Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 7: Bộ đếm và thanh ghi

[r]

1

Chương 7

Bộ đếm ghi

Th.S Đặng Ngọc Khoa Khoa Điện - Điện Tử

2

Bộ đếm không đồng bộ

„ Xét đếm bit hình 7-1

„ Xung clock đưa đến FF A, ngõ vào J, K tất FF mức logic

„ Ngõ FF sau nối đến ngõ vào CLK FF trước

„ Ngõ D, C, B, A số nhị phân bit với D bit có trọng số cao

„ Đây đếm khơng đồng trạng

3

Hình 7-1 Bộ đếm bit

Quy ước về trọng số

„ Trong phần lớn mạch, dịng tín hiệu

thường chạy từ trái sang phải

„ Trong chương này, nhiều mạch điện có

dịng tín hiệu chạy từ phải sang trái

„ Ví dụ, hình 7-1:

5

Số MOD

„ Số MOD số trạng thái chu

kỳ đếm

„ Bộ đếm hình 7-1 có 16 trạng thái

khác nhau, đếm MOD-16

„ Số MOD đếm thay đổi

cùng với số Flip-Flop „ Số MOD ≤ 2N

6

Số MOD

„ Ví dụ

„ Một đếm sử dụng để đếm sản phẩm chạy qua băng tải Mỗi sản phẩm qua băng chuyền, cảm biến xung Bộ đếm có khả đếm 1000 sản

phẩm Hỏi phải có Flip-Flop đếm?

7

Chia tần số

„ Trong đếm, tín hiệu ngõ FF

cuối (MSB) có tần số tần số

ngõ vào chia cho số MOD Một đếm MOD-N chia N

Ví dụ 7-1

„ Ví dụ mạch tạo dao động xung vng có

tần số 1Hz

9

Trễ trong bộ đếm không đồng bộ

„ Cấu trúc đếm không đồng

đơn giản vấn đề trễ truyền tín hiệu qua FF làm hạn chế tần số

của đếm

„ Với đếm không đồng ta phải có

„ Tclock≥N x tpd „ Fmax=1/(N x tpd)

10

Trễ trong bộ đếm không đồng bộ

„ Bộ đếm bit

11

Câu hỏi?

„ Trong bộ đếm bất đồng bộ, tất FF

thay đổi trạng thái lúc? Sai

„ Giả sử đếm hình 7-1

trạng thái 0101 Sau 27 xung clock, trạng thái đếm bao nhiêu? 0000

„ Số MOD đếm có Flip-Flop?

Bộ đếm đồng bộ

„ Trạng thái tất FF thay

đổi lúc với xung clock

„ Hình sau mơ tả hoạt động

đếm đồng

13

Bộ đếm đồng bộ MOD-16

14

Hoạt động của mạch

„ B thay đổi trạng thái theo xung clock

khi A =

„ C thay đổi trạng thái theo xung clock

khi A = B =

„ D thay đổi trạng thái theo xung clock

15

Bảng chân trị

Bộ đếm có số MOD < 2N

„ Sử dụng ngõ vào không đồng (clear,

set) để buộc đếm bỏ số trạng thái

„ Trong hình 7-2, ngõ cổng NAND

nối đến ngõ vào không đồng CLEAR Flip-Flop

„ Khi A=0, B=C=1, (CBA = 1102= 610) ngõ

17

Hình 7-2 Bộ đếm MOD-6

18

Trạng thái tạm

„ Lưu ý hình 7-2, 110

trạng thái tạm thời Mạch tồn

trạng thái thời gian ngắn sau chuyển sang trạng thái 000

„ 000Ỉ001Ỉ010Ỉ011Ỉ100Ỉ101Ỉ000 „ Ngõ FF C có tần số 1/6 tần số

19

Sơ đồ trạng thái

Thiết kế bộ đếm MOD-X

„ Bước 1: Tìm số FF nhỏ cho 2N ≥

X Kết nối FF lại với Nếu 2N = X

thì khơng làm bước

„ Bước 2: Nối cổng NAND đến ngõ vào

CLEAR tất FF

„ Bước 3: Xác định FF mức cao ứng với