Hệ tuần tự_chương 5
Mạch số được chia thành hai loại chính: Hệ tổ hợp và hệ tuần tự. Đối với hệ tổ hợp: tín hiệu ngõ ra ở trạng thái kế tiếp chỉ phụ thuộc vào trạng thái hiện tại của ngõ ra.
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 124
Chæång 5
HÃÛ TUÁÖN TÆÛ
5.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG
Maûch säú âæåüc chia thaình hai loaûi chênh : Hãû täø håüp vaì hãû tuáön tæû.
Âäúi våïi hãû täø håüp: tên hiãûu ngoî ra åí traûng thaïi kãú tiãúp chè phuû thuäüc
vaìo traûng thaïi hiãûn taûi cuía ngoî vaìo, maì báút cháúp traûng thaïi hiãûn taûi cuía
ngoî ra. Nhæ váûy, khi caïc ngoî vaìo thay âäøi traûng thaïi (boí qua thåìi gian
trãù cuía tên hiãûu âi qua pháön tæí logic) thç láûp tæïc ngoî ra thay âäøi traûng
thaïi.
Âäúi våïi hãû tuáön tæû: Caïc ngoî ra åí traûng thaïi kãú tiãúp væìa phuû thuäüc
vaìo traûng thaïi hiãûn taûi cuía ngoî vaìo, âäöng thåìi coìn phuû thuäüc traûng thaïi
hiãûn taûi cuía ngoî ra.
Do âoï, váún âãö thiãút kãú hãû tuáön tæû seî khaïc so våïi hãû täø håüp vaì cå såí
thiãút kãú hãû tuáön tæû laì dæûa trãn caïc Flip - Flop (trong khi viãûc thiãút kãú
hãû täø håüp dæûa trãn caïc cäøng logic).
Màûûc khaïc, âäúi våïi hãû tuáön tæû, khi caïc ngoî vaìo thay âäøi traûng thaïi thç
caïc ngoî ra khäng thay âäøi traûng thaïi ngay maì chåì âãún cho âãún khi coï
mäüt xung âiãöu khiãøn (goüi laì xung âäöng häö Ck) thç luïc âoï caïc ngoî ra
måïi thay âäøi traûng thaïi theo caïc ngoî vaìo. Nhæ váûy hãû tuáön tæû coìn coï
tênh âäöng bäü vaì tênh nhåï (coï khaí nàng læu træî thäng tin, læu træî dæî
liãûu), nãn hãû tuáön tæû laì cå såí âãø thiãút kãú caïc bäü nhåï.
5.2. BÄÜ ÂÃÚM
5.2.1. Âaûi cæång
Bäü âãúm âæåüc xáy dæûng trãn cå såí caïc Flip - Flop (FF) gheïp våïi nhau
sao cho hoaût âäüng theo mäüt baíng traûng thaïi (qui luáût) cho træåïc.
Säú læåüng FF sæí duûng laì säú haìng cuía bäü âãúm.
Bäü âãúm coìn âæåüc sæí duûng âãø taûo ra mäüt daùy âëa chè cuía lãûnh âiãöu
kiãøn, âãúm säú chu trçnh thæûc hiãûn pheïp tênh, hoàûc coï thãø duìng trong váún
âãö thu vaì phaït maî.
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 125
Coï thãø phán loaûi bäü âãúm theo nhiãöu caïch:
- Phán loaûi theo cå såí caïc hãû âãúm: Bäü âãúm tháûp phán, bäü âãúm nhë
phán.
Trong âoï bäü âãúm nhë phán âæåüc chia laìm hai loaûi:
+ Bäü âãúm våïi dung læåüng âãúm 2n.
+ Bäü âãúm våïi dung læåüng âãúm khaïc 2n (âãúm modulo M).
- Phán loaûi theo hæåïng âãúm gäöm: Maûch âãúm lãn (âãúm tiãún), maûch
âãúm xuäúng (âãúm luìi), maûch âãúm voìng.
- Phán loaûi maûch âãúm theo tên hiãûu chuyãøn: bäü âãúm näúi tiãúp, bäü
âãúm song song, bäü âãúm häùn håüp.
- Phán loaûi dæûa vaìo chæïc nàng âiãöu khiãøn:
+ Bäü âãúm âäöng bäü: Sæû thay âäøi ngoî ra phuû thuäüc vaìo tên hiãûu
âiãöu kiãøn Ck.
+ Bäü âãúm khäng âäöng bäü.
Màûc duì coï ráút nhiãöu caïch phán loaûi nhæng chè coï ba loaûi chênh: Bäü
âãúm näúi tiãúp (khäng âäöng bäü), Bäü âãúm song song (âäöng bäü), Bäü âãúm
häùn håüp.
