Bài giảng Nhập môn mạch số: Chương 6.1 - ĐH Công nghệ Thông tin TP. HCM

Bài giảng Chương 6 - Mạch tuần tự: Chốt và Flip-flop cung cấp cho người học các kiến thức: Chốt S-R (S-R latch), chốt D, Flip-flop D, Flip-flop T, Flip-flop S-R, Flip-flop J-K, Flip-flop Scan. Mời các bạn cùng tham khảo.

Các h  th ng S  ngày nay đ u g m có hai thành  ệ ố ố ề ồ

ph n: m ch t  h p (ch ầ ạ ổ ợ ươ ng 5) đ  th c hi n các ch c  ể ự ệ ứ năng logic và các thành ph n có tính ch t nh   ầ ấ ớ

(memory element) đ  l u gi  các tr ng thái trong  ể ư ữ ạ

m ch ạ

Ch ươ ng này s  h c v : ẽ ọ ề

- Các thành ph n có tính ch t nh  (Ch t, Flip­flop,  ầ ấ ớ ố thanh ghi,…)

- K t h p các thành ph n t  h p và thành ph n  ế ợ ầ ổ ợ ầ

tính ch t nh  đ  t o nên các m ch tu n t ấ ớ ể ạ ạ ầ ự

MẠCH TUẦN TỰ

- Ngõ ra sẽ thay đổi phụ thuộc vào ngõ vào và trạng thái trước đó.

- Mạch có tính

1. Ch t S­R (Set­Reset  ố

latch)

B ng s  th tả ự ậ M ch logic ạ

Ch t S­R v i ngõ vào cho phép ố ớ

M ch logic ạ

B ng s  th tả ự ậ

Ký hi uệ

2. Ch t D (Data latch) ố

Ch t D (tt)  ố

Ho t đ ng c a ch t Dạ ộ ủ ố

B ng s  th tả ự ậ

3. Flip­flop D (Data)

Flip­flop D(FF­D) kích c nh lên ạ

(Positive­edge­triggered D flip­flop)

- M t  ộ FF­D kích c nh lên ạ bao g m  ồ m t c p ch t D ộ ặ ố

k t n i sao cho d  li u truy n t  ngõ vào D đ n ngõ ra  ế ố ữ ệ ề ừ ế

Q m i khi có c nh lên c a xung Clock (CLK) ỗ ạ ủ

- Ch t D đ u tiên g i là Ch  (master), ho t đ ng t i  ố ầ ọ ủ ạ ộ ạ

FF­ D  kích c nh xu ng ạ ố

(Negative­edge­triggered D flip­flop)

- M t FF­D kích c nh xu ng thi t k  gi ng v i ộ ạ ố ế ế ố ớFF­D kích c nh lên, nh ng đ o ngõ vào xung ạ ư ảClock c a 2 ch t Dủ ố

M ch logic ạ

Ký hi uệ

B ng s  th tả ự ậ

- M t ch c năng quan tr ng c a FF­D là kh  năng ộ ứ ọ ủ ả

l u gi  (store) d  li u sau cùng h n là n p vào ư ữ ữ ệ ơ ạ(load) d  li u m i t i c nh c a xung Clockữ ệ ớ ạ ạ ủ

- Đ  th c hi n để ự ệ ược ch c năng trên, ta thêm vào ứngõ vào cho phép (enable input) c a m i FF, ủ ỗ

thường ký hi u là ệ EN ho c ặ CE (chip enable)

M ch logic ạ

Ký hi uệ

B ng s  th tả ự ậ

FF­D v i ngõ vào b t đ ng b   ớ ấ ồ ộ

(D­FF with asynchronous inputs)

• Các ngõ vào b t đ ng b   ấ ồ ộ (Asynchronous inputs) thườ ng đ ượ c 

s  d ng đ   ử ụ ể ép ngõ ra Q c a FF­D đ n m t giá tr  mong mu n ủ ế ộ ị ố

mà không ph  thu c ngõ vào D và xung CLK ụ ộ

• Nh ng ngõ vào này th ữ ườ ng ký hi u  ệ PR (preset) và CLR  (clear)

• PR và CLR th ng đ c dùng đ   ườ ượ ể kh i t o giá tr  ban đ u  ở ạ ị ầ

cho các FF ho c ph c v  cho m c đích ki m tra ho t đ ng  ặ ụ ụ ụ ể ạ ộ

M ch logic ạ

Ký hi uệ

B ng s  th tả ự ậ

4. Flip­lop T(Toggle) 

Ký hi uệ

Ho t đ ng c a FF­T tích c c c nh lên c a Tạ ộ ủ ự ạ ủ FF­T được thi t k  t  FF­Dế ế ừ

- Ngõ ra Q ho c QN c a FF­T s  đ o tr ng thái ặ ủ ẽ ả ạ

m i khi có c nh lên c a xung Tỗ ạ ủ

- Ngõ ra Q có t n s  b ngầ ố ằ  ½ t n s  c a ngõ vào T ầ ố ủ

 FF­T thường đượ ử ục s  d ng trong các b  đ m ộ ế

ho c b  chia t n sặ ộ ầ ố

- Flip­flop thay đ i tr ng thái t i c nh lên c a xung ổ ạ ạ ạ ủ T 

ch  khi ngõ vào cho phép EN (enable) tích c c.ỉ ự

FF­T v i ngõ vào đi u khi n và xung Clock ớ ề ể

5. Flip­flop 

S_R(Set_Reset) 

6. Flip­Flop J­K

FF­J_K kích c nh lên ạ

(Edge­triggered J_K flip­flop)

Ký hi u ệ

FF­J_K kích c nh lên đ c  ạ ượ thi t k  t  FF­D kích c nh lên ế ế ừ ạ

B ng s  th t ả ự ậ

Ho t đ ng c a FF­J_K kích c nh lên ạ ộ ủ ạ

Ký hi u ệ B ng s  th t ả ự ậ

7. Flip­Flop Scan

ki m tra ể

M t chu i 4 FFs ho t đ ng trong ch  đ  Scan ộ ỗ ạ ộ ế ộ

- M t tính năng quan tr ng c a các FF độ ọ ủ ược ch  t o   m c ế ạ ở ứ ASIC là 

kh  năng Scan (kh  năng ki m tra)ả ả ể

Các ngõ vào ph  TI, TE, TO đụ ược k t n i đ n các FF theo m t chu i ế ố ế ộ ỗScan đ  ph c v  cho m c đích ki m traể ụ ụ ụ ể

FF­Scan (tt)

M t chu i 4 FFs ho t đ ng trong ch  đ  Scan ộ ỗ ạ ộ ế ộ

- Trong ch  đ  ki m tra (testing mode), m t chu i d  li u ki m tra (test ế ộ ể ộ ỗ ữ ệ ểpattern) được đ a vào các FF thay th  cho chu i d  li u thông thư ế ỗ ữ ệ ường

- Sau khi các test pattern được đ a vào các FF, các FF s  quay tr  l i ch  ư ẽ ở ạ ế

đ  ho t đ ng bình thộ ạ ộ ường (normal mode)

- Sau m t hay nhi u c nh lên c a xung Clock, các FF quay l i ch  đ  ộ ề ạ ủ ạ ế ộ

ki m tra và k t qu  ki m tra để ế ả ể ược xu t ra ngoài t i ngõ ra c a các FFấ ạ ủ

Th o lu n? ả ậ