Bài giảng Kỹ thuật số ĐH Bách khoa Đà Nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ----- oOo -----

BÀI GIẢNG

Kỹ Thuật Số

(Lưu hành nội bộ)

Đà Nẵng, 2013

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 1

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1

(cid:43)(cid:1226) TH(cid:1236)NG S(cid:1236)(cid:3)(cid:264)(cid:1218)M VÀ KHÁI NI(cid:1226)M V(cid:1220) MÃ

1.1. H(cid:1226) TH(cid:1236)NG S(cid:1236)(cid:3)(cid:264)(cid:1218)M

1.1.1. H(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m

1. Khái ni(cid:1227)m

(cid:43)(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m là t(cid:1201)p h(cid:1255)p các ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp g(cid:1233)i và bi(cid:1223)u di(cid:1225)n các con s(cid:1237) b(cid:1205)ng các kí hi(cid:1227)u có giá tr(cid:1231) s(cid:1237)

(cid:79)(cid:1133)(cid:1255)ng xác (cid:255)(cid:1231)nh g(cid:1233)i là các ch(cid:1267) s(cid:1237).

2. Phân lo(cid:1189)i

Có th(cid:1223) chia các h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m làm hai lo(cid:1189)i: h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m theo v(cid:1231) trí và h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m không theo v(cid:1231) trí.

a. H(cid:847)(cid:3)(cid:255)(cid:839)m theo v(cid:851) trí:

(cid:43)(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m theo v(cid:1231) trí là h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m mà trong (cid:255)ó giá tr(cid:1231) s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng c(cid:1259)a ch(cid:1267) s(cid:1237) còn ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào v(cid:1231) trí c(cid:1259)a

nó (cid:255)(cid:1261)ng trong con s(cid:1237) c(cid:1257) th(cid:1223).

Ví d(cid:877): H(cid:1227) th(cid:1201)p phân là m(cid:1245)t h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m theo v(cid:1231) trí. S(cid:1237) 1991 trong h(cid:1227) th(cid:1201)p phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng 2 ch(cid:1267) s(cid:1237) “1” và “9”, nh(cid:1133)ng do v(cid:1231) trí (cid:255)(cid:1261)ng c(cid:1259)a các ch(cid:1267) s(cid:1237) này trong con s(cid:1237) là khác nhau nên s(cid:1217) mang các giá tr(cid:1231) s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng khác nhau, ch(cid:1207)ng h(cid:1189)n ch(cid:1267) s(cid:1237) “1” (cid:1251) v(cid:1231) trí hàng (cid:255)(cid:1131)n v(cid:1231) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n cho giá tr(cid:1231) s(cid:1237) (cid:79)(cid:1133)(cid:1255)ng là 1 song ch(cid:1267) s(cid:1237) “1” (cid:1251) v(cid:1231) trí hàng nghìn l(cid:1189)i bi(cid:1223)u di(cid:1225)n cho giá tr(cid:1231) s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng là 1000, hay ch(cid:1267) s(cid:1237) “9” khi (cid:1251) hàng ch(cid:1257)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n giá tr(cid:1231) là 90 còn khi (cid:1251) hàng tr(cid:259)m l(cid:1189)i bi(cid:1223)u di(cid:1225)n cho giá tr(cid:1231) là 900.

b. H(cid:847)(cid:3)(cid:255)(cid:839)m không theo v(cid:851) trí:

(cid:43)(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m không theo v(cid:1231) trí là h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m mà trong (cid:255)ó giá tr(cid:1231) s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng c(cid:1259)a ch(cid:1267) s(cid:1237) không ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào

(cid:89)(cid:1231) trí c(cid:1259)a nó (cid:255)(cid:1261)ng trong con s(cid:1237).

(cid:43)(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m La Mã là m(cid:1245)t h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m không theo v(cid:1231) trí. H(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m này s(cid:1265) d(cid:1257)ng các ký t(cid:1269) “I”, “V”, “X”... (cid:255)(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n các con s(cid:1237), trong (cid:255)ó “I” bi(cid:1223)u di(cid:1225)n cho giá tr(cid:1231) s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng 1, “V” bi(cid:1225)u di(cid:1225)n cho giá tr(cid:1231) s(cid:1237) (cid:79)(cid:1133)(cid:1255)ng 5, “X” bi(cid:1223)u di(cid:1225)n cho giá tr(cid:1231) s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng 10... mà không ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào v(cid:1231) trí các ch(cid:1267) s(cid:1237) này (cid:255)(cid:1261)ng trong con s(cid:1237) c(cid:1257) th(cid:1223).

Các h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m không theo v(cid:1231) trí s(cid:1217) không (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1221) c(cid:1201)p (cid:255)(cid:1219)n trong giáo trình này.

1.1.2. C(cid:1131) s(cid:1237) c(cid:1259)a h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m

(cid:48)(cid:1245)t s(cid:1237) A b(cid:1193)t k(cid:484) có th(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng dãy sau:

A= am-1am-2.....a0a-1......a-n

); i là các hàng s(cid:1237), i nh(cid:1235): hàng tr(cid:1215), i l(cid:1247)n: hàng già.

1mn

Trong (cid:255)ó ai là các ch(cid:1267) s(cid:1237), ( Giá tr(cid:1231) s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng c(cid:1259)a các ch(cid:1267) s(cid:1237) ai s(cid:1217) nh(cid:1201)n m(cid:1245)t giá tr(cid:1231) nào (cid:255)ó sao cho th(cid:1235)a mãn b(cid:1193)t (cid:255)(cid:1207)ng th(cid:1261)c sau:

- ‚

1Na

(ai nguyên)

- £ £

N (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là c(cid:1131) s(cid:1237) c(cid:1259)a h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m. (cid:38)(cid:1131) s(cid:1237) c(cid:1259)a m(cid:1245)t h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m là s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng ký t(cid:1269) phân bi(cid:1227)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1265) (cid:71)(cid:1257)ng trong m(cid:1245)t h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m. Các h(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c phân bi(cid:1227)t v(cid:1247)i nhau b(cid:1205)ng m(cid:1245)t c(cid:1131) s(cid:1237) N c(cid:1259)a h(cid:1227) (cid:255)(cid:1219)m (cid:255)ó. M(cid:1243)i ký t(cid:1269) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n m(cid:1245)t ch(cid:1267) s(cid:1237).

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 2

Trong (cid:255)(cid:1249)i s(cid:1237)ng h(cid:1205)ng ngày chúng ta quen s(cid:1265) d(cid:1257)ng h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m th(cid:1201)p phân (decimal) v(cid:1247)i N=10. Trong (cid:75)(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237) còn s(cid:1265) d(cid:1257)ng nh(cid:1267)ng h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m khác là h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m nh(cid:1231) phân (binary) v(cid:1247)i N=2, h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m bát phân (octal) v(cid:1247)i N=8 và h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m th(cid:1201)p l(cid:1257)c phân (hexadecimal) v(cid:1247)i N=16.

(cid:222)

: N =2 : N =10 (cid:222) : N =8

ai = 0, 1. ai = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. ai = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. ai = 0, 1, 2, …8, 9, A, B, C,D, E, F.

- H(cid:1227) nh(cid:1231) phân - H(cid:1227) th(cid:1201)p phân - H(cid:1227) bát phân - H(cid:1227) th(cid:1201)p l(cid:1257)c phân : N =16 (cid:222) Khi (cid:255)ã xu(cid:1193)t hi(cid:1227)n c(cid:1131) s(cid:1237) N, ta có th(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n s(cid:1237) A d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng m(cid:1245)t (cid:255)a th(cid:1261)c theo c(cid:1131) s(cid:1237) N, (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ký

hi(cid:1227)u là A(N) :

A(N) = am-1.Nm-1 + am-2.Nm-2 +...+ a0.N0 + a-1.N-1 + ... + a-n.N-n

Hay:

(cid:222)

(1.1)

(N)

Na i

-= i

(cid:57)(cid:867)i N=10 (h(cid:847) th(cid:821)p phân):

A(10) = am-1.10m-1 + am-2.10m-2 +....+ a0.100 +...+ a-n.10-n 1999,959(10) =1.103 + 9.102 + 9.101 + 9.100 + 9.10-1 + 5.10-2 + 9.10-3

(cid:57)(cid:867)i N=2 (h(cid:847) nh(cid:851) phân):

A(2) = am-1.2m-1 + am-2.2m-2 +...+ a0.20 ....+a-n2-n 1101(2) = 1.23 +1.22 + 0.21 + 1.20 = 13(10)

(cid:57)(cid:867)i N=16 (h(cid:847) th(cid:821)p l(cid:877)c phân):

A(16) = am-1.16m-1 + am-2.16m-2 +...+ a0.160 + a-116-1 + ... + a-n16-n 3FF(16) = 3.162 + 15.161 + 15.160 = 1023(10)

(cid:57)(cid:867)i N=8 (h(cid:847) bát phân):

A(8) = am-1.8m-1 + am-2.8m-2 +...+ a0.80 + a-1.8-1 + ... + a-n.8-n 376(8) = 3.82 + 7.81 + 6.80 = 254(10)

Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, bi(cid:1223)u th(cid:1261)c (1.1) cho phép (cid:255)(cid:1241)i các s(cid:1237)(cid:3)(cid:1251) b(cid:1193)t k(cid:484) h(cid:1227) nào sang h(cid:1227) th(cid:1201)p phân (h(cid:1227) 10).

- (cid:229)

1.1.3. (cid:264)(cid:1241)i c(cid:1131) s(cid:1237)

1. (cid:264)(cid:1241)i t(cid:1263) c(cid:1131) s(cid:1237) d sang c(cid:1131) s(cid:1237) 10

(cid:264)(cid:1223) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i m(cid:1245)t s(cid:1237)(cid:3)(cid:1251) h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m c(cid:1131) s(cid:1237) d sang h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m c(cid:1131) s(cid:1237) 10 ng(cid:1133)(cid:1249)i ta khai tri(cid:1223)n con s(cid:1237) trong c(cid:1131)

(cid:86)(cid:1237) d d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng (cid:255)a th(cid:1261)c theo c(cid:1131) s(cid:1237) c(cid:1259)a nó (theo bi(cid:1223)u th(cid:1261)c 1.3).

