ระบบดิจิตอลเบื้องต้น

วธิ ีทา เน่ืองจากไอซเี บอร์ 74157 เป็นไอซีท่ีทาหนา้ ท่ีเลอื กขอ้ มลู จากอนิ พตุ 2 อนิ พตุ ใหไ้ ป ปรากฎท่ีเอาตพ์ ตุ ดงั นนั้ จงึ เลือกใชไ้ อซีเบอร์ 74157 แสดงวงจรดงั รูปท่ี 10 รูปท่ี 10 วงจรเลือกขอ้ มลู โดยใชไ้ อซเี บอร์ 74157 3 วงจรดีมลั ติเพลก็ ซเ์ ซอร์ (Demultiplexer : DEMUX) วงจรดีมลั ติเพล็กซเ์ ซอร์ เรยี กอีกอยา่ งหน่งึ วา่ วงจรกระจายขอ้ มลู ทาหนา้ ท่ีตรงกนั ขา้ ม กบั มลั ติเพล็กซเ์ ซอร์ คือทาหนา้ ท่ีกระจายขอ้ มลู อนิ พตุ 1 บิต ใหไ้ ปปรากฏท่ีเอาตพ์ ตุ ใดเอาตพ์ ตุ หน่งึ ตามการเลือกของตวั เลอื กขอ้ มลู ดงั แสดงในรูปท่ี 11 รูปท่ี 11 บล๊อกไดอะแกรมของดมี ลั ตเิ พล็กซเ์ ซอร์

จากบลอ็ กไดอะแกรมประกอบดว้ ยขอ้ มลู อนิ พตุ (Y) ขอ้ มลู เอาตพ์ ตุ (D0 - Dn)และ ตวั เลอื กขอ้ มลู (S0 - Sn)โดยความสมั พนั ธข์ องจานวนขอ้ มลู เอาตพ์ ตุ กบั จานวนบิตของ ตวั เลอื กจะเป็นเช่นเดยี วกบั วงจรมลั ตเิ พลก็ ซเ์ ซอร์ คอื ถา้ มีจานวนเอาตพ์ ตุ 4 เอาตพ์ ตุ ก็จะตอ้ งมีตวั เลอื กขอ้ มลู 2 บิต ถา้ มจี านวนเอาตพ์ ตุ 8 เอาตพ์ ตุ ก็จะตอ้ งมตี วั เลอื ก ขอ้ มลู 3 บิต เป็นตน้ จากรูปท่ี 12 แสดงตวั อยา่ งวงจรดีมลั ติเพล็กซเ์ ซอร์ ท่ีใชล้ อจิกเกตขนาด 4 เอาตพ์ ตุ รูปท่ี 12 วงจร ดมี ลั ติเพลก็ ซเ์ ซอร์ 4 ไอซีดีมลั ติเพล็กซเ์ ซอร์ 4.1 ไอซเี บอร์ 74155 (Dual 2-Line-to-4-Line Decoder/Demultiplexer) ไอซเี บอร์ 74155 เป็นไอซีท่ใี ชง้ านได้ 2 หนา้ ท่ี คอื ดโี คด้ เดอร์ และดมี ลั ตเิ พลก็ ซเ์ ซอร์ มีจานวน 2 ชดุ อยใู่ นไอซตี วั เดียวกนั ใชข้ าเลือกขอ้ มลู รว่ มกนั ขาอินพตุ คือขา C ขา เอาตพ์ ตุ คอื ขา Y0 ถึง Y3 ขาเลอื กขอ้ มลู คอื ขา B และ A ขาควบคมุ การทางาน คอื ขาสโตรบ G ดมี ลั ติเพลก็ ซเ์ ซอรช์ ดุ แรก เอาตพ์ ตุ Y จะมีสภาวะลอจิกตรงกนั ขา้ ม กบั อนิ พตุ ท่ปี อ้ นเขา้ มา สว่ นชดุ ท่ีสองจะมีสภาวะลอจิกท่ีเอาตพ์ ตุ เหมอื นกบั อินพตุ โดย ทางานท่ีลอจิก “0” แสดงโครงสรา้ งภายในดงั รูปท่ี 13 และ ตารางการทางานใน

ตารางท่ี 5 รูปท่ี 13 โครงสรา้ งภายในของไอซีเบอร์ 74155 ตารางท่ี 5 ตารางการทางานของไอซเี บอร์ 74155 ชดุ ท่ี 1 4.2 ไอซีเบอร์ 74154 (4-Line-to-16-Line Decoder/Demultiplexer) ไอซีเบอร์ 74154 เป็นไอซดี ีโคด้ เดอรท์ ่สี ามารถใชเ้ ป็นดีมลั ติเพลก็ ซเ์ ซอรไ์ ดโ้ ดยใหข้ า อีนาเบิล (ขา G) เป็นขาอนิ พตุ และใชอ้ นิ พตุ D , C , B และ A เป็นขาเลือกข้อมูล ดงั แสดงในรูปท1่ี 4 รูปท่ี 14 การใชง้ านไอซีเบอร์ 74154 ทาหนา้ ท่ีเป็นดีมลั ตเิ พลก็ ซเ์ ซอร์

