LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ ĐỒNG HỒ SỐ BÁO GIỜ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sinh viên thực hiện : HỒ NGỌC VŨ
Ngành : ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
Lớp : 95 KĐĐ
TÊN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ ĐỒNG HỒ SỐ BÁO GIỜ
1. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU:
2. NỘI DUNG THUYẾT MINH TÍNH TOÁN:

3. CÁC BẢN VẼ :
4. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : NGUYỄN PHƯƠNG QUANG
5. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 13 -12 - 1999
6. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 28 - 2 -2000

Giáo viên hướng dẫn
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghóa Việt Nam
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Thông qua bộ môn
Ngày tháng năm
Chủ nhiệm bộ môn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật công nghệ điện tử đã
đang và sẽ phát triển ngày càng rộng rãi đặc biệt là trong kỹ thuật số. Mạch số
ứng dụng rất nhiều trong kỹ thuật cũng như đời sống xã hội. Các ứng dụng của
mạch số như đồng hồ số, mạch đếm sản phẩm, mạch đo nhiệt độ Trong các
trường học công sở, cơ quan xí nghiệp đồng hồ số được dùng để xem giờ và
báo giờ. Mục đích chính của tập đồ án này là thiết kế một đồng hồ sốcó chức
năng xem giờ và báo giờ theo yêu cầu ngườ sử dụng. Luận án gồm 2 phần Lý
thuyết và Thi công nhưng người thực hiện gặp hạn chế về thời gian và tài chính
nên chỉ thi công phần đồng hồ còn mạch báo giờ chỉ là thiết kế.
Vì kiến thức và thời gian hạn chế kinh nghệm còn yếu nên luận án không
tránh được sai sót, rất mong sự đánh giá của Quý Thầy Cô và góp ý của các bạn

sinh viên.

Người thực hiện

HỒ NGỌC VŨ

LỜI CẢM TẠ


Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu và các thầy cô Trường
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã chỉ dẫn chúng em trong những tháng năm học
tập tại trường.
Trong quá trình thực hiện tập luận văn tốt nghiệp chúng em xin chân thành
cảm ơn thầy NGUYỄN PHƯƠNG QUANG, giáo viên hướng dẫn, các thầy cô
trong Khoa điện và các bạn trong và ngoài lớp đã động viên giúp đỡ chúng em
hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Tuy nhiên, do khả năng còn hạn chế và thời gian có hạn, chắc chắn trong
tập luận văn không tránh khỏi thiếu sót, mong được sự thông cảm và đóng góp ý
kiến của quý thầy cô và các bạn để tập luận văn hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.


Người thực hiện
HỒ NGỌC VŨ

Mục lục

Phần giới thiệu
Tựa đề tài
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của giáo viên phản biện
Nhiệm vụ luận văn
Lơiø nói đầu
Cảm tạ
Mục lục
Phần nội dung
Chương dẫn nhập
I. Đặt vấn đề Trang 1
II. Mục đích yêu cầu 1
III. Giới hạn đề tài 1
IV. Nội dung đề tài 1
V. Phương pháp nghiên cứu 2
Chương 1 : Lý thuyết cơ bản
A. Giới thiệu các mạch logic
I. Giới thiệu 3
II. Các cổng logic 4
III. Flip-Flop 8
B. Mạch đếm
I. Giới thiệu 16
II. Phân loại 16
III. Mạch ghi 19
C. Bộ nhớ
I. Khái niệm 21
II. RAM 21
III. ROM 22
D. Mạch dao dđộng
I. Dao động dòch pha 24
II. Dao động cầu Wien 24
III. Dao động Colpitt 25
IV. Dao động Hartley 25

V. Dao động thạch anh 25
E. Nguồn cung cấp
I. Mạch ổn áp dùng Diode Zener 26
II.Mạch ổn áp dùng IC ổn áp 26
Chương 2 : Thiết kế tính toán