Ví d(cid:877) 1.1 (cid:264)(cid:1241)i s(cid:1237) 1101(2)(cid:3)(cid:1251) h(cid:1227) nh(cid:1231) phân sang h(cid:1227) th(cid:1201)p phân nh(cid:1133) sau:

1011(2) = 1.23 + 0.22 + 1.21 + 1.20 = 11(10)

2. (cid:264)(cid:1241)i t(cid:1263) c(cid:1131) s(cid:1237) 10 sang c(cid:1131) s(cid:1237) d

(cid:264)(cid:1223) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i m(cid:1245)t s(cid:1237) t(cid:1263) c(cid:1131) s(cid:1237) 10 sang c(cid:1131) s(cid:1237) d (d = 2, 8, 16) ng(cid:1133)(cid:1249)i ta l(cid:1193)y con s(cid:1237) trong c(cid:1131) s(cid:1237) 10 chia liên ti(cid:1219)p cho d (cid:255)(cid:1219)n khi th(cid:1133)(cid:1131)ng s(cid:1237) b(cid:1205)ng không thì d(cid:1263)ng l(cid:1189)i. K(cid:1219)t qu(cid:1191) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i có (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c trong (cid:75)(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m c(cid:1131) s(cid:1237) d là t(cid:1201)p h(cid:1255)p các s(cid:1237) d(cid:1133) c(cid:1259)a phép chia (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c vi(cid:1219)t theo th(cid:1261) t(cid:1269) ng(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1189)i, ngh(cid:429)a là s(cid:1237) d(cid:1133) (cid:255)(cid:1195)u tiên có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) nh(cid:1235) nh(cid:1193)t. (xem ví d(cid:1257) 1.2)

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 3

Ví d(cid:877) 1.2:

1023

1

15

0

15

1

3

1

A(10)=13 ﬁ

A(2)=1101

A(10)=1023 ﬁ A(16)=3FFH

(cid:46)(cid:1219)t lu(cid:1201)n: G(cid:1233)i d1, d2, ..,dn l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t là d(cid:1133) s(cid:1237) c(cid:1259)a phép chia s(cid:1237) th(cid:1201)p phân cho c(cid:1131) s(cid:1237) d (cid:1251) l(cid:1195)n th(cid:1261) 1, 2,

3, 4, .., n thì k(cid:1219)t qu(cid:1191) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i m(cid:1245)t s(cid:1237) t(cid:1263) h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m c(cid:1131) s(cid:1237) 10 (th(cid:1201)p phân) sang h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m c(cid:1131) s(cid:1237) d s(cid:1217) là: dndn-1dn-2...d1, ngh(cid:429)a là d(cid:1133) s(cid:1237) sau cùng c(cid:1259)a phép chia là bít có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) cao nh(cid:1193)t (MSB), còn d(cid:1133) s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1195)u tiên là bít có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) nh(cid:1235) nh(cid:1193)t (LSB).

Trong các ví d(cid:1257) trên, c(cid:1131) s(cid:1237) c(cid:1259)a h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ghi (cid:1251) d(cid:1189)ng ch(cid:1229) s(cid:1237) bên d(cid:1133)(cid:1247)i. Ngoài ra c(cid:458)ng có th(cid:1223) ký

B - H(cid:1227) nh(cid:1231) phân (Binary) O - H(cid:1227) bát phân (Octal) D - H(cid:1227) th(cid:1201)p phân (Decmal) H - H(cid:1227) th(cid:1201)p l(cid:1257)c phân (Hexadecimal)

(cid:87)(cid:1269) ch(cid:1267)(cid:3)(cid:255)(cid:1223) phân bi(cid:1227)t nh(cid:1133) sau: Ví d(cid:877):

1010B có ngh(cid:429)a là 1010(2) có ngh(cid:429)a là 37F(16) 37FH

& Quy t(cid:823)c chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i gi(cid:887)a các h(cid:847)(cid:3)(cid:255)(cid:839)m c(cid:751) s(cid:857) 2, 8, 16 ?

1.2. H(cid:1226)(cid:3)(cid:264)(cid:1218)M NH(cid:1230) PHÂN VÀ KHÁI NI(cid:1226)M V(cid:1220) MÃ

1.2.1. H(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m nh(cid:1231) phân

1. Khái ni(cid:1227)m

(cid:43)(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m nh(cid:1231) phân, còn g(cid:1233)i là h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m c(cid:1131) s(cid:1237) 2, là h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m trong (cid:255)ó ng(cid:1133)(cid:1249)i ta ch(cid:1229) s(cid:1265) d(cid:1257)ng hai kí hi(cid:1227)u 0 và 1 (cid:255)(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n t(cid:1193)t c(cid:1191) các s(cid:1237). Hai ký hi(cid:1227)u (cid:255)ó g(cid:1233)i chung là bit ho(cid:1211)c digit, nó (cid:255)(cid:1211)c tr(cid:1133)ng cho m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1265) có hai tr(cid:1189)ng thái (cid:1241)n (cid:255)(cid:1231)nh hay còn g(cid:1233)i là 2 tr(cid:1189)ng thái b(cid:1221)n c(cid:1259)a FLIP- FLOP (ký hi(cid:1227)u là FF).

Trong h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m nh(cid:1231) phân ng(cid:1133)(cid:1249)i ta quy (cid:1133)(cid:1247)c nh(cid:1133) sau:

- M(cid:1245)t nhóm 4 bít g(cid:1233)i là 1 nibble. - M(cid:1245)t nhóm 8 bít g(cid:1233)i là 1 byte. - Nhóm nhi(cid:1221)u bytes g(cid:1233)i là t(cid:1263) (word), có th(cid:1223) có t(cid:1263) 2 bytes (16 bít), t(cid:1263) 4 bytes (32 bít), ... (cid:264)(cid:1223) hi(cid:1223)u rõ h(cid:1131)n m(cid:1245)t s(cid:1237) khái ni(cid:1227)m, ta xét s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bít: a3a2a1a0. Bi(cid:1223)u di(cid:1225)n d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng (cid:255)a th(cid:1261)c

theo c(cid:1131) s(cid:1237) c(cid:1259)a nó là:

a3a2a1a0 (2) = a3.23 + a2.22 + a1.21 + a0.20

Trong (cid:255)ó: - 23, 22, 21, 20 (hay 8, 4, 2, 1) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là các tr(cid:1233)ng s(cid:1237). - a0(cid:3) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là bit có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) nh(cid:1235) nh(cid:1193)t, hay còn g(cid:1233)i bit có ý ngh(cid:429)a nh(cid:1235) nh(cid:1193)t (LSB - Least Significant Bit), còn g(cid:1233)i là bít tr(cid:1215) nh(cid:1193)t.

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 4

- a3(cid:3) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là bit có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) l(cid:1247)n nh(cid:1193)t, hay còn g(cid:1233)i là bít có ý ngh(cid:429)a l(cid:1247)n nh(cid:1193)t (MSB - Most Significant Bit), còn g(cid:1233)i là bít già nh(cid:1193)t.

Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, v(cid:1247)i s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bit a3a2a1a0 trong (cid:255)ó m(cid:1243)i ch(cid:1267) s(cid:1237) ai (i t(cid:1263) 0 (cid:255)(cid:1219)n 3) ch(cid:1229) nh(cid:1201)n (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c hai

giá tr(cid:1231) {0,1} ta có 24 = 16 t(cid:1241) h(cid:1255)p nh(cid:1231) phân phân bi(cid:1227)t.

(cid:37)(cid:1191)ng sau (cid:255)ây li(cid:1227)t kê các t(cid:1241) h(cid:1255)p mã nh(cid:1231) phân 4 bít cùng các giá tr(cid:1231) s(cid:1237) th(cid:1201)p phân, s(cid:1237) bát phân và s(cid:1237)

th(cid:1201)p l(cid:1257)c phân t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng.

& T(cid:883) b(cid:811)ng này hãy cho bi(cid:839)t m(cid:857)i quan h(cid:847) gi(cid:887)a các s(cid:857) trong h(cid:847) nh(cid:851) phân v(cid:867)i các s(cid:857) trong h(cid:847) bát phân (N=8) và h(cid:847) th(cid:821)p l(cid:877)c phân (N=16)? T(cid:883)(cid:3)(cid:255)ó suy ra ph(cid:753)(cid:751)ng pháp chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i nhanh gi(cid:887)a các (cid:75)(cid:847) này?

S(cid:1237) bát phân S(cid:1237) th(cid:1201)p l(cid:1257)c phân

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

00 01 02 03 04 05 06 07 10 11 12 13 14 15 16 17

a3a2a1a0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

(cid:54)(cid:1237) th(cid:1201)p phân 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

(cid:37)(cid:811)ng 1.1. Các t(cid:861) h(cid:875)p mã nh(cid:851) phân 4 bít

(cid:54)(cid:1269) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i gi(cid:1267)a các h(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3) (cid:255)(cid:1219)m khác nhau gi(cid:1267) vai trò quan tr(cid:1233)ng trong máy tính s(cid:1237). Chúng ta bi(cid:1219)t r(cid:1205)ng 23 = 8 và 24 = 16, t(cid:1263) b(cid:1191)ng mã trên có th(cid:1223) nh(cid:1201)n th(cid:1193)y m(cid:1243)i ch(cid:1267) s(cid:1237) trong h(cid:1227) bát phân (cid:87)(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng v(cid:1247)i m(cid:1245)t nhóm ba ch(cid:1267) s(cid:1237) (3 bít) trong h(cid:1227) nh(cid:1231) phân, m(cid:1243)i ch(cid:1267) s(cid:1237) trong h(cid:1227) th(cid:1201)p l(cid:1257)c phân (cid:87)(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng v(cid:1247)i m(cid:1245)t nhóm b(cid:1237)n ch(cid:1267) s(cid:1237) (4 bít) trong h(cid:1227) nh(cid:1231) phân. Do (cid:255)ó, khi bi(cid:1223)u di(cid:1225)n s(cid:1237) nh(cid:1231) phân nhi(cid:1221)u bit trên máy tính (cid:255)(cid:1223) tránh sai sót ng(cid:1133)(cid:1249)i ta th(cid:1133)(cid:1249)ng bi(cid:1223)u di(cid:1225)n thông qua s(cid:1237) th(cid:1201)p phân ho(cid:1211)c th(cid:1201)p (cid:79)(cid:1257)c phân ho(cid:1211)c bát phân. Ví d(cid:877) 1.3: Xét vi(cid:1227)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 1011111011111110(2).

1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0

theo h(cid:1227) th(cid:1201)p l(cid:1257)c phân.

(cid:57)(cid:1201)y, có th(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n : 137376(8) theo h(cid:1227) bát phân ho(cid:1211)c : BEFE(H)

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 5

& V(cid:867)i s(cid:857) nh(cid:851) phân n bít có bao nhiêu t(cid:861) h(cid:875)p nh(cid:851) phân khác nhau? Xét tr(cid:753)(cid:869)ng h(cid:875)p s(cid:857) nh(cid:851) phân 8 bít (n=8) a7a6a5a4a3a2a1a0 có bao nhiêu t(cid:861) h(cid:875)p nh(cid:851) phân (t(cid:883) mã nh(cid:851) phân) khác nhau?

