NHẬP MÔN MẠCH SỐ Mạch tuần tự: Bộ đếm (Sequential circuit: Counters)

NHẬP MÔN MẠCH SỐ CHƯƠNG – PHẦN Mạch tuần tự: Bộ đếm (Sequential circuit: Counters) Nội dung • Bộ đếm bất đồng (Asynchronous counters) – Hệ số đếm (MOD number) – Bộ đếm lên/xuống (Up/ Down counters) • Bộ đếm đồng (Synchronous counters) – Phân tích đếm đồng (Analyze synchronous counters) – Thiết kế đếm đồng (Design synchronous counter) • Thanh ghi (Register) Nội dung • Bộ đếm bất đồng (Asynchronous counters) – Hệ số đếm (MOD number) – Bộ đếm lên/xuống (Up/ Down counters) • Bộ đếm đồng (Synchronous counters) – Phân tích đếm đồng (Analyze synchronous counters) – Thiết kế đếm đồng (Design synchronous counter) • Thanh ghi (Register) Bộ đếm bất đồng (Asynchronous counters) Bộ đếm bất đồng Xem xét hoạt động đếm 4-bit bên – Clock kết nối đến chân CLK FF A – J K tất FF – Ngõ Q FF A kết nối với chân CLK FF B, tiếp tục kết nối với FF C, D – Ngõ FF D, C, B A tạo thành đếm 4bit binary với D có trọng số cao (MSB) * tất ngõ vào J K FF đưa vào mức Bảng chức J-K FF Bộ đếm bất đồng Sau cạnh xuống xung CLK thứ 16, đếm quay trở lại trạng thái ban đầu DCBA = 0000 Bộ đếm bất đồng • Các FFs khơng thay đổi trạng thái đồng với xung Clock sử dụng Trong ví dụ slide trước, FF A thay đổi cạnh xuống xung Clock (CLK), FF B phải đợi FF A thay đổi trạng thái trước lật, FF C phải đợi FF B, tương tự với FF D phải đợi FF C  Có trì hỗn (delay) FF liên tiếp • Chỉ FF có trọng số thấp kết nối với xung Clock • Bộ đếm cịn gọi đếm tích lũy trì hỗn (ripple counter) Ví dụ • Giả sử đếm Slide trước bắt đầu trạng thái DCBA = 0000, sau xung Clock đưa vào • Sau khoảng thời gian, ta ngắt xung Clock với mạch đọc giá trị đếm DCBA = 0011 • Hỏi xung Clock đưa vào đếm? Đáp án: Bộ đếm có lặp vịng lại hay chưa?  Chúng ta chưa có  Số lượng xung Clock đưa vào mạch 3, or 19, or 35, or 51 tiếp tục Bộ đếm bất đồng Hệ số đếm (MOD number) • Hệ số đếm số trạng thái khác đếm trước đếm lặp lại chu trình đếm Thêm vào Flip-flop tăng hệ số đếm Bộ đếm bất đồng Hệ số đếm (MOD number) • Chia tần số – FF có tần số ngõ ½ tần số xung đưa vào chân Clock FF • Giả sử tần số xung Clock đưa vào đếm ví dụ 16 kHz  Tần số ngõ FF A, B, C, D 8, 4, 2, kHz Tần số FF có trọng số lớn tần số xung Clock đưa vào chia cho hệ số đếm Ví dụ • Cần FF cho đếm 1000 sản phẩm? • Đáp án 29 = 512 => FFs đếm tối đa 512 sản phẩm  không thỏa yêu cầu 210 = 1024 => 10 FFs đếm tối đa 1024 > 1000  Thỏa yêu cầu tốn Ví dụ • Các bước để làm đồng hồ số • Cần FF cho đếm có hệ số đếm 60 (MOD-60)? • Đáp án: Khơng có số ngun N để thỏa điều kiện 2N = 60  Số N gần 6, 26 = 64 > 60 Vì đồng hồ số cần đếm xác  Khơng có đáp án với yêu cầu thiết kế Câu hỏi thảo luận? Đúng hay sai? Trong đếm bất đồng bộ, tất FF thay đổi trạng thái thời điểm Giả sử đếm ví dụ có giá trị DCBA = 0101 Giá trị đếm sau 27 xung clock tiếp theo? Hệ số đếm ví dụ FF thêm vào đếm? Bộ đếm có Hệ số đếm < 2N • Bộ đếm bất đồng thông thường giới hạn hệ số đếm 2N (Hệ số đếm lớn với N flip-flop sử dụng) Tất ngõ vào J, K MOD-6 counter? Bộ đếm có Hệ số đếm < 2N Bộ đếm MOD-6 tạo từ đếm MOD-8 cách clear đếm trạng thái 110 xuất 7-4 Counters with MOD Number