Đang tải... (xem toàn văn)
ky thuat dien tu c
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 1 Chương 8 HỆ TỔ HỢP Mạch sô ñược chia làm hai loại: - Mạch tô hợp (Combinational Circuit) - Mạch tuần tư (Sequential Circuit). Mạch tô hợp là mạch mà các ngo ra chỉ phu thuộc vào các ngo vào hiện tại. NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ HỆ TỔ HỢP 1. Phát biểu bài toán. 2. Xác ñịnh các ngo vào va các ngo ra. 3. Lập bảng chân trị nêu lên mối quan hê giữa các ngo ra va các ngo vào theo yêu cầu của bài toán. 4. Xác ñịnh hàm Boole ñược ñơn giản hóa cho các hàm ngo ra. 5. Ve sơ ñô logic. Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 2 Ví dụ: Thiết kế mạch tổ hợp nhận một số vào là số nhị phân 4 bit ABCD (với D là LSB). Hệ có 2 ngõ ra F và G, ngõ ra F là 1 khi giá trị nhị phân của ngõ vào là 1 số chia hết cho 2 hoặc 3 và ngược lại; ngõ ra G bằng 1 khi tổng số bit 1 ở ngõ vào lớn hơn tổng số bit 0 và ngược lại. Sơ ñồ khối A B C D F G Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 3 Bảng chân trị Ngõ vào Ngõ ra A B C D F G 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 Ngõ vào Ngõ ra A B C D F G 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 4 Xác ñịnh các hàm ngõ ra ∑ ∑∑ ∑ = == = )15,14,12,10,9,8,6,4,3,2,0()D,C,B,A(F ∑ ∑∑ ∑ = == = )15,14,13,11,7()D,C,B,A(G F AB CD 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 00 01 11 10 00 01 11 10 G AB CD 1 1 1 1 1 00 01 11 10 00 01 11 10 CBACBACBADF + ++ ++ ++ ++ ++ += == = DCBDBADCAG + ++ ++ ++ += == = Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 5 CBACBACBADF + ++ ++ ++ ++ ++ += == = • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • F A B C D • •• • Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 6 DCBDBADCAG + ++ ++ ++ += == = G • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • • •• • A B C D Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 7 Trường hợp hệ tổ hợp không sử dụng hết 2 n tổ hợp của ngõ vào thì tại các tổ hợp không sử dụng ñó ngõ ra có giá trị tùy ñịnh. Ví du: Thiết kê một mạch tô hợp có 4 ngõ vào ABCD (với D là MSB) biểu diễn cho sô BCD. Các ngõ ra giải mã cho ñèn led 7 ñoạn loại anode chung. Sơ ñô khối C A B D a b c d e f g Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 8 Bảng chân trị 01100001100 01001000100 11110011000 10000000000 11110001110 00000100110 00100101010 00110010010 gfedcbaABCD OutputsInputs Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 9 Bảng chân trị XXXXXXX1101 XXXXXXX0101 00100001001 00000000001 XXXXXXX1111 XXXXXXX0111 XXXXXXX1011 XXXXXXX0011 gfedcbaABCD OutputsInputs Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử C GV: Lê Thị Kim Anh 10 Các hàm ngo ra 1 X 1 X X X X X 00 01 11 10 00 01 11 10 DC BA a A.B.C.DA.B.Ca + ++ += == = X 1 X X X 1 X X 00 01 11 10 00 01 11 10 DC BA b A.B.CA.B.Cb + ++ += == = A.B.Cc = == = A.B.C.DA.B.CA.B.Cd + ++ ++ ++ += == = B.CAe + ++ += == = A.C.DB.CA.Bf + ++ ++ ++ += == = A.B.CB.C.Dg + ++ += == = Thực hiện rút gọn trên bìa K, ta có các hàm ngo ra: [...]... IV M CH GI I MÃ (DECODER): - M ch gi i mã là h chuy n mã th c hi n chuy n ñ i mã nh phân c b n n bit ngõ vào thành mã 1 trong m ngõ ra X0 X1 Y1 Xn-1 Mã Y0 Ym-1 nh phân Mã 1 trong m m = 2n - V i giá tr i c a t h p nh phân ngõ vào, thì ngõ ra Yi s tích c c và c c ngõ ra c n l i s không tích c c - C 2 lo i: ngõ ra tích c c cao (m c 1) và ngõ ra tích c c th p (m c 0) Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV:... 