5.2.2. Bäü âãúm näúi tiãúp
5.2.2.1. Khaïi niãûm
Bäü âãúm näúi tiãúp laì bäü âãúm trong âoï caïc TFF hoàûc JKFF giæî chæïc
nàng cuía TFF âæåüc gheïp näúi tiãúp våïi nhau vaì hoaût âäüng theo mäüt loaûi
maî duy nháút laì BCD 8421. Âäúi våïi loaûi bäü âãúm naìy, caïc ngoî ra thay
âäøi traûng thaïi khäng âäöng thåìi våïi tên hiãûu âiãöu khiãøn Ck (tæïc khäng
chëu sæû âiãöu khiãøn cuía tên hiãûu âiãöu khiãøn Ck) do âoï maûch âãúm näúi
tiãúp coìn goüi laì maûch âãúm khäng âäöng bäü.
5.2.2.2. Phán loaûi
- Âãúm lãn.
- Âãúm xuäúng.
- Âãúm lãn /xuäúng.
- Modulo M.
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 126
a. Âãúm lãn
Âáy laì bäü âãúm coï näüi dung âãúm tàng dáön. Nguyãn tàõc gheïp näúi caïc
TFF (hoàûc JKFF thæûc hiãûn chæïc nàng TFF) âãø taûo thaình bäü âãúm näúi
tiãúp coìn phuû thuäüc vaìo tên hiãûu âiãöu khiãøn Ck. Coï 2 træåìng håüp khaïc
nhau:
- Tên hiãûu Ck taïc âäüng sæåìn xuäúng: TFF hoàûc JKFF âæåüc ngheïp
näúi våïi nhau theo qui luáût sau:
Cki+1 = Qi
- Tên hiãûu Ck taïc âäüng sæåìng xuäúng: TFF hoàûc JKFF âæåüc ngheïp
näúi våïi nhau theo qui luáût sau:
Cki+1 = Q i
Trong âoï T luän luän giæî åí mæïc logic 1 (T = 1) vaì ngoî ra cuía TFF
âæïng træåïc näúi våïi ngoî vaìo Ck cuía TFF âæïng sau.
Âãø minh hoüa chuïng ta xeït vê duû vãö mäüt maûch âãúm näúi tiãúp, âãúm 4,
âãúm lãn, duìng TFF.
Säú læåüng TFF cáön duìng: 4 = 22 ⇒ duìng 2 TFF.
Træåìng håüp Ck taïc âäüng theo sæåìn xuäúng (hçnh 5.1a):
Ck Q1 Q2
1 T 1 T
Ck1 Ck2
Ck
Clr
Hçnh 5.1a
Træåìng håüp Ck taïc âäüng theo sæåìn lãn (hçnh 5.1b):
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 127
Ck
Q1 Q2
1 1
T T
Ck1 Ck2
Ck Q1
Clr
H 5.1b
Trong caïc så âäö maûch naìy Clr (Clear) laì ngoî vaìo xoïa cuía TFF. Ngoî
vaìo Clr taïc âäüng mæïc tháúp, khi Clr = 0 thç ngoî ra Q cuía FF bë xoïa vãö
0 (Q=0).
Giaín âäö thåìi gian cuía maûch åí hçnh 5.1a :
1 2 3 4 5 7 8
Ck
Q1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 1 1 0 0 1 1
Q2
Hçnh 5.2a. Giaín âäö thåìi gian maûch hçnh 5.1a
Baíng traûng thaïi hoaût âäüng cuía maûch hçnh 5.1a:
Xung vaìo Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
Ck Q2 Q1 Q2 Q1
1 0 0 0 1
2 0 1 1 0
3 1 0 1 1
4 1 1 0 0
Giaín âäö thåìi gian maûch hçnh 5.1b :
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 128
1 2 3 4 5 7 8
Ck
Q1 1 0 1 0 1 0 1 0
Q1 0 1 0 1 0 1 0 1
Q2 0 1 1 0 0 1 1 0
Hçnh 5.2b. Giaín âäö thåìi gian maûch hçnh 5.1b
Baíng traûng thaïi hoaût âäüng cuía maûch hçnh 5.1b :
Xung vaìo Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
Ck Q2 Q1 Q2 Q1
1 0 1 1 0
2 1 0 1 1
3 1 1 0 0
4 0 0 0 1
b. Âãúm xuäúng
Âáy laì bäü âãúm coï näüi dung âãúm giaím dáön. Nguyãn tàõc gheïp caïc FF
cuîng phuû thuäüc vaìo tên hiãûu âiãöu khiãøn Ck:
- Tên hiãûu Ck taïc âäüng sæåìn xuäúng: TFF hoàûc JKFF âæåüc ngheïp
näúi våïi nhau theo qui luáût sau:
Cki+1 = Q i
- Tên hiãûu Ck taïc âäüng sæåìn xuäúng: TFF hoàûc JKFF âæåüc ngheïp
näúi våïi nhau theo qui luáût sau:
Cki+1 = Qi
Trong âoï T luän luän giæî åí mæïc logic 1 (T = 1) vaì ngoî ra cuía TFF
âæïng træåïc näúi våïi ngoî vaìo Ck cuía TFF âæïng sau.
