Pyetje dhe detyra

Ljubica MarkudovaIskra Jovanovska

Jasna Domazetovska

Elektronika digjitale dhe mikroprocesort

Pr vitin III

2012

Recensent: Dr. Marija Kacarska, profesoresh n Fakultetin e Elektrotekniks dhe Teknologjis

Informatike Inxh. e dipl. Sofija Temkova, profesoresh n SHMNK ,,Mihajlo Pupin, Shkup Inxh. e dipl. Nevenka Smilevska, profesoresh n SHMNK ,,Mihajlo Pupin, Shkup

** * *

Prkthyes:Riza Etemi

** * *

Redaktor t botimit n gjuhn shqipe:Prof. dr. Abdyl KoleciMr. sc. Festim Halili

Lektor:Abdulla Mehmeti

Prgatitja kompjuterike:Ljubica Markudova

Botuesi: Ministria e arsimit dhe shkencs e Republiks s Maqedonis

Shtypi: Graficki centar dooel, Shkup

Me aktvendim t Ministris pr Arsim dhe Shkenc t Republik s Maqedonis, me numr 22-5315/1, t dats 30.11.2010 sht miratuar prdorimi i ktij libri n shkollat e mesme profesionale.

CIP - . , 621.38. 049 .. 77 (075.3)004. 31 (075. 3)

, : [ ] / , , . - : , 2011. - 326, [ 1 ] . : . ; 23

ISBN 978-608-226-175-11. , [] 2. , []COBISS.MK-ID 86462986

ParathnieKy tekst shkollor u dedikohet nxnsve t vitit t tret n shkollat e mesme profe-

sionale, drejtimi i elektrotekniks, pr profilin arsimor elektroteknik, elektronik dhe te-lekomunikacion. Teksti sht i punuar sipas programit t reformuar arsimor dhe ka pr qllim n trsi ti mbuloj prmbajtjet msimore nga lnda e Elektroniks digjitale dhe mikroprocesorve, n vitin e tret. Ky program msimor psoi reform n vitin 2006, n pajtim me reformat n arsimin e mesm profesional, pr modernizimin e msimdhnies dhe programeve msimore n arsimin profesional.

Lnda Elektronika digjitale dhe mikroprocesort, n vitin e tert, sht prfshir me fond prej 5 orsh n jav, ose 180 or msimore n vit. Sfid t veant pr ekipin e autorve t ktij libri paraqet trheqja dhe interesi q shkakton zhvillimi i mikroprocesorve dhe kompjuterve. Q prdorimi i kompjuterve t jet i suksesshm duhet s pari ti njohim ato. Libri vjen si rezultat i puns dhjetvjeare n krkime, analiza dhe seleksionimi t nj game t gjer t materialit arsimor nga fusha e elektroniks digjitale dhe tekniks s mikroprocesorve. N prpilimin e ktij teksti msimor kan kontribut edhe vet nxnsit, me mendimet dhe sugjerimet e tyre pr msimin dhe prezantimin e materialit msimor nga kjo lnd.

Teksti prmban gjithsej nnt tema. Tema e par, Komponentat themelore kom-binuese dhe sekuenciale (vijuese), paraqet prsritje t materialit msimor nga lnda Elektronika digjitale dhe mikroprocesort, e vitit t dyt. Nj prsritje e ktill sht me rndsi t veant pr ta kuptuar materialin msimor n vazhdim, sepse mikroprocesort jan dizajnuar po nga kto komponenta.

Tema e dyt, Bazat e kompjuterve, sht n korrelacion me lndn Informatika, pr vitin e par. Nxnsit duhet ti verifikojn njohurit e tyre pr karakteristikat dhe funksio-nimin e komponentave themelore harduerike dhe softuerike.

Me karakteristikat themelore, komponentat prbrse dhe mnyrn e puns s modelit t prgjithsuar t mikroprocesorit do t njihemi n temn e tret, Arkitektura e prgjithsuar e mikroprocesorit.

Pas njohjes me arkitekturs s prgjithshme t mikroprocesorit sht e nevojshme t njihemi me mnyrn e lidhjes s tij me lloje t ndryshme t memorieve dhe pajisjeve periferike. Ky sht qllimi msimor i tems s katrt, Lidhja e mikroprocesorit.

Tema e pest msimore quhet Programimi i mikroprocesorit. Lnda Elektronika digjitale dhe mikroprocesort sht e vetmja lnd e rregullt n t ciln msohet zbati-mi i gjuhve programuese. Si gjuh programuese sht zgjedhur asambleri, q i prket gjuhve programuese t nivelit t ult. Por, afrsia e ksaj gjuhe me gjuhn e makins na mundson m mir ti studiojm resurset harduerike t mikroprocesorve dhe kompo-nenteve t tjera n kompjuter.

Tema e gjasht, Mikrokontrolluesit merren me studimin e harduerit dhe softuerit t nj mikrokontrolluesi real, PIC16f84. N dy-tre vitet e fundit, kjo tem shkakton interes t veant tek nxnsit sepse njohurit teorike nga kjo fush i zbaton n praktik, n lndn Msim praktik t vitit t tret dhe t katrt.

Me temn e gjasht, Mikroprocesort 8-bitsh (mikroprocesori 8085) fillon studi-mi i mikroprocesorve real t kompanis Intel. Me performancat e tij, ky mikroprocesor nuk krahasohet me perfomancat e mikroprocesorit Pentium. Por, mikroprocesort 8085 akoma prodhohen n numr t madh sepse gjen zbatim t madh n aparatet dhe pa-jisjet e thjeshta elektronike. Ky mikroprocesor sht i veant n fushn e tekniks s mikroprocesorve.

Prmes studimit t mikroprocesorve 16 dhe 32 bitsh, n temn e tet, ngadal por sigurt afrohemi tek mikroprocesort modern Pentium. sht shum joreale q direkt t futemi n studimin e arkitekturs s mikroprocesorve Pentim, pa pasur njohuri mbi pjest prbrse dhe mnyrn e puns t gjeneratave paraprake t mikroprocesorve. Pr kt tem msimore rndsi t veant kan hapat e paraqitjes s materialit arsimor.

E fundit, tema e nnt i shtjellon mikroprocesort Pentium. Q nxnsit ta kuptojn sa m leht kt material msimor kompleks sht prdorur qasja n blloqe dhe selektim n analizn e pin-diagrameve.

N kt tekst msimor, pas do teme ka pyetje, detyra dhe aktivitete, me ka tento-het q t zbatohen njohurit dhe t kontrollohen arritjet e nxnsve.

Grupi i autorve ka tentuar q n kt libr materialin msimor ta prezantoj n mnyrn sa m t thjesht dhe t kuptueshme, me sqarime t sakta t hapave dhe proce-seve, prpunimin e fotografive dhe vizatimeve t qarta.

U falnderohemi familjeve tona pr prkrahjen pa rezerv gjat prpilimit t ktij libri.

Gjithashtu, i falnderohemi komisionit recensues q me sugjerimet e dobishme kontribuuan pr realizimin sa m suksesshm t ktij libri.

Autort

Prmbajtja

1. Komponentat themelore kombinuese dhe sekuenciale (vijuese) ....................... 1 1.1. Sistemet numerike .................................................................................................... 1 1.1.1. Sistemi numerike binare ............................................................................. 1 1.1.2. Sistemi numerike heksadecimale ............................................................ 3 1.2. Qarqet logjike themelore ....................................................................................... 5 1.3. Qarqet logjike t integruara .................................................................................. 8 1.4. Qarqet kombinuese .................................................................................................. 11 1.4.1. Multiplekst demultiplekst................................................................... 11 1.4.2. Koduesit dhe dekoduesit ............................................................................ 13 1.4.3. Qarku pr mbledhje aritmetike ................................................................ 14 1.4.4. Njsia aritmetike logjike nj bitsh ...................................................... 16 1.5. Qarqet sekuenciale (vijuese) ................................................................................. 18 1.5.1. Flip - fl opi .......................................................................................................... 19 1.5.2. Regjistrat ........................................................................................................... 24 1.5.3. Numruesit ....................................................................................................... 26 1.6. Multivibratort ........................................................................................................... 31 1.6.1. Multivibratori monostabil ........................................................................... 31 1.6.2. Multivibratori jostabel .................................................................................. 32 1.7. Memoriet gjysmpruese .................................................................................... 33 1.7.1. Organizimi i ipit t memories .................................................................. 33 1.7.2. RAM memoria ................................................................................................. 37 1.7.3. ROM memoria ................................................................................................. 39Prfundime ....................................................................................................................................... 41Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 42

2. Bazat e mikrokompjuterve ............................................................................................... 46 2.1. Hyrje n sistemin mikrokompjuterik .................................................................. 46 2.2. Organizimi i kompjuterit......................................................................................... 47 2.3. Organizimi baz i mikroprocesorit ...................................................................... 49 2.4. Organizimi i memories ............................................................................................ 51 2.5. Puna e llogaritsit ...................................................................................................... 54Prfundime ....................................................................................................................................... 57Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 58

3. Arkitektura e prgjithsuar e mikroprocesorit ............................................................ 60 3.1. Zhvillimi historik i mikroprocesorit ..................................................................... 60

3.2. Tipet e t dhnave ..................................................................................................... 63 3.3. Arkitektura globale e mikroprocesorit............................................................... 68 3.3.1. Regjistrat e mikroprocesorit ....................................................................... 69 3.3.2. Njsia aritmetike-logjike ............................................................................. 72 3.3.3. Njsia udhheqse ........................................................................................ 74 3.4. Karakteristikat e prbashkta t mikroprocesorit ......................................... 76 3.5. Pin diagrami i mikroprocesorit ............................................................................. 79 3.6. Prdorimi i stak memories ..................................................................................... 81Prfundime ....................................................................................................................................... 84Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 86

4. Sistemet me mikroprocesor ............................................................................................... 88 4.1. Konceptet themelore t lidhjes s mikroprocesorve ................................. 88 4.2. Lidhja me RAM dhe ROM memorien .................................................................. 89 4.3. Memoria virtuale ....................................................................................................... 91 4.4. Organizimi i KESH memories ................................................................................. 95 4.5. Lidhja me pajisjet hyrse - dalse ........................................................................ 97 4.6. Portat hyrse dalse praktike ............................................................................ 101 4.7. Sistemet me ndrprerje .......................................................................................... 104 4.8. DMA transmetimi ...................................................................................................... 106 4.9. Kodimi adresor ........................................................................................................... 109Prfundime ....................................................................................................................................... 114Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 116

5. Programimi i mikroprocesorit ........................................................................................... 120 5.1. Ndarja e gjuhve programuese ............................................................................ 120 5.2. Njsit prbrse t instruksioneve (komandave) n asambler .............. 123 5.3. Mnyrat e adresimit .................................................................................................. 124 5.4. Bashksia e instruksioneve n mikroprocesorin e prgjithshm ............ 128 5.4.1. Instruksionet pr transferimin e t dhnave ........................................ 128 5.4.2. Instruksionet aritmetike .............................................................................. 130 5.4.3. Instruksionet logjike ..................................................................................... 132 5.4.4. Instruksionet pr rrotullim dhe zhvendosje ......................................... 133 5.4.5. Instruksionet pr krcim dhe degzim .................................................. 134 5.4.6. Instruksionet pr pun me nnprogramet ........................................... 136 5.5. T shkruarit e programit .......................................................................................... 137 5.5.1. Programi i thjesht ........................................................................................ 138 5.5.2. Programi me degzime ............................................................................... 139 5.5.3. Programi me cikle (prsritje) ................................................................... 141Prfundime ....................................................................................................................................... 143Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 145

6. Mikrokontrolluesit ................................................................................................................. 148 6.1. Mikrokontrolluesit, hyrje ......................................................................................... 148 6.2. Mikrokontrolluesi PIC 16f84 ................................................................................. 151 6.3. Memoriet me PIC 16f84 ......................................................................................... 153 6.4. Mnyra e adresimit tek PIC 16f84 ....................................................................... 156 6.5. Pin diagrami i PIC 16f84 ......................................................................................... 158 6.6. Sistemi kohor i PIC 16f84 ....................................................................................... 160 6.7. Njohja e ndrprerjeve tek PIC 16f84 .................................................................. 163 6.8. Regjistrat n PIC 16f84 ............................................................................................ 166 6.9. Bashksia e instruksioneve n PIC 16f84 ......................................................... 170 6.10. Lidhja e mikrokontrolluesit me PIC 16f84 ..................................................... 173 6.11. Programimi n PIC 16f84 ..................................................................................... 175Prfundime ....................................................................................................................................... 180Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 182

