BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

Transkript

1 9. HAFTA BLM 221 MANTIK DEVRELERİ Prof Dr Mehmet AKBABA

2 Temel Kavramlar FLIP FLOPS S-R: Set-Reset Latch (Tutucu) Tetiklemeli D Latch (Tutucu) Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop S-R (Set-Reset) Flip-Flop J-K FLIP-FLOP T (Toggle) Flip-Flop İLAVE GİRİŞ UÇLU Flip-Flop lar 2

3 FLIP FLOPLAR Geri besleme (feadback) (a) Geri beslemeli inverter (NOT kapısı) (b) İnverterin (NOT Gate) çıkışındaki salınımlar (osilasyonlar) 3

4 FLIP FLOPLAR 4

5 FLIP FLOPLAR S-R: Set-Reset Latch 5

6 FLIP FLOPLAR S-R Latch 6

7 FLIP FLOPLAR S-R Latch in zamanlama diyagrami 7

8 FLIP FLOPLAR P=S Q Q + Q + =R P =R (S Q ) =R (S+Q)=R S+R Q Q + : Bir sonraki durum (çıkış) S ve R=şu anki girişler Q= şu anki çıkış 8

9 FLIP FLOPLAR S R Q Q Belirsiz Belirsiz Doğruluk Tablosu 9

10 FLIP FLOPLAR Q + =R S+R Q S R Q Q AYNI SİL KUR YASAK DURUM S: SET R: RESET Q SR X 1 Q X 1 Q + =S+R Q (1) Bağıntı (1) Karakteristik denklem veya bir sonraki durum denklemi 10

11 FLIP FLOPLAR Q(t + e)=q + =S+R Q BİR SONRAKİ DURUM 11

12 FLIP FLOPLAR (inputs not allowed: geçerli olmayan girişler NAND KAPISI ILE S-R LATCH (TUTUCU) 12

13 Tetiklemeli D Latch (tutucu) 13

14 Tetiklemeli D Latch (tutucu) Tetiklenmiş (gated) D Latch (tutucu) 14

15 Tetiklemeli D Latch (tutucu) GDQ Q Tetiklenmiş (gated) Latch in (tutucunun) simgesi ve doğruluk tablosu 15

16 Tetiklemeli D Latch (tutucu) Karno haritasından bir sonraki durum bağıntısının elde edilmesi 16

17 FLIP-FLOP (F-F) LAR Latch lerin saat işareti (saat sinyali, saat vuruşları veya saat darbeleri) ile senkronize edilerek tasarlanmsı ile FLİP-FLOP (F-F) lar elde edilir. Saat işaretleri aşağıda görüldüğü gibi peryodik kare dalgalardan oluşur. F-F lar saat işaretlerinin ya düşen kenarlarında veya yükselen kenarlarında tetiklenir ve çıkışlarındakı durumu girişin durumuna göre değiştirirler. Girişin diğer zamanlardaki değişimlerinden etkilenmezler. 17

18 Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop Raising edge trigger: yükselen kenar tetiklemeli Falling edge trigger : düşen kenar tetiklemeli DQ Q (c) truth table Q + = D 18

19 Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop DQ Q Q + =D 19

20 Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop D Flip Flopun UYARMA (EXCITATION) TABLOSU D FF (Durum Geçiş Tablosu) DOĞRULUK TABLOSU Uyarma Tablosu 1 Q + =D 20

21 Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop Örnek zamanlama (Timing) diyagramı: Düşen kenar tetiklemeli (falling edge triggered) D F-F 21

22 Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop (a) D Flip-Flop un iki tane tetiklenmiş D latch ile tasarlanması CLK veya clk (clock): Saat işareti (b) Yukarıdaki şeklin zamanlama diyagramı 22

23 S-R (Set-Reset) Flip-Flop Operation summary: S = R = 0 değişme yok (hold Q + =Q) S = 1, R = 0 Kur (Q + ) (1 yap)(aktif saat kenarı) S = 0, R = 1 Sil (Q + ) (0 yap) (aktif saat kenarı) S = R = 1 geçerli değil 23

24 S-R (Set-Reset) Flip-Flop HOLD: Değişme Yok SET: KUR (0 dan 1 e kur veya 1 ise 1 de bırak) RESET: Sil (1 den sıfıra çevir veya 0 ise 0 da bırak) TOGGLE: 0 ise 1 yap, 1 ise 0 yap (tümleyenini al) NOT ALLOWED: Geçersiz, kabul edilmez, olmaz, izin verilmz 24