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 129
Vê duû: Xeït mäüt maûch âãúm 4, âãúm xuäúng, âãúm näúi tiãúp duìng TFF.
Säú læåüng TFF cáön duìng: 4 = 22 ⇒ duìng 2 TFF.
Så âäö maûch thæûc hiãûn khi sæí duûng Ck taïc âäüng sæåìn xuäúng vaì Ck
taïc âäüng sæåìn lãn láön læåüt âæåüc cho trãn hçnh 5.3a vaì 5.3b :
Ck Q1 Q2
1 T 1 T
Ck1 Ck2
Ck Q1
Clr
Hçnh 5.3a
Ck
Q1 Q2
1 T 1 T
Ck1 Ck2
Ck
Clr
H 5.3b
Giaín âäö thåìi gian cuía maûch hçnh 5.3a :
1 2 3 4 5 7 8
Ck
Q1 1 0 1 0 1 0 1 0
Q1 0 1 0 1 0 1 0 1
Q2 0 1 1 0 0 1 1 0
Hçnh 5.4a. Giaín âäö thåìi gian maûch 5.3a
Baíng traûng thaïi hoaût âäüng cuía maûch hçnh 5.3a:
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 130
Xung vaìo Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
Ck Q2 Q1 Q2 Q1
1 0 0 1 1
2 1 1 1 0
3 1 0 0 1
4 0 1 0 0
Giaín âäö thåìi gian cuía maûch hçnh 5.3b:
1 2 3 4 5 7 8
Ck
Q1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 1 1 0 0 1 1
Q2
Hçnh 5.4b. Giaín âäö thåìi gian maûch hçnh 5.3b
Baíng traûng thaïi hoaût âäüng cuía maûch hçnh 5.3b :
Xung vaìo Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
Ck Q2 Q1 Q2 Q1
1 1 1 1 0
2 1 0 0 1
3 0 1 0 0
4 0 0 1 1
c. Âãúm lãn/xuäúng:
Goüi X laì tên hiãûu âiãöu khiãøn chiãöu âãúm, ta quy æåïc:
+ Nãúu X = 0 thç maûch âãúm lãn.
+ Nãúu X = 1 thç âãúm xuäúng.
Ta xeït 2 træåìng håüp cuía tên hiãûu Ck:
- Xeït tên hiãûu Ck taïc âäüng sæåìn xuäúng:
Luïc âoï ta coï phæång trçnh logic:
Ck i +1 = X.Q i + X Q i = X ⊕ Q i
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 131
- Xeït tên hiãûu Ck taïc âäüng sæåìn lãn:
Luïc âoï ta coï phæång trçnh logic:
Ck i +1 = X.Q i + X.Q i = X ⊕ Q i
d. Âãúm modulo M:
Âáy laì bäü âãúm näúi tiãúp, theo maî BCD 8421, coï dung læåüng âãúm
khaïc 2n.
Vê duû: Xeït maûch âãúm 5, âãúm lãn, âãúm näúi tiãúp.
Säú læåüng TFF cáön duìng: Vç 22 = 4 < 5 < 8 = 23 ⇒ duìng 3 TFF.
Váûy bäü âãúm naìy seî coï 3 âáöu ra (chuï yï: Säú læåüng FF tæång æïng våïi
säú âáöu ra).
Baíng traûng thaïi hoaût âäüng cuía maûch:
Xung vaìo Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
Ck Q3 Q2 Q1 Q3 Q2 Q1
1 0 0 0 0 0 1
2 0 0 1 0 1 0
3 0 1 0 0 1 1
4 0 1 1 1 0 0
5 1 0 0 1/0 0 1/0
Nãúu duìng 3 FF thç maûch coï thãø âãúm âæåüc 8 traûng thaïi phán biãût (000
→ 111 tæång æïng 0→7). Do âoï, âãø sæí duûng maûch naìy thæûc hiãûn âãúm
5, âãúm lãn, thç sau xung Ck thæï 5 ta tçm caïch âæa täø håüp 101 vãö 000 coï
nghéa laì maûch thæûc hiãûn viãûc âãúm laûi tæì täø håüp ban âáöu. Nhæ váûy, bäü
âãúm seî âãúm tæì 000 → 100 vaì quay vãö 000 tråí laûi, noïi caïch khaïc ta âaî
âãúm âæåüc 5 traûng thaïi phán biãût.
