9. HAFTA BLM 221 MANTIK DEVRELERİ Prof Dr Mehmet AKBABA mehmetakbaba@karabuk.edu.tr
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
FLIP FLOPLAR Geri besleme (feadback) (a) Geri beslemeli inverter (NOT kapısı) (b) İnverterin (NOT Gate) çıkışındaki salınımlar (osilasyonlar) 3
FLIP FLOPLAR 4
FLIP FLOPLAR S-R: Set-Reset Latch 5
FLIP FLOPLAR S-R Latch 6
FLIP FLOPLAR S-R Latch in zamanlama diyagrami 7
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
FLIP FLOPLAR S R Q Q + 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 - Belirsiz 1 1 1 - Belirsiz Doğruluk Tablosu 9
FLIP FLOPLAR Q + =R S+R Q S R Q Q + 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 --- 1 1 1 --- AYNI SİL KUR YASAK DURUM S: SET R: RESET Q SR 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 X 1 Q + 1 1 0 X 1 Q + =S+R Q (1) Bağıntı (1) Karakteristik denklem veya bir sonraki durum denklemi 10
FLIP FLOPLAR Q(t + e)=q + =S+R Q BİR SONRAKİ DURUM 11
FLIP FLOPLAR (inputs not allowed: geçerli olmayan girişler NAND KAPISI ILE S-R LATCH (TUTUCU) 12
Tetiklemeli D Latch (tutucu) 13
Tetiklemeli D Latch (tutucu) Tetiklenmiş (gated) D Latch (tutucu) 14
Tetiklemeli D Latch (tutucu) GDQ Q + 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 Tetiklenmiş (gated) Latch in (tutucunun) simgesi ve doğruluk tablosu 15
Tetiklemeli D Latch (tutucu) Karno haritasından bir sonraki durum bağıntısının elde edilmesi 16
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
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop Raising edge trigger: yükselen kenar tetiklemeli Falling edge trigger : düşen kenar tetiklemeli DQ Q + 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 (c) truth table Q + = D 18
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop DQ Q + 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 Q + =D 19
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop D Flip Flopun UYARMA (EXCITATION) TABLOSU D FF (Durum Geçiş Tablosu) DOĞRULUK TABLOSU Uyarma Tablosu 1 Q + =D 20
Kenar Tetiklemeli D Flip-Flop Örnek zamanlama (Timing) diyagramı: Düşen kenar tetiklemeli (falling edge triggered) D F-F 21
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
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
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
S-R (Set-Reset) Flip-Flop 25
S-R (Set-Reset) Flip-Flop S-R FF un zamanlama diyagramı örneği 26
S-R (Set-Reset) Flip-Flop R-S (veya S-R ) FLIP-FLOP DURUM GEÇİŞ TABLOSU Q S RQ KAREKTERISTIK DENKLEM 27
S-R (Set-Reset) Flip-Flop S-R Flip-Flop un iki tane S-R Latch ile tasarlanması ve zamanlama diyagramı 28
J-K FLIP-FLOP Q + = JQ' + K'Q Doğruluk Tablosunu Karno haritasına taşırsak yukarıdaki karekteristik denlemi buluruz. JKQ Q + 000 0 001 1 010 0 011 0 100 1 101 1 110 1 111 0 (b) 29
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
J-K FLIP-FLOP Doğruluk Tablosu Uyarma Tablosu (Excitation Table) Hold Reset Set Toggle Q JQ KQ Characteristic Equation (Karekteristik Denklem) 31
J-K FLIP-FLOP J-K Flip-Flop zamanlama diyagramı (yükselen kenar değişmeli) 32
ÖRNEK ZAMANLAMA DİYAGRAMI; ÇIKAN SAAT KENARLI J-K FLIP-FLOP 33
DÜŞEN SAAT KENARLI J-K FLIP-FLOP 34
J-K FLIP-FLOP Master-Slave (ANA-UYDU) J-K Flip-Flop (YÜKSELEN KENAR TETİKLEMELİ 35
T (Toggle) Flip-Flop Simgesi (b) TQ Q + Q + = T'Q + TQ' = Q T 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Doğruluk tablosu Karekteristik Denklemi 36
T (Toggle) Flip-Flop Truth Table (doğruluk tablosu Excitation Table (uyarma Tablosu) Q TQ TQ T Q Characteristic Equation (Karekteristik Denklem) 37
T (Toggle) Flip-Flop Düşen kenar Tetiklemeli T Flip-Flop un zamanlama diyagramı) 38
T (Toggle) Flip-Flop a)j-k Flip-Flopun T Flip-Flop a çevrilmesi b) D Flip-Flopun T Flip-Flop a çevrilmesi 39
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 0 1 1 x x 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0,1, x 1 1 Q (no change) 40
İLAVE GİRİŞ UÇLU Flip-Flop lar Asenkron Clear and Preset girişli D Flip-Flopl un zamanlama diyagramı 41
SAAT Tetiklemeli D Flip-Flop 42
SAAT Tetiklemeli D Flip-Flop 43
Logic symbol for a J-K flip-flop with active-low preset and clear inputs 44
BÜTÜN FLİP-FLOPLARIN UYARMA (EXCİTATİON) TABLOSU 45
Kaynakça 1. Hüseyin EKİZ, Mantık Devreleri, Değişim Yayınları, 4. Baskı, 2005 2. Prof. M. Akbaba Mantık Devreleri Notları 3.Thomas L. Floyd, Digital Fundamentals, Prentice-Hall Inc. New Jersey, 2006 4.M. Morris Mano, Michael D. Ciletti, Digital Design, Prentice-Hall, Inc.,New Jersey, 1997 20.11.2014 Mantık Devreleri Notları. Prof. Dr. M. Akbaba 46
Teşekkür Ederim Sağlıklı ve mutlu bir hafta geçirmeniz temennisiyle, iyi çalışmalar dilerim 47