Giáo trình Kiến trúc máy tính I - Chương V: Mạch tuần tự - Vũ Đức Lung

Nội dung text: Giáo trình Kiến trúc máy tính I - Chương V: Mạch tuần tự - Vũ Đức Lung

1. ChươngV:Mchtunt ChươngV:Mchtunt Trongchươngtrưcchúngtađãxemxétcácmchthp màcácngõratimtthiđimchphthucvàoduynhtcácgiá trđuvàotithiđimđĩ.Tuynhiênphnlncácmchsđu hotđngmàmtthiđimnhtđnhcácngõrasphthuc khơng nhng vào các ngõ vào thiđim đĩ mà cĩn ph thuc vàongõrathiđimtrưcđĩ,haynĩicáchkhácmtsngõra camtmchlilàchínhngõvàocamchđĩ.Nhngmchnhư vychyulàcácthànhphnlưutrmàtagilàmchtunt. Chúngtacũngbitrnghuhtcácthitbsngàynayđucĩcác thànhphnlưutr,dođĩtrưckhitìmhiuvbnhmáytínhta cntìmhiuvmchtunt.Kiumchtuntthơngdngthuc loiđngb.Mchtuntđngbsdngcáctínhiunhhưng đncácthànhphnlưutrchticáckhongthigianrirc. 5.1.Xungđngh Trongnhiumchs,thtdinrabinclàvnđrt quan trng. ðơi khi bin c này phi đi trưc bin c kia, thinh thanghaibincphidinrađngthi.Nhmchophépnhàthit kđtđưcquanhđnhthigiancnthit,nhiumchss dngmtngõvàochoxungđngh.Khiđĩ,đngh(clock)là mchphátxungviđrngxungvàthikhongchínhxácgia cácxungliêntip.Thikhonggiacácbin tươngngcahai xungliêntiplàthigianchukỳđngh(clock cycle time). Trong máy tính, nhiu bin c xy ra trong sut chu kỳ đngh.Gisbincphidinratheothtcth,thìcnchia chukỳđnghthànhnhngchukỳcon.Cáchđơnginnhtđto racácchukỳđnghkhácnhaulàtđnghchínhgnthêmvao mtblàmtr(Delay)tínhiunhưtronghình5.1. 130
2. ChươngV:Mchtunt C1 Delay C2 b) a) Hình5.1.ðnghvàcácxungnĩtora Trong hình 5.1 a) là ðng h (clock) hay b phát tn (impulse generator),nhcĩblàmtrDelaymàtacĩ2tínhiu xungC1vàC2khácnhau,tđĩtora4thiđimkhácnhaulà: 1. BiênlêncaC1 2. BiênxungcaC1 3. BiênlêncaC2 4. BiênxungcaC2 Tađãbit rngcác mchshotđngcác mccaovà thp,dođĩcácthiđimkhácnhaucĩthđưcgnvicácbiên caxungđngh.Tđĩtacĩthđiukhinđưctithiđim nàothìchophéphaykíchthíchmchnàođĩhotđng,vàtithi đimnàothìkhơng. 5.2.MchLt(cht–latch) Mchlthaymtssáchgilàcht,làdngmchtunt đơnginnhtcĩchcnănglưutrmtbitnhphân.Nĩcĩhaingõ ra,mtchotrbìnhthưngvàmtchotrbù.Mchltđngbduy trìtrngtháinhphânchođnkhicĩmtxungđnghđiukhin làmđitrngthái.Skhácnhaugiacácloimchltchs ngõvàochúngcĩvàcáchthccácngõvàotácđngđntrngthái nh phân. Các loi mch lt thơng dng nht như trình bày dưi đây. 131
