+ S = 1, R = 0 ⇒ 0=S , 1=R ⇒Q = 1 + S = R = 1⇒ XQRS =⇒== 0 (tr ng thái c m)ạ ấ Trong tr ng h p này Cườ ợ k tác đ ng m c 1. Trong tr ng h p Cộ ứ ườ ợ k tác đ ng m cộ ứ 0 thì ta m c thêm c ng đ o nh sau (hình 3.46)ắ ổ ả ư Nh v y, thuỳ thu c vào m c tích c c c a tín hi u đ ng h , chúng ta có cácư ậ ộ ứ ự ủ ệ ồ ồ lo i tín hi u đi u khi n:ạ ệ ề ể - C k đi u khi n theo m c 1ề ể ứ - C k đi u khi n theo m c 0ề ể ứ - C k đi u khi n theo s n lên (s n tr c)ề ể ườ ườ ướ - C k đi u khi n theo s n xu ngề ể ườ ố Hình 3.47. Các tín hi u đi u khi n Cệ ề ể k khác nhau Xét FF có C k đi u khi n theo s n lên (s n tr c):ề ể ườ ườ ướ S n lên và m c logic 1 có quan h v i nhau, vì v y m ch t o s n lên làườ ứ ệ ớ ậ ạ ạ ườ m ch c i ti n c a m ch tác đ ng theo m c logic 1. S n lên th c ch t là m t xungạ ả ế ủ ạ ộ ứ ườ ự ấ ộ d ng có th i gian t n t i r t ng n. Đ c i ti n các FF tác đ ng theo m c logic 1ươ ờ ồ ạ ấ ắ ể ả ế ộ ứ thành FF tác đ ng theo s n lên ta m c vào tr c FF đó m t m ch t o s n lên nhộ ườ ắ ướ ộ ạ ạ ườ ư hình 3.48. m ch t o s n ng i ta l i d ng th i gian tr c a tín hi u khi đi qua ph nỞ ạ ạ ườ ườ ợ ụ ờ ễ ủ ệ ầ t logic. Đ i v i m ch t o s n ng i ta l i d ng th i gian tr c a tín hi u khi điử ố ớ ạ ạ ườ ườ ợ ụ ờ ễ ủ ệ qua c ng NOT.ổ 133 Hình 3.48. S đ kh i FF tác đ ng theo s n và d ng sóngơ ồ ố ộ ườ ạ Xét FF có đi u khi n theo s n xu ngề ể ườ ố M ch t o s n xu ng là m ch c i ti n tác đ ng m c 0. S đ m ch và d ngạ ạ ườ ố ạ ả ế ộ ứ ơ ồ ạ ạ sóng nh hình 3.49.ư Hình 3.49: S đ m ch và d ng sóng m ch t o s n xu ngơ ồ ạ ạ ạ ạ ườ ố Trên hình 3.50 là ký hi u trên s đ m ch và s đ th c hi n FF tác đ ng theoệ ơ ồ ạ ơ ồ ự ệ ộ s n xu ng.ườ ố Hình 3.50 Ý nghĩa c a tín hi u đ ng b Củ ệ ồ ộ k : 134 Đ i v i các FF đ ng b , các đ u ra ch thay đ i tr ng thái theo đ u vào DATAố ớ ồ ộ ầ ỉ ổ ạ ầ khi xung C k t n t i m c 1 (đ i v i các FF tác đ gn m c 1), ho c xung Cồ ạ ứ ố ớ ộ ứ ặ k t n t iồ ạ m c 0, ho c xung Cứ ặ k s n lên, xung Cườ k s n xu ng, còn t t c các tr ng h p khácườ ố ấ ả ườ ợ c a Củ k thì đ u ra không thay đ i tr ng thái theo các đ u vào m c dù lúc đó các đ uầ ổ ạ ầ ặ ầ vào có thay đ i tr ng thái.ổ ạ Ph ng pháp đi u khi n theo ch t (Master – Slaver):ươ ề ể ủ ớ Đ i v i ph ng pháp này khi xung Cố ớ ươ k t n t i m c 1d li u s đ c nh p vàoồ ạ ứ ữ ệ ẽ ượ ậ FF, còn khi C k t n t i m c logic 0 thì d li u ch a trong FF đ c xu t ra ngoài.ồ ạ ứ ữ ệ ứ ượ ấ V m t c u t o bên trong g m 2 FF: m t FF th c hi n ch c năng ch và m tề ặ ấ ạ ồ ộ ự ệ ứ ủ ộ FF th c hi n ch c năng t . Ho t đ ng:ự ệ ứ ớ ạ ộ - C k = 1: FF2 m , d li u đ c nh p vào FF2. Qua c ng đ o Cở ữ ệ ượ ậ ổ ả k = 0 ⇒ FF1 khoá nên gi nguyên tr ng thái cũ.