Bài giảng Điện tử số - Trịnh Văn Loan

Chia sẻ: Sinh Nhân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

167
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Điện tử số" cung cấp cho sinh viên các kiến thức về các hàm lôgic cơ bản, các phần tử lôgic cơ bản và mạch thực hiện, hệ tổng hợp, hệ dãy, tổng hợp và phân tích hệ dãy, bộ nhớ. Cuối mỗi chương đều có phần bài tập và bài giải để sinh viên ôn tập và củng cố kiến thức. Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử số - Trịnh Văn Loan

Tài liệu tham khảo ðIỆN TỬ SỐ Bài giảng này ( quan trọng ! ) Kỹ thuật số Lý thuyết mạch lôgic & kỹ thuật số Kỹ thuật ñiện tử số Trịnh Văn Loan … Khoa CNTT- ðHBK http://ktmt.shorturl.com http://cnpmk51-bkhn.org 1 http://cnpmk51-bkhn.org 2 1.1 ðại số Boole Các ñịnh nghĩa Chương 1. •Biến lôgic: ñại lượng biểu diễn bằng ký hiệu nào ñó, lấy giá trị 0 Các hàm lôgic cơ bản hoặc 1 •Hàm lôgic: nhóm các biến lôgic liên hệ với nhau qua các phép toán lôgic, lấy giá trị 0 hoặc 1 •Phép toán lôgic cơ bản: VÀ (AND), HOẶC (OR), PHỦ ðỊNH http://cnpmk51-bkhn.org 3 (NOT) http://cnpmk51-bkhn.org 4 1
1.1 ðại số Boole 1.1 ðại số Boole Biểu diễn biến và hàm lôgic Biểu diễn biến và hàm lôgic •Biểu ñồ Ven: •Bảng thật: Mỗi biến lôgic chia A B F(A,B) Hàm n biến sẽ có: không gian thành 2 0 0 0 n+1 cột (n biến và A B không gian con: giá trị hàm) 0 1 1 -1 không gian con: 2n hàng: 2n tổ hợp A hoặc B biến lấy giá trị ñúng 1 0 1 A và B biến (=1) Ví dụ Bảng thật hàm 1 1 1 -Không gian con Hoặc 2 biến còn lại: biến lấy giá trị sai (=0) http://cnpmk51-bkhn.org 5 http://cnpmk51-bkhn.org 6 1.1 ðại số Boole 1.1 ðại số Boole Biểu diễn biến và hàm lôgic Biểu diễn biến và hàm lôgic •Biểu ñồ thời gian: •Bìa Cac-nô: A Là ñồ thị biến thiên 1 Số ô trên bìa Cac-nô B 0 1 theo thời gian của 0 bằng số dòng bảng A hàm và biến lôgic B t thật 0 0 1 1 0 Ví dụ Bìa Cac-nô hàm Ví dụ Biểu ñồ thời gian của F(A,B) t Hoặc 2 biến 1 1 1 1 hàm Hoặc 2 biến 0 t http://cnpmk51-bkhn.org 7 http://cnpmk51-bkhn.org 8 2
1.1 ðại số Boole 1.1 ðại số Boole Các hàm lôgic cơ bản Các hàm lôgic cơ bản •Hàm Phủ ñịnh: •Hàm Và: A B F(A,B) Ví dụ Hàm 1 biến A F(A) Ví dụ Hàm 2 biến 0 0 0 F(A) = A 0 1 0 1 0 F(A,B) = AB 1 0 1 0 0 1 1 1 http://cnpmk51-bkhn.org 9 http://cnpmk51-bkhn.org 10 1.1 ðại số Boole 1.1 ðại số Boole Tính chất các hàm lôgic cơ bản Các hàm lôgic cơ bản A B C F Tồn tại phần tử trung tính duy nhất cho phép toán Hoặc và phép toán Và: •Hàm Hoặc: 0 0 0 0 A+0=A A.1 = A Giao hoán: A + B = B + A A.B = B.A 0 0 1 1 Kết hợp: A + (B+C) = (A+B) + C = A + B + C 0 1 0 1 A . (B.C) = (A.B) . C = A . B . C Ví dụ Hàm 3 biến Phân phối: A(B+C) = AB + AC 0 1 1 1 F(A,B,C) = A + B + C 1 0 0 1 A + (BC) = (A+B)(A+C) Không có số mũ, không có hệ số: 1 0 1 1 A + A + ... + A = A A.A....A = A 1 1 0 1 Phép bù: 1 1 1 1 A=A A+A =1 A.A = 0 http://cnpmk51-bkhn.org 11 http://cnpmk51-bkhn.org 12 3
1.1 ðại số Boole 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic ðịnh lý ðờ Mooc-gan Dạng tuyển và dạng hội Trường hợp 2 biến A + B = A.B • Dạng tuyển (tổng các tích) F(x, y, z) = xyz + x y + x z A.B = A + B • Dạng hội (tích các tổng) Tổng quát F(Xi , +,.) = F(Xi ,., +) F(x, y, z) = (x + y + z)(x + y)(x + y + z) Dạng chính qui Tính chất ñối ngẫu • Tuyển chính qui F(x, y, z) = xyz + x yz + xyz +⇔• 0⇔1 • Hội chính qui F(x, y, z) = (x + y + z)(x + y + z)(x + y + z) A + B = B + A ⇔ A.B = B.A A + 1 = 1 ⇔ A.0 = 0 Không phải dạng chính qui tức là dạng ñơn giản hóa http://cnpmk51-bkhn.org 13 http://cnpmk51-bkhn.org 14 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic Dạng tuyển chính qui Dạng tuyển chính qui ðịnh lý Shannon: Tất cả các hàm lôgic có thể triển khai theo một trong các biến dưới dạng tổng của 2 Nhận xét tích lôgic: F(A,B,..., Z) = A.F(0,B,...,Z) + A.F(1,B,..., Z) Giá trị hàm = 0 → Ví dụ số hạng tương ứng bị loại F(A,B) = A.F(0,B) + A.F(1,B) Giá trị hàm = 1 → F(0,B) = B.F(0, 0) + B.F(0,1) số hạng tương ứng bằng tích các biến F(1,B) = B.F(1,0) + B.F(1,1) F(A,B) = AB.F(0, 0) + AB.F(0,1) + AB.F(1, 0) + AB.F(1,1) Nhận xét 2 biến → Tổng 4 số hạng, 3 biến → Tổng 8 số hạng n biến → Tổng 2n số hạng http://cnpmk51-bkhn.org 15 http://cnpmk51-bkhn.org 16 4
1.2 Biểu diễn các hàm lôgic 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic Dạng tuyển chính qui Dạng tuyển A B C F A B C F chính qui 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 Ví dụ 0 1 0 1 0 1 0 1 Cho hàm 3 biến F(A,B,C). F(A,B,C) = A B C + A B C + Hãy viết biểu thức hàm 0 1 1 1 A B C+A B C+ 0 1 1 1 dưới dạng tuyển chính qui. 1 0 0 0 A BC 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 http://cnpmk51-bkhn.org 17 http://cnpmk51-bkhn.org 18 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic Dạng hội chính qui Dạng hội chính qui ðịnh lý Shannon: Tất cả các hàm lôgic có thể triển khai theo một trong các biến dưới dạng tích của 2 tổng lôgic: Nhận xét F(A,B,..., Z) = [A + F(1,B,...,Z)].