Giáo trình Kỹ thuật số - Chương 5: Mạch tuần tự
Trong chương trước, chúng ta đã khảo sát các loại mạch tổ hợp, đó là các mạch mà
ngã ra của nó chỉ phụ thuộc vào các biến ở ngã vào mà không phụ thuộc vào trạng thái trước
đó của mạch. Nói cách khác, đây là loại mạch không có khả năng nhớ, một chức năng quan
trọng trong các hệ thống logic.
Chương này sẽ bàn về loại mạch thứ hai: mạch tuần tự.
- Mạch tuần tự là mạch có trạng thái ngã ra không những phụ thuộc vào tổ hợp các ngã
vào mà còn phụ thuộc trạng thái ngã ra trước đó. Ta nói mạch tuần tự có tính nhớ. Ngã ra Q+
của mạch tuần tự là hàm logic của các biến ngã vào A, B, C . . . . và ngã ra Q trước đó.
Q+ = f(Q,A,B,C . . .)
- Mạch tuần tự vận hành dưới tác động của xung đồng hồ và được chia làm 2 loại:
Đồng bộ và Không đồng bộ. Ở mạch đồng bộ, các phần tử của mạch chịu tác động đồng
thời của xung đồng hồ (CK) và ở mạch không đồng bộ thì không có điều kiện này.
Phần tử cơ bản cấu thành mạch tuần tự là các flipflop
ngã ra của nó chỉ phụ thuộc vào các biến ở ngã vào mà không phụ thuộc vào trạng thái trước
đó của mạch. Nói cách khác, đây là loại mạch không có khả năng nhớ, một chức năng quan
trọng trong các hệ thống logic.
Chương này sẽ bàn về loại mạch thứ hai: mạch tuần tự.
- Mạch tuần tự là mạch có trạng thái ngã ra không những phụ thuộc vào tổ hợp các ngã
vào mà còn phụ thuộc trạng thái ngã ra trước đó. Ta nói mạch tuần tự có tính nhớ. Ngã ra Q+
của mạch tuần tự là hàm logic của các biến ngã vào A, B, C . . . . và ngã ra Q trước đó.
Q+ = f(Q,A,B,C . . .)
- Mạch tuần tự vận hành dưới tác động của xung đồng hồ và được chia làm 2 loại:
Đồng bộ và Không đồng bộ. Ở mạch đồng bộ, các phần tử của mạch chịu tác động đồng
thời của xung đồng hồ (CK) và ở mạch không đồng bộ thì không có điều kiện này.
Phần tử cơ bản cấu thành mạch tuần tự là các flipflop
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Kỹ thuật số - Chương 5: Mạch tuần tự", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- giao_trinh_ky_thuat_so_chuong_5_mach_tuan_tu.pdf
Nội dung text: Giáo trình Kỹ thuật số - Chương 5: Mạch tuần tự
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 2 5.1.1 Chốt RS 5.1.1.1. Chốt RS tác động mức cao: (H 5.1) là chốt RS có các ngã vào R và S tác động mức cao. (H 5.1) Các trạng thái logic của mạch cho ở bảng 5.1: (Đối với mạch chốt vì không có tác động của xung đồng hồ nên ta có thể hiểu trạng thái trước là trạng thái giả sử, còn trạng thái sau là trạng thái khi mạch ổn định). R S Q Q+ R S Q+ 0 0 0 0⎫ Tác dụng nhớ 0 0 Q 0 0 1 1⎭ Q+= Q 0 1 1 0 1 0 1⎫ Đặt (Set) 1 0 0 0 1 1 1⎭ Q+=1 1 1 Cấm 1 0 0 0⎫ Đặt lại (Reset) 1 0 1 0⎭ Q+=0 1 1 0 ⎫ Q+= Q +=0 (Cấm) 1 1 1 ⎭ Bảng 5.1 Bảng 5.2 Từ Bảng 5.1 thu gọn lại thành Bảng 5.2 và tính chất của chốt RS tác động mức cao được tóm tắt như sau: - Khi R=S=0 (cả 2 ngã vào đều không tác động), ngã ra không đổi trạng thái. - Khi R=0 và S=1 (ngã vào S tác động), chốt