Ứng dụng Vi mạch số lập trình, chương 3

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

0
183
lượt xem
78
download

Ứng dụng Vi mạch số lập trình, chương 3

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong mạch số, mạch tổ hợp là mạch mà trị số ổn định của tín hiệu ra ở thời điểm bất kỳ chỉ phụ thuộc vào tổ hợp các giá trị tín hiệu ngỏ vào ở thời điểm đọTróng mạch tổ hợp, trạng thái mạch điện trước thời điểm xét , tức trước khi có tín hiệu ngỏ vào, không ảnh hưởng đến tín hiệu đầu ra. Đặc điểm cấu trúc mạch tổ hợp là được cấu trúc từ các cổng logic . ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng Vi mạch số lập trình, chương 3

  1. CHÖÔNG 3: MAÏCH LOGIC TOÅ HÔÏP I/ ÑAËC ÑIEÅM CÔ BAÛN CUÛA MAÏCH TOÅ HÔÏP. Trong maïch soá, maïch toå hôïp laø maïch maø trò soá oån ñònh cuûa tín hieäu ra ôû thôøi ñieåm baát kyø chæ phuï thuoäc vaøo toå hôïp caùc giaù trò tín hieäu ngoû vaøo ôû thôøi ñieåm ñoù.Trong maïch toå hôïp, traïng thaùi maïch ñieän tröôùc thôøi ñieåm xeùt , töùc tröôùc khi coù tín hieäu ngoû vaøo, khoâng aûnh höôûng ñeán tín hieäu ñaàu ra. Ñaëc ñieåm caáu truùc maïch toå hôïp laø ñöôïc caáu truùc töø caùc coång logic . II/ PHÖÔNG PHAÙP BIEÅU THÒ VAØ PHAÂN TÍCH CHÖÙC NAÊNG LOGIC . 1/ Phöông phaùp bieåu thò chöùc naêng logic. Caùc phöông phaùp thöôøng duøng ñeå bieåu thò chöùc naêng logic cuûa maïch toå hôïp laø haøm soá logic , baûng söï thaät , sô ñoà logic , baûng Karnaugh , cuõng coù khi bieåu thò baèng ñoà thò thôøi gian daïng soùng . Ñoái vôùi vi maïch côõ nhoû (SSI) thöôøng bieåu thò baèng haøm logic. Ñoái vôùi côõ vöøa thöôøng bieåu thò baèng baûng söï thaät, hay laø baûng chöùc naêng. Baûng chöùc naêng duøng hình thöùc lieät keâ, vôùi möùc logic cao (H) vaø möùc logic thaáp (L) , ñeå moâ taû quan heä logic giöõa tín hieäu ngoû ra vôùi tín hieäu ngoû vaøo cuûa maïch ñieän ñang xeùt. Chæ caàn thay giaù trò logic cho traïng thaùi trong baûng chöùc naêng, thì ta coù baûng söï thaät töông öùng . X1 Z1 X2 Z2 . Maïch toå hôïp . . . Xn zm Hình 2-1 : Sô ñoà khoái maïch toå hôïp
  2. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG Nhö hình 2-1 cho bieát, thöôøng coù nhieàu tín hieäu ngoû vaøo vaø nhieàu tín hieäu ngoû ra. Moät caùch toång quaùt, haøm logic cuûa tín hieäu ngoû ra coù theå vieát döôùi daïng : 1 = f1( x1, x2, …, xn) 2 = f2( x1, x2, …, xn) ………………………………………… m =fm( x1, x2, …, xn) Cuõng coù theå vieát döôùi daïng ñaïi löôïng vectô nhö sau:  = F(X). 2/ Phöông phaùp phaân tích chöùc naêng logic. Caùc böôùc phaân tích, baét ñaàu töø sô ñoà maïch logic ñaõ cho, ñeå cuoái cuøng tìm ra haøm logic hoaëc baûng söï thaät.  Vieát bieåu thöùc: tuaàn töï töø ngoû vaøo ñeán ngoõ ra (hay cuõng coù theå ngöôïc laïi), vieát ra bieåu thöùc haøm logic cuûa tín hieäu ngoû ra.  Ruùt goïn: khi caàn thieát thì ruùt goïn ñeán toái thieåu bieåu thöùc ôû treân baèng phöông phaùp ñaïi soá hay phöong phaùp hình veõ.  Keâ baûng söï thaät: khi caàn thieát thì tìm ra baûng söï thaät baèng caùch tieán haønh tính toaùn caùc giaù trò haøm logic tín hieäu ngoû ra töông öùng vôùi toå hôïp coù theå cuûa caùc giaù trò tín hieäu ngoû vaøo. III/ PHÖÔNG PHAÙP THIEÁT KEÁ LOGIC MAÏCH TOÅ HÔÏP. Phöông phaùp thieát keá logic laø caùc böôùc cô baûn tìm ra sô ñoà maïch ñieän logic töø yeâu caàu nhieäm vuï logic ñaõ cho. Baûng Toái thieåu Karnaugh hoaù Vaán ñeà Baûng Bieåu thöùc Sô ñoà Logic thöïc chaân lí toái thieåu logic Bieåu thöùc Toái thieåu logic hoaù ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 1
