74ls247 hoat dộng như thế nào

Bây gờ nếu a mắc nhều FF nố ếp lạ vớ nhau hì sẽ nhớ được nhều b. Các ngõ ra sẽ phần hoạ động ho xung nhịp ck. Có hể lấy ngõ ra ở ừng ầng FF (gọ là các ngõ ra song song) hay ở ầng cuố (ngõ ra nố ếp).

Như vậy mạch có hể gh lạ ữ lệu (nhớ) và ịch chuyển nó (ruyền) nên mạch được gọ là gh ịch.

Gh ịch cũng có rấ nhều ứng ụng đặc bệ rong máy ính, như chính cá ên của nó: lưu rữ ữ lệu và ịch chuyển ữ lệu chỉ là ứng ụng nổ bậ nhấ

II.Cấu ạo

 Gh ịch có hể được xây ựng ừ các FF khác nhau và cách mắc cũng khác nhau nhưng hường ùng FF D, chúng được ích hợp sẵn rong 1 IC gồm nhều FF (ạo nên gh ịch n b). Hãy xm cấu ạo của 1 gh ịch cơ bản 4 b ùng FF D

Hình 2.1.Gh ịch 4 b cơ bản

III.Hoạ động

Thanh gh, rước hế được xoá (áp xung CLEAR) để đặ các ngõ ra về 0. Dữ lệu cần ịch chuyển được đưa vào ngõ D của ầng FF đầu ên (FF0). Ở mỗ xung kích lên của đồng hồ ck, sẽ có 1 b được ịch chuyển ừ rá sang phả, nố ếp ừ ầng này qua ầng khác và đưa ra ở ngõ Q của ầng sau cùng (FF3). Gả sử ữ lệu đưa vào là 1001, sau 4 xung ck hì a lấy ra b LSB, sau 7 xung ck a lấy ra b MSB. 

Nếu ếp ục có xung ck và không đưa hêm ữ lệu vào hì ngõ ra chỉ còn là 0 (các FF đã rs : đặ lạ về 0 hế. Do đó a phả “hứng”  hay ghm ữ lệu lạ. Mộ cách làm là sử ụng 2 cổng AND, 1 cổng OR và 1 cổng NOT như hình ướ đây.

Hình 3.1.Cho phép chố ữ lệu rước kh ịch ra ngoà

Dữ lệu được đưa vào hanh gh kh đường đều khển R/W conrol ở mức cao (Wr). Dữ lệu chỉ được đưa ra ngoà kh đường đều khển ở mức hấp (Ra).

3.1.CÁC LOẠI THANH GHI DỊCH

Có nhều cách cha loạ hanh gh ịch (SR)

Tho số ầng FF (số b) : SR có cấu ạo bở bao nhêu FF mắc nố ếp hì có bấy nhêu b (ra song song). Ta có SR 4 b, 5 b, 8 b, 16 b …Có hể có SR nhều b hơn bằng cách mắc nhều SR vớ nhau hay ùng công nghệ CMOS (các máy ính sử ụng SR nhều b)Tho cách gh ịch có
SISO vào nố ếp ra nố ếpSIPO vào nố ếp ra song songPISO vào song song ra nố ếpPIPO vào song song ra song song
Tho chều ịch có SR rá, phả, hay cả 2 chềuTho mạch ra có loạ hường và 3 rạng há
Loạ vào nố ếp ra song song và ra nố ếpLoạ vừa khảo sá ở mục 1 huộc loạ gh ịch vào nố ếp ra nố ếp. Đây cũng là cấu rúc của mạch gh ịch vào nố ếp ra song song. Dữ lệu sẽ được lấy ra ở 4 ngõ Q của 4 ầng FF, vì chung nhịp đồng hồ nên ữ lệu cũng được lấy ra cùng lúc.

Hình 3.1.1 Mạch gh ịch vào nố ếp ra song song

Bảng ướ đây cho hấy làm như hế nào ữ lệu được đưa ớ ngõ ra 4 ầng FFLoạ được nạp song song (vào song song) ra nố ếp và song song

Bây gờ muốn đưa ữ lệu vào song song (còn gọ là nạp song song) a có hể ận ụng ngõ vào không đồng bộ Pr và Cl của các FF để nạp ữ lệu cùng mộ lúc vào các FF. Như vậy có hể ùng hêm 2 cổng nan và mộ cổng no cho mỗ ầng. Mạch mắc như sau

Hình 3.1.2 Mạch gh ịch nạp song song

Mạch hoạ động bình hường kh nạp song song ở hấp như đã nó. Kh nạp song song WRITE = 1 cho phép nạp

ABCD được đưa vào Pr và Cl đặ và xoá để Q0 = A, Q1 = B, … Xung ck và ngõ vào nổ ếp không có ác ụng (vì sử ụng ngõ không đồng bộ Pr và Cl)

Mộ cách khác không sử ụng chân Pr và Cl được mnh hoạ như hình ướ đây.Các cổng nan được hêm vào để nạp các b hấp D1, D2, D3. Ngõ WRITE/SHIFT  ùng để cho phép nạp (ở mức hấp) và cho phép ịch (ở mức cao). Dữ lệu nạp và ịch vẫn được hực hện đồng bộ như các mạch rước.