[A + F(0,B,..., Z)] Ví dụ Giá trị hàm = 1 → F(A,B) = [A + F(1,B)][A + F(0,B)] số hạng tương ứng bị loại F(0,B) = [B + F(0,1)][B + F(0, 0)] Giá trị hàm = 0 → F(1,B) = [B + F(1,1)][B + F(1, 0)] số hạng tương ứng bằng tổng các biến F(A,B) = [A + B + F(1,1)][A + B + F(1, 0)] Nhận xét [A + B + F(0,1)][A + B + F(0, 0)] 2 biến → Tích 4 số hạng, 3 biến → Tích 8 số hạng n biến → Tích 2n số hạng http://cnpmk51-bkhn.org 19 http://cnpmk51-bkhn.org 20 5
1.2 Biểu diễn các hàm lôgic 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic Dạng hội chính qui A B C F A B C F 0 0 0 0 Dạng hội chính 0 0 0 0 0 0 1 1 qui 0 0 1 1 Ví dụ 0 1 0 1 0 1 0 1 Cho hàm 3 biến F(A,B,C). F = (A +B+ C)(A+B+ C)(A +B+ C) Hãy viết biểu thức hàm 0 1 1 1 0 1 1 1 dưới dạng hội chính qui. 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 http://cnpmk51-bkhn.org 21 http://cnpmk51-bkhn.org 22 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic 1.2 Biểu diễn các hàm lôgic Biểu diễn dưới dạng số Biểu diễn dưới dạng số Dạng tuyển chính qui ABCD = Ax23 +B x22 + C x21 + D x20 F(A,B,C) = R(1,2,3,5,7) = Ax8 +B x4 + C x2 + D x1 Dạng hội chính qui LSB (Least Significant Bit) MSB (Most Significant Bit) F(A,B,C) = I(0,4,6) http://cnpmk51-bkhn.org 23 http://cnpmk51-bkhn.org 24 6
1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic 1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic • Mục tiêu: Số số hạng ít nhất và số biến ít nhất • Một số quy tắc tối thiểu hóa: trong mỗi số hạng Có thể tối thiểu hoá một hàm lôgic bằng cách • Mục ñích: Giảm thiểu số lượng linh kiện nhóm các số hạng. • Phương pháp: - ðại số ABC + ABC + ABCD = - Bìa Cac-nô AB + ABCD = -... A(B + BCD) = A(B + CD) Phương pháp ñại số Có thể thêm số hạng ñã có vào một biểu thức lôgic. (1) AB + AB = B (A + B)(A + B) = B (1') ABC + ABC + ABC + ABC = (2) A + AB = A A(A + B) = A (2') ABC + ABC + ABC + ABC + ABC + ABC = (3) A + AB = A + B A(A + B) = AB (3') BC + AC + AB http://cnpmk51-bkhn.org 25 http://cnpmk51-bkhn.org 26 1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic 1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic • Một số quy tắc tối thiểu hóa: Phương pháp bìa Cac-nô Có thể loại ñi số hạng thừa trong một biểu thức lôgic C AB + BC + AC = BC AB + BC + AC(B + B) = A AB 0 1 00 01 11 10 AB + BC + ABC + ABC = 00 0 1 AB(1 + C) + BC(1 + A) = AB + BC 0 0 1 3 2 01 2 3 Trong 2 dạng chính qui, nên chọn cách biểu 1 4 5 7 6 diễn nào có số lượng số hạng ít hơn. 11 6 7 10 4 5 http://cnpmk51-bkhn.org 27 http://cnpmk51-bkhn.org 28 7
