Giáo trình kỹ thuật số - Phần 3 Mạch dãy - Ch 7

Các phần tử nhớ cơ bản I.Khái niệm chung Nh- đã nói, mạch dãy là mạch có tín hiệu ra không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào mà còn phụ thuộc vào trạng thái trong của mạch, nghĩa là mạch có khả năng l-u trữ để nhớ trạng thái. Các phần tử nhớ cơ bản để tạo thành mạch dãy đ-ợc gọi là các flip-flop (mạch bập bênh), chúng là các phần tử nhớ đơn bit vì chỉ có khả năng nhớ đ-ợc 1 chữ số nhị phân. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật số - Phần 3 Mạch dãy - Ch 7BomonKTDT-§HGTVT PhÇn III M¹ch d·y 71PTH-DTT CH−¬ng 7: C¸c phÇn tö nhí c¬ b¶nI.Kh¸i niÖm chung Nh− ®· nãi, m¹ch d·y lµ m¹ch cã tÝn hiÖu ra kh«ng chØ phô thuéc vµo tÝn hiÖuvµo mµ cßn phô thuéc vµo tr¹ng th¸i trong cña m¹ch, nghÜa lµ m¹ch cã kh¶ n¨ng l−utr÷ ®Ó nhí tr¹ng th¸i. C¸c phÇn tö nhí c¬ b¶n ®Ó t¹o thµnh m¹ch d·y ®−îc gäi lµ c¸c flip-flop(m¹ch bËp bªnh), chóng lµ c¸c phÇn tö nhí ®¬n bit v× chØ cã kh¶ n¨ng nhí ®−îc 1ch÷ sè nhÞ ph©n.II. §Þnh nghÜa vµ ph©n lo¹i1. §Þnh nghÜa Flip – flop / FF lµ phÇn tö cã kh¶ n¨ng l−u tr÷ 1 trong 2 tr¹ng th¸i lµ 0 hoÆc 1. FF th−êng cã nhiÒu ®Çu vµo vµ 2 ®Çu ra cã tÝnh liªn hîp (®Çu ra nµy lµ ®¶o Q C¸c FLIP - ®Çu FLOP vµo Q ®khcña ®Çu ra kia), ký hiÖu lµ Q vµ Q . Tªn gäi cña c¸c ®Çu vµo tuú thuéc vµo tõng lo¹iFF, sÏ nãi cô thÓ sau. Ký hiÖu vÒ tÝnh tÝch cùc trong m¹ch FF: xung tÝch cùc ë s−ên + møc + xung tÝch cùc ë s−ên – s−ên - s−ên + møc - xung tÝch cùc ë møc + xung tÝch cùc ë møc -72BomonKTDT-§HGTVT2. Ph©n lo¹i FF Cã thÓ ph©n lo¹i FF theo 2 c¸ch nh− sau: Flip-flop Theo chøc n¨ng Theo c¸ch lµm viÖc JK - FF ASYNC D - FF T - FF SYNC RS - FF Normal M/S3. BiÓu diÔn FF §Ó m« t¶ mét FF ng−êi ta cã thÓ dïng 1 trong 3 c¸ch sau: + Dïng b¶ng ch©n lý + §å h×nh chuyÓn ®æi tr¹ng th¸i + Ph−¬ng tr×nh ®Æc tr−ngIII. c¸c lo¹i FF vµ ®iÒu kiÖn ®ång bé1. Flip-Flop kiÓu RS RS FF lµ m¹ch Flip-Flop ®¬n gi¶n nhÊt chØ cã 2 ®Çu vµo ®iÒu khiÓn R (reset –xo¸) vµ S (set – thiÕt lËp), RS-FF cã thÓ ®−îc x©y dùng tõ 2 cæng NAND hay 2 cængNOR. H×nh d−íi ®©y