THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 9

Mạch đếm(Counters)A - Phần tóm tắt lý thuyết1. Mạch đếm nối tiếp: Trong mạch đếm nối tiếp trigơ đầu tiên chuyển trạng thái bằng xung nhịp Ck. Các trigơ sau chuyển trạng thái bằng xung lối ra của trigơ tr-ớc nó. Mạch đếm nối tiếp cũng còn đ-ợc gọi là mạch đếm “không đồng bộ” (Asynchronous). D-ới dây là sơ đồ logic của mạch đếm modun 16 theo kiểu nối tiếp có điều khiển bằng đầu vào “counT”. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 9 Bµi 9 : M¹ch ®Õm (Counters) A - PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt 1. M¹ch ®Õm nèi tiÕp: Trong m¹ch ®Õm nèi tiÕp trig¬ ®Çu tiªn chuyÓn tr¹ng th¸i b»ng xung nhÞp Ck. C¸c trig¬ sau chuyÓn tr¹ng th¸i b»ng xung lèi ra cña trig¬ tr−íc nã. M¹ch ®Õm nèi tiÕp còng cßn ®−îc gäi lµ m¹ch ®Õm “kh«ng ®ång bé” (Asynchronous). D−íi d©y lµ s¬ ®å logic cña m¹ch ®Õm modun 16 theo kiÓu nèi tiÕp cã ®iÒu khiÓn b»ng ®Çu vµo “counT”. C B A DSET 5V +V S S S SCK 0V J Q J Q J Q J Q _ _ CP CP _ _ CP CP K Q K Q K Q K Q R R R RCLR 0V 5V +VCOUNT Sau khi xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung xo¸ CLR ta cã : Q = QD QC QB QA = 0 0 0 0 §Æt “counT” = 1 , m¹ch ®Õm b¾t ®Çu ho¹t ®éng theo xung nhÞp t¸c dông. Gi¶n ®å thêi gian ®−îc m« t¶ trªn h×nh sau. Sau Ck1 m¹ch ®Õm 0001 ... ®Õn CK15 m¹ch ®Õm 1111, CK16 trë l¹i 0000. Nh− vËy m¹ch ®Õm cã 4 trig¬ ®Õm tõ 0 ... 15 gäi lµ ®Õm modun 16. Tæng qu¸t nÕu s¬ ®å ®Õm cã n trig¬ sÏ ®Õm ®−îc modun 2n. Nh×n gi¶n ®å xung ta còng thÊy mçi trig¬ chia tÇn sè xung nhÞp lµm 2. Do ®ã, 4 trig¬ sÏ chia tÇn sè xung nhÞp lµm 24 = 16, n trig¬ sÏ chia tÇn sè xung nhÞp theo hÖ sè 2n . 110 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16CkQAQBQCQD 2. M¹ch ®Õm song song. Trong m¹ch ®Õm song song, xung nhÞp t¸c ®éng ®ång thêi vµo tÊt c¶ c¸c trig¬. M¹ch ®Õm song song còng cßn ®−îc gäi lµ m¹ch ®Õm “ ®ång bé” (Synchronous). Ta biÕt r»ng trong m¹ch ®Õm nèi tiÕp, xung nhÞp Ck ph¶i lÇn l−ît qua tõng trig¬ mét. NÕu thêi gian lan truyÒn cña xung nhÞp qua mçi trig¬ lµ tp (tp = 10 ns) th× tæng thêi gian trÔ qua n trig¬ lµ n.tp. Nh− vËy m¹ch ®Õm nèi tiÕp lµ chËm ch¹p kh«ng ®¸p øng ®−îc trong mét sè m¹ch cÇn t¸c ®éng nhanh. S¬ ®å logic cña m¹ch ®Õm modun 16 theo kiÓu ®Õm song song cã ®Çu vµo ®iÒu khiÕn “counT” ®−îc tr×nh bµy d−íi ®©y. Khi “counT” = 0 , c¸c trig¬ J-K kh«ng thay ®æi tr¹ng th¸i. Khi “counT” = 1 , m¹ch ®Õm b¾t ®Çu ho¹t ®éng theo xung nhÞp Ck. Sau khi xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung xo¸ CLR ta cã : Q = QD QC QB QA = 0 0 0 0 ViÖc ph©n tÝch m¹ch rÊt ®¬n gi¶n v× theo tÝnh chÊt cña trig¬ J-K th× chØ khi nµo J = K = 1 trig¬ sÏ thay ®æi tr¹ng th¸i khi cã s−ên ©m cña xung nhÞp t¸c dông. M¹ch lÇn l−ît ®Õm tõ 0000 ®Õn 1111 tøc lµ tõ 0 ®Õn 15 (hÖ thËp ph©n). øng víi s−ên ©m xung nhÞp thø 15, ta cã : Q = QD QC QB QA = 1 1 1 1 B©y giê c¶ bèn trig¬ ®Òu cã J = K = 1 vµ khi s−ên ©m xung nhÞp CK thø 16 t¸c ®éng th× chóng chuyÓn tr¹ng th¸i tõ “1” vÒ “0” . T¨ng thªm c¸c trig¬ vµ c¸c cöa vµ ta cã m¹ch ®Õm ®ång bé víi chiÒu dµi tuú ý. ¦u viÖt cña m¹ch ®Õm ®ång bé lµ tèc ®é nhanh. 111 QC QD QA QB 1 S S S S J Q J Q J Q J Q _ _ _ _ CP CP CP CP K Q K Q K Q K Q R R R R 1 Ck Count3. C¸c m¹ch ®Õm kh¸ca) M¹ch ®Õm víi modun tuú ý: Modun cña mét m¹ch ®Õm lµ sè tr¹ng th¸i ®Çu ra cña m¹ch ®Õm ®ã. M¹ch®Õm nèi tiÕp 4-bit nãi trªn cã modun 16 v× r»ng nã cã 16 tr¹ng th¸i ph©n biÖt ®−îc®¸nh sè tõ 0000 ÷ 1111 . B»ng c¸ch thay ®æi thiÕt kÕ m¹ch ta cã thÓ x©y dùngm¹ch ®Õm víi modun theo ý muèn. S¬ ®å logic m¹ch ®Õm nèi tiÕp modun 6 x©y dùng tõ 3 trig¬ J-K vµ mét cöakh«ng vµ vµ mét cöa vµ. M¹ch ®Õm bÞ xo¸ khi hoÆc CLR = 0 hoÆc Y = 0 §Çu tiªn CLR = ...