3. ChươngV:Mchtunt 5.2.1.MchltSR(SRlatch) ðtorabnh1bitcncĩmtmchđincĩkhnăng lưutrmtgiátrnàođĩđưcnhpvào.Mtmchnhưvycĩth đưcxâydngtcngNANDhocNORmàtagilàmchlt. MchltđutiênđưaraxemxétlàmchltSR.ðutiêntaxét mchltSRkhơngđngbhaykhơngdùngxungđnghđiu khin. Ký hiu mch lt SR khơng đng b ( khơng dùng xung đngh)dùngcngNORnhưhình5.2(a)vàhình5.2(b)làsơ đmchtươngngcanĩ. Nĩcĩ2ngõvào,S(Settingđt)vàR(ResettingKhi đng).NĩcĩmtngõraQvàđơikhicĩngõrabù,kýhiubng mtvịngtrịnnh.ðuraQtcngNORthnht(kýhiuU4) sliđưcchovàongõnhpcacngNORthhai(kýhiuU3) vàngưc liđu ra Q t U3s li đưc cho vàongõ nhp ca cngNOR(cngU4). U3 2 S 1 _ 3 Q S Q NOR2 Q U4 R 2 1 Q R 3 a) NOR2 b) Hình5.2.MchltSRkhơngđngb Tathxemhotđngcamchnhưsau: –GiisQđangtrngthái0(Q=0, Q =1),chotínhiu vàoS=R=0,nhưvyđuracaU3slà: Q = Q + S = 0 + 0 = 1 , vàđuracaU4slà: 132
4. ChươngV:Mchtunt Q = Q + R = 1+ 0 = 0 => Q khơngđi –GiisQđangtrngthái1(Q=1, Q =0),chotínhiu vàoS=R=0,nhưvyđuracaU3slà: Q = Q + S = 1+ 0 = 0 , vàđuracaU4slà: Q = Q + R = 0 + 0 = 1 =>Q khơngđi NhưvytrongtrưnghpS=R=0thìgiátrđuraca mchlàkhơngthayđivàmchđĩngvaitrịnhưmtbnh mtbit. Lp lun tương t như trưng hp trên, ta cĩ các trưng hpsau: –Cho S=0, R=1. NuQ=0 thì dn ti trong trng tháik tipQ=0,cịnnuQ=1thìdntitrngtháikQ=0=>Q luơnbng0màkhơngphthucvàotrngtháiQtrưcđĩ. Trngtháinàydùngđnhpgiátr0vàoơnh. –Cho S=1, R=0. NuQ=0 thì dn ti trong trng tháik tipQ=1,cịnnuQ=1thìdntitrngtháikQ=1=>Q luơnbng1màkhơngphthucvàotrngtháiQtrưcđĩ. Trngtháinàydùngđnhpgiátr1vàoơnh – Trong trưng hp S=R=1thì trng thái ca mch khơng xácđnh,dođĩthpnàybicmsdngtrongcácmch SR. =>HotđơngcamchltSRđưcthhinquabngtrngthái 5.1. S R Q(t+1) 0 0 Q(t)Nochange 0 1 0Clearto0 1 0 1Setto1 1 1 XIndeterminate Bng5.1.BngtrngtháicamchltSR 133
5. ChươngV:Mchtunt ði vi mi mch lt thì bao gi cũng cĩ 2 loi, khơng đngbvàmchltđngb,nhưngtrênthctthìngưitach yudùngmchđngb,dođĩđâychúngtacũngstìmhiuk hơnvloinày.MchltSRđngb(dùngxungđngh)như hình5.3(a),hình5.3(b)làsơđmchcamchltnày.Nĩcĩba ngõvào,S(Settingđt),R(ResettingKhiđng)vàC(Clock đng h). Nĩ cĩ mt ngõ ra Q và đơi khi cĩ ngõ ra bù, ký hiu bngmtvịngtrịnnh. U1 2 U3 S 1 2 3 1 _ S Q 3 Q AND2 C NOR2 C Q R U4 U2 2 2 1 1 3 Q 3 R NOR2 a) AND2 b) Hình5.3.MchltSR Hot đng mch lt SR như sau: Nu khơng cĩ tín hiu nhp đng h C (C=0), ngõ ra ca mch khơng th thay đi bt chptrcaRvàSvìđuraca2cngU1vàU2luơnbng0(0 ANDsbtkỳ=0).ChkhitínhiuđnghC=1,ngõramib nhhưngtheotrcangõvàoSvàR.NuS=1,R=0,Qchuyn sang1.NuS=0,R=1Qchuynsang0.NuSvàRlà0khiđng hchuyn,ngõrakhơngđi.KhicSvàRlà1,ngõrakhơngxác đnh, cĩ th là 0 hoc 1 tùy thuc vào khong thigian trìhỗn trongmch.HaynĩicáchkháckhiCluơnbng1thìmchltSR đng b (hình 5.3) hot đng như mch lt SR khơng đng b (hình5.2)trên. 134
