Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng trình bày nội dung chi tiết về flip-flop, mạch ghi dịch, mạch đếm không đồng bộ, bộ đếm dùng flip-flop,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung của bài giảng.
Chương Flip Flop – Bộ đếm – Thanh ghi 4.1 Flip Flop 4.2 Bộ đếm 4.3 Thanh ghi 4.4 Bài tập ứng dụng I Flip Flop Mạch mạch có trạng thái ngã khơng phụ thuộc vào tổ hợp ngã vào mà phụ thuộc trạng thái ngã trước Ta nói mạch có tính nhớ Ngã Q+ mạch hàm logic biến ngã vào A, B, C ngã Q trước Q+ = f(Q,A,B,C ) Mạch vận hành tác động xung đồng hồ chia làm loại: Đồng Không đồng Ở mạch đồng bộ, phần tử mạch chịu tác động đồng thời xung đồng hồ (CK) mạch khơng đồng khơng có điều kiện Phần tử cấu thành mạch flipflop 4.1 Flip Flop Mạch flipflop (FF) mạch dao động đa hài lưỡng ổn tức mạch tạo sóng vng có hai trạng thái ổn định Trạng thái FF thay đổi có xung đồng hồ tác động Một FF thường có: - Một hai ngã vào liệu, ngã vào xung CK có ngã vào với chức khác - Hai ngã ra, thường ký hiệu Q (ngã chính) Q (ngã phụ) Người ta thường dùng trạng thái ngã để trạng thái FF Nếu hai ngã có trạng thái giống ta nói FF trạng thái cấm - Flipflop tạo nên từ mạch chốt (latch) - Điểm khác biệt mạch chốt FF là: FF chịu tác động xung đồng hồ mạch chốt khơng - Người ta gọi tên FF khác cách dựa vào tên ngã vào liệu chúng Chốt RS tác động mức cao: Là chốt RS có ngã vào R S tác động mức cao (Đối với mạch chốt khơng có tác động xung đồng hồ nên ta hiểu trạng thái trước trạng thái giả sử, trạng thái sau trạng thái mạch ổn định) (H 5.1) Chốt RS tác động mức cao: Chốt RS tác động mức cao: (H 5.1) Tính chất chốt RS tác động mức cao tóm tắt sau: - Khi R=S=0 (cả ngã vào không tác động), ngã không đổi trạng thái - Khi R=0 S=1 (ngã vào S tác động), chốt Set (tức đặt Q+=1) - Khi R=1 S=0 (ngã vào R tác động), chốt Reset (tức đặt lại Q+=0) - Khi R=S=1 (cả ngã vào tác động), chốt rơi vào trạng thái cấm Chốt RS tác động mức thấp chốt RS có ngã vào R S tác động mức thấp S R Q+ 0 1 1 Cấm Q Để có chốt RS tác động mức cao dùng cổng NAND, người ta thêm vào cổng đảo ngã vào mạch (H 5.3) Ký hiệu chốt RS tác động cao chốt RS tác động thấp Flip Flop RS Sử dụng chốt RS tác động mức cao dùng cổng NAND Khi thêm ngã vào xung CK cho chốt RS ta FF RS Hình vẽ FF RS có ngã vào R, S xung đồng hồ CK tác động mức cao mức thấp Bảng thật: (a) (H 5.5) (b) Flipflop RS có ngã vào Preset Clear: Tính chất FF có trạng thái ngã mở máy Trong nhiều trường hợp, cần đặt trước ngã Q=1 Q=0, muốn thế, người ta thêm vào FF ngã vào Preset (đặt trước Q=1) Clear (Xóa Q=0), mạch có dạng (H 5.6a) (H 5.6b) ký hiệu FF RS có ngã vào Preset Clear tác động mức thấp Flipflop RS có ngã vào Preset Clear: Thay cổng NAND cuối hai cổng NAND ngã vào, ta FF RS có ngã vào Preset (Pr) Clear (Cl) Khi ngã Pr xuống thấp (tác