Baøi giaûng Vi maïch
CH NG 6 ƯƠ
FLIP- FLOP (FF)
6.1 T NG QUAN V FLIP FLOP (FF)Ổ Ề
FF là m ch có kh năng l t l i tr ng thái ngõ ra tuỳ theo s tác đ ng thíchạ ả ậ ạ ạ ự ộ
h p c a ngõ vào, đi u này có ý nghĩa quan tr ng trong vi c l u tr d li u trongợ ủ ề ọ ệ ư ữ ữ ệ
m ch và xu t d li u ra khi c n.ạ ấ ữ ệ ầ
Có nhi u lo i flip flop khác nhau, chúng đ c s d ng r ng rãi trong nhi uề ạ ượ ử ụ ộ ề
ng d ng. Các m ch FF th ng đ c kí hi u nh sauứ ụ ạ ườ ượ ệ ư
Hình 6.1 Ký hi u FFệ
N u các ngõ vào s quy t đ nh ngõ ra là cái gì thì ngõ đ ng h ck l i ch raế ẽ ế ị ồ ồ ạ ỉ
r ng khi nào m i có s thay đ i đó. Chân Ck có th tác đ ng m c th p hay m cằ ớ ự ổ ể ộ ứ ấ ứ
cao tuỳ vào c u trúc bên trong c a t ng IC FF, do đó v i m t IC FF c đ nh thì chấ ủ ừ ớ ộ ố ị ỉ
có m t ki u tác đ ng, ví d v i IC 74112 ch có m t cách tác đ ng là xung Ck tácộ ể ộ ụ ớ ỉ ộ ộ
đ ng theo c nh xu ng. ộ ạ ố
6.2 CÁC LO I FFẠ
Hình 6.2 Kí hi u kh i c a 4 lo i FF n y b i c nh lên Ckệ ố ủ ạ ả ở ạ
Chöông 6: Flip - Flop
79
Baøi giaûng Vi maïch
6.2.1 FF SR (m ch l t l i đ t)ạ ậ ạ ặ
Hình 6.3 D ng sóng minh h a cho FF RSạ ọ
FF RS n y c nh lên khi đó s kí hi u hìnhả ạ ẽ ệ tam giác s đ kh i và d u mũiở ơ ồ ố ấ
tên lên trong b ng tr ng thái.ả ạ
FF RS n y b ng c nh xu ng t ng t và có khí hi u thêm hình tròn nh hayả ằ ạ ố ươ ự ệ ỏ
g ch đ u Ck đ ch c nh xu ng ký hi u kh i và v d u mũi tên xu ng b ngạ ầ ể ỉ ạ ố ở ệ ố ẽ ấ ố ở ả
tr ng thái.ạ
6.2.2 FF JK
FF JK b sung thêm tr ng thái cho FF RS (tránh tr ng thái c m)ổ ạ ạ ấ
Hình 6.4 D ng sóng minh ho cho FF JKạ ạ
Nh n th y đ u vào J, K đi u khi n tr ng thái ngõ ra theo đúng nh cách mà Sậ ấ ầ ề ể ạ ư
R đã làm tr 1 đi m là khi J = K = 1 thì tr ng thái c m đ c chuy n thành tr ngừ ể ạ ấ ượ ể ạ
thái ng c l i ( v i J = K = 0 ). Nó còn g i là ch đ l t c a ho t đ ng.ượ ạ ớ ọ ế ộ ậ ủ ạ ộ
T d ng sóng có th th y r ng ngõ ra FF không b nh h ng b i s nừ ạ ể ấ ằ ị ả ưở ở ườ
xu ng c a xung ck các đ u vào J K cũng không có tác đ ng, tr khi x y ra tácố ủ ầ ộ ừ ả
đ ng lên c a Ck.ộ ủ
FF JK có th t o thành t FF SR có thêm 2 đ u and có ngõ ra đ a v nhể ạ ừ ầ ư ề ư
hình:
Hình 6.5 FF JK t FF SRừ