6. ChươngV:Mchtunt 5.2.2.MchltD MchltD(Data)làloimchltđơnginnht,nĩchhơi khác mch lt SR. Mch lt SR đưc đi sang mch lt D bng cáchđưavàomtcngđogiaSvàRvàdùngkýhiuDchongõ vàoduynht(xemhình5.4b).KhiD=1,ngõralà1,khiD=0,ngõ ralà0. Hình 5.4(a) cho ta thy qui ưc ký hiu và bng đc tính camchltD.Hình5.4(b)làsơđcamchltnày.Chúýlà trngtháikQ(t+1)đưcxácđnhtngõvàoD.Miquanhcĩ thbiudinbngphươngtrìnhđctính:Q(t+1)=D.ðiunàycĩ nghĩangõraQcamchltnhntrtngõvàoDkhitínhiuđng hbng1. D Q D Q(t+1) 0 0Clearto0 C Q 1 1Setto1 a) U1 2 U3 D 1 2 3 1 _ 3 Q AND2 NOR2 C U4 U2 2 U5 2 1 1 3 Q 2 1 3 NOR2 AND2 NOT b) Hình5.4.MchltD Lưu ý là khơng cĩ điu kin nhp đ gi trng thái ca mchltD.TuymchltDthuntinlàchcĩmtngõvàonhưng bttinlàkhơngcĩđiukinkhơngđiQ(t+1)=Q(t).ðiukin khơngđicĩthlybngcáchvơhiutínhiuđnghhoccho 135
7. ChươngV:Mchtunt ngõratrlingõvào,lúcđĩxungđnghsgitrngtháimch ltkhơngđi. 5.2.3.MchltJK Mtmchltkhácthưnghayđưcsdnglàmchlt JK,làmtcitincamchltSRtrongđĩđiukinkhơngxác đnh ca SR đưc đnh nghĩa trong JK. Ngõ vào J, K hot đng gingnhưS,Rđđtvàxĩamchlt.KhiJvàKđubng1,khi đnghC=1schuynngõramchltsangtritháibù. KýhiuvàbngđctínhmchltJKhình5.5.Jtương đươngviStrongSRvàKtươngđươngviR. J K Q(t+1) J Q 0 0 Q(t)Nochange C Q 0 1 0Clearto0 K 1 0 1Setto1 1 1 Q (t) Complement Hình5.5.MchltJK ðimkhácbitlnnhtđâylà thayvìkhơngxácđnh, mchltJKcĩđiukinbùQ(t+1)khiJ=K=1.Trongmtmchs thìtntimttrngtháikhơngxácđnhlàđiukhơngmongmun, chínhdođiuđĩmàmchltJKđưcsdngnhiuhơn. 5.2.4.MchltT MchltcuicùnglàkthacamchltJKbngcách ktnihaingõvàovinhauthànhmtngõvàoT.Hình5.6,làký hiuvàbngtrngtháimch.XutpháttmchltJKvihaingõ vàođưcktnithànhmtngõvàoT.VìvymchltTchcĩhai điukin.KhiT=0(J=K=0),vimigiátrcaCkhơngthayđi trngtháicamchlt.KhiT=1(J=K=1),vàkhiC=1slàmbù trng thái mch lt. Các điu kin này cĩ th biu din bng phươngtrìnhthuctính:Q(t+1)=Q(t) ⊕ T. 136
8. ChươngV:Mchtunt T Q T Q(t+1) 0 Q(t)Nochange C Q 1 Q (t) Complement Hình5.6.MchltT 5.3.Mchltl(Flipflop) Cácloimchltnĩitrênthcschlàmttronghailoi mchltl.ðâylàloimchltthơngdngnhtđđngbvic thayđitrngtháitrongmtchuyntipxungđngh.Trongloi mchltnày,cácchuyntipxutxyratimtmcxungđng h xác đnh. Khi mc nhp xung vưt quá ngưng này, các ngõ nhpbkhĩalisaochođnkhixungđnghtrv 0 và mt xungkhácđn.Mtsmchltltochuyntipllêncatín hiuđngh(chuyntipldương–positiveedgetransition)và mt s khác to chuyn tip l xung ca tín hiu đng h (chuyntiplâm–negativeedgetransition) ðimkhácbitgiacácmchltvàmchltllàch mchltkíchthíchbngmc(leveltriggered),cịnmchltl kíchthíchbngbiên(edgetriggered).Ngồiramchltlcịn