dien tu so dts chapter 5 2019 974

Khái niệm và mô hình của mạch dãy1.. Khái niệm mạch dãy tín hiệu ra không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào tại thời điểm hiện tại mà còn phụ thuộc vào trạng thái bên trong của mạch  Mạ

Chương 5

MẠCH DÃY

Nội dung

 Các phần tử nhớ cơ bản (flip-flop)

5.1 Khái niệm và mô hình của mạch dãy

1 Khái niệm mạch dãy

tín hiệu ra không chỉ phụ thuộc vào tín

hiệu vào tại thời điểm hiện tại mà còn

phụ thuộc vào trạng thái bên trong của

mạch

 Mạch dãy là mạch có tính chất nhớ

 Để thực hiện được hệ dãy, ngoài các phần tử logic cơ bản như AND, OR, NOT, … nhất thiết phải có các phần

tử nhớ.

1 Khái niệm mạch dãy (tiếp)

 Mạch dãy không đồng bộ: tín hiệu đầu ra và

trạng thái trong thay đổi ngay khi tín hiệu

đầu vào thay đổi

 Mạch dãy đồng bộ: tín hiệu đầu ra và trạng

thái trong chỉ thay đổi khi tín hiệu đầu vào

thay đổi và tín hiệu xung nhịp ở trạng thái

2 Mô hình của mạch dãy

thông qua tín hiệu vào, tín hiệu ra và trạng thái của mạch

 X = (x1, x2, … , xn) là tập tín hiệu vào có giá trị 0 hoặc 1

 Y = (y1, y2, … , yl) là tập các tín hiệu ra có giá trị 0 hoặc 1

 S = (s1, s2, … , sm) là tập các trạng thái trong của mạch

Mạch dãy

Y = f (S,X)

(Tín hiệu vào) (Tín hiệu ra)

2 Mô hình của mạch dãy (tiếp)

 Mô hình Mealy

 X = {x1, x2, , xn}

 Y = {y1, y2, , yl}

 S = {s1, s2, , sm}

 FS(S, X)

 F (S, X)

 Mô hình Moore

 X = {x1, x2, , xn}

 Y = {y1, y2, , yl}

 S = {s1, s2, , sm}

 FS(S, X)

 FY(S)

5.2 Các phương pháp mô tả mạch dãy

1 Bảng chuyển đổi trạng thái

 Bảng chuyển đổi trạng thái:

 Các hàng ghi các trạng thái trong

 Các cột ghi các tín hiệu vào

 Giữa mỗi ô ghi; trạng thái trong tiếp theo mà mạch sẽ chuyển đến

ứng với tín hiệu vào và trạng thái trong hiện tại; trạng thái đầu ra

tiếp theo của mạch ứng với tín hiệu vào và trạng thái trong hiện tại

với mô hình Mealy

Bảng Mealy Bảng Moore

Ví dụ: Mô hình Mealy

 Sử dụng mô hình Mealy để mô tả hoạt động của bộ đếm 5 – có 5 trạng thái, mà cứ đếm đến 3 thì báo (cho tín hiệu đèn sáng ở đầu ra Y)

Bộ đếm 5

X (0,1)

Y

Ví dụ: Mô hình Mealy

 S = {s0, s1, s2, s3, s4} - 5 trạng thái

 Hàm trạng thái trong FS(S, X):

FS(s0, 0) = s0 FS(s0, 1) = s1

FS(s1, 0) = s1 FS(s1, 1) = s2

Ví dụ: Mô hình Mealy (tiếp)

FY(s0, 0) = 0 FY(s0, 1) = 0

FY(s1, 0) = 0 FY(s1, 1) = 0

FY(s2, 0) = 0 FY(s2, 1) = 1

FY(s4, 0) = 0 FY(s4, 1) = 0

Ví dụ: Mô hình Mealy (tiếp)

Ví dụ: Mô hình Moore

 Sử dụng mô hình Moore để mô tả hoạt động của bộ đếm 5 – có 5 trạng thái, mà cứ đếm đến 3 thì báo (cho tín hiệu đèn sáng ở đầu

ra Y)

Bộ đếm 5

X (0,1)

Y

Ví dụ: Mô hình Moore

 S = {s0, s1, s2, s3, s4} - 5 trạng thái

 Hàm trạng thái trong FS(S, X):

FS(s0, 0) = s0 FS(s0, 1) = s1

FS(s1, 0) = s1 FS(s1, 1) = s2

Ví dụ: Mô hình Moore (tiếp)

FY(s0) = 0

FY(s1) = 0

FY(s2) = 0

FY(s3) = 1

FY(s4) = 0

Ví dụ: Mô hình Moore (tiếp)

2 Đồ hình trạng thái

 Đồ hình trạng thái là một đồ hình bao gồm

các nút và nhánh có hướng chỉ hướng chuyển biến trạng thái trong của mạch

 Tương ứng với mô hình Mealy và Moore có:

 Đồ hình Mealy

 Đồ hình Moore

2 Đồ hình trạng thái (tiếp)

 Đồ hình Mealy:

 Các nút ghi trạng thái trong của mạch

 Trên các nhánh có hướng ghi tín hiệu vào/tín hiệu

ra tương ứng

 Ví dụ

2 Đồ hình trạng thái (tiếp)

 Đồ hình Moore:

 Các nút ghi trạng thái trong /tín hiệu ra tương ứng của mạch

 Trên các nhánh có hướng ghi tín hiệu vào

 Ví dụ:

5.3 Các phần tử nhớ cơ bản (flip-flop)