1 / 40

MẠCH TUẦN TỰ

CHƯƠNG 5. MẠCH TUẦN TỰ.  CHỐT RS  FLIPFLOP  MẠCH GHI DỊCH  MẠCH ĐẾM.  MẠCH TUẦN TỰ.

dore
Download Presentation

MẠCH TUẦN TỰ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. CHƯƠNG 5 MẠCH TUẦN TỰ  CHỐT RS  FLIPFLOP  MẠCH GHI DỊCH  MẠCH ĐẾM Chương 5: Mạch tuần tự

  2. MẠCH TUẦN TỰ • Mạchtuầntự: Trạngtháingõrakhôngnhữngphụthuộcvàotrạngtháicủangõvàomàcònphụthuộcvàotrạngtháicủangõratrướcđó (đượchồitiếptrởthànhngõvàothông qua phầntửnhớ)  ta nóimạchtuầntựcótínhnhớ. • Q+=f(Q, A, B, C, D,…) • Ngõra Q+làhàm logic củacácbiếnngõvàovàngõra Q trướcđó. • Mạchtuầntự: Chia làm 2 loại • Mạchđồngbộ: Xungđồnghồ CKtácđộngđồngthời, trạngtháingõrakhôngthayđổingaysaukhitrạngtháingõvàothayđổimàphảiđợiđếnkhixuấthiệnmộtxunglệnh. • Mạchkhôngđồngbộ: Xungđồnghồ CKtácđộngkhôngđồngthời, trạngtháingõrathayđổingaysaukhitrạngtháingõvàothayđổi (vớiđộtrìhoãntruyềnnàođó). • * Phầntửcơbảntạothànhmạchtuầntựlà Flip-Flop (FF – Mạchlật). Chương 5: Mạchtuầntự

  3. FLIPFLOP - FF cũngcóthểcóthêmngõvàovớichứcnăngkhác Chương 5: Mạchtuầntự

  4. FLIPFLOP • FF đượctạonêntừmạchchốt (Latch): Chốtlàcàilại, giữlại. • Điểmkhácnhaugiữamạchchốtvà FF: FF thìchịusựtácđộngcủaxung CK, cònmạchchốtthìkhông. • Mạchchốt + Xung CK  Mạch Flip-Flop • Chốt RS • Có 2 loại: Chốtcổng NOR vàchốtcổng NAND Chương 5: Mạchtuầntự

  5. a. Chốt RS tác động mức cao có ngã vào R và S tác động mức cao. (Dùng cổng NOR) Ngõ ra Q ban đầu là trạng thái giả sử Ký hiệu Chương 5: Mạch tuần tự

  6. b. Chốt RS tác động mức thấp có ngã vào R và S tác động mức thấp. Dùng cổng NAND Tính chất của cổng NAND: có 1 ngõ vào = 0  Ngõ ra Y=1 Để có chốt RS tác động mức cao dùng cổng NAND, người ta thêm vào 2 cổng đảo ở các ngõ vào. 0 1 Ký hiệu Chương 5: Mạch tuần tự

  7. 2. Flip-Flop RS Chốt RS + Xung CK FF-RS: Mạch hoạt động có tính đồng bộ, ngõ ra thay đổi trạng thái có trật tự a. FF- RS có xung CK tác động mức cao FF- RS có xung CK tác động mức cthấp - Khi CK=1, bất chấp R, S: Ngõ ra giữ trạng thái, - Khi CK=0: Mạch mới tác động. Chương 5: Mạch tuần tự

  8. b. Flip Flop RS có ngã vào Preset và Clear Khi vừa cấp điệnn ngõ ra FF ở trạng thái ngẫu nhiên nào đó. Để áp đặt trước trạng thái nhất định cho ngõ ra, ta thêm vào FF các ngõ vào Preset và Clear. Có thể đặt trước Q = 1 (Preset) hoặc Q = 0 (Clear). Chương 5: Mạch tuần tự