ữ ạ - C k = 0: FF2 khoá nên gi nguyên tr ng thái cũ.Qua c ng đ o Cữ ạ ổ ả k = 1 ⇒ FF1 m dở ữ li u ch a trong FF đ c xu t ra ngoài.ệ ứ ượ ấ Hình 3.52. FF đi u khi n theo ch - tề ể ủ ớ 3.3.2.2. Phân lo i FF theo ch c năngạ ứ a. RSFF Hình 3.52: Ký hi uệ Đó là FF có các đ u vào và đ u ra ký hi u nh hình v .ầ ầ ệ ư ẽ Trong đó: - S, R: các đ u vào d li uầ ữ ệ 135 - Q, Q : các đ u raầ - C k : tín hi u xung đ ng hệ ồ ồ G i ọ n S và n R là tr ng thái c a đ u vào DATA xung Cạ ủ ầ ở k th n.ứ G i ọ n Q , 1+n Q là tr ng thái c a đ u ra Q xung Cạ ủ ầ ở k th n và th n+1ứ ứ Lúc đó ta có b ng tr ng thái mô t ho t đ ng nh sau:ả ạ ả ạ ộ ư Chúng ta l u ý r ng tr ng thía khi c hai đ u vào S = R = 1 lúc đó c hai đ uư ằ ạ ả ầ ả ầ ra có cùng m c logic, đây là tr ng thái c m c a RSFF.ứ ạ ấ ủ Ti p theo ta s đi xây d ng b ng đ u vào kích g m 2 ph n, ph n bên trái li tế ẽ ự ả ầ ồ ầ ầ ệ kê ra các yêu c u c n chuy n đ i c a FF, và ph n bên ph i là các đi u ki n tín hi uầ ầ ể ổ ủ ầ ả ề ệ ệ đ u vào kích c n đ m b o đ đ t đ c các s chuy n đ i y. N u các đi u ki nầ ầ ả ả ể ạ ượ ự ể ổ ấ ế ề ệ đ u vào đ c đ m b o thì FF s chuy n đ i theo đúng yêu c u. Th c ch t b ng đ uầ ượ ả ả ẽ ể ổ ầ ự ấ ả ầ vào kích c a FF là s khai tri n b ng tr ng thái c a FF. Ta vi t l i nh sau:ủ ự ể ả ạ ủ ế ạ ư Trong b ng này, tín hi u đ u ra tr ng thái ti p theo Qả ệ ầ ở ạ ế n+1 s ph thu c vàoẽ ụ ộ tín hi u các đ u vào d li u S, R và tín hi u đ u ra tr ng thái hi n t i Qệ ầ ữ ệ ệ ầ ở ạ ệ ạ n . T b ng trên ta có b ng đ u vào kích nh sau:ừ ả ả ầ ư 136 Cũng t b ng tr ng thái khai tri n ta có th tìm đ c ph ng trình logic c a RSFFừ ả ạ ể ể ượ ươ ủ b ng cách l p b ng Karnaugh nh sau:ằ ậ ả ư T b ng này ta có ph ng trình: ừ ả ươ Vì đi u ki n c a RSFF là S.R = 0 nên ta có ph ng trình logic c a RSFF đ c vi tề ệ ủ ươ ủ ượ ế đ y đ nh sau:ầ ủ ư D ng sóng minh ho ho t đ ng c a RSFF trên hình 3.53:ạ ạ ạ ộ ủ Hình 3.53: Đ th th i gian d ng sóng RSFFồ ị ờ ạ b. TFF Đó là FF có đ u vào và đ u ra ký hi u và b ng tr ng thái ho t đ ng nh hìnhầ ầ ệ ả ạ ạ ộ ư v (hình 3.54).ẽ 137 Hình 3.54. Ký hi u TFF và b ng tr ng thái ho t đ ngệ ả ạ ạ ộ Trong đó: - T: đ u vào d li uầ ữ ệ - Q, Q : các đ u raầ - C k : tín hi u xung đ ng hệ ồ ồ G i Tọ n là tr ng thía c a đ u vào d li u T xung Cạ ủ ầ ữ ệ ở k th n.ứ G i ọ n Q , 1+n Q là tr ng thái c a đ u ra xung Cạ ủ ầ ở k th n và n+1ứ Lúc đó ta có b ng tr ng thái ho t đ ng khai tri n c a TFF. T b ng này ta cóả ạ ạ ộ ể ủ ừ ả nh n xétậ : - Khi T = 0 : m i khi có xung Cỗ k tác đ ng đ u ra Q duy trì tr ng thái cũ tr c đó.