cĩmtkýhiumũitêntrưcchCbiuthmtngõnhpđng (xemhình5.7.Kýhiuchbáođngchobitmchltlthayđi trng thái vi mt chuyn tip dương (t 0 sang 1) ca tín hiu đnghngõnhp. Hình5.7chothytínhiuxungđnghtrongmchltDl dương.TrngõnhpDchuynsangngõxutQkhiđnghto chuyn tip dương. Ngõ xut khơng th thay đi khi đng h mc1,mc0hoctrongchuyntiptmc1xung0.Chuyn tipđnghdươngcĩhiulcbaogmmtthigiantithiugi làthiđnh(setuptime)trongđĩngõnhpDphiduytrìmthng trtrưckhichuyntipvàmtthigianhuhngilàthilưu (holdtime)trongđĩngõnhpDkhơngđưcthayđisauchuyn 137
9. ChươngV:Mchtunt tipdương.Chuyntipdươngcĩhiulcthưnglàmtphnrt nhtrongtngchukỳxungđngh. D Q Clock C Q Output Chuyntipl cannot change dương Hình5.7.FlipflopDvichuyntipdương Thưng đivicácflipflop ngồicáchdùngbngtrng tháingưitacịnhaydùngbiuđtrngtháinhưtronghình5.8(a) vàđthmiêuthotđngcamchdngtínhiuhình5.8(b). a) b) Hình5.8.BiuđtrngtháivàđthcaflipflopD Biuđtrngthái(hình5.8a)chotacáinhìnkháiquátvà dhiuhơncavicchuynđicáctrngtháimch.Khiđang trngthái0(vịngtrịncĩs0),nuD=0thìtrngtháikhơngđi (mũitênquaytrlichínhnĩ);khiD=1thìtrngtháichuynqua 138
10. ChươngV:Mchtunt trngtháimi1(vịngtrịncĩs1).Tươngtnhưvykhiđang trngthái1,nuD=1thìkhơngđi,nuD=0thìchuyntrngthái. ðthbiudinhình5.8bcũngchotathycácthayđinày. TrongtrưnghpmchltlDđưckíchhotchuyn tipâmtacĩkýhiunhưhình5.8.Kýhiuchkhácchngõvào ca clock cĩ thêm mt ơ trịn. Trong trưng hp nàyđu ra ca mchchthayđichuyntipt1xung0. D Q C Q Hình5.8.FlipflopDvichuyntipâm Bngkíchthích ðthitkmchtuntchúngtathưngbitvicchuyn tip t trng thái này sang mt trng thái khác và mun tìm các điukinnhpcamchltđtorachuyntipđĩ.Nhưvy,đ mơthotđngcacácmchltlchúngtacnmtbnglitkê cácthpnhpcncĩđtoramtthayđitrngtháiyêucu. Bngnàytagilàbngkíchthíchmchltl. Trongbng5.2.chotathyhotđngcabnloimchlt lD,SR,JKvàT.Mibnggmcácct: – Q(t)–chogiátrmchthiđimt – Q(t+1)–chogiátrmchthiđimsauđĩt+1 – Cácctchomingõvào. Bngnàychothyngvicácngõvàotrngtháicamch sđưcchuyntiprasao.Cĩbnkhnăngchuyntipttrng tháihinhànhQ(t)sangtrngtháikQ(t+1).Cácđiukinnhp chomimtchuyntipnàyxutpháttthơngtintrongbngđc tính. Ký hiu x trong bng biu din mt điu kin khơng cn 139