2. Các phép tính trên s(cid:1237) nh(cid:1231) phân

a. Phép c(cid:865)ng

(cid:264)(cid:1223) c(cid:1245)ng hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta d(cid:1269)a trên qui t(cid:1203)c c(cid:1245)ng nh(cid:1133) sau:

0 + 0 = 0 nh(cid:1247) 0 0 + 1 = 1 nh(cid:1247) 0 1 + 0 = 1 nh(cid:1247) 0 1 + 1 = 0 nh(cid:1247) 1

ﬁ

0011 + 0010

ﬁ

Ví d(cid:877) 1.4: 3 2 5

0101 = 1.22 + 1.20 = 5(10)

b. Phép tr(cid:883)

0 - 0 = 0 m(cid:1133)(cid:1255)n 0 0 - 1 = 1 m(cid:1133)(cid:1255)n 1 1 - 0 = 1 m(cid:1133)(cid:1255)n 0 1 - 1 = 0 m(cid:1133)(cid:1255)n 0

ﬁ

Ví d(cid:877) 1.5: 7 5 2

- 0111 0101 0010 = 0.23 + 0.22 + 1.21 + 0.20 = 2(10)

c. Phép nhân

0 . 0 = 0 0 . 1 = 0 1 . 0 = 0 1 . 1 = 1

ﬁ

Ví d(cid:877) 1.6: 7 x 5 35

0111 x 0101 0111 0000 0111 0000 0100011 = 1.25 + 1.21 + 1.20 = 35(10)

d. Phép chia

0 : 1 = 0 1 : 1 = 1

(cid:47)(cid:753)u ý: Khi chia s(cid:857) chia ph(cid:811)i khác 0

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 6

10 5

1010 101

2 101 10(2) = 2(10)

ﬁ

Ví d(cid:877) 1.7: 00 0 (cid:1260)ng d(cid:1257)ng thanh ghi d(cid:1231)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n phép toán nhân hai, chia hai:

Thanh ghi sau khi d(cid:1231)ch trái 1 bít

(cid:39)(cid:1231)ch trái 1 bít «

nhân 2

Thanh ghi ban (cid:255)(cid:1195)u

Thanh ghi sau khi d(cid:1231)ch ph(cid:1191)i 1 bít

(cid:71)(cid:1133)

(cid:39)(cid:1231)ch ph(cid:1191)i 1 bít «

chia 2

Hình 1.1. (cid:880)ng d(cid:877)ng thanh ghi d(cid:851)ch th(cid:889)c hi(cid:847)n phép toán nhân và chia 2

1.2.2. Khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

1. (cid:264)(cid:1189)i c(cid:1133)(cid:1131)ng

Trong (cid:255)(cid:1249)i s(cid:1237)ng hàng ngày, con ng(cid:1133)(cid:1249)i giao ti(cid:1219)p v(cid:1247)i nhau thông qua m(cid:1245)t h(cid:1227) th(cid:1237)ng ngôn ng(cid:1267) qui (cid:1133)(cid:1247)c, nh(cid:1133)ng trong máy tính và các h(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237) ch(cid:1229) x(cid:1265) lý các d(cid:1267) li(cid:1227)u nh(cid:1231) phân. Do (cid:255)ó, m(cid:1245)t v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221)(cid:3)(cid:255)(cid:1211)t ra là làm th(cid:1219) nào t(cid:1189)o ra m(cid:1245)t giao di(cid:1227)n d(cid:1225) dàng gi(cid:1267)a ng(cid:1133)(cid:1249)i và máy tính, ngh(cid:429)a là máy tính th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1267)ng bài toán do con ng(cid:1133)(cid:1249)i (cid:255)(cid:1211)t ra.

Vì các máy tính s(cid:1237) hi(cid:1227)n nay ch(cid:1229) hi(cid:1223)u các s(cid:1237) 0 và s(cid:1237) 1, nên b(cid:1193)t k(cid:484) thông tin nào d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng các ch(cid:1267) (cid:86)(cid:1237), ch(cid:1267) cái ho(cid:1211)c các ký t(cid:1269) ph(cid:1191)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i thành d(cid:1189)ng s(cid:1237) nh(cid:1231) phân tr(cid:1133)(cid:1247)c khi nó có th(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c x(cid:1265) lý b(cid:1205)ng các m(cid:1189)ch s(cid:1237).

(cid:264)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u (cid:255)ó, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta (cid:255)(cid:1211)t ra v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221) v(cid:1221) mã hóa d(cid:1267) li(cid:1227)u. Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, mã hóa là quá trình bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i nh(cid:1267)ng ký hi(cid:1227)u quen thu(cid:1245)c c(cid:1259)a con ng(cid:1133)(cid:1249)i sang nh(cid:1267)ng ký hi(cid:1227)u quen thu(cid:1245)c v(cid:1247)i máy tính. Nh(cid:1267)ng s(cid:1237) li(cid:1227)u (cid:255)ã mã hóa này (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào máy tính, máy tính tính toán x(cid:1265) lý và sau (cid:255)ó máy tính th(cid:1269)c hi(cid:1227)n quá trình ng(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1189)i là gi(cid:1191)i mã (cid:255)(cid:1223) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i các bít thông tin nh(cid:1231) phân thành các ký hi(cid:1227)u quen thu(cid:1245)c v(cid:1247)i con ng(cid:1133)(cid:1249)i mà con ng(cid:1133)(cid:1249)i có th(cid:1223) hi(cid:1223)u (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c.

Các l(cid:429)nh v(cid:1269)c mã hóa bao g(cid:1239)m: - Mã hóa s(cid:1237) th(cid:1201)p phân - Mã hóa ký t(cid:1269) - Mã hóa t(cid:1201)p l(cid:1227)nh - Mã hóa ti(cid:1219)ng nói - Mã hóa hình (cid:1191)nh ..v..v..

Ph(cid:1195)n ti(cid:1219)p theo chúng ta kh(cid:1191)o sát l(cid:429)nh v(cid:1269)c mã hóa (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n nh(cid:1193)t là mã hóa s(cid:1237) th(cid:1201)p phân b(cid:1205)ng cách s(cid:1265) d(cid:1257)ng các t(cid:1263) mã nh(cid:1231) phân. Vi(cid:1227)c mã hóa ký t(cid:1269), t(cid:1201)p l(cid:1227)nh, ti(cid:1219)ng nói, hình (cid:1191)nh... (cid:255)(cid:1221)u d(cid:1269)a trên c(cid:1131) (cid:86)(cid:1251) mã hóa s(cid:1237) th(cid:1201)p phân.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 7

2. Mã hóa s(cid:1237) th(cid:1201)p phân

a. Khái ni(cid:847)m

Trong th(cid:1269)c t(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1223) mã hóa s(cid:1237) th(cid:1201)p phân ng(cid:1133)(cid:1249)i ta s(cid:1265) d(cid:1257)ng các s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bit (a3a2a1a0) theo quy

0000 ; 0001 ; 0010 ; 0011 ; 0100 ;

0101 0110 0101 1000 1001

5 ﬁ 6 ﬁ 7 ﬁ 8 ﬁ 9 ﬁ

(cid:87)(cid:1203)c sau: 0 ﬁ 1 ﬁ 2 ﬁ 3 ﬁ 4 ﬁ Các s(cid:1237) nh(cid:1231) phân dùng (cid:255)(cid:1223) mã hóa các s(cid:1237) th(cid:1201)p phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là các s(cid:1237) BCD (Binary Coded

Decimal: S(cid:1237) th(cid:1201)p phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c mã hóa b(cid:1205)ng s(cid:1237) nh(cid:1231) phân).

b. Phân lo(cid:809)i Khi s(cid:1265) d(cid:1257)ng s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bit (cid:255)(cid:1223) mã hóa các s(cid:1237) th(cid:1201)p phân t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i 24 = 16 t(cid:1241) h(cid:1255)p mã nh(cid:1231)

phân phân bi(cid:1227)t.

Do vi(cid:1227)c ch(cid:1233)n 10 t(cid:1241) h(cid:1255)p trong 16 t(cid:1241) h(cid:1255)p (cid:255)(cid:1223) mã hóa các ký hi(cid:1227)u th(cid:1201)p phân t(cid:1263) 0 (cid:255)(cid:1219)n 9 mà trong

th(cid:1269)c t(cid:1219) xu(cid:1193)t hi(cid:1227)n nhi(cid:1221)u lo(cid:1189)i mã BCD khác nhau.

(cid:48)(cid:1211)c dù t(cid:1239)n t(cid:1189)i nhi(cid:1221)u lo(cid:1189)i mã BCD khác nhau, nh(cid:1133)ng có th(cid:1223) chia làm hai lo(cid:1189)i chính: Mã BCD có

tr(cid:853)ng s(cid:857) và mã BCD không có tr(cid:853)ng s(cid:857).

b1. Mã BCD có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) là lo(cid:1189)i mã cho phép phân tích thành (cid:255)a th(cid:1261)c theo tr(cid:1233)ng s(cid:1237) c(cid:1259)a nó. Mã

BCD có tr(cid:1233)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c chia làm 2 lo(cid:1189)i là: mã BCD t(cid:1269) nhiên và mã BCD s(cid:1237) h(cid:1233)c.

Mã BCD t(cid:889) nhiên là lo(cid:1189)i mã mà trong (cid:255)ó các tr(cid:1233)ng s(cid:1237) th(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1203)p x(cid:1219)p theo th(cid:1261) t(cid:1269) t(cid:259)ng (cid:71)(cid:1195)n. Ví d(cid:1257): Mã BCD 8421, BCD 5421. Mã BCD s(cid:857) h(cid:853)c là lo(cid:1189)i mã mà trong (cid:255)ó có t(cid:1241)ng các tr(cid:1233)ng s(cid:1237) luôn luôn b(cid:1205)ng 9.Ví d(cid:1257): BCD 2421, BCD 5121, BCD8 4-2-1 (cid:264)(cid:1211)c tr(cid:1133)ng c(cid:1259)a mã BCD s(cid:1237) h(cid:1233)c là có tính ch(cid:1193)t (cid:255)(cid:1237)i x(cid:1261)ng qua m(cid:1245)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng trung gian. Do (cid:89)(cid:1201)y, (cid:255)(cid:1223) tìm t(cid:1263) mã BCD c(cid:1259)a m(cid:1245)t s(cid:1237) th(cid:1201)p phân nào (cid:255)ó ta l(cid:1193)y bù ((cid:255)(cid:1191)o) t(cid:1263) mã BCD c(cid:1259)a s(cid:1237) bù 9 (cid:87)(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng. Ví d(cid:877) xét mã BCD 2421. (cid:264)ây là mã BCD s(cid:1237) h(cid:1233)c (t(cid:1241)ng các tr(cid:1233)ng s(cid:1237) b(cid:1205)ng 9), trong (cid:255)ó s(cid:1237) 3 (th(cid:1201)p phân) có t(cid:1263) mã là 0011, s(cid:1237) 6 (th(cid:1201)p phân) là bù 9 c(cid:1259)a 3. Do v(cid:1201)y, có th(cid:1223) suy ra t(cid:1263) mã c(cid:1259)a 6 (cid:69)(cid:1205)ng cách l(cid:1193)y bù t(cid:1263) mã c(cid:1259)a 3, ngh(cid:429)a là l(cid:1193)y bù 0011, ta s(cid:1217) có t(cid:1263) mã c(cid:1259)a 6 là 1100.

b2. Mã BCD không có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) là lo(cid:1189)i mã không cho phép phân tích thành (cid:255)a th(cid:1261)c theo tr(cid:1233)ng

(cid:86)(cid:1237) c(cid:1259)a nó. Các mã BCD không có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) là: Mã Gray, Mã Gray th(cid:1263)a 3.