  9. c. Flip Flop RS chủ tớ: Để khắc phục trạng thái cấp của RS-FF Chương 5: Mạch tuần tự

  10. d. Flip Flop JK JK-FF được tạo ra từ FF-RS Chương 5: Mạch tuần tự

  11. e. Flip Flop D g. Mạch chốt D f. Flip Flop T Chốt D giống FF-D, Xung CK được thay bằng ngõ vào cho phép G Chương 5: Mạch tuần tự

  12. 3. Mạch ghi dịch(Shift Register) Do mỗi FF có khả năng nhớ 1 bit ở ngõ ra cho đến khi có 1 xung CK tác động nên người ta mắc nối tiếp nhiều FF lại để tạo thành mạch ghi dịch  sẽ nhớ được nhiều bit. - Mạch dịch phải: Ta mắc mạch gồm 4 FF D nối thành chuỗi (ngã ra Q của FF trước nối vào ngã vào D của FF sau) và các ngã vào CKđược nối chung lại (các FF chịu tác động đồng thời).  Mạch ghi dịch này có khả năng dịch phải. Ngã vào DAcủa FF đầu tiên được gọi là ngã vào dữ liệu nối tiếp, các ngã ra QA, QB, QC, QDlà các ngã ra song song, ngã ra của FF cuối cùng (FF D) là ngã ra nối tiếp. Chương 5: Mạch tuần tự

  13. Mạch dịch phải Chương 5: Mạch tuần tự

  14. Mạch dịch trái Chương 5: Mạch tuần tự

  15. IC 74164 IC 7495 Chương 5: Mạch tuần tự

  16. MẠCH ĐẾM - Mạch đếm được thiết kế từ JK-FF hoặc T-FF. Lợi dụng tính đảo trạng thái của FF JK khi J=K=1. - Chức năng của mạch đếm là đếm số xung CKđưa vào ngã vào hoặc thể hiện số trạng thái có thể có của các ngã ra. - Về lĩnh vực tần số của tín hiệu thì mạch đếm có chức năng chia tần, nghĩa là tần số của tín hiệu ở ngã ra là kết quả của phép chia tần số của tín hiệu CKở ngã vào cho số đếm của mạch. - Ta có các loại: mạch đếm đồng bộ, không đồng bộ và đếm vòng. Chương 5: Mạch tuần tự

  17. Mạch đếm đồng bộ (Synchonous Counter - còn gọi là mạch đếm song song) - Tất cả các FF chịu tác động đồng thời của xung CK • 1. Mạchđếmđồngbộ n tẩng (đếm 2ntrạngthái), đếmlên (count up). • Thiếtkếmạchđếm n tầng, đếmlên (n=3) • Xácđịnhsố FF cầndùng, Lậpbảngtrạngthái  suyracáchmắccácngõvào JK củacác FF saochokhicóxung CK tácđộngthìcácngõracủa FF thayđổitrạngtháigiốngnhưbảngtrạngtháiđãlập • Với n=3  Cần3 FF, mạchsẽđếmđược 2n=8 trạngtháitừ 0  7. Giảsửdùng FF tácđộng ở cạnhxuốngcủaxung CK Chương 5: Mạch tuần tự

  18. Lập bảng trạng thái – với QC là MSB Chương 5: Mạch tuần tự

  19. Từ kết quả trên  vẽ mạch đếm đồng bộ 3 bit như sau: * TA=JA=KA=1 * TB=JB=KB=QA * TC=JC=KC=QA.QB Chương 5: Mạch tuần tự

  20. 2. Mạchđếmđồngbộ n tẩng (đếm 2ntrạngthái), đếmxuống(count down). • TK mạchđếm n tầng, đếmxuống (n=3) Lập bảng trạng thái – với QC là MSB Chương 5: Mạch tuần tự

