Chöông 1. Heä Tuaàn Töï
Ñeà Cöông:
Ñònh nghóa heä tuaàn töï
Flip Flop caùc loaïi
Phaân loaïi heä ñeám tuaàn töï
Moät soá heä ñeám tuaàm töï
Thanh ghi vaø boä ñeám
ROM
RAM
Muïc Ñích:
Sau khi hoaøn thaønh chöông naøy, baïn phaûi naém ñöôïc kieán thöùc:
Flip FLop caùc loaïi nhö SC-FF, JK-FF, D-FF, T-FF.
Heä ñeám tuaàn töï vaø caùch thieát keá vaø phaân tích maïch ñeám tuaàn töï
baèng caùc FF.
Söû duïng ñöôïc caùc thanh ghi vaø boä ñeám.
Moät soá khaùi nieäm ban ñaàu veà ROM vaø RAM
Caùc Thuaät Ngöõ Tieáng Anh:
Sequential system: heä tuaàn töï
Asynchronous: baát ñoàng boä
Synchronous: ñoàng boä
Register: thanh ghi
Counter: boä ñeám
1.1- Ñònh Nghóa
Heä tuaàn töï laø heä thoáng maø ngoõ xuaát phuï thuoäc vaøo caùc ngoõ nhaäp vaø traïng
thaùi trong cuûa heä thoáng. Coù nghóa laø heä thoáng coù nhôù hay coù löu tröõ caùc traïng
thaùi tröôùc ñoù cuûa noù.
1.2- Flip-Flop Caùc Loaïi
1.2.1- Ñònh nghóa vaø phaân loaïi
Flip-Flop (FF) laø maïch coù khaû naêng nhôù, vôùi 1 ñeán nhieàu
ngoõ nhaäp, vaø luoân coù hai ngoõ xuaát luoân luoân ôû traïng thaùi
ñaûo nhau, ñöôïc kyù hieäu laø Q vaø
Q
. Tuøy theo loaïi FF, seõ coù
theâm ngoõ nhaäp ñoàng boä (CLOCKED), ngoõ nhaäp CLEAR xoùa
Q veà möùc logic 0, ngoõ nhaäp PRESET ñaët Q leân möùc logic 1.
Theo sô ñoà khoái sau:
FLIP-FLOP
PRESET
CLEAR
Q
Q
CLOCK
Caùc
Ngoõ
Nhaäp
Hình 1. Sô ñoà toång quaùt cuûa moät FF
Ñeå moâ taû moät FF, ta coù theå duøng moät trong caùc caùch sau:
*Baûng thöïc trò ( baûng hoaït ñoäng)
*Giaûn ñoà chuyeån ñoåi traïng thaùi
*Phöông trình ñaëc tröng
Trong taäp taøi lieäu naøy chuû yeáu laø söû duïng baûng hoaït ñoäng
ñeå moâ taû hoaït ñoäng cuûa FF
Phaân loaïi Flip-Flop: Ta coù theå phaân loaïi theo chöùc naêng
nhö loaïi SC-FF, JK-FF, D-FF hay T-FF hay phaân loaïi theo
chöùc naêng ñieàu khieån ñoàng boä hay baát ñoàng boä.
1.2.2- SC-FF hay RS-FF
Ñònh nghóa: SC-FF laø moät FF coù hai ngoõ nhaäp S vaø C, hai
ngoõ xuaát Q vaø
Q
. Vôùi ngoõ nhaäp S (Set) tích cöïc seõ kích ngoõ
xuaát Q leân möùc logic 1, ngoõ nhaäp C (Clear) tích cöïc seõ xoùa
ngoõ xuaát Q veà möùc logic 0.
Moät soá taøi lieäu khaùc duøng kyù hieäu RS-FF thay cho kyù hieäu
SC-FF vôùi kyù hieäu R laø Reset C laø Clear
1.2.2.1- Sô ñoà khoái loaïi SC-FF coù ngoõ nhaäp tích cöïc möùc
cao
Hình 2. Sô ñoà khoái SC-FF
Baûng hoaït ñoäng (baûng thöïc trò)
S
C
Q
Q
0
0
Không đổi
Không đổi
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
Không sử dụng vì Q và
Q
đồng thời bằng 1
Không sử dụng vì Q và
Q
đồng thời bằng 1
Baûng 1. Baûng hoaït ñoäng cuûa SC-FF
Sô ñoà maïch cuûa SC-FF ñöôïc laøm baèng hai coång NOR
Hình 3. Sô ñoà maïch
Giản đồ thời gian của SC-FF
S
C
Q
Q
Hình 4. Giản đồ thời gian của SC-FF coù ngoõ nhaäp tích cöïc
möùc cao
Nhaän xeùt: loaïi SC-FF naøy khi S = 1 thì Q = 1, khi C = 1 thì
Q = 0, khi S = 0 vaø C = 0 thì Q khoâng ñoåi, coøn tröôøng hôïp
caû S vaø C ñoàng thôøi baèng 1 thì luùc ñoù Q =
Q
= 1 vi phaïm
ñònh nghóa veà FF, do ñoù tröôøng hôïp naøy khoâng söû duïng. Khi
vẽ giản đồ thời gian cho SC-FF coù ngoõ nhaäp tích cöïc möùc
cao, ta chæ quan taâm ñeán nhöõng thôøi ñieåm S = 1 hay C = 1,
coøn laïi thì Q khoâng ñoåi.
1.2.2.2- Sô ñoà khoái loaïi SC-FF coù ngoõ nhaäp tích cöïc möùc
thaáp
Hình 5. Sô ñoà khoái cuûa SC-FF
Baûng hoaït ñoäng (baûng thöïc trò)
S
C
Q
Q
1
1
Không đổi
Không đổi
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
C
S
V
t
1
0 t
V
1
t0
Q
V
t5t4t3t0 t2t1
S
C
Q
Q
0
0
Không sử dụng vì Q và
Q
đồng thời bằng 1
Không sử dụng vì Q và
Q
đồng thời bằng 1
Baûng 2. Baûng hoaït ñoäng cuûa SC-FF
Sô ñoà maïch cuûa SC-FF ñöôïc laøm baèng hai coång NAND
Hình 6. Sô ñoà maïch
Giản đồ thời gian của SC-FF
Hình 7. Giản đồ thời gian của SC-FF coù ngoõ nhaäp tích cöïc
möùc thấp
Nhaän xeùt: loaïi SC-FF naøy khi S = 0 thì Q = 1, khi C = 0 thì
Q = 0, khi S = 1 vaø C = 1 thì Q khoâng ñoåi, coøn tröôøng hôïp
caû S vaø C ñoàng thôøi baèng 0 thì luùc ñoù Q =
Q
= 1 vi phaïm
ñònh nghóa veà FF, do ñoù tröôøng hôïp naøy khoâng söû duïng. Khi
vẽ giản đồ thời gian cho SC-FF coù ngoõ nhaäp tích cöïc möùc
thaáp, ta chæ quan taâm ñeán nhöõng thôøi ñieåm S = 0 hay C = 0,
coøn laïi thì Q khoâng ñoåi.
1
C0 t
V
St0
1
V
1
Q0 t
V
t3 t4 t5t0 t1 t2 t6