Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

1

Temel Flip-Flopve

Saklayıcı Yapıları

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

2

Sayısal Dalga Şekilleri

1 2

3

4

1. Yükselme Zamanı2. Alçalma Zamanı3. Sinyal Genişliği4. Genlik (Amplitude)

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

3

Periot (T) :Tekrar eden bir sinyalin arka arkaya gelen iki aynı noktasıarasındaki zamandır.

Frekans (frequency) (f) :Periyodik bir sinyalin sıklık derecesini gösterir. Periyodun bir saniyedeki tekrar sayısıdır.

1 saniyef=1 Hz

f=2 Hz

f=4 Hz

T T

T TT T

f = 1/T

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

4

Temel Hafıza Kavramları

Bir flip-flop, genel bir bellek hücresi olup, çalışma gücü kesilmediği ve dışsinyaller ile durumu değişmediği taktirde süresi olarak kalabileceği iki kararlıduruma 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• D (Data) Tipi Flip Flop

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

5

R-S Flip Flop

NAND ve NOR kapılı RS FF’larda sakıncalı durum haricinde çıkışlar birbirinin tamamlayıcısıdurumundadır.

Bu FF’lar asenkrondur. Girişler değiştiği anda çıkışlar da değişmektedir.

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

6

Tetiklemeli R-S Flip-FlopBu FF, senkron çalışır. Girişlerin değişmesi, çıkışlara hemen aktarılmaz. Bir zamanlama işaretine gereksinim vardır.

Yükselen Kenar Tetiklemeli RS-FF

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

7

RS-FF için zamanlama diyagramı

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

8

J-K Flip-FlopR-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) çıkışbir önceki konumun tersi olacaktır.

Yükselen Kenar Tetiklemeli JK-FF

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

9

Senkron çalışan girişlerin yanısıra asenkron yapıya sahip ön ayarlı kurma (Set Data-SD) ve Silme (Clear Data-CD) girişleri bulunmaktadır. Bu girişler FF’un durumunu tetikleme sinyali ve senkron girişlerin durumuna bakmaksızın belirler.

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

10

JK-FF için zamanlama diyagramı

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

11

Ana-Uydu Flip-Flop

R=S=1 durumu sakıncalı durumdur. Böyle bir durumda çıkışlardan birbirinin tamamlayıcısı iki çıkış elde edilemez.

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

12

T (Toggle) Flip-Flop

T girişine 1 uygulandığı sürece, gelen tetikleme işaretine bağlıolarak devrenin çıkışı bir önceki çıkışın tersidir.

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

13

D Tipi Flip-Flop

Kullanılan inverter nedeniyle RS FF’daki sakıncalı durum ortadan kalkmış olur.

Bu haliyle D tipi FF hafıza devrelerinde kullanılan 1 bitlik temel saklayıcıdır.

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

14

Saklayıcı Yapıları

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

15

m bit Saklayıcı

D Q

Giriş m

CK

Çıkış m

m bitlik saklayıcı

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

16

Saklayıcılar Arası Veri Transferi

Saklayıcılar arasındaki transfer paralel ve seri olmak üzere 2 şekilde gerçekleştirilir.

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

17

Seri Veri Transferi

İlk durum1. clock

2. clock3. clock

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

18

Paralel Veri Transferi

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

19

3 Durumlu 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

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

20

3 durumlu lojik ile Ortak Yolun Oluşturulması

3 durumlu lojik ile yalıtılmış 4 bitlik saklayıcı

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

21

Örn: D

D

D

D

1B

1A

A1

A0

RDZRDYRDXRDW

RD

2x4 Decoder

A1 A0 Aktif Uç

0 0 W

0 1 X

1 0 Y

1 1 Z

2B

2A

B1

B0

WR

2x4 Decoder

WRM

WRNWROWRP

B1 B0 Aktif Uç

0 0 M

0 1 N

1 0 O

1 1 P

D

D

D

DQ

Q

Q

Q Q

Q

Q

Q

W

X

Y

Z

M

N

O

PQRDZ

RDY

RDX

RDW

WRP

WRO

WRN

WRM

Tek YönlüVeri

Transferi

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

22

Tek YönlüTransfer

Sırasındaki Zamanlama

Sinyalleri

Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

23

D

D

D

D

D

D

D

DQ

Q

Q

Q Q

Q

Q

Q

W

X

Y

Z

M

N

O

PQRDZ

RDY

RDX

RDW

WRP

WRO

WRN

WRM

Çift YönlüVeri

Transferi

RDM

RDN

RDO

RDPWRZ

WRY

WRX

WRW

RDZRDXRDYRDZRDMRDN

RDORDP

3x8Decoder

A2A1A0

RD

3x8Decoder

B2B1B0

WR

WRWWRXWRYWRZWRMWRN

WROWRP