A. Giới thiệu linh kiện 28
B. Sơ đồ khối 35
C. Thiết kế
I. Khối tạo xung chuẩn 37
II. Khối giải mã đòa chỉ 37
III. Bộ nhớ 38
IV. Khối đệm 42
V.Khối hiển thò 42
VI. Khối điều chỉnh 43
VII. Khối báo chuông 44
VIII. Khối nguồn 45
D. Sơ đồ nguyên lý
I. Sơ đồ 47
II. Nguyên lý hoạt động 49
Chương 3 : Thi công
I. Sơ đồ bố trí linh kiện 50
II. Sơ đồ mạch in 51
III. Quá trình thi công 53
Chương 4 :Kết luận 54
Phần phụ lục 55
Tài liệu tham khảo

PHAÀN
NOÄI DUNG

CHƯƠNG DẪN NHẬP

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cùng với sự tiến triển khoa học và công nghệ, các thiết bò điện tử đã,
đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả
trong hầu hết các lónh vực kinh tế kỹ thuật cũng như đời sống xã hội.
Việc gia công, xử lý các tín hiệu điện từ hiện đại đêu dựa trên cơ sở
nguyên lý số vì các thiết bò làm việc dựa trên cơ sở nguyên lý số có ưu điểm hơn
hẳn so với các thiết bò làm việc dựa trên cơ sở tương tự, đặc biệt là trong kỹ
thuật tính toán.
Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử đã cho ra đời nhiều vi mạch
số cỡ lớn, cực lớn với giá thành hạ, khả năng lập trình cao đã mang lại những
thay đổi lớn trong ngành điện tử. Mạch số ở những mức khác nhau đã, đang
thâm nhập các lónh vực điện tử thông dụng và chuyên dụng một cách nhanh
chóng. Các trường kỹ thuật là nơi mạch số thâm nhập mạnh mẽ và được học
sinh, sinh viên ưa chuộng do lợi ích và tính khả thi của nó. Vì thế sự hiểu biết
sâu sắc về kỹ thuật số là không thể thiếu được đối với sinh viên kỹ sư điện tử
hiện nay. Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số không chỉ riêng đối với những người
theo chuyên ngành điện tử mà còn với nhiều cán bộ kỹ thuật các ngành khác cớ
sử dụng thiết bò điện tử.
II. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU
Sự cần thiết, quan trọng cũng như tính khả thi và lợi ích của mạch số cũng
chính là lý do để chọn và thực đề tài tốt nghiệp “THIẾT KẾ MẠCH BÁO GIỜ”
nhằm ứng dụng các kiến thức đã học về kỹ thuật số vào thực tế.
Đề tài thục hiện thiết kế mạch số họat động như một đồng hồ số và có

chức năng báo giờ ở những thời điểm cần thiết theo yêu cầu sử dụng.
III. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Trong phạm vi tập luận văn này, người thực hiện chỉ thiết kế và thi công
mạch đồng hồ số gọn, đơn giản còn mạch báo giờ chỉ thiết kế. Ngoài ra, luận án
cũng không thực hiện các chức năng phúc tạp khác của một đồng hồ số.
IV. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Tập luận án này gồm các phần sau:
Phần giới thiệu
Phần nội dung
Chương 1 : Lý thuyết cơ bản
Chương 2 : Thiết kế
Chương 3 : Thi công
Chương 4 : Kết luận
Phụ lục

V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
+ Thu thập tài liệu
+ Tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn
+ Thực hiện đồ án theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn
Do kiến thức còn hạn chế, thực tiễn chưa sâu nên tập luận án chắc chắn
sẽ không tránh được những sai sót. Vì vậy, người hiện rất mong sự đánh giá,
hướng dẫn thêm của quý Thầy Cô cũng như sự góp ý chân thành của các bạn
sinh viên để đầ tài được hoàn thiện hơn.
Ngày tháng năm
Sinh viên thực hiện
HỒ NGỌC VŨ