được Set (tức đặt Q+=1). - Khi R=1 và S=0 (ngã vào R tác động), chốt được Reset (tức đặt lại Q+=0). - Khi R=S=1 (cả 2 ngã vào đều tác động), chốt rơi vào trạng thái cấm 5.1.1.2. Chốt RS tác động mức thấp: (H 5.2) là chốt RS có các ngã vào R và S tác động mức thấp. Các trạng thái logic cho bởi Bảng 5.3 S R Q+ 0 0 Cấm 0 1 1 1 0 0 1 1 Q (H 5.2) Bảng 5.3 Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 4 5.1.2.1. Flipflop RS có ngã vào Preset và Clear: Tính chất của FF là có trạng thái ngã ra bất kỳ khi mở máy. Trong nhiều trường hợp, có thể cần đặt trước ngã ra Q=1 hoặc Q=0, muốn thế, người ta thêm vào FF các ngã vào Preset (đặt trước Q=1) và Clear (Xóa Q=0), mạch có dạng (H 5.6a) và (H 5.6b) là ký hiệu của FF RS có ngã vào Preset và Clear tác động mức thấp. (a) (H 5.6) (b) Thay 2 cổng NAND cuối bằng hai cổng NAND 3 ngã vào, ta được FF RS có ngã vào Preset (Pr) và Clear (Cl). - Khi ngã Pr xuống thấp (tác động) và ngã Cl lên cao ngã ra Q lên cao bất chấp các ngã vào còn lại. - Khi ngã Cl xuống thấp (tác động) và ngã Pr lên cao ngã ra Q xuống thấp bất chấp các ngã vào còn lại. - Ngoài ra 2 ngã vào Pr và Cl còn được đưa về 2 ngã vào một cổng AND, nơi đưa tín hiệu CK vào, mục đích của việc làm này là khi một trong 2 ngã vào Pr hoặc Cl tác động thì mức thấp của tín hiệu này sẽ khóa cổng AND này, vô hiệu hóa tác dụng của xung CK. Bảng sự thật của FF RS có Preset và Clear (tác động thấp) cho ở bảng 5.5 Pr Cl CK S R Q+ 0 0 x x x Cấm 0 1 x x x 1 1 0 x x x 0 1 1 0 x x Q 1 1 1 0 0 Q 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Cấm Bảng 5.5 Lưu ý: Trên bảng 5.5, dòng thứ nhất tương ứng với trạng thái cấm vì hai ngã vào Pr và Cl đồng thời ở mức tác động, 2 cổng NAND cuối cùng đều đóng, nên Q+=Q=1. 5.1.2.2. Flipflop RS chủ tớ: Kết nối thành chuỗi hai FF RS với hai ngã vào xung CK của hai FF có mức tác động trái ngược nhau, ta được FF chủ tớ (H 5.7). Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 6 (a) (b) (H 5.9) (H 5.9b) là ký hiệu FF JK có ngã vào Pr và Cl tác động thấp. Bảng sự thật 5.7 (Để đơn giản, ta bỏ qua các ngã vào Pr và Cl) J K Q Q S=J Q R=KQ CK Q+ J K CK Q+ 0 0 0 1 0 0 ↓ Q 0 0 ↓ Q 0 0 1 0 0 0 ↓ Q 0 1 ↓ 0 0 1 0 1 0 0 ↓ Q=0 1 0 ↓ 1 0 1 1 0 0 1 ↓ 0 1 1 ↓ Q 1 0 0 1 1 0 ↓ 1 Bảng 5.8 1 0 1 0 0 0 ↓ Q=1 1 1 0 1 1 0 ↓ 1 1 1 1 0 0 1 ↓ 0 Bảng 5.7 B ảng 5.8 là bảng rút gọn, suy ra từ bảng 5.7 Kết quả từ bảng 5.8 cho thấy: FF JK đã thoát khỏi trạng thái cấm và thay vào đó là trạng thái đảo (khi J=K=1 thì Q+= Q ). Người ta lợi dụng trạng thái đảo này để thiết kế mạch đếm 5.1.4 FlipFlop D Thiết kế từ FF RS (hoặc JK) bằng cách nối một cổng đảo từ S qua R (hoặc từ J qua K). Dữ liệu được đưa vào ngã S (J) mà bây giờ gọi là ngã vào D (H 5.10a&b) và bảng 5.9 cho thấy các trạng thái của FF, cụ thể là mỗi khi có xung CK tác động dữ liệu từ ngã vào sẽ xuất hiện ở ngã ra. (a) (b) (c) (H 5.10) D CK Q+ T CK Q+ 0 ↓ 0 0 ↓ Q 1 ↓ 1 1 ↓ Q Bảng 5.9 Bảng 5.10 5.1.5 FlipFlop T Nối chung hai ngã vào J và K của FF JK ta được FF T (H 5.10c). Tính chất của FF T thể hiện trong bảng sự thật 5.10: - Khi T=0, FF không đổi trạng thái dù có tác động của CK. - Khi T=1, FF đổi trạng thái mỗi lần có xung CK tác động. Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 8 Để có mạch dịch trái, dữ liệu nối tiếp đưa vào ngã vào D của FF cuối cùng và các ngã ra của FF sau nối ngược trở lại ngã vào của FF trước (H 5.13) (H 5.13) Cho dữ liệu nối tiếp vào ngã vào D của FF 4, sau mỗi xung đồng hồ, dữ liệu truyền từ tầng sau ra tầng trước. Giả sử chuỗi dữ liệu giống như trên, trạng thái các ngã ra của các FF cho ở bảng 5.13 Vào Ra Cl CK D4 Q1 Q2 Q3 Q4 0 x x 0 0 0 0 1 ↓ 1 0 0 0 1 1 ↓ 1 0 0 1 1 1 ↓ 1 0 1 1 1 1 ↓ 0 1 1 1 0 1 ↓ 0 1 1 0 0 1 ↓ 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 ↓ Bảng 5.13 5.2.2 Vài IC ghi dịch tiêu biểu Trên thị trường hiện có khá nhiều loại IC ghi dịch, có đầy đủ các chức năng dịch phải trái, vào/ra nối tiếp, song song. Sau đây, chúng ta khảo sát 2 IC tiêu biểu: - IC 74164: dịch phải 8 bit; - IC 7495: 4 bit , dịch phải, trái, vào/ra nối tiếp/song song . 5.2.2.1. IC 74164: (H 5.14) MR : Master Reset, đây cũng là chân Clear của cả mạch, tác động thấp CP: Clock pulse, ngã vào xung đồng hồ tác động cạnh lên. Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 10 - Trong máy tính thanh ghi (tên thường gọi của mạch ghi dịch) là nơi lưu tạm dữ liệu để thực hiện các phép tính, các lệnh cơ bản như quay, dịch - Ngoài ra, mạch ghi dịch còn những ứng dụng khác như: tạo mạch đếm vòng, biến đổi dữ liệu nối tiếp ↔ song song, dùng thiết kế các mạch đèn trang trí, quang báo. . . 5.3 MẠCH ĐẾM Lợi dụng tính đảo trạng thái của FF JK khi J=K=1, người ta thực hiện các mạch đếm. Chức năng của mạch đếm là đếm số xung CK đưa vào ngã vào hoặc thể hiện số trạng thái có thể có của các ngã ra. Nếu xét khía cạnh tần số của tín hiệu thì mạch đếm có chức năng chia tần, nghĩa là tần số của tín hiệu ở ngã ra là kết quả của phép chia tần số của tín hiệu CK ở ngã vào cho số đếm của mạch. Ta có các loại: mạch đếm đồng bộ, không đồng bộ và đếm vòng. 5.3.1 Mạch đếm đồng bộ Trong mạch đếm đồng bộ các FF chịu tác động đồng thời của xung đếm CK. 5.3.1.1 Mạch đếm đồng bộ n tầng, đếm lên Để thiết kế mạch đếm đồng bộ n tầng (lấy thí dụ n=4), trước tiên lập bảng trạng thái, quan sát bảng trạng thái suy ra cách mắc các ngã vào JK của các FF sao cho mạch giao hoán tạo các ngã ra đúng như bảng đã lập. Giả sử ta dùng FF tác động bởi cạnh xuống của xung CK (Thật ra, kết quả thiết kế không phụ thuộc vào chiều tác động của xung CK, tuy nhiên điều này phải được thể hiện trên mạch nên ta cũng cần lưu ý). Với 4 FF mạch đếm được 24=16 trạng thái và số đếm được từ 0 đến 15. Ta có bảng trạng thái: Ck QD QC QB QA Số đếm Xóa 0 0 0 0 0 1↓ 0 0 0√ 1 1 2↓ 0 0 1 0 2 0 0√ 1√ 1 3 3↓ 0 1 0 0 4 4↓ 0 1 0√ 1 5 5↓ 0 1 1 0 6 6↓ 0√ 1√ 1√ 1 