Công nghệ 12 — Công nghệ Điện–Điện tử / Lâm nghiệp–Thuỷ sản (hai nhánh lựa chọn)
Công nghệLớp 12Phần 8. Nhánh Điện–Điện tử (lựa chọn) · Phần hai. Công nghệ điện tử · Chương VIII. Điện tử số

Bài 22. Một số mạch xử lí tín hiệu trong điện tử số

Mục tiêu bài học

  • Phân biệt được mạch tổ hợp, mạch dãy, flip-flopd trong đúng điều kiện của bài.
  • Hoàn thành nhiệm vụ: Phân biệt mạch so sánh bằng một bit với bộ đếm2 bit; mở rộng thành bộ đếm tiến3 bit dùng FF D kích cạnh lên, nêu kết nối và chuỗi trạng thái trên giấy.

Bài giảng

Nguyên lí, phân biệt và điều kiện áp dụng

Mạch logic tổ hợp có đầu ra phụ thuộc các đầu vào hiện tại. Ví dụ mạch so sánh bằng nhau một bit có Y=AB+ĀB̄, cho 1 ở 00 và 11. Mạch dãy còn phụ thuộc trạng thái lưu trữ nên cùng đầu vào hiện tại có thể cho kết quả khác tùy lịch sử. Flip-flopD lưu một bit; theo mô hình kích cạnh lên, tại cạnh lên Q nhận D và giữ giữa các cạnh nếu không có tín hiệu đặt/xóa khác.

Phân tích nhiệm vụ, kiểm soát và thực hành an toàn

Bộ đếm dùng các phần tử nhớ để chuyển qua chuỗi trạng thái. Bộ đếm nhị phân hai bit theo mô hình tiến đi 00→01→10→11→00; ba bit có 8 trạng thái. Khi phân tích phải ghi thứ tự bit cao–thấp, trạng thái đầu và cạnh tác động. Không trộn bảng của bộ đếm tiến với đếm lùi hoặc bỏ qua độ trễ nếu xét mạch thật. Hoạt động học tập dùng giản đồ cho trước, không tự nối chân xung khi chưa tra dữ liệu linh kiện.

Kết nối bộ đếm hai bit và giản đồ trạng thái

Mô hình dùng hai flip-flop D kích cạnh lên, bỏ qua độ trễ lan truyền. Với FF0: D0 nối Q̄0, CLK0 nhận xung ngoài. Với FF1: D1 nối Q̄1, CLK1 nhận Q̄0. Khi Q0 chuyển 1→0 thì Q̄0 có cạnh lên, FF1 mới đảo; không thay Q̄0 bằng Q0 mà vẫn giữ nguyên kết luận về chiều đếm. Trước đếm đặt hai đầu ra về 0 theo chức năng reset của mô hình; không để trạng thái đầu không xác định.

Tại các thời điểm đã ổn định sau xung n=0,1,2,3,4: Q1Q0 lần lượt 00,01,10,11,00. Vì thế Q0 đổi sau mỗi xung ngoài, Q1 đổi sau mỗi hai xung; ở chuỗi ổn định, tần số Q0 bằng f/2 và Q1 bằng f/4. Mạch thực bất đồng bộ có thể xuất hiện trạng thái chuyển tiếp ngắn nên bảng chỉ mô tả sau khi ổn định. Bộ so sánh bằng một bit không cần bộ nhớ: 00/11→1, 01/10→0; các bộ cộng, mã hoá/giải mã, hợp/phân kênh là ví dụ mạch tổ hợp, còn bộ đếm/ghi dịch có trạng thái là mạch dãy.

Sơ đồ nguyên lí bộ đếm hai bit với FF D và bảng trạng thái lí tưởng

Bài thiết kế mở rộng ba bit — mô hình hoàn chỉnh

Giữ nguyên nguyên lí hai bit, thêm FF2: D2 nối Q̄2 và CLK2 nối Q̄1. Ba phần tử đều kích cạnh lên và được reset về000; khi Q1 chuyển1→0 thì Q̄1 lên, FF2 mới đảo. Sau n=0…8 xung ngoài, trạng thái Q2Q1Q0 lần lượt000,001,010,011,100,101,110,111,000. Chu kì8, Q2 chia tần số ngoài cho8. Đây là kết nối logic, không sơ đồ chân hay cấp nguồn cho mộtIC bất kì; mạch thực cần đúng datasheet và xét trễ, không có phép thử thật được thực hiện trong bài.

Bộ đếm tiến ba bit, kết nối logic FF D và đủ tám trạng thái

Khái niệm chính

Mạch tổ hợp
Đầu ra phụ thuộc tổ hợp đầu vào hiện tại
Mạch dãy
Đầu ra còn phụ thuộc trạng thái đã lưu
Flip-flopD
Phần tử nhớ nhận D tại cạnh xung quy định và giữ trạng thái

Ví dụ

  1. Ví dụ 1

    Bộ đếm tiến2 bit khởi đầu 00, sau7 xung có hiệu lực. Giá trị thập phân hiển thị là bao nhiêu?

    Xem lời giải

    Chu kì 4 trạng thái;7 chia4 dư 3 nên trạng thái 11, giá trị 3.

