Bài giảng Kĩ thuật số - Phần 2: Flip-Flop

äc tính caám) Nhöõng traïng thaùi ngoõ vaøo laøm cho hai ngoõ ra gioáng nhau ñöôïc goïi laø traïng thaùi caám vaø treân thöïc teá laø khoâng ñöôïc pheùp xaûy ra. II. Vaän chuyeånFF goàm 2 phaàn:Phaàn FF caên baûn: goàm 2 maïch ñieän töû hoaøn toaøn gioáng nhau, moãi maïch coù moät hay nhieàu ngoõ vaøo vaø chæ coù moät ngoõ raPhaàn ñieàu khieån: Phöông phaùp tröïc tieápPhöông phaùp ñoàng boäTaùc ñoäng tröïc tieáp vaøo FF caên baûn, khi bò kích thích maïnh thì Q bò aûnh höôûng ngay baát chaáp ngoõ ñieàu khieån ñoàng boä. Hai ngoõ tröïc tieáp laø Set (SD) hay Preset (PD) vaø Clear(CD) hay Reset (RD). Kích thích vaøo ngoõ SD hay PD luoân luoân ñöa Q leân 1Kích thích vaøo ngoõ CD hay RD luoân luoân ñöa Q veà 0.Ñieàu khieån tröïc tieáp (khoâng ñoàng boä): Taùc ñoäng vaøo maïch ñieàu khieån ñoäng boä Khi bò kích thích maïch chöa bò aûnh höôûng phaûi ñôïi ñeán khi coù xung ñoàng boä (Cp, T, Ck ) maïch môùi bò aûnh höôûng. Ñieàu khieån ñoàng boä: III. Phöông phaùp kích thíchMaïch phaûi ñöôïc kích thích moät caùch hôïp lyù thì môùi bò aûnh höôûng. Ta coù 2 phöông phaùp kích thích baèng möùc vaø baèng caïnh. Baèng möùc: khi ñieän theá vöôït qua möùc ngöôõng naøo ñoù laøm kích thích maïch.Baèng caïnh: khi coù söï thay ñoåi ñoät ngoät töø thaáp leân cao hay töø cao xuoáng thaáp laøm thay ñoåi maïch. Ta coù 2 söï thay ñoåi töø thaáp leân cao goïi laø caïnh tröôùc (caïnh leân), töø cao xuoáng thaáp goïi laø caïnh sau (caïnh xuoáng). Quy öôùc veà kyù hieäu:Möùc 0Möùc 1Caïnh leânCaïnh xuoáng01IV. Phaân loaïi FF 1. FF RSChæ coù ngoõ ñieàu khieån tröïc tieáp khoâng coù ngoõ ñieàu khieån ñoàng boä SD RD FFRSQ QSDRDBieán soáHaøm soáSDRDQ00110101caám10Khoâng ñoåiBaûng traïng thaùi:2. FF - JKFF-RS coù ñieåm baát tieän, khi S vaø R ôû möùc cao thì ngoõ ra baát oån.SD RD Q CK QJKJKCKQ001101011111Q0(khoâng ñoåi)01 (ñaûo laïi)Traïng thaùi ngay tröôùc khi ñoàng hoà leân cao Ngay khi coù xung ñoàng hoàJKQ0SRQ001100110000111101010101101010100010001000000101Q0Q01Q0Q0010J K Q CKJ K Q CK* FF naûy baèng caïnh leân* FF naûy baèng caïnh xuoángJKCKQ00110101Q0(khoâng ñoåi)01 (ñaûo laïi)JKCKQ00110101Q0(khoâng ñoåi)01 (ñaûo laïi)3. FF - DKhi noái ngoõ vaøo cuûa FF RS hoaëc FF JK nhö hình veõ, ta ñöôïc FF chæ coù 1 ngoõ vaøo D.J(S) K(R) Q CKDCKQ01 0101D1100CKQ4. Choát DÔÛ FF D khi thay ngoõ vaøo ñoàng hoà bôûi ngoõ vaøo cho pheùp (Enable) taùc ñoäng ôû möùc cao ta seõ coù maïch choát D (D latch)QDE(G)D E(G) Q E(G)DQ11001x01Q0FF JK: 7470, 7472, 7473/LS73, 7476/LS76, 74107/LS107, 74LS112, 74LS114, FF D: 7474/LS74, 74174/LS174, 74175/LS175, 74LS364, 74LS374, 74LS573 Baøi 3: MAÏCH ÑAÊNG KYÙ DI CHUYEÅN (SHIFT REGISTER)Moãi flipflop coù 2 traïng thaùi 0 hay 1 vaø ta coù theå kích thích vaøo moät trong hai traïng thaùi ñoù nhö yù muoán. Caùc ngoõ ra chæ thay ñoåi khi ta baét buoäc thay ñoåi. Ta noùi flipflop coù ñaëc tính kyù öùc.Neáu ta duøng nhieàu flipflop ta coù theå ghi vaøo chuoãi soá nhò phaân n bít vôùi n laø soá FF vaø bit laø ñôn vò cuûa FF. I. Ñaïi cöôngNhoùm FF duøng vaøo coâng vieäc naøy ñeå thaønh laäp maïch ñaêng kyù. Thöôøng caùc FF khoâng naèm coâ laäp maø ñöôïc noái vôùi nhau theo moät kieåu caùch naøo ñoù, sao cho coù theå truyeàn döõ lieäu cho nhau. Nhoùm FF duøng vaøo vieäc ñieàu khieån naøy thaønh laäp maïch ñaêng kyù di chuyeån. 