11. ChươngV:Mchtunt (don’tcarecondition)hoctùychn;tclà0hoc1đukhơngnh hưng. MchltSR MchltD Q(t) Q(t+1) S R Q(t) Q(t+1) D 0 0 0 x 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 x 0 1 1 1 MchltJK MchltT Q(t) Q(t+1) J K Q(t) Q(t+1) T 0 0 0 x 0 0 0 0 1 1 x 0 1 1 1 0 x 1 1 0 1 1 1 x 0 1 1 0 Bng5.2Bngkíchthíchcabnmchltl Lýdocĩđiukinkhơngcntrongbngkíchthíchvìcĩ haicáchlychuyntip.Víd,trongmchltJK,mtchuyntip t trng thái hin hành 0 sang trng thái k 0 cĩ th nhn đưc bngcáchchoJ=K=0(khơngđi)hocJ=0,K=1đxĩamchlt (dùđãxĩari).TrongchaitrưnghpJphilà0,nhưngKlà0 trưnghpmtvà1trưnghphai.Vìchuyntipyêucuxut hintrongchaitrưnghp,chúngtaghiKlàx. 5.4.Mchtunt. Sơđkhimchtuntđưcminhhacĩđnghđưc minhhanhưtronghình5.9.Tsơđtathymchtuntlàmt ktnicácmchltvimtmchthpkhác,màmchthp nàyliđưctoratcáccngcơbn.Bnthâncáccngtothành mchthp,nhưngkhigpvàocácmchlptồnbmchđưc sp vào loi mch tun t. Nĩ gm mt mch t hp và mt s mchltcĩđngh.Nhưtronglưcđ,khimchthpnhn 140
12. ChươngV:Mchtunt cáctínhiunhphântcácngõnhpngồivàtcácngõraca mchlt.Ngõramchthpđirangồi(gilàxutngồi)vàđi vàomchlt. Cáccngtrongmchthpxácđnhtrnhphânlưuvào mchltsaumichuyntipđngh.ðnphiêncácngõraca mchltđưcđưavàomchthpvàxácđnhhànhvicamch. Hơnna,trngtháikcamchltcũnglàhàmcatrngtháihin tivàcácngõnhpngồi.Nhưvymchtuntđưcxácđnhbi cácngõnhpngồi,cácngõxutngồivàtrngtháinhphânca mchlt. Input Combinational Output circuit Flip-flops Clock Hình5.9.Sơđkhimchtunt Quitrìnhthitkmchtuntđưcthhinquacácbưcsau: Bưc1:Chuynđctmchsanglưcđtrngthái Bưc2:lưcđtrngthái=>bngtrngthái Bưc3:Tbngtrngtháivithàmchocácngõnhpca Flipflops Bưc4:vsơđmch ðhiurõmchtuntvàcáchthitknĩ,tasbtđu bngvicxemxétmtvídđơnginsau Ví d: Thit k mch tun t dùng mch lt SR. Khi ngõ nhp x=0,trngtháimchltlkhơngthayđi,ngõxuty=0.Khix=1, dãytrngtháilà11,10,01,00vàlplicịnngõxutyscĩgiátr là1khisbittrngtháimchltlbng1làl,cáctrưnghp cịnlithìbng0. Gii: Bưc1: 141
13. ChươngV:Mchtunt T yêu cu ca ví d ta xây dng lưc đ trng thái ca mch.Theođbàitacĩ4trngtháilà11
    10
    01
    00,nhưvys cĩ4vịngtrịnđbiudin4trngtháinày.Lưcđtrngtháica mchnhưhình5.10. 0/0 11 1/0 1/0 0/0 0/0 10 00 1/1 1/1 01 0/0 Hình5.10.Lưcđtrngtháimch Tronglưcđnàymitrngtháibiuthbngmtvịng trịnnhvitrngtháiđưcchbêntrongvịngtrịnvàcácđưng dntrctipnicáctrngtháichchobithưngchuyntipgia cáctrngthái.Trênmiđưngcĩmũitênđnhhưngvàtrênđĩ ghigiátrcabinđuvàomchxvàbinđuray.Giátrcahai binnàyđưccáchnhaubidu“/”.Vídnhưnutađangtrng thái11,vànutínhiuđuvàolà0(x=0)thìtrngtháiskhơng thayđi(đưngcĩmũitênxutpháttnĩvàquayvchínhnĩ)và đuray=0.Nhưvytrênđưngmũitêntaghi0/0tclàx/yhay x=0vày=0.Nutínhiuvàox=1thìtrngtháischuynsangmt trngtháimilà10(mũitênchđntrngthái10)vàvìsbitca cácflipflopcĩgiátrbng1là2,tclàchnchonênđuray=0 142
