CHƯƠNG MẠCH TỔ HỢP (Combinational Circuits) Mạch số chia loại: Mạch tổ hợp mạch Mạch tổ hợp: trạng thái ngõ phụ thuộc vào trạng thái ngõ vào Q=f(A, B, C, D,…)  MẠCH MÃ HÓA  MẠCH GIẢI MÃ  MẠCH ĐA HỢP VÀ GIẢI ĐA HỢP  MẠCH SO SÁNH  MẠCH KIỂM/PHÁT CHẴN LẺ Chương 4: Mạch tổ hợp CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MẠCH TỔ HỢP B1: Dựa vào yêu cầu toán, xác định số biến ngõ vào số biến ngõ (đặt tên biến) B2: Lập bảng thật cho mối quan hệ ngõ vào ngõ (hoạt động mạch) B3: Rút gọn hàm PP tối ưu B4: Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch Chương 4: Mạch tổ hợp  VD thiết kế mạch tổ hợp có ngõ vào ngõ - Ngõ thứ = ngõ vào có số bít nhiều số bit 0, ngược lại =0 - Ngõ thứ hai = giá trị nhị phân ngõ vào lới nhỏ hơn, ngược lại =0 Giải B1: Mạch có ngõ vào: A, B, C với A MSB; ngõ ra: F0, F1 B2: Lập bảng thật Chương 4: Mạch tổ hợp A B C F0 F1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 A B C F0 F1 0 0 0 0 A 1 B 1 0 1 1 1 1 1 1 C Lập bảng Kar F0 BC A 00 01 11 A.C 1 A.B F0 10 1 F0 AC  AB  BC F1 B.C BC A F1 00 01 1 11 10 1 F1 A B  AB A  B Chương 4: Mạch tổ hợp  MỨC TÁC ĐỘNG - Khi khơng vịng trịn nhỏ đường vào hay đường ký hiệu mạch logic  Tác động mức cao (active high) - Khi có vịng trịn nhỏ đường vào hay đường ký hiệu mạch logic  Tác động mức thấp (active low)  MẠCH MÃ HĨA (ENCODER) - Mã hóa gán ký hiệu cho đối tượng nhằm mục đích - Mạch mã hóa có ngõ vào tác động  ngõ báo số nhị phân tương ứng Có nghĩa mạch mã hóa có số ngõ vào vào thời điểm có ngõ vào trạng thái tích cực - Như ta dùng số nhị phân n bít để mã cho 2n ngõ vào khác - Mã hóa ưu tiên: Trường hợp có nhiều ngõ vào trạng thái tích cực ngõ tương ứng với ngõ vào có trọng số cao Chương 4: Mạch tổ hợp  Mạch mã hoá 2n đường sang n đường Ngõ vào, ngõ tác động cao Ấn khóa K  Ngõ vào ấn lên mức cao  Ngõ báo số nhị phân tương ứng Chương 4: Mạch tổ hợp Ngõ vào, ngõ tác động thấp Để tránh trường hợp mạch cho mã sai tác động đồng thời hai hay nhiều ngõ vào  Thiết kế mạch mã hóa ưu tiên, mạch cho mã có nhiều ngã vào tác động TK mạch mã hóa ưu tiên đường sang đường; ưu tiên ngõ vào có giá trị cao; ngõ vào ngõ tác động cao: A1 A0 A 2  0 A 1.2  0 x x x x x x 0 1 1 A1 A0 10 10 32 32 00 0001 0111 1110 10 00 00 01 011 1 11 111 11 11 11 10 101 11 11 11 A 1.2  A1=2+3 Chương 4: Mạch tổ hợp Mã hóa ưu tiên đường sang đường (IC 74148) Ngõ vào ngõ tác động thấp Trạng thái E I Ngã vào x x x x 1 1 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 1 x 1 0 1 E : ngõ vào nối mạch cho phép; E I O Ngã x x x x 1 1 x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 : ngõ nối mạch; A2 A1 A0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 GS EO 1 0 0 0 0 GS: dùng để mở rộng cho số nhị phân Các trạng thái từ 0 7: IC mã hóa Chương cho ra4:số bít Trạng thái 8,9: Dùng cho việc mở Mạch tổ hợp rộng 1 1 1 1 Nối IC 74148 thực mã hóa 16 đường sang đường IC1 có EI=0: IC2 nối Hoạt với Eđộng IC2: theo trạng nên IC1 tháihoạt từ 0động  8:khi nghĩa tất mã ngõ hóa vào từcủa số 0IC2 7 lên mức 1, tức hoạt động trạng thái thứ Chương 4: Mạch tổ hợp Mạch tạo mã BCD cho số thập phân Mạch gồm 10 ngã vào tượng trưng 10 số thập phân ngã bit số BCD Trạng thái ngã vào Mã số A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 Chương 4: Mạch tổ hợp 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 10  MẠCH GIẢI MÃ (DECODER) Ngược lại mã hóa Giải mã n đường sang 2n đường Mạch giải mã đường sang đường, ngõ vào cho phép G Vào Ra G A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 x x 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 Y0 G.A1.A Y1 G.A1.A Y2 G.A1.A Y3 G.A1.A Chương 4: Mạch tổ hợp 18 Mạch giải mã đường sang đường (Dùng mạch giải mã  có ngõ vào cho phép) Vào Ra A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Chương 4: Mạch tổ hợp 19 Bảng thật IC74138 (IC giải mã  ngõ vào tác động cao, ngõ tác động thấp) Vào Cho phép Ra Dữ liệu G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 x L H H H H H H H H H x L L L L L L L L x x L L L L H H H H x x L L H H L L H H x x L H L H L H L H H H L H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H L G2 = G2A + G2B; H = 1; L = 0, x: bất chấp Chương 4: Mạch tổ hợp 20