chØ ra b¶ng tr¹ng th¸i rót gän vµ s¬ ®å cña m¹ch víi c¸c cængNAND vµ ký hiÖu cña RS - FF R, S lµ c¸c ®Çu vµo ®iÒu khiÓn Qn lµ tr¹ng th¸i cña FF t¹i thêi ®iÓm hiÖn t¹i t Q lµ tr¹ng th¸i sÏ chuyÓn tíi cña FF sau thêi gian qu¸ ®é, tøc tr¹ng th¸i cñaFF ë thêi ®iÓm tiÕp theo Gi¶ thiÕt, t¹i thêi ®iÓm b¾t ®Çu, S=1 vµ R= 0. Møc ®Çu ra cña cæng 1 lµ thÊp(0) vµ ®iÒu nµy t¹o nªn tr¹ng th¸i cao trªn ®Çu ra cña cæng 3 (Q=1). Tuy nhiªn, ®Çura cña cæng 2 ë møc cao, bëi thÕ cæng 4 cã c¶ hai ®Çu vµo ®Òu ë møc cao (tõ cæng 2 73PTH-DTTvµ 3) nªn ®Çu ra cña nã sÏ ë møc thÊp ( Q =0). Flip-Flop ë tr¹ng th¸i SET vµ ®Çu raQ =1 bÊt kÓ Qn tr−íc ®ã lµ 0 hay 1. Khi S=0 vµ R=1, Flip-Flop sÏ chuyÓn tr¹ng th¸i vµ ®Çu ra: Q=0; Q =1.Tr−êng hîp nµy, Flip-Flop ®−îc RESET hay xo¸ vÒ 0, tr¹ng th¸i logic 0 trªn Q dïtr−íc ®ã Qn lµ 0 hay 1. Tr¹ng th¸i mµ trong ®ã, c¶ hai ®Çu vµo ®Òu ë møc R = S = 0 ®−îc gäi lµ tr¹ngth¸i nhí, v× ®Çu vµo sÏ duy tr× tr¹ng th¸i tr−íc ®ã, Qn. NÕu ®Çu vµo SET vµ RESET ®ång thêi ë møc cao (S = R = 1), ta sÏ cã tr¹ngth¸i sau: Q = Q = 1. ®−îc coi lµ tr¹ng th¸i kh«ng x¸c ®Þnh (kh«ng sö dông hay cÊm) R-S Flip-Flopkh«ng ®−îc thiÕt kÕ ®Ó ho¹t ®éng trong tr¹ng th¸i R=S=1.NhËn xÐt: + Ph−¬ng tr×nh ®Æc tr−ng cña RS – FF lµ Q = S + Qn.R + S lu«n ®−a Q vÒ gÝa trÞ 1 + R lu«n ®−a Q vÒ gi¸ trÞ 0 + FF t¾t, tøc chuyÓn tr¹ng th¸i tõ 1 sang 0 víi ph−¬ng tr×nh Toff = S RQn + FF bËt, tøc chuyÓn tr¹ng th¸i tõ 0 sang 1 víi ph−¬ng tr×nh Ton = S RQnRS Flip-Flop víi ®Çu vµo xung nhÞp C¸c hÖ thèng tuÇn tù th−êng yªu cÇu c¸c Flip-Flop thay ®æi tr¹ng th¸i ®ångbé víi xung nhÞp. Khi ®ã ng−êi ta coi FF nh− mét m¹ch chèt hay RS FF ®ång béhay RST FF hay RS FF nhÞp. §iÒu nµy cã thÓ thùc hiÖn ®−îc bëi viÖc thay ®æi m¹chnh− sau: Khi ch−a cã xung nhÞp, Flip-Flop sÏ gi÷ nguyªn tr¹ng th¸i kh«ng phô thuécvµo R vµ S (tr¹ng th¸i nhí), nghÜa lµ tr¹ng th¸i cña FF bÞ chèt l¹i . Khi cã xung nhÞp: nÕu R = S = 0, ®Çu ra cña Flip-Flop sÏ kh«ng ®æi; nÕu R = 0, S = 1, Flip-Flop sÏ cã tr¹ng th¸i ®Çu ra: Q = 1, Q = 0;74BomonKTDT-§HGTVT nÕu R = 1, S = 0 ta sÏ c ...