1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic 1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic • Phương pháp bìa Cac-nô CD AB Các quy tắc sau phát biểu cho dạng 00 01 11 10 tuyển chính quy. ðể dùng cho 00 0 1 3 2 dạng hội chính quy phải chuyển tương ñương 01 4 5 7 6 11 12 13 15 14 10 8 9 11 10 http://cnpmk51-bkhn.org 29 http://cnpmk51-bkhn.org 30 1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic 1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic • Qui tắc 1:nhóm các ô sao cho số lượng ô trong nhóm là một số luỹ thừa của 2. Các ô trong nhóm có giá trị hàm cùng bằng 1. • Qui tắc 2: Số lượng ô trong nhóm liên quan CD với số lượng biến có thể loại ñi. CD AB Nhóm 2 ô → loại 1 biến, nhóm 4 ô → loại 2 biến, 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 ... nhóm 2n ô → loại n biến. 00 00 1 1 BC A 01 1 1 01 1 1 00 01 11 10 F(A,B, C) = A B C + A B C 0 1 =B C 11 1 1 11 1 1 1 1 10 1 1 10 1 1 http://cnpmk51-bkhn.org 31 http://cnpmk51-bkhn.org 32 8
1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic 1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic BC A CD 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 0 1 1 F(A,B,C) = A C + B C 00 1 1 1 1 01 1 1 BC F(A,B, C,D) = B C + B D A 00 01 11 10 11 1 1 0 1 1 1 10 1 1 F(A,B,C) = B C + A B 1 1 http://cnpmk51-bkhn.org 33 http://cnpmk51-bkhn.org 34 1.3 Tối thiểu hóa các hàm lôgic Bài tập chương 1 (1/3) CD 1. Chứng minh các biểu thức sau: • Qui tắc 3: Trường AB 00 01 11 10 a) hợp có những giá trị AB + A B = A B + A B hàm là không xác 00 1 1 b) AB + A C = (A + C)(A + B) ñịnh (không chắc chắn luôn bằng 0 c) hoặc không chắc chắn 01 1 1 AC + B C = A C + B C luôn bằng 1), có thể coi giá trị hàm là 2. Xây dựng bảng thật và viết biểu thức lôgic của hàm F 11 − − − − xác ñịnh như sau: bằng 1 ñể xem có thể nhóm ñược với các ô a) F(A,B,C) = 1 ứng với tổ hợp biến có số lượng biến mà giá trị hàm xác 10 − − bằng 1 là một số chẵn hoặc không có biến nào bằng 1. ñịnh bằng 1 hay Các trường hợp khác thì hàm bằng 0 không. b) F(A,B,C,D) = 1 ứng với tổ hợp biến có ít nhất 2 biến F(A,B, C,D) = B C + B C bằng 1. Các trường hợp khác thì hàm bằng 0. http://cnpmk51-bkhn.org 35 http://cnpmk51-bkhn.org 36 9