7. Mikroprocesort 8-bitsh (procesori 8085) ................................................................. 186 7.1. Pin diagrami I mikroprocesorit 8085 .................................................................. 186 7.2. Arkitektura e mikroprocesorit 8085 .................................................................... 190 7.3. Ciklet e makins pr mikroprocesorin 8085 ................................................... 194 7.4. Mnyrat e adresimit pr mikroprocesorin 8085 ............................................ 197 7.5. Bashksia e instruksioneve pr mikroprocesorin 8085 .............................. 200 7.5.1. Instruksionet pr transferimin e t dhnave ........................................ 200 7.5.2. Instruksionet aritmetike .............................................................................. 202 7.5.3. Instruksionet logjike ..................................................................................... 204 7.5.4. Instruksionet pr rrotullim .......................................................................... 205 7.5.5. Instruksionet pr krcim.............................................................................. 206 7.5.6. Instruksionet pr pun me nnprogramet ........................................... 207 7.5.7. Instruksionet pr pun me stak memorien .......................................... 208 7.6. T shkruarit e programit pr mikroprocesorin 8085 .................................... 209 7.6.1. Softuer pr rregullimin e komunikacionit n nj udhkryq t thjesht .................................................................................... 211 7.6.2. Krahasimi i kodeve ........................................................................................ 213 7.7. Komponentet integruese pr sistem kompjuterik 8085 ............................. 214 7.7.1. Komponenta interfejs (ndrfaqe) 8212 ................................................. 215 7.7.2. Komponenta programuese 8255 ............................................................ 217Prfundime ....................................................................................................................................... 221Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 223

8. Mikroprocesori 16 dhe 32 bit............................................................................................. 227 8.1. Karakteristikat themelore t mikroprocesorit 8086 ..................................... 227 8.2. Pin diagrami i mikroprocesorit 8086 ................................................................. 230 8.3. Regjimi minimal dhe maksimal i puns ............................................................ 233 8.4. Puna n mod real ...................................................................................................... 235

8.5. Mnyra pr adresim pr mikroprocesorin 8086 ............................................ 237 8.6. Bashksi instruksionesh pr mikroprocesorin 8086 .................................... 240 8.6.1. Instruksionet pr transferimin e t dhnave ........................................ 241 8.6.2. Operacionet me vargje ................................................................................ 243 8.6.3. Instruksionet aritmetike .............................................................................. 244 8.6.4. Instruksionet logjike ..................................................................................... 247 8.6.5. Zhvendosje dhe rrotullim ........................................................................... 249 8.6.6. Instruksionet pr krcim dhe nnprograme ........................................ 250 8.7. T shkruarit e programit pr mikroprocesorin 8086 ..................................... 252 8.8. Qarqet e integruara pr formimin e sistemit mikrokompjuterik 8086 ... 254 8.8.1. Prdorimi i qarkut integrues 8254 ........................................................... 254 8.8.2. Tajmeri programues 8254 .......................................................................... 258 8.9. Karakteristikat baz t mikroprocesorit 80286 .............................................. 262 8.10. Karakteristikat baz t mikroprocesorit 80386 ........................................... 265 8.11. Karakteristikat baz t mikroprocesorit 80486 ........................................... 270Prmbajtja ......................................................................................................................................... 272Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 275

9. Mikroprocesori Pentium .......................................................................................................... 279 9.1. Mikroprocesori Pentium 1 ...................................................................................... 279 9.2. Pin diagrami i mikroprocesori Pentium 1 ......................................................... 283 9.3. Menaxhuesi i memories Pentium ........................................................................ 285 9.4. Puna n modin virtual mbrojts .......................................................................... 289 9.5. Mikroprocesori Pentium Pro .................................................................................. 291 9.6. Mikroprocesori Pentium 2 ...................................................................................... 293 9.7. Mikroprocesori Pentium 3 ...................................................................................... 296 9.8. Mikroprocesori Pentium 4 ...................................................................................... 298 9.9. Mikroprocesori Pentium dual core ...................................................................... 301 9.10. Qarqet integruese pr formimin e sistemit mikrokompjuterik Pentium ...................................................................................................................... 304 9.11. Qarqet integruese pr lidhjen e mikroprocesorit Pentium me memorien .................................................................................................................. 304 9.12. Qarku integrues Intel 865G ipsat .................................................................... 307Prmbajtja ......................................................................................................................................... 313Pyetje dhe detyra ........................................................................................................................... 315

1


1. Komponentat themelore kombinuese dhe sekuenciale (vijues)

1.1. Sistemet numerike

Pr kuptimin m t mir t puns s mikroprocesorit me rndsi t veant sht q ti njohim mir sistemet numerike binare dhe heksadecimale. N jetn e prditshme nje-riu e prdor sistemin numerik dhjetor. N kt sistem numerik prfshihen numrat nga 0 deri n 9, pra gjithsej 10 shifra. Duke filluar nga e djathta n t majt, shifra e par paraqet njshet, shifra e dyt paraqet dhjetshet, e treta qindshet pastaj mijshet e kshtu me radh. Pra, konkludojm se do shifr e numrit ka rndsin e vet q varet nga pozicioni i vendosjes n at numr. Shifra q paraqet njshet ka rndsin 100=1, ajo q jep num-rin e dhjetsheve ka rndsin 101=10, shifra q jep numrin e qindsheve e ka rndsin (bazn) 102=100 etj.

1.1.1. Sistemi numerik binar

N sistemin numerik binar, numrat formohen nga dy shifra 0 dhe 1. Si te numrat dhjetor ashtu edhe te numrat binar shifrat kan rendsi t ndryshme, n vend t dhjets n bazn e fuqis sht numri 2. Ashtu q, duke nisur nga e djathta n t majt shifra e par ka rndsin 20=1, e dyta 21=2, e treta 22=4, e katrta 23=8 etj.

Nse duam q nj numr i shkruar n sistemin numerik binar ta kthejm n sistem numerik dhjetor, ather duhet ti mbledhim shifrat e numrit binar, por paraprakisht du-het shumzuar me rndsin e tyre, si sht treguar n shembullin 1.1.

Shembulli 1.1: Numrin 1010112 duam ta paraqesim si numr t sistemit numerik dhjetor

2

Komponentat themelore kombinuese dhe sekuenciale (vijues)

25 24 23 22 21 20 - pozicioni 1 0 1 0 1 12 = 12 + 12

1 + 0 22 + 123 + 024 + 125=1+2+4+8=4310

Shifrat 0 dhe 1 n sistemin numerik binar quhen bit. Biti q shumzohet me pozicio-nin 20=1 quhet me rndsi m t vogl, ndrsa biti q shumzohet me fuqin m t mad-he (nga shembulli 25) quhet bit me rndsi m t madhe.

Nse duam q nj numr dhjetor ta kthejm n numr t sistemit binar numerik, ather veprojm n kt mnyr. Numrin e pjestojm me 2 dhe anash e shkruajm mbetjen. Rezultati i plot i fituar nga pjestimi prsri e pjestojm me 2 dhe anash shkruajm mbetjen. Kt procedur e prsrisim deri sa t fitojm rezultatin zero. Pastaj e lexojm rezultatin e fituar nga posht lart t treguar n shembullin 1.2.

Shembulli 1.2: Numrin 3810 duam ta paraqesim si varg zerosh dhe njshash.

mbetja 38 : 2 = 19 0 19:2=9 1 9 : 2 = 4 1 4 : 2 = 2 0 2 : 2 = 1 0 1 : 2 = 0 1 Rezultati i fituar sht 3810 = 1001102.

Ndoshta mnyra m e shpejt e shndrrimit t numrave nga dhjetor n sistem nu-merik binar sht q numrin dhjetor ta paraqesim si shum t disa numrave 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 etj. Kto paraqesin rndsin e shifrave n sistemin numerik binar. Nse njra nga kto pozicione futet n shum, ather n vendin e asaj shifre vendosim 1, nse nuk futet pozicioni n shum ather vendosim tek shifra zero. Kjo sht treguar n shembul-lin numr 1.3.

Shembulli 1.3: Numri 38 mund t fitohet si shum e numrave 32, 4 dhe 2. Kjo nnkupton q njshat do t vendosen n pozicionin e dyt, tret dhe gjasht t numrit binar, duke filluar nga djathtas n t majt, sepse shifra e dyt ka rndsin 21=2, e treta 22=4 dhe e gjashta 25=32.

Ndoshta dikush do t pyes se pse sistemi numerik binar sht shum i rndsishm. sht thelbsor, sepse korrespondon me gjuhn e makins. Gjuha e makins sht gjuh e kompjuterit dhe i t gjitha pajisjeve digjitale. N gjuhn e makins njishi nnkupton prueshmri rrym ose ekzistenc tensioni ndrsa zero nnkupton t kundrtn, paprueshmri rryme ose mosekzistenc tensioni.

3


1.1.2. Sistemi numerik heksadecimal

Numrat e shkruar n sistemin numerik digjital jan shum t gjat. Me qllim q t shkurtohet regjistrimi, prdoret sistemi numerik heksadecimal. N kt sistem num-rash numrat formohen me 16 shifra. 10 shifrat e para ja t njjt si te sistemi i numrave dhjetor nga 0 deri te 9, pastaj pasojn shifrat e paraqitura me shkronja, dhe at 16=1010, 16=1110, 16=1210, D16=1310, 16=1410, F16=1510. N vend t indeksimit 16 numrat heksadeci-mal shnohen me shkronjn n fund t numrit. Shndrrimi i numrit nga sistemi numerik heksadecimal n at dhjetor bhet njjt sikurse shndrrimi nga aji binar n dhjetor, me t vetmin ndryshim q ktu prdorim bazn 16 e jo 2, ndrsa vlera e fuqis varet nag po-zicioni i shifrs n numr. Kjo sht treguar n shembullin 1.4.

Shembulli 1.4: 2= 2 161 + A 160 = 2 16 + A 1 =32+10 = 4210

Nse duam numrin dhjetor ta shndrrojm n numr heksadecimal, ather numrin e pjestojm me 16 ndrsa mbetjen e shkruajm anash.

Pr ne interesi sht shndrrimi i numrave nga sistemi numerik heksadecimal n at binar dhe e kundrta. Q ta shndrrojm numrin heksadecimal n binar nuk duhet kurrfar prllogaritje, por thjesht i zvendsojm shifrat heksadecimale me ato binare. Nj shifr e sistemit numerik heksadecimal paraqitet me katr shifra t sistemit numerik binar. Cila do shifr e sistemit numerik heksadecimal mund t paraqitet si shum e num-rave 1, 2, 4 dhe 8. N pozicionet e shifrave q futen n shum shkruhet 1, ndrsa n pozici-onet e shifrave q nuk futen n shum shkruhet 0. Kjo sht ilustruar n shembujt 1.5, 1.6 dhe 1.7.

Shembulli 1.5: Numrin C(16)=12(10) mund ta paraqesim si shum t numrave 8 dhe 4 dhe pr shkak t ksaj si numr binar ky numr do t ishte 1100. N vendin e 2 dhe 1 shkruam zero, sepse nuk futen n shum.

Shembulli 1.6: Numri 7(16)=7(10) paraqet shum t numrave 4, 2 dhe 1, n sistemin nume-rik binar ky numr do t paraqitej si 0111.

Shembull 1.7: 4 = 1110 01002

16= 1410=810+410+210 416=410

Nse duam q nj numr binar ta paraqesim n heksadecimal, ather numrin bi-nar e ndajm n grupe prej katr shifrash, duke nisur nga djathtas n t majt dhe secilit grup i korrespondon nj shifr heksadecimale. N qoft se Grupi i fundit nga e majta nuk ka 4 shifra, ather i shtojm zero nga e majta. Kjo sht paraqitur n shembullin 1.8.