Hình 3.1.3 Mạch gh ịch nạp song song ra nố ếp

Vớ mạch Hình 3.1.3 ngõ ra ữ lệu là nố ếp, a cũng có hể lấy ra ữ lệu song song như ở Hình 3.1.4, Cấu rúc mạch không khác so vớ ở rên. Dữ lệu được đưa vào cùng lúc và cũng lấy ra cùng lúc (mạch như là ầng đệm và hoạ động kh có xung ck ác động lên.

Hình 3.1.4 Mạch gh ịch vào song song ra song song

Gh ịch 2 chều

Như đã hấy, các mạch gh ịch nó ở những phần rên đều đưa ữ lệu ra bên phả nên chúng huộc loạ gh ịch phả. Để có hể ịch chuyển ữ lệu ngược rở lạ (ịch rá)  a chỉ vệc cho ữ lệu vào ngõ D của ầng cuố cùng, ngõ ra Q được đưa ớ ầng kế ếp, …. Dữ lệu lấy ra ở ầng đầu.

Để ịch chuyển cả 2 chều, có hể nố mạch như hình ướ đây :

Hình 3.1.5 Mạch gh ịch cho phép ịch chuyển cả 2 chều

Vớ mạch rên, các cổng NAND và đường  cho phép ịch chuyển ữ lệu rá hay phả. Bảng ướ đây mnh hoạ cho mạch rên : ữ lệu sẽ ịch phả 4 lần rồ ịch rá 4 lần. Để ý là hứ ự 4 b ra bị đảo ngược lạ so vớ chúng ở rên.3.2.MỘT SỐ IC GHI DỊCH

Nhận hấy rằng các gh ịch mô ả ở rên đều ùng các FF rờ, rồ phả hêm nhều cổng logc phụ để ạo các loạ SR khác nhau. Trong hực ế gh ịch được ích hợp sẵn các FF và đã nố sẵn nhều đường mạch bên rong ngườ sử ụng chỉ còn phả làm mộ số đường nố bên ngoà đều khển các ngõ cho phép hô. Các SR cũng được ích hợp sẵn các chức năng như vừa có hể ịch rá ịch phả vừa vào nố ếp vừa nạp song song.

Ở đây là mộ số gh ịch hay được ùng :

Lệ kê

7494                     : 4b vào song song, nố ếp; ra nố ếp

7495/LS95         : 4 b, vào song song/nố ếp; ra song song; ịch chuyển rá phả

7495/LS96          : 5 b, vào nố ếp/song song; ra song song nố ếp

74164/LS164      : 8 b vào song song ra nố ếp

74165/LS765      : 8 b, vào song song/nố ếp; ra nố ếp bổ úc

74166/LS166      : 8 b; vào song song/nố ếp; ra nố ếp; có hể nạp đồng bộ

74194/LS194      : 4 b vào song song/nố ếp; ra song song; nạp đồng bộ ịch chuyển rá phả

74195/LS195      : 4 b, vào song/nố ếp; ra song song; ầng đầu vào ở JK

74295/LS295      : như 74194/LS194 nhưng ra 3 rạng há

74395/LS295      : 4 b vào song song; ra song song 3 rạng há

74LS671/672      : 4 b có hêm chố

74LS673/674      : 16 b

Khảo sá gh ịch êu bểu 74/74LS95Hình 3.2.1 Sơ đồ chân ra 74LS95

 

Sơ đồ cấu ạo và bảng hoạ động của IC như hình rên. Các chế độ hoạ động của nó như sau :

Nạp nố ếp

Đưa ữ lệu vào ầng đầu Q0

Đặ đều khển chọn ở mức hấp

Kh có ck1 hay ck2 hì ữ lệu sẽ lần lượ nạp vào gh ịch và sẽ được đưa ớ các ầng sau

Nạp song song

Dữ lệu vào ở 4 ngõ ABCD

Đưa đều khển kểu lên cao

Kh có ck1 hay ck2 hì ữ lệu sẽ được nạp vào đồng hờ các ầng của gh ịch ở cạnh lên đầu của xung ck.

IV.ỨNG DỤNG

Thanh gh ịch đóng va rò cực kì quan rọng rong vệc lưu rữ, ính oán số học và logc. Chẳng hạn rong các bộ v xử lí, máy ính đều có cấu ạo các hanh gh ịch; rong v đều khển (8051) cũng có các gh ịch làm nhều chức năng hay như rong nhân cha, ALU đã xé ở chương 2 gh ịch cũng đã được đề cập đến. Ở đây không đ vào ch ế mà chỉ nó khá quá ngắn gọn về ứng ụng của chúng.

