مدارهای منطقی فصل هفتم _ ثبات ها و شیفت رجیستر

مدارهای منطقیفصل هفتم _ ثبات ها و شیفت رجیستر

تدریس مدارهای منطقیبرای اطالعات بیشتر تماس بگیرید

تاو09125773990شماره تماس:

09371410986 : پست الکترونیک

TargetLearning@gmail.com

09371410986 _ 09125773990تدریس خصوصی مدارهای منطقی

7فصل ثبات ها و شیفت

رجیستر

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

فهرست مطالبطرح بلوک دیاگرامی ثباتطرح ساده یک ثبات با فیلیپ فالپ Dطرح یک ثبات با فیلیپ فالپ Jk به پایه Loadطرح یک ثبات با پایه Load وClearشیفت رجیستربا فیلیپ فالپ D شیفت رجیستربا فیلیپ فالپJKشمارنده

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

طرح بلوک دیاگرامی ثبات

...{input ... }output

Increment

LoadClear

Clk

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

D طرح ساده یک ثبات با فیلیپ فالپ

Clk

Input

Output

DDD D

QQQQ Q’Q’Q’Q’

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Clk

Q’Q

K

K

K

K

J

J

J

J

Q

Q

QQ’

Q’

Q’

I3

I1

I2

I0

Output

Load1

1

1

1

1

I0

I0’

I1’

I1

I2’

I2

I3

I3’

1

11

1

Load پایه طرح یک ثبات با JK وفیلیپ فالپ

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Clk

Q’Q

K

K

K

K

J

J

J

J

Q

Q

QQ’

Q’

Q’

I3

I1

I2

I0

Output

Load0

0

0

0

0

00

0

0

00

0 0

0

0

0

0

Load و پایه JK طرح یک ثبات بافیلیپ فالپ

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Clear و Load طرح یک ثبات با پایه

Clk

Q’Q

K

K

K

K

J

J

J

J

Q

Q

QQ’

Q’

Q’

I3

I1

I2

I0

Output

Load Clear

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

تمرین: ثباتی طراحی کنید پایه سومی به نام

Increment.داشته باشد

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Dشیفت رجیستربا فیلیپ فالپ

DQQ’

DQQ’

DQQ’

DQQ’

Input

Output

Clk

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Clk

Q’Q

K

K

K

K

J

J

J

J

Q

Q

QQ’

Q’

Q’

Input

Output

Shift

JKشیفت رجیستربا فیلیپ فالپ

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

شمارنده سنکرون)هنگام(:در این نوع تمام واحدهای ترتیبی مداربا

کار می کنند.Clkیک آسنکرون)ناهمگام(:در این نوع هر واحدClk.مجزایی دارد

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

منظم باال شمار پائین شمار

نامنظم

شمارنده

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

بیتی3شمارنده Q2 Q1 Q0

0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

0 بیت

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Q2 Q1 Q0

0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

1 بیت

بیتی )ادامه(3شمارنده

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Q2 Q1 Q0

0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

2 بیت

بیتی )ادامه(3شمارنده

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

بیتی سنکرون3مدار یک شمارنده

J

J

J

K

K

K

Q

Q

Q

Q’

Q’

Q’

1

Clk منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

S0

S3

S2 S1

X=1/Z=1

X=0/Z=1

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=1/Z=0

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=0/Z=0

مثالی از یک ماشین میلی:

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

S0

S3

S2 S1

X=1/Z=1

X=0/Z=1

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=1/Z=0

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=0/Z=0Next State Output Present

State X=0 X=1 X=0 X=1 S0 S0 S1 0 1 S1 S2 S3

مثالی از یک ماشین میلی:

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

S0

S3

S2 S1

X=1/Z=1

X=0/Z=1

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=1/Z=0

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=0/Z=0Next State Output Present

State X=0 X=1 X=0 X=1 S0 S0 S1 0 1 S1 S1 S2 1 1 S2 S3

مثالی از یک ماشین میلی:

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

S0

S3

S2 S1

X=1/Z=1

X=0/Z=1

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=1/Z=0

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=0/Z=0Next State Output Present