Âãø xoïa bäü âãúm vãö 000 ta phán têch: Do täø håüp 101 coï 2 ngoî ra Q1,
Q3 âäöng thåìi bàòng 1 (khaïc våïi caïc täø håüp træåïc âoï) → âáy chênh laì
dáúu hiãûu nháûn biãút âãø âiãöu khiãøn xoïa bäü âãúm. Vç váûy âãø xoïa bäü âãúm
vãö 000:
- Âäúi våïi FF coï ngoî vaìo Clr taïc âäüng mæïc 0 thç ta duìng cäøng
NAND 2 ngoî vaìo.
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 132
- Âäúi våïi FF coï ngoî vaìo Clr taïc âäüng mæïc 1 thç ta duìng cäøng
AND coï 2 ngoî vaìo.
Nhæ váûy så âäö maûch âãúm 5 laì så âäö caíi tiãún tæì maûch âãúm 8 bàòng
caïch màõc thãm pháön tæí cäøng NAND (hoàûc cäøng AND) coï hai ngoî vaìo
(tuìy thuäüc vaìo chán Clr taïc âäüng mæïc logic 0 hay mæïc logic 1) âæåüc
näúi âãún ngoî ra Q1 vaì Q3, vaì ngoî ra cuía cäøng NAND (hoàûc AND) seî
âæåüc näúi âãún ngoî vaìo Clr cuía bäü âãúm (cuîng chênh laì ngoî vaìo Clr cuía
caïc FF).
Trong træåìng håüp Clr taïc âäüng mæïc tháúp så âäö maûch thæûc hiãûn âãúm
5 nhæ trãn hçnh 5.5 :
Q1 Q2 Q3
1 1 1
T T T
Ck Ck1 Ck2 Ck3
Clr
Hçnh 5.5. Maûch âãúm 5, âãúm lãn
Giaín âäö thåìi gian cuía maûch:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ck
Q1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0
0 0 1 1 0 0 0 1 1 0
Q2
0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
Q3
Hçnh 5.6. Giaín âäö thåìi gian maûch âãúm 5, âãúm lãn.
Chuï yï:
Do traûng thaïi cuía ngoî ra laì khäng biãút træåïc nãn âãø maûch coï thãø âãúm
tæì traûng thaïi ban âáöu laì 000 ta phaíi duìng thãm maûch xoïa tæû âäüng ban
âáöu âãø xoïa bäü âãúm vãö 0 (coìn goüi laì maûch RESET ban âáöu). Phæång
phaïp thæûc hiãûn laì duìng hai pháön tæí thuû âäüng R vaì C.
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 133
Trãn hçnh 5.7 laì maûch Reset mæïc 0 (taïc âäüng mæïc 0). Maûch hoaût
âäüng nhæ sau: Do tênh cháút âiãûn aïp trãn tuû C khäng âäüt biãún âæåüc nãn
ban âáöu måïi cáúp nguäön Vcc thç VC = 0 ⇒ ngoî ra VCC
Y
Clr = 0 vaì maûch coï taïc âäüng Reset xoïa bäü âãúm, sau
1
R1
âoï tuû C âæåüc naûp âiãûn tæì nguäön qua âiãûn tråí R våïi
thåìi hàòng naûp laì τ = RC nãn âiãûn aïp trãn tuû tàng C1
1
dáön, cho âãún khi tuû C naûp âáöy thç âiãûn aïp trãn tuû Y
xáúp xè bàòng Vcc ⇒ ngoî ra Clr = 1, maûch khäng Hçnh 5.7. Maûch
Reset mæïc 0
coìn taïc duûng reset.
Chuï yï khi thiãút kãú: Våïi mäüt FF, ta biãút âæåüc thåìi gian xoïa (coï
trong Datasheet do nhaì saín xuáút cung cáúp), do âoï ta phaíi tênh toaïn sao
cho thåìi gian tuû C naûp âiãûn tæì giaï trë ban âáöu âãún giaï trë âiãûn aïp
ngæåîng phaíi låïn hån thåìi gian xoïa cho pheïp thç måïi âaím baío xoïa âæåüc
caïc FF.
Maûch cho pheïp xoïa bäü âãúm tæû âäüng (H 5.8) vaì bàòng tay (H 5.9):
Q1 Q2 Q3
1 1 1
VCC
T T T
Ck1 Ck2 Ck3
Y Ck
1
R1
Clr
C1
1
Y
Hçnh 5.8. Maûch cho pheïp xoïa bäü âãúm tæû däüng
Q1 Q2 Q3
1 1 1
T T T
VCC
Ck1 Ck2 Ck3
Y Ck
1
R1
Clr
C1
1
Y
1
Y
Hçnh 5.9. Maûch cho pheïp xoïa bäü âãúm tæû däüng vaì bàòng tay
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 134
Æu âiãøm cuía bäü âãúm näúi tiãúp: Âån giaín, dãù thiãút kãú.
