›
›

Bài giảng Nhập môn mạch số - Chương 6: Mạch tuần tự. Chốt và Flip-Flop (Phần 2)

Download
NHẬP MÔN MẠCH SỐ  
CHƯƠNG 6 – PHẦN 2  
Mạch tuần tự: Bộ đếm  
(Sequential circuit: Counters)  
1
Nội dung  
• Bộ đếm bất đồng bộ (Asynchronous counters)  
– Hệ số của bộ đếm (MOD number)  
– Bộ đếm lên/xuống (Up/ Down counters)  
– Phân tích và thiết kế bộ đếm bất đồng bộ  
– Delay của mạch (Propagation delay)  
• Bộ đếm đồng bộ (Synchronous counters)  
– Phân tích bộ đếm đồng bộ (Analyze synchronous counters)  
– Thiết kế bộ đếm đồng bộ (Design synchronous counter)  
• Thanh ghi (Register)  
2
Nội dung  
• Bộ đếm bất đồng bộ (Asynchronous counters)  
– Hệ số của bộ đếm (MOD number)  
– Bộ đếm lên/xuống (Up/ Down counters)  
– Phân tích và thiết kế bộ đếm bất đồng bộ  
– Delay của mạch (Propagation delay)  
• Bộ đếm đồng bộ (Synchronous counters)  
– Phân tích bộ đếm đồng bộ (Analyze synchronous counters)  
– Thiết kế bộ đếm đồng bộ (Design synchronous counter)  
• Thanh ghi (Register)  
3
Bộ đếm bất đồng bộ  
(Asynchronous counters)  
4
Bộ đếm bất đồng bộ  
Xem xét hoạt động của bộ đếm 4-bit bên dưới  
– Clock chỉ được kết nối đến chân CLK của FF A  
– J và K của tất cả FF đều bằng 1  
– Ngõ ra Q của FF A kết nối với chân CLK của FF B,  
tiếp tục kết nối như vậy với FF C, D.  
Bảng sự thật FF-J_K  
– Ngõ ra của các FF D, C, B và A tạo thành bộ đếm  
4-bit binary với D có trọng số cao nhất (MSB)  
Note: * tất cả ngõ vào J và K của các FF được đưa vào mức 1  
5
Bộ đếm bất đồng bộ  
Sau cạnh xuống của xung CLK  
thứ 16, bộ đếm sẽ quay trở lại  
trạng thái ban đầu  
DCBA = 0000  
Bảng sự thật FF-J_K  
6
Bộ đếm bất đồng bộ  
• Các FFs không thay đổi trạng thái đồng bộ với xung Clock  
Trong ví dụ ở slide trước,  
Chỉ FF A mới thay đổi tại cạnh xuống của xung Clock ,  
FF B phải đợi FF A thay đổi trạng thái trước khi nó có thể lật,  
FF C phải đợi FF B thay đổi, tương tự với FF D phải đợi FF C  
Có trì hoãn (delay) giữa các FF liên tiếp nhau  
• Chỉ FF có trọng số thấp nhất mới kết nối với xung Clock  
• Bộ đếm trên còn được gọi là bộ đếm tích lũy trì hoãn  
(ripple counter)  
7
Ví dụ 1  
• Giả sử bộ đếm ở Slide trước bắt đầu ở trạng thái  
DCBA = 0000, sau đó xung Clock được đưa vào  
• Sau một khoảng thời gian, ta ngắt xung Clock với mạch và đọc  
được giá trị của bộ đếm DCBA = 0011  
• Hỏi bao nhiêu ộ đếm?  
