CHƯƠNG 5:MẠCH TUẦN TỰ FLIP-FLOP,VÀ GHI DỊCH - Tài Liệu Text

1. Trang chủ >
2. Giáo án - Bài giảng >
3. Cao đẳng - Đại học >

CHƯƠNG 5:MẠCH TUẦN TỰ FLIP-FLOP,VÀ GHI DỊCH

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.24 MB, 203 trang )

Mạch tuần tự chia làm 2 loại: Đồng bộ và không đồng bộ. Ở mạch đồng bộ, các phầntử của mạch chịu tác động đồng thời của xung đồng hồ (CK - Clock) và mạch khơngđồng bộ thì khơng có xung CK. Phần tử cơ bản cấu thành mạch tuần tự là các flip - flop.Nội dung chương trình chương này gồm các phần:1..KHÁI NIỆM FLIP-FLOP, PHÂN LOẠI, PHƯƠNG PHÁP KÍCH2. FLIP-FLOP JK3.FLIP-FLOP RS4..FLIP-FLOP T5 .FLIP-FLOP D & MẠCH GHI.1.Khái niệm Flip-Flop, phân loại, phương pháp kích.1.1 Khái niệm:Flip-Flop (viết tắt là FF) là mạch dao động đa hài hai trạng thái bền, được xây dựngtrên cơ sở các cổng logic và hoạt động theo một bảng trạng thái cho trước. FF là mạch cókhả năng lật lại trạng thái ngõ ra tùy theo sự tác động thích hợp của ngõ vào, điều này cóý nghĩa quan trọng trong việc lưu trữ dữ liệu trong mạch và xuất ra khi cần.Hình 5.1 : Sơ đồ khối mơ hình một Flip-FlopMột Flip – Flop thường có:- Một hoặc hai ngõ vào dữ liệu, một ngõ vào xung Ck (Clock – xung đồng hồ ) và có thểcó các ngõ bất đồng bộ như Clear (xóa), Preset (thiết lập).- Hai ngõ ra, thường được kí hiệu là Q (ngõ ra chính ) và (ngõ ra phụ). Người ta thườngdùng trạng thái của ngõ ra chính để chỉ trạng thái của FF. Nếu hai ngõ ra có trạng tháigiống nhau ta nói FF ở trạng thái cấm.- Flip flop có thể được tạo nên từ mạch chốt.- Điểm khác biệt giữa một mạch chốt và một FF là: FF chịu tác động của xung đồng hồcòn mạch chốt thì khơng.- Người ta gọi tên các FF khác nhau bằng cách dựa vào tên các ngõ vào dữ liệu củachúng.Hình 5.2:Ký hiệu của một Flip - Flop1.2 Phân loại:FlipFlop co thể được phân loại theo tín hiệu điều khiển hoặc phân loại theo chức năng. Theo tín hiệu điều khiển (xung Clock )- Khơng có tín hiệu điều khiển đồng bộ (FF khơng đồng bộ).- Có tín hiệu điều khiển đồng bộ (FF đồng bộ). Theo chức năng:-JK – FlipFlop : Jordan và Kelly - Tên 2 nhà phát minhRS – FlipFlop : Reset - Set Xóa - Thiết lậpT – FlipFlop :Toggle - Bập bênh, bật tắtD – FlipFlop : Delay - Trễ1.3 Phương pháp kích:Ngỏ ra của FF đồng bộ thay đổi trạng thái khi có sự tác động của xung Clock (xung CK)còn gọi là các xung kích. Xung đồng hồ (Clock) được diễn tả bằng một xung vuông,thường là một chuối xung vng, do vậy để kích FF ta có thể kích mức cao (mức 1), mứcthấp (mức 0) hoặc kích bằng cạnh lên (sườn lên, sườn dương) hay cạnh xuống (sườnxuống, sườn âm) điều này hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc của FF.Hình 5.3 Phương pháp kích bằng xung ClockHình 5.4 : Ký hiệu các kiểu kích FF bằng xung CKSườn lên và mức logic 1 có mối quan hệ với nhau, vì vậy mạch tạo sườn lên là mạchcải tiến của mạch tác động theo mức logic 1.Sườn lên thực chất là một xung dương, có thời gian tồn tại rất ngắn. Để cải tiến cácFF tác động theo mức logic 1 thành FF tác động theo sườn lên ta mắc vào trước FF đómột mạch tạo sườn lên.Hình 5.5: FF có tín hiệu Ck điều khiển theo sườn lên2. FLIP-FLOP R-S2.1 RS-FF không đồng bộ Dạng 1: RSFF khơngS0011R0101QQ001XHình 5.6 RSFF khơng đồng bộ cổng NORđồng bộ dùng cổng NORBảng 5.1: bảng trạng thái RS -FFDựa vào bảng chân trị cuả cổng NOR để giải thích hoạt động của sơ đồ mạch này:-S=0,R=1Q=0.Q=0 hồi tiếp về cổng NOR 2 nên cổng NOR 2 có hai ngõ vào bằng 0=1.Vậy Q=0 và-S=1,R=0=1.