Baøi 4: MAÏCH ÑEÁM
I. Ñaïi cöông
Ñöôïc taïo thaønh töø söï keát hôïp caùc FF maïch coù 1 ngoõ cho tín hieäu xung clock vaøo vaø nhieàu ngoõ ra.
Caùc ngoõ ra naøy thöôøng laø ngoõ Q cuûa caùc FF vì Q coù moät trong hai traïng thaùi 0 vaø 1 neân söï saép xeáp caùc ngoõ ra naøy cho pheùp ta trình baøy keát quaû döôùi
daïng chuoãi soá nhò phaân n bit
vôùi n laø soá FF vaø bít laø ñôn vò
cuûa FF.
Vaäy ñieàu kieän ñeå moät maïch trôû thaønh maïch ñeám laø noù phaûi coù caùc traïng thaùi khaùc nhau moãi laàn coù xung clock vaøo vaø soá traïng thaùi toái ña ñeám ñöôïc goïi laø dung löôïng maïch ñeám 2n.
Khi ñaõ ñaït ñeán traïng thaùi toái ña neáu tieáp tuïc kích thích maïch thì maïch seõ trôû veà
traïng thaùi ban ñaàu ta noùi
maïch ñeám coù tính tuaàn
hoaøn.
n ngoõ ra
MAÏCH ÑEÁM
Coù nhieàu caùch keát hôïp caùc FF, neân cuõng coù nhieàu loaïi maïch ñeám, ta chæ ñöa ra laøm 2 loaïi maïch cô baûn laø maïch ñeám nhò phaân vaø maïch ñeám Modulo M vaø trong moãi loaïi ta coù 2 phöông phaùp kích thích ñoàng boä vaø khoâng ñoàng boä.
II. Maïch ñeám nhò phaân 1. Phöông phaùp khoâng ñoàng boä
1 QA QB QC 1 1
QA
QB
QC
CK
J J J
CK CK 1 0
CL
CL
CL
CK K K K
CL
1
1
2
3
4
5
6
7
8
1
0
0 1
CK
0 1
QA
0
1
QB
0
QC
CK QC QB QA
0 0 0 0 1 1 1 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1 0
0 0 1 1 0 0 1 1 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Ta duøng 3 FF döôùi daïng FF J-K maéc theo phöông phaùp khoâng ñoàng boä nhö hình veõ quan saùt baûng traïng thaáy ta thaùi raèng baûng traïng thaùi laø soá nhò phaân taêng daàn coù 8 traïng thaùi vôùi 8 = 23 vaø 3 laø soá FF, vì maïch
ñeám taêng daàn
neân goïi laø maïch
ñeám leân.
Q
Thay vì laáy ngoõ ra Q noái vôùi FF phía sau, ta coù theå laáy ngoõ ra noái vôùi FF phía sau, luùc ñoù ta thöïc hieän ñöôïc maïch ñeám xuoáng.
QB QC QA 1 1 1
QA
QB
QC
CK
J J J 1
CK CK CK 0
CL
CL
CL
K K K
CL
1
1
2
3
4
5
6
7
8
1
0
0 1
CK
0 1
QA
0
1
0
QB
QC
CK QC QB QA
theâm Ta soá moät logic coång ñeå thöïc hieän maïch leân ñeám hay xuoáng.
0 1 1 1 1 0 0 0 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 1 0 1 0 1 0 1 0
0 1 1 0 0 1 1 0 0
Q
Q
Q
1
CLK
CLK
CLK
R L QC
R L QC
R L QC
CL
Up/down
1: ñeám leân; 0: ñeám xuoáng Thí duï: IC ñeám khoâng ñoàng boä: IC TTL 7490 (thaäp giai BCD), 7492 (chi cho 12), 7493 (hai nhi phaân 4 bit). IC CMOS 4040 (nhò phaân 12 bit), 4024 (nhò phaân 7 bit)
QA QB QC
2. Phöông phaùp ñoàng boä
Trong hình veõ, caùc ngoõ vaøo J, K cuûa FF ñöôïc noái chung thaønh ngoõ vaøo T. Nhìn vaøo baûng söï thaät cuûa maïch ñeám nhò phaân baát ñoàng boä, ta thaáy:
QA thay ñoåi traïng thaùi khi coù caïnh xuoáng cuûa xung clock neân TA ñöôïc giöõ ôû cao: TA = 1 (hoaëc TA = CK).