  2. Ví dụ 2

    Phân biệt mạch so sánh bằng một bit với bộ đếm2 bit; mở rộng thành bộ đếm tiến3 bit dùng FF D kích cạnh lên, nêu kết nối và chuỗi trạng thái trên giấy.

    Xem lời giải

    Mạch so sánh bằng một bit chỉ xét A/B hiện tại:00 và11→1,01 và10→0. Bộ đếm2 bit có trạng thái nhớ, từ00 qua01→10→11→00. Mở rộng3 bit dùng baFF D: mỗiDi nhậnQ̄i;CLK0 nhận xung ngoài,CLK1 nhậnQ̄0,CLK2 nhậnQ̄1. Reset choQ2Q1Q0=000; sau khi ổn định qua các xung:000→001→010→011→100→101→110→111→000. Q0,Q1,Q2 lần lượt chia tần số xung ngoài cho2,4,8 trong mô hình. Không hoán Q vàQ̄ ở đầu xung rồi giữ kết luận đếm tiến; bỏ qua trễ chỉ là giả thiết. Đây là sơ đồ logic trên giấy, chưa đấu hoặc kiểm thửIC thật.

Ghi nhớ

Mạch tổ hợp: Đầu ra phụ thuộc tổ hợp đầu vào hiện tại; Mạch dãy: Đầu ra còn phụ thuộc trạng thái đã lưu; Flip-flopD: Phần tử nhớ nhận D tại cạnh xung quy định và giữ trạng thái.

Ứng dụng

  • Sản phẩm học tập của bài: Phân biệt mạch so sánh bằng một bit với bộ đếm2 bit; mở rộng thành bộ đếm tiến3 bit dùng FF D kích cạnh lên, nêu kết nối và chuỗi trạng thái trên giấy. Dùng dữ liệu hoặc mô hình trong phạm vi được giao, không coi kết quả giả định là quan sát thật.

Dễ nhầm

  • Mọi mạch số đều không có trí nhớ. Mạch dãy có phần tử nhớ; trạng thái trước ảnh hưởng kết quả sau.

Bài tập

Đã đúng 0/7 câu

  1. Câu 1Mức 1Trắc nghiệm 1 đáp án

    Trong chủ đề một số mạch xử lí tín hiệu trong điện tử số, Mạch tổ hợp được hiểu đúng là gì?

  2. Câu 2Mức 2Ghép nối

    Ghép các khái niệm với ý nghĩa phân biệt đúng.

    Chạm một ý bên trái rồi chạm ý tương ứng bên phải để ghép cặp.

  3. Câu 3Mức 2Đúng / Sai

    Đánh giá nhận định: Flip-flop D kích cạnh lên nhận D tại cạnh lên và giữ trạng thái giữa các cạnh khi không có đặt/xoá khác.

  4. Câu 4Mức 2Điền vào chỗ trống

    Chọn thuật ngữ đúng với mô tả“Đầu ra còn phụ thuộc trạng thái đã lưu”: .

  5. Câu 5Mức 2Sắp xếp thứ tự

    Sắp xếp các bước của quy trình học tập/phân tích này theo trình tự hợp lí.

    Sắp xếp các mục theo thứ tự đúng (kéo thả hoặc dùng nút mũi tên).

    1. 1Đối chiếu chu kì đếm và điều kiện đặt lại
    2. 2Tính trạng thái sau từng xung
    3. 3Ghi trạng thái đầu và thứ tự bit
    4. 4Xác định cạnh xung có hiệu lực
  6. Câu 6Mức 3Trả lời ngắn

    Bộ đếm tiến2 bit khởi đầu 00, sau7 xung có hiệu lực. Giá trị thập phân hiển thị là bao nhiêu?

  7. Đọc ngữ liệu

    Dữ kiện mô hình dùng cho hai câu vận dụng tiếp theo (không phải kết quả đã thực hiện):

    Bộ đếm tiến2 bit khởi đầu 00, sau7 xung có hiệu lực.

    Sơ đồ nguyên lí bộ đếm hai bit với FF D và bảng trạng thái lí tưởng

  8. Câu 7Mức 3Nhiều đáp án

    Với nhiệm vụ: Phân biệt mạch so sánh bằng một bit với bộ đếm2 bit; mở rộng thành bộ đếm tiến3 bit dùng FF D kích cạnh lên, nêu kết nối và chuỗi trạng thái trên giấy. Chọn các yêu cầu phù hợp với lập luận/sản phẩm cần nộp.

    Chọn tất cả đáp án đúng

  9. Câu 8Mức 4Tự luận

    Phân biệt mạch so sánh bằng một bit với bộ đếm2 bit; mở rộng thành bộ đếm tiến3 bit dùng FF D kích cạnh lên, nêu kết nối và chuỗi trạng thái trên giấy.

    0 từ

    0/10 ảnh

    Có thể chụp nhiều trang. Ảnh được lưu cùng bài làm và giáo viên sẽ chấm trên ảnh.

    Vẽ bài làm

    Ảnh bài làm

    Cuộn chuột hoặc chụm hai ngón để phóng to · kéo để di chuyển · phím R để xoay