Progetto di contatore sincrono Utilizzando flipflop di tipo

Progetto di contatore sincrono Utilizzando flip-flop di tipo JK, progettare un contatore sincrono mod. 6 che presenti la sequenza binaria naturale da 0 a 5. ● In questo caso sono necessari 3 flip-flop (infatti 6 < 23), che scegliamo di tipo JK con comando sul fronte negativo del clock. Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ● La tabella presenta la Sequenza di conteggio da 0 a 5. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 1

Tabella delle transizioni Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara La tabella riporta, per ciascuno stato n-esimo, anche lo stato successivo (n + 1 -esimo) evidenziando in tal modo quali devono essere le transizioni delle uscite. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 2

Condizionamento degli ingressi Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ► Occorre ora condizionare gli ingressi J e K di tutti i flipflop in modo che, a ogni ciclo di clock, essi vengano a trovarsi al livello logico adatto a far avvenire la commutazione desiderata. ► A tal fine conviene riscrivere la tavola di verità del flip-flop JK come indicato in fig. , riportando gli stati di uscita Qn+1 (dopo il comando di clock e quindi dopo la commutazione) in funzione di J, K e Qn (prima della commutazione). ► Si nota per esempio che, affinché l’uscita Q, posta a 0 prima della transizione del clock (Qn = 0) rimanga a 0 anche dopo la transizione (Qn+1 = 0), occorre che siano J = 0 e K = 0 (1^ riga) oppure J = 0 e K = 1 (3^ riga). ► Pertanto J deve trovarsi a 0 mentre è indifferente lo stato di K. Un discorso analogo può essere applicato alle altre righe della tabella. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 3

Dalla tavola di verità alla tabella di eccitazione Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara Dalla tavola di verità si ricava la tabella di eccitazione. ● La tabella di eccitazione pone in evidenza i livelli logici a cui devono essere J e K affinché il flip-flop passi da uno stato Qn+1. ● Il simbolo x indica che lo stato di un ingresso è indifferente per una certa transizione. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 4

Mappe K per gli ingressi dei flip-flop ● Tenendo conto della tabella delle transizioni e della tabella di eccitazione si compilano le mappe K per ciascuno degli ingressi. ● In ciascuna mappa K, ogni casella corrisponde a uno dei possibili stati delle uscite, compresi quelli indesiderati. Per semplicità si indicano con Q 2 Q 1 Q 0 i valori delle uscite Q 2(n), Q 1(n), Q 0(n). Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ● Così, mentre la casella 0 (Q 2 Q 1 Q 0 = 000) corrisponde allo stato S 0, la casella 6 (Q 2 Q 1 Q 0 = 110) corrisponde allo stato indesiderato S 6. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 5

Mappa K per gli ingressi J 2 e K 2 (Stato S 0) ► Nello stato S 0 l’uscita Q 2 = 0 deve rimanere a 0 nello stato successivo. ► Dalla tabella di eccitazione si deduce che si deve avere J = 0 e K = x. Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ► Nelle caselle 0 per J 2 e K 2 si scrive quindi, rispettivamente, 0 e x. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 6

Mappa K per gli ingressi J 2 e K 2 (Stato S 1) ► Nello stato S 1 l’uscita Q 2 = 0 deve ancora rimanere a 0 nello stato successivo. ► Dalla tabella di eccitazione si deduce che si deve avere J = 0 e K = x. Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ► Anche nelle caselle 1 per J 2 e K 2 si scrive rispettivamente, 0 e x. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 7

Mappa K per gli ingressi J 2 e K 2 (Stato S 2) ► Nello stato S 2 l’uscita Q 2 = 0 deve ancora rimanere a 0 nello stato successivo. ► Dalla tabella di eccitazione si deduce che si deve avere J = 0 e K = x. Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ► Anche nelle caselle 2 per J 2 e K 2 si scrive rispettivamente, 0 e x. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 8

Mappa K per gli ingressi J 2 e K 2 (Stato S 3) ► Nello stato S 3 l’uscita Q 2 = 0 deve passare a 1 nello stato successivo. ► Dalla tabella di eccitazione si deduce che si deve avere J = 1 e K = x. Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ► Nelle caselle 3 per J 2 e K 2 si scrive quindi, rispettivamente, 1 e x. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 9

Mappa K per gli ingressi J 2 e K 2 (Stato S 4) ► Nello stato S 4 l’uscita Q 2 = 1 deve rimanere a 1 nello stato successivo. ► Dalla tabella di eccitazione si deduce che si deve avere J = x e K = 0. Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ► Nelle caselle 4 per J 2 e K 2 si scrive quindi, rispettivamente, x e 0. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 10

Mappa K per gli ingressi J 2 e K 2 (Stato S 5) ► Nello stato S 5 l’uscita Q 2 = 1 deve passare a 0 nello stato successivo. ► Dalla tabella di eccitazione si deduce che si deve avere J = x e K = 1. Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ► Nelle caselle 5 per J 2 e K 2 si scrive quindi, rispettivamente, x e 1. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 11

Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara Mappa K per gli ingressi J 2 e K 2 (Stati S 6 e S 7) E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 12

Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara Dalle mappe K alle funzioni E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 13

Lockout ► Si verifica infine che il contatore non si blocchi nel caso in cui, per un disturbo o all’accensione del sistema, si venga a trovare in uno degli stati indesiderati, ovvero si verifica che sia esente dal rischio di lockout. ► Si verifica quindi che dagli stati S 6 e S 7 il contatore evolva rientrando nella normale sequenza di conteggio sostituendo nelle funzioni ricavate i valori 110 e 111. Petrini © 2012 - De Agostini Scuola Sp. A - Novara ► Si ottiene così il diagramma degli stati. E. Cuniberti - L. De Lucchi Contatore sincrono 14