Bài giảng điện tử số part 9 potx

Bài ging N T S 1 Trang 104
Trng hp Ck tác ng theo sn lên (hình 5.1b):
Trong các s mch này Clr (Clear) là ngõ vào xóa ca TFF. Ngõ vào Clr tác ng mc thp,
khi Clr = 0 thì ngõ ra Q ca FF b xóa v 0 (Q=0).
Gin  thi gian ca mch  hình 5.1a :
ng trng thái hot ng ca mch hình 5.1a:
Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip
Ck Q
2
Q
1
Q
2
Q
1
1
2
3
4
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0

1
0
1
0
T
Ck
1
T
Ck
2
Q
2
Q
1
11
Ck
Clr
1
Q
Q
2
H 5.1b
Ck
1
2
3 4
5
7
8
1

1 1
10 0 0 0
0 0
00
1
1
1
1
Ck
Q
1
Q
2
Hình 5.2a. Gin  thi gian mch hình 5.1a
Chng 5. H tun t Trang 105
Gin  thi gian mch hình 5.1b :
ng trng thái hot ng ca mch hình 5.1b :
Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip
Ck Q
2
Q
1
Q
2
Q
1
1
2
3
4

0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
b. m xung
ây là bm có ni dung m gim dn. Nguyên tc ghép các FF cng ph thuc vào tín hiu
u khin Ck:
- Tín hiu Ck tác ng sn xung: TFF hoc JKFF c nghép ni vi nhau theo qui lut
sau:
Ck
i+1
=
i
Q
- Tín hiu Ck tác ng sn xung: TFF hoc JKFF c nghép ni vi nhau theo qui lut
sau:
Ck
i+1

= Q
i
Trong ó T luôn luôn gi mc logic 1 (T = 1) và ngõ ra ca TFF ng trc ni vi ngõ vào
Ck ca TFF ng sau.
1
2
3 4
5
7
8
1
1 1
10 0 0 0
00
00 11
1
1
Ck
Q
1
Q
2
11
1
1
0
0 0
0
1
Q

Hình 5.2b. Gin  thi gian mch hình 5.1b
Bài ging N T S 1 Trang 106
Ví d: Xét mt mch m 4, m xung, m ni tip dùng TFF.
 lng TFF cn dùng: 4 = 2
2
⇒ dùng 2 TFF.
 mch thc hin khi s dng Ck tác ng sn xung và Ck tác ng sn lên ln lt
c cho trên hình 5.3a và 5.3b :
T
Ck
1
T
Ck
2
Q
2
Q
1
11
Ck
Clr
H 5.3b
Ck
Hình 5.3a
Ck
T
Ck
1
T
Ck

2
Q
2
Q
1
11
Ck
Clr
1
Q
Q
2
Hình 5.4a. Gin  thi gian mch H 5.3a
1
2
3 4
5
7
8
Ck
Q
1
Q
2
11
1
1
0
0
0

0
1
Q
0
0
00 11
1
1
0
0
Chng 5. H tun t Trang 107
ng trng thái hot ng ca mch hình 5.3a:
Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip
Ck Q
2
Q
1
Q
2
Q
1
1
2
3
4
0
1
1
0
0

1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
Gin  thi gian ca mch hình 5.3b:
ng trng thái hot ng ca mch hình 5.3b :
Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip
Ck Q
2
Q
1
Q
2
Q
1
1
2
3
4
1
1
0
0

1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
c. m lên/xung:
i X là tín hiu u khin chiu m, ta quy c:
+ Nu X = 0 thì mch m lên.
+ Nu X = 1 thì m xung.
Ta xét 2 trng hp ca tín hiu Ck:
- Xét tín hiu Ck tác ng sn xung:
Lúc ó ta có phng trình logic:
iii1i
QXQX.QXCk ⊕=+=
+
- Xét tín hiu Ck tác ng sn lên:
Lúc ó ta có phng trình logic:
ii
i
1i
QXX.QQ.XCk ⊕=+=
+
Hình 5.4b. Gin  thi gian mch hình 5.3b

1
2
3 4
5
7
8
1
1 1
1
0 0 0 0
0
0
0
1
1
1
1
Ck
Q
1
Q
2
0
Bài ging N T S 1 Trang 108
d. m modulo M:
ây là bm ni tip, theo mã BCD 8421, có dung lng m khác 2
n
.
Ví d: Xét mch m 5, m lên, m ni tip.
 lng TFF cn dùng: Vì 2