ộ ầ ạ ướ - Khi T = 1 : m i khi có xung Cỗ k tác đ ng đ u ra Q đ o tr ng tháiộ ầ ả ạ T b ng tr ng thái khai tri n c a TFF ta tìm đ c b ng đ u vào kích:ừ ả ạ ể ủ ượ ả ầ Ph ng trình logic c a TFF:ươ ủ 138 Trên hình 3.55 minh ho đ th th i gian d ng sóng c a TFF. ạ ồ ị ờ ạ ủ - Tín hi u đ u ra Q đ u tiên luôn luôn m c logic 0ệ ầ ầ ở ứ - Tín hi u Cệ k (1) đi u khi n theo s n xu ng nhìn tín hi u T d i m c logic 1. Theoề ể ườ ố ệ ướ ứ b ng tr ng thái: Tả ạ 0 = 1 và 10 010 ==⇒= QQQ - Tín hi u Cệ k (2) đi u khi n theo s n xu ng nhìn tín hi u T d i m c logic 0. Theoề ể ườ ố ệ ướ ứ b ng tr ng thái: Tả ạ 1 = 0 và 11 121 ==⇒= QQQ gi nguyên tr ng thái tr c đó.ữ ạ ướ - Tín hi u Cệ k (3) đi u khi n theo s n xu ng nhìn tín hi u T d i m c logic 1. Theoề ể ườ ố ệ ướ ứ b ng tr ng thái: Tả ạ 2 = 1 và 01 232 ==⇒= QQQ Hình 3.55 Tr ng h p đ u vào T luôn b ng 1 (luôn luôn m c logic 1):ườ ợ ầ ằ ở ứ Hình 3.56. D ng sóng đ u ra khi T = 1ạ ầ 139 Khi T = 1 thì d ng sóng đ u ra Q đ c cho trên hình v . Ta có nh n xét r ng chu kỳạ ầ ượ ẽ ậ ằ c a đ u ra Q b ng 2 l n chu kỳ tín hi u xung Củ ầ ằ ầ ệ k nên t n s c a đ u ra là:ầ ố ủ ầ V y, khi T = 1 thì TFF gi vai trò m hc chia t n s xung vào Cậ ữ ạ ầ ố k . T ng quát: Ghép n i ti p nTFF v i nhau sao cho đ u ra c a TFF tr c n i v i đ uổ ố ế ớ ầ ủ ướ ố ớ ầ vào c a TFF đ ng sau (Củ ứ ki+1 n i v i Qố ớ i ) và lúc b y gi t t c các đ u vào d li u T ấ ờ ấ ả ầ ữ ệ ở t t c các TFF đ u gi m c logic 1, lúc đó tín hi u đ u ra s là:ấ ả ề ữ ứ ệ ầ ẽ v i Qớ n là tín hi u đ u ra c a TFF th n.ệ ầ ủ ứ c. DFF Đó là FF có đ u vào và đ u ra ký hi u nh hình v :ầ ầ ệ ư ẽ Hình 3.56. Ký hi u DFFệ Trong đó: D: đ u vào d li uầ ữ ệ Q, Q là các đ u raầ G i Dọ n là tr ng thái c a đ u vào d li u D xung Cạ ủ ầ ữ ệ ở k th n.ứ G i ọ n Q , 1+n Q là tr ng thái c a đ u ra xung Cạ ủ ầ ở k th n và n+1ứ Lúc đó ta có b ng tr ng thái nh sauả ạ ư : Khai tri n b ng này đ tìm b ng đ u vào kích c a DFF:ể ả ể ả ầ ủ 140 B ng đ u vào kích c a DFF:ả ầ ủ Ph ng trình logic: ươ Trên hình 3.57 là đ th th i gian d ng sóng c a DFF:ồ ị ờ ạ ủ Gi i thích:ả - Tín hi u ra Q đ u tiên luôn m c logic 0, ệ ầ ở ứ 0 0 =Q - Tín hi u Cệ k (1) đi u khi n theo s n xu ng nhìn tín hi u D d i m c logic 1. Theoề ể ườ ố ệ ướ ứ b ng tr ng thái: Dả ạ 0 = 1 và 1 1 =Q - Tín hi u Cệ k (2) đi u khi n theo s n xu ng nhìn tín hi u D d i m c logic 0. Theoề ể ườ ố ệ ướ ứ b ng tr ng thái: Dả ạ 1 = 0 và 0 2 =Q gi nguyên tr ng thái tr c đó.ữ ạ ướ v.v ng d ng c a DFF:Ứ ụ ủ - Dùng đ chia t n sể ầ ố - Dùng đ l u tr d li u đ ch t o các b nh và thanh ghiể ư ữ ữ ệ ể ế ạ ộ ớ 141 - Dùng đ ch t d li uể ố ữ ệ d. JK FF Đó là FF có đ u vào và đ u ra ký hi u nh hình v ;ầ ầ ệ ư ẽ Trong đó: - J, K là các đ u vào d li uầ ữ ệ - Q, Q là các đ u raầ Hình 3.57: JK FF G i Jọ n , K n là tr ng thía đ u vào d li u c a J, K xung Cạ ầ ữ ệ ủ ở k th n .