1011n bitII. Döõ lieäu vaøo theo loái noái tieápTa duøng 4 FF döôùi daïng FF-D ñöôïc maéc nhö ôû hình veõ. DCLKQCLRDCLKQ9CLRDCLKQ9CLRDCLKQCLRVaøo noái tieápCKRa noái tieápQAQBQCQDRa song songÑaàu tieân ta coù 4 FF baèng 0 ( noái clear xuoáng mass) ta tuaàn töï cho döõ lieäu ôû ngoõ vaøo noái tieáp. Khi coù moät caïnh leân cuûa xung CK döõ lieäu ñi vaøo trong maïch ñaêng kyù di chuyeån 1 bit, vôùi döõ lieäu n bit thì sau n xung CK döõ lieäu naèm hoaøn toaøn trong maïch ñaêng kyù di chuyeån. Luùc ñoù ta coù theå laáy ra theo loái song song baèng caùch laáy caùc ngoõ ra Q cuûa caùc FF.Muoán laáy ra theo loái noái tieáp ta phaûi tieáp tuïc cho xung CK vaøo vaø sau n xung CK thì döõ lieäu hoaøn toaøn ra khoûi maïch ñaêng kyù di chuyeån. DL vaøoCKQAQBQCQD 10111111 010111111001011111000101111000010111                       III. Döõ lieäu vaøo theo loái song song&74LS00174LS04JCKKPrClQAFF J-K&&1PrClQBFF J-K&&1QCFF J-K&A = 1B = 0C = 1QAQBQC Song songÑieàu khieån nhaän vaøoClockRa noái tieápVaøo song songKCKCKJJKPrClMuoán cho döõ lieäu vaøo theo loái song song, ta phaûi ñaët saün döõ lieäu taïi caùc ngoõ A, B, C. Khi ngoõ ñieàu khieån nhaän vaøo leân 1 ta thaáy: Neáu A = 1 neân QA = 1.Neáu B = 0 neân QB = 0. Ta noùi döõ lieäu töø ngoõ vaøo ñöôïc ñöa ñeán ngoõ ra khi ngoõ ñieàu khieån nhaän vaøo leân 1.Ngoõ ñoàng hoà CK khoâng coù taùc duïng khi naïp song song. Muoán ngoõ ra theo loái noái tieáp, ta laáy ôû ngoõ cuoái cuøng.Muoán maïch dòch traùi, ta phaûi noái caùc ñöôøng hoài tieáp QC veà ngoõ vaøo B, QB veà ngoõ vaøo A vaø ngoõ ra QA chính laø ngoõ ra noái tieáp, ngoõ vaøo noái tieáp chính laø ngoõ vaøo C.Khi laáy ra theo noái tieáp thì döõ lieäu seõ bò maát ñi. Muoán döõ lieäu khoâng bò maát, ta noái ñöôøng hoài tieáp töø ngoõ ra cuoái cuøng trôû veà ngoõ vaøo ñaàu.Ta caàn theâm 1 soá coång logic ñeå thieát keá döõ lieäu vaøo theo loái noái tieáp, thieát keá döõ lieäu vaøo vaø ra theo loái song song, hoaëc döõ lieäu ra noái tieáp vaø noái ñöôøng hoài tieáp ñeå maïch chaïy tuaàn hoaøn.Ra noái tieápMAÏCH ÑKDCRa song songVaøo noái tieápÑKÑK = 0: vaøo noái tieápÑK = 1: hoài tieáp (chaïy tuaàn hoaøn), 74164Maïch dòch traùi:           SCKRQASCKQBQAQB74LS041RVaøo noái tieápRa noái tieápCKMaïch dòch phaûi:             Ra noái tieápSCKRQASCKQBQAQB174LS04RCKVaøo noái tieápThí duï: 7494 : 4 bit, vaøo // hay noái tieáp – ra noái tieáp7495 : 4 bit, vaøo // hay noái tieáp – ra // hay dòch phaûi traùi.74164: 8 bit, vaøo // - ra noái tieáp74194: 4 bit, vaøo // hay noái tieáp – ra // , naïp ñoàng boä, dòch phaûi/traùi. IV. ÖÙNG DUÏNG Löu tröõ vaø dòch chuyeån döõ lieäu.Taïo kyù töï hay taïo caùc daïng ñieàu khieån.Chuyeån ñoåi döõ lieäu töø noái tieáp ra song song hoaëc ngöôïc laïi.