Bài tập chương 1 (2/3) Bài tập chương 1 (3/3) 4. Tối thiểu hóa các hàm sau bằng phương pháp 3. Trong một cuộc thi có 3 giám khảo. Thí sinh ñại số: chỉ ñạt kết quả nếu có ña số giám khảo trở lên a) F(A, B, C, D) = (A + BC) + A(B + C)(AD + C) ñánh giá ñạt. Hãy biểu diễn mối quan hệ này bằng các phương pháp sau ñây: b) F(A, B, C) = (A + B + C)(A + B + C )( A + B + C)(A + B + C ) a) Bảng thật b) Bìa Cac-nô 5. Tối thiểu hóa các hàm sau bằng bìa Các-nô: c) Biểu ñồ thời gian a) F(A,B,C,D) = R(0,2,5,6,9,11,13,14) d) Biểu thức dạng tuyển chính quy b) F(A,B,C,D) = R(1,3,5,8,9,13,14,15) e) Biểu thức dạng hội chính qui c) F(A,B,C,D) = R(2,4,5,6,7,9,12,13) f) Các biểu thức ở câu d), e) dưới dạng số. d) F(A,B,C,D) = I(1,4,6,7,9,10,12,13) e) F(A,B,C,D,E)=R(0,1,9,11,13,15,16,17, 20,21,25,26,27,30,31) http://cnpmk51-bkhn.org 37 http://cnpmk51-bkhn.org 38 Giải bài tập chương 1 Giải bài tập chương 1 1. a) 1. b) AB + A B = (AB)(A B) AB + AC = (A + C)(A + B) AB + AC = (AB + A)(AB + C) =(A+B)(A+B) = (A + B)(AB + C) =AA + AB + AB + BB = AAB + AC + AB + BC = AB + AB = AC + BC + AA + AB = C(A + B) + A(A + B) = (A + C)(A + B) http://cnpmk51-bkhn.org 39 http://cnpmk51-bkhn.org 40 10
Giải bài tập chương 1 Giải bài tập chương 1 1. c) A AC + BC = AC + B C B t AC + BC = (A + C)(B + C) = A B + B C + AC = B C + AC + A B C + A B C C t = B C + AC t F t http://cnpmk51-bkhn.org 41 http://cnpmk51-bkhn.org 42 Giải bài tập chương 1 Giải bài tập chương 1 4. a) 4. b) F(A, B, C, D) = (A + BC) + A(B + C)(AD + C) F( A, B, C) = ( A + B + C)(A + B + C )( A + B + C)( A + B + C ) (A + BC) + A(B + C)(AD + C) = (A + BC) + (A + BC)(AD + C) F = (A + B + CC)(A + B + CC) = (A + BC) + (AD + C) = (A + B)(A + B) = A(1 + D) + C(1 + B) = AA + AB + AB + B = A+C = B(A + A + 1) =B http://cnpmk51-bkhn.org 43 http://cnpmk51-bkhn.org 44 11
Giải bài tập chương 1 Giải bài tập chương 1 5. a) F(A,B,C,D) = R(0,2,5,6,9,11,13,14) 5. c) F(A,B,C,D) = R(2,4,5,6,7,9,12,13) CD CD AB 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 00 1 1 00 1 01 1 1 01 1 1 1 1 11 1 1 11 1 1 10 1 1 10 1 http://cnpmk51-bkhn.org 45 http://cnpmk51-bkhn.org 46 5. d) Giải bài tập chương 1 CD AB 00 01 11 10 CD 00 0 AB 00 01 11 10 01 0 0 0 00 1 11 0 0 01 1 1 1 10 0 0 11 1 1 F(A,B,C,D) = (B + C + D)(A + B + C)(A + B + C)(B + C + D)(A + B + C + D) 10 1 1 http://cnpmk51-bkhn.org 47 http://cnpmk51-bkhn.org 48 12