7 7↓ 1 0 0 0 8 8↓ 1 0 0√ 1 9 1 0 1 0 10 9↓ 1 0√ 1√ 1 11 10↓ 1 1 0 0 12 11↓ 1 1 0√ 1 13 12↓ 1 1 1 0 14 13↓ 1√ 1√ 1√ 1 15 14↓ 0 0 0 0 0 15↓ 16↓ Bảng 5.14 Nhận thấy: Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 12 TD = JD = KD = Q A . QB . QC = TC. QC Ta được kết quả ở (H 5.17) (H 5.17) 5.3.1.3 Mạch đếm đồng bộ n tầng, đếm lên/ xuống Để có mạch đếm n tầng, đếm lên hoặc xuống ta dùng một đa hợp 2→1 có ngã vào điều khiển C để chọn Q hoặc Q đưa vào tầng sau qua các cổng AND. Trong mạch (H 5.18) dưới đây khi C=1 mạch đếm lên và khi C=0 mạch đếm xuống. (H 5.18) 5.3.1.4 Tần số hoạt động lớn nhất của mạch đếm đồng bộ n tầng: Trong mạch (H 5.16) ta cần 2 cổng AND. Trong trường hợp tổng quát cho n tầng, số cổng AND là (n-2) như vậy thời gian tối thiểu để tín hiệu truyền qua mạch là: Tmin = TPFF + TP.AND(n-2) Tần số cực đại xác định bởi: 1 1 f max = = T min t PFF + (n − 2)T PAND Để gia tăng tần số làm việc của mạch, thay vì dùng các cổng AND 2 ngã vào ta phải dùng cổng AND nhiều ngã vào và mắc theo kiểu: TA = JA = KA = 1 TB = JB = KB = QA TC = JC = KC = QA.QB T D = JD = KD = QA.QB.QC Như vậy tần số làm việc không phụ thuộc vào n và bằng: 1 f max = T PFF + T PAND Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 14 9↓ 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 10↓ 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 Bảng 5.17 Từ bảng 5.17, ta thấy: HA =1=QA +QA ⇒JA =KA =1 Để xác định HB, HC và HD ta phải vẽ bảng Karnaugh H = Q Q Q + Q Q Q H = Q Q Q + Q Q Q H = Q Q Q Q + Q Q B D A B D A B C B A C B A C D C B A D A D ⇒ JB = K B = QDQA ⇒ JC = K C = QBQA ⇒ JD = QCQBQA ,K D = QA (H 5.19) Ghi chú: Trong kết quả của hàm H ta muốn có chứa Q và Q tương ứng để suy ra ngay các trị J và K nên ta đã chia bảng Karnaugh ra làm 2 phần chứa Q và Q và nhóm riêng từng phần này. Từ các kết quả này, ta vẽ được mạch (H 5.20) (H 5.20) Bây giờ ta có thể kiểm tra xem nếu như vì một lý do nào đó, số đếm rơi vào các trạng thái không sử dụng (tương ứng với số từ 10 đến 15) thì khi có xung đồng hồ trạng thái tiếp theo sẽ như thế nào ? Mạch có quay về để đếm tiếp ? Áp dụng các hàm chuyển có được, ứng với mỗi trạng thái Q của từng FF trong các tổ hợp không sử dụng, ta tìm trị H tương ứng rồi suy ra Q+, ta được bảng kết quả sau: CK QD QC QB QA HD HC HB HA QD QC QB QA + + + + ↓ 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 ↓ 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 ↓ 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 ↓ 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 ↓ 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 ↓ 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 16 JB = K B = QD QA JC=KC=QB.QA JD=QC.QB.QA KD=QA (H 5.21) Ta được lại kết quả trên. Trên thị trường có khá nhiều IC đếm: - 4 bit BCD: 74160, 74162, 74190, 74192, 4192, 4510, 4518. . - 4 bit nhị phân: 74161, 74163, 74191, 74193, 4193, 4516, 4520. . - 8 bit nhị phân: 74269, 74579, 74779. . 