Bài giảng Kỹ thuật số: Chương 3 - Lê Thị Kim Anh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:51

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật số Chương 3 Hệ tổ hợp, cung cấp cho người học những kiến thức như: nguyên tắc thiết kế; một số hệ tổ hợp thông dụng và ứng dụng để thực hiện hàm boole. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật số: Chương 3 - Lê Thị Kim Anh

Chương 3: HỆ TỔ HỢP I. NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ II. MỘT SỐ HỆ TỔ HỢP THÔNG DỤNG VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ THỰC HIỆN HÀM BOOLE Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 1 GV: Lê Thị Kim Anh
I. NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ - Phát biểu bài toán. - Xác định số biến ở ngõ vào và ngõ ra. - Thành lập bảng giá trị chỉ rõ mối quan hệ giữa ngõ vào và ngõ ra theo các điều kiện của bài toán. Các ngõ vào Các ngõ ra Xn-1…..X0 Ym-1…..Y0 0……00 …… 1……11 - Tìm biểu thức rút gọn của từng ngõ ra phụ thuộc vào các biến ở ngõ vào. - Thực hiện sơ đồ logic. Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 2 GV: Lê Thị Kim Anh
VD1 Thiết kế một mạch nhận biết một số nhị phân 3 bit ở ngõ vào là chẳn hay lẻ. Ngõ ra bằng 1 khi ngõ vào là 1 số chẵn. Lập bảng chân trị Rút gọn hàm Các ngõ vào Ngõ ra X2X1 X2 X1 X0 Y X0 00 01 11 10 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1  Y = X0’ 0 1 1 0 Mạch thiết kế 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 3 GV: Lê Thị Kim Anh
VD2 Một mạch cảnh báo được thiết kế cho xe hơi dùng để phát hiện những điều kiện không mong muốn xảy ra như hình vẽ. Ba công tắc dùng để chỉ thị trạng thái như sau: - Door (A): cửa kế chỗ ngồi của tài xế. - Ignition(B): bộ đánh lửa. - Lights (C): đèn pha. Thiết kế mạch logic với 3 ngõ vào trên(A,B,C) và một ngõ ra Alarm(Y). Ngõ ra Y sẽ tích cực(làm sáng đèn LED) khi một trong các điều kiện sau xảy ra: - Đèn pha bật trong khi bộ đánh lửa tắt. - Cửa mở trong khi bộ đánh lửa mở. Thực hiện mạch trên chỉ dùng toàn cổng NAND. Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 4 GV: Lê Thị Kim Anh
Lập bảng chân trị Rút gọn hàm AB Các ngõ vào Ngõ ra C 00 01 11 10 A B C Y 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1  Y = AB+B’C 0 1 0 0 Y=AB+𝐁C = 𝐀𝐁. 𝐁 𝐂 0 1 1 0 Mạch thiết kế 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 5 GV: Lê Thị Kim Anh
VD3 Bốn SW trong hình là một phần của mạch điều khiển máy photo. Những SW này được đặt ở những vị trí khác nhau dọc theo đường đi của giấy được photo qua máy và thường ở trạng thái hở, và chỉ đóng khi có giấy đi qua. Không thể có trường hợp SW1 và SW4 cùng đóng tại một thời điểm. Thiết kế mạch logic để ngõ ra X ở mức cao bất cứ khi nào có 2 hay nhiều SW hơn cùng đóng tại một thời điểm. Thực hiện mạch chỉ dùng toàn cổng NOR. Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 6 GV: Lê Thị Kim Anh