2
= 4 < 5 < 8 = 2
3
⇒ duìng 3 TFF.
y bm này s có 3 u ra (chú ý: S lng FF tng ng vi su ra).
ng trng thái hot ng ca mch:
Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip
Ck Q
3
Q
2
Q
1
Q
3
Q
2
Q
1
1
2
3
4
5
0
0
0
0
1
0

0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1/0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1/0
u dùng 3 FF thì mch có thm c 8 trng thái phân bit (000 → 111 tng ng 0→7).
Do ó,  s dng mch này thc hin m 5, m lên, thì sau xung Ck th 5 ta tìm cách a t hp
101 v 000 có ngha là mch thc hin vic m li t t hp ban u. Nh vy, bm sm t
000 → 100 và quay v 000 tr li, nói cách khác ta ã m c 5 trng thái phân bit.
 xóa bm v 000 ta phân tích: Do t hp 101 có 2 ngõ ra Q
1

, Q
3
ng thi bng 1 (khác vi
các t hp trc ó) ( ây chính là du hiu nhn bit u khin xóa bm. Vì vy  xóa b
m v 000:
- i vi FF có ngõ vào Clr tác ng mc 0 thì ta dùng cng NAND 2 ngõ vào.
- i vi FF có ngõ vào Clr tác ng mc 1 thì ta dùng cng AND có 2 ngõ vào.
Nh vy s mch m 5 là s ci tin t mch m 8 bng cách mc thêm phn t cng
NAND (hoc cng AND) có hai ngõ vào (tùy thuc vào chân Clr tác ng mc logic 0 hay mc
logic 1) c ni n ngõ ra Q
1
và Q
3
, và ngõ ra ca cng NAND (hoc AND) sc ni n ngõ
vào Clr ca bm (cng chính là ngõ vào Clr ca các FF).
Trong trng hp Clr tác ng mc thp s mch thc hin m 5 nh trên hình 5.5 :
T
Ck
1
T
Ck
2
Q
2
Q
1
11
Ck
Clr
T

Ck
3
Q
3
1
Hình 5.5. Mch m 5, m lên
Chng 5. H tun t Trang 109
Y
1
C1
R1
Y
VCC
1
Hình 5.7. Mch
Reset mc 0
Chú ý:
Do trng thái ca ngõ ra là không bit trc nên  mch có thm t trng thái ban u là 000
ta phi dùng thêm mch xóa tng ban u  xóa bm v 0 (còn gi là mch RESET ban
u). Phng pháp thc hin là dùng hai phn t thng R và C.
Trên hình 5.7 là mch Reset mc 0 (tác ng mc 0). Mch hot ng nh sau: Do tính cht
n áp trên t C không t bin c nên ban u mi cp ngun Vcc thì V
C
= 0 ( ngõ ra Clr = 0
và mch có tác ng Reset xóa bm, sau ó t C c np n t ngun qua n tr R vi thi
ng np là τ = RC nên n áp trên t tng dn, cho n khi t C np y thì n áp trên t xp x
ng Vcc ⇒ ngõ ra Clr = 1, mch không còn tác dng reset.
Chú ý khi thit k: Vi mt FF, ta bit c thi gian xóa (có trong
Datasheet do nhà sn xut cung cp), do ó ta phi tính toán sao cho thi
gian t C np n t giá tr ban u n giá trn áp ngng phi ln

n thi gian xóa cho phép thì mi m bo xóa c các FF.
ch cho phép xóa bm tng (H 5.8) và bng tay (H 5.9):
Ck
Q
1
Q
2
1
1 1
1
0
0
0
0
0 0
00
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
2
3
4
5 7 8

9
10
6
0
0
0
0
00
00
1
Q
3
Hình 5.6. Gin  thi gian mch m 5, m lên
T
Ck
1
T
Ck
2
Q
2
Q
1
1
1
Ck
Clr
T
Ck
3

Q
3
1
Y
1
R1
C1
Y
VCC
1
Hình 5.8. Mch cho phép xóa bm tng
Bài ging N T S 1 Trang 110
T
Ck
1
T
Ck
2
Q
2Q
1
1
1
Ck
Clr
T
Ck
3
Q
3