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN

A. GIỚI THIỆU MẠCH LOGIC

I. GIỚI THIỆU :

Các cổng logic cơ bản là các phần tử đóng vai trò chủ yếu thực hiện các
chức năng logic đơn giản nhất trong các sơ đồ logic (là các sơ đồ thực hiện một
hàm logic nào đó). Các cổng logic cơ bản thường có một hoặc nhiều đầu vào và
một đầu ra. Từ các cổng logic cơ bản, ta có thể kết hợp lại để tạo ra nhiều mạch
logic thực hiện các hàm logic phức tạp hơn. Những dữ liệu ngõ vào, ra chỉ nhận
các giá trò logic là Đúng (mức 1) và sai (mức 0). Vì các cổng logic hoạt động với
các số nhò phân (0, 1) nên có đôi khi còn được mang tên là cổng logic nhò phân.
Người ta thường dùng tín hiệu điện để biểu diễn dữ liệu vào ra của các
cổng logic nói riêng và của các mạch logic nói chung. Chúng có thể là tín hiệu
xung và tín hiệu thế.
* Biểu diễn bằng tín hiệu thế:
Dùng hai mức điện thế khác nhau để biểu diễn hai g trò (mức 1) và sai
(mức 0) có hai phương pháp biểu diễn hai giá trò này:
+ Phương pháp logic dương (hình 1.a)
Điện thế dương hơn là mức 1
Điện thế âm hơn là mức 0

(Hình 1.a)
+ Phương pháp logic âm ( hình 1.b)
Điện thế âm hơn là mức 1
Điện thế dương hơn là mức 0
1
0
1

0
1
0
t
u



(Hình b)
Hình 1.1a, b : Biểu diễn dữ liệu bằng tín hiệu thế
* Biểu diễn bằng tín hiệu xung:
Hai giá trò logic 1 và 0 tương ứng với sự xuất hiện hay không xuất của
xung trong dãy tín hiệu theo một chu kỳ T nhất đònh (Hình 1,1c)
Trong các mạch logic sử dụng dữ liệu là tín hiệu xung, các xung
thường có độ rộng sườn và biên độ ở trong một giới hạn cho phép nào đó tùy
từng trường hợp cụ thể
II. CÁC CỔNG LOGIC:
1.Cổng AND:
Mạch điện thực hiện quan hệ logic AND (phép nhân logic) gọi là cổng
AND.
Ta ký hiệu như sau:





a. Cổng AND 2 ngõ vào b. Cổng AND 3 ngõ vào

Hình 1.2.1 Ký hiệu cổng AND

Bảng 1.2.1.a : Bảng chân lý cổng AND 2 ngõ vào
t
u
0
1
0
1
0
1
t
u



A B X = A.B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

Bảng 1.2.1.b. Bảng chân lý cổng AND 3 ngõ vào

A B C X
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0

1 1 1 1

* Nhận xét:
A, B, C: Là các ngõ vào tín hiệu hiệu logic
X : Làø các ngõ ra logic
0 : Mức logic thấp ( mức 0)
1 : Mức logic cao ( mức 1)
Ngõ ra cổng AND chỉ lên 1 khi tất cả các ngõ vào lên 1, mức 0 khi
có ít nhất 1 ngõ vào.
2. Cổng OR:
Mạch điện thực hiện chức năng quan hệ logic OR (cộng logic) gọi là cổng
OR.
Ký hiệu X = A+B hay X =A + B + C +











(a) (b)
Hình 1.2.2. Ký hiệu cổng OR
a. 2 ngõ vào b, 3 ngõ vào

A B X=A+B A B C X + A+B+C
0 0 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 1 1
1 0 1 0 1 0 1
1 1 1 0 1 1 1
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1

* Nhận xét:
Ngõ ra cổng OR ở mức 0 khi tất cả các ngõ vào ở mức 0, lên mức 1 khi có
ít nhất một ngõ vào ở mức 1.
3. Cổng NOT:
Mạch điện thực hiện chức năng quan hệ logic NOT (đảo logic) gọi là cổng
NOT. Cổng NOT chỉ có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra.
* Nhận xét: Tín hiệu ngõ ra cổng NOT là đảo của tín hiệu ngõ ra. Khi ngõ
vào ở mức 0 thì ngõ ra ở mức 1 và ngược lại.
Ký hiệu : X = A


