Bài 4 FLIP-FLOP
2.1. Bộ dồn kênh (MUX)
Ghép kênh (dồn kênh) là thuật ngữ chung được sử dụng để mô tả hoạt động gửi một hoặc nhiều tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu kỹ thuật số qua một đường truyền chung
ở các thời điểm hoặc tốc độ khác nhau và như vậy, thiết bị chúng ta sử dụng để thực hiện điều đó được gọi là Bộ ghép kênh MUX.
Bộ ghép kênh , được viết tắt là “MUX” hoặc “MPX”, là một mạch logic tổ hợp được thiết kế để chuyển một trong số các đường đầu vào sang một đường đầu ra chung duy nhất bằng cách áp dụng tín hiệu điều khiển. Bộ ghép kênh hoạt động giống như công tắc xoay nhiều vị trí hoạt động rất nhanh kết nối hoặc điều khiển nhiều đường đầu vào được gọi là “kênh” tại một thời điểm đến đầu ra.
Bộ ghép kênh, hoặc MUX, có thể là mạch kỹ thuật số được tạo ra từ các cổng logic tốc độ cao được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu số hoặc nhị phân hoặc chúng có thể là loại tương tự sử dụng bóng bán dẫn, MOSFET hoặc rơ le để chuyển một trong các đầu vào điện áp hoặc dòng điện sang một đầu ra duy nhất.
Loại cơ bản nhất của thiết bị ghép kênh là công tắc xoay một chiều như hình minh họa.
2.1.2. Thực hiện hàm logic bằng bộ dồn kênh
Bộ ghép kênh 2 dòng sang 1 dòng đơn giản từ các cổng NAND logic cơ bản:
Các đầu vào A đơn giản này mạch multiplexer 2-1 dòng xây dựng từ cổng NAND tiêu chuẩn hoạt động để kiểm soát mà đầu vào (I hoặc tôi 1 ) được thông qua với sản lượng tại Q .
Từ bảng sự thật ở trên, chúng ta có thể thấy rằng khi đầu vào chọn dữ liệu, A là LOW ở mức logic 0, đầu vào I 1 chuyển dữ liệu của nó qua mạch ghép kênh cổng NAND đến đầu ra, trong khi đầu vào I bị chặn.Khi dữ liệu chọn A là CAO ở mức logic 1, điều ngược lại xảy ra và bây giờ đầu vào I chuyển dữ liệu đến đầu ra Q trong khi đầu vào
I 1 bị chặn.
Vì vậy, bằng cách áp dụng logic “0” hoặc logic “1” tại A, chúng ta có thể chọn đầu vào thích hợp, I hoặc I 1 với mạch hoạt động giống như một công tắc ném kép (SPDT) đơn cực.
Vì chúng ta chỉ có một đường điều khiển, (A) nên chúng ta chỉ có thể chuyển đổi 21 đầu vào và trong ví dụ đơn giản này, bộ ghép kênh 2 đầu vào kết nối một trong hai nguồn 1 bit với một đầu ra chung, tạo ra 2 đến 1 – đường ghép kênh. Chúng ta có thể xác nhận điều này trong biểu thức Boolean sau đây.
𝑄 = 𝐴. 𝐼. 𝐼1+ 𝐴. 𝐼. 𝐼1+ 𝐴. 𝐼. 𝐼1+ 𝐴. 𝐼. 𝐼1
và đối với mạch ghép kênh 2 đầu vào của chúng tôi ở trên, điều này cũng có thể được đơn giản hóa:
Q = A .I 1 + AI
Chúng ta có thể tăng số lượng đầu vào dữ liệu được chọn hơn nữa chỉ đơn giản bằng cách làm theo cùng một quy trình và các mạch ghép kênh lớn hơn có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các bộ ghép kênh 2-1 nhỏ hơn làm khối xây dựng cơ bản của
chúng. Vì vậy, đối với bộ ghép kênh 4 đầu vào, do đó chúng tơi sẽ yêu cầu hai đường
chọn dữ liệu vì 4 đầu vào đại diện cho 2 2 đường điều khiển dữ liệu cung cấp cho một
mạch có bốn đầu vào, I , I 1 , I 2 , I 3 và hai đường chọn dữ liệu A và B như hình.
2.1.3. Bộ dồn kênh họ TTL
Bộ ghép 4 kênh thành 1 kênh:
Biểu thức Boolean cho Bộ ghép kênh 4-1 ở trên với đầu vào A đến D và các
dòng chọn dữ liệu a, b được cho là:
Q = ab A + a b B + a bC + abD
Trong ví dụ này tại bất kỳ một khoảnh khắc trong thời gian chỉ một trong bốn tương tự switch được đóng lại, chỉ kết nối một trong những dòng đầu vào Một để D để
đầu ra duy nhất tại Q . Việc đóng cơng tắc nào phụ thuộc vào mã đầu vào định địa chỉ trên các dòng “ a ” và “ b ”.
Vì vậy, đối với ví dụ này để chọn đầu vào B cho đầu ra tại Q , địa chỉ đầu vào nhị phân cần phải là “ a ” = logic “1” và “ b ” = logic “0”. Vì vậy, chúng ta có thể hiển thị việc lựa chọn dữ liệu thông qua bộ ghép kênh như một chức năng của các bit chọn dữ liệu như được hiển thị.
Hình 5.2. Bộ dồn kênh 4-1
Lựa chọn dòng đầu vào của bộ ghép kênh:
Thêm nhiều dòng địa chỉ điều khiển, (n) sẽ cho phép bộ ghép kênh điều khiển nhiều đầu vào hơn vì nó có thể chuyển đổi 2 n đầu vào nhưng mỗi cấu hình dịng điều
khiển sẽ chỉ kết nối MỘT đầu vào với đầu ra.
Sau đó, việc triển khai biểu thức Boolean ở trên bằng cách sử dụng các cổng logic riêng lẻ sẽ yêu cầu sử dụng bảy cổng riêng lẻ bao gồm các cổng AND , OR và NOT như được minh họa.
Bộ ghép kênh 4 kênh sử dụng Cổng logic
Hình 5.4. Bộ ghép 4 kênh cồng logic
Ký hiệu Bộ ghép kênh MUX
Hình 5.5. Ký hiệu bọ ghép kênh MUX