4


Shembulli 1.8: Numri binar 000110101001 duhet t shndrrohet n sistem numerik hek-sadecimal

0001 1010 1001 = 19116=110, 16=1010= 810+210, 916=910=810+110

Mbledhja n sistem numerik heksadecimal bhet ashtu q mblidhen shifrat e pozi-cioneve t njjta ngjashm sikurse tek sistemi numerik dhjetor. Nse shuma e dy shifra-ve sht m i madh se 16, ather shuma pjestohet me 16 dhe si rezultat n at pozicion shkruhet mbetja, ndrsa n pozicionin e ardhshm e mbartim hersin e fituar. Mbledhja sht treguar n shembullin 1.9.

Shembulli 1.9: 1 - mbartim 3 2 - numri i par

+ 9 1 - numri i dyt 3 - shuma

Gjat mbledhjes t ktyre dy numrave do t paraqitet mbartje n pozicionin e tret nga e djathta.16+916=1010+910=1910, 1910:1610=110 mbetja 310Mbetjen 3 e shkruajm si rezultat t pozicionit t tret nga e djathta, ndrsa hersin 1 e mbartim n pozicionin e katrt. Pr pozicionin e katrt do t fitojm rezultatin A16+316+116= 1010+310+110=1410=E16

Tek operacioni i mbledhjes kemi mbartje nga pozicioni m i ult n m t lartin, ndrsa tek operacioni i zbritjes kemi huazim nga pozicioni m i lart n m t ultin. N sistemin numerik dhjetor huazohet (merret) 10, ndrsa n sistemin numerik heksadecimal 16. Kjo sht treguar ne shembullin 1.10.

Shembulli 1.10:16 167 5 D 3

- 1 C 85 9 2 B

Numri 8 sht m i madh se numri 3. Huazojm nga pozicioni m i lart. N pozicionin e par mbledhim numrat 16 dhe 3 dhe nga shuma 19 e heqim numrin 8. N pozicionin e par fitojm rezultat 19-8=11(10)=B(16). Sepse pr pozicionin e par huazuam nga e dyta, numrin D16 do ta zvoglojm pr nj dhe do t mbetet C16. 16-16 = 216.

Sistemi numerik binar sht m prezenti gjat puns m llogarits dhe sisteme t tjera digjitale, ndrsa heksadecimali shpesh prdoret pr shkak t regjistrimeve t vogla q ai i afron.

5


1.2. Qarqet logjike themelore

Qarqet logjike themelore q prdoren pr prpunimin e sinjalit digjital jan inver-tori (NOT-JO), OR-OSE, AND-DHE, JODHE-NAND, JOOSE-NOR, EKSILI dhe EKSILI qarku. Pr kto qarqe logjike sht e nevojshme t njihen simbolet dhe tabela e vrtetsis s tyre. Pr t kuptuar sa m mir punn e tyre secili funksion logjik sht paraqitur me an t qar-kut elektrik i prbr nga dy ndrprers, burimin me tensionin njkahsh dhe llamb si harxhues.

Qarku DHE Q dalja n qarkun DHE t jet nj t gjitha hyrjet duhet t jen n nivel t lart prkatsisht, n nivel t njshit logjik. Q dalja n qarkun DHE t jet zero logjike duhet q s paku njra nga hyrjet t jet n nivel t zeros logjike.

Q t ndrioj llamba duhet q t dy ndrprersit t jen t mbyllur.

Q=%&

% & Q

0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Simboli logjik Tabela e vrtetsis Qarku elektrik

Figura 1.1 Paraqitja e qarkut DHE - AND

Qarku OSE - OR Q dalja n qarkun OSE t jet zero t gjitha hyrjet duhet t jen n nivel t ult prkatsisht n nivel t zeros logjike. Q dalja n qarkun OSE t jet njshi logjik sht e mjaftueshme q s paku njra nga hyrjet t jet n nivelin e njshit logjik.

Q t ndrioj llamba duhet q t paktn njri nga ndrprersit t jet i mbyllur.

Q=%&

% & Q

0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1


Figura 1.2 Paraqitja e qarkut OSE - OR

6


Invertuesi (JO - NOT) Invertuesi shrben pr llogaritjen e komplementit t par t bitit hyrs. Nse n hyrje t invertuesit kemi njish logjik ather n dalje do t fitojm zero logjike dhe e kundrta.

Q=

A Q

A

A

0 1

1 0


Figura 1.3. Paraqitja e invertuesit

Qarku JO dhe - NAND Ky qark paraqet kombinim t dy qarqeve logjike, qarkut DHE invertuesit. N dal-je jep zero vetm kur te dy hyrjet jan njisha prkatsisht n nivel t lart. Q n dalje t fitojm njish sht e mjaftueshme q njra nga hyrjet t jet n nivel t ult prkatsisht n zero logjike. Llamba nuk do t ndrioj vetm kur t dy ndrprersit jan t mbyllur. T dy ndrprersit e mbyllur formojn lidhje t shkurtr pr llambn.

Q=

% & Q

0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Simboli elektrik Tabela e vrtetsis Qarku elektrik

Figura 1.4. Paraqitja e JODHE NAND qarkut

Qarku JOOSE - NOR Qarku NOR paraqet kombinim t dy qarqeve logjike, qarkut OSE-OR dhe invertuesit. N dalje jep njish vetm kur t dy hyrjet jan zero prkatsisht jan n nivel t ult. Q n dalje t fitojm zero sht e mjaftueshme q njri nga hyrjet t jet n nivel t lart ose n njish logjik. Llamba nuk do t ndrioj nse njri nga t dy ndrprersit sht i mbyllur sepse kri-johet lidhje e shkurtr me llambn.

Q=

% & Q

A B

0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0


Figura 1.5. Paraqitja e qarkut JOOSE - NOR

7


Qarqet XOR dhe XNOR Qarku XOR bn krahasim t bitve hyrs. N dalje t tij fitojm zero nse bitt hyrs jan t njjt, ndrsa njish nse jan t ndryshm.

Q=AB

% & Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Simboli logjik Tabela e vrtetsis

Figura 1.6. Paraqitja e qarkut XOR

XNOR paraqet kombinim t dy qarqeve logjike, qarkut XOR dhe invertues. N dalje t tij fitojm njish nse bitt hyrs jan t njjt, zero nse jan t ndryshme.

Buff erDalja e buff erit sht i njjt me hyrjen e tij.

Simboli logjik Tabela e vrtetsis

A Q

0 0

1 1Q=%

Figura 1.7. Paraqitja e buff erit

Buff eri nuk bn prpunim t sinjalit, por pr ndryshim nga qarqet tjera logjike ai mund t duroj ngarkesa m t mdha t rryms n dalje t tij. Pr shkak t ksaj ai prdoret kur n dalje t ndonj qarku logjik duhet t lidhen disa qarqe t tjera logjike. Kjo sht treguar n fotografin 1.8.

linj

linf lin

Figura 1.8. Lidhja e daljes A me disa qarqe logjike me an t buff erit.

Prkrah buff erit standard n qarqet digjitale prdoret edhe i ashtuquajturi buff eri me tri gjendje. Ky lloj buff eri ka tre pina: hyrje, dalje dhe pin kontrollues. Nse biti kont-

8


rollues sht zero, ather dalja sht n gjendje t impedancs s lart. Nse biti kontrol-lues sht njish, ather dalja do t jet e njjt me hyrjen. Prmes bitit kontrollues bjm kyje dhe shkyje t pinit dals. Buff eri shpesh prdoret kur disa pajisje duhet t lidhen n linjn e njjt pr transmetim.

Simboli logjik Tabela e vrtetsisKontrollimi Q

1 0 01 1 1

0 0 Gjendja e impedanss s lart

0 1 Gjendja e impedanss s lart

Kontrollimi

Figura 1.9. Paraqitja e buff er-it me tri gjendje

1.3. Qarqet logjike t integruara

Me grupimin e qarqeve logjike themelore formohen qarqe t ndrlikuara si jan komponentat kombinuese dhe sekuenciale (vijues). Por, q qarqet logjike pr tu lidhur n nj trsi funksionale, t njjtit duhet ti plotsojn kushtet e caktuara. Ato duhet t shfrytzojn tensionin e njjt pr furnizim dhe nivelet logjike pr hyrje dhe dalje t jen n pajtueshmri. Qarqet e integruara q plotson kt kusht formojn t ashtuquajturat familje nga qarqet e integruara. Familjet e qarqeve t integruara m t njohura jan fa-miljet TTL (Transistor-Transistor -Logic) dhe CMOS (Complementary Metal-Oxide-Silicon). N kornizn e ktyre familjeve jan prsosur m shum seri qarqesh t integruara. Pr shembull n kornizat e familjes TTL ekzistojn serit: TTL(74xx), TTL(74LSxx), TTL(74Sxx), TTL(74ALSxx), TTL(74ALSxx), ndrsa n kornizat e familjes CMOS serit: CMOS(40xx), CMOS(74HCxx), CMOS(CD4xx).

T gjitha qarqet e integruara nga familja TTL shfrytzojn tension t furnizimit nga +5V0,25V. N tabeln 1.1. jan dhn nivelet hyrse dalse t tensionit pr gjendjen e zeros logjike dhe gjendjen e njishit logjik.

Niveli logjik Tensioni hyrs Tensioni dals0 0,8V max 0,45V max

1 2V min 2,4 V min

Tabela 1.1. Vlerat e tensionit pr qarkun e integruar t familjes TTL

Nse n pinin hyrs arrin sinjal, me rast tensioni ka vlern ndrmjet 0.8 e 2.0 V, ather gjendja do t jet e pa definuar.

9


N fotografin 1.10. jan dhn skemat e disa qarqeve integruese t familjes TTL. T gjitha kto qarqe i prkasin familjes standarde t TTL seris 74xx dhe jan n paketim me linj duale (t dyfisht). Qarku 7400 prmban katr porta NAND, secila me nga dy hyrje. Qarku 7402 prmban katr porta NOR, secila me dy hyrje. 7404 prmban gjasht inver-tor identik dhe qarku 7420 prmban dy qarqe NAND, secila me nga katr hyrje. Hyrjet e pashfrytzuara t portave AND dhe NAND duhet t lidhen me tensionin e furnizimit. N rast se ky tension sht m i madh se 5,5V ather duhet prdorur pull up rezistort. Hyrjet e pashfrytzuara t portave OR dhe NOR duhet t lidhen me tokzimin.

7420 Qarku7404 Qarku

7400 Qarku 7402 Qarku

Figura 1.10. Struktura t qarqeve integruese nga familja TTL

N tabeln 1.2. jan dhn vlerat maksimale t rrymave hyrse dhe dalse pr nive-let e zeros logjike dhe njishit logjik.

Niveli logjik Rryma hyrse Rryma dalse

0 - 1,6mA max 16mA max

1 0,04mA max 0,4mA max

Tabela 1.2. Vlerat e rryms pr qarqet e integruara t familjes TTL

Shenja minus n rrymn hyrse pr nivelin e njshit logjik nnkupton se drejtimi i rryms sht me kahje drejt pinit por nga pini. Vlerat maksimale t rrymave prdoren pr llogaritjen e ngarkess t pinve dals t qarqeve logjike, pasi q n pinin dals t nj qar-

10


ku logjik mund t lidhn qarqe kombinuese tjera. Pr tu arritur kompatibilitet i mir, shu-ma e rrymave hyrse n qarqet e lidhura logjike nuk guxon t jet m e madhe nga rryma n pinin dals t qarkut t par logjik.

Lidhja e nj qarku logjik me disa qarqe t tjera logjike sht treguar n fotografin 1.11. Bhet fj al pr qarkun integrues 7404 q prmban gjasht invertues identik n pa-ketim me linj t dyfisht (Figura 1.10.). Kur n dalje t qarkut kemi zero logjike ather rryma dalse do t ket vlern 1da

11


N tabeln 1.3. jan treguar nivelet hyrse dalse t tensionit pr gjendjen e zeros logjike dhe njishit logjik pr qarqet e integruara t familjes CMOS.

Rrymat hyrse dhe dalse n qarqet e familjes CMOS pr nivelin e zeros logjike dhe njishit logjik jan shum m t vogla se ato t familjes TTL dhe kan shkalln matse t rendit . Kjo vjen nga impedansa e madhe hyrse t FET-tve nga t cilt jan br qar-qet logjike CMOS.