(cid:264)(cid:1211)c tr(cid:1133)ng c(cid:1259)a mã Gray là b(cid:1245) mã trong (cid:255)ó hai t(cid:1263) mã nh(cid:1231) phân (cid:255)(cid:1261)ng k(cid:1219) ti(cid:1219)p nhau bao gi(cid:1249) c(cid:458)ng ch(cid:1229)

khác nhau 1 bit.

Ví d(cid:1257):

0011 0100

Còn v(cid:1247)i mã BCD 8421: 3 ﬁ 4 ﬁ

Mã Gray: 2 ﬁ 3 ﬁ 4 ﬁ

0011 0010 0110

Các b(cid:1191)ng d(cid:1133)(cid:1247)i (cid:255)ây trình bày m(cid:1245)t s(cid:1237) lo(cid:1189)i mã thông d(cid:1257)ng.

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 8

(cid:37)(cid:1191)ng 1.2:

Các mã BCD t(cid:889) nhiên.

BCD 8421 a2 a3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1

BCD b2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1

a1 a0 b3 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0

5421 b1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0

b0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0

BCD quá 3 c1 c3 c2 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1

c0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

(cid:54)(cid:1237) th(cid:1201)p phân 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

(cid:37)(cid:1191)ng 1.3:

Các mã BCD s(cid:857) h(cid:853)c

BCD

5121

BCD 84-2-1

BCD 2421 a2 a1 a3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1

a0 b3 b2 b1 b0 c3 c2 c1 c0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1

0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

0 0 1 1 1 0 0 0 1 1

0 1 1 0 0 1 1 0 0 1

0 1 1 1 1 0 0 0 0 1

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1

(cid:54)(cid:1237) th(cid:1201)p phân 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

BCD t(cid:889) nhiên và mã Gray.

(cid:37)(cid:1191)ng 1.4:

BCD 8421

BCD quá 3

Gray quá 3

a3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

a2 a1 a0 c3 c2 c1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 0 0 0 0 1

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Mã Gray c0 G3 G2 G1 G0 g3 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

0 1 1 0 0 1 1 0 0 1

0 0 1 1 1 1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

0 0 0 0 1 1 1 1 1 1

g2 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0

g1 g0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1

(cid:54)(cid:1237) th(cid:1201)p phân 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 9

Chú ý: Mã Gray (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c suy ra t(cid:1263) mã BCD 8421 b(cid:1205)ng cách: các bit 0,1 (cid:255)(cid:1261)ng sau bit 0 ((cid:1251) mã BCD 8421) khi chuy(cid:1223)n sang mã Gray (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c gi(cid:1267) nguyên, còn các bit 0,1 (cid:255)(cid:1261)ng sau bit 1 ((cid:1251) mã BCD 8421) khi chuy(cid:1223)n sang mã Gray thì (cid:255)(cid:1191)o bít, ngh(cid:429)a là t(cid:1263) bit 1 thành bit 0 và bit 0 thành bit 1.

3. M(cid:1189)ch nh(cid:1201)n d(cid:1189)ng s(cid:1237) BCD 8421:

y

(cid:48)(cid:1189)ch nh(cid:1201)n d(cid:1189)ng (cid:86)(cid:1237) BCD 8421

a3 a2 a1

(cid:48)(cid:1189)ch nh(cid:1201)n d(cid:1189)ng s(cid:1237) BCD 8421 nh(cid:1201)n tín hi(cid:1227)u vào là các bít a3, a2, a1 c(cid:1259)a s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bít

a3a2a1a0, (cid:255)(cid:1195)u ra y (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c quy (cid:255)(cid:1231)nh nh(cid:1133) sau:

- N(cid:1219)u y = 1 thì a3a2a1a0 không ph(cid:1191)i s(cid:1237) BCD 8421 - N(cid:1219)u y = 0 thì a3a2a1a0 là s(cid:1237) BCD 8421

Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, n(cid:1219)u m(cid:1245)t s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bit không ph(cid:1191)i là m(cid:1245)t s(cid:1237) BCD 8421 thì ngõ ra y = 1. T(cid:1263) b(cid:1191)ng 1.1 ta th(cid:1193)y m(cid:1245)t s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bít không ph(cid:1191)i là s(cid:1237) BCD 8421 khi bít a3 luôn luôn b(cid:825)ng 1 và (bit a1 (cid:69)(cid:825)ng 1 ho(cid:831)c bít a2 b(cid:825)ng 1).

Suy ra ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a ngõ ra y: y = a3(a1 + a2) = a3a1 + a3a2 (cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic:

(cid:38)(cid:458)ng do vi(cid:1227)c xu(cid:1193)t hi(cid:1227)n s(cid:1237) BCD nên có hai cách nh(cid:1201)p d(cid:1267) li(cid:1227)u vào máy tính: nh(cid:1201)p s(cid:1237) nh(cid:1231) phân,

nh(cid:1201)p b(cid:1205)ng mã BCD.

(cid:264)(cid:1223) nh(cid:1201)p s(cid:1237) BCD th(cid:1201)p phân hai ch(cid:1267) s(cid:1237) thì máy tính chia s(cid:1237) th(cid:1201)p phân thành các (cid:255)(cid:1221)các và m(cid:1243)i (cid:255)(cid:1221)các (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng s(cid:1237) BCD t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng. Ch(cid:1207)ng h(cid:1189)n: 11(10) có th(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào máy tính theo 2 cách:

- S(cid:1237) nh(cid:1231) phân - Mã BCD

: 1011 : 0001 0001

4. Các phép tính trên s(cid:1237) BCD

a. Phép c(cid:865)ng

Do s(cid:1237) BCD ch(cid:1229) có t(cid:1263) 0 (cid:255)(cid:1219)n 9 nên (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i nh(cid:1267)ng s(cid:1237) th(cid:1201)p phân l(cid:1247)n h(cid:1131)n s(cid:1217) chia s(cid:1237) th(cid:1201)p phân thành

nhi(cid:1221)u (cid:255)(cid:1221)các, m(cid:1243)i (cid:255)(cid:1221)các (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng s(cid:1237) BCD t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng.

(cid:54)(cid:1237) hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh

C(cid:1245)ng 2 s(cid:1237) BCD m(cid:1245)t (cid:255)(cid:1221)các: 0101 + 0011 1000

Ví d(cid:877) 1.8 5 ﬁ + 3 ﬁ 8

7 ﬁ 5 ﬁ 12

0111 + 0101 1100 + 0110 0010

0001

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 10

Có hai tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p ph(cid:1191)i hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh k(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1259)a phép c(cid:1245)ng 2 s(cid:1237) BCD 8421: - Khi k(cid:839)t qu(cid:811) c(cid:879)a phép c(cid:865)ng là m(cid:865)t s(cid:857) không ph(cid:811)i là s(cid:857) BCD 8421 - Khi k(cid:839)t qu(cid:811) c(cid:879)a phép c(cid:865)ng là m(cid:865)t s(cid:857) BCD 8421 nh(cid:753)ng l(cid:809)i xu(cid:813)t hi(cid:847)n s(cid:857) nh(cid:867) b(cid:825)ng 1. Vi(cid:1227)c hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c th(cid:1269)c hi(cid:1227)n b(cid:1205)ng cách c(cid:1245)ng k(cid:1219)t qu(cid:1191) v(cid:1247)i s(cid:1237) hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh là 6 (01102).

(cid:1250) ví d(cid:877) 1.8(cid:3) (cid:255)ã xem xét tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh khi k(cid:1219)t qu(cid:1191) không ph(cid:1191)i là m(cid:1245)t s(cid:1237) BCD 8421. Tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh khi k(cid:1219)t qu(cid:1191) là m(cid:1245)t s(cid:1237) BCD 8421 nh(cid:1133)ng phép c(cid:1245)ng l(cid:1189)i xu(cid:1193)t hi(cid:1227)n s(cid:1237) nh(cid:1247) b(cid:1205)ng 1 (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xem xét trong ví d(cid:1257) sau (cid:255)ây:

Ví d(cid:877) 1.9

Hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh k(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1245)ng 2 s(cid:1237) BCD m(cid:1245)t (cid:255)(cid:1221)các khi xu(cid:1193)t hi(cid:1227)n s(cid:1237) nh(cid:1247) b(cid:1205)ng 1:

(cid:46)(cid:1219)t qu(cid:1191) là s(cid:1237) BCD 8421 nh(cid:1133)ng (cid:79)(cid:1189)i xu(cid:1193)t hi(cid:1227)n s(cid:1237) nh(cid:1247) b(cid:1205)ng 1

(cid:54)(cid:1237) hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh (6)

8 ﬁ 9 ﬁ 17

1000 + 1001 1 0001 0110 0111

0001

(cid:46)(cid:1219)t qu(cid:1191) sau khi hi(cid:1227)u ch(cid:1229)nh là 17

b. Phép tr(cid:883)

Phép toán tr(cid:1263) 2 s(cid:1237) BCD (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c th(cid:1269)c hi(cid:1227)n theo quy t(cid:1203)c sau (cid:255)ây:

A - B = A + B

Trong (cid:255)ó B là s(cid:1237) bù 2 c(cid:1259)a B.