A X = A
0 1
1 0

Hình 1.2.3. Ký hiệu và bảng chân lý cổng NOT
4. Cổng NAND:
Mạch điện thực hiện phép đảo của phép nhân logic gọi là cổng NAND.
Cổng NAND là sự kết hợp 2 cổng AND và NOT.

Hình 1.2.4. Ký hiệu cổng NAND
Bảng 1.2.4. Bảng chân lý cổng NAND

A B X=A.B
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

(a) : 2 ngõ vào

A B C X=A.B.C
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0

1 1 1 0

b. 3 Ngõ vào
5. Cổng NOR:
Mạch điện thực hiện phép đảo của phép cộng logic (cổng OR) gọi là
NOR. Cổng NOR là sự kết hợp 2 cổng OR và NOT
Ký hiệu.


* Nhận xét:
Ngõ ra cổng NAND ở mức
0 khi tất cả các ngõ vào ở mức 1
khi có ít nhất một ngõ vào mức 0














Bảng 1.2.5. Bảng chân lý cổng NOR.

B X A B C X

0 0 1 0 0 0 1
0 1 0 0 0 1 0
1 0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 0

* Nhận xét:
Ngõ ra cổng NOR ở mức 1 khi tất cả các ngõ vào ở mức 0 và ngỏ ra ở
mức 0 khi có ít nhất 1 ngõ vào ở mức 1.
* Trên đây là một số cổng logic: NOT, AND, OR, NAND, NOR, EX, NOR
nhưng ta chỉ cần các cổng cơ bản AND, OR, NOT là có thể tạo ra các cổng còn
lại. Các cổng logic này ngày nay đã được tích trong các vi mạch (IC). Các IC
chứa các cổng logic như :
Cổng AND : 4073B, 4081B, 4082b
Cổng OR : 4071B, 4072B, 4075b
Cổng NAN : 4011, 4012B, 4023B, 406B
Cổng NOR :

III. FLIP - FLOP:
1. Đònh nghóa:
Mạch lấy được chia làm 2 loại là mạch tổ hợp và mạch tuần tự (mạch
dãy). Mạch tổ hợp là mạch mà tín hiệu ra chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào. Các

phần tử cơ bản nđể xây dựng nên mạch tổ hợp là các mạch logic AND, OR,
NOT, NPR Mạch dãy là mạch mà tín hiệu ra phụ thuộc không những vào tín
hiệu vào mà còn phụ thuộc trạng thái trong của mạch nghóa là mạch có lưu trữ,
nhớ các trạng thái. Như vậy, để xây dựng mạch dãy, ngoài các mạch tổ hợp cơ

bản còn phải có các phần tử nhớ. Các phần tử nhớ cơ bản tạo nên mạch dãy gọi
là Flip - Flop (Ff), chúng lưu trữ các tín hiệu nhò phân. Vì bít tin hiệu nhò phân có
thể nhận một trong 2 giá trò 0,1 nên FF tối thiểu cần 2 chức năng.
- Có hai trạng thái ổn đònh chức năng
- Có thể tiếp thu, lưu trữ, đưa tới tín hiệu và FF có từ 1 đến vài đầu vào
điều khiển có 2 đầu ra luôn ngược nhau là Q và Q


Hình 1.3.1. Sơ đồ tổng quát 1 FF
2. Phân loại :
Có nhiều cách phân loại FF
Theo chức năng làm việc của các đầu vào điều khiển : FF một đầu vào
điều khiển D.FF, T. FF; EF hai đầu vào điều khiển RS, FF, JK, FF.
- Theo cách làm việc ta có loại FF đồng bộ và không đồng bộ FF đồng bộ
lại gồm loại thường và loại chủ tớ. Đối với loại không đồng bộ các tín hiệu điều
khiển vẫn điều khiển được hoạt động của FF mà không cần tín hiệu đồng bộ.