1.4. Qarqet kombinuese

Nga portat logjike baz mund t nxirret t ashtuquajtura qarqe kombinuese m komplekse. Te qarqet kombinuese gjendja e daljeve varet vetm nga gjendja momentale e hyrjeve. Pr dallim nga qarqet sekuenciale gjendjet paraprake hyrse dhe dalse skan kurrfar ndikimi mbi gjendjen momentale t daljeve.

QARQET KOMBINUESE

Funksionet aritmetike-logjike

Transmetimi i t dhnave

Konvertues kodesh

Qarku pr mbledhje ose

zbritje, Krahasuesi

Multipleksat Demultipleksat

Kodues Dekodues

Kodues binar BCD Kodues 7

Koduesi segment

Figura 1.12. Ndarja e qarqeve kombinuese

N fotografin 1.12. paraqitet ndarja e qarqeve kombinuese n varsi t prdorimit t tyre. N vazhdim t tekstit pr secilin qark do t japim sqarim.

1.4.1. Multipleksat - demultipleksat

Multipleksi sht qark me 2n hyrje t dhnash, nj dalje t dhnash dhe n hyrje kontrolluese (adresues) me an t s cilve selektohet njri nga hyrjet. Hyrja e selektuar lidhet me daljen e vetme. N fotografin 1.13. sht treguar skema e multipleksit me 8 hyrje t dhnash, 3 hyrje kontrolluese (adresues) dhe nj dalje t dhnash. Tabela 1.4. paraqet tabeln e tij t vrtetsis.

12


Secili nga tet qarqet DHE AND n fakt paraqesin porta pr rrjedhjet e t dhnave t prdoruesit D. Q porta AND t jet e hapur bitt q arrijn n hyrjet e tija dy, tre dhe katr duhet t jen njisha. Nse kushdo nga hyrjet e tij sht zero qarku DHE-AND do ta shumzoj t dhnn D me zero dhe n dalje t qarkut DHE AND do t fitojm zero.

% & 0 0 0 D0 0 0 1 D1 0 1 0 D2 0 1 1 D3 1 0 0 D4 1 0 1 D5 1 1 0 D6 1 1 1 D7

Adresimi Zgjedhja e hyrjes

Figura 1.13. Struktura e pr multipleksin

Tabela 1.4. Tabela e vrtetsis

Secila port DHE AND ka kombinimin e vet unik adresor . Nuk ka mundsi t ndodh njkohsisht t hapen dy ose m shum porta DHE AND. Qarku OSE OR n dal-je i mbledh t gjitha daljet t tet porteve DHE AND dhe shumen e drgon n t vet-min dalje t dhnash. Qarku OSE OR n hyrjen e tij do t ket shtat zero dhe nj bit t dhnash D. Cili bit t dhnash do t arrij deri te porta OSE OR dhe t vazhdoj drejt dal-jes s vetme varet nga kombinuesi i adresave i prbr nga bitt A, B dhe C.

Demultipleksi sht qark me funksionim t kundrt nga multipleksi, prkatsisht sht qark me nj hyrje dhe shum dalje, e cila dalje do t jet e lidhur me t vetmen hyrje varet nga kombinimi i bit adresave. Kjo sht treguar n fotografin 1.14.

Demultipleksi i marrur si shembull ka nj hyrje t dhnash, dy hyrje kontrolluese (ad-resues) dhe katr dalje t dhnash. Kodi adresues hyrs AB vendos se cili nga ndrprersit do t jet i mbyllur, prkatsisht vendos cili nga daljet e t dhnave do t ket vlern e njjt me hyrjen e vetme t t dhnave. N tabeln e vrtetsis 1.5. jan paraqitur kodet e adresave pr t katr daljet e t dhnave.

13


% &

0 0 % 0 1 B 1 0 C 1 1 D

Hyrje t dhnash

Dalje t dhnash

LOGJIKAPinat pr selektimin e daljes

Adresimi Zgjedhja e daljes

Figura 1.14. Skema funksionale e demultipleksit

Tabela 1.5. Tabela e vrtetsis pr demultipleksin

1.4.2. Koduesi dhe dekoduesi

Pr dallim nga multipleksi q zgjedh nj hyrje t dhnash nga t gjitha hyrjet dhe t dhnn e tij e drgon tek dalja e vetme, kduesi i merr parasysh t gjitha hyrjet e t dhnave njkohsisht dhe i shndrron n kod unik dals. N fotografin 1.15. sht paraqi-tur bllok skema e dekoduesit me katr hyrje dhe dy dalje dhe tabela e tij e vrtetsis 1.6.

D3 D2 D1 D0 Q1 Q0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1

KODUES

Hyrje Dalje

Figura 1.15. Bllok skema e koduesit Tabela 1.6.Tabela e vrtetsis pr koduesin

Nga tabela e vrtetsis mund t konstatojm se pr do kombinacion binar dals duhet t jet aktiv vetm nj hyrje. Problemi sht se koduesi gjeneron kod dals t gabueshm n qoft se dy apo m shum hyrje jan n nivel t lart. Pr shembull nse hyrjet D1 dhe D2 jan n nivel t lart ather koduesi nuk do t gjeneroj as 01, as 10 por kod dals t gabueshm 11. Zgjedhja sht q hyrjet t ken prioritete t ndryshme dhe nse ka disa njsi n hyrje ather daljet do ti prgjigjen hyrjes aktive me prioritet m t lart. Tabela 1.7. paraqet tabeln e vrtetsis pr t njjtin kodues t paraqitur n fotog-rafin 1.15, por me prioritet m t lart t hyrjes D3 dhe me prioritet m t ult n hyrjen D0. Nga tabela e vrtetsis 1.7. shohim se nse sht aktiv hyrja me prioritet m t lart ather koduesi nuk do ti merr parasysh hyrjet me prioritet m t ulta, pra ato jan t pavlefshm dhe jan t shnuar me X.

14


D3 D2 D1 D0 Q1 Q0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 x 0 1 0 1 x x 1 0 1 x x x 1 1

hyrje dalje

Tabela 1.7. Tabela e vrtetsis pr koduesin me prioritet t hyrjes m t rndsishme

Dekoduesi ka funksion t kundrt me koduesin, prkatsisht zgjedh nj dalje n varsi t kodit hyrs binar. Numri i daljeve varet nga numri i hyrjeve. Nse n hyrje t de-koduesit arrin numr n-bitsh ather dekoduesi selekton vetm nj dalje nga 2n daljet ekzistuese. N fotografin 1.16. sht treguar dekoduesi me dy hyrje dhe katr dalje dhe ta-bela e vrtetsis 1.8. Ky dekodues mund t prdoret pr selektimin e katr ipeve memo-ruese.

% & D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0

hyrje dalje

Figura 1.16. Diagrami logjik pr de-kodues

Tabela 1.8. Tabela e vrtetsis pr dekoduesin me dy hyrje dhe katr

Nse n hyrje t dekoduesit arrin kombinacioni 00, do t thot se sht selektuar ipi i par memorues, nse kombinacioni hyrs sht 01, ather do t selektohet ipi i dyt memorues e kshtu me radh.

1.4.3. Qarku pr mbledhje aritmetikore

Nuk mund t paramendohet kompjuteri q nuk ka qark pr mbledhje aritmetiko-re. Te mbledhja logjike, q e bn qarku OSE OR, 1+1 sht e barabart me 1, ndrsa tek mbledhja aritmetikore 1+1 sht e barabart me zero dhe mbartim 1 nga biti m pak tek biti m shum i rndsishm, prkatsisht nga biti m i ult n m t lartin. Kt do ta ilustrojm me an t shembullit 1.11.

15


Shembulli 1.11: Kemi dy numra katr bitsh =0101, =1100. S pari do ti mbledhim logjikisht e pastaj n mnyr aritmetike.

Te mbledhja logjike e treguar n fotografin 1.17. bitt n pozicione t afrt nuk ndikojn njeri tek tjetri. Ndaras mblidhen bitet nga do pozicion ku prdoret tabela e vrtetsis pr qarkun OSE OR t treguar n fotografin 1.4.

Mbledhje logjike

Shuma

Figura 1.17. Shembull pr mbledhjen logjike

Te mbledhja aritmetike kemi mbartje. N fotografin 1.18. sht treguar procedura pr mbledhje aritmetike dhe tabela e vrtetsis 1.9. n baz t s cils kryhet kjo mnyr e mbledhjes.

1 18

0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1

1 18

0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1

Mbartje

Mbledhja aritmetike

Shuma

Bit 1 Bit 2 shuma mbartja

Figura 1.18 Shembull pr mbledhje aritmetikore

Tabela 1.9 Tabela e vrtetsis pr mbledhje aritmetike

Gjat mbledhjes s bitve t pozicionit t tret, nga 1+1 do t fitoni rezultatin 0, por edhe mbartje t 1 biti nga pozicioni i tret n t katrtin. Gjat mbledhjes s bitve t po-zicionit t katrt do t kemi 0 (nga )+1(nga )+1(mbartje)=0 do t fitojm shumn 0 dhe mbartje 1 nga pozicioni i katrt n t pest.

Hyrje e mbartjes

Dalje e mbartjes

Shuma

Figura 1.19. Qarku pr mbledhje aritmetikore me mbartje

16


N fotografin 1.19. sht treguar qarku pr mbledhje aritmetike. Shohim q e njjta sht prbr nga qarqet logjike themelore: XOR, OR dhe AND. Tabela 1.10. sht tabela detale e vrtetsis t qarkut pr mbledhje aritmetike t treguar n fotografin 1.19. Pr pamje sa m t mir jan dhn barazimet (formulat) pr llogaritjen e bitve t brendshm prkatsisht ndr rezultatet.

hyrje bitt e brendshm dalje

A Mhy Z1=A B Z2=A B Z=Z1 Mhy Shuma= MhyZ1 Mda=Z1Z20 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 1 00 1 0 1 0 0 1 00 1 1 1 0 0 0 1

1 0 0 1 0 0 1 01 0 1 1 0 0 0 11 1 0 0 1 0 0 11 1 1 0 0 1 1 1

Tabela 1.10. Tabela e vrtetsis e qarkut pr mbledhje aritmetikore t dy bitve me mbartje

Qarku q sht paraqitur n fotografin 1.19. mbledh vetm numrat nj bitsh. Nse duam t mbledhim numra katr bitsh, si sht shembulli, ather duhet n radh t lid-hen katr mbledhs nj bitsh t till, ashtu q biti dals pr mbartje (carry out) drgohet n mbledhsin e ardhshm nga e majta, ndrsa bitin hyrs pr mbartje (carry in) vjen nga mbledhsi paraprak nga e djathta.

1.4.4. Njsia aritmetike logjike njbitshe

Njsia aritmetike - logjike (Aritmetic Logical Unit) sht pjes prbrse e do mik-roprocesori. Si na tregon dhe vet emri, kjo njsi i kryen operacionet aritmetike logjike.

Do t njihemi me diagramin logjik t nj njsie aritmetike logjike t vetme, e cila nga aspekti harduerik mund t kryej vetm katr operacione: shumim logjik, mbledhje logjike, invertim dhe mbledhje aritmetikore. T gjitha operacionet tjera t thjeshta dhe komplekse duhet t kryhen n mnyr softuerike me an t ktyre katr operacioneve. N pjesn lart majtas t fotografis 1.20. ndodhen qarqet DHE AND, OSE OR dhe invertuesi. N pjesn e poshtme djathtas ndodhet njsia aritmetike, prkatsisht qarku pr mbledhje aritmetikore q u njohm m par. N pjesn e poshtme majtas t

17


fotografis 1.20. gjendet dekoduesi me dy hyrje F0 dhe F1. Cili nga operacionet , + (logjike), invertuesi nga B ose + (aritmetike) do t ekzekutohet, varet nga bitt F0 dhe F1

F0FX peracioni

0 0 A0 1 + (mbledhje logjike)1 0 Invertuesi nga 1 1 + (mbledhje aritmetike)

Njsia logjikeMbartja hyrse

Mbartja dalse

dalje

Shuma

Dekoduesi

Vija pr aftsim

Qarku pr mbledhje aritmetikore

Figura 1.20. Skema e njsis aritmetike- logjike njbitshe

N dalje t t katr qarqeve llogaritse(DHE AND, OSE OR, invertuesi dhe qarku pr mbledhje) ndodhet nga nj port DHE - AND. do njra nga kto porta DHE AND ka nga dy hyrje.

