Bài giảng Điện tử số (Digital Electronics) - Chương 5: Mạch dãy

Chia sẻ: Bạch Nhược Đông | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điện tử số (Digital Electronics) - Chương 5: Mạch dãy cung cấp cho học viên những kiến thức về khái niệm và mô hình của mạch dãy, các phương pháp mô tả mạch dãy, các phần tử nhớ cơ bản (flip-flop), mạch đếm, thanh ghi,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử số (Digital Electronics) - Chương 5: Mạch dãy

Chương 5 MẠCH DÃY 1
Nội dung  Khái niệm và mô hình của mạch dãy  Các phương pháp mô tả mạch dãy  Các phần tử nhớ cơ bản (flip-flop)  Mạch đếm  Thanh ghi 2
5.1. Khái niệm và mô hình của mạch dãy 1. Khái niệm mạch dãy  Mạch dãy (mạch tuần tự): là mạch có tín hiệu ra không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào tại thời điểm hiện tại mà còn phụ thuộc vào trạng thái bên trong của mạch  Mạch dãy là mạch có tính chất nhớ  Để thực hiện được hệ dãy, ngoài các phần tử logic cơ bản như AND, OR, NOT, … nhất thiết phải có các phần tử nhớ. 3
1. Khái niệm mạch dãy (tiếp)  Mạch dãy không đồng bộ: tín hiệu đầu ra và trạng thái trong thay đổi ngay khi tín hiệu đầu vào thay đổi  Mạch dãy đồng bộ: tín hiệu đầu ra và trạng thái trong chỉ thay đổi khi tín hiệu đầu vào thay đổi và tín hiệu xung nhịp ở trạng thái tích cực 4
2. Mô hình của mạch dãy  Mô hình của mạch dãy được dùng để mô tả mạch dãy thông qua tín hiệu vào, tín hiệu ra và trạng thái của mạch. X Y Mạch dãy (Tín hiệu vào) Y = f (S,X) (Tín hiệu ra)  Trong đó:  X = (x1, x2, … , xn) là tập tín hiệu vào có giá trị 0 hoặc 1  Y = (y1, y2, … , yl) là tập các tín hiệu ra có giá trị 0 hoặc 1  S = (s1, s2, … , sm) là tập các trạng thái trong của mạch 5
2. Mô hình của mạch dãy (tiếp)  Mô hình Mealy  Mô hình Moore  X = {x1, x2, ..., xn}  X = {x1, x2, ..., xn}  Y = {y1, y2, ..., yl}  Y = {y1, y2, ..., yl}  S = {s1, s2, ..., sm}  S = {s1, s2, ..., sm}  FS(S, X)  FS(S, X)  FY(S, X)  FY(S) 6
5.2 Các phương pháp mô tả mạch dãy  Bảng chuyển đổi trạng thái  Đồ hình trạng thái 7
1. Bảng chuyển đổi trạng thái  Bảng chuyển đổi trạng thái:  Các hàng ghi các trạng thái trong  Các cột ghi các tín hiệu vào  Giữa mỗi ô ghi; trạng thái trong tiếp theo mà mạch sẽ chuyển đến ứng với tín hiệu vào và trạng thái trong hiện tại; trạng thái đầu ra tiếp theo của mạch ứng với tín hiệu vào và trạng thái trong hiện tại với mô hình Mealy Bảng Mealy Bảng Moore 8
Ví dụ: Mô hình Mealy  Sử dụng mô hình Mealy để mô tả hoạt động của bộ đếm 5 – có 5 trạng thái, mà cứ đếm đến 3 thì báo (cho tín hiệu đèn sáng ở đầu ra Y). X Bộ đếm 5 Y (0,1) 9
Ví dụ: Mô hình Mealy  X = {0, 1} - do có 1 đầu vào  Y = {0, 1} - do có 1 đầu ra  S = {s0, s1, s2, s3, s4} - 5 trạng thái  Hàm trạng thái trong FS(S, X): FS(s0, 0) = s0 FS(s0, 1) = s1 FS(s1, 0) = s1 FS(s1, 1) = s2 FS(s2, 0) = s2 FS(s2, 1) = s3 FS(s3, 0) = s3 FS(s3, 1) = s4 FS(s4, 0) = s4 FS(s4, 1) = s0 10
Ví dụ: Mô hình Mealy (tiếp)  Hàm ra FY(S, X): FY(s0, 0) = 0 FY(s0, 1) = 0 FY(s1, 0) = 0 FY(s1, 1) = 0 FY(s2, 0) = 0 FY(s2, 1) = 1 FY(s3, 0) = 1 FY(s3, 1) = 0 FY(s4, 0) = 0 FY(s4, 1) = 0 11
Ví dụ: Mô hình Mealy (tiếp)  Bảng Mealy 12
Ví dụ: Mô hình Moore  Sử dụng mô hình Moore để mô tả hoạt động của bộ đếm 5 – có 5 trạng thái, mà cứ đếm đến 3 thì báo (cho tín hiệu đèn sáng ở đầu ra Y). X Bộ đếm 5 Y (0,1) 13
Ví dụ: Mô hình Moore  X = {0, 1} - do có 1 đầu vào  Y = {0, 1} - do có 1 đầu ra  S = {s0, s1, s2, s3, s4} - 5 trạng thái  Hàm trạng thái trong FS(S, X): FS(s0, 0) = s0 FS(s0, 1) = s1 FS(s1, 0) = s1 FS(s1, 1) = s2 FS(s2, 0) = s2 FS(s2, 1) = s3 FS(s3, 0) = s3 FS(s3, 1) = s4 FS(s4, 0) = s4 FS(s4, 1) = s0 14
Ví dụ: Mô hình Moore (tiếp)  Hàm ra chỉ phụ thuộc vào S: FY(S) FY(s0) = 0 FY(s1) = 0 FY(s2) = 0 FY(s3) = 1 FY(s4) = 0 15
Ví dụ: Mô hình Moore (tiếp)  Bảng Mealy  Bảng Moore 16
2. Đồ hình trạng thái  Đồ hình trạng thái là một đồ hình bao gồm các nút và nhánh có hướng chỉ hướng chuyển biến trạng thái trong của mạch  Tương ứng với mô hình Mealy và Moore có:  Đồ hình Mealy  Đồ hình Moore 17
2. Đồ hình trạng thái (tiếp)  Đồ hình Mealy:  Các nút ghi trạng thái trong của mạch  Trên các nhánh có hướng ghi tín hiệu vào/tín hiệu ra tương ứng  Ví dụ 18
2. Đồ hình trạng thái (tiếp)  Đồ hình Moore:  Các nút ghi trạng thái trong /tín hiệu ra tương ứng của mạch  Trên các nhánh có hướng ghi tín hiệu vào  Ví dụ: 19
5.3 Các phần tử nhớ cơ bản (flip-flop)  Khái niệm và phân loại  Điều kiện đồng bộ cho các flip-flop  Hoạt động của các flip-flop  Xác định đầu vào kích cho các flip-flop 20