Lập bảng chân trị Rút gọn hàm Y ab a b c d Y a b c d Y cd 00 01 11 10 0 0 0 0 X 1 0 0 0 1 00 X X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 0 0 0 1 0 X 1 0 1 0 1 11 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 10 X X 0  Y =(b’+c’)(a’+b’+d’)(a’+c’+d’) 0 1 0 0 X 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 Y=(𝐛 + 𝐜) + (𝐚 + 𝐛 + 𝐝) + (𝐚 + 𝐜 + 𝐝) 0 1 1 0 X 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 Với: a=SW1, b=SW2, c=SW3, d=SW4 Trạng thái công tắc (SWi) SW đóng  biến = 0 SW hở  biến = 1 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 7 GV: Lê Thị Kim Anh
Mạch thiết kế Y=(𝐚 + 𝐛) + (𝐚 + 𝐛 + 𝐜) + (𝐚 + 𝐜 + 𝐝) Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 8 GV: Lê Thị Kim Anh
II. MỘT SỐ HỆ TỔ HỢP THÔNG DỤNG VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ THỰC HIỆN HÀM BOOLE - BỘ NHỚ ROM – PLA - MẠCH CỘNG – TRỪ - MẠCH GIẢI MÃ – MÃ HÓA - MẠCH CHỌN KÊNH - PHÂN KÊNH Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 9 GV: Lê Thị Kim Anh
ROM (Read Only Memory) Tổng quát Inputs: Các tín hiệu địa chỉ (Address) Outputs: các tín hiệu dữ liệu (Data) Kích thước(dung lượng): 2n x m (bit) Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 10 GV: Lê Thị Kim Anh
Giản đồ định thì cho một chu kỳ ghi bộ nhớ Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 11 GV: Lê Thị Kim Anh
Giản đồ định thì cho một chu kỳ đọc bộ nhớ Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 12 GV: Lê Thị Kim Anh
Áp dụng Thực hiện các hàm Boole được cho theo bảng chân trị sau bằng cách sử dụng ROM. A B C F3 F2 F1 F0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 13 GV: Lê Thị Kim Anh
Phân tích - Số biến chính là số đường địa chỉ (addr). - Số hàm chính là số đường dữ liệu(data).  Cần ROM có dung lượng: 23 x 4 (bit) A B C F3 F2 F1 F0 A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0 F0 A 0 0 0 0 1 0 1 F1 B ROM 0 0 1 0 1 0 1 23 x 4 F2 0 1 0 1 1 1 0 C F3 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0  Nội dung nạp vào ROM? 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 14 GV: Lê Thị Kim Anh
PLA (Programmable Logic Array) Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 15 GV: Lê Thị Kim Anh
Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 16 GV: Lê Thị Kim Anh
VD1 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 17 GV: Lê Thị Kim Anh
VD2 Cho sơ đồ kết nối PLA như hình. a. Lập bảng PLA cho hệ thống này. b. Viết các phương trình của F1,F2 và F3. c. Nếu thay PLA bằng ROM thì cần ROM kích thước bao nhiêu? Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 18 GV: Lê Thị Kim Anh
Lập bảng PLA Ngõ vào Ngõ ra Số hạng tích A B C D F1 F2 F3 C - - 1 - 1 0 1 A’BD’ 0 1 - 0 1 1 0 AB’CD 1 0 1 1 0 0 1 A’BC’D 0 1 0 1 1 0 0 A’BC’ 0 1 0 - 1 1 1 Các phương trình F1 = C +A’BD’+A’BC’D+A’BC’ F2 = A’BD’+A’BC’ F3 = C + AB’CD + A’BC’ Hệ có 4 ngõ vào và 3 ngõ ra, do đó cần ROM có 4 đường địa chỉ và 3 đường dữ liệu. Hay ROM có kích thước 24 x 3
BỘ CỘNG CỘNG BÁN PHẦN (HALF ADDER - HA) Mạch thực hiện phép cộng 2 số nhị phân 1 bit S = x’y + xy’ = x  y C = xy CỘNG TOÀN PHẦN (FULL ADDER - FA) Mạch thực hiện phép cộng 3 số nhị phân 1 bit S =xyz C = xy +xz + yz = xy + z(xy) Bài giảng môn Kỹ Thuật Số 20 GV: Lê Thị Kim Anh