1. Hyrja e par sht vet rezultati q vjen nga qarku pr llogaritje.2. Hyrja e dyt sht sinjal q vjen nga dekoduesi. Nse ky sinjal sht njish porta DHE do

t jet e hapur q ta lshoj rezultatin e fituar drejt daljes s ports OSE. Nse sinjali i de-koduesit sht zero, ather porta DHE sht e mbyllur. N tre hyrjet nga dalja qarku OSE do t ket tre zero dhe nj bit q i prgjigjet rezultatit t llogaritur.

18


1.5. Qarqet sekuenciale (vijuese)

Pr dallim nga qarqet kombinuese te qarqet sekuenciale gjendja e daljeve varet jo vetm nga gjendja momentale e hyrjeve por edhe nga gjendja e tyre paraprake. Sepse qarqet sekuenciale i ,,ruajn gjendjet paraprake t hyrjeve ato paraqesin nj lloj moduli memorues. Struktura e qarqeve sekuenciale dhe sinjalet e tyre hyrse dalse jan treguar n fotografin 1.21

takti

digjitalmemoria

Qarku kombinues

daljehyrje

Figura 1.21. Principi i puns t qarqeve sekuenciale

Mund t prfundojm se te qarqet sekuenciale, mbi gjendjen e daljeve ndikim t madh ka koha si madhsi e veant fizike, nga vjen edhe termi sekuenciale. T gjit-ha ndryshimet n qark ndodhin njri pas tjetrit prkatsisht varen njra nga tjetra. Q t prcaktohet vlera e sinjalit dals n sekuencn e ardhshme kohore Qt+1 prve vlers s hyrjeve duhet t njihet edhe gjendja n dalje e sekuencs paraprake kohore Qt.

Qarqet sekuenciale mund t jen me takt (sinkron) ose pa takt (asinkron). Te qar-qet pa takt gjendja e daljeve varet vetm nga ndryshimet e t dhnave hyrse dhe kto ndryshime jan t rastsishme. Te qarqet me takt vlera e taktit t sinjalit sht kusht q ndryshimi i t dhns hyrse t shkaktoj ndryshim n edhe n t dhnat dalse. Sinja-let q lejojn ndryshim t sinjaleve dalse nn ndikimin e atyre hyrse quhen aktivues (anglisht-trigger). Te disa qarqe sekuenciale q t vjen deri te nxitja sht e nevojshme q takti digjital prkatsisht aktivuesi t jet n nivel t lart, ndrsa tek t tjert sht e ne-vojshme ngritje ose rnie t taktit digjital.

Qarqe sekuenciale jan fl ip-fl opt, multivibratort, regjistrat dhe numratort. Me kombinimin e ktyre qarqeve sekuenciale fitohen ipe memoruese komplekse.

19


1.5.1. Flip - Flop

Flip Flop sht moduli m i vogl memorues n t cilin mund t ruhet informacion prej nj biti. Ekzistojn lloje t ndryshme fl ip-fl op: SR, , D dhe . Puna e fl ip-fl op mund t analizohet n mnyr tabelore, analitike dhe grafike.

SR fl ip fl op sht m i thjesht prkah struktura e tij. Ai ka dy hyrje : hyrje pr setim S dhe hyrje pr risetim R. Yakonisht ka dy dalje Q dhe Q, ku dalja e dyt paraqet komplement t par nga i pari. Flip fl op mund t ndrtohen nga portat NAND ose NOR. N fotografin 1.22. jan paraqitur simboli i fl ip-fl op SR dhe skema e tij logjike t ndrtuar nga portat NOR. Nga skema shihet se ekziston lidhje kthyese pozitive prkatsisht daljet kthehen tek hyrjet.

Figura 1.22. Simboli dhe skema logjike e SR fl ip-fl opit

Tabela 1.11. paraqet tabeln e vrtetsis pr SR fl ip-fl opin. Kur n hyrjen S t para-qitet njishi logjik, ather dalja Q do t setohet prkatsisht do t jet n nivel t lart. Kur n hyrjen R t paraqitet njishi logjik dalja Q do t risetohet prkatsisht do t jet n ni-vel t ult. Dalja Q gjithmon sht n nivel t kundrt me daljen Q. Gjendja S=1 dhe R=1 sht e palejueshme, sepse n kt rast t dy daljet jan n nivel t ult. Gjendja e daljeve nuk ndryshon kur dy hyrjet jan yer.

S R Qt+1 0 0 Qt 0 1 0 1 0 1 1 1 *

*= gjendje e pa lejuar

Tabela 1.11. Tabela e vrtetsis pr SR fl ip-fl opin

Diagrami kohor i SR fl ip-fl opit sht paraqitur n fotografin 1.23.

20


Figura 1.23. Diagrami kohor pr SR fl ip-fl opin

N fotografin 1.24. sht paraqitur SR fl ip-fl opi me takt. Ky fl ip-fl op ka tre hyrje: S, R dhe taktin digjital C (clock).

Figura 1.24. Skema logjike dhe simboli pr SR fl ip-fl opin me takt

Takti digjital drgohet n hyrje nga dy porte AND dhe ai vendos se kur portat AND t jen t hapura q prmes tyre t kalojn sinjalet S dhe R. Kur takti digjital sht n nivel t ult ather t dy daljet nuk ndryshojn, kur takti digjital sht n nivel t lart ather fl ip-fl opi me takt sillet sikurse ai pa takt.

Me qllim q ti largohemi gjendjes s pa dshirueshme nse hyrjet jan S=1 dhe R=1, duhet q njrit nga hyrjet ti japim prioritet m t lart n krahasim me hyrjen tjetr. Kjo arrihet me shtimin e nj qarku logjik plotsues n hyrje t SR fl ip-fl opit. Pyetja sht se cilit nga hyrjet ti jepet prioritet m t lart. N fotografin 1.25. sht treguar simboli i SR fl ip-fl opit me prioritet m t madh pr setimin S.

Figura 1.25. Simboli i SR fl ip-fl opit me prioritet n hyrjen S

21


Nse n hyrjen S arrin njishi logjik ather prmes invertuesit njishi do t kthehet n zero. Kjo zero do ta bj hyrjen t pavlershme, sepse sinjali R i shumzuar me zero do t jap zero. N fotografin 1.26. sht paraqitur diagrami kohor pr SR fl ip-fl opin me priori-tet t lart n hyrjen S.

Figura 1.26. Diagrami kohore e SR fl ip-fl opit me prioritet m t lart n hyrjen S

D fl ip-fl opi sht m i thjeshti n punn e tij. Te ky ndryshim, n hyrje direkt fotog-rafohet n dalje. D fl ip-fl opi mund t jet me takt dhe pa takt.

N fotografin 1.27. sht paraqitur simboli i D fl ip-fl opit me takt. Kur takti digji-tal sht i barabart me nj ather dalja sht e barabart me hyrjen Q=D,e kur sht i barabart me zero ather dalja sht e barabart me gjendjen e fundit t memoruar para se takti t bie nga 1 (nj) n zero Qt+1=Qt.

1.27. D

# #

Figura 1.27. Simboli i D fl ip-fl opit me takt

Figura 1.28. Diagrama kohore e D fl ip-fl opit me takt

N fotografin 1.28. sht paraqitur diagrami kohor pr D fl ip-fl opin me takt. Deri sa takti sht nj, dalja e ndjek gjendjen n hyrje.

22


Por, egzistojn fl ip-fl ope tek t cilit pr t ardhur te ndryshimi i daljes nuk sht i nevojshm niveli i lart n taktin digjital, por ngritje ose rnie t taktit. N fotografin 1.29. sht treguar diagrami kohor i D fl ip-fl opit me ngritje t taktit digjital si aktivues. Nga ajo mund t arrim n prfundim se, dalja mbetet e njjt me hyrjen n momentin kur kemi ngritje t taktit digjital. N kt gjendje dalja do t mbetet deri n ngritjen tjetr. Pra sin-jali hyrs mund t ndryshoj deri sa zgjat njishi n taktin digjital, por gjendja n dalje nuk do t ndryshoj.

Figura 1.29. Diagrami kohor pr D fl ip-fl opin me takt n ngritje si aktivues

JK fl ip-fl opi sht njri nga m t prdorurit. Me an t JK fl ip-fl opit sht prmirsuar mangsia n SR fl ip-fl opt, prkatsisht, sht eliminuar gjendja e patole-rueshme S=1 dhe R=1. Po thuajse do her aktivues pr JK fl ip-fl opet sht takti digjital ngrits ose rns, e nga njher t dy s bashku.

Hyrja J sht hyrje pr setim n fl ip-fl op, ndrsa hyrja K pr risetim. Nse jan ak-tive t dyja hyrjet ather ndryshon niveli logjik n dalje t fl ip-fl opit, prkatsisht, nse ai sht i risetuar ather i njjti setohet ose nse sht i setuar ather ai risetohet. m posht jan paraqitur simboli i JK fl ip-fl opit dhe tabela e tij e vrtetsis.

G Qt+1 0 0 Qt 0 1 1 1 0 0 1 1 t

Figura 1.30. Simboli pr JK fl ip-fl op Tabela 1.12. Tabela e vrtetsis pr JK fl ip-fl opin

23


N fotografin 1.31. sht treguar diagrama kohore e JK fl ip-fl opit me ngritjen si akti-vues.

t

t

t

t

0

1C

0

1

J

0

1

K

1Q

0

Figura 1.31. Diagrami kohor i JK fl ip-fl opit me ngritjen si aktivues

Nse hyrjet J dhe K lidhen shkurt, fitohet fl ip-fl opi. N fotografin 1.32. sht tre-guar simboli i T fl ip-fl opit me takt, ndrsa tabela e vrtetsis sht tabela 1.13.

C

Q

Q

T

* Qt+1 0 0 Qt 0 1 Qt 1 0 Qt 1 1 t

Figura 1.32 Simboli i T fl ip-fl opit Tabela 1.13. Tabela e vrtetsis pr T fl ip-fl opin

Kur takti digjital sht n nivel t ult gjendja e fl ip-fl opit nuk ndryshon. Gjend-ja e fl ip-fl opit nuk ndryshon edhe kur takti digjital ka nivel t lart, por hyrja T sht e barabart me zero. Q t ndryshoj gjendja e T fl ip-fl opit sht e nevojshme q takti digji-tal t jet n nivel t lart dhe n hyrjen T t paraqitet njishi logjik. Gjendja ndryshon ash-tu q komplementohet vlera paraprake e daljes Q.

24


1.5.2. Regjistrat

Regjistrat jan module m t mdha memorike se fl ip-fl opt. Se sa bit mund t ven-dosim n nj regjistr varet se prej sa fl ip-fl opash sht i prbr (pr do bit nj fl ip-fl op). Ekzistojn lloje t ndryshme t regjistrave, por m t prdorshmit jan regjistrat stacionu-es dhe zhvendoss.

Regjistrat stacionar shrbejn pr ruajtje t prkohshme t informatave prej disa bitsh. N fotografin 1.33. sht paraqitur regjistri stacionar katr bitsh me hyrje dhe dalje paralele. Ekzistojn tre sinjale kontrolluese. Clear shrben pr risetim t fl ip-fl opit SR, Write pr shkruarjen e bitve dhe Read pr leximin e bitve t futur paraprakisht. Para se t filloj shkruarja e t dhnave, fl ip-fl opet risetohen me an t sinjalit me nivel t lart Cle-ar. Pas risetimit sinjali Clear prsri vendoset n nivel t ult.