Ví d(cid:877) 1.10 Th(cid:1269)c hi(cid:1227)n tr(cid:1263) 2 s(cid:1237) BCD m(cid:1245)t (cid:255)(cid:1221)các:

Bù 1 c(cid:1259)a 5

ﬁ

0111 0101

7 5

(cid:38)(cid:1245)ng 1 LSB (cid:255)(cid:1223) có bù 2 c(cid:1259)a 5

0111 + 1010 0010 1 0001 + 1 0010

(cid:37)(cid:1235)(cid:3)(cid:255)i s(cid:1237) nh(cid:1247)

(cid:46)(cid:1219)t qu(cid:1191) cu(cid:1237)i cùng

ﬁ

(cid:47)(cid:1133)u ý:

- Bù 1 c(cid:879)a m(cid:865)t s(cid:857) nh(cid:851) phân là l(cid:813)y (cid:255)(cid:811)o t(cid:813)t c(cid:811) các bít c(cid:879)a s(cid:857)(cid:3)(cid:255)ó (bit 0 thành 1, bit 1 thành 0). - Bù 2 c(cid:879)a m(cid:865)t s(cid:857) nh(cid:851) phân b(cid:825)ng s(cid:857) bù 1 c(cid:865)ng thêm 1 vào bít LSB.

Xét các tr(cid:753)(cid:869)ng h(cid:875)p m(cid:871) r(cid:865)ng sau (cid:255)ây:

1. Th(cid:889)c hi(cid:847)n tr(cid:883) 2 s(cid:857) BCD 1 (cid:255)(cid:841)các mà s(cid:857) b(cid:851) tr(cid:883) nh(cid:855) h(cid:751)n s(cid:857) tr(cid:883) ? 2. M(cid:871) r(cid:865)ng cho c(cid:865)ng và tr(cid:883) 2 s(cid:857) BCD nhi(cid:841)u (cid:255)(cid:841)các ?

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2. (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) BOOLE Trang 11

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2

(cid:264)(cid:1188)I S(cid:1236) BOOLE

2.1. CÁC TIÊN (cid:264)(cid:1220) VÀ (cid:264)(cid:1230)NH LÝ (cid:264)(cid:1188)I S(cid:1236) BOOLE

Trong các m(cid:1189)ch s(cid:1237), các tín hi(cid:1227)u th(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho (cid:1251) 2 m(cid:1261)c (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp, ví d(cid:1257): 0V và 5V. Nh(cid:1267)ng linh ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1265) dùng trong m(cid:1189)ch s(cid:1237) làm vi(cid:1227)c (cid:1251) m(cid:1245)t trong hai tr(cid:1189)ng thái, ví d(cid:1257) Transistor l(cid:1133)(cid:1253)ng c(cid:1269)c (BJT) làm vi(cid:1227)c (cid:1251) hai ch(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1245) là t(cid:1203)t ho(cid:1211)c d(cid:1199)n bão hoà… Do v(cid:1201)y, (cid:255)(cid:1223) mô t(cid:1191) các m(cid:1189)ch s(cid:1237) ng(cid:1133)(cid:1249)i ta dùng (cid:75)(cid:1227) nh(cid:1231) phân (binary), hai tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a các linh ki(cid:1227)n trong m(cid:1189)ch s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c mã hoá t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng là 0 ho(cid:1211)c 1.

(cid:48)(cid:1245)t b(cid:1245) môn (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) phát tri(cid:1223)n t(cid:1263) cu(cid:1237)i th(cid:1219) k(cid:1273) 19 mang tên ng(cid:1133)(cid:1249)i sáng l(cid:1201)p ra nó: (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole, còn (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) logic, thích h(cid:1255)p cho vi(cid:1227)c mô t(cid:1191) m(cid:1189)ch s(cid:1237). (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole là công c(cid:1257) toán h(cid:1233)c quan tr(cid:1233)ng (cid:255)(cid:1223) phân tích và thi(cid:1219)t k(cid:1219) các m(cid:1189)ch s(cid:1237), (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c dùng làm chìa khoá (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)i sâu vào m(cid:1233)i l(cid:429)nh v(cid:1269)c liên quan (cid:255)(cid:1219)n k(cid:1275) thu(cid:1201)t s(cid:1237).

2.1.1. Các tiên (cid:255)(cid:1221) c(cid:1259)a (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole

Cho m(cid:1245)t t(cid:1201)p h(cid:1255)p B h(cid:1267)u h(cid:1189)n trong (cid:255)ó ta trang b(cid:1231) các phép toán + (c(cid:1245)ng logic), x (nhân logic), - (bù logic/ngh(cid:1231)ch (cid:255)(cid:1191)o logic) và hai ph(cid:1195)n t(cid:1265) 0 và 1 l(cid:1201)p thành m(cid:1245)t c(cid:1193)u trúc (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole ((cid:255)(cid:1233)c là Bun). " x,y ˛ B thì: x+y ˛ B, x*y ˛ B và th(cid:1235)a mãn 5 tiên (cid:255)(cid:1221) sau:

1. Tiên (cid:255)(cid:1221) giao hoán

" x,y ˛ B: x + y = y + x

2. Tiên (cid:255)(cid:1221) ph(cid:1237)i h(cid:1255)p

" x,y,z ˛ B:

(x+y)+z = x+(y+z) = x+y+z (x.y).z = x.(y.z) = x.y.z

3. Tiên (cid:255)(cid:1221) phân ph(cid:1237)i

" x,y, z ˛ B: x.(y + z ) = x.y + x.z

x + (y.z) = (x + y).(x + z)

4. Tiên (cid:255)(cid:1221) v(cid:1221) ph(cid:1195)n t(cid:1265) trung hòa

Trong t(cid:1201)p B t(cid:1239)n t(cid:1189)i hai ph(cid:1195)n t(cid:1265) trung hòa là ph(cid:1195)n t(cid:1265) (cid:255)(cid:1131)n v(cid:1231) và ph(cid:1195)n t(cid:1265) không. Ph(cid:1195)n t(cid:1265)(cid:3)(cid:255)(cid:1131)n v(cid:1231)

ký hi(cid:1227)u là 1, ph(cid:1195)n t(cid:1265) không ký hi(cid:1227)u là 0.

" x ˛ B:

x + 1 = 1 x . 1 = x x + 0 = x x . 0 = 0

5. Tiên (cid:255)(cid:1221) v(cid:1221) ph(cid:1195)n t(cid:1265) bù

" x ˛ B, bao gi(cid:1249) c(cid:458)ng t(cid:1239)n t(cid:1189)i ph(cid:1195)n t(cid:1265) bù t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng, ký hi(cid:1227)u x , sao cho luôn th(cid:1235)a mãn:

x + x = 1 và x. x = 0

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 12

(cid:49)(cid:1219)u B = B* = {0,1} (B* ch(cid:1229) g(cid:1239)m 2 ph(cid:1195)n t(cid:1265) 0 và 1) và th(cid:1235)a mãn 5 tiên (cid:255)(cid:1221) trên thì c(cid:458)ng l(cid:1201)p thành

(cid:70)(cid:1193)u trúc (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole nh(cid:1133)ng là c(cid:1193)u trúc (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole nh(cid:1235) nh(cid:1193)t.

2.1.2. Các (cid:255)(cid:1231)nh lý c(cid:1131) b(cid:1191)n c(cid:1259)a (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole

1. V(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221)(cid:3)(cid:255)(cid:1237)i ng(cid:1199)u trong (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole

Hai m(cid:1227)nh (cid:255)(cid:1221) (hai bi(cid:1223)u th(cid:1261)c, hai (cid:255)(cid:1231)nh lý) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là (cid:255)(cid:1237)i ng(cid:1199)u v(cid:1247)i nhau n(cid:1219)u trong m(cid:1227)nh (cid:255)(cid:1221) này ng(cid:1133)(cid:1249)i ta thay phép toán c(cid:1245)ng thành phép toán nhân và ng(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1189)i, thay 0 b(cid:1205)ng 1 và ng(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1189)i, thì s(cid:1217) suy ra (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c m(cid:1227)nh (cid:255)(cid:1221) kia.

Khi hai m(cid:1227)nh (cid:255)(cid:1221)(cid:3)(cid:255)(cid:1237)i ng(cid:1199)u v(cid:1247)i nhau, n(cid:1219)u 1 trong 2 m(cid:1227)nh (cid:255)(cid:1221)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ch(cid:1261)ng minh là (cid:255)úng thì m(cid:1227)nh

(cid:255)(cid:1221) còn l(cid:1189)i là (cid:255)úng. D(cid:1133)(cid:1247)i (cid:255)ây là ví d(cid:1257) v(cid:1221) các c(cid:1211)p m(cid:1227)nh (cid:255)(cid:1221)(cid:3)(cid:255)(cid:1237)i ng(cid:1199)u v(cid:1247)i nhau.

Ví d(cid:877) 2.1: Hai m(cid:847)nh (cid:255)(cid:841) này là (cid:255)(cid:857)i ng(cid:819)u x.(y+z) = (x.y) + (x.z) x + (y.z) = (x+y).(x+z)

Ví d(cid:877) 2.2: x + x = 1 Hai m(cid:847)nh (cid:255)(cid:841) này là (cid:255)(cid:857)i ng(cid:819)u x. x = 0

2. Các (cid:255)(cid:1231)nh lý

a. (cid:264)(cid:851)nh lí 1 ((cid:264)(cid:851)nh lý v(cid:841) ph(cid:815)n t(cid:885) bù là duy nh(cid:813)t) " x, y ˛ B, ta có:

= xy

=+ 1yx = x.y

(cid:252) (cid:239) (cid:222) (cid:253) là duy nh(cid:1193)t (x và y là 2 ph(cid:1195)n t(cid:1265) bù c(cid:1259)a nhau) (cid:239) (cid:254)

Ph(cid:1195)n t(cid:1265) bù c(cid:1259)a m(cid:1245)t ph(cid:1195)n t(cid:1265) b(cid:1193)t k(cid:484) là duy nh(cid:1193)t.

b. (cid:264)(cid:851)nh lí 2 ((cid:264)lý v(cid:841) s(cid:889)(cid:3)(cid:255)(cid:859)ng nh(cid:813)t c(cid:879)a phép c(cid:865)ng và phép nhân logic) " x ˛ B, ta có:

x + x +. . . . . + x = x x. x. x. . . . . . x = x

c. (cid:264)(cid:851)nh lý 3 ((cid:264)(cid:851)nh lý v(cid:841) ph(cid:879)(cid:3)(cid:255)(cid:851)nh hai l(cid:815)n)

" x ˛ B, ta có: x = x

=++ zy

. zyx .

