- Tùy theo loại MOSFET được dùng mă cơng nghệ năy cịn được chia thănh câc loại sau:
CHƯƠNG 5: MẠCH LOGIC DÊY Băi 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH DÊY.
Băi 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH DÊY.
Chương trước đê đề cập đến câc mạch tổ hợp từ câc cổng logic đơn giản đến câc mạch tích hợp MSI phức tạp hơn như mạch chuyển đổi mê, dồn kính, tâch kính. Chúng cĩ một đặc điểm lă ngõ ra sẽ thay đổi trạng thâi theo trạng thâi ngõ văo mă khơng kể tới câc trạng thâi trước đĩ của nĩ, nghĩa lă chúng khơng cĩ tính nhớ.
Ở chương năy, ta sẽ nĩi đến một loại lớn khâc của mạch số, đĩ lă mạch tuần tự. Khâc với mạch tổ hợp, trạng thâi ngõ ra của mạch tuần tự tuỳ thuộc khơng những văo câc trạng thâi ngõ văo mă cịn văo cả 2 trạng thâi trước đĩ của ngõ ra. Khơng những thế, trạng thâi ngõ ra sẽ khơng thay đổi ngay khi ngõ văo thay đổi mă lại cịn phải đợi đến khi cĩ xung lệnh gọi lă xung đồng hồ (clock). Như vậy mạch tuần tự vừa cĩ tính nhớ vừa cĩ tính đồng bộ.
Cả mạch tổ hợp vă tuần tự đều được sử dụng nhiều trong câc hệ thống số. Một hệ tuần tự cĩ thể biểu diễn một câch tổng quât như sau:
Hình 5.1 Hệ tuần tự.
Phần tổ hợp sẽ nhận tín hiệu logic từ đầu văo bín ngoăi vă từ đầu ra của câc phần tử nhớ, nĩ tính tôn dựa văo câc đầu văo năy để cho ra câc đầu ra khâc nhau, trong đĩ một phần được đem sang khối câc phần tử nhớ để cất giữ đi; đầu ra của phần tử nhớ cĩ
thể đưa ra ngoăi hay đưa điều khiển phần tổ hợp. Phần điều khiển sẽ cho phĩp phần nhớ vă tổ hợp hoạt động theo một số yíu cầu đề ra.
Như vậy, câc đầu ra của hệ thống số vừa phụ thuộc văo câc đầu văo vừa liín quan đến thơng tin đê lưu trữ bín trong của phần tử nhớ. Phần tử nhớ cĩ thể lă một mạch logic nhưng cĩ khi chỉ lă một đường nối phản hồi từ ngõ ra về ngõ văo.
1.1.Mạch chốt lă mạch cĩ thể căi lại, giữ lại trạng thâi logic ngõ văo.
Hình 5.2. Kí hiệu khối chốt SR vă bảng hoạt động.
1.2. Ví dụ mạch chốt cổng NOR:
Mạch chốt như trín cĩ thể thay thế 2 cổng nand bằng 2 cổng NOR nguyín lí hoạt động cũng tương tự nhưng ngõ văo S, R tâc động ở mức cao.
Bảng hoạt động cổng NOR:
Hình 5.3. Chốt cổng NOR.
Ta thấy rằng câc mạch tuần tự dù lă mạch chốt đê khảo sât ở trín hay câc mạch cao hơn thì đều được cấu tạo bởi cổng logic cơ bản. Mặc dù tự thđn cồng logic khơng thể lưu trữ được dữ liệu nhưng khi biết kết hợp với nhau theo một câch thức cho phĩp tuỳ theo mức độ phức tạp, quy mơ kết hợp mă sẽ cĩ mạch chốt, mạch lật, ghi dịch hay hơn nữa lă câc bộ nhớ, xử lý.
1.3. Ứng dụng của mạch chốt:
Mạch chốt như tín gọi của nĩ được sử dụng nhiều trong câc hệ thống số cần chốt hay đệm dữ liệu trước khi được xử lý điều khiển hay truyền nhận. Ngoăi ra nĩ cịn được sử dụng lăm mạch chống dội vă mạch tạo dạng sĩng vuơng.
a. Mạch chống dội:
o Hiện tượng dội do câc thiết bị cơ khí gđy nín khi đĩng ngắt chuyển mạch điện tử.
Hình 5.4. Chốt NAND chống dội.
b. Mạch tạo dao động sĩng vuơng:
Một mạch chốt cơ bản kết hợp với một số linh kiện R, C để tạo nín mạch dao động sĩng vuơng do ngõ ra lật trạng thâi qua lại giữa mức 1 vă 0. Mạch thiết lập vă xô tự động theo thời hằng nạp xả của tụ C vă trở R.
o Tần số dao động tính theo giâ trị R, C lă: f (R R )C
2 1 3 + = o Mạch minh họa:
Hình 5.5. Ứng dụng chốt tạo dao động sĩng vuơng.
1.4.Ví dụ mạch Chốt NAND khi cĩ xung đồng hồ:
Như đê nĩi đến ở phần trước, câc mạch tuần tự cịn cĩ một đặc tính nữa lă tính đồng bộ mă mạch chốt chưa thể hiện. Trong hệ thống mạch logic, câc mạch phải thay đổi trạng thâi cĩ trật tự hay đồng bộ nhau thì mới cĩ thể khống chế câc trạng thâi ra theo câc thời điểm chọn trước. Lúc năy người ta sử dụng chđn Ck (clock_đồng hồ: vì thơng thường tín hiệu trín chđn năy cĩ sĩng dạng điện âp như tín hiệu của đồng hồ) minh hoạ qua hình sau
Hình 5.6 Chốt NAND cĩ thím xung đồng hồ
Bảng sự thật của chốt Nand khi cĩ thím ck
Băi 2: MẠCH ĐẾM.
2.1. Khâi niệm vă phđn loại:a. Khâi niệm: a. Khâi niệm:
Bộ đếm được xđy dựng trín câc cơ sở câc Flip – Flop (FF) ghĩp lại với nhau sao cho hoạt động theo một bảng trạng thâi (qui luật) cho trước.
Số lượng của FF sử dụng lă số hăng của bộ đếm.
Bộ đếm cịn được sử dụng để tạo ra một dêy địa chỉ của lệnh điều khiển, đếm số chu trình thực hiện phĩp tính, hoặc cĩ thể dùng trong vấn đề thu vă phât mê.