Cùng nắm kiến thức trong chương 5 này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: Khái niệm chung, phương pháp mô tả mạch tuần tự, mạch tuần tự đồng bộ, mạch tuần tự không đồng bộ, phần tử nhớ trong mạch tuần tự, phân tích và thiết kế mạch tuần tự, hiện tượng chu kỳ và chạy đua trong mạch không đồng bộ, một số mạch tuần tự thông dụng
MẠCH LOGIC TUẦN TỰ Nội dung Khái niệm chung Phương pháp mô tả mạch Mạch đồng Mạch không đồng Phần tử nhớ mạch Phân tích thiết kế mạch Hiện tượng chu kỳ chạy đua mạch không đồng Một số mạch thông dụng Khái niệm chung • Mạch logic hay gọi mạch dãy - Sequential Circuit, hay mạch số có nhớ • Là mạch số làm việc với tín hiệu số • Hoạt động hệ mạch có tính chất • Tại thời điểm xét, tín hiệu mạch điện khơng phụ thuộc vào giá trị đầu vào mà phụ thuộc vào tổ hợp tín hiệu vào thời điểm trước mạch • Mạch logic làm việc theo ngun tắc có nhớ Mơ hình kỹ thuật • Gồm hai phần: mạch tổ hợp mạch nhớ • Mạch tổ hợp chứa cổng logic, biến đổi tín hiệu vào để đưa tín hiệu • Mạch nhớ chứa phần tử nhớ để nhớ trạng thái mạch mà tổ hợp tín hiệu vào thời điểm trước tác động Mơ hình tốn học • Y = f(X, S) • Hay: Y = f(S(t), X) S(t+1) = f(S(t), X) Với X={X0, X1, …, XN-1} tập tổ hợp tín hiệu vào, N≤2n Y={Y0, Y1, …, YM-1} tập tổ hợp tín hiệu ra, M≤2m S={S0, S1, …, SL-1} tập tổ hợp tín hiệu trạng thái , L≤2n R={R0, R1, …, RL-1} tập tổ hợp tín hiệu kích Nội dung Khái niệm chung Phương pháp mô tả mạch Mạch đồng Mạch không đồng Phần tử nhớ mạch Phân tích thiết kế mạch Hiện tượng chu kỳ chạy đua mạch không đồng Một số mạch thông dụng Phương pháp mơ tả mạch • Bằng lời • Phương trình logic ( phương pháp đại số) • Đồ thị thời gian • Bảng trạng thái • Bảng chuyển đổi trạng thái • Bảng tín hiệu • Đồ hình trạng thái • Mơ hình Mealy thực ánh xạ • Mơ hình Moore Bằng lời • Dùng để mô tả mối quan hệ logic hệ • Ví dụ: Mơ tả mạch điều khiển đèn giao thông ngã tư Bằng đồ thị thời gian • Ví dụ: Mạch đếm xung có hệ số đếm k=5 Mã hóa trạng thái • số biên nhị phân để mã hóa trạng thái phụ thuộc số trạng thái mạch (= số phần tử nhớ) • Mạch có N trạng thái cần n biến nhị phân, ≥ Thiết kế mạch - Ví dụ • Bài toán: Thiết kế mạch thực hien kiểm tra dãy tín hiệu vào dạng nhị phân có độ dài đưa vào lien tiếp tren đầu vào X Nếu dãy tín hiệu vào có dạng 010 011 110 111, tín hiệu Z=1 Các trường hợp khác Z=0 • Bài tốn: Thiết kế mach đồng có đầu vào x đưa chuỗi xung vào đồng với xung Ck, đầu vào xung Ck, đầu y Biet, tín hiệu y=1 chuỗi xung vào liên tiếp 0000 • Bài tốn: Thiết kế mạch đieu khien cấp đien cho máy bơm nước Một số mạch thơng dụng • Bộ đếm • Bộ ghi dịch •… Bộ đếm • Bộ đếm mạch tuần hồn có lối vào đếm hay nhieu lối ra, mạch có số trạng thái hệ số đếm (Md) • Dưới tác dụng tín hiệu vào đếm, mạch chuyển từ trạng thái đến trạng thái khác theo thứ tự định Cứ sau Md tín hiệu vào đếm mạch lại trở trạng thái xuất phát ban đầu • Ứng dụng: đếm thời gian, chia tần số, điều khiển mạch khác…Bộ đếm dùng nhiều dụng cụ đo lường thị số, máy tính điện tử • Đồ hình trạng thái tổng quát Phân loại đếm Bộ đếm nhị phân đồng • VD: thiết kế đếm nhị phân đồng có Mđ=4, mã nhị phân • Dùng trigo JK • Dùng trigo T • VD: thiết kế đếm nhị phân thuận đồng có Mđ= 8, mã Gray Bộ đếm đồng Tổng hợp đếm • B1: Xây dựng đồ hình trạng thái • B2: Mã hóa trạng thái • B3: Xây dựng hàm kích: thường chọn trigo JK T • B4: Sơ đồ mạch Bộ đếm có hệ số đếm • Thiết kế đếm đồng có Mđ=5, dùng trigo T Bộ đếm khơng đồng • Tổng hợp đếm: • B1: Xây dựng đồ hình trạng thái • B2: Mã hóa trạng thái • B3: Xác định tín hiệu vào Ck • B4: Xây dựng hàm kích • B5: Sơ đồ mạch Bộ đếm nhị phân khơng đồng • Chỉ dùng trigo T JK • Đầu trigo trước nối tới đầu vào Clock trigo kế sau • Đếm tiến lấy đầu Q Đếm lùi lấy đầu • Tín hiệu vào Xđ đưa tới đầu vào Clock trigo có trọng số nhỏ • Sơ đồ đếm nhị phân với Mđ = ? Đồng hay khơng đồng bộ? Đếm tiến hay lùi? • Vẽ sơ đồ mạch đếm nhị phân bit không đồng đếm lùi (Mđ=8) Một số IC đếm Bộ ghi dịch • Có khả ghi (nhớ) số liệu dịch thông tin (sang phải sang trái) • Được cấu tạo từ dãy phần tử nhớ mắc liên tiếp với số cổng logic hỗ trợ • Muốn ghi truyền từ nhị phân n bit cần n phần tử nhớ (n trigger) Phân loại Ứng dụng ghi dịch • Nhớ liệu • Chuyển liệu từ song song thành nối tiếp ngược lại • Để thiết kế đếm • Tạo dãy tín hiệu nhị phân tuần hồn • Bộ ghi dịch bit dịch phải ... pháp mô tả mạch Mạch đồng Mạch không đồng Phần tử nhớ mạch Phân tích thiết kế mạch Hiện tượng chu kỳ chạy đua mạch không đồng Một số mạch thơng dụng Khái niệm chung • Mạch logic hay gọi mạch dãy... Phương pháp mô tả mạch Mạch đồng Mạch không đồng Phần tử nhớ mạch Phân tích thiết kế mạch Hiện tượng chu kỳ chạy đua mạch không đồng Một số mạch thông dụng Phương pháp mô tả mạch • Bằng lời •... trạng thái mạch • Mơ hình Mealy • Mơ hình Moore • Ví dụ: Mạch đếm xung k =5 Nội dung Khái niệm chung Phương pháp mô tả mạch Mạch đồng không đồng Phần tử nhớ mạch Phân tích thiết kế mạch Hiện tượng