Hình 1.3.2. Sơ đồ khối phân loại FF
a. FF dạng chủ tớ ( MS)



FF
Q
Q\
Các
ngõ

vào
điều
khiển
Chủ tớ
FF
Thường
FF-T FF-D
FF-JK
Đồng b
FF-RS
Không
đồn
g bộ

FF dạng chủ tớ là FF xung nhòp rất phổ biến đối với các FF chế tạo theo
phương pháp mạch tích hợp. Mạch của FF này gồm 2 phần là 2 khối FF có khối
điều khiển riêng nhưng lại có quan hệ với nhau. Một FF gọi là FF chủ tớ (M:
master), một FF gọi là FF tớ (S : Slave) FF chủ thực hiện chức năng logic của hệ
còn FF tớ dùng để nhớ trạng thái của hệ sau hệ đã hoàn thành việc ghi thông tin.
Đầu vào của hệ là đầu vào FF chủ, đầu ra của hệ là đầu ra FF tớ. Cả 2 FF đều
được điều khiển theo xung nhòp C
k
. Dưới sự điều khiển của xung nhòp, việc ghi
thông tin vào FF “chủ tớ” thực hiện qua A bước:
+ Bước 1 : Cách ly giữa 2 FF “ chủ tớ”
+ Bước 2 : Ghi thông tin vào FF chủ
+ Bước 3 : Cách ly giữa đầu vào và FF chủ
+ Bước 4 : Chuyển thông tin từ FF chủ sang FF tớ.
Sơ đờ trên hình 1.3.2.a đáp ứng việc ghi thông tin theo 4 bước trên. Vì
dưới tác dụng của của xung nhòp C

x
, thông tin được đưa vào FF chủ nhưng đồng
thời qua cổng NOT đầu vào khối điều khiên FF tớ không có xung đồng bộ nên
tạo sự cách ly giữa FF chủ và tớ. Sau khi kết thúc xung đồng bộ C
k
không còn
nên giữa đầu vào và FF chủ được cách ly đồng thời qua cổng NOT đầu vào khối
điều khiển FF tớ có xung đời bộ nên hệ chuyển thông tin từ FF chủ tớ sang FF
tớ. Quá trình ghi thông tin vào FF “chủ tớ” khá phức tạp và đòi hỏi xung nhòp C
k

chính xác cấu trúc sơ đồ khá phức tạp nên gây trễ khá lớn. Nhưng FF “ chủ tớ”
có ưu điểm là chống nhiểu tố, khả năng đồng bộ tốt.
b. FF - RS
:
FF - RS là FF có 2 đầu vào điều khiển R,S. Đầu vào (set) là đầu vào đặt,
đầu vào R ( Rerset) là đầu vào xóa ( Hình 1.3.2.1)
Mạch không có đầu vào điều khiển và xung nhòp C
x
.
Bảng trạng thái của FF - RS : Bảng 1.3.2.1.
- S luôn đưa Q về 1, Q về 0
- R luôn đưa Q về 0, Q về 1

Hình 1.3.2.a

S R Q
nH
Q
n+1

0 0 Q
n
Q
n

0 1 0 1
FF chủ FF tớ
X1
X2


Ck
Q’ X
1
’


Q’\ X
2
’
Q

Q\

1 0 1 0
1 1 Cấm Cấm

Bảng 1.3.2.a: Bảng chân lý FF.RS

Hình 1.3.2.b :FF-RS

Người ta có thể chế tạo FF - RS bằng cổng logic
* Bằng cổng NAND







Hình 1.3.2.3. : FF - RS dùng cổng NAND
- Bằng cổng NOR







Hình 1.3.2.4. RS - FF dùng cổng NOR
c. FF - RST:

Gọi là FF - RS nhòp (clocked RS). Mạch vẫn có đầu vào điều khiển trực
tiếp nhưng bây giờ ta ký hiệu S
D
, R
D
để phân biệt với các đầu vào điều khiển
đồng bộ là R và S. Đầu vào xung nhòp ký hiệu là C

k
.
R Q
S Q\
R Q
S Q\
FF-RS
R
S
Q
Q\
FF-RS
R
S
Q
Q\

Hình 1.3.2.4. FF - RST
Điện thế kích thích tại S,R phải có trước khi có xung nhòp. Q và Q chỉ chòu
sự điều khiển của S và R khi có xung nhòp.

Hình 1.3.2.6: FF - RST dùng cổng logic (cổng NAND)
d. FF – JK
:
FF - JK là loại FF 2 đầu vào điều khiển J và K, 2 đầu kích thích trực tiếp
S
D
và R
D
- FF - JK được dùng rất nhiều trong các mạch số.
Về cấu tạo FF JK phức tạp hơn FF - RS và FF - RST nhưng có khả năng
hoạt động rộng lớn vì:
+ Vẫn điều khiển trực tiếp qua S
D
, R
D

+ Các đầu J,K có đặc tính như S,R
- Tuy nhiên khi J = K = 1 thì mạch hoạt động bình thường, không có trạng
thái cấm, ngõ ba luôn lật trạng thái.

J K Q
n+1
Q
n+1

0 0 Q
n
Q
n

FF-RST
Sd
Rd
R
S
Ck
Q
Q\

FF-JK
Q\
Q
Sd
Rd
J
K
Ck

0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 Q
n
Q
n


Hình 1.3.2.7. : FF - JK

Hình : 1.3.2.8. Sơ đồ mạch FF.JK dùng cổng NAND
a. Không đồng bộ , (b). Đồng bộ
e. FF.T

FF.T là loại FF có đầu vào điều khiển I FF thường không có các đầu vào
đồng bộ mà chỉ có S
D
và R
D.

FF-T
T
Ck
Sd
Rd
Q
Q\

T Q
n+1
Q
n+1

0 Q
n
Q
n

1 Q
n
Q
n


Hình 1.3.2.9. Ký hiệu và bảng chân lý FF-T

Như vậy FF-T tuần tự thay đổi trạng thái Q mỗi lần có xung kích. Như vậy

với kích thích liên tục của C
k
thì Q và Q cũng liên tục thay đổi trạng thái.
Ta có thể chế tạo FF-T từ FF JK và FF - RST.

Hình 1.3.2.10. FF - T chế tạo từ FFRs và JK.

f. FF- D

FF - D là FF có một đầu vào dữ liệu

Ta nhận thấy rằng trạng thái đầu ra của FF - D lặp lại trạng thái đầu vào
D tại thời điểm trước đó. Nghóa là tín hiệu ra bò trễ so với tín hiệu vào một
khoảng thời gian nào đó. Đối với FF-D không đồng bộ thời gian trễ do thông số
của mạch quyết đònh. Còn đồi với FF - D đồng bộ thì thời gian trễ đúng bằng chu
kỳ của xung nhòp C
k
. Do tính chất này của FF-D mà người ta thường dùng chúng
để làm trể tín logic
Ta có thể chế tạo FF-D từ FF- RST.

FF-JK
Q
Q
\
J
K
T
Ck

FF-RS
Sd
Rd
Ck
Q
Q\
R
S
T

FF-D
Q
Q\
Sd
Rd
Ck
D


* Tóm lại: FF là phần tử cơ bản để chế tạo các mạch ứng dụng quan trọng
trong hệ thống số như mạch đếm, mạch ghi, bộ nhớ Nhưng thực tế cac FF
được chế tạo từ các logic chỉ là lý thuyết cơ bản, thực tế, chúng đã được tích hợp
trong các IC.
Các IC chứa FF như :
FF: JK : 740, 7472, 7473, 7476,7478,74301,74102,4027
FF: RS : 7471
FF: D : 7474, 74171, 74175, 4013
R
S
Ck