++=

x.y.z

d. (cid:264)(cid:851)nh lí 4 ((cid:264)(cid:851)nh lý De Morgan) " x, y, z ˛ B, ta có:

(cid:43)(cid:1227) qu(cid:1191): " x, y, z ˛ B, ta có:

z.y.x

x + y + z = =

x. y. z = x.y.z =

e. (cid:264)(cid:851)nh lí 5 ((cid:264)(cid:851)nh lý dán) " x, y ˛ B, ta có:

x. ( x + y) = x.y

x + ( x .y) = x + y

Trang 13 Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2. (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) BOOLE

f. (cid:264)(cid:851)nh lí 6 ((cid:264)(cid:851)nh lý nu(cid:857)t) " x, y ˛ B, ta có:

x + x. y = x x.(x + y) = x

0 = 1

1 = 0

g. (cid:264)(cid:851)nh lí 7 (Quy t(cid:823)c tính (cid:255)(cid:857)i v(cid:867)i h(cid:825)ng) (cid:57)(cid:1247)i 0, 1 ˛ B, ta có:

2.2. HÀM BOOLE VÀ CÁC PH(cid:1132)(cid:1130)NG PHÁP BI(cid:1222)U DI(cid:1224)N

2.2.1. Hàm Boole

1. (cid:264)(cid:1231)nh ngh(cid:429)a Hàm Boole là m(cid:1245)t ánh x(cid:1189) t(cid:1263)(cid:3)(cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole vào chính nó. Ngh(cid:429)a là " x, y ˛ B (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là các

bi(cid:1219)n Boole thì hàm Boole, ký hi(cid:1227)u là f, (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c hình thành trên c(cid:1131) s(cid:1251) liên k(cid:1219)t các bi(cid:1219)n Boole b(cid:1205)ng các phép toán + (c(cid:1245)ng logic), x / . (nhân logic), ngh(cid:1231)ch (cid:255)(cid:1191)o logic (-).

là h(cid:1205)ng s(cid:1237) ) (a Hàm Boole (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n nh(cid:1193)t là hàm Boole theo 1 bi(cid:1219)n Boole, (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho nh(cid:1133) sau: f(x) = x, f(x) = x , f(x) = a

Trong tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p t(cid:1241)ng quát, ta có hàm Boole theo n bi(cid:1219)n Boole (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) sau:

f(x1, x2, ...., xn)

2. Các tính ch(cid:1193)t c(cid:1259)a hàm Boole

(cid:49)(cid:1219)u f(x1, x2, ...., xn) là m(cid:1245)t hàm Boole thì: a - .f(x1, x2, ...., xn) c(cid:458)ng là m(cid:1245)t hàm Boole.

f (x1, x2, ...., xn) c(cid:458)ng là m(cid:1245)t hàm Boole.

(cid:49)(cid:1219)u f1(x1, x2, ...., xn) và f2(x1, x2, ...., xn) là nh(cid:1267)ng hàm Boole thì:

- f1(x1, x2, ...., xn) + f2(x1, x2, ...., xn) c(cid:458)ng là m(cid:1245)t hàm Boole. c(cid:458)ng là m(cid:1245)t hàm Boole. - f1(x1, x2, ...., xn).f2(x1, x2, ...., xn)

(cid:57)(cid:1201)y, m(cid:1245)t hàm Boole f c(cid:458)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c hình thành trên c(cid:1131) s(cid:1251) liên k(cid:1219)t các hàm Boole b(cid:1205)ng các

phép toán + (c(cid:1245)ng logic), x (.) (nhân logic) ho(cid:1211)c ngh(cid:1231)ch (cid:255)(cid:1191)o logic (-).

3. Giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm Boole

Gi(cid:1191) s(cid:1265) f(x1, x2, ...., xn) là m(cid:1245)t hàm Boole theo n bi(cid:1219)n Boole.

i (

n,1i =

Trong f ng(cid:1133)(cid:1249)i ta thay các bi(cid:1219)n xi b(cid:1205)ng các giá tr(cid:1231) c(cid:1257) th(cid:1223) a ) thì giá tr(cid:1231) f (a 1, a 2, ..., a n)

(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm Boole theo n bi(cid:1219)n.

Ví d(cid:877) 2.3:

Xét hàm f(x1, x2 ) = x1 + x2 Xét trong t(cid:1201)p B = B* ={0,1} ta có các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p sau (l(cid:1133)u ý (cid:255)ây là phép (cid:70)(cid:865)ng logic hay còn g(cid:1233)i

phép toán HO(cid:830)C / phép OR): ﬁ f(0,0) = 0 + 0 = 0 - x1 = 0, x2 = 0

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 14

ﬁ

ﬁ f(0,1) = 0 + 1 = 1 f(1,0) = 1 + 0 = 1 f(1,1) = 1 + 1 = 1 - x1 = 0, x2 = 1 - x1 = 1, x2 = 0 - x1 = 1, x2 = 1

Ta l(cid:1201)p (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm trên. f(x1, x2) = x1+ x2 0 1 1 1 x2 0 1 0 1 x1 0 0 1 1

Ví d(cid:877) 2.4:

Xét hàm cho b(cid:1251)i bi(cid:1223)u th(cid:1261)c sau: f(x1, x2, x3) = x1 + x2.x3 Xét t(cid:1201)p B = B* = {0,1}. Hoàn toàn t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) ta l(cid:1201)p (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm:

f (x1, x2, x3) = x1 + x2.x3 0 0 0 1 1 1 1 1 x3 0 1 0 1 0 1 0 1 x2 0 0 1 1 0 0 1 1 x1 0 0 0 0 1 1 1 1

2.2.2. Các ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm Boole

1. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm b(cid:1205)ng b(cid:1191)ng giá tr(cid:1231)

(cid:264)ây là ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp th(cid:1133)(cid:1249)ng dùng (cid:255)(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm s(cid:1237) nói chung và c(cid:458)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng (cid:255)(cid:1223) bi(cid:1223)u

di(cid:1225)n các hàm logic. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp này g(cid:1239)m m(cid:1245)t b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c chia làm hai ph(cid:1195)n:

- M(cid:1245)t ph(cid:1195)n dành cho bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1223) ghi các t(cid:1241) h(cid:1255)p giá tr(cid:1231) có th(cid:1223) có c(cid:1259)a bi(cid:1219)n vào. - M(cid:1245)t ph(cid:1195)n dành cho hàm (cid:255)(cid:1223) ghi các giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm ra t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i các t(cid:1241) h(cid:1255)p bi(cid:1219)n vào.

B(cid:1191)ng giá tr(cid:1231) còn (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là b(cid:1191)ng chân tr(cid:1231) hay b(cid:1191)ng chân lý (TRUE TABLE). Nh(cid:1133) v(cid:1201)y v(cid:1247)i m(cid:1245)t hàm Boole n bi(cid:1219)n b(cid:1191)ng chân lý s(cid:1217) có:

- (n+1) (cid:70)(cid:1245)t: n c(cid:1245)t t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i n bi(cid:1219)n vào, 1 c(cid:1245)t t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i giá tr(cid:1231) ra c(cid:1259)a hàm. - 2n hàng: 2n giá tr(cid:1231) khác nhau c(cid:1259)a t(cid:1241) h(cid:1255)p n bi(cid:1219)n.

Ví d(cid:877) 2.5: Hàm 3 bi(cid:1219)n f(x1, x2, x3) có th(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho b(cid:1205)ng b(cid:1191)ng giá tr(cid:1231) nh(cid:1133) sau:

f (x1, x2, x3) 0 0 0 1 1 1 1 1 x3 0 1 0 1 0 1 0 1 x2 0 0 1 1 0 0 1 1 x1 0 0 0 0 1 1 1 1

Trong các ví d(cid:1257) 2.3 và 2.4 chúng ta c(cid:458)ng (cid:255)ã quen thu(cid:1245)c v(cid:1247)i ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm b(cid:1205)ng

(cid:69)(cid:1191)ng giá tr(cid:1231).

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2. (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) BOOLE Trang 15

2. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp gi(cid:1191)i tích

(cid:264)ây là ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm logic b(cid:1205)ng các bi(cid:1223)u th(cid:1261)c (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237). Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp này có 2 d(cid:1189)ng:

(cid:87)(cid:861)ng c(cid:879)a các tích s(cid:857) ho(cid:1211)c tích c(cid:879)a các t(cid:861)ng s(cid:857).

(cid:39)(cid:1189)ng t(cid:1241)ng c(cid:1259)a các tích s(cid:1237) g(cid:1233)i là d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c th(cid:1261) nh(cid:1193)t (D(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 – CT1). (cid:39)(cid:1189)ng tích c(cid:1259)a các t(cid:1241)ng s(cid:1237) g(cid:1233)i là d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c th(cid:1261) hai (D(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 – CT2). Hai d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c này là (cid:255)(cid:1237)i ng(cid:1199)u nhau. (cid:39)(cid:1189)ng t(cid:1241)ng các tích s(cid:1237) còn g(cid:1233)i là d(cid:1189)ng chu(cid:817)n t(cid:823)c tuy(cid:843)n (CTT), d(cid:1189)ng tích các t(cid:1241)ng s(cid:1237) còn g(cid:1233)i là

(cid:71)(cid:1189)ng chu(cid:817)n t(cid:823)c h(cid:865)i (CTH).

a. D(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1(D(cid:809)ng t(cid:861)ng c(cid:879)a các tích s(cid:857))

là h(cid:1205)ng s(cid:1237)). (a

Xét các hàm Boole m(cid:1245)t bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n: f(x) = x, f(x) = x , f(x) = a (cid:264)ây là nh(cid:1267)ng tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p có th(cid:1223) có (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i hàm Boole 1 bi(cid:1219)n. Chúng ta s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)i ch(cid:1261)ng minh bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a hàm logic 1 bi(cid:1219)n s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1. Sau (cid:255)ó áp d(cid:1257)ng bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a hàm 1 bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1223) tìm bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a hàm 2 bi(cid:1219)n v(cid:1247)i vi(cid:1227)c xem 1 bi(cid:1219)n là h(cid:1205)ng s(cid:1237). Cu(cid:1237)i cùng, chúng ta suy ra bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a hàm logic n bi(cid:1219)n cho tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 (t(cid:1241)ng các tích s(cid:1237)).