Nhæåüc âiãøm: Våïi dung læåüng âãúm låïn, säú læåüng FF sæí duûng caìng
nhiãöu thç thåìi gian trãù têch luîy khaï låïn. Nãúu thåìi gian trãù têch luîy låïn
hån mäüt chu kyì tên hiãûu xung kêch thç luïc báúy giåì kãút quaí âãúm seî sai.
Do âoï, âãø khàõc phuûc nhæåüc âiãøm naìy, ngæåìi ta sæí duûng bäü âãúm song
song.
5.2.3. Bäü âãúm song song
5.2.3.1. Khaïi niãûm
Bäü âãúm song song laì bäü âãúm trong âoï caïc FF màõc song song våïi
nhau vaì caïc ngoî ra seî thay âäøi traûng thaïi dæåïi sæû âiãöu khiãøn cuía tên
hiãûu Ck. Chênh vç váûy maì ngæåìi ta coìn goüi bäü âãúm song song laì bäü
âãúm âäöng bäü.
Maûch âãúm song song âæåüc sæí duûng våïi báút kyì FF loaûi naìo vaì coï thãø
âãúm theo qui luáût báút kyì cho træåïc. Vç váûy, âãø thiãút kãú bäü âãúm âäöng bäü
(song song) ngæåìi ta dæûa vaìo caïc baíng âáöu vaìo kêch cuía FF.
5.2.3.2. Maûch thæûc hiãûn
Âäúi våïi bäü âãúm song song duì âãúm lãn hay âãúm xuäúng, hoàûc laì âãúm
Modulo M (âãúm lãn/âãúm xuäúng) âãöu coï caïch thiãút kãú chung vaì khäng
phuû thuäüc vaìo tên hiãûu Ck taïc âäüng sæåìn lãn, sæåìn xuäúng, mæïc 0 hay
mæïc 1.
Caïc bæåïc thæûc hiãûn :
- Tæì yãu cáöu thæûc tãú xáy dæûng baíng traûng thaïi hoaût âäüng cuía
maûch.
- Dæûa vaìo baíng âáöu vaìo kêch cuía FF tæång æïng âãø xáy dæûng caïc
baíng haìm giaï trë cuía caïc ngoî vaìo dæî liãûu (DATA) theo ngoî ra.
- Duìng caïc phæång phaïp täúi thiãøu âãø täúi thiãøu hoïa caïc haìm logic
trãn.
- Thaình láûp så âäö logic.
Vê duû: Thiãút kãú maûch âãúm âäöng bäü, âãúm 5, âãúm lãn theo maî BCD
8421 duìng JKFF.
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 135
Træåïc hãút xaïc âënh säú JKFF cáön duìng: Vç 22 = 4 < 5 < 8 = 23 ⇒
duìng 3 JKFF ⇒ coï 3 ngoî ra Q1, Q2, Q3.
Ta coï baíng traûng thaïi mä taí hoaût âäüng cuía maûch nhæ sau:
Xung vaìo Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
Ck Q3 Q2 Q1 Q3 Q2 Q1
1 0 0 0 0 0 1
2 0 0 1 0 1 0
3 0 1 0 0 1 1
4 0 1 1 1 0 0
5 1 0 0 0 0 0
ÅÍ chæång 3 chuïng ta âaî xáy dæûng âæåüc baíng âáöu vaìo kêch cho caïc
FF vaì âaî coï âæåüc baíng âáöu vaìo kêch täøng håüp nhæ sau:
Qn Qn+1 Sn Rn Jn Kn Tn Dn
0 0 0 X 0 X 0 0
0 1 1 0 1 X 1 1
1 0 0 1 X 1 1 0
1 1 X 0 X 0 0 1
Tæì âoï ta suy ra baíng haìm giaï trë cuía caïc ngoî vaìo data theo caïc ngoî
ra nhæ sau :
Xung Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
vaìo Q3 Q2 Q1 Q3 Q2 Q1 J3 K3 J2 K2 J1 K1
1 0 0 0 0 0 1 0 X 0 X 1 X
2 0 0 1 0 1 0 0 X 1 X X 1
3 0 1 0 0 1 1 0 X X 0 1 X
4 0 1 1 1 0 0 1 X X 1 X 1
5 1 0 0 0 0 0 X 1 0 X 0 X
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 136
Láûp baíng Karnaugh âãø täúi thiãøu hoïa ta âæåüc:
J1 Q3Q2 K1 Q3Q2
Q1 0 0 1 1 Q1 0 0 1 1
0 1 1 x 0 0 x x x x
1 x x x x 1 1 1 x x
J1 = Q1 K1 = 1 = Q 1
J2 Q3Q2 K2 Q3Q2
Q1 0 0 1 1 Q1 0 0 1 1
0 0 x x 0 0 x 0 x 0
1 1 x x x 1 x 1 x x
J2 = Q1 K2 = Q1
J3 Q3Q2 K3 Q3Q2
Q1 0 0 1 1 Q1 0 0 1 1
0 0 0 x X 0 x 0 x 0
1 0 1 x x 1 x 1 x x
J2 = Q1Q2 K3 = 1 = Q 3
Læu yï: Khi thiãút kãú tênh toaïn ta duìng caïc phæång phaïp täúi thiãøu âãø
âæa vãö phæång trçnh logic täúi giaín. Nhæng trong thæûc tãú thç âäi luïc
khäng phaíi nhæ váûy. Vê duû: K3 = 1, K3 = Q3 hay K3 = Q 2 âãöu âuïng,
nhæng khi làõp raïp thæûc tãú ta choün K3 = Q 2 âãø traïnh dáy näúi daìi gáy
nhiãùu cho maûch.