State X=0 X=1 X=0 X=1 S0 S0 S1 0 1 S1 S1 S2 1 1 S2 S2 S0 0 1 S3

مثالی از یک ماشین میلی:

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

S0

S3

S2 S1

X=1/Z=1

X=0/Z=1

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=1/Z=0

X=1/Z=1

X=0/Z=0

X=0/Z=0Next State Output Present

State X=0 X=1 X=0 X=1 S0 S0 S1 0 1 S1 S1 S2 1 1 S2 S2 S0 0 1 S3 S3 S1 0 1

مثالی از یک ماشین میلی:

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

CK

D1

CombinatorialCircuit

X1X2

Xm

Z1Z2

ZnQ1

+

Q2+

QK+

Q1Q1

Q2

Q3

••••••

CK

D2

CK

DK

Q2

QK

Clock

:مدل عمومی ماشین میلی

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

X = 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0Z = 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0

A More Complex Sequence Detector

Design a sequence detector whose output Z is oneif the input sequence is 010 or 1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

1/0

S(01)

0/0

S(010)0/1

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

1/0

S(01)

0/0

S(010)0/1

S(1)

1/0

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

1/0

S(01)

0/0

S(010)0/1

S(1)

1/0

Target Sequences:010

1001

0/?

?

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)

0/0

S(010)0/1

S(1)

1/0

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

Target Sequences:010

1001

1/??

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

Target Sequences:010

1001

0/??

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

Target Sequences:010

1001

1/??

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

Target Sequences:010

1001

0/?

?

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

0/0

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

0/0

Target Sequences:010

1001

0/??

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

0/0

0/0

Target Sequences:010

1001

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

0/0

0/0

Target Sequences:010

1001

1/??

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

0/0

0/0

Target Sequences:010

1001

1/0

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

0/0

0/0

Target Sequences:010

1001

1/0

1/??

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

0/0 1/0

0/0

Target Sequences:010

1001

1/0

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

S(-)

S(0)

0/01/0

S(01)1/0

1/1

0/0

S(10)0/1

S(1)

1/0

0/0

S(100)

0/0 1/0

0/0

Target Sequences:010

1001 Next State Output Present State X=0 X=1 X=0 X=1 S)-( S)0( S)1( 0 0 S)0( S)0( S)01( 0 0 S)1( S)10( S)1( 0 0 S)01( S)10( S)1( 1 0 S)10( S)100( S)01( 0 0 S)100( S)0( S)01( 0 1

1/0

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

Next State Output Present State X=0 X=1 X=0 X=1 S)-( S)0( S)1( 0 0 S)0( S)0( S)01( 0 0 S)1( S)10( S)1( 0 0 S)01( S)10( S)1( 1 0 S)10( S)100( S)01( 0 0 S)100( S)0( S)01( 0 1

State Code Q2Q1Q0

S)-( 000 S)0( 001 S)1( 010 S)01( 011 S)10( 100 S)100( 101

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

Next State Output Present State X=0 X=1 X=0 X=1 000 S)0( S)1( 0 0 S)0( S)0( S)01( 0 0 S)1( S)10( S)1( 0 0 S)01( S)10( S)1( 1 0 S)10( S)100( S)01( 0 0 S)100( S)0( S)01( 0 1

State Code Q2Q1Q0

S)-( 000 S)0( 001 S)1( 010 S)01( 011 S)10( 100 S)100( 101

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

Next State Output Present State X=0 X=1 X=0 X=1 000 001 S)1( 0 0 001 001 S)01( 0 0 S)1( S)10( S)1( 0 0 S)01( S)10( S)1( 1 0 S)10( S)100( S)01( 0 0 S)100( 001 S)01( 0 1

State Code Q2Q1Q0

S)-( 000 S)0( 001 S)1( 010 S)01( 011 S)10( 100 S)100( 101

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

Next State Output Present State X=0 X=1 X=0 X=1 000 001 010 0 0 001 001 S)01( 0 0 010 S)10( 010 0 0

S)01( S)10( 010 1 0 S)10( S)100( S)01( 0 0 S)100( 001 S)01( 0 1

State Code Q2Q1Q0

S)-( 000 S)0( 001 S)1( 010 S)01( 011 S)10( 100 S)100( 101

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

Next State Output Present State X=0 X=1 X=0 X=1 000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 S)10( 010 0 0 011 S)10( 010 1 0

S)10( S)100( 011 0 0 S)100( 001 011 0 1

State Code Q2Q1Q0

S)-( 000 S)0( 001 S)1( 010 S)01( 011 S)10( 100 S)100( 101

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

X

Q1

Q2

Q0

Which Karnaugh map cells are don’t cares?

