Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 5: Hệ tuần tự (Slide)

Chương 5: Hệ tuần tự
•
•
•
•
•

Giới thiệu
Các loại Flip flop
Bộ đếm
Thanh ghi dịch
Tóm tắt

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

110


5.1 Giới thiệu
Sơ đồ hệ tuần tự
Ngõ vào

MẠCH
TỔ HP
(Cổng logic)

Ngõ ra

PHẦN TỬ NHỚ
(Flip Flop)

Phân loại:
- Đồng bộ (Synchronous) : ngõ ra chỉ thay đổi khi có tác động của
xung clock (đồng bộ với xung clock)
- Bất đồng bộ (Asynchronous): ngõ ra thay đổi khi có sự thay đổi
ngõ vào
Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ mơn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

111


5.2 Các loại Flip flop
D - Fiplop
• Phân loại
– Kích cạnh lên
D

Q

CK

Q

D

Q

CK

Q

– Kích cạnh xuống

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

112


5.2 Các loại Flip lop
D - Fiplop

• Kích cạnh lên

Ký hiệu
D

Q

CK

Q

– Một ngõ vào D (data) và ngõ vào xung clock
– Ngõ ra Q có giá trị bằng ngõ vào D khi có tác động
xung clock (CK)
– Khi không có xung CK thì ngõ ra Q không thay đổi
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

113


•

5.2 Các loại Flip lop
Giản đồ xung D - Fiplop
CK

D
Q
(Cho Q ban ñaàu laø 0)

Bảng hoạt động
Phương trình

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

114


5.2 Các loại Flip flop
D - Fipflop
• Bảng kích thích

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

115


5.2 Các loại Flip flop
T - Flipflop
• Phân loại
– Kích cạnh lên
T

Q

CK

Q

– Kích cạnh xuống
T

Q

CK

Q

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

116

5.2 Các loại Flipflop
T - Flipflop

• Hoạt động T-Fliplop kích cạnh xuống

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

117


5.2 Các loại Flip flop
T - Flipflop
• Bảng kích thích

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

118


5.2 Các loại Flip flop
JK-Flip flop
• Kích cạnh lên
J

Q

CK
K

Q

• Kích cạnh xuống

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

119


5.2 Các loại Flip flop
JK-Flip flop
• Bảng hoạt động và phương trình đặc tính

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

120


5.2 Các loại Flip flop
JK-Flip flop
• Giản đồ xung
CK
J
K

Q
(Cho Q ban ñaàu laø 0)

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

121


5.2 Các loại Flip flop
JK-Flip flop
• Bảng kích thích

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

122


5.2 Các loại Flip flop
SR-Flip flop
• Kích cạnh lên
S

Q

CK
R

Q

• Kích cạnh xuống

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

123


5.2 Các loại Flip flop
SR-Flip flop
• Kích cạnh xuống

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

124


5.2 Các loại Flip flop
SR-Flip flop
• Bảng hoạt động và phương trình trạng thái

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

125


5.2 Các loại Flip flop
SR-Flip flop
• Giản đồ xung

CK

S

R

Q
(Cho Q ban ñaàu laø 0)

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

126


5.2 Các loại Flip flop
SR-Flip flop
• Bảng kích thích

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

127


5.2 Các loại Flip flop
Ngõ vào bất đồng bộ
•

Ngõ vào Pr (Preset) và Cl (Clear). Các ngõ vào này làm ngõ ra thay đổi không phụ thuộc

vào ngõ vào thông tin và xung clock
– Khi Pr tích cực thì ngõ ra Q được set lên 1
– Khi Cl tích cực thì ngõ ra Q bị xóa về 0
Ví dụ:
D

Pr

CK

Q

Q
Cl

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

128


5.2 Các loại Flip flop
Chuyển đổi các loại FF
• Cách thực hiện
– Lập bảng kích thích 2 loại FF
– Ngõ vào thông tin của FF nguồn là hàm, và
ngõ vào thông tin của FF đích và trạng thái
hiện tại Qn là các biến
– Thực hiện rút gọn hàm

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

129


5.2 Các loại Flip flop
Chuyển đổi các loại FF
• Chuyển JK FF thành T FF
– Bảng kích thích
T

.

J

Q

CK
K

Q

Rút gọn J =T, K =T
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

130

5.2 Các loại Flip flop
Chuyển đổi các loại FF
• JK thành D

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

131


5.2 Các loại Flip flop
Ứng dụng của Flip flop
•
•
•
•

Bộ đếm
Lưu dữ liệu nhị phân
Truyền dữ liệu nhị phân giữa các thiết bị
Một số ứng dụng khác…

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

132


•

Định nghĩa:

5.3 Bộ đếm

Sơ đồ khối

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

133


5.3 Bộ đếm
• Cấu tạo
– Flipflop và các cổng logic

• Nguyên tắc hoạt động
– Khi có tác động cạnh xung vào thì các ngõ ra của các Flipflop
thay đổi trạng thái theo qui luật mã nhị phân (đếm các xung vào)
– Mỗi Flipflop đóng vai trò như bit nhị phân

• Phân loại
– Đếm nối tiếp (tuần tự hoặc không đồng bộ)
– Đếm song song (đếm đồng bộ

• Trạng thái bộ đếm (Modul), ký hiệu: M
– Nếu có n FlipFlop thì đếm tối đa M= 2n trạng thái (đếm đầy đủ)
– Nếu M<2n : đếm không đầy đủ
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

134