Så âäö logic: Hçnh 5.10
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 137
Q1 Q2 Q3
J1 Q1 J2 Q2 J3 Q3
Ck1 Ck2 Ck3
Ck Q3
K1 Q1 K2 Q2 K3 Q3
Clr
Hçnh 5.10. Så âäö maûch âãúm 5, âãúm lãn, âãúm song song
Giaíi thêch hoaût âäüng :
- Ban âáöu duìng maûch RC xoïa vãö 0 ⇒ Q1 = Q2 = Q3 = 0.
J1 = K1 =1 ; J2 = K2 = Q2 = 0 ; J3 = 0, K3 = 1.
- Khi Ck1 : Caïc traûng thaïi ngoî ra âãöu thay âäøi theo traûng thaïi
ngoî vaìo DATA træåïc âoï.
J1 = K1 = 1 ⇒ Q1 = Q1 = 1.
0
J2 = K2 = 1 ⇒ Q2 = Q 0 = 0.
2
J3 = 0, K3 = 1 ⇒ Q3 = 1 báút cháúp traûng thaïi træåïc âoï.
(Hoàûc J3 = 0, K3 = 0 ⇒ Q3 = Q 0 = 0) ⇒ Q3Q2Q1 = 001.
3
Luïc âoï: J1= K1= Q3 = 1; J2=K2 = Q1= 1; J3=Q2.Q1= 0, K3 = 1.
(Hoàûc K3 = Q3 = 0).
- Khi Ck2 :
J1 = K1 = 1 ⇒ Q1 = Q1 = 0.
1
J2 = K2 = 1 ⇒ Q2 = Q1 = 1.
2
J3 = 0, K3 = 1 ⇒ Q3 = 0.
(Hoàûc J3 = 0, K3 = 0 ⇒ Q3 = Q1 = 0) ⇒ Q3 Q2 Q1 = 010.
3
Luïc âoï: J1 = K1 = Q3 = 1 ; J2 = K2 = Q1 = 0; J3 = 0, K3 = 1.
(Hoàûc K3 = Q 2 = 0).
- Khi Ck3 :
J1 = K1 = 1 ⇒ Q1 = Q1 = 1.
2
J2 = K2 = 0 ⇒ Q2 = Q 0 = 1.
2
J3 = 0, K3 = 1 ⇒ Q3 =0 báút cháúp traûng thaïi træåïc âoï.
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 138
(Hoàûc J3 = 0, K3 = 0 ⇒ Q3 = Q 3 = 0 ) ⇒ Q3 Q2 Q1 = 011.
2
Luïc âoï: J1= K1= Q3 = 1; J2 = K2 = Q1= 1; J3 = Q2.Q1= 1, K3 = 0.
(Hoàûc K3 = 1).
- Khi Ck4 :
J1 = K1 = 1 ⇒ Q1 = Q1 = 0.
3
J2 = K2 = 1 ⇒ Q2 = Q3 = 0.
2
J3 = 0, K3 = 1 ⇒ Q3 =1 báút cháúp traûng thaïi træåïc âoï.
(Hoàûc J3 = 0, K3 = 0 ⇒ Q3 = Q 0 = 0 ) ⇒ Q3 Q2 Q1 = 100.
3
Luïc âoï: J1= K1= Q3 = 1; J2= K2= Q1= 0; J3 = Q2.Q1 = 0, K3 = 1.
(Hoàûc K3 = Q3 = 0).
- Khi Ck5 :
J1 = K1 = 1 ⇒ Q1 = Q1 = 0.
4
J2 = K2 = 1 ⇒ Q2 = Q 4 = 0.
2
J3 = 0, K3 = 1 ⇒ Q3 =0 báút cháúp traûng thaïi træåïc âoï.
⇒ Q3 Q2 Q1 = 000 .