Giải bài tập chương 1 Giải bài tập chương 1 Bìa Các-nô 5 biến F(A,B,C,D,E)=R(0,1,9,11,13,15,16,17,20,21,25,26,27,30,31) C=0 C=1 C=0 C=1 DE DE AB 00 01 11 10 10 11 01 00 AB 00 01 11 10 10 11 01 00 00 0 1 3 2 6 7 5 4 00 1 0 1 1 3 2 6 7 5 4 01 8 9 11 10 14 15 13 12 01 8 1 9 1 11 10 14 1 15 1 13 12 11 24 25 27 26 30 31 29 28 11 24 1 25 1 27 1 26 1 30 1 31 29 28 10 10 1 1 1 1 16 17 19 18 22 23 21 20 16 17 19 18 22 23 21 20 http://cnpmk51-bkhn.org 49 http://cnpmk51-bkhn.org 50 2.1 Mạch Hoặc, mạch Và dùng ñiôt D1 U1 U2 UY 0 0 0 0 E E Chương 2. U1 E 0 E Các phần tử lôgic cơ bản U2 D2 R UY E E E và mạch thực hiện A B F U1, U2 = 0 hoặc E vôn U1⇔A, U2 ⇔B, UY ⇔F(A,B) 0 0 0 0v⇔0, Ev⇔1 0 1 1 Bảng thật hàm Hoặc 2 1 0 1 biến 1 1 1 http://cnpmk51-bkhn.org 51 http://cnpmk51-bkhn.org 52 13
2.1. Mạch Và, mạch Hoặc dùng ñiôt 2.2. Mạch ðảo dùng tranzixto +E U1 U2 UY Tranzixto là dụng cụ bán dẫn, có 2 kiểu: NPN và PNP U1, U2 = 0 hoặc E vôn 0 0 0 R C Ic D1 Ic C 0 E 0 E 0 0 Ib Ib E E E B B U1 E E U2 D2 A B F Ie UY NPN Ie PNP 0 0 0 Ie = Ib +Ic, Ie và Ic >> Ib U1⇔A, U2 ⇔B, Us ⇔F(A,B) 0 1 0 Tranzixto thường dùng ñể khuếch ñại.Còn trong 0v⇔0, Ev⇔1 1 0 0 mạch lôgic, tranzixto làm việc ở chế ñộ khóa, tức có 2 trạng thái: Tắt (Ic = 0, Ucemax), Thông (có thể Bảng thật hàm Và 2 biến 1 1 1 bão hòa): Icmax, Uce = 0 http://cnpmk51-bkhn.org 53 http://cnpmk51-bkhn.org 54 2.2. Mạch ðảo dùng tranzixto 2.3. Các mạch tích hợp số Rc Mạch tích hợp (IC): Integrated Circuits UE UY Rb Mạch rời rạc E 0 E UY Mạch tích hợp UE E 0 • tương tự : làm việc với tín hiệu tương tự • số: làm việc với tín hiệu chỉ có 2 mức UE = 0 hoặc E vôn A F(A) UE⇔A, UY ⇔F(A) 1 0 1 0v⇔ ⇔0, Ev⇔ ⇔1 0 1 0 Bảng thật hàm Phủ ñịnh http://cnpmk51-bkhn.org 55 http://cnpmk51-bkhn.org 56 14
2.3. Các mạch tích hợp số 2.3. Các mạch tích hợp số Phân loại theo số tranzixto chứa trên một IC Phân loại theo bản chất linh kiện ñược sử dụng SSI Small Scale Integration n < 10 Sử dụng tranzixto lưỡng cực: (Mạch tích hợp cỡ nhỏ) RTL (Resistor Transistor Logic) DTL (Diode Transistor Logic) MSI TTL (Transistor Transistor Logic) Medium Scale Integration n = 10..100 (Mạch tích hợp cỡ trung bình) ECL (Emiter Coupled Logic) LSI Sử dụng tranzixto trường Large Scale Integration n = 100..1000 (FET: Field Effect Transistor): (Mạch tích hợp cỡ lớn) MOS (Metal Oxide Semiconductor) NMOS – VLSI PMOS Very Large Scale Integration n = 103..106 CMOS(Complementary Metal Oxide (Mạch tích hợp cỡ rất lớn) Semiconductor) http://cnpmk51-bkhn.org 57 http://cnpmk51-bkhn.org 58 2.3. Các mạch tích hợp số Một số ñặc tính của các mạch tích hợp số ðặc tính ñiện • Các mức lôgic. 5v 5v Ví dụ: Họ TTL Mức 1 Mức 1 3,3 2 Dải không Dải không xác ñịnh xác ñịnh 0,8 0,5 Mức 0 Mức 0 0 0 Vào TTL Ra TTL http://cnpmk51-bkhn.org 59 http://cnpmk51-bkhn.org 60 15