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

X

X

X

X

X

Q1

Q2

Q0

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

D2 =

1

1

1

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

X

1

1

1

X

X

X

X

Q1

Q2

Q0

D2 = Q1X’ + Q2Q0’X’

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

X

X

X

X

X

Q1

Q2

Q0

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

D1 =

1 1

1 1

1

1

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

X

1 1

1 1

1X

X

X

X 1

Q1

Q2

Q0

D1 = X

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

X

X

X

X

X

Q1

Q2

Q0

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

D0 =

1

1

1

1

1

1

1

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

X

1

1

1

1

1

1X

X

X

X 1

Q1

Q2

Q0

D0 = Q2 + Q1’X’ + Q1’Q0

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

X

X

X

X

X

Q1

Q2

Q0

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

Z =

1

1

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence Detector

Z = Q1Q0X’ + Q2Q0X

X

1

1X

X

X

X

Q1

Q2

Q0

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence DetectorDesign Verification

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1 110 ??? ??? ? ? 111 ??? ??? ? ?

D2 = Q1X’ + Q2Q0’X’ D1 = X

D0 = Q2 + Q1’X’ + Q1’Q0

Z = Q1Q0X’ + Q2Q0X

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence DetectorDesign VerificationNext State Output Present

State Q2Q1Q0

X=0 Q2

+Q1+Q0

+ X=1

Q2+Q1

+Q0+

X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1 110 1?? 0?? ? ? 111 1?? 0?? ? ?

D2 = Q1X’ + Q2Q0’X’ D1 = X

D0 = Q2 + Q1’X’ + Q1’Q0

X = Q1Q0X’ + Q2Q0X

X

1

1

1

X

X

X

X

Q1

Q2

Q0

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence DetectorDesign VerificationNext State Output Present

State Q2Q1Q0

X=0 Q2

+Q1+Q0

+ X=1

Q2+Q1

+Q0+

X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1 110 10? 01? ? ? 111 10? 01? ? ?

D2 = Q1X’ + Q2Q0’X’ D1 = X

D0 = Q2 + Q1’X’ + Q1’Q0

X = Q1Q0X’ + Q2Q0X

X

1 1

1 1

1X

X

X

X 1

Q1

Q2

Q0

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence DetectorDesign VerificationNext State Output Present

State Q2Q1Q0

X=0 Q2

+Q1+Q0

+ X=1

Q2+Q1

+Q0+

X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1 110 101 011 ? ? 111 101 011 ? ?

D2 = Q1X’ + Q2Q0’X’ D1 = X

D0 = Q2 + Q1’X’ + Q1’Q0

X = Q1Q0X’ + Q2Q0X

X

1

1

1

1

1

1X

X

X

X 1

Q1

Q2

Q0

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986

Mealy Sequence DetectorDesign Verification

Next State Output Present State

Q2Q1Q0 X=0

Q2+Q1

+Q0+

X=1 Q2

+Q1+Q0

+ X=0 X=1

000 001 010 0 0 001 001 011 0 0 010 100 010 0 0 011 100 010 1 0 100 101 011 0 0 101 001 011 0 1 110 101 011 0 0 111 101 011 1 1

D2 = Q1X’ + Q2Q0’X’ D1 = X

D0 = Q2 + Q1’X’ + Q1’Q0

X = Q1Q0X’ + Q2Q0X

X

1

1X

X

X

X

Q1

Q2

Q0

منطقی مدارهای خصوصی تدریس09125773990 _ 09371410986