1
Y
1
R1
C1
Y
VCC
1
Y
1
Hình 5.9. Mch cho phép xóa bm tng và bng tay
u m ca bm ni tip: n gin, d thit k.
Nhc m: Vi dung lng m ln, s lng FF s dng càng nhiu thì thi gian tr tích ly
khá ln. Nu thi gian tr tích ly ln hn mt chu k tín hiu xung kích thì lúc by gi kt qu
m s sai. Do ó,  khc phc nhc m này, ngi ta s dng bm song song.
5.2.3. Bm song song
1. Khái nim
m song song là bm trong ó các FF mc song song vi nhau và các ngõ ra s thay i
trng thái di su khin ca tín hiu Ck. Chính vì vy mà ngi ta còn gi bm song song
là bm ng b.
ch m song song c s dng vi bt k FF loi nào và có thm theo qui lut bt k
cho trc. Vì vy,  thit k bm ng b (song song) ngi ta da vào các bng u vào kích
a FF.
2. Mch thc hin
i vi bm song song dù m lên hay m xung, hoc là m Modulo M (m lên/m
xung) u có cách thit k chung và không ph thuc vào tín hiu Ck tác ng sn lên, sn
xung, mc 0 hay mc 1.
Các bc thc hin :
- T yêu cu thc t xây dng bng trng thái hot ng ca bm.
- Da vào bng u vào kích ca FF tng ng  xây dng các bng hàm giá tr ca các

ngõ vào d liu (DATA) theo ngõ ra.
- Dùng các phng pháp ti thiu  ti thiu hóa các hàm logic trên.
- Thành lp s logic.
Ví d
:
Thit k mch m ng b, m 5, m lên theo mã BCD 8421 dùng JKFF.
Trc ht xác nh s JKFF cn dùng: Vì 2
2
= 4 < 5 < 8 = 2
3
⇒ dùng 3 JKFF ⇒ có 3 ngõ ra Q
1
,
Q
2
, Q
3
.
Ta có bng trng thái mô t hot ng ca bm nh sau:
Chng 5. H tun t Trang 111
Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip
Ck Q
3
Q
2
Q
1
Q
3
Q

2
Q
1
1 0 0 0 0 0 1
2 0 0 1 0 1 0
3 0 1 0 0 1 1
4 0 1 1 1 0 0
5 1 0 0 0 0 0
 chng 3 chúng ta ã xây dng c bng u vào kích cho các FF và ã có c bng u
vào kích tng hp nh sau:
Q
n
Q
n+1
S
n
R
n
J
n
K
n
T
n
D
n
0 0 0 X 0 X 0 0
0 1 1 0 1 X 1 1
1 0 0 1 X 1 1 0
1 1 X 0 X 0 0 1

ó ta suy ra bng hàm giá tr ca các ngõ vào data theo các ngõ ra nh sau :
Xung Trng thái hin ti Trng thái k tip
vào Q
3
Q
2
Q
1
Q
3
Q
2
Q
1
J
3
K
3
J
2
K
2
J
1
K
1
1 0 0 0 0 0 1 0 X 0 X 1 X
2 0 0 1 0 1 0 0 X 1 X X 1
3 0 1 0 0 1 1 0 X X 0 1 X
4 0 1 1 1 0 0 1 X X 1 X 1

5 1 0 0 0 0 0 X 1 0 X 0 X
Bài ging N T S 1 Trang 112
p bng Karnaugh  ti thiu hóa ta c:
u ý: Khi thit k tính toán ta dùng các phng pháp ti thiu a v phng trình logic ti
gin. Nhng trong thc t thì ôi lúc không phi nh vy. Ví d: K
3
= 1, K
3
= Q
3
hay K
3
=
2
Q
u úng, nhng khi lp ráp thc t ta chn K3 =
2
Q
 tránh dây ni dài gây nhiu cho mch.
 logic: Hình 5.10
00 01 11
10
0
1
Q
3
Q
2
Q
1

J
1
x
01 1
x x x x
J
1
= Q
1
00 01 11
10
0
1
Q
3
Q
2
Q
1
K
1
x
xx x
1 1 x x
K
1
= 1 = Q
1
00 01 11
10

0
1
Q
3
Q
2
Q
1
J
2
x
00 x
1 x x x
J
2
= Q
1
00 01 11
10
0
1
Q
3
Q
2
Q
1
K
2
x

0x 0
x 1 x x
K
2
= Q
1
00 01 11
10
0
1
Q
3
Q
2
Q
1
J
3
x
X0 0
0 1 x x
J
2
= Q
1
Q
2
00 01 11
10
0

1
Q
3
Q
2
Q
1
K
3
x
0x 0
x 1 x x
K
3
= 1 = Q
3
=
21
QQ =
Ck
1
Q
1
1
Q
J
1
K
1
Ck

2
Q
2
2
Q
J
2
K
2
Ck
3
Q
3
3
Q
J
3
K
3
Q
3
Q
2
Q
1
C
k
Clr
3
Q

Hình 5.10. S mch m lên m 5, m song song
Chng 5. H tun t Trang 113
Gii thích hot ng ca bm:
- Ban u dùng mch RC xóa v 0 ⇒ Q
1
= Q
2
= Q
3
= 0.
J
1
= K
1
=1 ; J
2
= K
2
= Q
2
= 0 ; J
3
= 0, K
3
= 1.
- Khi Ck
1
: Các trng thái ngõ ra u thay i theo trng thái ngõ vào DATA trc ó.
J
1