8
Duty cycle của một tín hiệu (xung)  
Duty cycle của một xung là tỉ lệ phần trăm của thời gian  
xung tích cực với chu kì của xung  
Ví dụ: giá trị duty cycle (mức 1) của xung  
9
Hệ số của bộ đếm (MOD number)  
• Hệ số của bộ đếm là số trạng thái khác nhau của bộ  
đếm trước khi bộ đếm lặp lại chu trình đếm  
Thêm vào Flip-flop sẽ tăng hệ số của bộ đếm  
10  
Hệ số của bộ đếm (MOD number) (tt)  
• Chia tần số – mỗi FF sẽ có tần số ngõ ra bằng ½ tần số của  
xung đưa vào chân Clock của FF đó  
Giả sử tần số của xung Clock đưa vào bộ đếm trong ví dụ 1 là 16 kHz  
Tần số của ngõ ra FF A, B, C, D lần lượt là 8, 4, 2, 1 kHz  
Tần số của FF có trọng số lớn nhất sẽ bằng tần số  
xung Clock chia cho hệ số của bộ đếm  
11  
Ví dụ 2  
• Cần bao nhiêu FF cho bộ đếm 1000 sản phẩm?  
12  
Ví dụ 3  
• Các bước để làm một đồng hồ số  
• Cần bao nhiêu FF cho bộ đếm có hệ số đếm 60 (MOD-60)?  
13  
Câu hỏi thảo luận  
1. Đúng hay sai? Trong một bộ đếm bất đồng bộ, tất cả các FF  
thay đổi trạng thái tại cùng một thời điểm  
2. Giả sử bộ đếm trong ví dụ 1 đang có giá trị DCBA = 0101.  
Giá trị bộ đếm sẽ bằng bao nhiêu sau 27 xung clock tiếp theo?  
3. Hệ số bộ đếm trong ví dụ 1 bằng bao nhiêu nếu 3 FF được  
thêm vào bộ đếm?  
14  
Bộ đếm có Hệ số bộ đếm < 2N  
• Bộ đếm bất đồng bộ thông thường giới hạn hệ số bộ đếm  
bằng 2N (Hệ số đếm lớn nhất với N flip-flop được sử dụng)  
• Xét bộ đếm với mạch cho bên dưới  
Tất cả ngõ vào  
J, K bằng 1  
MOD-6 counter?  
15  
Bộ đếm có Hệ số bộ đếm < 2N (tt)  
Bộ đếm MOD-6 được tạo từ bộ đếm MOD-8 bằng  
cách clear bộ đếm khi trạng thái 110 xuất hiện  
16  
7-4 Counters with MOD Number <2N  
Bộ đếm có Hệ số bộ đếm < 2N (tt)  
Giản đồ chuyển trạng thái của bộ đếm MOD-6  
- Mỗi vòng tròn nét liền chỉ một trạng thái  
thực sự của bộ đếm  
- Mỗi vòng tròn nét đứt chỉ một trạng thái  
- Mũi tên nét liền chỉ sự chuyển trạng  
Trạng  
thái tạm  
thái giữa 2 trạng thái thực  
- Mũi tên nét đứt chỉ sự chuyển từ trạng  
thái thực sang trạng thái tạm hoặc  
ngược lại  
- Không có mũi tên chỉ đến trạng thái 111 vì trong chu trình của bộ đếm không có  
trạng thái nào chuyển đến trạng thái này  
- Trạng thái 111 có thể xuất hiện khi bật nguồn (power-up)  
17  
Bộ đếm có Hệ số bộ đếm < 2N (tt)  
- Ngõ vào J,K của các FF được nối mức 1  
- LED sáng khi ngõ ra FF mức cao  
18  
Ví dụ 4  
• Xác định hệ số bộ đếm (MOD number) của mạch đếm bên dưới?  
• Xác định tần số tại ngõ ra D?  
* Tất cả ngõ vào J, K bằng 1  
19  
Bộ đếm bất đồng bộ - Đếm xuống  
• Bộ đếm xuống bất đồng bộ được xây dựng gần giống với  
bộ đếm lên bất đồng bộ  
Lưu đồ chuyển trạng thái của  
bộ đếm xuống MOD-8  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 69 trang Mãnh Khiết 12/01/2024 8920 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhập môn mạch số - Chương 6: Mạch tuần tự. Chốt và Flip-Flop (Phần 2)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_nhap_mon_mach_so_chuong_6_mach_tuan_tu_chot_va_fli.pdf