Temel Flip-Flop ve Saklayıcı Yapıları. Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

Transkript

1 Temel Flip-Flop ve Saklayıcı Yapıları 1

2 Sayısal alga Şekilleri Yükselme Zamanı 2. Alçalma Zamanı 3. Sinyal Genişliği 4. Genlik (Amplitude) 2

3 Periot (T) : Tekrar eden bir sinyalin arka arkaya gelen iki aynı noktası arasındaki zamandır. Frekans (frequency) (f) : Periyodik bir sinyalin sıklık derecesini gösterir. Periyodun bir saniyedeki tekrar sayısıdır. f=1 Hz 1 saniye f=2 Hz T T f = 1/T f=4 Hz T T Mikroişlemciler T ve T 3

4 Temel Hafıza Kavramları Bir flip-flop, genel bir bellek hücresi olup, çalışma gücü kesilmediği ve dış sinyaller ile durumu değişmediği taktirde süresi olarak kalabileceği iki kararlı duruma sahiptir. Flip-floplar 1 bitlik saklayıcıladır. Farklı türleri mevcuttur. R-S Flip-Flop Tetiklemeli RS Flip Flop J-K Flip Flop Ana-Uydu Flip Flop T (Toggle) Tipi Flip Flop (ata) Tipi Flip Flop 4

5 R-S Flip Flop NAN ve NOR kapılı RS FF larda sakıncalı durum haricinde çıkışlar birbirinin tamamlayıcısı durumundadır. Bu FF lar asenkrondur. Girişler değiştiği anda çıkışlar da değişmektedir. 5

6 Tetiklemeli R-S Flip-Flop Bu FF, senkron çalışır. Girişlerin değişmesi, çıkışlara hemen aktarılmaz. Bir zamanlama işaretine gereksinim vardır. Yükselen Kenar Tetiklemeli RS-FF 6

7 RS-FF için zamanlama diyagramı 7

8 J-K Flip-Flop R-S FF un geliştirilmiş şeklidir. J ve K girişleri, S ve R girişleri gibi davranmaktadır. R-S FF taki sakıncalı durum ortadan kalkmıştır. J ve K girişlerinin 1 olması durumunda (tetikleme sinyali dahilinde) çıkış bir önceki konumun tersi olacaktır. Yükselen Kenar Tetiklemeli JK-FF 8

9 Senkron çalışan girişlerin yanısıra asenkron yapıya sahip ön ayarlı kurma (Set ata-s) ve Silme (Clear ata-c) girişleri bulunmaktadır. Bu girişler FF un durumunu tetikleme sinyali ve senkron girişlerin durumuna bakmaksızın belirler. 9

10 JK-FF için zamanlama diyagramı 10

11 Ana-Uydu Flip-Flop R=S=1 durumu sakıncalı durumdur. Böyle bir durumda çıkışlardan birbirinin tamamlayıcısı iki çıkış elde edilemez. 11

12 T (Toggle) Flip-Flop T girişine 1 uygulandığı sürece, gelen tetikleme işaretine bağlı olarak devrenin çıkışı bir önceki çıkışın tersidir. 12

13 Tipi Flip-Flop Kullanılan inverter nedeniyle RS FF daki sakıncalı durum ortadan kalkmış olur. Bu haliyle tipi FF hafıza devrelerinde kullanılan 1 bitlik temel saklayıcıdır. 13

14 Saklayıcı Yapıları 14

15 m bit Saklayıcı Giriş m CK Çıkış m m bitlik saklayıcı 15

16 Saklayıcılar Arası Veri Transferi Saklayıcılar arasındaki transfer paralel ve seri olmak üzere 2 şekilde gerçekleştirilir. 16

17 Seri Veri Transferi İlk durum 1. clock 2. clock 3. clock 17

18 Paralel Veri Transferi 18

19 3 urumlu Lojik ile Ortak Yol Oluşturma Her birimi, ortak kullanılan yola doğrudan bağlanıldığında diğer elemanlara zarar verebilir. Bu sorunun üstersinden gelebilmek için 3 durumlu tampon kullanılır. 3 durumlu kapılar 19

20 3 durumlu lojik ile Ortak Yolun Oluşturulması 3 durumlu lojik ile yalıtılmış 4 bitlik saklayıcı 20

21 Örn: W RW WRM M X RX WRN N Y RY Tek Yönlü Veri Transferi WRO O Z RZ WRP P A1 A0 Aktif Uç 0 0 W 0 1 X 1 0 Y 1 1 Z R A1 A0 1B 1A 2x4 ecoder RW RX RY RZ B1 B0 WR 2B 2A 2x4 ecoder WRM WRN WRO WRP B1 B0 Aktif Uç 0 0 M 0 1 N 1 0 O 1 1 P 21

22 Tek Yönlü Transfer Sırasındaki Zamanlama Sinyalleri 22

23 23 W X Y Z M N O P RZ RY RX RW WRP WRO WRN WRM Çift Yönlü Veri Transferi RM RN RO RP WRZ WRY WRX WRW RZ RX RY RZ RM RN RO RP 3x8 ecoder A2 A1 A0 R 3x8 ecoder B2 B1 B0 WR WRW WRX WRY WRZ WRM WRN WRO WRP