Figura 1.33. Skema logjike e regjistrit stacionar

Kur shkruajm t dhna sinjali Write duhet t jet i nivelit t lart, q t hapen por-tat DHE t lidhur n hyrjet pr setim t do fl ip-fl opi. Sinjalet hyrse (Input) nga I0 deri n I3 do t fotografohen n daljet e fl ip-fl opeve. Nse sinjali hyrs I sht zero logjike, fl ip-fl opi nuk do t setohet dhe gjendja n daljen e tij do t mbetet zero logjike, njjt si pas risetimit. Nse sinjali I sht i barabart me njishin logjik ather fl ip-fl opi do t setohet prkatsish Q=1.

Kur lexojm sht e nevojshme t aktiviyohet sinjali Read. Nse Read =1 hapen por-tat dalse DHE q jan t lidhura n dalje t do fl ip-fl opi. Me hapjen e ktyre portave sin-jali n dalje t fl ip-fl opve mbarten n daljet (Output) O0, O1, O2 dhe O3.

25


Regjistrat zhvendoss jan ndrtuar me fl ip-fl ope t lidhura n seri ku n do hyrje t do fl ip-fl opi t ardhshm vjen sinjali dals nga fl ip-fl opi paraprak. N kt mnyr biti i vargut q vjen n hyrje t fl ip-fl opit t par do t prcillet nga njri n tjetrin fl ip-fl op. Ekzistojn katr lloje regjistrash zhvendoss: me hyrje serike dhe dalje paralele (Serial In to Parallel Out -SIPO), me hyrje serike dhe dalje serike (Serial in to Serial Out -SISO), me hyrje dhe dalje paralele (Paralel In to Paralel out -PIPO) dhe me hyrje paralele dhe dalje serike (Paralel In to Serial Out -PISO). N fotografin 1.34. sht paraqitur regjistri zhvendoss me hyrje serike dhe dalje paralele.

QD

CLK CLK CLK CLK

QD QD QD

CLR CLR CLR CLR

FFA FFB FFC FFD

Clear

QA QB QC QD

4-bitsh dalje paralele t dhnash

hyrje t dhnash

serike

Takti digjital

Figura 1.34. Skema logjike e regjistrit zhvendoss me hyrje serike dhe dalje paralele

T katr fl ip-fl opat prdorin takt digjital t prbashkt. N fillim paragjykonim se t gjith fl ip-fl opt, nga FFA deri te FFD ishin t risetuar (me an t hyrjes Clear) dhe t gjit-ha t dhnat dalse nga QA deri te QD jan t barabarta me zero. Nse n taktin e par digjital n hyrje t fl ip-fl opit t par FFA paraqitet njishi logjik ather ai do t setohet prkatsisht QA=1. N t dytin dhe n t gjitha taktet e ardhshme digjitale paragjykojm se hyrja n fl ip-fl opin e par do t jet n nivelin e ult. N taktin e dyt digjital fl ip-fl opi i par do t risetohet QA=0, ndrsa dalja e fl ip-fl opit t dyt dhe QB do t bhet njish logjik. Njishi logjik zhvendoset pr nj vend n t djatht. Kur t arrij takti i tret digjital njishi logjik do t jet n fl ip-fl opin e tret. Deri n taktin e pest digjital njishi logjik do ti kaloj t gjith fl ip-fl opt dhe t gjith ato prsri do t ken n dalje zero, sepse pas taktit t par digjital hyrja serike e regjistrit mbeti n nivel t ult konstant. N tabeln 1.14 jan dhn prmbajtjet e t katrt fl ip-fl opeve pr kohn e pes takteve digjitale. N taktin e katrt gjendja e daljeve sht i barabart me t dhnn katrbitshe, i futur n regjistr nga hyrja serike, bit pr bit. Kjo nnkupton se regjistri zhvendoss e shndrron sinjalin e t dhnave serike n sinjal paralel t dhnash.

26


QA QB QC QD

0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 2 0 1 0 0 3 0 0 1 0 4 0 0 0 1 5 0 0 0 0

Numri rendor i taktit digjital

Tabela 1.14 Tabela e vrtetsis pr regjistrin zhvendoses me hyrje serike dhe dalje paralele

N kundrshtim me regjistrin zhvendoss, me hyrje serike dhe dalje paralele, reg-jistri zhvendoss, me hyrje paralele dhe dalje serike, bn shndrrimin e t dhns fj al n hyrjen paralele n sinjal t dhnash serike. Kto regjistra zhvendoss prdoren gjat mul-tipleksimit t disa linjave hyrse t ndryshme n nj linj serike pr transmetim t shpejt t t dhnave.

Regjistrat zhvendoss me dalje dhe hyrje serike dhe regjistri me hyrje dhe dalje prdoren pr ruajtje t prkohshme t t dhnave, prkatsisht fusin vones kohore. Se sa do t jet ndryshimi kohor ndrmjet sinjalit n hyrje dhe atij n dalje varet nga numri i fl ip-fl opeve n regjistra dhe ky numr zakonisht sht 4, 8, 16, e kshtu me radh.

1.5.3. Numruesit

Njjt sikurse regjistrat zhvendoss edhe numruesit jan qarqe sekuenciale t prbr nga disa fl ip-fl ope. Ekzistojn lloje t ndryshme t numruesve: asinkron ose sink-ron, numruesit prpara, numruesit mbrapsht dhe binar, numruesit dhjetor dhe heksadecimal.

Nse dalja e regjistrit zhvendoss lidhet me hyrjen e tij (lidhja kthyese pozitive) ather fitohet numrues rrethor. N fotografin 1.35. sht paraqitur skema e numruesit rrethor sinkron t prbr prej katr fl ip-fl opeve. Numruesi rrethor quhet sinkron sepse t gjitha fl ip-fl opet e tij prdorin t njjtin takt digjital.

E dhna katr bitshe vazhdimisht qarkon ndrmjet katr fl ip-fl opeve dhe kjo prsritet n do t katrtin takt digjital. Por, para se t filloj qarkimi i t dhns i njjti du-het t jet i futur n numrues. N fillim e risetojm numruesin me an t sinjalit Clear.

27


Lidhja kthyese pozitive

Takti digjital

Figura 1.35. Skema logjike e numruesit rrethor

Pastaj n hyrje t fl ip-fl opit t par paraqitet njishi logjik, impuls q zgjat vetm nj takt digjital. Bhet fj al pr impuls aktivues i cili sht i nevojshm pr t filluar punn numruesi rrethor.

Nse n vend t daljes joinvertuese e lidhim daljen invertuese me hyrjen e numruesit rrethor do t fitojm numrues shum t ndryshm i ashtuquajtur Numruesi rrethor i Xhonsonit. Skema e tij sht paraqitur n fotografin 1.36.

Takti digjital

Figura 1.36. Skema logjike e numruesit rrethor t Xhonsonit

N vend t katr, numruesi i Xhonsonit ka tet gjendje t ndryshme. N shembul-lin e msiprm gjendjet e numruesit rrethor jan 1000, 0100, 0010, 0001. Numruesi i Xhonsonit s pari numron prpara, e pas katr takteve digjitale t para nis t numroj mbrapsht.

N tabeln 1.15. jan dhn t tet gjendjet e ndryshme t cilat vazhdimisht pr-sriten pas do t tetit takt digjital.

28


Te numruesi rrethor njishi i futur n regjistr pas risetimit t tij ishte i vetm dhe ajo vazh-dimisht qarkonte, duke u zhvendosur nga njri n fl ip-fl opin tjetr. Te numruesi i Xhon-sonit n katr gjendjet e para numri i njsheve gradualisht rritet, sepse n daljen invertu-ese nga FFD kemi njish logjik dhe ky njish do ti setoj t katr fl ip-fl opat. Pas ksaj dalja invertuese bhet zero logjike, fl ip-fl opt do t nisin t risetohen, duke nisur nga FFA drejt FFD (katr gjendjet e fundit).

FFA FFB FFC FFD 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1

Tabela 1.15. Tabela e vrtetsis pr numruesin rrethor t Xhonsonit

Flip-fl opi m i prdorshm tek numruesit sht T fl ip-fl opi. Ky shpesh prdoret si ndars frekuence. Nse T hyrja lidhet n nivel t lart, ather, n daljen invertuese do t fitojm takt digjital me frekuenc dyfish m t vogl nga ajo e taktit digjital hyrs. Ky ndars frekuence sht treguar n fotografin 1.37. N t njjtn fotografi sht paraqitur takti digjital hyrs dhe takti i fituar n daljen joinvertuese Q.

* Q

CLK Q

fgiri

fk

Logjike ,,1

Frekuenca hyrse

Frekuenca dalse (f/2)

fda = fhy / 2

Figura 1.37. fl ip-fl opi si ndars frekuence

Me ardhjen e do rritjeje t re n taktin digjital hyrs vlera e daljes Q ndryshon, prkatsisht, nse vlera e sinjalit dals ka qen njish ather bhet zero dhe e kundrta. Pra, n dalje t T fl ip-fl opit fitojm nj period pr dy perioda n hyrje t taktit digjital. Nse n seri i lidhim dy T fl ip-fl opa hyrjet e t cilve jan lidhur n nivel t lart ather ndarsi i frekuencs do t jet 4. Nse n seri lidhim tre T fl ip-fl opa ather frekuenca dalse do t jet tet fish m e vogl nga frekuenca hyrse, e kshtu me radh. Pra ndarsi i frekuencs zhvendoset sipas ekuacionit 2n ku n paraqet numrin e fl ip-fl opeve.

29


N fakt, me an t lidhjes serike t disa T fl ip-fl opeve, hyrjet e t cilve jan vendosur n nivel t lart do t fitojm numruesin asinkron. Quhen asinkron sepse fl ip-fl opt e tyre nuk prdorin taktin e prbashkt digjital. Takti digjital drgohet n hyrje nga fl ip-fl opi i par, sinjali nga dalja invertuese Q n fl ip-fl opin e par drgohet n hyrje pr takt digjital nga t fl ip-fl opi i dyt, sinjali nga dalja invertuese Q i fl ip fl opit t dyt drgohet n hyrjen pr takt digjital t fl ip-fl opit t tret e kshtu me radh. N fotografin 1.38. sht paraqitur skema i numruesit asinkron tri bitsh, i cili numron prpara. Parashikojm se gjat kohs s taktit digjital t par t gjith T fl ip-fl opt jan risetuar. Me ardhjen e taktit t dyt digjital fl ip-fl opi i par setohet. Me ardhjen e taktit t tret digjital fl ip-fl opi i par risetohet ndrsa i dyti setohet. Me taktin e ardhshm fl ip-fl opi i par pr her t dyt setohet, i dyti mbetet i setuar. Kur t vij n radh, takti ti tet t tre fl ip-fl opat do t jen t setuar. Pas taktit t tet, pra n taktin e nnt digjital t tre fl ip-fl opat do t risetohen dhe procedura do t filloj nga fillimi.

Logjik 1

Takti digjital

Figura 1.38. Skema logjike e numruesit asinkron

Ndryshimet n gjendjet e tri daljeve t numruesit mund t paraqiten me an t di-agramit kohor si n fotografin 1.39.

Takti digjital

Figura 1.39. Diagrami kohor pr numruesin asinkron

30


Nse pr do takt digjital i shkruajm gjendjet e daljeve QA, QB dhe QC do t fitojm tabeln e vrtetsis s numruesit 1.16.

Takti digjital

Kombinacioni dals Vlera decimaleQC QB QA

0 0 0 0 01 0 0 1 12 0 1 0 23 0 1 1 3

4 1 0 0 45 1 0 1 56 1 1 0 67 1 1 1 7

Tabela 1.16. Tabela e vrtetsis pr numruesin asinkron tre bitsh

N tabeln e vrtetsis, prve gjendjes s daljeve sht dhn edhe vlera decima-le q e japin t tre daljet s bashku. Kjo vler decimale n fakt sht vlera e numruesit. Me ardhjen e do takti t ri digjital vlera e numruesit rritet pr nj. Vlera maksimale q numron ky numrues sht shtat. Pas ksaj vjen risetimi i numruesit, prkatsisht ai prsri numron nga zeroja. Mund t prfundojm se numruesit tri bitsh ka tet gjend-je t ndryshme, duke nisur nga 000 deri te 111. Numri i gjendjeve t do numruesi sht i barabart me 2n ku n paraqet numrin e fl ip-fl opeve n numrues, ndrsa vlern maksi-male q mund ta numroj numruesi sht pr nj m i vogl se numri i gjendjeve.