14. ChươngV:Mchtunt =>trênđưngchuyntrngtháitaghi1/0.đâytalưuýlàtrng thái mch lt l ch thay đi chuyn tip ca xung đng h, nhưngtrongkhilplunđchođơnginvàđnhmlntakhơng đcpđnnĩ. Bưc2: Tlưcđtrngtháinàytasxâydngmtbngtrng thái.TheoyêucudùngflipflopSR,matađãbitmiflipflop chophéptanh1bit.Vyđâytacĩ4trngthái,dođĩcncĩhai flipflopđmãhĩachúng.Tagi2flipflopđĩlàAvàB,vàcác đu vào ca chúng tương ng s là SA,RA,SB,RB. T sơ đ khi mchtunthình5.9,chúngtacũngbitđưcđuracacácflip flopcũngchínhlàđuvàocamch.Nhưvybngtrngtháis cĩ3đuvàolàA,Bvàx=>cĩ23=8thp.Ngồiratrongbng trng thái ta cịn cĩ mt đu ra y.Các trng thái ca mch đưc biuhintrongbng5.3.Davàobngtrntháicamchltl bng5.2tastìmracácgiátrtrongbng5.3.Bactđutiênlà giátrnhpvào,dođĩtachcnđincácgiátrsaochothhin ttccácthpcĩthcĩ.ðtránhnhmlntađintheothtt 000
    001
    010
    Xácđnhgiátrtrongct“trngtháik” Tiptheođnctrngtháik,tlưcđtrngtháitacĩ nuđangtrngthái00(AB=00)thìkhix=0trngtháiskhơng thayđi,dođĩhàngđutiênA=0,B=0;hàngtiptheokhix=1 thìtrngtháisthayđit00
    11=>A=1,B=1.Tươngt,tas cĩđưcgiátrchottccáchàngcttrngtháik. Xácđnhcácngõnhpvàocácflipflop Cũng da vào bng trng thái ca flipflop SR ta s xác đnhđưccácgiá trcacácctcịnli.Chnghnnhưđivi flipflopA,khiAchuynt0sang0thìSA=0,RA=x;khiAchuyn t0sang1thìSA=1,RA=0; . 143
15. ChươngV:Mchtunt Trng Nhp Trng Ngõnhpvàocác ðura tháihin thái flipflop ti k A B x A B SA RA SB RB y 0 0 0 0 0 0 x 0 x 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 x x 0 0 0 1 1 0 0 0 x 0 1 1 1 0 0 1 0 x 0 0 x 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 x 0 x 0 0 1 1 1 1 0 x 0 0 1 0 Bng5.3.Bngtrngtháimchtunt Bưc3: Tbngtrngthái5.3tatìmhàmchocácngõnhpvàocác flipflop.Chúýlàcáchàmtìmđưcphilàngngnnht,đlàm đưc vic đĩ ta phi dùng bn đ Karnaugh đ rút gn chúng. Trưchttbng5.3=>bnđKarnaughchođuvào SA như sau: Bx A 00 01 11 10 0 1 1 x x x Tbnđnàytasuyra=>SA= ABx Tươngtnhưvychocáccngcịnli,tacĩbnđKarnaughcho RA: 144
16. ChươngV:Mchtunt Bx A 00 01 11 10 0 x x x 1 1 =>RA= ABx ðiviflipflopBtacĩ: Bx Bx A 00 01 11 10 A 00 01 11 10 0 1 x 0 x 1 1 1 x 1 x 1 =>SB= Bx =>RB=Bx Bnđchođuray: Bx A 00 01 11 10 0 1 1 1 Tbnđnàytasuyra=> y = ABx + ABx Phươngtrìnhnhpmchlt Như vy trong bưc 3 này ta đã tìm ra đưc hàm hay phươngtrìnhnhpchocácmchflipflopnhưsau: 145
17. ChươngV:Mchtunt – SA= ABx – RA= ABx – SB= Bx – RB=Bx Tvídnàychúngtathyrngphươngtrìnhnhpmchlt làbiuthcBooleancamchthp. Bưc4: BưcnàylàđơnginnhtvìkhiđãcĩhàmBooleanrithì viclachncngvàvsơđmchlàhồntồnkhơngkhĩkhăn gì.Sơđmchcamchtuntcnthitknhưhình5.11. y S Q A x C Q A R S Q B C Q B R Clock Hình5.11.Sơđmchcavíd 146