Xét f(x) = x:

Ta có: x =0. x + 1.x (cid:80)(cid:1211)t khác:

( ) = xf

( ) 1f ( ) 0f

= (cid:236) (cid:222) (cid:237) x 1 = 0 (cid:238)

Suy ra: f(x) = x có th(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n:

f(x) = x = f(0). x + f (1).x

trong (cid:255)ó: f (0), f (1) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là các giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm Boole theo m(cid:1245)t bi(cid:1219)n.

x = 1. x + 0. x

Xét f(x) = x :

Ta có: (cid:48)(cid:1211)t khác:

( ) = xf

( ) = 1f ( ) 0f

(cid:236) 0 (cid:222) (cid:237) x = 1 (cid:238)

Suy ra: f(x) = x có th(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n:

f(x) = x = f(0). x + f(1).x

Xét f(x) = a là h(cid:1205)ng s(cid:1237)):

a (a = a .1 = a .x .(x + x ) = a . x + a

Ta có: (cid:48)(cid:1211)t khác:

( ) = xf

( ) = 1f ( ) 0f

(cid:236) (cid:302) (cid:222) (cid:237) (cid:302) = (cid:302) (cid:238)

Suy ra f(x) = a có th(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n:

f(x) = a = f(0). x + f(1).x

, ta (cid:255)(cid:1221)u có bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a hàm m(cid:1245)t bi(cid:1219)n vi(cid:1219)t (cid:46)(cid:839)t lu(cid:821)n: Dù f(x) = x, f(x) = x hay f(x) = a

theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c th(cid:1261) nh(cid:1193)t nh(cid:1133) sau:

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 16

f(x) = f(0). x + f(1).x

(cid:57)(cid:1201)y f(x) = f(0). x + f(1).x, trong (cid:255)ó f(0), f(1) là giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm Boole theo m(cid:1245)t bi(cid:1219)n, (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là

bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a hàm 1 bi(cid:1219)n vi(cid:1219)t (cid:1251) (cid:71)(cid:809)ng chính t(cid:823)c th(cid:881) nh(cid:813)t (d(cid:809)ng t(cid:861)ng c(cid:879)a các tích).

Bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a hàm hai bi(cid:1219)n f(x1, x2):

Bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a hàm 2 bi(cid:1219)n vi(cid:1219)t theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c th(cid:1261) nh(cid:1193)t c(cid:458)ng hoàn toàn d(cid:1269)a trên

cách bi(cid:1223)u di(cid:1225)n c(cid:1259)a d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c th(cid:1261) nh(cid:1193)t c(cid:1259)a hàm 1 bi(cid:1219)n, trong (cid:255)ó xem m(cid:1245)t bi(cid:1219)n là h(cid:1205)ng s(cid:1237).

(cid:38)(cid:1257) th(cid:1223) là: n(cid:1219)u xem x2 là h(cid:1205)ng s(cid:1237), x1 là bi(cid:1219)n s(cid:1237) và áp d(cid:1257)ng bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c

th(cid:1261) nh(cid:1193)t cho hàm 1 bi(cid:1219)n, ta có:

f(x1,x2) = f(0,x2). x 1 + f(1,x2).x1

Bây gi(cid:1249), các hàm f(0,x2) và f(1,x2) tr(cid:1251) thành các hàm 1 bi(cid:1219)n s(cid:1237) theo x2. Ti(cid:1219)p t(cid:1257)c áp d(cid:1257)ng bi(cid:1223)u

th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c th(cid:1261) nh(cid:1193)t cho hàm 1 bi(cid:1219)n, ta có:

f(0,x2) = f(0,0). x 2 + f(0,1).x2

f(1,x2) = f(1,0). x 2 + f(1,1).x2

Suy ra:

f(x1,x2) = f(0,0). x 1 x 2 + f(0,1). x 1x2 + f(1,0).x1 x 2 + f(1,1).x1x2

(cid:264)ây chính là bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c th(cid:1261) nh(cid:1193)t (d(cid:1189)ng t(cid:1241)ng c(cid:1259)a các tích s(cid:1237)) vi(cid:1219)t cho

hàm Boole hai bi(cid:1219)n s(cid:1237) f(x1,x2).

Bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát này có th(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng công th(cid:1261)c sau:

2(cid:302)

1(cid:302)

1 )x(cid:302),(cid:302)f(

= 0e

- (cid:229) f(x1,x2) =

Trong (cid:255)ó e là s(cid:1237) th(cid:1201)p phân t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i mã nh(cid:1231) phân (a 1,a 2) và: = 1x (cid:302) x1 n(cid:1219)u a 1 = 1 x 1 n(cid:1219)u a 1 = 0

2 = 2x (cid:302) x2 n(cid:1219)u a 2 = 1 x 2 n(cid:1219)u a 2 = 0

Bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát cho hàm Boole n bi(cid:1219)n: T(cid:1263) bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát vi(cid:1219)t (cid:1251) d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c th(cid:1261) nh(cid:1193)t c(cid:1259)a hàm Boole 2 bi(cid:1219)n, ta có th(cid:1223) t(cid:1241)ng quát hoá cho hàm Boole n bi(cid:1219)n f(x1,x2, ..,xn) nh(cid:1133) sau:

(cid:302)

(cid:302)1

(cid:302)

,....,

...x

1n2 f(

(cid:302)(cid:302) , 1

= 0e

(cid:229) f(x1,x2, ..,xn) =

trong (cid:255)ó e là s(cid:1237) th(cid:1201)p phân t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i mã nh(cid:1231) phân (a 1,a 2, ...,a n);

i = 1

i = 0

và: (cid:302)x = i (v(cid:1247)i i = 1, 2, 3,…,n) xi n(cid:1219)u a x i n(cid:1219)u a

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2. (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) BOOLE Trang 17

Ví d(cid:877) 2.6:

Vi(cid:1219)t bi(cid:1223)u th(cid:1261)c c(cid:1259)a hàm 3 bi(cid:1219)n theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1:

a 3

a 2.x3

a 1.x2

2 f(x1,x2,x3) = (cid:229)

= 0e

f (a 1,a 2,a 3).x1

(cid:37)(cid:1191)ng d(cid:1133)(cid:1247)i (cid:255)ây cho ta giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a s(cid:1237) th(cid:1201)p phân e và t(cid:1241) h(cid:1255)p mã nh(cid:1231) phân (a 1,a 2,a 3) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng: a 1 0 0 0 0 1 1 1 1 a 2 0 0 1 1 0 0 1 1 a 3 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7

Bi(cid:1223)u th(cid:1261)c c(cid:1259)a hàm 3 bi(cid:1219)n vi(cid:1219)t theo d(cid:1189)ng t(cid:1241)ng các tích nh(cid:1133) sau:

f(x1, x2, x3) = f(0,0,0) x 1 x 2 x 3 + f(0,0,1) x 1 x 2 x3

+ f(0,1,0) x 1x2 x 3 + f(0,1,1) x 1 x2 x3 + f(1,0,0) x1 x 2 x 3

(cid:57)(cid:821)y d(cid:809)ng chính t(cid:823)c th(cid:881) nh(cid:813)t là d(cid:809)ng t(cid:861)ng c(cid:879)a các tích s(cid:857) mà trong m(cid:863)i tích s(cid:857) ch(cid:881)a (cid:255)(cid:815)y

(cid:255)(cid:879) các bi(cid:839)n Boole d(cid:753)(cid:867)i d(cid:809)ng th(cid:821)t ho(cid:831)c d(cid:809)ng bù (ngh(cid:851)ch (cid:255)(cid:811)o).

+ f(1,0,1)x1 x 2 x3 + f(1,1,0) x1 x2 x 3 + f(1,1,1) x1 x2 x3

b. D(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2 (tích c(cid:879)a các t(cid:861)ng s(cid:857)):

(cid:39)(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 là d(cid:1189)ng (cid:255)(cid:1237)i ng(cid:1199)u c(cid:1259)a d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 nên bi(cid:1223)u th(cid:1261)c t(cid:1241)ng quát c(cid:1259)a d(cid:1189)ng

chính t(cid:1203)c 2 cho n bi(cid:1219)n(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c vi(cid:1219)t nh(cid:1133) sau:

a n)]

a 2+ ...+ xn

a 1 + x2

2 f(x1, x2, ..., xn) = (cid:213)

= 0e

[f(a 1,a 2,a 3) + x1

ix (cid:302) =

trong (cid:255)ó e là s(cid:1237) th(cid:1201)p phân t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i mã nh(cid:1231) phân (a 1,a 2, ...,a n); và:

x i n(cid:1219)u a xi n(cid:1219)u a

i = 1 i = 0

(v(cid:1247)i i = 1, 2, 3,…,n)

Ví d(cid:877) 2.7: Bi(cid:1223)u th(cid:1261)c c(cid:1259)a hàm Boole 2 bi(cid:1219)n (cid:1251) d(cid:1189)ng tích các t(cid:1241)ng s(cid:1237) (d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c vi(cid:1219)t nh(cid:1133) sau:

f(x1,x2)=[f(0,0)+x1+x2][f(0,1)+x1+ x 2][f(1,0)+ x 1+x2][f(1,1)+ x 1+ x 2]

Ví d(cid:877) 2.8: Bi(cid:1223)u th(cid:1261)c c(cid:1259)a hàm Boole 3 bi(cid:1219)n (cid:1251) d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2:

f(x1,x2,x3) = [f(0,0,0)+x1+ x2+x3].[f(0,0,1)+x1+x2+ x 3].

[f(0,1,0)+x1+ x 2+x3].[f(0,1,1)+x1+ x 2+ x 3].

[f(1,0,0)+ x 1+x2+x3].[f(1,0,1)+ x 1+x2+ x 3].

[f(1,1,0)+ x 1+ x 2+x3].[f(1,1,1)+ x 1+ x 2+ x 3]

(cid:57)(cid:821)y, d(cid:809)ng chính t(cid:823)c th(cid:881) hai là d(cid:809)ng tích c(cid:879)a các t(cid:861)ng s(cid:857) mà trong (cid:255)ó m(cid:863)i t(cid:861)ng s(cid:857) này

ch(cid:881)a (cid:255)(cid:815)y (cid:255)(cid:879) các bi(cid:839)n Boole d(cid:753)(cid:867)i d(cid:809)ng th(cid:821)t ho(cid:831)c d(cid:809)ng bù.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 18

Ví d(cid:877) 2.9:

Hãy vi(cid:1219)t bi(cid:1223)u th(cid:1261)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n cho hàm Boole 2 bi(cid:1219)n f(x1,x2) (cid:1251) d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1, v(cid:1247)i b(cid:1191)ng giá tr(cid:1231)

(cid:70)(cid:1259)a hàm (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho nh(cid:1133) sau:

x1 0 0 1 1 x2 0 1 0 1 f(x1,x2) 0 1 1 1

Vi(cid:1219)t d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 ta có:

f(x1,x2) = f(0,0). x 1 x 2 + f(0,1). x 1.x2 + f(1,0).x1. x 2 + f(1,1).x1.x2

= 0. x 1 x 2 + 1. x 1.x2 + 1.x1. x 2 + 1.x1.x2

= x 1.x2 + x1. x 2 + x1.x2

• (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c th(cid:881) nh(cid:813)t, t(cid:861)ng c(cid:879)a các tích s(cid:857), là d(cid:809)ng li(cid:847)t kê t(cid:813)t c(cid:811) các t(cid:861) h(cid:875)p nh(cid:851) phân các bi(cid:839)n vào sao cho t(cid:753)(cid:751)ng (cid:881)ng v(cid:867)i nh(cid:887)ng t(cid:861) h(cid:875)p (cid:255)ó giá tr(cid:851) c(cid:879)a hàm ra b(cid:825)ng 1

Nh(cid:1201)n xét:

ch(cid:849) c(cid:815)n li(cid:847)t kê nh(cid:887)ng t(cid:861) h(cid:875)p bi(cid:839)n làm cho giá tr(cid:851) hàm ra b(cid:825)ng 1.