ứ G i ọ n Q , 1+n Q là tr ng thái c a đ u ra xung Cạ ủ ầ ở k th n và n+1. Lúc đó ta có b ngứ ả tr ng thái mô t ho t đ ng c a JK FF.ạ ả ạ ộ ủ Ph ng trình logic: ươ T b ng tr ng thái ừ ả ạ ⇒ JK FF kh c ph c đ c tr ng thái c m c a RSFF. Đ tìm b ngắ ụ ượ ạ ấ ủ ể ả đ u vào kích ta tri n khai b ng tr ng thái:ầ ể ả ạ 142 [...]... Q n Đồng nhất 2 phương trình: D n = T n ⊕ Q n Sơ đồ mạch thực hiện: Hình 3 .64 : Chuyển đổi DFF thành TFF - DFF → RSFF: RSFF có phương trình logic: Q n +1 = S n + R n Q n Đồng nhất với phương trình của DFF ta có: D n = S n + R n Q n Sơ đồ mạch thực hiện: Hình 3 .65 : Chuyển đổi DFF thành RSFF - DFF → JKFF: Hoàn toàn tương tự ta có: Sơ đồ mạch chuyển đổi trên hình 3 .66 : 147 Hình 3 .66 : Chuyển đổi DFF thành... của đại số Boole để tìm phương trình logic tín hiệu kích thích đối với FF xuất phát Sơ đồ khối thực hiện phương pháp này như sau (hình 3 .60 ): Hình 3 .60 TFF chuyển đổi thành DFF, RSFF, JKFF: - TFF → RSFF So sánh (1) và (2) ta có: Theo tính chất của phép toán XOR, ta có: Sơ đồ mạch thực hiện: 145 Hình 3 .61 : Chuyển đổi TFF thành RSFF - TFF → DFF DFF có phương trình logic: Q n +1 = D n TFF có phương trình. .. nhất 2 phương trình Thực hiện biễn đổi: Mặt khác biểu thức của RSFF có thể biến đổi như sau: Từ (a), (b) ta có: Đồng nhất 2 vế ta suy ra: thoả điều kiện R n S n = 0 Sơ đồ hình 3 .68 : Hình 3 .68 - RSFF → JKFF Đồng nhất 2 phương trình logic của RSFF và JKFF ta có: So sánh ta có: 149 thoả mãn điều kiện của RSFF Sơ đồ thực hiện hình 3 .69 Hình 3 .69 JKFF chuyển đổi thành TFF, DFF, RSFF: Như đã trình bày ở trên,... 3.70 Phần này tập trung chứng minh các biểu thức logic chuyển đổi từ JKFF sang các FF khác JKFF có phương trình logic: - JKFF → TFF: TFF có phương trình logic: So sánh với phương trình của JKFF ta suy ra logic chuyển đổi: - JKFF → DFF: DFF có phương trình logic: Viết lại biểu thức này ta có: So sánh với phương trình của JKFF ta suy ra logic chuyển đổi: - JKFF → RSFF: 150 Đối với RSFF có phương trình. .. nhất 2 phương trình: D n = T n ⊕ Q n Theo tính chất của phép XOR ta suy ra: T n = D n ⊕ Q n Sơ đồ mạch thực hiện: Hình 3 .62 : Chuyển đổi TFF thành DFF - TFF → JKFF Thực hiện biến đổi hoàn toàn tương tự ta có: Sơ đồ mạch chuyển đổi từ TFF sang JKFF: Hình 3 .63 : Chuyển đổi từ TFF sang JKFF DFF chuyển đổi thành TFF, RSFF, JKFF: 1 46 - DFF →TFF: DFF có phương trình logic: Q n +1 = D n TFF có phương trình logic:... DFF, TFF, các sơ đồ thực hiện được trình bày trên hình 