=0. =0 hồi tiếp về cổng NOR 1 nên cổng NOR 1 có hai ngõ vào =0.Q=1.Vậy,Q=1 và=0-Giả sử ban đầu S=0,R=1Q=0 và=1.Nếu tín hiệu ngõ vào thay đổi thành S=0,R=0(R chuyển từ 1+S=0 và Q=0=10) ta có:+R=0 và=1Q=0-Giả sử ban đầu S=1,R=0RSFF giữ nguyên trạng thái cũ trước đó.Q=1 và=0Nếu tín hiệu ngõ vào thay đổi thành: R=0,S=0 (S chuyển từ 1+R=0 và=00) ta có:Q=1+S=0 và Q=1=0RSFF giữ nguyên trạng thái cũ trước đó. Dạng 2: RSFF khơngQ00110101đồng bộ dùng cổng NANDX10Q0Hình 5.7: RSFF khơng đồng bộ cổng NANDBảng 5.2 Bảng trạng thái RS-FF.Dựa vào bảng chân trị của cổng NAND:Ta có:-Q=1.Q=1 hồi tiếp về cổng NAND 2 nên cổng NAND 2 có hai ngõ vàobằng 1 vậy=0.bằng 1 vậy Q=0.hồi tiếp về cổng NAND 1 nên cổng NAND 1 có hai ngõ vào-đây là trạng thái cấm.Giả sử trạng thái trước đó có Q=1,NAND 1 có một ngõ vào bằng 0 Vậy Q=1hồi tiếp về cổng NAND 1 nên cổngRSFF giữ nguyên trạng thái cũ.*Như vậy gọi là FF khơng đồng bộ bởi vì chỉ cần một trong hai ngõ vào S hay R thay đổithì ngõ ra cũng thay đổi theo.Về mặt kí hiệu,các RSFF khơng đồng bộ được kí hiệu như sau:a)RS tác động mức 1b) RS tác động mức 0Hình 5.8: Kí hiệu các RS - FF khơng đồng bộ2.2 RS - FF đồng bộMạch RSFF đồng bộ hoạt động cần có tín hiệu đồng bộ, nghĩa là cần có xung đồnghồ (xung kích Ck). ngỏ ra của FF phụ thuộc vào trạng thái ngỏ vào R-S đồng thời cần xácđịnh tại vị trí xung kích tác độngTrong đó: Ck là tín hiệu điều khiển đồng bộ hay tín hiệu đồng hồ(Clock). Khảo sáthoạt động của mạch:a) Sơ đồ logic RS – FF đồng bộb) ký hiệu RS – FF đồng bộ mức caoHình 5.9: RSFF đồng bộ.Từ sơ đồ mạch RS – FF ta có bảng trạng thái ứng với xung kích Ck như sauSX0011RX0101Ck01111QQ0Q001XBảng 5.3: Bảng trạng thái RS – FF đồng bộ mức cao-Ck=0:Cổng NAND 3 và 4 khóa khơng cho dữ liệu đưa vào.Vì cổng NAND 3 và 4 đềuQ=Q0:RSFF giữ ngun trạng thái cũ.có ít nhất 1 ngõ vào Ck=0-Ck=1:Cổng NAND 3 và 4 mở. Ngõ ra Q sẽ thay đổi tùy thuộc vào trạng thái của S và R.+S=0,R=0Q=Q0+S=0,R=1Q=0+S=1,R=0Q=1+S=1,R=1Q=XTrong trường hợp này tín hiệu đồng bộ Ck tác động mức 1.Trong trường hợp Ck tác độngmức 0 thì ta mắc thêm cổng đảo như sau:Hình 5.10:Mắc thêm cổng đảo trong trường hợp Ck tác động mức 0.FF – RS đồng bộ còn có loại tác động bằng xung kích cạnh lên hay cạnh xuống, đây làloại được sử dụng phổ biến nhấtXung CK tác động cạnh lênXung Ck tác động cạnh xuốngHình 5.11: RS – FF tác động bằng cạnhCK0↑↑↑SX001X010↑11QRNQ0100011Trạng thái cấm1N+1Q0101NSR0X1001X0a) RSFF kích bằng mứcb) Bảng hàm kích RSFFBảng 5.4: Bảng trạng thái và hàm kích RS –FF đồng bộ cổng NORVí dụ 1: Thiết kế mạch đếm đồng bộ - đếm xuống – xung Ck tác động cạnh lên, mod=12. Sử dụng FF RSBảng trạng thái :Tp012345600000000000111001100101010100X0X0X0X0X0X0X0X0X0X10X0X0X00X10X0010X10X01001100110011078910110111110000SDRDS CR C100111010110X0X0X001QDQC00Q BQ A000X010X110X100XSD = QCQBQA01010X0X0X0X11010X10X001100X XX X00X XX X010 XX 01X0 XX X0RD = QDQBQAQDQCQ BQ00011110A00011111QDQC10 0010Q BQ AXX00 X0 10XX01 X0 01XX11 01 01XX10 X0 10SC = 1 RC =QDS BR BQDQC00Q BQ A000X010X1110100X01X0X001X00X 0X XX10 10 XX01 01S RA XX01X0 11X0A 10XX100101100X0X0X0XXX 10XX 01XX 01XX 10 SB= 1 RB = QBSA = A RA = QAVí dụ 2: Vẽ dạng sóng ngỏ ra RS – FF đồng bộ mức cao01100110013.FLIP-FLOP JK3.1 Cấu trúc:FF JK được tạo ra từ FF RS, nhằm khắc phục trạng thái cấm của RS – FF, nhờ tín hiệuhồi tiếp từ ngỏ ra thơng qua cổng AND. Khi đó : J ~ S và K ~ RHình 5.12: Cấu trúc FF JK từ RS - FF3.2 Kí hiệu và bảng trạng thái:JK – FF chỉ hoạt động ở chế độ đồng bộXung CK tác động cạnh lênXung CK tác động cạnh xuốngHình 5.13: Ký hiệu các loại JK – FFCK01111JX0011KX0101N+1QQ0Q001Bảng 5.5 :Hàm kích JKTheo bảng trạngthái cấm và thay vàoN10Q0NQ0011Q0101JK0X1XX1X0Bảng trạng thái JK – FFBảng 5.6:– FFthái ta thấy FF JK đã thốt khỏi trạngđó là trạng thái đảo ( khi J = K = 1 thìQ = 0 ) người ta lợi dụng trạng thái này để thiết kế mạch đếm.Ví dụ 1: Thiết kế mạch đếm đồng bộ đếm lên mod 5, xung Ck tác động cạnh lên . Ta có bảng trạng tháiTP00000X0X1X