25 S-R (Set-Reset) Flip-Flop 25

26 S-R (Set-Reset) Flip-Flop S-R FF un zamanlama diyagramı örneği 26

27 S-R (Set-Reset) Flip-Flop R-S (veya S-R ) FLIP-FLOP DURUM GEÇİŞ TABLOSU Q S RQ KAREKTERISTIK DENKLEM 27

28 S-R (Set-Reset) Flip-Flop S-R Flip-Flop un iki tane S-R Latch ile tasarlanması ve zamanlama diyagramı 28

29 J-K FLIP-FLOP Q + = JQ' + K'Q Doğruluk Tablosunu Karno haritasına taşırsak yukarıdaki karekteristik denlemi buluruz. JKQ Q (b) 29

30 Özet (J-K FF): J-K FLIP-FLOP J=0, K=0 : (hold) değişme yok ( Q+=Q) J=0, K=1 : Q+=0 sil (RESET) J=1, K=0 : Q+=1 kur (SET) J=1, K=1 : Toggle (tümleyenini al) Hold: Değişme Yok Set: KUR (0 dan 1 e kur veya 1 ise 1 de bırak) Reset: Sil (1 den sıfıra çevir veya 0 ise 0 da bırak) Toggle: 0 ise 1 yap, 1 ise 0 yap (tümleyenini al) 30

31 J-K FLIP-FLOP Doğruluk Tablosu Uyarma Tablosu (Excitation Table) Hold Reset Set Toggle Q JQ KQ Characteristic Equation (Karekteristik Denklem) 31

32 J-K FLIP-FLOP J-K Flip-Flop zamanlama diyagramı (yükselen kenar değişmeli) 32

33 ÖRNEK ZAMANLAMA DİYAGRAMI; ÇIKAN SAAT KENARLI J-K FLIP-FLOP 33

34 DÜŞEN SAAT KENARLI J-K FLIP-FLOP 34

35 J-K FLIP-FLOP Master-Slave (ANA-UYDU) J-K Flip-Flop (YÜKSELEN KENAR TETİKLEMELİ 35

36 T (Toggle) Flip-Flop Simgesi (b) TQ Q + Q + = T'Q + TQ' = Q T Doğruluk tablosu Karekteristik Denklemi 36

37 T (Toggle) Flip-Flop Truth Table (doğruluk tablosu Excitation Table (uyarma Tablosu) Q TQ TQ T Q Characteristic Equation (Karekteristik Denklem) 37

38 T (Toggle) Flip-Flop Düşen kenar Tetiklemeli T Flip-Flop un zamanlama diyagramı) 38

39 T (Toggle) Flip-Flop a)j-k Flip-Flopun T Flip-Flop a çevrilmesi b) D Flip-Flopun T Flip-Flop a çevrilmesi 39

40 İLAVE GİRİŞ UÇLU Flip-Flop lar PreN: Öncelikli Kur ClrN: Öncelikli Sil CK D PreN ClrN Q + x x 0 0 (not allowed) x x x x ,1, x 1 1 Q (no change) 40

41 İLAVE GİRİŞ UÇLU Flip-Flop lar Asenkron Clear and Preset girişli D Flip-Flopl un zamanlama diyagramı 41

42 SAAT Tetiklemeli D Flip-Flop 42

43 SAAT Tetiklemeli D Flip-Flop 43

44 Logic symbol for a J-K flip-flop with active-low preset and clear inputs 44

45 BÜTÜN FLİP-FLOPLARIN UYARMA (EXCİTATİON) TABLOSU 45

46 Kaynakça 1. Hüseyin EKİZ, Mantık Devreleri, Değişim Yayınları, 4. Baskı, Prof. M. Akbaba Mantık Devreleri Notları 3.Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals, Prentice-Hall Inc. New Jersey, M. Morris Mano, Michael D. Ciletti, Digital Design, Prentice-Hall, Inc.,New Jersey, Mantık Devreleri Notları. Prof. Dr. M. Akbaba 46

47 Teşekkür Ederim Sağlıklı ve mutlu bir hafta geçirmeniz temennisiyle, iyi çalışmalar dilerim 47