Bài giảng Kỹ thuật số: Chương 5 ThS. Lưu Văn Đại

Bài giảng Kỹ thuật số Chương 5: Mạch tuần tự cung cấp cho người học các kiến thức: Chốt RS, Flipflop, mạch ghi dịch, mạch đếm. Đây là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên ngành Điện Điện tử và những ai quan tâm dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

CHƢƠNG MẠCH TUẦN TỰ  CHỐT RS  FLIPFLOP  MẠCH GHI DỊCH  MẠCH ĐẾM Chương 5: Mạch  MẠCH TUẦN TỰ Mạch tuần tự: Trạng thái ngõ phụ thuộc vào trạng thái ngõ vào mà phụ thuộc vào trạng thái ngõ trước (được hồi tiếp trở thành ngõ vào thông qua phần tử nhớ)  ta nói mạch có tính nhớ Q+=f(Q, A, B, C, D,…) Ngõ Q+ hàm logic biến ngõ vào ngõ Q trước Mạch tuần tự: Chia làm loại • Mạch đồng bộ: Xung đồng hồ CK tác động đồng thời, trạng thái ngõ không thay đổi sau trạng thái ngõ vào thay đổi mà phải đợi đến xuất xung lệnh • Mạch khơng đồng bộ: Xung đồng hồ CK tác động không đồng thời, trạng thái ngõ thay đổi sau trạng thái ngõ vào thay đổi (với độ trì hỗn truyền đó) * Phần tử tạo thành mạch Flip-Flop (FF – Mạch lật) Chương 5: Mạch  FLIPFLOP - FF có thêm ngõ vào với chức khác Chương 5: Mạch  FLIPFLOP - FF tạo nên từ mạch chốt (Latch): Chốt cài lại, giữ lại - Điểm khác mạch chốt FF: FF chịu tác động xung CK, cịn mạch chốt khơng Mạch chốt + Xung CK  Mạch Flip-Flop Chốt RS Có loại: Chốt cổng NOR chốt cổng NAND Chương 5: Mạch a Chốt RS tác động mức cao có ngã vào R S tác động mức cao (Dùng cổng NOR) R S Q Q+ Trạng thái 0 0 Tác dụng nhớ 0 1 Q+ = Q Ký hiệu R S Q+ 0 1 1 Q Cấm 0 1 1 0 Đặt (Set) Q+ = 1 0 0 1 Đặt lại (Reset) Q+ = 1 1 0 0 Ngõ Q ban đầu trạng thái giả sử Chương 5: Mạch b Chốt RS tác động mức thấp có ngã vào R S tác động mức thấp Dùng cổng NAND Tính chất cổng NAND: có ngõ vào =  Ngõ Y=1 Để có chốt RS tác động mức cao dùng cổng NAND, người ta thêm vào cổng đảo ngõ vào Ký hiệu R S Q+ Tr thái 0 1 1 Q Cấm 1 Giữ Chương 5: Mạch Flip-Flop RS Chốt RS + Xung CK  FF-RS: Mạch hoạt động có tính đồng bộ, ngõ thay đổi trạng thái có trật tự a FF- RS có xung CK tác động mức cao Vào Ra CK S R Q+ TT 1 1 x 0 1 x 1 Q Q 1 Giữ Giữ Cấm FF- RS có xung CK tác động mức cthấp - Khi CK=1, bất chấp R, S: Ngõ giữ trạng thái, - Khi CK=0: Mạch tác động Chương 5: Mạch b Flip Flop RS có ngã vào Preset Clear Khi vừa cấp điệnn ngõ FF trạng thái ngẫu nhiên Để áp đặt trước trạng thái định cho ngõ ra, ta thêm vào FF ngõ vào Preset Clear Có thể đặt trước Q = (Preset) Q = (Clear) Pr Cl CK S R Q+ 0 1 1 1 1 1 1 x x x 1 1 x x x x 0 1 x x x x 1 1 Q Q 1 Chương 5: Mạch Cấm Giữ Giữ Cấm c Flip Flop RS chủ tớ: Để khắc phục trạng thái cấp RS-FF S R CK 0 1 1 Chương 5: Mạch     Q+ Q Bất định d Flip Flop JK JK-FF tạo từ FF-RS J K Q 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 R= CK KQ 1 1 0 0 1 0 0 0         Q+ TT Q=0 Q=1 Q=0 Q=1 Giữ Giữ Giữ Reset Set Giữ Set Reset Chương 5: Mạch J K CK 0 1 1     Q+ 10 Lập bảng Karnaugh, so sánh với hàm chuyển H  J Q  KQ Chương 5: Mạch 26 JA  KA  J B  K B  Q D Q A J C  K C  Q B Q A J D  Q C Q B Q A K D  QA CK QD QC QB QA HD HC HB 10 11 12 13 14 15 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 Chương 5: Mạch HA QD+ QC+ QB+ QA+ 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 27 Mạch đếm không đồng - Là mạch đếm mà FF chịu tác động xung CK không đồng thời - Cần quan tâm đến chiều tác động xung CK Mạch đếm không đồng n tẩng (đếm 2n trạng thái), đếm lên - Thiết kế mạch đếm n tầng, đếm lên (n=4) • Lập bảng trạng thái  suy cách mắc ngõ vào JK FF cho có xung CK tác động ngõ FF thay đổi trạng thái giống bảng trạng thái lập • Với n=4  Cần FF, mạch đếm 2n=16 trạng thái từ  15 Giả sử dùng FF tác động cạnh xuống xung CK • Do xung CK tác động cạnh xuống  lấy ngõ tầng trước làm xung CK tầng sau Chương 5: Mạch 28 Lập bảng trạng thái CK QD QC QB QA Số đếm Xóa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 10 11 12 13 14 15 Chương 5: Mạch 29 Chương 5: Mạch 30 Mạch đếm không đồng n tẩng (đếm 2n trạng thái), đếm xuống Chương 5: Mạch 31 Chương 5: Mạch 32 Mạch đếm không đồng modulo – N (N = 10) Kiểu Reset: Số xung CK vào Số nhị phân QD QC QB QA Số thập phân tƣơng ứng Xoá 10 0 0 0 0 1 0(1) 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0(1) 1 1 0 10 Chương 5: Mạch 33 Mạch đếm không đồng modulo – N kiểu Preset: - Phân tích số đếm N = 2n.N’ (N’