Bài giảng môn Kỹ thuật số 2: Chương 1 - GV. Nguyễn Hữu Chân Thành

Bài giảng môn Kỹ thuật số 2: Chương 1 trình bày nội dung thiết kế máy trạng thái. Các nội dung cụ thể được trình bày trong chương bao gồm: Giới thiệu máy trạng thái, phân tích máy trạng thái, thiết kế máy trạng thái và các bài tập thực hành.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn Kỹ thuật số 2: Chương 1 - GV. Nguyễn Hữu Chân ThànhBài giảng môn Kỹ thuật số 2 Chương 1 THIẾT KẾ MÁY TRẠNG THÁI X g(X,Y) W Y f(X,Y) Z X g(X,Y) W Y f(Y) Z Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 1 Bài giảng môn Kỹ thuật số 21. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI Söï khaùc bieät giöõa maïch toå hôïp vaø maïch tuaàn töï. Maïch tuaàn töï coøn ñöôïc goïi laø maùy traïng thaùi höõu haïn FSM (Finite State Machine) hay goïi taét laø maùy traïng thaùi. Caùc thaønh phaàn cuûa moät FSM:  Boä nhôù traïng thaùi  Maïch logic traïng thaùi keá tieáp  Maïch logic ngoõ ra Maùy traïng thaùi ñöôïc chia laøm hai moâ hình:  Moâ hình Moore  Moâ hình Mealy Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 2 Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 1. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI (tt)X g(X,Y) f(X,Y) W Y Z Moâ hình Mealy Hình 1.1 Caùc moâ hình maùy traïng thaùi Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 3 Bài giảng môn Kỹ thuật số 21. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI (tt)X g(X,Y) W Y f(Y) Z Moâ hình Moore Hình 1.1 Caùc moâ hình maùy traïng thaùi Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 4 Bài giảng môn Kỹ thuật số 21. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI (tt) Maùy traïng thaùi löu laïi ôû moãi traïng thaùi trong moät khoaûng ñöôïc goïi laø thôøi gian traïng thaùi (state time) Thôøi gian traïng thaùi = Thôøi gian chuyeån bieán + Thôøi gian oån ñònh Hình 1.2 Bieåu ñoà thôøi gian cuûa maùy traïng thaùi Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 5 Bài giảng môn Kỹ thuật số 21. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI (tt) Caùc phöông trình trong khoaûng thôøi gian oån ñònh:  W(iT) = g[X(iT), Y(iT)]  Z(iT) = f [X(iT), Y(iT)] (Mealy)  Hay Z(iT) = f [Y(iT)] (Moore) Ngoõ ra daïng ñöôøng oáng (pipelined outputs) X g(X,Y) W Y f(X,Y) Z Zp Hình 1.3 Maùy traïng thaùi Mealy vôùi ngoõ ra daïng ñöôøng oáng Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 6 Bài giảng môn Kỹ thuật số 22. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁICác bước phân tích:1) Xaùc ñònh caùc phöông trình kích thích (excitation equations)2) Xaùc ñònh caùc phöông trình chuyeån tieáp (transition equations)3) Xaây döïng baûng chuyeån tieáp (transition table)4) Xaùc ñònh caùc phöông trình ngoõ ra (output equations)5) Xaây döïng baûng chuyeån tieáp/ngoõ ra.6) Xaây döïng baûng traïng thaùi/ngoõ ra.7) (Tuøy choïn) Veõ giaûn ñoà traïng thaùi (state diagram/graph). Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 7 Bài giảng môn Kỹ thuật số 22. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt) Ví dụ: Phaân tích maùy traïng thaùi sau: Hình 1.4 Maùy traïng thaùi ñoàng boä duøng D flip-flop kích caïnh leân Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 8 Bài giảng môn Kỹ thuật số 22. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt) Phöông trình kích thích: D0 = Q0.EN + Q0.EN D1 = Q1.EN + Q1.Q0.EN + Q1.Q0.EN Phöông trình ñaëc tính cuûa D-FF: Q+ = D Q0 + = Q0.EN + Q0.EN Q1+ = Q1.EN + Q1.Q0.EN + Q1.Q0.EN Baûng chuyeån tieáp Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 9 Bài giảng môn Kỹ thuật số 22. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt) Phöông trình ngoõ ra: ...