Bài Giảng Kỹ Thuật Số - Hệ tuần tự

Bài Giảng Kỹ Thuật SốChương 4CHÖÔNG 4. HEÄ TUAÀN TÖÏ4.1. TOÅNG QUAN Maïch logic tuaàn töï laø maïch coù caùc ngoõ ra tuøy thuoäc khoâng chæ vaøo traïng thaùi hieän taïi cuûa caùc ngoõ vaøo maø coøn tuøy thuoäc vaøo moät chuoãi caùc ngoõ vaøo tröôùc ñoù.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Kỹ Thuật Số - Hệ tuần tựBài Giảng Kỹ Thuật Số Chương 4CHÖÔNG 4. HEÄ TUAÀN TÖÏ4.1. TOÅNG QUAN Maïch logic tuaàn töï laø maïch coù caùc ngoõ ra tuøy thuoäc khoâng chæ vaøo traïng thaùi hieän taïi cuûa caùc ngoõ vaøo maø coøn tuøy thuoäc vaøo moät chuoãi caùc ngoõ vaøo tröôùc ñoù. Vieäc moâ taû moät maïch tuaàn töï baèng caùch laäp baûng quan heä ngoõ ra laø moät haøm cuûa chuoãi caùc ngoõ vaøo töø caùc traïng thaùi tröôùc ñoù ñeán traïng thaùi hieän taïi thöôøng thì khoâng thuaän tieän hay khoâng theå thöïc hieän ñöôïc. Traïng thaùi cuûa moät maïch tuaàn töï laø moät söï taäp hôïp caùc bieán traïng thaùi maø giaù trò cuûa noù taïi baát cöù moät thôøi ñieåm naøo ñeàu chöùa ñöïng taát caû caùc thoâng tin veà caùc traïng thaùi tröôùc ñoù ñeå giaûi thích caùc taùc ñoäng sau ñoù cuûa maïch Caùc bieán traïng thaùi khoâng caàn phaûi coù yù nghóa vaät lyù tröïc tieáp, vaø thöôøng coù nhieàu caùch choïn chuùng ñeå moâ taû moät maïch tuaàn töï ñaõ cho. Trong caùc maïch logic soá, caùc bieán traïng thaùi coù giaù trò nhò phaân töông öùng vôùi tín hieäu logic naøo ñoù trong maïch. Moät maïch vôùi n bieán traïng thaùi nhò phaân seõ coù 2n traïng thaùi xaûy ra, vaø 2n luoân laø giaù trò giôùi haïn, vì vaäy maïch tuaàn töï cuõng thöôøng goïi laø maùy traïng thaùi giôùi haïn (finite-state machines) Thôøi ñieåm ñeå caùc traïng thaùi cuûa haàu heát caùc maïch tuaàn töï thay ñoåi ñöôïc quyeát ñònh bôûi xung clock. Hình sau minh hoïa caùc sô ñoà thôøi gian vaø caùc thuaät ngöõ cho caùc xung clock thoâng duïng. Theo quy öôùc, moät xung clock tích cöïc möùc cao neáu caùc thay ñoåi traïng thaùi trong maïch xuaát hieän taïi caïnh leân cuûa xung clock hay taïi möùc cao cuûa xung clock, vaø tích cöïc möùc thaáp cho tröôøng hôïp coøn laïi. Chu kyø boån phaän laø phaàn traêm thôøi gian xung clock tích cöïc treân moät chu kyø. Thoâng thöôøng trong moät heä thoáng soá ngöôøi ta söû duïng dao ñoäng thaïnh anh ñeå taïo caùc xung clock. Taàn soá xung clock khoaûng 32768 khz (cho ñoàng hoà) ñeán 400 Mhz (cho supercomputer). Caùc heä thoáng thoâng thöôøng söû duïng caùc phaàn töû CMOS vaø TTL coù taàn soá xung clock vaøo khaûng töø 1 ñeán 25Mhz. CLK CLK tL tL tH tH Tper Tper Chu kyø boån phaän=tL/Tper Chu kyø boån phaän=tH/Tper Hai loaïi maïch tuaàn töï thöôøng aùp duïng chính trong caùc thieát keá thöïc teá:GV: Nguyễn Trọng Hải Trang 74Bài Giảng Kỹ Thuật Số Chương 4 Maïch tuaàn töï coù hoài tieáp: söû duïng caùc coång thoâng thöôøng vaø caùc voøng hoài tieáp ñeå taïo khaû naêng nhôù trong maïch logic, baèng caùch ñoù taïo ra caùc khoái maïch tuaàn töï nhö flip-flop vaø maïch choát ñeå thieát keá caùc maïch ôû möùc cao hôn Maùy traïng thaùi vôùi xung clock ñöôïc ñoàng boä: söû duïng caùc phaàn töû nhôù, ñaëc bieät laø D flipflop, ñeå taïo ra nhöõng maïch maø ngoõ ra seõ thay ñoåi ñoàng thôøi vôùi xung Clock Caùc daïng maïch tuaàn töï khaùc nhö daïng ña xung, ña phase thöôøng öùng duïng trong caùc heä thoáng coù tính naêng cao vaø VLSI4.2. CAÙC PHAÀN TÖÛ HAI TRAÏNG THAÙI BEÀN4.2.1. Maïch Ñaûo Moät transistor coù theå laøm chöùc naêng maïch ñaûo nhö sô ñoà hình sau +12V 4K 2.2K 2.2K -12V Khi VI ôû möùc ñieän aùp cao thì BJT chaïy baõo hoøa vaø doøng IC qua RC taïo suït aùp neân V0 ≈ 0.2V (VCESAT) öùng vôùi möùc ñieän aùp thaáp Khi VI ôû möùc ñieän aùp thaáp thì BJT phaân cöïc ngöôïc ôû ngoõ vaøo neân ngöng daãn, doøng IC =0 neân khoâng giaûm aùp qua RC neân V0 ≈ VCC öùng vôùi möùc ñieän aùp cao4.2.2. Maïch Hai Traïng Thaùi Beàn Moät maïch tuaàn töï ñôn giaûn nhaát bao goàm hai coång ñaûo vôùi voøng hoài tieáp. Noù khoâng coù ngoõ vaøo vaø coù 2 ngoõ ra nhö sau: Vcc Vcc Q Rc2 Rc1 Vin ...