N fotografin 1.40. sht paraqitur numruesi dekad asinkron.

Takti digjital

Logjik ,,1

Figura 1.40. Skema logjike e numruesit dekad asinkron

Numruesi i paraqitur n fotografin 1.40. sht i prbr nga katr T fl ip-fl ope, hyrjet e t cilve jan lidhur n nivel t lart. Kjo do t thot se ndarsi i frekuencs do t jet 24=16. Por, ky numrues nuk do t numroj nga 0 deri n 15. Numruesi risetohet prkatsisht, ai fillon t numroj nga zero kur gjendja e daljeve t t katr fl ip-fl opeve do t jet 1001=9. Ky numrues quhet numrues dekad sepse ka 10 gjendje t ndryshme, duke nisur nga 0000 e deri 1001.

31


Kto jan n fakt kodet BCD t shifrave t sistemit numerik dhjetor, pr kt shkak ky numrues quhet edhe numrues BCD.

Numruesi risetohet pas marrjes s vlers nnt duke iu falnderuar qarkut DHE nga Figura 1.40. Ky qark DHE ka tre hyrje: QA, QD dhe taktin hyrs digjital. Kur t tre hyrjet do t bhen t barabart me nj, qarku DHE do t jap njish n daljen e tij, me rast aktivizo-het sinjali pr risetim (clear).

1.6. Multivibratort

Puna e fl ip-fl opve, regjistrave, numruesve dhe ipave memorues nuk mund t mendohet pa prdorimin e taktit digjital. Multivibratort jan qarqe sekuenciale q gjenerojn takt digjital. Mulrivibratort ndahen n astabel dhe monostabel. Multivibrato-ret astabel gjenerojn impulse periodike harmonike, ndrsa multivibratort monostabel gjenerojn vetm nj impuls ose pauz n daljen e vet.

1.6.1. Multivibratori monostabel

N fotografin 1.41. sht treguar multivibratori monostabel i prbr nga dy qar-qe NAND, rezistenc R, kondensator C dhe lidhjes kthyese pozitive. Ky multivibrator ka nj gjendje stabile n njishin logjik dhe nj gjendje t rastit n zero logjike. Kur aktivuesi nuk ndryshon multivibratori gjendet n gjendje stabile. N rast t ndryshimit t aktivue-sit multivibratori kalon n gjendje t rastit, por si na thot dhe vet emri, kjo gjendje nuk sht e prhershme prkatsish, pas nj kohe t caktuar ai vet do t kthehet n gjendje stabile.

aktivues

Figura 1.41. Skema e multivibratorit monostabel

N gjendje stabile npr rezistorin R nuk kalon rrym, n hyrje t qarkut U2 keni zero logjike, e n dalje njish logjik. N gjendje stabile aktivuesi sht i barabart me njishin log-jik, kshtu q t dy njishat n hyrje t qarkut U1 do t japin zero logjike n daljen e tij. N gjendje stabile t dy kraht e kondensatorit ndodhen n potencial t ult q do t thot se n t nuk kalon rrym.

32


Nse n hyrje t aktivuesit paraqitet zero logjike ather dalja e qarkut U1 do t bhet njish logjik. Pasi tensioni n kraht e kondensatorit nuk mundet momentalisht t ndryshohet hyrja n qarkun U2 gjithashtu do t bhet njish logjik. Si rezultat i ksaj do t ndryshoj dhe dalja U2 q do t bhet zero logjike. Pr shkak t zeros logjike n dalje t U2, multivibratori do t rrij n kt gjendje edhe ather kur pushimi do t mbaroj pr aktivuesin n hyrje.

Deri sa kondensatori mbushet, npr t kalon rryma, e pasi q t mbushet rryma nuk kalon m dhe potenciali n pikn V1 prsri do t bjer n zero logjike. Kjo nxit daljen e qarkut U2 prsri t bhet njish logjik, ndrsa daljen e qarkut U1 zero logjike. Tash kon-densatori do t nis t zbrazet me an t rezistencs R. Multivibratori prfundimisht kthe-het n gjendjen e tij stabile. Kohzgjatja e gjendjes kalimtare, prkatsisht kohzgjatja e pushimit n dalje t multivibratorit varet nga konstanta e qarkut RC dhe llogaritet sipas re-lacionit =0,7 RC.

1.6.2. Multivibratori astabel

Multivibratori astabel sht oscilues i lir pa gjendje stabile. Ai ka dy gjendje kalim-tare: gjendje t zeros logjike dhe njishit logjik. Dalja e tij ndryshon pandrprer, nga nive-li i ult n t lart dhe e kundrta, dhe n kt mnyr ai gjeneron period harmonike me impulse knddrejta perioda e s cils do t varet nga konstanta e qarkut RC.

N fotografin 1.42. sht treguar skema e multivibratorit astabel i prbr nga portat NAND. Hyrjet e ktyre NAND portave jan t lidhura shkurt dhe funksionojn si invertues.

Figura 1.42. Skema e multivibratorit astabel

Nse dalja e qarkut t dyt NAND t qarkut sht e barabart me njishin logjik, ather n hyrjen e tij ka zero logjike. Njeri krah i kondensatorit sht lidhur me dal-jen e qarkut U2 dhe sht n njishin logjik, ndrsa krahu tjetr prmes rezistencs R sht lidhur me hyrjen e qarkut U1 dhe sht n zero logjike. Kondensatori do t nis t mbushet.

33


Deri sa kondensatori mbushet potenciali n pikn ndrmjet kondensatorit dhe rezistencs gradualisht bie. Kjo pik sht lidhur me hyrjen e qarkut t par NAND t qar-kut U1 dhe do t bhet zero logjike, ndrsa dalja do t ndryshoj n njish logjik. Kjo do t nxis ndryshime n dalje t qarkut U2 nga njish logjik n zero logjike. Kondensatori do t nis t zbrazet deri sa hyrja n qarkun U2 prsri t ndryshoj dhe cikli t nis nga fillimi.

Mund t prfundojm se kur kondensatori mbushet n dalje t multivibratorit kemi njish logjik (impuls), ndrsa kur kondensatori zbrazet ne dalje kemi zero logjike (pushim). Perioda e taktit digjital t fituar llogaritet sipas formuls T=2,2RC.

1.7. Memoriet gjysm pruese

N varsi t llojit t materialit nga i cili jan br memoriet, i ndajm n gjysm pruese dhe magnetike. ROM dhe RAM memoriet jan memorie gjysm pruese. Nuk mund t paramendohet kompjuter q n konfiguracionin e tij nuk ka RAM dhe ROM memorie. Memoriet gjysm pruese jan ndrtuar n formn e qarqeve t integ-ruara. Para se t njihemi me funksionimin dhe llojet e RAM dhe ROM memorieve do t vzhgojm organizimin e ipeve memorues dhe pinet e tyre m t rndsishm hyrs dhe dals.

1.7.1. Organizimi i ipit memorues

Flip-fl opt jan njsi memoruese m t vogla t cilt mund t ruajn informacion prej nj biti. Regjistrat jan t prbr nga disa fl ip-fl ope dhe numri i tyre mund t jet 4, 8, 16 bitsh e kshtu me radh. Pas regjistrave vijn ipet memorues kapaciteti i t cilve mund t arrij edhe n disa megabajt.

ipet memorues jan t organizuar n form matrice. Matrica sht struktur e prbr nga rreshtat dhe kolonat, si sht treguar n fotografin 1.43. N pikat lidhse t rreshtave dhe kolonave ka nga nj qeli memoruese e cila mund t ruaj informacion prej nj biti. Numri i rreshtave sht i barabart me numrin vendeve memoruese, ndrsa numri i kolonave na tregon se sa bit mund t ruhen n nj vend memorues. Numri i rresh-tave dhe kolonave e definojn numrin e pinve adresues dhe t t dhnave n nj ip memorues.

34


Rreshta

Kolonat

Qelit memoruese

Figura 1.43. Struktura e ipit memorues

Pinat adresues shrbejn pr selektimin e njrs nga shum vendet memoruese q jan pjes t nj ipit memorues. Varshmria ndrmjet numrit t pinve adresues dhe numrit t vendeve memoruese sht dhn me relacionin

Numri i vendeve memoruese=2numri i pinve adresues

Shkalla 210 sht e barabart me 1024 ose shkruar shkurt 1K (kilo). Shkalla 220 sht e barabart me 1048576 ose shkurt 1 (mega). Shkalla 230 sht e barabart me 1073741824 ose shkruar shkurt 1G (giga). Gjithashtu, nse i radhisim sipas shkalls do t fitojm: 1G=1K1K1K ose 1=1K1K. Pr llogaritje m t thjesht t shkallve m mir sht eksponenti fuqia t kthehet n njshe dhe dhjetshe, me rast shkalla e dhjetsheve do ta jap prefiksin. Kjo sht treguar n shembullin 1.12.

Shembulli 1.12: Llogarit numrin e vendeve memoruese n nj ip memorues nse num-ri i pinve adresues sht 17. Zgjidhje: 217=27210=128 1024=128Ky ip memorues prmban 131072 vende memoruese, ose shkurt thn 128 kilo vende memoruese.

Pini m i parndsishm adresues shnohet me 0, ndrsa m i rndsishmi me An-1, ku indeksimi n sht i barabart me numrin e prgjithshm t hyrjeve adresuese. P.sh, nse ipi memorues prmban 10 hyrje adresuese, ather ato shnohen nga 0 deri n 9. Pint adresues jan n t vrtet hyrje pr dekoduesin e adresave t vendosur n brendsin e ipit memorues. Dekoduesi i adresave shrben pr t zgjedh nj vend memorues nga ipi n varsi t kombinacionit hyrs bitve t adresuar.

do vend memorues ka adresn e tij, e cila, n t vrtet paraqet kombinim unik t bitve adresues. Adresa sht e vetme sepse nuk mund t ndodh brenda nj ipi memo-rues dy apo m shum vende memoruese t ken adres t njjt.

35


Pint e t dhnave. Pint e t dhnave shrbejn pr futjen (shkruarjen) dhe pr nxjerrjen (leximin) e t dhnave nga nj ip memorues. Pinat e t dhnave mund t jen vetm hyrs, dals ose dykahsh. Nse jan hyrs shnohen me shkronjn I q paraqet shkronjn e par t fj als angleze Input, q n prkthim n shqip do t thot hyrje. Nse jan dals shnohen me shkronjn q paraqet shkronjn e par t fj als angleze Output n prkthim -dalje. Nse jan dykahshe, shnohen me shkronjat IO ose me shkronjn D q paraqet shkronjn e par t fj als angleze data, q n prkthim nnkupton t dhna. Numri i pinave t t dhnave n nj ip memorues varet nga numri i kolonave n matricn memoruese, prkatsisht nga hapsira e nj vendi memorues. Me hapsir t vendit me-morues nnkuptojm numrin e bitve q mund t vendosim n at hapsir. Numri m i madh i ipve memorues jan 8-bitsh q do t thot se do vend memorues mund t mbaj 8 bit apo 1 bajt. Prkrah memorieve 8-bitshe, ekzistojn edhe memorie 16-bitshe, 4-bitshe dhe nj bitshe.

N opsionet e katalogve pr ipa memorues, prkrah informacionit pr kapa-citetin, jepen informacione shtes pr hapsirn e vendit memorues. P.sh, 1K8 do t thot se ipi ka 1K vend memorues ku do vend mund t mbaj 8 bit. Kjo nnkupton se ai ip mund t ruaj gjithsej 8K bit. ipi 16K1 ka 16K vende dhe do vend mban vetm nj bit.

do ip memorues ka nj ose m shum pina pr selektim. Pra, n llogarits ka numr t madh t ipeve memoruese. Pinat e selektimit duhet t ndajn vetm njrin nga ato pine q pastaj n t t shkruhet ose lexohet e dhna. Kto pine jan shnuar me njrn nga shenjat CS (chip select), CE (chip enable) ose thjesht S (select). Shpesh memo-ria RAM e prdor shenjn CS ose S, ndrsa ROM shkurtesn . Mund t vrehet se shkur-tesat CS, C dhe S jan vendosur nn negacion, q do t thot se kto pina do t jen ak-tiv kur jan n nivel t ult. Kur kto pina t jen n nivel t lart, ipi memorues sht pa-siv, prkatsisht, nga ai nuk mund t merren ose t futen t dhna.