= K
1
= 1 ⇒ Q
1
=
0
1
Q = 1.
J
2
= K
2
= 1 ⇒ Q
2
=
0
2
Q = 0.
J
3
= 0, K
3
= 1 ⇒ Q
3
= 1 bt chp trng thái trc ó.
(Hoc J
3
= 0, K
3
= 0 ⇒ Q

3
=
0
3
Q = 0) ⇒ Q
3
Q
2
Q
1
= 001.
Lúc ó: J
1
= K
1
=
3
Q = 1; J
2
=K
2
= Q
1
= 1; J
3
=Q
2
.Q
1
= 0, K

3
= 1.
(Hoc K
3
= Q
3
= 0).
- Khi Ck
2
:
J
1
= K
1
= 1 ⇒ Q
1
=
1
1
Q = 0.
J
2
= K
2
= 1 ⇒ Q
2
=
1
2
Q = 1.

J
3
= 0, K
3
= 1 ⇒ Q
3
= 0.
(Hoc J
3
= 0, K
3
= 0 ⇒ Q
3
=
1
3
Q = 0) ⇒ Q
3
Q
2
Q
1
= 010.
Lúc ó: J
1
= K
1
=
3
Q = 1 ; J

2
= K
2
= Q
1
= 0; J
3
= 0, K
3
= 1.
(Hoc K
3
=
2
Q = 0).
- Khi Ck
3
:
J
1
= K
1
= 1 ⇒ Q
1
=
2
1
Q = 1.
J
2

= K
2
= 0 ⇒ Q
2
=
0
2
Q = 1.
J
3
= 0, K
3
= 1 ⇒ Q
3
=0 bt chp trng thái trc ó.
(Hoc J
3
= 0, K
3
= 0 ⇒ Q
3
=
2
3
Q = 0 ) ⇒ Q
3
Q
2
Q
1

= 011.
Lúc ó: J
1
= K
1
=
3
Q = 1; J
2
= K
2
= Q
1
= 1; J
3
= Q
2
.Q
1
= 1, K
3
= 0.
(Hoc K
3
= 1).
- Khi Ck
4
:
J
1

= K
1
= 1 ⇒ Q
1
=
3
1
Q = 0.
J
2
= K
2
= 1 ⇒ Q
2
=
3
2
Q = 0.
J
3
= 0, K
3
= 1 ⇒ Q
3
=1 bt chp trng thái trc ó.
(Hoc J
3
= 0, K
3
= 0 ⇒ Q

3
=
0
3
Q = 0 ) ⇒ Q
3
Q
2
Q
1
= 100.
Lúc ó: J
1
= K
1
=
3
Q = 1; J
2
= K
2
= Q
1
= 0; J
3
= Q
2
.Q
1
= 0, K

3
= 1.
(Hoc K
3
= Q
3
= 0).
- Khi Ck
5
:
J
1
= K
1
= 1 ⇒ Q
1
=
4
1
Q = 0.
J
2
= K
2
= 1 ⇒ Q
2
=
4
2
Q = 0.

J
3
= 0, K
3
= 1 ⇒ Q
3
=0 bt chp trng thái trc ó.
⇒ Q
3
Q
2
Q
1
= 000 .
Lúc ó: J
1
= K
1
=
3
Q = 1; J
2
= K
2
= Q
1
= 0; J
3
= Q
2

.Q
1
= 0, K
3
= 1.
ch tr v trng thái ban u.
Bài ging N T S 1 Trang 114
5.2.4. m thun nghch
 thit k mch cho phép va m lên va m xung, ta thc hin nh sau:
- Cách 1: p hàm J
lên
, J
xung
, K
lên
, K
xung
(gi s ta dùng JKFF).
i X là tín hiu u khin. Xét 2 trng hp:
+ Nu quy c X = 0: m lên; X = 1: m xung.
Lúc ó ta có phng trình logic:
J =
X
. J
lên
+ X. J
xung
K =
X
. K

lên
+ X. K
xung
+ u quy c X = 1: m lên; X = 0: m xung.
Lúc ó ta có phng trình logic:
J = X. J
lên
+
X
. J
xung
K = X. K
lên
+
X
.K
xung
- Cách 2: p bng trng thái tng hp cho cm lên và m xung.
Xung vào X Trng thái h.ti Trng thái k J
3
K
3
J
2
K
2
J
1
K
1