Còn c u t o bên trong c a FF JK kích b ng c nh s n s nh sau :ấ ạ ủ ằ ạ ườ ẽ ư
Chöông 6: Flip - Flop
80
Baøi giaûng Vi maïch
Hình 6.6 C u trúc m ch c a FF JKấ ạ ủ
6.2.3 FF T
Khi n i chung 2 ngõ vào JK nh hình d i thì s đ c FF T: ch có m t ngõố ư ướ ẽ ượ ỉ ộ
vào T, ngõ ra s b l t l i tr ng thái ban đ u khi ngõ T tác đ ng và m i khi cóẽ ị ậ ạ ạ ầ ộ ỗ
c nh s n lên hay xu ng c a xung ck.ạ ườ ố ủ
Kí hi u kh i và b ng tr ng thái c a FF T nh sau :ệ ố ả ạ ủ ư
=>
Hình 6.7 Kí hi u kh i c a FF Tệ ố ủ
Hình 6.8 D ng sóng minh ho cho ho t đ ng c a FF Tạ ạ ạ ộ ủ
FF T đ c s d ng chính đ t o m ch đ m chia 2. Khi T n i lên m c 1ượ ử ụ ể ạ ạ ế ố ứ
(Vcc) hay đ tr ng, xung kích l n l t đ a vào ngõ Ck. Nh n th y ngõ ra Q s l tể ố ầ ượ ư ậ ấ ẽ ậ
tr ng thái m i l n ck xu ng hay lên. T n s xung ngõ ra Q ch còn b ng m t n aạ ỗ ầ ố ầ ố ỉ ằ ộ ử
t n s ngõ vào ck n u đ a Q này t i các t ng FF sau n a thì l n l t t n s f sầ ố ế ư ớ ầ ữ ầ ượ ầ ố ẽ
l i đ c chia đôi. Đây là nguyên lí chính c a m ch đ m s đ c xét đ n ph nạ ượ ủ ạ ế ẽ ượ ế ở ầ
sau.
Hình 6.9 FF T dùng làm m ch chia t nạ ầ
Chöông 6: Flip - Flop
81
Baøi giaûng Vi maïch
6.2.4 FF D
Khi n i ngõ vào c a FF RS hay JK nh hình thì s đ c FF D: ch có 1 ngõố ủ ư ẽ ượ ỉ
vào g i là ngõ vào data(d li u) hay delay(trì hoãn). Ho t đ ng c a FF D r t đ nọ ữ ệ ạ ộ ủ ấ ơ
gi n: ngõ ra s theo ngõ vào m i khi xung Ck tác đ ng c nh lên hay xu ng.ả ẽ ỗ ộ ạ ố
=>
Hình 6.10 Kí hi u kh iệ ố
Hình 6.11 D ng sóng minh ho cho ho t đ ng c a FF Dạ ạ ạ ộ ủ
FF D th ng là n i đ chuy n d li u t ngõ vào D đ n ngõ ra Q cung c pườ ơ ể ể ữ ệ ừ ế ấ
cho m ch sau nh m ch c ng, ghi d ch… nên h n n a ngõ vào D ph i ch m tạ ư ạ ộ ị ơ ữ ả ờ ộ
kho ng th i gian khi xung ck kích thì m i đ a ra ngõ ra Q, do đó FF D còn đ cả ờ ớ ư ượ
xem nh m ch trì hoãn, ngõ D còn g i là delay.ư ạ ọ
6.2.5 M ch ch t Dạ ố
Các FF n y b ng m c đ u có th tr thành m ch ch t khi chân ck cho ả ằ ứ ề ể ở ạ ố ở
m c tác đ ng luôn. Thông d ng nh t là ch t D. M ch đ c t o b i FF D khi thayứ ộ ụ ấ ố ạ ượ ạ ở
ngõ vào đ ng b b i ngõ vào cho phép (enable : E) tác đ ng m c cao.ồ ộ ở ộ ở ứ
C u t o kí hi u và b ng tr ng thái nh nh ng hình sau :ấ ạ ệ ả ạ ư ữ