D
Sd
Rd
Q
Q
\

B : MẠCH ĐẾM - MẠCH GHI

I. MỞ ĐẦU:
Mạch đếm là mạch dãy được xây dựng từ các phần tử nhớ và FF và các
phần tử tổ hợp. Mạch có một đầu vào cho xung đến và nhiều đầu ra, những điều
kiện thường là đầu ra Q của các FF. Điều kiện để một mạch gọi là mạch đếm là
nó có các trạng thái khác nhau mỗi khi có xung nhòp vào. Nhưng vì số FF là có
giới hạn nên số trạng thái khác nhau tối đa của mạch cũng bò giới hạn số xung
đếm tối đa được gọi là dung lượng của mạch đếm. Nếu cứ tiếp tục kích thích khi
đã tới giới hạn mạch thường trở về trạng thái khởi đầu, tức là mạch có tính chất
tuần hoàn.
Mạch đếm là thành phần cơ bản của hệ thống số, chúng được sử dụng để
đếm thời gian, chia tần số, điều khiển các mạch khác. Mạch đếm dùng rất nhiều
trong máy tính, trong thông tin. Để xây dựng mạch đếm, người ta dùng mã nhò
phân hoặc các mã khác như mã BCD, mã vòng

II. PHÂN LOẠI:

Có nhiều phương pháp kết nối các FF trong mạch đếm nên có các tình
huống chuyển đổi các FF khác nhau. Dựa vào sự khác biệt của tình huống
chuyển đổi trạng thái của FF người ta phân bộ đếm thành đếm đồng boộ và
không đồng bộ.
+ Trong bộ đếm đồng bộ, các FF chòu tác động của một xung nhòp C

k
duy
nhất đó đếm đầu vào nên sự chuyển đổi trạng thái là đồng bộ.
+ Trọng bộ đếm không đồng bộ, chỉ có một FF nhận xung nhòp C
k
nối các
FF tự kích thích lẩn nhau (Xung nhòp cho FF này là đầu ra của FF kia). Vậy sự
chuyển đổi các trạng thái không cùng lúc tức là không đồng bộ.
Dựa vào sự khác nhau giữa các hệ số đếm người ta phân thành các loại :
+ Mạch đếm hệ 2 : (mạch đếm nhò phân) là mạch đếm trong đó các trạng
thái của mạch được trình bày dưới dạng hệ số 2 tự nhiện. Mạch đếm sử dụng n
FF sẽ có dung lượng là 2
n
.
+ Mạch đếm BCD : thường dùng 1FF nhưng chỉ có 10 trạng thái khác
nhau để biểu diển các trạng thái từ 0 - 9. Trạng thái của mạch được trình bày
dưới dạng mả BCD.
+ Mạch đếm MOD M (Moudulo M): có dung lượng là M với M là số
nguyên dương bất kỳ. Mạch thường dùng cổng logic với FF và các cổng hồi tiếp
đặc biệt để trình bày dưới các dạng mã khác nhau.
Dựa vào tác động của xung đếm ta phân thành các loại.
+ Đếm lên (Up - Counter) : còn gọi là mạch đếm thuận.

+ Đếm xuống (Up - Down Couter) : Còn gọi là mạch đếm thuận nghòch,
đếm hỗ hợp.
+ Đếm vòng (Ring - Counter)


(a)
(b)

Hình 1.2.2.1. Sơ đồ mạch đếm (a) đồng bộ, (b) không đồng bộ



Xung số
Q
3
Q
2
Q
1

0 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1

FF2

FF1


FFn
Ck
Q1
Q2 Qn

FF2

FFn

FF1
Ck
Q1
Q2
Qn
Q
FF2
Q
\
Q
FF3
Q
\
Q
FF1
Q
\
Ck
Q1 Q2 Q3
123 4 567 8
Ck
Q1
Q2
Q3
(a)
(b)