18. ChươngV:Mchtunt Chú ý là khi v mch thì các đu vào ly t các đu ra nghchđocaflipflopphiđưclytđura Q caflipflop tươngng.VídRA= ABx thìđu B phiđưclytđura Q caflipflopBchkhơngđưcdùngđuraQcaflipflopBri choquamtcnginverter. Quavídtrênchotacácđctrưngcamtmchtunt nhưsau: Lưcđtrngtháiđưcbiudinbngcácvịngtrịn,mi vịngtrịnbiudinmttrngtháivàchuyntipgiacác trng thái đưc ghi nhn bng các đưng ni các vịng. Lucđtrngtháicungcpchotacácthơngtinnhưbng trng thái nhưng mt cách trcquan, rõràng vàdhiu hơn. Snhphântrongmivịngxácđnhtrngtháicacác flipflop.Trêncácđưngnitaghigiátrcabinnhpx vàbinxutycáchnhaubngdus(/)bngcáccons nhphân.Trnhptrongtrngtháihintiđưcghitrưc vàssauduslàtrxuttrongtrangtháihinhành.Vi dđưngnittrngthái00đn11ghi1/0cĩnghĩakhi mchtunttrngtháihinhành00vànhplà1,xut là0.Saumtchuyntipđngh,mchđntrngtháik 11. Lưc đ trng thái cho mt cái nhìn hình tưng các chuyntiptrngtháivàthíchhpchomingưikhidin giihotđngcamch. Mchtuntđưcxácđnhquabngtrngtháiliênkt cácngõravà trng tháiknhưlà mthàmcacácng nhpvàtrngtháihinhànhsangtrngtháikđưckích hotbimt tínhiuđngh.Bngtrngthái gmbn phn, trng thái hin hành, nhp, trng thái k và xut. Phntrngtháihinhànhchothytrngtháicamchlt A và B ti thi đim t. Phn nhp là tr ca x cho mi 147
19. ChươngV:Mchtunt trngtháihinhành.Phntrngtháikchothytrngthái camchlttimtchukỳsauđĩlàthiđimt+1.Phn xut cho tr ca y vi mi trng thái hin hành và điu kinnhp. Lưcđtrngtháivàbngtrngtháiđmơthotđng camchtunt.Cĩlưcđtrngtháithìtacĩthsuyra bngtrngtháivàngưcli. BàitpchươngV 1.HãychngminhrngJKflipflopcĩthchuynsangD flipflopvimtcngđođtgiacácngõnhpJvàK 2.ThitkmchtuntdùngmchltJK.Khingõnhp x=0,trngtháimchltkhơngthayđi.Khix=1,dãytrngtháilà 11,01,10,00vàlpli. 3.Mtmchtuntgm2DflipflopAvàB,2ngõnhp x,ymtngõxutz.Phươngtrìnhcácngõnhpvàocácflipflopvà ngõxutmchnhưsau: DA= x y+xA DB= x B+xA Z=B a.Vlưcđlunlýcamch b.Lpbngtrngthái. 4.Thitkmchđmnhphân2bitlàmtmchtuntcĩ đnghđiquamtdãytrngtháinhphân00,01,10,11vàlpli khingõnhpngồixcĩtr1.Trngtháimchkhơngđikhix=0. 148
20. ChươngV:Mchtunt 5.Thitkmchđmgim2bit.ðâylàmchtuntcĩ2 flipflopvà1ngõnhpx.Khix=0,trngtháimchltkhơngđi. Khix=1,dãytrngtháilà11,10,01,00vàlpli. 6.Thitkmchtuntcĩ2mchltJK,AvàBvà2ngõ vàoEvàx.NuE=0mchginguyêntrngtháibtchpx.Khi E=1vàx=1mchchuyntrngtháit00sang01sang10sang11 v00vàlpli.(đâyEEnablegingnhưcngđiukhincho phépmchhotđnghaykhơng) 7. Thit k mch tun t dùng mch lt T. Khi ngõ nhp x=0,trngtháimchltkhơngthayđi.Khix=1,dãytrngtháilà 00,10,01,11vàlpli. 149