QB thay ñoåi traïng thaùi khi coù xung clock neáu QA = 1, neân TB ñöôïc noái ñeán QA: TB = QA.
QC thay ñoåi traïng thaùi khi coù
xung clock neáu coù caû QA vaø QB =
1, neân TC laø coång AND vôùi 2
ngoõ vaøo laø QA vaø QB: TC = QAQB
= TBQA.
CK
QC QB QA
CLK
CLK
CLK
J Q Q Q J J
1
Thí duï: IC ñeám ñoàng boä 74190 (ñeám leân/xuoáng thaäp giai, Preset baát ñoàng boä, khoâng coù Clear), 74192 (ñeám leân/xuoáng thaäp giai, Preset vaø Clear baát ñoàng boä), 74193 (ñeám leân xuoáng 4 bit, Preset
vaø Clear baát ñoàng boä)
TA TB TC
III. Maïch ñeám Modulo M Chæ coù M traïng thaùi hay cho moät traïng thaùi xaùc ñònh tröôùc, sau M xung CK, maïch trôû veà traïng thaùi ban ñaàu.
M = 7 n FF 2n > M, ta
phaûi choïn n nhoû
Ñeå thöïc hieän maïch ñeám Modulo M ta coù 1 soá nguyeân taéc sau: Sau khi xaùc ñònh ñöôïc M ta ñi tìm soá n-FF sao cho 2n > M vôùi n nhoû nhaát.
Vôùi n-FF ta coù toái ña 2n traïng thaùi nhöng chæ söû duïng coù M traïng thaùi neân boû ñi 2n- M traïng thaùi.
Ví duï: M = 3, caàn 2 FF
Ñeå boû ñi 2n- M traïng thaùi ta duøng phöông phaùp hoài tieáp töø ngoõ ra FF cuoái veà ngoõ vaøo FF ñaàu ( ñoàng boä vaø tröïc tieáp )
M = 3, duøng 2 FF
CK QB QA
5
3
9
11
Q
J
Q
J
1
13
CLK
CLK
2
6
12
K
Q
K
Q
0 1 2 3
0 0 1 0
0 1 0 0
CK QC QB QA
M = 5, duøng 3 FF
1
5
3
9
11
9
3 11
Q
J
Q
J
Q
J
2
1
13
13
CLK
CLK
CLK
2
6
12
12
K
Q
K
Q
K
Q
0 1 2 3 4 5
0 0 0 0 1 0
0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 0
CK QC QB QA
Duøng maïch nhò phaân khoâng ñoàng boä laáy traïng thaùi cuoái hoài tieáp veà ngoõ ñieàu khieån tröïc tieáp. M = 7
3
5
9
9
11
11
J
Q
Q
Q
J
J
3 121
1
13
13
CLK
CLK
CLK
QA QB QC
2
12
12
R L C
R L C
R L C
K
K
K
5 1
4 1
4 1
2 1
0 1 2 3 4 5 6 7
0 0 0 0 1 0 1 0
0 0 1 1 0 0 1 0
0 1 0 1 0 1 0 0
CK
Thöïc hieän maïch ñeám Modulo lôùn ta raùp nhieàu maïch Modulo nhoû. Thöïc hieän maïch ñeám Modulo nhoû
ta duøng IC ñeám Modulo lôùn.
Clear
IC 74LS90
14 1
2 1
9
8
1 1
CLKA CLKB
A Q
B Q
C Q
D Q
12 9 8 11
QA QB QC QD
14
1
CLKA
CLKB
2 3 6 7
R01 R02 R91 R92
74LS90
QD
QC
QB
QA
R0 1
R0 2
R9 1
R9 2
0 1
0 0
0 1
0 0
1 0 0 0 x x
0 1 x 0 0 x
1 x x x 0 0
x 1 0 x x 0
Maïch ñeám 5x2: maïch 2 tröôùc, maïch 5 sau
2 1
9
8
1 1
A Q
B Q
C Q
D Q
14
1
CLKA
CLKB
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
1
0 1
CK
0 1
QA
0
1
QB
0
1
QC
0
QD