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Giáo trình Vi mạch số
  • 203
  • 2,598
  • 11
• tài liệu operator overloading
  • 91
  • 0
  • 0
• THÍ NGHIỆM với nút NHẤN và LED đơn
  • 40
  • 412
  • 0
• Chuyên đề về bồi thường, hỗ trợ và tái định cư khi nhà nước thu hồi đất
  • 28
  • 0
  • 0
• thiết kế hệ thống thông tin quản lý mô hình dịch vụ internet cà phee
  • 53
  • 478
  • 0
• ky thuat truyen hinh ngành điện tử truyền thông
  • 24
  • 0
  • 0
• Slide quản trị ngân hàng thương mại Chương IV QUẢN TRỊ tài sản có (TÍCH sản)
  • 16
  • 801
  • 6
• Slide quản trị ngân hàng thương mại Chương v QUẢN TRỊ rủi RO TRONG KINH DOANH NGÂN HÀNG
  • 13
  • 487
  • 1
• Slide quản trị ngân hàng thương mại Chương VI quản trị kết quả tài chính
  • 3
  • 358
  • 3
• Slide quản trị ngân hàng thương mại chương i TỔNG QUAN về QUẢN TRỊ NGÂN HÀNG CHIẾN lược KINH DOANH của NGÂN HÀNG
  • 5
  • 455
  • 1
• Slide quản trị ngân hàng thương mại chương II QUẢN TRỊ vốn tự có và sự AN TOÀN của NGÂN HÀNG
  • 10
  • 466
  • 2

Tải bản đầy đủ (.docx) (203 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(6.16 MB) - Giáo trình Vi mạch số-203 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×