3.59 143 Hình 3.59: Dùng JKFF thực hiện chức năng của DFF, TFF, RSFF Trên cơ sở khảo sát về 4 loại FF phân chia theo chức năng, chúng ta có thể xây dựng một bảng đầu vào kích tổng hợp cho cả 4 loại FF như sau: 144 3.3.3 Sự chuyển đổi lẫn nhau giữa các loại FF Đa số FF trên thị trường là loại JK, D trong khi kỹ thuật số yêu cầu tất cả các loại FF Nếu... có phương trình: Khi thực hiện chuyển đổi từ RSFF sang các FF khác cần kiểm tra điều kiện ràng buộc của RSFF đó là R n S n = 0 - RSFF → TFF TFF có phương trình logic: Đồng nhất với phương trình của RSFF ta có: Từ biểu thức này, nếu ta đồng nhất: Thì suy ra: Nên không thoả mãn điều kiện của RSFF Thực hiện biến đổi tiếp: Đồng nhất 2 vế ta có: thoả điều kiện R n S n = 0 Sơ đồ hình 3 .67 : Hình 3 .67 : Chuyển... CHƯƠNG IV HỆ TỔ HỢP 4.1 Khái niệm chung Các phần tử logic AND, OR, NOR, NAND là các phần tử logic cơ bản còn được gọi là hệ tổ hợp đơn giản Như vậy, ta có các hệ tổ hợp mà đầu ra là cá hàm logic theo đầu vào, điều này có nghĩa là khi một trong các đầu vào thay đổi trạng thái thì lập tức làm cho đầu ra thay đổi trạng thái ngay (bỏ qua thời gian trễ của các phần tử logic) Xét một hệ tổ hợp có n đầu vào... hiệu ra tại mỗi thời điểm chỉ phụ thuộc vào giá trị các tín hiệu vào ở thời điểm đó Trình tự để thiết kế hệ tổ hợp theo các bước sau: - Từ yêu cầu thực tế ta lập bảng trạng thái mô tả hoạt động của mạch - Dùng các phương pháp tối thiểu để tối thiểu hoá các hàm logic - Thành lập sơ đồ logic - Thành lập sơ đồ hệ tổ hợp Một số mạch tổ hợp cụ thể: + Mạch mã hoá và giải mã + Mạch chọn kênh – phân đường + Mạch... logic: Viết lại biểu thức này ta có: So sánh với phương trình của JKFF ta suy ra logic chuyển đổi: - JKFF → RSFF: 150 Đối với RSFF có phương trình logic đã tìm được ở công thức (b) So sánh với phương trình của JKFF ta suy ra logic chuyển đổi: b Phương pháp dùng bảng đầu vào kích và bảng Karnaugh Trong phương pháp này, các đầu vào dữ liệu của FF ban đầu là hàm ra với các biến là trạng thái đầu ra Qn . JKFF:ể ổ 1 46 - DFF → TFF: DFF có ph ng trình logic: ươ nn DQ = +1 TFF có ph ng trình logic: ươ nnn QTQ ⊕= +1 Đ ng nh t 2 ph ng trình: ồ ấ ươ nnn QTD ⊕= S đ m ch th c hi n:ơ ồ ạ ự ệ Hình 3 .64 : Chuy. có:ươ ự S đ m ch chuy n đ i trên hình 3 .66 :ơ ồ ạ ể ổ 147 Hình 3 .66 : Chuy n đ i DFF thành JKFFể ổ RSFF chuy n đ i thành TFF, DFF, JKFF:ể ổ RSFF có ph ng trình: ươ Khi th c hi n chuy n đ i t RSFF. 3 .68 :ơ ồ Hình 3 .68 - RSFF → JKFF Đ ng nh t 2 ph ng trình logic c a RSFF và JKFF ta có:ồ ấ ươ ủ So sánh ta có: 149 tho mãn đi u ki n c a RSFF. S đ th c hi n hình 3 .69 .ả ề ệ ủ ơ ồ ự ệ Hình 3 .69 JKFF