỉ khác vị trí hai ngõ ra Q và Q đượcthayđổi cho nhau.  Ngõ vào tích cựcmứccao 12 Dạng sóng mạch chốtcổng NOR 8 15 Xung clock  Vớihệ... (0) Flip-Flop vào bất kỳ thời điểmnào. 21 41 Truyềndữ liệu đồng bộ 42 Truyềndữ liệusong song 13 25 D Flip-Flop  Chỉ có mộtngõvàoD, tương ứng vớingõ vào data .  Ngõ ra Q sẽ có cùng giá trị vớingõvàoD khi có tác động củacạnh xung clock.  Trong những thời điểm khác, D-FF sẽ lưu giá trị trước đócủanó.  Đượcsử dụng trong ứng dụng truyềndữ liệusong song 26 D Flip-Flop 18 35 Ứng dụng của Flip-Flop 36 Ứng... tạora những mẫu xung không đúng. 11 21 JK-FF  Hoạt động giống SC-FF. J là ngõ set, K là ngõ clear  Khi cả J và K đều ở mứccao, ngõrasẽđảo trạng thái so vớitrạng thái trước đó.  Có thể tích cựccạnh dương hay cạnh âm xung clock. 22 JK-FF 7 13 Ví dụ 5- 2  Khi mấtnguồn ánh sáng hệ thống sẽ báo động.  Công tắcSW1 dùngđề reset hệ thống 14 Đồng bộ và bất đồng bộ  Hệ thống số có thể hoạt động ở trạng thái:  Bất... xung clock.  Cạnh xung dương Positive-going transitions (PGT)  Cạnh xung âm: Negative-going transitions (NGT) 16 Flip-Flops và xung clock  Trong các FF có ngõ vào xung clock (CLK)  (a) Xung clock tích cựccạnh dương  (b) Xung clock tích cựccạnh âm 22 43 Thanh ghi dịch  Trong trường hợpnàydữ liệusẽđược truyềnnốitiếp. 44 Truyền data giữahaithanhghi 16 31 Ví dụ 5- 3 32 Ngõ vào khơng đồng bộ  S, C,... 14 27 D-FF và JK-KK  Có thể tạo ra D-FF từ JK-FF 28 Truyềndữ liệusong song 3 5 Mạch chốtcổng NAND Mạch chốtcổng NAND có hai trạng thái ổn định (trạng thái chốt) ứng vớitrường hợp SET = CLEAR = 1. 6 Trạng thái SET mạch chốt Khi ngõ vào SET chuyểntừ trạng thái cao xuống trạng thái thấp, trong cả hai trường hợpngõraQ sẽởtrạng thái cao 19 37 Đồng bộ tín hiệu  Đasố hệ thống hoạt động ở chếđộđồng bộ.  Các... củaFF  Mộtsốứng dụng của flip-flop  Bộđếm  Lưudữ liệunhị phân  Truyềndữ liệunhị phân giữa các thiếtbị 20 39 Đồng bộ tín hiệu 40 Lưuvàtruyềndữ liệu  FF thường đượcsử dụng để lưuvàtruyền dữ liệudạng nhị phân.  Nhóm FF sử dụng để lưu data là thanh ghi  Dữ liệu đượctruyền khi data chuyển đổi giữanhững FF hoặc thanh ghi.  Trong trường hợptruyền đồng bộ, cần phải có xung đồng bộ 14 27 D-FF và JK-KK  Có . (0) Flip-Flop vào bấtkỳ thời điểmnào. 1733JK-FF vớingõvàokhôngđồng bộ34Ví dụ 5- 4 18 35 ng dụng của Flip-Flop36Ứng dụng củaFFMộtsốứng dụng của flip-flopBộđếmLưudữ. khác, D-FF sẽ lưugiá trị trước đócủanó.Đượcsử dụng trong ứng dụng truyềndữliệusong song26D Flip-Flop 1427D-FF và JK-KKCó thể tạo ra D-FF từ JK-FF28Truyềndữ