động) ngã Cl lên cao ngã Q lên cao bất chấp ngã vào lại Khi ngã Cl xuống thấp (tác động) ngã Pr lên cao ngã Q xuống thấp bất chấp ngã vào lại Ngồi ngã vào Pr Cl đưa ngã vào cổng AND, nơi đưa tín hiệu CK vào, mục đích việc làm ngã vào Pr Cl tác động mức thấp tín hiệu khóa cổng AND này, vơ hiệu hóa tác dụng xung CK Bảng thật FF RS có Preset Clear (tác động thấp) cho bảng 5.5 Flipflop RS có ngã vào Preset Clear: Bảng thật FF RS có Preset Clear (tác động thấp) Lưu ý: Trên bảng thật , dòng thứ tương ứng với trạng thái cấm hai ngã vào Pr Cl đồng thời mức tác động, cổng NAND cuối đóng, nên Q+=Q=1 Tổng kết Đếm nhị phân D C B A 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Đếm thập phân 10 11 12 13 14 15 Các IC đếm không đồng tiêu biểu IC 7490: IC đếm thập phân không đồng IC 7492: IC đếm 12 không đồng IC 7493: IC đếm bit không đồng Mạch đếm đồng Để thiết kế mạch đếm đồng n tầng (lấy thí dụ n=4), trước tiên lập bảng trạng thái, quan sát bảng trạng thái suy cách mắc ngã vào JK FF cho mạch giao hoán tạo ngã bảng lập Giả sử ta dùng FF tác động cạnh xuống xung CK (Thật ra, kết thiết kế không phụ thuộc vào chiều tác động xung CK, nhiên điều phải thể mạch nên ta cần lưu ý) Với FF mạch đếm 24=16 trạng thái số đếm từ đến 15 Ta có bảng trạng thái: Mạch đếm đồng FF A đổi trạng thái sau xung CK, vậy: TA = JA = KA = FF B đổi trạng thái trước QA = 1, TB = JB = KB = QA FF C đổi trạng thái trước QA = QB = 1, vậy: TC = JC = KC = QA.QB FF D đổi trạng thái trước QA=QB=QC=1, vậy: TD = JD = KD = QA.QB.QC = TC.QC Mạch đếm đồng n tầng, đếm xuống Mạch đếm đồng n tầng, đếm lên/ xuống Mạch đếm vòng Thực chất mạch ghi dịch ta cho hồi tiếp từ ngã ngã vào để thực chu kỳ đếm Tùy đường hồi tiếp mà ta có chu kỳ đếm khác Sau ta khảo sát vài loại mạch đếm vòng phổ biến Đối với mạch này, đếm vòng thấy có đặt trước ngã - Đặt trước QA =1, ta kết bảng Đối với mạch này, đếm vòng thấy có đặt trước ngã Nếu đặt trước QA = QB = ta có bảng CK Mạch có tên mạch đếm Johnson Mạch có chu kỳ đếm mà khơng cần đặt trước có đặt trước, mạch cho chu kỳ khác tùy vào tổ hợp đặt trước Preset 1↓ 2↓ 3↓ 4↓ 5↓ 6↓ 7↓ 8↓ QD QC QB QA Số TP 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 15 14 12 THE END ... cấp cho FFD, FF đặt trước vào lúc đầu Tổng kết: động Flip- Flop JK kích cạnh Flip- flop J-K loại flip- flop dùng rộng rãi nhiều mạch số, đặc biệt đếm Q Re Setset Q 00 Tổng kết: Set 1 Inputs Re set... thái Flip- flop có ngõ Q Q hình 5.1: Inputs Trạng thái ngõ flip- flop rõ sau: Q Outputs Q SET: Ngõ mức logic Ngõ mức logic RESET {hay Cleared}: Ngõ mức logic Ngõ mức logic Tổng kết: Có loại flip- flop: ... (hay cạnh có xu hướng âm) Ngõ vào Ck tác động đến flip- flop xảy cạnh lên hay cạnh xuống xung clock, flip- flop gọi kích cạnh Tổng kết: Flip- flop D (Data hay Delay) có cực ngõ vào liệu cộng với