5.3.2 Mạch đếm không đồng bộ Là các mạch đếm mà các FF không chịu tác động đồng thời của xung CK. Khi thiết kế mạch đếm không đồng bộ ta phải quan tâm tới chiều tác động của xung đồng hồ CK. 5.3.2.1. Mạch đếm không đồng bộ, n tầng, đếm lên (n=4): Từ bảng trạng thái 5.14 của mạch đếm 4 bit, ta thấy nếu dùng FF JK tác động bởi cạnh xuống của xung đồng hồ thì có thể lấy ngã ra của tầng trước làm xung đồng hồ CK cho tầng sau, với điều kiện các ngã vào JK của các FF đều được đưa lên mức cao. Ta được mạch đếm không đồng bộ, 4 bít, đếm lên (H 5.22). (H 5.22) (H 5.23) là dạng tín hiệu xung CK và các ngã ra của các FF Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 18 f f f f = Q A = CK = CK Q B 2 22 4 f f f f = Q A = CK = CK Q C 4 23 8 f f f f = Q A = CK = CK Q D 8 24 16 Như vậy xét về khía cạnh tần số, ta còn gọi mạch đếm là mạch chia tần. 5.3.2.3. Mạch đếm không đồng bộ, n tầng, đếm lên, xuống (n=4): Để có mạch đếm lên hoặc đếm xuống người ta dùng các mạch đa hợp 2→1 với ngã vào điều khiển C chung để chọn Q hoặc Q của tầng trước nối vào CK tầng sau tùy theo yêu cầu về cách đếm. Trong (H 5.26) , khi C =1, Q nối vào CK , mạch đếm lên và khi C = 0, Q nối vào CK , mạch đếm xuống c = 0 : đếm xuống c = 1 : đếm lên (H 5.26) Trên thực tế , để đơn giản, ta có thể thay đa hợp 2→1 bởi một cổng EX-OR, ngã điều khiển C nối vào một ngã vào cổng EX-OR, ngã vào còn lại nối với ngã ra Q của FF và ngã ra của cổng EX-OR nối vào ngã vào CK của FF sau, mạch cũng đếm lên/xuống tùy vào C=0 hay C=1. c = 1 : đếm xuống c = 0 : đếm lên (H 5.27) 5.3.2.4. Mạch đếm không đồng bộ modulo - N (N=10) Kiểu Reset: Để thiết kế mạch đếm kiểu Reset, trước nhất người ta lập bảng trạng thái cho số đếm (Bảng 5.21) Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 20 1 0 0 1 1 2 0 1 0 2 3 0 1 1 3 4 1 0 0 4 5 0 0 0 0 Bảng 5.22 Giả sử dùng FF JK có xung CK tác động cạnh xuống. Từ bảng 5.21, ta thấy có thể dùng tín hiệu ngã ra FF B làm xung đồng hồ cho FF C và đưa JC và KC lên mức cao: CKC= QB. ; JC=KC=1 Các FF B và D sẽ dùng xung CK của hệ thống và các ngã vào JK được xác định nhờ hàm chuyển: CK QD QC QB HD HB 1↓ 0 0 0 0 1 2↓ 0 0 1 0 1 3↓ 0 1 0 0 1 4↓ 0 1 1 1 1 5↓ 1 0 0 1 0 0 0 0 Bảng 5.23 Dùng bảng Karnaugh xác định HD và HB rồi suy ra các trị J, K của các FF. H D = QC.QB QD + QD H B = QD QB + QB ⇒ JD = QC.QB ; KD=1 ⇒ JB = QD ; KB=1 (H 5.29) Có thể xác định J, K của các FF B và D bằng phương pháp MARCUS: CK QD QC QB JD KD JB KB 1↓ 0 0 0 0 x 1 x 2↓ 0 0 1 0 x x 1 3↓ 0 1 0 0 x 1 x 4↓ 0 1 1 1 x x 1 5↓ 1 0 0 x 1 0 x 0 0 0 Bảng 5.24 Ta có ngay KD=KB=1 Dùng bảng Karnaugh xác định JD và JB Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 22 Mạch đếm 5x2: Nối QD vào ngã vào A, xung đếm (CK) vào ngã vào B Hai cách mắc cho kết quả số đếm khác nhau nhưng cùng một chu kỳ đếm 10. Tần số tín hiệu ở ngã ra sau cùng bằng 1/10 tần số xung CK (nhưng dạng