2.3. Các mạch tích hợp số 2.3. Các mạch tích hợp số Một số ñặc tính của các mạch tích hợp số Một số ñặc tính của các mạch tích hợp số ðặc tính ñiện ðặc tính ñiện • Thời gian truyền: gồm • Thời gian truyền: Thời gian trễ của thông tin ở ñầu ra so với Thời gian cần thiết ñể tín hiệu chuyển biến từ mức 0 lên ñầu vào mức 1 (sườn dương), hay từ mức 1 về mức 0 (sườn âm) H H 50% 50% 90% 100% tR: thời gian thiết lập sườn Vào TLH THL L L dương(sườn lên) H H 50% tF: thời gian thiết lập sườn 50% 10% âm(sườn xuống) Ra L L 0% tR tF Thời gian trễ trung bình ñược ñánh giá: Ttb = (TLH + THL)/2 http://cnpmk51-bkhn.org 61 http://cnpmk51-bkhn.org 62 2.3. Các mạch tích hợp số 2.3. Các mạch tích hợp số Một số ñặc tính của các mạch tích hợp số Một số ñặc tính của các mạch tích hợp số ðặc tính ñiện ðặc tính cơ • Công suất tiêu thụ ở chế ñộ ñộng: * DIL (Dual In Line): số chân từ 8 ñến 64. mW P 100 ECL TTL 10 CMOS 1 f 0,1 0,1 1 10 MHz http://cnpmk51-bkhn.org 63 http://cnpmk51-bkhn.org 64 16
2.3. Các mạch tích hợp số 2.3. Các mạch tích hợp số Một số ñặc tính của các mạch tích hợp số Một số ñặc tính của các mạch tích hợp số ðặc tính cơ ðặc tính cơ * SIL (Single In Line) * Vỏ hình vuông * Vỏ hình vuông http://cnpmk51-bkhn.org 65 http://cnpmk51-bkhn.org 66 2.4. Ký hiệu các phần tử lôgic cơ bản 2.4. Ký hiệu các phần tử lôgic cơ bản ðảo Và Hoặc-ðảo (NOR) A A A AB F AB ≥ 1 A+B A A A 1 A & AB ≥1 B 00 0 B B 01 1 Và-ðảo (NAND) Hoặc Hoặc mở rộng (XOR) A ⊕ B = AB + AB 10 1 A A A A A & AB AB & AB ≥ 1 A+B =1 A⊕ ⊕B 11 0 B B B B B http://cnpmk51-bkhn.org 67 http://cnpmk51-bkhn.org 68 17
3.1 Khái niệm Chương 3. Hệ lôgic ñược chia thành 2 lớp hệ: Hệ tổ hợp •Hệ tổ hợp •Hệ dãy Hệ tổ hợp: Tín hiệu ra chỉ phụ thuộc tín hiệu vào ở hiện tại → Hệ không nhớ Hệ dãy: Tín hiệu ra không chỉ phụ thuộc tín hiệu vào ở hiện tại mà còn phụ thuộc quá khứ của tín hiệu vào → Hệ có nhớ http://cnpmk51-bkhn.org 69 http://cnpmk51-bkhn.org 70 3.2 Một số ứng dụng hệ tổ hợp 3.2.1 Bộ mã hóa 3.2.1 Bộ mã hóa ‘1’ P1 Dùng ñể chuyển các giá trị nhị phân của biến 1 vào sang một mã nào ñó. P2 A 2 Ví dụ - Bộ mã hóa dùng cho bàn phím của máy Pi B N=i i Mã hoá tính. C Phím ⇔Ký tự⇔Từ mã P9 D 9 - Cụ thể trường hợp bàn phím chỉ có 9 phím. - N: số gán cho phím (N = 1...9) N = 4 → ABCD = 0100, N = 6→ ABCD = 0110. - Bộ mã hóa có : Nếu 2 hoặc nhiều phím ñồng thời ñược ấn → Mã hóa ưu tiên (nếu có 2 hoặc nhiều phím ñồng thời ñược ấn thì bộ mã hóa + 9 ñầu vào nối với 9 phím chỉ coi như có 1 phím ñược ấn, phím ñược ấn ứng với mã + 4 ñầu ra nhị phân ABCD cao nhất) http://cnpmk51-bkhn.org 71 http://cnpmk51-bkhn.org 72 18
