Mạch đếm Hình 22.5 có giá trị đầu ra Q của từng flip-flop ở chu kì xung nhịp thứ 5-6-7 là gì? Giá trị số đếm thập phân tương ứng tại thời điểm đó lần lượt là bao nhiêu?

1. Phân tích hoạt động mạch đếm:

Mạch đếm Hình 22.5 sử dụng 4 flip-flop D được kết nối theo cấu trúc đếm thập phân. Mỗi flip-flop có giá trị đầu ra Q biểu thị trạng thái của nó (1 hoặc 0). Khi có xung nhịp CLK tác động, giá trị Q của flip-flop sẽ thay đổi theo quy tắc sau:

• Flip-flop Q0: Thay đổi trạng thái khi CLK lên cao và giữ nguyên khi CLK xuống thấp.
• Flip-flop Q1: Thay đổi trạng thái khi Q0 chuyển từ 0 sang 1 và giữ nguyên khi Q0 chuyển từ 1 sang 0.
• Flip-flop Q2: Thay đổi trạng thái khi Q1 chuyển từ 0 sang 1 và giữ nguyên khi Q1 chuyển từ 1 sang 0.
• Flip-flop Q3: Thay đổi trạng thái khi Q2 chuyển từ 0 sang 1 và giữ nguyên khi Q2 chuyển từ 1 sang 0.

2. Xác định giá trị đầu ra Q và số đếm thập phân:

Chu kỳ xung nhịp thứ 5:

• CLK = 1
• Q0 = 1 (do CLK lên cao lần đầu tiên)
• Q1 = 0 (giữ nguyên giá trị ban đầu)
• Q2 = 0 (giữ nguyên giá trị ban đầu)
• Q3 = 0 (giữ nguyên giá trị ban đầu)

Giá trị số đếm thập phân: 0000 (0)

Chu kỳ xung nhịp thứ 6:

• CLK = 1
• Q0 = 1 (giữ nguyên giá trị)
• Q1 = 1 (thay đổi trạng thái do Q0 chuyển từ 0 sang 1)
• Q2 = 0 (giữ nguyên giá trị)
• Q3 = 0 (giữ nguyên giá trị)

Giá trị số đếm thập phân: 0001 (1)

Chu kỳ xung nhịp thứ 7:

• CLK = 1
• Q0 = 1 (giữ nguyên giá trị)
• Q1 = 1 (giữ nguyên giá trị)
• Q2 = 1 (thay đổi trạng thái do Q1 chuyển từ 0 sang 1)
• Q3 = 0 (giữ nguyên giá trị)

Giá trị số đếm thập phân: 0010 (2)

Kết luận:

• Giá trị đầu ra Q của từng flip-flop:
  • Chu kỳ 5: Q0 = 1, Q1 = 0, Q2 = 0, Q3 = 0
  • Chu kỳ 6: Q0 = 1, Q1 = 1, Q2 = 0, Q3 = 0
  • Chu kỳ 7: Q0 = 1, Q1 = 1, Q2 = 1, Q3 = 0
• Giá trị số đếm thập phân tương ứng:
  • Chu kỳ 5: 0000 (0)
  • Chu kỳ 6: 0001 (1)
  • Chu kỳ 7: 0010 (2)