Luïc âoï: J1 = K1= Q3 = 1; J2 = K2= Q1= 0; J3 = Q2.Q1 = 0, K3 = 1.
Maûch tråí vãö traûng thaïi ban âáöu.
5.2.4. Âãúm thuáûn nghëch
Âãø thiãút kãú maûch cho pheïp væìa âãúm lãn væìa âãúm xuäúng, ta thæûc hiãûn
nhæ sau:
- Caïch 1: Láûp haìm Jlãn, Jxuäúng, Klãn, Kxuäúng (giaí sæí ta duìng JKFF).
Goüi X laì tên hiãûu âiãöu khiãøn. Xeït 2 træåìng håüp:
+ Nãúu quy æåïc X = 0: âãúm lãn; X = 1: âãúm xuäúng.
Luïc âoï ta coï phæång trçnh logic:
J = X . Jlãn + X. Jxuäúng
K = X . Klãn + X. Kxuäúng
+ Nãúu quy æåïc X = 1: âãúm lãn; X = 0: âãúm xuäúng.
Luïc âoï ta coï phæång trçnh logic:
J = X. Jlãn + X . Jxuäúng
K = X. Klãn + X .Kxuäúng
- Caïch 2: Láûp baíng traûng thaïi.
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 139
Xung vaìo X Traûng thaïi h.taûi Traûng thaïi kã ú J3 K3 J2 K2 J1 K1
1
2
Sau âoï thæûc hiãûn caïc bæåïc giäúng nhæ bäü âãúm âäöng bäü.
5.2.5. Âãúm häùn håüp
Bäü âãúm häùn håüp laì bäü âãúm maì trong âoï bao gäöm caí âãúm näúi tiãúp vaì
âãúm song song. Âáy laì bäü âãúm chãú taûo khaï nhiãöu trong thæûc tãú vaì khaí
nàng æïng duûng cuía bäü âãúm häùn håüp khaï låïn so våïi bäü âãúm song song.
Vê duû: Bäü âãúm 7490 bãn trong bao gäöm 2 bäü âãúm âoï laì bäü âãúm 2
näúi tiãúp vaì bäü âãúm 5 song song. Hai bäü âãúm naìy taïch råìi nhau. Do âoï,
tuìy thuäüc vaìo viãûc gheïp hai bäü âãúm naìy laûi våïi nhau maì maûch coï thãø
thæûc hiãûn âæåüc viãûc âãúm tháûp phán hoàûc chia táön säú.
Træåìng håüp 1: 2 näúi tiãúp, 5 song song (hçnh 5.11).
Q1 Q2 Q3 Q4
1
J Bäü âãúm Bäü âãúm 5
Ck 2 näúi song song
Ck1 tiãúp Ck2
K
Clr
Hçnh 5.11. Bäü âãúm 2 näúi tiãúp gheïp våïi bäü âãúm 5 song song
Q1 cuía bäü âãúm 2 giæî vai troì xung Ck cho bäü âãúm 5 song song.
Giaín âäö thåìi gian cuía 2 näúi tiãúp 5 song song (hçnh 5.12) :
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ck
Q1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
Q2
Q3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
Q4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
Hçnh 5.12. Giaín âäö thåìi gian 2 näúi tiãúp gheïp våïi 5 song song
Nháûn xeït: Caïch gheïp naìy duìng âãø âãúm tháûp phán, nhæng khäng
duìng âãø chia táön säú.
Baíng traûng thaïi mä taí hoaût âäüng cuía maûch:
Xung vaìo Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
Ck Q4 Q3 Q2 Q1 Q4 Q3 Q2 Q1
1 0 0 0 0 0 0 0 1
2 0 0 0 1 0 0 1 0
3 0 0 1 0 0 0 1 1
4 0 0 1 1 0 1 0 0
5 0 1 0 0 0 1 0 1
6 0 1 0 1 0 1 1 0
7 0 1 1 0 0 1 1 1
8 0 1 1 1 1 0 0 0
9 1 0 0 0 1 0 0 1
10 1 0 0 1 0 0 0 0
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 141
Træåìng håüp 2: 5 song song, 2 näúi tiãúp.
Q1 Q2 Q3 Q4
Bäü âãúm 5 Bäü âãúm
J
song song 2 näúi
Ck Ck1 Ck2 tiãúp
K
Clr
Hçnh 5.13. Bäü âãúm 5 song song gheïp våïi 2 näúi tiãúp
Q3 cuía bäü âãúm 5 song song giæî vai troì xung Ck cho bäü âãúm 2.
Giaín âäö thåìi gian cuía 5 song song näúi tiãúp 2.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ck
Q1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
Q2
Q3 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
Q4 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0
Hçnh 5.14. Giaín âäö thåìi gian 5 song song gheïp 2 näúi tiãúp
Nháûn xeït: Caïch gheïp naìy khäng âæåüc duìng âãø âãúm tháûp phán,
nhæng laûi thêch håüp cho viãûc chia táön säú.