  21. Từ kết quả trên  vẽ mạch đếm đồng bộ 3 bit như sau: Chương 5: Mạch tuần tự

  22. 3. Mạch đếm đồng bộ Modulo–N (N2n) – Không theo số nhị phân Thiết kế: Trước tiên phải chọn số tầng (Số FF). Số tầng n phải thỏa điều kiện:2n-1 < N < 2n P.P dùng hàm Chuyển: Cho thấy sự thay đổi trạng thái của FF, mỗi loại FF sẽ có hàm chuyển riêng. (dùng hàm chuyển của FF-JK). Hàm Chuyển có giá trị H=1 khi Q+  Q và trị H=0 khi Q+ = Q H Chương 5: Mạch tuần tự

  23. 3. Mạch đếm đồng bộ Modulo–N (N2n) – Không theo số nhị phân Để thiết kế mạch đếm cụ thể ta sẽ xác định hàm H của từng FF, sau đó đem so sánh với biểu thức hàm H của FF-JK Từ đó suy J, K của các FF của mạch cần thiết kế. • VD: Thiếtkếmạchđếm 10 đồngbộdùng FF JK • Bước 1: Chọnsốtầng: 2n-1 < N < 2ncónghĩa24-1 < 10 < 24 • Số FF là 4, Dùng FF-JK (A, B, C, D với D là MSB) cóxung CKtácđộngbằngcạnhxuống. • PP thiếtkế: dùnghàmchuyểncủa JK-FF: Chương 5: Mạch tuần tự

  24. Bước 2: Lập bảng trạng thái của mạch đếm 10 và giá trị của hàm H Chương 5: Mạch tuần tự

  25. Bước 3: Lập bảng Karnaugh, so sánh với hàm chuyển Chương 5: Mạch tuần tự

  26. Lập bảng Karnaugh, so sánh với hàm chuyển Chương 5: Mạch tuần tự

  27. Chương 5: Mạch tuần tự

  28. Mạch đếm không đồng bộ • Là các mạch đếm mà các FF chịu sự tác động của xung CK không đồng thời. • Cần quan tâm đến chiều tác động của xung CK • 1. Mạchđếmkhôngđồngbộ n tẩng (đếm 2ntrạngthái), đếmlên • Thiếtkếmạchđếm n tầng, đếmlên (n=4) • Lậpbảngtrạngthái  suyracáchmắccácngõvào JK củacác FF saochokhicóxung CK tácđộngthìcácngõracủa FF thayđổitrạngtháigiốngnhưbảngtrạngtháiđãlập • Với n=4  Cần 4 FF, mạchsẽđếmđược 2n=16 trạngtháitừ 0  15. Giảsửdùng FF tácđộng ở cạnhxuốngcủaxung CK • Do xung CK tácđộngbởicạnhxuống  cóthểlấyngõracủatầngtrướclàmxung CKcủatầngsau. Chương 5: Mạch tuần tự

  29. Lập bảng trạng thái Chương 5: Mạch tuần tự

  30. Chương 5: Mạch tuần tự

  31. 2. Mạch đếm không đồng bộ n tẩng (đếm 2n trạng thái), đếm xuống Chương 5: Mạch tuần tự

  32. Chương 5: Mạch tuần tự

  33. 3. Mạch đếm không đồng bộ modulo – N (N = 10) Kiểu Reset: Chương 5: Mạch tuần tự

  34. Mạch đếm không đồng bộ modulo – N kiểu Preset: - Phân tích số đếm N = 2n.N’ (N’<N)  kết hợp hai mạch đếm n bit và N’ Thiết kế mạch đếm 10 = 2 x 5  mạch đếm 5 kết hợp với một FF

  35. Dùng hàm Chuyển Chương 5: Mạch tuần tự

  36. IC7490

  37. Đếm 2x5 Đếm 5x2

  38. Mạch đếm vòng: Hồi tiếp từ QD JA và QD  KA Mạchđếmvòng Đặt trước QA = 1 Đặt trước QA = QB = 1 Chương 5: Mạch tuần tự

  39. Chương 5: Mạch tuần tự

  40. Chương 5: Mạch tuần tự

More Related