Hình 6.12 Kí hi u kh i và b ng s th t c a ch t Dệ ố ả ự ậ ủ ố
Hình 6.13 C u t o ch t Dấ ạ ố
Chöông 6: Flip - Flop
82
Baøi giaûng Vi maïch
6.2.6 Flip Flop khi có thêm ngõ vào tr c ti pự ế
Nh th y các FF đã xem xét trên khi c pư ấ ở ấ
đi n sệ ẽ xây d ng ngay tr ng thái c a ngõ ra vì nóự ạ ủ
còn tuỳ thu c vào c u trúc c a m ch và các y uộ ấ ủ ạ ế
t ng u nhiên khác. Vì lí do này 2 ngõ vào m iố ẫ ớ
đ c thêm vào đ xác đ nh chính xác tr ng tháiượ ể ị ạ
logic ra lúc c p đi n (m ngu n) hay b t c lúcấ ệ ở ồ ấ ứ
nào mu n, nó hoàn toàn đ c l p v i tr ng tháiố ộ ậ ớ ạ
logic các ngõ vào đ ng b J, K, R, S, D, T và kở ồ ộ ể
c xung đ ng h ck, t cl à chúng giành quy n uả ồ ồ ứ ề ư
tiên tr c h t quy t đ nh ngõ ra. Chúng đ c g iướ ế ế ị ượ ọ
là ngõ vào tr c ti p (ngõ vào không đ ng b ) vàự ế ồ ộ
đ t tên là Preset (Pr) có nghĩa là đ t tr c vàặ ặ ướ
Clear (Cl) có nghĩa là xoá.
C n ph i đ ý r ng không đ c phép đ t chân Pr = Cl = 0 vì khi đó Q = Q' =1ầ ả ể ằ ượ ặ
tr ng thái c m. Chân Pr, Cl khi này không có tác d ng gì, không xác đ nh đ cạ ấ ụ ị ượ
tr ng thái ra. Do đó, nhi u m ch FF ch có 1 ngõ Clear đ xoá m ch khi c n màạ ề ạ ỉ ể ạ ầ
không có ngõ Pr; có FF thì l i không có c 2 ngõ này.ạ ả
V c u trúc bên trong c a FF khi này, 2 ngõ Pr và Cl s đ c đ a vào t ngề ấ ủ ẽ ượ ư ầ
trung gian c a các FF, nh trong c u t o c a IC 74LS76.ủ ư ấ ạ ủ
6.3 NG D NG C A FLIP-FLOP VÀ CH TỨ Ụ Ủ Ố
6.3.1 M ch phát hi n tu n t các d li uạ ệ ầ ự ữ ệ
•V i 2 tín hi u vào cùng m t lúc A và B, đ xác đ nh tín hi u nào vào tr c,ớ ệ ộ ể ị ệ ướ
tín hi u nào vào sau (ch ng h n ai b m chuông tr c), ta có th dùng FF JK (c ngệ ẳ ạ ấ ướ ể ổ
NAND không th xác đ nh đ c). M ch trên minh ho cho ho t đ ng c a m chể ị ượ ạ ạ ạ ộ ủ ạ
Hình 6.15 M ch phát hi n tu n t d li u A và Bạ ệ ầ ự ữ ệ
•FF JK có ngõ K đ th p, xoá m ch đ ngõ ra Q th p. Bây gi n uể ở ấ ạ ể ở ấ ờ ế A
đ a t i ngõ Jư ớ mà vào tr c, thì khi B vào sau ngõ ck s làm Q lên cao. Ng cướ ở ẽ ượ
l i, n u A vào sau, thì khi B vào tr c (ngõ J khi này v n th p) s v n đ ngõ raạ ế ướ ẫ ở ấ ẽ ẫ ể
Q th p ở ấ
Chöông 6: Flip - Flop
Hình 6.14 Kí hi u FF SR cóệ
thêm ngõ Pr và Cl
83