Temel Flip-Flop ve Saklayıcı Yapıları

Temel Flip-Flop
ve
Saklayıcı Yapıları
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
1
Sayısal Dalga Şekilleri
1
2
4
3
1.
2.
3.
4.
Yükselme Zamanı
Alçalma Zamanı
Sinyal Genişliği
Genlik (Amplitude)
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
2
Periot (T) :
Tekrar eden bir sinyalin arka arkaya gelen iki aynı noktası
arasındaki zamandır.
Frekans (frequency) (f) :
Periyodik bir sinyalin sıklık derecesini gösterir. Periyodun
bir saniyedeki tekrar sayısıdır.
f=1 Hz
1 saniye
f=2 Hz
f = 1/T
T
T
f=4 Hz
T
T
T
Mikroişlemciler
ve T
Mikrobilgisayarlar
3
Temel Hafıza Kavramları
Bir flip-flop, genel bir bellek hücresi olup, çalışma gücü kesilmediği ve dış
sinyaller ile durumu değişmediği taktirde süresi olarak kalabileceği iki kararlı
duruma 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
4
R-S Flip Flop
NAND ve NOR kapılı RS
FF’larda sakıncalı durum
haricinde
çıkışlar
birbirinin
tamamlayıcısı
durumundadır.
Bu FF’lar asenkrondur.
Girişler değiştiği anda
çıkışlar da değişmektedir.
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
5
Tetiklemeli R-S Flip-Flop
Bu FF, senkron çalışır. Girişlerin değişmesi, çıkışlara hemen aktarılmaz. Bir
zamanlama işaretine gereksinim vardır.
Yükselen Kenar Tetiklemeli RS-FF
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
6
RS-FF için zamanlama diyagramı
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
7
J-K Flip-Flop
R-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) çıkış
bir önceki konumun tersi olacaktır.
Yükselen Kenar Tetiklemeli JK-FF
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
8
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
9
JK-FF için zamanlama diyagramı
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
10
Ana-Uydu Flip-Flop
R=S=1 durumu sakıncalı durumdur. Böyle bir durumda çıkışlardan
birbirinin tamamlayıcısı iki çıkış elde edilemez.
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
11
T (Toggle) Flip-Flop
T girişine 1 uygulandığı sürece,
gelen tetikleme işaretine bağlı
olarak devrenin çıkışı bir önceki
çıkışın tersidir.
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
12
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
13
Saklayıcı Yapıları
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
14
m bit Saklayıcı
Giriş m
D
Q
CK
Çıkış m
m bitlik saklayıcı
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
15
Saklayıcılar Arası Veri Transferi
Saklayıcılar arasındaki transfer paralel ve seri olmak üzere 2
şekilde gerçekleştirilir.
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
16
Seri Veri Transferi
İlk durum
1. clock
2. clock
3. clock
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
17
Paralel Veri Transferi
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
18
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
19
3 durumlu lojik ile Ortak Yolun Oluşturulması
3 durumlu lojik ile yalıtılmış 4 bitlik saklayıcı
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
20
D
Örn:
Q
D
W
D
RDW
N
WRN
RDX
Q
Tek Yönlü
Veri
Transferi
RDY
Y
D
Q
D
X
D
M
WRM
Q
Q
D
O
WRO
Q
Q
D
Q
Q
RDZ
Z
A1
A0
Aktif Uç
A1
0
0
W
A0
0
1
X
1
0
Y
1
1
Z
WRP
1B
1A
2x4
Decoder
RD
RDW
RDX
B1
B0
2B
WRM
B1
B0
Aktif Uç
2A
WRN
0
0
M
WRO
0
1
N
WRP
1
0
O
1
1
P
2x4
Decoder
RDY
RDZ
P
WR
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
21
Tek Yönlü
Transfer
Sırasındaki
Zamanlama
Sinyalleri
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
22
D
WRW
Q
W
D
D
D
Q
D
RDO
Q
Q
RDZ
Z
3x8
Decoder
RDN
O
WRO
Q
A1
RD
Çift Yönlü
Veri
Transferi
Y
A2
A0
N
WRN
RDX
RDM
Q
D
Q
D
Q
M
WRM
RDY
WRY
WRZ
RDW
Q
X
WRX
D
WRP
RDZ
RDX
RDY
RDZ
RDM
P
B2
B1
B0
WR
3x8
Decoder
RDP
WRW
WRX
WRY
WRZ
WRM
RDN
WRN
RDO
RDP
WRO
Mikroişlemciler ve
Mikrobilgisayarlar
WRP
23