1
2
Sau ó thc hin các bc ging nh bm ng b.
5.2.5. m hn hp
m hn hp là bm mà trong ó bao gm cm ni tip và m song song. ây là b
m ch to khá nhiu trong thc t và kh nng ng dng ca bm hn hp khá ln so vi b
m song song.
Ví d: Bm 7490 bên trong bao gm 2 bm ó là bm 2 ni tip và bm 5 song
song. Hai bm này tách ri nhau. Do ó, tùy thuc vào vic ghép hai bm này li vi nhau mà
ch có th thc hin c vic m thp phân hoc chia tn s.
Trng hp 1: 2 ni tip, 5 song song (hình 5.11).
J
K
Ck
1
Ck
2
 m 5
song song
B
m
2 n
i
tip
Q
1
Q
2
Q
3 Q

4
1
Ck
Clr
Hình 5.11. Bm 2 ni tip ghép vi bm 5 song song
Chng 5. H tun t Trang 115
Q
1
ca bm 2 gi vai trò xung Ck cho bm 5 song song.
Gin  thi gian ca 2 ni tip 5 song song (hình 5.12) :
Nhn xét: Cách ghép này dùng m thp phân, nhng không dùng  chia tn s.
ng trng thái mô t hot ng ca mch:
Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip
Ck Q
4
Q
3
Q
2
Q
1
Q
4
Q
3
Q
2
Q
1
1 0 0 0 0 0 0 0 1

2 0 0 0 1 0 0 1 0
3 0 0 1 0 0 0 1 1
4 0 0 1 1 0 1 0 0
5 0 1 0 0 0 1 0 1
6 0 1 0 1 0 1 1 0
7 0 1 1 0 0 1 1 1
8 0 1 1 1 1 0 0 0
9 1 0 0 0 1 0 0 1
10 1 0 0 1 0 0 0 0
Trng hp 2: 5 song song, 2 ni tip.
Q
3
ca bm 5 song song gi vai trò xung Ck cho bm 2.
Ck
Q
1
Q
2
1
1
1
1
0
0
0
0
0 0
00
0
1

1
1
1
1
0
0
0
1
2
3
4
5 7 8
9
10
6
0
11
0
0
000
1
Q
3
0 0 0
0 0
0
0
0
1
1

Q
4
Hình 5.12. Gin  thi gian 2 ni tip ghép vi 5 song song
Ck
1
 m 5
song song
Q
1
Q
2
Q
3
Q
4
J
K
Ck
2
B
m 2
i tip
Ck
Clr
Hình 5.13. Bm 5 song song ghép vi 2 ni tip
Bài ging N T S 1 Trang 116
Gin  thi gian ca 5 song song ni tip 2.
Nhn xét: Cách ghép này không c dùng m thp phân, nhng li thích hp cho vic
chia tn s.
ng trng thái mô t hot ng ca mch :

Xung vào Trng thái hin ti Trng thái k tip
Ck Q
4
Q
3
Q
2
Q
1
Q
4
Q
3
Q
2
Q
1
1 0 0 0 0 0 0 0 1
2 0 0 0 1 0 0 1 0
3 0 0 1 0 0 0 1 1
4 0 0 1 1 0 1 0 0
5 0 1 0 0 0 1 0 1
6 1 0 0 0 1 0 0 1
7 1 0 0 1 1 0 1 0
8 1 0 1 0 1 0 1 1
9 1 0 1 1 1 1 0 0
10 1 1 0 1 0 0 0 0
5.3. THANH GHI DCH CHUYN VÀ B NH
5.3.1. Khái nim
Thanh ghi dch và b nhu c ng dng trong lu tr d liu, trong ó thanh ghi do kh

ng lu tr ca nó có hn nên chc s dng nh b nh tm thi (lu kt qu các phép tính).
Còn b nh có kh nng lu tr các bit d liu khá ln, v mc cu to b nhc xây dng trên
 s các thanh ghi (Nhiu thanh ghi hp thành b nh)
5.3.2. Thanh ghi dch chuyn
1. Khái nim
Thanh ghi c xây dng trên c s các DFF (hoc các FF khác thc hin chc nng ca DFF)
và trong ó mi DFF s lu tr 1 bit d liu.
Ck
Q
1
Q
2
1
1
1
1
0
0
0
0
0 0
00
0
1
0
1
1
1
0
0

0
1
2
3
4
5 7 8
9
10
6
1
00
0
0
000
1
Q
3
0 0 0
0 0
1 1 1
1
0
Q
4
Hình 5.14. Gin  thi gian m 5 song song ghép 2 ni tip