ตารางท่ี 6 ตารางการทางานของไอซีเบอร์ 74155 ชดุ ท่ี 2 บทที่ 8 ฟลิปฟลอปและวงจรนับ ความหมายของวงจรฟลิปฟลอป ฟลปิ ฟลอป (Flip Flop) หมายถึง วงจรดจิ ิตอลท่ีเปลย่ี นสถานะทางเอาตพ์ ตุ เป็น 2 เอาตพ์ ตุ โดยท่ีเอาตพ์ ตุ ทงั้ สองจะมีสถานะตรงขา้ มกนั ฟลปิ ฟลอปจงึ เป็น หน่วยความจาพนื้ ฐานท่ีสรา้ งขนึ้ โดยใชล้ อจิกเกต และสามารถเก็บขอ้ มลู ขนาด 1 บติ ไวไ้ ดน้ านจนกว่าจะมสี ญั ญาณไปกระตนุ้ สัญญาณนาฬิกา วงจรฟลปิ ฟลอปจะเปลี่ยนสถานะเม่ือมสี ญั ญาณกระตนุ้ (Trigger Pulse) ซง่ึ ก็คอื สญั ญาณนาฬกิ า (Clock Wave Form) โดยท่วั ไปอาจจะเรยี กอีกอยา่ งวา่ สญั ญาณค ลอ็ ค (Clock Pulse ; CK) อารเ์ อสฟลิปฟลอป อารเ์ อสฟลิปฟลอป (RS Flip Flop) (Data Input) 2 ขวั้ คือ S (Set) และ R (Reset) ดา้ นเอาตพ์ ตุ มี 2 ขวั้ เช่นกนั คอื Q และ Q (อ่านว่าควิ บาร)์ คา วา่ Set หมายถงึ การทาใหฟ้ ลิปฟลอปอยใู่ นสถานะ “1” (Q = 1) สว่ นคา วา่ Reset หมายถึง หมายถึง การทาใหฟ้ ลิปฟลอปอย่ใู นสถานะ “0” (Q = 0) ดงั นนั้ การทางานของอารเ์ อสฟลิปฟลอปจงึ ขนึ้ อย่กู บั สญั ญาณนาฬิกา หรอื ตามจงั หวะของ พลั ส์ ทฟี ลปิ ฟลอป ทีฟลปิ ฟลอป (T Flip Flop) จะมดี าตาอนิ พตุ เพียงขวั้ เดยี ว คือ ขวั้ T การทางานจะทา ใหเ้ อาตพ์ ตุ มีสถานะตรงกนั ขา้ มกบั เอาตพ์ ตุ เดมิ เสมอ ทีฟลิปฟลอปจงึ เป็น