tín hiệu ra khác nhau). Dưới đây là hai bảng trạng thái cho hai trường hợp nói trên. QD QC QB QA QD QC QB QA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 Bảng 5.26 : Đếm 2x5 Bảng 5.27 : Đếm 5x2 (H 5.33) cho thấy dạng sóng ở các ngã ra của hai mạch cùng đếm 10 nhưng hai kiểu đếm khác nhau: - Kiểu đếm 2x5 cho tín hiệu ra ở QD không đối xứng - Kiểu đếm 5x2 cho tín hiệu ra ở QA đối xứng (H 5.33) 5.3.3 Mạch đếm vòng Thực chất là mạch ghi dịch trong đó ta cho hồi tiếp từ một ngã ra nào đó về ngã vào để thực hiện một chu kỳ đếm. Tùy đường hồi tiếp mà ta có các chu kỳ đếm khác nhau Sau đây ta khảo sát vài loại mạch đếm vòng phổ biến. 5.3.3.1. Hồi tiếp từ QD về JA và Q D về KA (H 5.34) Đối với mạch này, sự đếm vòng chỉ thấy được khi có đặt trước ngã ra Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 24 5.3.3.3. Hồi tiếp từ Q D về JA và QC về KA (H 5.36) (H 5.36) CK QD QC QB QA Số TP Preset 0 0 0 0 0 1↓ 0 0 0 1 1 2↓ 0 0 1 1 3 3↓ 0 1 1 1 7 4↓ 1 1 1 0 14 5↓ 1 1 0 0 12 6↓ 1 0 0 0 8 7↓ 0 0 0 0 0 Bảng 5.31 Vài thí dụ thiết kế mạch đếm 1. Dùng FF JK thiết kế mạch đếm 6, đồng bộ Bảng trạng thái và hàm chuyển mạch đếm 6: N QA QB QC QA+ QB+ QC+ HA HB HC 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 2 0 1 0 0 1 1 0 0 1 3 0 1 1 1 0 0 1 1 1 4 1 0 0 1 0 1 0 0 1 5 1 0 1 0 0 0 1 0 1 Bảng 5.32 HC = 1 ⇒ JC =KC = 1 Xác định JA, KA, JB, KB Bảng Karnaugh cho hai hàm chuyển HA & HB (H 5.37) HA = QBQC QA +QCQA HB = QA QC QB +QCQB ⇒ JA = QBQC ; KA = QC ⇒ JB = QA QC ; KB = QC Mạch: Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ
- ___Chương 5 Mạch tuần tự V - 26 BÀI TẬP 1. Thiết kế bộ đếm đồng bộ có dãy đếm sau: 000, 010, 101, 110 và lặp lại. 2. Làm lại bài 1. Thêm điều kiện các trạng thái không sử dụng 001, 011, 100 và 111 phải luôn luôn nhảy về 000 ở xung đồng hồ kế tiếp. 3. Thiết kế bộ đếm đồng bộ dùng FF-JK với dãy đếm sau: 000, 001, 011, 010, 110,111, 101, 100, 000 . . . 4. a. Thiết kế một mạch đếm đồng bộ dùng FF-JK tác động cạnh xuống, có dãy đếm như sau: 000, 001, 011, 111, 110, 100, 001. . . Những trạng thái không sử dụng được đưa về trạng thái 000 ở xung đồng hồ kế tiếp. Vẽ sơ đồ mạch. b. Mắc nối tiếp một bộ đếm 2 (Dùng FF-JK, tác động cạnh xuống) với bộ đếm đã được thiết kế ở câu a. Vẽ dạng sóng ở các ngã ra của bộ đếm giả sử trạng thái ban đầu của các ngã ra đều bằng 0. Xác định dãy đếm của mạch. 5. Thiết kế mạch đếm đồng bộ modulo-12 dùng FF JK. Dùng ngã ra mạch đếm để điều khiển hệ thống đèn giao thông: - Đèn xanh cháy trong 40 s - Đèn vàng cháy trong 20s - Đèn đỏ cháy trong 40s - Đèn vàng và đỏ cùng cháy trong 20s. Chu kỳ lặp lại Cho chu kỳ xung đồng hồ là 10s. 6. Thiết kế mạch đếm đồng bộ dùng FF JK có ngã vào điều khiển X: - Khi X=0 mạch đếm theo thứ tự 0, 2, 4, 6 rồi trở về 0 - Khi X=1 mạch đếm 0, 6, 4, 2 rồi trở về 0. Các trạng thái không sử dụng trong hai lần đếm đều trở về 0 khi có xung đồng hồ Nguyễn Trung Lập KỸ THUẬT SỐ