1 1 1 Dùng m ch gi i mã th c hi n hàm Boole M i ngõ ra c a m ch gi i mã n sang 2n (ngõ ra tích c c cao) là 1 minterm(tích chu n) n bi n N u ngo ra tích c c th p thi m i ngõ ra là 1 Maxterm(t ng chu n) Do ño, 1 m ch gi i mã n sang 2n k t h p v i c c c ng logic c thê ñư c dùng ñê th c hi n 1 ho c nhi u hàm Boole n bi n Ví d : dùng 74LS1 38 và c c c ng c n thi t th c hi n c c hàm sau: F1(x,y,z) = Π (0,1,3)... C4 M3 N3 M2 N2 M1 N1 M0 N0 X Y X Y X Y X Y C F.A S Z C3 C F.A Z C2 S C F.A Z C1 C F.A S S S1 C0 =0 Z S0 74 283 C4 S3 S2 Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 19 b M ch tr nh phân - S d ng c c m ch tr toàn ph n F.S - Ho c th c hi n b ng phép c ng v i s bù 2 c a s tr M – N = M + Bù_2(N) = M + Bù_1(N) + 1 M3 N3 M2 N2 M1 N1 M0 N0 X Y X Y Z Y X Y C F.A Z C3 C F.A Z C2 C F.A S C4 S S S3 S2 Z C1 ... = m3 Ngõ ra: Yi = Mi Y2 X1 Y3 (i = 0, 1, , 2n-1) Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 26 c M ch gi i mã c ngõ vào cho phép: - Ngoài c c ngõ vào d li u, m ch gi i mã c th c 1 hay nhi u ngõ vào cho phép - Khi c c ngõ vào cho phép tr ng thái tích c c thì m ch gi i mã m i ñư c ho t ñ ng và ngư c l i, khi ñó c c ngõ ra tr ng thái không tích c c X0 (LSB) X1 Y0 Y0 Y1 X0 Y1 Y2 EN EN X1 X0 0.. .C C M CH T H P THÔNG D NG I M CH C NG – TR NH PHÂN 1 M CH C NG - ADDER a M ch c ng bán ph n (Half Adder – HA) M ch c ng bán ph n là m ch c ng 2 sô nhi phân 1 bit X và Y, m ch t o ra 1 bit t ng S(Sum) va 1 bit nhơ C( Carry) Sơ ñô kh i S X Y H.A C Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 11 B ng chân tr Ngõ vào Sơ ñô m ch Ngõ ra X Y C S 0 0 0 0 0 1 0 X • 1 1 0 0 1 1 1 1 Y • S C 0 C c hàm... Th Kim Anh 21 III H CHUY N MÃ (Code Conversion): - H chuy n mã là h t h p làm cho 2 h th ng tương thích nhau, m c dù m i h th ng dùng mã nh phân kh c nhau Mã nh phân A H chuy n mã Mã nh phân B - H chuy n mã c ngõ vào cung c p c c t h p mã nh phân A và c c ngõ ra t o ra c c t h p mã nh phân B Như v y, ngõ vào và ngõ ra ph i c s lư ng t mã b ng nhau Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh... S3 S2 Z C1 S1 C F.A C0 =1 Z S S0 Chú ý: N u C4 = 1 k t qu là s dương và ngư c l i Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 20 c M ch c ng/tr nh phân Phép toán C0 yi Ngõ vào ñi u khi n C NG TR 0 1 Ni Ni T = 0: C ng T = 1: Tr C0 = T yi = T⊕ Ni M3 N3 M2 N2 M1 N1 M0 N0 x y x y x y x y C F.A z C3 C F.A z C2 C F.A z C1 C F.A S C4 S S S2 S1 C0 z S S3 T S0 Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim... 15 14 13 12 11 10 9 7 Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh F 3( x, y , z ) = M 3 M 4 F1 F2 F3 32 V M CH MÃ HÓA (ENCODER): - Encoder là m ch chuy n mã th c hi n ho t ñ ng ngư c l i v i decoder Nghĩa là encoder c m ngõ vào theo mã nh phân 1 trong m và n ngõ ra theo mã nh phân c b n (v i m ≤ 2n) - V i ngõ vào Ii ñư c tích c c thì ngõ ra chính là t h p giá tr nh phân i tương ng I3 I0 I1 (LSB)... t C Kim Anh 27 IC gi i mã: a IC 74139: g m 2 m ch gi i mã 2 sang 4 ngõ ra tích c c th p 3 1 14 13 15 1A (LSB) 1Y0 4 1B 1Y1 5 1Y2 6 G B A Y3 Y2 Y1 Y0 1G 1Y3 7 2A (LSB) 2Y0 12 2B 2Y1 11 1 0 0 0 0 X 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 2Y2 2 10 2Y3 9 2G X 0 1 0 1 Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 28 b IC 741 38: m ch gi i mã 3 sang 8 ngõ ra tích c c th p 1 2 3 6 5 4 A (LSB) B C. .. C c hàm ngo ra S = X.Y + X.Y = X ⊕ Y C = X.Y Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 12 b M ch c ng toàn ph n (Full Adder – FA) M ch c ng toàn ph n th c hi n phép c ng 3 sô nhi phân 1 bit X + Y + Z, m ch t o ra 1 bit t ng S(Sum) va 1 bit nh C( Carry) Sơ ñô kh i S X Y Z F.A C Bài gi ng môn K thu t ði n t C GV: Lê Th Kim Anh 13 B ng chân tr Ngõ vào Ngõ ra X Y Z C S 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1