  3. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG Hình 2-2. Caùc böôùc thieát keá maïch logic toå hôïp. Hình 2-2 laø quaù trình thieát keá noùi chung cuûa maïch toå hôïp, trong ñoù bao goàm 4 böôùc chính : 1/ Phaân tích yeâu caàu: Yeâu caàu nhieäm vuï thieát keá cuûa vaán ñeà logic thöïc coù theå laø moät ñoaïn vaên, cuõng coù theå laø baøi toaùn logic cuï theå. Nhieäm vuï phaân tích laø xaùc ñònh caùi naøo laø bieán soá ngoû vaøo, caùi naøo laø haøm soá ñaàu ra vaø moái quan heä logic giöõa chuùng vôùi nhau. Muoán phaân tích ñuùng thì phaûi tìm hieåu xem xeùt moät caùch saâu saéc yeâu caàu thieát keá, ñoù laø moät vieäc khoù nhöng quan troïng trong vaán ñeà thieát keá. 2/ Keâ baûng söï thaät : Noùi chung, ñaàu tieân chuùng ta lieät keâ thaønh baûng veà quan heä töông öùng nhau giöõa traïng thaùi tín hieäu ngoû vaøo vôùi traïng thaùi haøm soá ngoó ra. Ñoù laø baûng keâ yeâu caàu chöùc naêng logic, goïi taét laø baûng chöùc naêng. Vieäc naøy coù veû deã vaø tröïc quan. Tieáp theo, ta thay giaù trò logic cho traïng thaùi, töùc laø duøng caùc soá 0 vaø 1 bieåu thò caùc traïng thaùi töông öùng cuûa ngoû vaøo vaø ngoû ra. Keát quaû ta coù baûng giaù trò thöïc logic, goïi taét laø baûng söï thaät. Ñaáy chính laø hình thöùc ñaïi soá cuûa yeâu caàu thieát keá. Caàn löu yù raèng töø moät baûng chöùc naêng coù theå ñöôïc baûng söï thaät khaùc nhau neáu thay giaù trò logic khaùc nhau (töùc laø quan heä logic giöõa ngoû ra vôùi ngoû vaøo cuõng phuï thuoäc vieäc thay giaù trò ). Ví duï: Sô ñoà maïch nguyeân lí hình 2-3 duøng hai chuyeån maïch A,B maéc noái tieáp ñieàu khieån boùng ñeøn Y. ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 2
  4. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG Hình 2-3.Maïch ñieän hai chuyeån maïch noái tieáp. Baûng söï thaät A B Z 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Baûng söï thaät treân coù ñöôïc töø xem tröïc tieáp caùc khaû naêng coù theå cuûa maïch ñiänh hình 2-3. Neáu thay theá giaù trò logic theo 4 caùch khaùc nhau thì töø caùc baûng söï thaät a, b, c, d ta ñöôïc caùc bieåu thöùc logic khaùc nhau. Baûng söï thaät trong 4 tình huoáng thay giaù trò khaùc nhau. A B Z 1 1 0 0 0 0 0 1 0 c) Z = A.B 1 0 0 A B Z 1 1 1 1 1 1 1 0 1 a) Z = A.B 0 1 1 0 0 0 A B Z 0 0 1 b) Z = A + B 0 1 1 1 0 1 A B Z ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 3
  5. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 d) Z = A + B ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 4
  6. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG Töø baûng söï thaät treân, ta thaáy raèng chuùng ta seõõ coù moái quan heä logic khaùc nhau neáu thay giaù trò theo caùch khaùc nhau. Chuùng ta phaûi caên cöù vaøo giaù trò thay theá traïng thaùi ñeå xaùc ñònh yù nghóa cuï theå cuûa 0 vaø1 (töùc laø yù nghóa cuï theå cuûa baûng söï thaät). Khi lieät keâ baûng chöùc naêng hoaëc baûng söï thaät, coù theå khoâng lieät keâ caùc toå hôïp traïng thaùi tín hieäu ngoû vaøo naøo khoâng theå coù hay bò caám. Nhöõng toå hôïp naøy cuõng coù theå ñöôïc lieät keâ, nhöng taïi ngoû ra, ôû traïng thaùi töông öùng ta ghi moät daáu cheùo "  ", thöôøng söû duïng caùc traïng thaùi ñaùnh daáu cheùo ñeå toái thieåu hoaù haøm logic. 3/ Tieán haønh toái thieåu hoaù. Neáu soá bieán soá töông ñoái ít thì coù theå duøng phöông phaùp hình veõ. Neáu soá bieán soá töông ñoái nhieàu, khi ñoù khoâng tieän duøng phöông phaùp hình veõ,thì duøng phöông phaùp ñaïi soá. ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 5
  7. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 6
Đồng bộ tài khoản