Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar 1 Temel Flip-Flop ve Saklayıcı Yapıları
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