Me an t pinave kontrollues definohet operacioni q do t ekzekutohet, pra a do t fusim apo t marrim t dhna. ROM-i ka nj pin kontrollues OE (output enable) ose G (gate). Pr ti marr t dhnat me an t pinave pr t dhna, pinat CE dhe CS duhet t jen n nivel t ult. Nse pini OE sht n nivel t lart, ather pinat pr t dhna do t jen t bllokuar dhe pr ta themi se jan n gjendje t impedances s lart. RAM memoria mund t ket nj ose dy pina kontrollues. Kur ka nj pin kontrollues, ather ai shnohet R/W (read/write). Kur ky pin sht n nivel t ult ather shkruajm t dhna t reja, e kur sht n nivel t lart, lexohen t dhnat e futura paraprakisht. Nse prdoren t dy pinat kontrollues, ather ato jan WE (write enable) pr t shkru-ar dhe OE (output enable) pr t lexuar. Te dy pinat kontrollues nuk duhet t jen aktiv njkohsisht, e nse t dy jan pasiv, ather, pr pinat e t dhnave themi se jan n gjendje t impedancs s lart.

36


N fotografin 1.44. sht treguar diagrami logjik i e ipit memorues i prbr nga 12 fl ip-fl ope me takt.

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

D

C

Q

ENB

ENB

ENB

A0A1

I3

I2I1

OERDCS O3

O2

O1

Linjat e t dhnave hyrse

Pina

t adr

esue

s

Dekoduesi adresor

Pinat kontrollues

Linjat e t dhnave dalse

Figura 1.44. Organizimi i ipit memorues 4x3

do fl ip-fl op mund t ruaj informacion prej nj biti, q do t thot se i gjith ipi me-morues mund t ruaj gjithsej 12 bit. T 12 fl ip-fl opt jan vendosur n katr rreshta dhe tre kolona, pra ai ka katr vende memoruese dhe n do vend mund t ruhen nga tre bit. Ky ip ka tre pina pr hyrje t dhnash t cilt jan shnuar me I1, I2 dhe I3 dhe tre pina pr dalje t dhnash t shnuar me 1,2 dhe 3.

37


Dekoduesi i adresave shrben pr selektimin e njrs nga t katr vendet me-moruese. N tabeln 1.17. jan treguar kombinacionet e dy adresave hyrse, t cilat na mundsojn qasje vetm n njrin vend memorues.

0 1 Qasje

0 0 Vendi memorues numr 1 0 1 Vendi memorues numr 2 1 0 Vendi memorues numr 3 1 1 Vendi memorues numr 4

Tabela 1.17. Tabela e vrtetsis pr dekoduesin e adresave

Nse hyrja RD sht n nivel t lart, ather do t lexojm t dhna nga ndonjra prej vendeve memoruese, nse RD=0, ather nuk mund t lexojm, por mundemi t shkruajm t dhna t reja. Hyrja OE bn riaftsimin e buff erve dals.

1.7.2. RAM memoria

RAM memoria sht memorie e prkohshme. Ajo i humb t dhnat pas shkyjes nga burimi furnizues. Dallimi m i madh ndrmjet RAM dhe ROM memorieve sht se RAM memoria programohet gjat puns s kompjuterit, ndrsa ROM memoria programohet para se t bhet montimi n kompjuter. RAM memoriet jan shum t shpejta. Shpejtsia e tyre shprehet me an t kohs s qasjes. Me koh, qasje nnkuptojm kohn e kaluar nga momenti kur ipi memorues pranon kombinacionin e adresave n hyrje e deri n mo-mentin e paraqitjes n dalje t bitve me t dhna. Te RAM memoriet koha e qasjes sht disa nano sekonda.

Sipas mnyrs s ruajtjes dhe freskimit t t dhnave, ekzistojn dy lloje RAM me-moriesh: DRAM dhe SRAM.

SRAM (Static RAM) sht memorie statike dhe n qelit e veta ka D fl ip-fl opa. Nuk ka nevoj pr freskim dhe sht shum m e shpejt se DRAM memoria. Pr shkak t mimit t lart t kostos, n llogarits ndodhet n sasi t vogl shpesh si KESH-memorie.

DRAM (Dinamic RAM) sht memorie dinamike q n qelit e veta prmban nj transistor dhe nj kondensator. Kur kondensatori sht i mbushur do t thot gjendje e nivelit t lart (njish), kur sht bosh do t kemi gjendje t nivelit t ult (zero). Kjo lloj memorie ka koh t shkurtr t kujtess, sepse me kalimin e kohs vjen deri te zbrazja e elektricitetit nga kondensatori.

38


Pr shkak t ksaj sht e nevojshme t dhnat n DRAM memorien vazhdimisht t freskohen (t ngrihet prsri tensioni). DRAM memoria sht shum e ngadalshme, por ant pozitive jan mimi i ult dhe dendsia e madhe (numr i madh bitsh n nj ip). Ekzistojn disa lloje DRAM memoriesh. Lloji m i vjetr sht FPM (Fast Page Mode) DRAM. Ky sht nj ip memorues i organizuar n form t bit matrics. Q t arrihet te biti i dshiruar, duhet t dihet numri i rreshtit dhe kolons. M von paraqitet EDO (Exten-ded Data Output) DRAM, i cili mundson thirrjen e dyt t memories pr nisje para se t mbaroj e para. Me kt rritet kapaciteti i t dhnave q mund t nxirren nga memoria pr kohn e dhn.

Nga SRAM memoriet, do t prmendim SRAM 4016. Ka strukturn 2K8, q do t thot se ka 11 pina adresues dhe 8 pina t dhnash. SRAM mund t ket kapacitet mak-simal prej 1288. Pr dallim nga SRAM, DRAM ka m shum kapacitet nga 641 e m lart. Munges e DRAM memorieve sht se krkojn shum m tepr pina adresash se sa e kan parapar prodhuesit. Pr shkak t ksaj pinat adresues multipleksohen. Kjo nnkupton se n nj linj t njjt adresash mund t transportohen dy bit adresash, p.sh, 0 dhe A8 ose 3 dhe 11, por jo njkohsisht, njri pas tjetrit.

DRAM41256

A8

Din

WR

RAS

A0

A2

A1

Vcc

GND

CAS

Dout

A6

A3

A4A5

A7

Figura 1.45. Pin diagrami i ipit memorues DRAM

N fotografin 1.45. sht treguar pin-diagrami i ipit DRAM 41256, i cili ka struktur 64K1. Nga Figura mund t vrehet se ky ip ka 8 pina adresash, ndrsa pr adresim 64K vendeve memoruese sht e nevojshme 16 pin adresash. Kjo sht zgjedhur me futjen e dy pinave plotsues: CAS (column address strobe) RAS (row address strobe). Deri sa sht aktiv pini RAS, ather n pinat e adresave vijn bitt nga 0 deri n 7. Pastaj pini i veant RAS ngrihet n nivel t lart dhe n vend t tij aktivizohet pini CAS, q mundson n t njjtt pina adresues t vijn bitt nga 8 deri n 15.

39


1.7.3. ROM memoria

ROM (Read Only Memory) sht memorie pr ruajtjen e t dhnave pr koh t pa-caktuar. Nga ajo mund vetm t lexohen t dhnat. Pas shkyjes s furnizuesit, t dhnat edhe m tej mbeten n ROM memorie. ROM ipet mundsojn shkall m t lart sigurie sepse prmbajtja e memorieve jan t mbrojtura nga ndryshimet e padshiruara. N ROM memoriet jan vendosur programe q nevojiten pr ngritjen e sistemit operativ pasi kyet kompjuteri. Kto programe jan t njohura me emrin BIOS (Basic Input Output System).

Ekzistojn lloje t ndryshme procedurash pr futjen e t dhnave n ipin e ROM memories. Pr kt shkak ekzistojn lloje t ndryshme t ROM memorieve: ROM memorie maskuese, PROM, EPROM, EEPROM dhe fl esh memorie.

ROM maskues sht memorie prmbajtja e s cils shkruhet gjat procesit t prod-himit. Pr prodhimin e ipeve ROM prdoret teknologjia e njjt sikurse pr prodhimin e ipave t mikroprocesorve. ipat e ROM-it maskues prdoren pr ruajtjen e programeve q masovikisht prdoren dhe nuk ndryshojn.

PROM sht ROM memorie e programueshme, t ciln mund ta programoj vet shfrytzuesi n varsi t nevojave t veta. Struktura e nj memorie t ktill sht treguar n fotografin 1.46. Te PROM memoria n do qeli t matrics memoruese gjendet diod, e cila sht lidhur n seri me sigures shkrirse prej nikel-kromi.

Figura 1.46. Procedura e shkrimit t informatave n ipin PROM

Kur memoria nuk sht e programuar t gjitha diodat jan lidhur me rreshtat dhe kolonat e matrics. Prdoruesi vet e programon memorien ashtu q nxit djegie t sigure-save n vendet n t cilat dshiron gjendje t zeros logjike.

40


Procedura kryhet hap pas hapi, ashtu q adresohen rreshtat njri pas tjetrit, ndrsa n linjat e t dhnave n t cilat duhet t eliminohet dioda drgohet impuls negativ. Me kt rast n diod dhe sigures do t kaloj rrym shum e madhe dhe vjen deri te ndrprerja e lidhjes ndrmjet kolonave dhe rreshtave. PROM memoria nuk mund prsri t programohet.

EPROM memoria (Erasable Programmabile Read Only Memory) si elemente memo-ruese prdor MOS transistort me Gejt-port t izoluar. Kur memoria nuk sht e progra-muar tensioni prej +5V i linjs s t dhnave sht i mjaftueshm q t formohet nj kanal n MOS transistorin, po ashtu, prmbajtja e t gjitha qelive memorizuese sht zero. Prog-ramimi i memories bhet ashtu q n linjn e t dhnave drgohet tension i lart (25V) me rast gjendja e gejtit t izoluar ndryshon nga zero logjike n njish logjik. Kshtu me-moria e programuar nuk e ndryshon prmbajtjen e saj m shum se dhjet vjet. Nse ipi i till i programuar rrezatohet me drit ultraviolete, pandrprer pr 20 minuta, prmbajtja humbet sepse zvoglohet prueshmria e kanalit dhe elektronet e lshojn gejtin e izo-luar. Pas ksaj, ipi mund prsri t programohet. EPROM memoria m e prdorshme sht me numr identifikues 2716. Ky ip sht me struktur 2K8, q do t thot se mban 11 pina adresash dhe 8 pina t dhnash. Nga seria 27_ do ti prmendim ipet me num-rat: 2704 (512x8), 2708 (1K8), 2716 (2K8), 2732 (4K8), 2764 (8K8), 27128 (16K8), 27256 (32K8), 27512 (64K8) 271024 (128K8). Mund t arrijm n prfundim se t gjith kto ipa kan 8 pina t dhnash, ndrsa numri i pinave adresues sht i ndryshm. Nse shumzohet numri i pinave adresues dhe numri i pinave t t dhnave fitohet numr i cili duhet t shtohet n 27 t ksaj serie.

EEPROM (Elctrically Erasable Prgrammabile Read Only Memory) gjithashtu si qeli memoruese prdorin MOS transistort me gejt t izoluar, vetm se izolimi ndrmjet elekt-rodave sht m i vogl n krahasim me MOS transistort te EPROM memoriet. Progra-mimi bhet n mnyr t njjt sikurse te EPROM memoriet, por pr shkak t izolimit m t vogl prdoret tension m i vogl i shpimit prej +10V. Fshirja e prmbajtjes bhet me rrug elektrike, ku prdoret tension me polaritet t kundrt nga ai i shkruarjes. Fshir-ja bhet me an t softuerit dhe menjher mund t futet t dhnat e reja. Kjo e sjell n pikpyetje emrtimin Read Only Memory, por duhet marr parasysh se prmbajtja e EEP-ROM memories ndryshon shum rrall,

Pyetje dhe detyra

Documents

Transcript of Pyetje dhe detyra