Bài giảng Kỹ thuật số - Phần 3: Mạch đếm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (456.95 KB, 16 trang )

Bài 4: MẠCH ĐẾM
I. Đại cương
 Được tạo thành từ sự kết hợp
các FF mạch có 1 ngõ cho tín
hiệu xung clock vào và nhiều
ngõ ra.
 Các ngõ ra này thường là ngõ
Q của các FF vì Q có một trong
hai trạng thái 0 và 1 nên sự
sắp xếp các ngõ ra này cho





Vậy điều kiện để một
mạch trở thành mạch đếm
là nó phải có các trạng
thái khác nhau mỗi lần có
xung clock vào và số trạng
thái tối đa đếm được gọi là
dung lượng mạch đếm 2n.
Khi đã đạt đến trạng thái
tối đa nếu tiếp tục kích thích

mạch thì mạch sẽ trở về

n ngõ ra

MẠCH ĐẾM
Có

nhiều cách kết hợp các
FF, nên cũng có nhiều loại
mạch đếm, ta chỉ đưa ra làm 2
loại mạch cơ bản là mạch đếm
nhò phân và mạch đếm Modulo
M và trong mỗi loại ta có 2

phương pháp kích thích đồng bộ

II. Mạch đếm nhò phân

1. Phương pháp không đồng bộ
QA

1

CK

J

1
0

CK
QA
QB
QC

J

QA

1

QC
J

QB

CK
K CL

CK
K CL

CL

QB

1

CK
K CL

1
0
1

1

2

3

0
1
0
1

0
1
0

4

5

6

7

8

QC

CK

QC

QB

QA

0
1
2

3
4
5
6
7
8

0
0
0
0
1
1
1
1
0

0
0
1
1
0
0
1
1
0

0
1
0

1
0
1
0
1
0

Ta dùng 3 FF dưới
dạng FF J-K mắc
theo phương pháp
không đồng bộ
như hình vẽ quan
sát bảng trạng
thái
ta
thấy
rằng bảng trạng
thái là số nhò
phân tăng dần
có 8 trạng thái
với 8 = 23 và 3

Thay vì lấy ngõ ra Q nối với FF phía
Q
sau, ta có thể

lấy ngõ ra nối với
FF phía sau, lúc đó ta thực hiện
QA
QB
1
QC
được mạch đếm
xuống.
1
1
CK

J

1
0

CK
QA
QB
QC

J

QB

CK

CK
K CL

CL

J

QA

CK

K CL

QC

K CL

1
0
1

1

2

3

0

1
0
1
0
1
0

4

5

6

7

8

CK

QC

QB

QA

0
1

2
3
4
5
6
7
8

0
1
1
1
1
0
0
0
0

0
1
1
0
0
1
1
0
0

0
1

0
1
0
1
0
1
0

Ta
thêm
một
số
cổng logic
để
thực
hiện mạch
đếm
lên
hay xuống.

QA

QB

Q

QC

Q

Q

1

Q

CLR

Q

CLK
CLR

CLK
CLR

CLK

Q

CL
Up/down

1: đếm lên; 0: đếm
xuống

Thí dụ: IC đếm không đồng bộ: IC
TTL 7490 (thập giai BCD), 7492 (chi
cho 12), 7493 (hai nhi phân 4 bit). IC
CMOS 4040 (nhò phân 12 bit), 4024

(nhò phân 7 bit)

2. Phương pháp đồng bộ

Trong hình vẽ, các ngõ vào J, K
của FF được nối chung thành ngõ
vào T. Nhìn vào bảng sự thật của
mạch đếm nhò phân bất đồng
thấy:
QA ta
thay
đổi trạng thái khi có
bộ,
cạnh xuống của xung clock nên
TA được giữ ở cao: TA = 1 (hoặc
TA = CK).
 QB thay đổi trạng thái khi có
xung clock nếu QA = 1, nên TB
được nối đến QA: TB = QA.

QC

QB

QA

CK
J

1

Q

J

Q

J

CLK

CLK

CLK

TA

TB

TC

Q

Thí dụ: IC đếm đồng bộ 74190
(đếm lên/xuống thập giai, Preset
bất đồng bộ, không có Clear),
74192 (đếm lên/xuống thập giai,
Preset
và Clear bất đồng bộ),

III. Mạch đếm Modulo M
Chỉ có M trạng thái hay
cho một trạng thái xác
đònh trước, sau M xung CK,
mạch trở về trạng thái
ban đầu.
M = 7  n FF  2n > M, ta
phải chọn n nhỏ





Để thực hiện mạch đếm Modulo M
ta có 1 số nguyên tắc sau:
 Sau khi xác đònh được M ta đi tìm
số n-FF sao cho 2n > M với n nhỏ
nhất.
 Với n-FF ta có tối đa 2n trạng
thái nhưng chỉ sử dụng có M
trạng thái nên bỏ đi 2n- M trạng
thái.
 Để bỏ đi 2n- M trạng thái ta
phương
Ví dùng
dụ: M =
3, cầnpháp
2 FF hồi tiếp từ

ngõ ra FF cuối về ngõ vào FF

M = 3, duøng 2
FF
3
1

2

J

Q

5

11
13

CLK

K

Q

6

12

J

CK

QB

QA

0
1
2
3

0

0
1
0

0
1
0
0

9

Q

CLK

K

Q

M = 5, duøng 3
FF
3
1

2

J

Q

5

13

CLK

K

11

Q

6

12

J

Q

Q

2

11
3

13

CLK

K

9

1

12

J

Q

CLK

K

Q

9

CK

QC

QB

QA

0
1
2
3
4
5

0
0
0
0
1
0

0
0
1
1
0
0

0
1
0
1
0
0

Dùng mạch nhò phân không đồng
bộ lấy trạng thái cuối hồi tiếp về
ngõ điều
khiển
trực
tiếp.
QA
QB
QC
M = 7
CK QC
QB QA
Q

CLK
K

12

12

J

9
13
2
1

13

CLK
K

11

CLR

12

Q

9

14

K

J

CLR

2

11
13

CLK

15

CK

Q

5

14

1

J

CLR

3

Clear

0
1
2
3
4
5
6
7

0
0

0
0
1
0
1
0

0
0
1
1
0
0
1
0

0
1
0
1
0
1
0
0

 Thực hiện mạch đếm Modulo lớn
ta ráp nhiều mạch Modulo nhỏ.
 Thực hiện mạch đếm Modulo nhỏ
ta dùng IC
đếm Modulo lớn.