Baíng traûng thaïi mä taí hoaût âäüng cuía maûch :
Baìi giaíng Kyî Thuáût Säú Trang 142
Xung vaìo Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi kãú tiãúp
Ck Q4 Q3 Q2 Q1 Q4 Q3 Q2 Q1
1 0 0 0 0 0 0 0 1
2 0 0 0 1 0 0 1 0
3 0 0 1 0 0 0 1 1
4 0 0 1 1 0 1 0 0
5 0 1 0 0 0 1 0 1
6 1 0 0 0 1 0 0 1
7 1 0 0 1 1 0 1 0
8 1 0 1 0 1 0 1 1
9 1 0 1 1 1 1 0 0
10 1 1 0 1 0 0 0 0
5.3. THANH GHI DËCH CHUYÃØN VAÌ BÄÜ NHÅÏ
5.3.1. Khaïi niãûm
Thanh ghi dëch vaì bäü nhåï âãöu âæåüc æïng duûng trong læu træî dæî liãûu,
trong âoï thanh ghi do khaí nàng læu træî caíu noï coï haûng nãn chè âæåüc sæí
duûng nhæ bäü nhåï taûm thåìi ( læu kãút quaí caïc pheïp tênh ). Coìn bäü nhåï coï
khaí nàng læu træî caïc bit gæî liãûu khaï låïn. Vãö màûc cáúu taûo bãnh trong noï
âæåüc xáy dæûng trãn cå såí caïc thanh ghi ( Nhiãöu thanh ghi håüp thaình
bäü nhåï )
5.3.2. Thanh ghi dëch chuyãøn
5.3.2.1. Khaïi niãûm
Thanh ghi âæåüc xáy dæûng trãn cå såí caïc DFF (hoàûc caïc FF khaïc
thæûc hiãûn chæïc nàng cuía DFF) vaì trong âoï mäùi DFF seî læu træî 1 bit dæî
liãûu.
Âãø taûo thanh ghi nhiãöu bit, ngæåìi ta gheïp nhiãöu DFF laûi våïi nhau
theo qui luáût nhæ sau:
- Ngoî ra cuía DFF âæïng træåïc âæåüc näúi våïi ngoî vaìo DATA cuía
DFF sau (Di+1 = Qi) ⇒ thanh ghi coï khaí nàng dëch phaíi.
Chæång 5. Hãû tuáön tæû Trang 143
- Hoàûc ngoî ra cuía DFF âæïng sau âæåüc näúi våïi ngoî vaìo DATA cuía
DFF âæïng træåïc (Di = Qi+1) ⇒ thanh ghi coï khaí nàng dëch
traïi.
5.3.2.2. Phán loaûi
Phán loaûi theo säú bit dæî liãûu læu træî: 4 bit, 5 bit, 8 bit, 16 bit, 32 bit.
Âäúi våïi thanh ghi låïn 8 bit, ngæåìi ta khäng duìng hoü TTL maì duìng hoü
CMOS.
Phán loaûi theo hæåïng dëch chuyãøn dæî liãûu trong thanh ghi:
- Thanh ghi dëch traïi.
- Thanh ghi dëch phaíi.
- Thanh ghi væìa dåìi phaíi væìa dåìi traïi.
Phán loaûi theo ngoî vaìo dæî liãûu:
- Ngoî vaìo dæî liãûu näúi tiãúp.
- Ngoî vaìo dæî liãûu song song: Song song khäng âäöng bäü, song
song âäöng bäü.
Phán loaûi theo ngoî ra:
- Ngoî ra näúi tiãúp.
- Ngoî ra song song.
- Ngoî ra væìa näúi tiãúp væìa song song.
5.3.2.3. Nháûp dæî liãûu vaìo FF
Nháûp dæî liãûu vaìo FF bàòng chán Preset (Pr): (xem
hçnh 5.15)
- Khi Load = 0 : Cäøng NAND 3 vaì 2 khoïa → Pr Clr
ngoî vaìo Pr = Clr = 1 → FF tæû do ⇒ dæî liãûu A
khäng nháûp vaìo âæåüc FF. 3 2
Load
- Khi Load = 1 : Cäøng NAND 2 vaì 3 måí. Luïc âoï
1
ta coï: Pr = A , Clr = A. A
Nãúu A = 0 → Pr = 1, Clr = 0 ⇒ Q = A = 0. Hçnh 5.15
Nãúu A = 1 → Pr = 0, Clr = 1 ⇒ Q = A = 1.
Váûy Q = A ⇒ dæî liãûu A âæåüc nháûp vaìo FF.
