DESIGNING SEQUENTIAL LOGIC CIRCUIT [WEEK7]

     สัปดาห์นี้เราได้ออกแบบวงจรแบบ SEQUENTIAN กันครับ อย่างที่ทราบกันในสัปดาห์ที่แล้ว ว่า IC ที่เราใช้หลักๆก็ยังเป็น Flip-Flop ครับ โดยครั้งนี้จะเริ่มมีความซับซ้อนขึ้นครับเป็นการประยุกต์ใช้กับระบบต่างๆได้มากมายมากขึ้นครับ โดยการเรียนของเราจะเริ่มจากการเขียน Truth Table แบบที่เพิ่มช่องของค่าต่างๆที่เกี่ยวข้องกับระบบ Seq. เข้ามาครับโดยขั้นตอน วิธีต่างๆจะเป็นยังไงมาดูกันดีกว่า

State Diagram
     เขียนได้สองแบบครับ เขาเรียก Moore กับ Mealy ครับในที่นี้เราจะใช้ Moore ครับ
อยากแรกเรามาเห็นมันแบบภาษาผู้คนกันก่อนครับ

รูปที่ 1 : ตัวอย่าง State Diagram

     
      เสร็จแล้วเราจะต้องเอาชื่อ State มาเปลี่ยนเป็นเลขฐานครับ

รูปที่ 2 : ตัวอย่างการเปลี่ยนชื่อ State เป็นเลขฐาน

     ถ้ามากกว่า 4 state หละ ก็เพิ่มจำนวน bit ครับ 5555+
     ต่อมาเราก็จะร่างมันใส่ตารางกันครับ

รูปที่ 3 : ตาราง Trute Table ของ State Diagram ที่ได้มา

     โดย Current State ให้ใส่เลขของชื่อ State ที่เราเปลี่ยนมันครับ เขียนอย่างละสองบรรทัด เพราะ Input เราจะมี 2 ขั้นครับคือ 1 และ 0 นั่นเอง และช่อง Next Stage เราก็ดูว่าถ้าใส่ Input ตรงตามช่องนั้นๆจะไปออกเป็น State ชื่ออะไรครับ ส่วนช่อง Output คือค่าแสดงผลเมื่อตกอยู่ใน State นั้นๆนั่นเอง
     หลังจากเราร่างผังนี้กันมาแล้วใช่ไหมครับ เราก็เอาไปเพิ่ม Flip-Flop ครับ โดยในที่นี้พวกเรามี IC แค่ตัว JK-Flip Flop กับ D-Type Flip-Flop ครับ โดยจำนวนช่องที่ออกจะขึ้นอยู่กับ Bit ของ State ครับ ในตารางเรามี 2 bit ใช่ไหมครับดังนั้นถ้าเพิ่มแบบ D-Type ซึ่งมี Input แค่ 1 ตัวก็จะเพิ่มเข้าไป 2bit * 1input นั่นคือ 2 ตัวครับ ในที่นี้ผมให้เป็น Da และ Db ซึ่งตัวเลขช่องจะตรงกับใน Next State ครับมาดูตัวอย่างกันดีกว่า

รูปที่ 4 : ตารางที่เพิ่ม D-Type Flip Flop เข้ามา

     แต่ถ้าเป็นแบบ JK ที่มีตั้ง 2 input ใช่ไหมครับ เราก็จะต้องเพิ่มเข้าไป 2bit * 2input ครับ รวมแล้ว 4 ช่องแหนะ แล้วเลขที่ใส่ในช่องจะขึ้นอยู่กับช่อง A กับ Anext จะเป็นรูปแบบไหน ดูตัวอย่างเลยครับ

รูปที่ 5 : การเลือกข้อมูลใส่ช่อง J K และตัวอย่างตารางที่เพิ่ม JK Flip Flop เข้ามา

หลังจากนี้จะมีการเอาค่า ทั้ง Output และ Flip Flop Inputs ไปทำการเขียนวงจรโดยใช้เนื้อหาของการทำสมการบูลีน หรือ คานูลแมพกันครับ จะได้สมการมาให้เราเขียนผังวงจรมาต่อกัน ^^ เราจึงเอาสิ่งที่เราทำกันหลังจบ Class มาให้ดูกัน มันคือวงจรที่มี Input มาควบคุมการนับเลขขึ้นลงครับโดยมี Output 2 ฺBit ด้วยกันครับ มาดูวงจรที่เราได้จากการทำตามกระบวนการข้างบนกันครับ

รูปที่ 6 : ผังวงจรดิจิตอลแบบ Seq. logic นับเลขขึ้น-ลง โดยใช้ D-Type Flip-Flop (Class Work) 

แล้วนี่เป็นวิดีโอที่เราอัดตอนทำเสร็จครับ