3.2.1 Bộ mã hóa N= ≥1 D 1 • Xét trường hợp ñơn giản, giả thiết tại mỗi thời N= ñiểm chỉ có 1 phím ñược ấn. 2 N ABCD A = 1 nếu (N=8) hoặc 1 0001 (N=9) 2 0010 B = 1 nếu (N=4) hoặc 3 0011 (N=5) hoặc (N=6) 4 0100 hoặc (N=7) 5 0101 C = 1 nếu (N=2) hoặc 6 0110 (N=3) N= ≥1 7 0111 8 A hoặc (N=6) N= 8 1000 hoặc (N=7) 9 9 1001 D = 1 nếu (N=1) hoặc (N=3) http://cnpmk51-bkhn.org 73 http://cnpmk51-bkhn.org 74 hoặc (N=5) 3.2.1 Bộ mã hóa Mã hóa ưu tiên • Sơ ñồ bộ mã hóa A=1 nếu N = 8 hoặc N = 9 B=1 nếu (N = 4 hoặc N = 5 hoặc N = 6 hoặc N=7) và N=1 ≥1 (Not N = 8) và( Not N=9) D C=1 nếu N = 2 và (Not N=4) và (Not N= 5) và (Not N N=2 = 8) và (Not N = 9) N=3 hoặc N = 3 và (Not N=4) và (Not N= 5) và (Not N = 8) và ≥1 (Not N = 9) N=4 C hoặc N = 6 và (Not N = 8) và (Not N = 9) N=5 hoặc N = 7 và (Not N = 8) và (Not N = 9) N=6 D = 1 nếu N = 1 và (Not N =2) và (Not N = 4) và (Not N = 6)và ≥1 (Not N = 8) B N=7 hoặc N = 3 và (Not N = 4) và (Not N = 6)và (Not N = 8) hoặc N = 5 và (Not N = 6)và (Not N = 8) N=8 ≥1 hoặc N = 7 và (Not N = 8) A hoặc N=9 N=9 http://cnpmk51-bkhn.org 75 http://cnpmk51-bkhn.org 76 19
3.2.2 Bộ giải mã 3.2.2 Bộ giải mã Cung cấp 1 hay nhiều thông tin ở ñầu ra khi ñầu vào xuất hiện tổ hợp các biến nhị phân ứng với 1 hay nhiều • Giải mã cho tất cả các tổ hợp của bộ mã: từ mã ñã ñược lựa chọn từ trước. Ví dụ • Giải mã cho 1 cấu hình (hay 1 từ mã) ñã ñược xác ñịnh Bộ giải mã có 4 bit nhị phân ABCD ở ñầu vào, 16 bit ñầu ra Ví dụ ðầu ra của bộ giải mã bằng 1(0) nếu ở ñầu vào 4 bit nhị Y0 phân ABCD = 0111, các trường hợp khác ñầu ra = 0(1). A Y1 B Giải : C mã Yi D : D & Y15 C B Y=1 nếu Ứng với một tổ hợp 4 bit ñầu vào, 1 trong 16 ñầu A N=(0111)2 = (7)10 ra bằng 1 (0) , 15 ñầu ra còn lại bằng 0 (1). http://cnpmk51-bkhn.org 77 http://cnpmk51-bkhn.org 78 3.2.2 Bộ giải mã - Ứng dụng Bộ giải mã BCD Bộ giải mã BCD: Mã BCD (Binary Coded N A B C D Y0 Y1 . . Y9 0 0 0 0 0 1 0 . 0 Decimal) dùng 4 bit nhị phân ñể mã hoá . 1 0 0 0 1 0 1 . 0 các số thập phân từ 0 ñến 9. Bộ giải mã 2 0 0 1 0 0 0 . . 0 sẽ gồm có 4 ñầu vào và 10 ñầu ra. 3 0 0 1 1 0 0 . . 0 . 4 0 1 0 0 0 0 . 0 . 5 0 1 0 1 0 0 . 0 . 6 0 1 1 0 0 0 . 0 . 7 0 1 1 1 0 0 . 0 . 8 1 0 0 0 0 0 . 0 . 9 1 0 0 1 0 0 . 1 http://cnpmk51-bkhn.org 79 http://cnpmk51-bkhn.org 80 20