องคป์ ระกอบท่ีสาคญั ในวงจรนบั ซง่ึ ดดั แปลงมาจากอารเ์ อสฟลปิ ฟลอป แบง่ ไดเ้ ป็น 2 ชนิด คอื ทีฟลิปฟลอปแบบขอบขาขนึ้ และทีฟลปิ ฟลอปแบบขอบขาลง ดฟี ลปิ ฟลอป ดีฟลปิ ฟลอป (D Flip Flop) จะมดี าตาอนิ พตุ เพียง 2 ขวั้ คอื D (Data) และสญั ญาณ กระตนุ้ CK (Clock Pulse) ขอ้ มลู 0 หรอื 1 จะถกู ปอ้ นเขา้ ท่ีขวั้ D รอจนกระท่งั สญั ญาณนาฬกิ า CK มพี ลั สเ์ กิดขนึ้ กจ็ ะนาขอ้ มลู จากขวั้ D ในขณะนนั้ ไปแสดงผลท่ี เอาตพ์ ตุ โดยท่ีขอ้ มลู นนั้ จะยงั คงคา้ งอยทู่ ่เี อาตพ์ ตุ หรอื เก็บรกั ษาขอ้ มลู ไวต้ ลอด รอ จนกวา่ จะมีพลั สจ์ ากขวั้ CK เขา้ มากระตนุ้ จงึ จะนาขอ้ มลู จากขวั้ D ไปแสดงผลท่ี เอาตพ์ ตุ และเป็นเชน่ นีเ้ ร่อื ยไป เจเคฟลปิ ฟลอป เจเคฟลปิ ฟลอป (JK Flip Flop) มีขวั้ ดาตาอินพตุ 3 ขวั้ คอื ขวั้ J ขวั้ K และขวั้ สญั ญาณกระตนุ้ (CK) เป็นฟลิปฟลอปท่ีพฒั นามาจากอารเ์ อสฟลปิ ฟลอป (R = K และ S = J) กลา่ วคอื ในอารเ์ อสฟลิปฟลอป เม่ืออินพตุ เป็น 1 ทงั้ ขวั้ เซต็ และรเี ซ็ต เอาตพ์ ตุ ท่ไี ดจ้ ะเป็น 0 การใชป้ ระโยชนจ์ ากสถานะนีจ้ งึ เป็นไปไมไ่ ดเ้ พราะเอาตพ์ ตุ ไม่ ตรงขา้ มกนั ใหห้ ลีกเล่ยี งการใชง้ านสภาวะนี้ ถา้ ขวั้ เจและเคเป็น 1 เจเคฟลิปฟลอปจะ ทางานเหมือนกบั ทฟี ลิปฟลอป คอื เอาตพ์ ตุ Q จะเป็น 1 และ 0 สลบั กนั ไป วงจรนับ วงจรนบั (Counter Circuit) คอื วงจรดิจิตอลท่ที าหนา้ ท่ีนบั จานวนพลั สข์ องสญั ญาณ นาฬกิ าท่ีปอ้ นเขา้ มาทางอินพตุ ภายในวงจรนบั จะประกอบดว้ ยฟลิปฟลอปจานวน มากนามาตอ่ เรยี งกนั หลาย ๆ ภาค ซง่ึ ใชก้ นั มากในเครอ่ื งคอมพิวเตอร์

วงจรนบั ขนึ้ เป็นวงจรนบั ขนึ้ ขนาด 4 บิต ท่ีใชเ้ จเคฟลิปฟลอปกาหนดใหข้ วั้ J และ K มี ลอจิก 1 ตลอดเวลา สญั ญาณอินพตุ จะถกู ปอ้ นเขา้ ท่ีขวั้ สญั ญาณนาฬกิ า CK ซง่ึ ทางานแอกทฟี โลว์ (Active Low) วงจรนบั ลง เม่ือฟลปิ ฟลอปถกู กระตนุ้ ครงั้ แรก เอาตพ์ ตุ ทกุ ตวั จะมีระดบั ลอจิก 1 ซง่ึ เทียบไดก้ บั เลขฐานสบิ คอื 15 หลงั จากนนั้ เม่ือถกู กระตนุ้ แลว้ จะมีคา่ ลดลงเร่อื ย ๆ ครงั้ ละหนง่ึ จนกระท่งั เป็นศนู ย์ การแสดงผลเบอื้ งตน้ การแสดงผล (Display) คือ สว่ นสดุ ทา้ ยท่ีใชแ้ สดงผลการทางานของวงจรดจิ ิตอล มี หลายชนิดขนึ้ อยกู่ บั ลกั ษณะการนาไปใชง้ าน ไดแ้ ก่ แอลอีดี (Light Emitting Diode ; LED) หรอื ท่ีเรยี กวา่ ไดโอดเปลง่ แสง โดยแอลอีดีจะ สนิ้ เปลืองพลงั งานเพียงเลก็ นอ้ ย หนว่ ยเป็นมลิ ลวิ ตั ต์ การใชง้ านจะตอ้ งตอ่ รว่ มกบั ตวั ตา้ นทาน เพ่ือจากดั กระแสไฟฟ้าไมใ่ หม้ ากเกินไป เซเวน เซกเมนต์ (7-Segment) คือ แอลอีดี 7 สว่ น (7 ตวั ) ซง่ึ การแสดงผลของเซเวน เซกเมนตจ์ ะใชอ้ กั ษร a ถงึ g เม่อื แบง่ เซเวน เซกเมนตต์ ามโครงสรา้ งภายในจะมี 2 ลกั ษณะ คือ แบบคอมมอนแอโนด (Common Anode) และแบบคอมมอน แคโทด (Common Cathode) แอลซดี ี (Liquid Crystal Display ; LCD) เป็นอปุ กรณแ์ สดงผลท่ีใชผ้ ลกึ เหลว สามารถสรา้ งรูปแบบการแสดงผลไดห้ ลายรูปแบบ มจี ดุ เดน่ คือ จอแบนราบ ขนาด เลก็ นา้ หนกั เบา กินไฟนอ้ ย การแสดงผลมคี วามชดั ไมก่ ะพรบิ หรอื ส่นั ไหว