1.Lưu rữ và ịch chuyển ữ lệu

Đây là ứng ụng cơ bản và phổ bến nhấ của chúng. Gh ịch n b sẽ cho phép lưu rữ được n b ữ lệu mộ hờ gan mà chừng nào mạch còn được cấp đện. Hay nó cách khác ữ lệu  kh ịch chuyển đã được rì hoãn mộ khoảng hờ gan, nó uỳ huộc vào :

Số b có hể gh ịch (số ầng FF cấu ạo nên gh ịch)Tần số xung đồng hồ

2.Tạo kí ự hay ạo ạng song đều khển

 Ta có hể nạp vào gh ịch, ho cách nạp nố ếp hay song song, mộ mã nhị phân của mộ chữ nào đó (A, B, …) hay mộ ạng sóng nào đó.

Sau đó nếu a nố ngõ ra nố ếp của gh ịch vòng rở lạ ngõ vào nố ếp hì kh có xung ck các b sẽ ịch chuyển vòng quanh ho ốc độ của đồng hồ.

Cách này có hể đều khển sáng ắ của các đèn (sắp xếp rên vòng ròn hay cách nào khác) Như mô phỏng sau là ạng sáng ắ của đèn l.

Vớ ả cổng suấ hì cần mạch gao ếp công suấ như hêm rans, rờ l, SCR,… đã nó ở chương 1 cũng sẽ được ùng.

Cũng có hể ạo ra ạng sóng ín hệu uần hoàn cho mục đích hử mạch bằng cách này. Ta có hể hay đổ ạng sóng bằng cách hay đổ mã số nhị phân nạp cho gh ịch, và hay đổ ần số xung kích ck được cấp ừ mạch ao động ngoà ừ 0 đến 200MHz uỳ loạ mạch gh ịch.

Hình 3.1 Tạo ạng sóng đều khển bở gh ịch

3.Chuyển đổ ữ lệu nố ếp sang song song và ngược lạ

Các máy ính hay các bộ v xử lí kh gao ếp vớ nhau hay vớ các hế bị ngoà hường rao đổ ữ lệu ạng nố ếp kh gữa chúng có mộ khoảng cách khá xa.

Ngoà cách ùng các bộ ồn kênh ách kênh ở 2 đầu ruyền mà a đã nó ở chương 2 hì gh ịch cũng có hể được ùng.

Các gh ịch chuyển song song sang nố ếp sẽ hay hế cho mạch ồn kênh và các gh ịch chuyển nố ếp sang song song sẽ hay hế cho mạch ách kênh.

Bên cạnh gh ịch, cũng cần phả có các mạch khác để đồng bộ, chống nhễu, rò sa… nhằm hực hện quá rình ruyền nố ếp hệu quả.

hình 3.2.11 Truyền ữ lệu nố ếp

4.Bus ruyền ữ lệu

 Bây gờ lệu vớ 8 đường ữ lệu song song vừa nhận được ừ ách kênh đó (còn gọ là 1 by), a có hể ùng chung cho nhều mạch được không? Sở ĩ có yêu cầu đó là vì rong máy v ính có rấ nhều mạch lên kế vớ nhau bở các đường ữ lệu địa chỉ gồm nhều b ữ lệu 8, 16, 32… mà a đã bế đến nó vớ cá ên là bus.

 Vậy bus chính là các đường ữ lệu ùng chung cho nhều mạch (chẳng hạn bus gữa các v xử lí, các chíp nhớ bán ẫn, các bộ chuyển đổ ương ự và số,…

Chỉ có mộ đường bus mà lạ ùng chung cho nhều mạch, o đó để ránh ranh chấp gữa các mạch hì cần phả có mộ bộ phận đều khển quyế định cho phép mạch nào được hông vớ bus, các mạch khác bị cắ khỏ bus. Vậy ở đây hanh gh hay các bộ đệm 3 rạng há được ùng

Hình ướ mnh hoạ cho đường bus 8 b nố gữa v xử lí vớ bộ đếm 8 b, bàn phím, và bộ  8 nú nhấn

Gả sử rằng cả hế bị đều cần gao ếp vớ v xử  lí, nhưng chỉ có mộ đường ruyền nếu ấ cả đồng loạ đưa lên hì có hể bị ảnh hưởng lẫn nhau gữa các ữ lệu, và hông n nhận được là không chính xác.

Do đó ở đây v xử lí sẽ quyế định: chẳng hạn nó đặ ngõ OE1 cho phép bộ đếm cho mạch đếm đưa ữ lệu lên bus còn chân OE2 và OE3 ngưng làm ữ lệu ừ bàn phím và nú nhấn bị ngắ (chờ) ức ngõ ra các bộ đệm hay hanh gh 3 rạng há ở rạng há ổng rở cao.

Tương ự kh v xử lí cần gao ếp vớ các mạch khác. Vớ ốc độ xử lí hàng răm hàng ngàn MHz hì vệc ữ lệu phả chờ là không đáng kể o đó gữa các hế bị gao ếp vớ nhau rấ nhanh và ường như đồng hờ.