• Khi li(cid:847)t kê n(cid:839)u bi(cid:839)n t(cid:753)(cid:751)ng (cid:881)ng b(cid:825)ng 1 (cid:255)(cid:753)(cid:875)c vi(cid:839)t (cid:871) d(cid:809)ng th(cid:821)t (xi), n(cid:839)u bi(cid:839)n t(cid:753)(cid:751)ng (cid:881)ng

(cid:69)(cid:825)ng 0 (cid:255)(cid:753)(cid:875)c vi(cid:839)t (cid:871) d(cid:809)ng bù ( x i).

ﬁ

Ví d(cid:877) 2.10:

Vi(cid:1219)t bi(cid:1223)u th(cid:1261)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm f(x1,x2,x3) (cid:1251) d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 v(cid:1247)i b(cid:1191)ng giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm ra (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho

nh(cid:1133) sau:

x3 0 0 0 0 1 1 1 1 x2 0 0 1 1 0 0 1 1 x1 0 1 0 1 0 1 0 1 f(x1,x2,x3) 0 0 0 1 1 1 1 1

Vi(cid:1219)t d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 (tích các t(cid:1241)ng s(cid:1237)):

f(x1,x2,x3) = (0+x1+x2+x3).(0+x1+x2+ x 3).(0+x1+ x 2+x3).

(1+x1+ x 2+ x 3).(1+ x 1+x2+x3).(1+ x 1+x2+ x 3).

(1+ x 1+ x 2+x3).(1+ x 1+ x 2+ x 3)

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2. (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) BOOLE Trang 19

Áp d(cid:1257)ng tiên (cid:255)(cid:1221) v(cid:1221) ph(cid:1195)n t(cid:1265) trung hòa 0 và 1 ta có:

x . 1 = x x . 0 = 0

x + 1 = 1, x + 0 = x, nên suy ra bi(cid:1223)u th(cid:1261)c trên có th(cid:1223) vi(cid:1219)t g(cid:1233)n l(cid:1189)i:

f(x1,x2,x3) = (x1+x2+x3).(x1+x2+ x 3).(x1+ x 2+x3)

• (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c th(cid:881) hai là d(cid:809)ng li(cid:847)t kê t(cid:813)t c(cid:811) các t(cid:861) h(cid:875)p nh(cid:851) phân các bi(cid:839)n vào sao cho ch(cid:849) c(cid:815)n li(cid:847)t kê nh(cid:887)ng t(cid:861)

(cid:87)(cid:753)(cid:751)ng (cid:881)ng v(cid:867)i nh(cid:887)ng t(cid:861) h(cid:875)p (cid:255)ó giá tr(cid:851) c(cid:879)a hàm ra b(cid:825)ng 0 ﬁ (cid:75)(cid:875)p bi(cid:839)n làm cho giá tr(cid:851) hàm ra b(cid:825)ng 0.

• Khi li(cid:847)t kê n(cid:839)u bi(cid:839)n t(cid:753)(cid:751)ng (cid:881)ng b(cid:825)ng 0 (cid:255)(cid:753)(cid:875)c vi(cid:839)t (cid:871) d(cid:809)ng th(cid:821)t (xi), n(cid:839)u bi(cid:839)n t(cid:753)(cid:751)ng (cid:881)ng

(cid:69)(cid:825)ng 1 (cid:255)(cid:753)(cid:875)c vi(cid:839)t (cid:871) d(cid:809)ng bù ( x i).

Nh(cid:1201)n xét:

Ví d(cid:1257)(cid:3)(cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n sau giúp SV hi(cid:1223)u rõ h(cid:1131)n v(cid:1221) cách thành l(cid:1201)p b(cid:1191)ng giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm, tìm hàm m(cid:1189)ch

và thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch.

Ví d(cid:877) 2.11

Hãy thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n sao cho khi công t(cid:1203)c 1 (cid:255)óng thì (cid:255)èn (cid:255)(cid:1235), khi công t(cid:1203)c 2 (cid:255)óng (cid:255)èn (cid:255)(cid:1235), khi

(cid:70)(cid:1191) hai công t(cid:1203)c (cid:255)óng (cid:255)èn (cid:255)(cid:1235) ?

(cid:47)(cid:1249)i gi(cid:1191)i: (cid:264)(cid:1195)u tiên, ta qui (cid:255)(cid:1231)nh tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a các công t(cid:1203)c và bóng (cid:255)èn:

- Công t(cid:1203)c h(cid:1251) : 0 - Công t(cid:1203)c (cid:255)óng : 1 (cid:264)èn t(cid:1203)t : 0 (cid:264)èn (cid:255)(cid:1235) : 1

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch nh(cid:1133) sau:

Công t(cid:1203)c 1 Công t(cid:1203)c 2 Tr(cid:1189)ng thái (cid:255)èn

x1 x2 f(x1,x2)

0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1

(cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái có th(cid:1223) vi(cid:1219)t bi(cid:1223)u th(cid:1261)c c(cid:1259)a hàm f(x1,x2) theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 ho(cid:1211)c chính t(cid:1203)c 2. - Theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 ta có:

f(x1, x2) = x 1.x2 + x1. x 2 + x1.x2

= x 1.x2 + x1( x 2 + x2)

= x 1.x2 + x1 = x1 + x2

- Theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 ta có:

f(x1, x2) = (0+x1+x2) = x1 + x2

T(cid:1263) bi(cid:1223)u th(cid:1261)c mô t(cid:1191) tr(cid:1189)ng thái (cid:255)(cid:1235)/t(cid:1203)t c(cid:1259)a (cid:255)èn f(x1,x2) th(cid:1193)y r(cid:1205)ng có th(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n m(cid:1189)ch b(cid:1205)ng ph(cid:1195)n (cid:87)(cid:1265) logic HO(cid:1210)C có 2 ngõ vào (c(cid:1241)ng OR 2 ngõ vào).

Bài t(cid:821)p áp d(cid:877)ng: M(cid:865)t h(cid:865)i (cid:255)(cid:859)ng giám kh(cid:811)o g(cid:859)m 3 thành viên. M(cid:863)i thành viên có th(cid:843) l(cid:889)a ch(cid:853)n (cid:264)(cid:858)NG Ý ho(cid:831)c KHÔNG (cid:264)(cid:858)NG Ý. K(cid:839)t qu(cid:811) g(cid:853)i là (cid:264)(cid:808)T khi (cid:255)a s(cid:857) các thành viên trong h(cid:865)i (cid:255)(cid:859)ng giám kh(cid:811)o (cid:264)(cid:858)NG Ý, ng(cid:753)(cid:875)c l(cid:809)i là KHÔNG (cid:264)(cid:808)T. Hãy thi(cid:839)t k(cid:839) m(cid:809)ch gi(cid:811)i quy(cid:839)t bài toán trên.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 20

3. Bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm b(cid:1205)ng b(cid:1191)ng Karnaugh (bìa Karnaugh)

(cid:264)ây là cách bi(cid:1223)u di(cid:1225)n l(cid:1189)i c(cid:1259)a ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp b(cid:1191)ng d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng b(cid:1191)ng g(cid:1239)m các

ô vuông nh(cid:1133) hình bên.

Trên b(cid:1191)ng này ng(cid:1133)(cid:1249)i ta b(cid:1237) trí các bi(cid:1219)n vào theo hàng ho(cid:1211)c theo c(cid:1245)t c(cid:1259)a (cid:69)(cid:1191)ng. Trong tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng bi(cid:1219)n vào là ch(cid:1209)n, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta b(cid:1237) trí s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng bi(cid:1219)n vào theo hàng ngang b(cid:1205)ng s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng bi(cid:1219)n vào theo c(cid:1245)t d(cid:1233)c c(cid:1259)a b(cid:1191)ng. Trong tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng bi(cid:1219)n vào là l(cid:1215), ng(cid:1133)(cid:1249)i ta b(cid:1237) trí s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng bi(cid:1219)n vào theo hàng ngang nhi(cid:1221)u h(cid:1131)n s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng bi(cid:1219)n vào theo c(cid:1245)t d(cid:1233)c 1 bi(cid:1219)n ho(cid:1211)c ng(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1189)i.

Các t(cid:1241) h(cid:1255)p giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n vào theo hàng ngang ho(cid:1211)c theo c(cid:1245)t d(cid:1233)c c(cid:1259)a b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1237) trí sao cho khi ta (cid:255)i t(cid:1263) m(cid:1245)t ô sang m(cid:1245)t ô lân c(cid:1201)n v(cid:1247)i nó ch(cid:1229) làm thay (cid:255)(cid:1241)i m(cid:1245)t giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n, nh(cid:1133) v(cid:1201)y th(cid:1261) t(cid:1269) (cid:69)(cid:1237) trí hay s(cid:1203)p x(cid:1219)p các t(cid:1241) h(cid:1255)p giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n vào theo hàng ngang ho(cid:1211)c theo c(cid:1245)t d(cid:1233)c c(cid:1259)a b(cid:1191)ng Karnaugh hoàn toàn tuân th(cid:1259) theo mã Gray.

Giá tr(cid:1231) ghi trong m(cid:1243)i ô vuông này chính là giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm ra t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i các t(cid:1241) h(cid:1255)p giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n vào. (cid:1250) nh(cid:1267)ng ô mà giá tr(cid:1231) hàm là không xác (cid:255)(cid:1231)nh (có th(cid:1223) b(cid:1205)ng 0 hay b(cid:1205)ng 1), có ngh(cid:429)a là giá tr(cid:1231) (cid:70)(cid:1259)a hàm là tùy ý (hay tùy (cid:255)(cid:1231)nh), ng(cid:1133)(cid:1249)i ta kí hi(cid:1227)u b(cid:1205)ng ch(cid:1267) X.

(cid:49)(cid:1219)u hàm có n bi(cid:1219)n vào s(cid:1217) có 2n ô vuông.

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm b(cid:1205)ng b(cid:1191)ng Karnaugh ch(cid:1229) thích h(cid:1255)p cho hàm có t(cid:1237)i (cid:255)a 6 bi(cid:1219)n, n(cid:1219)u

(cid:89)(cid:1133)(cid:1255)t quá vi(cid:1227)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n s(cid:1217) r(cid:1193)t r(cid:1203)c r(cid:1237)i.

(cid:39)(cid:1133)(cid:1247)i (cid:255)ây là b(cid:1191)ng Karnaugh cho các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p hàm 2 bi(cid:1219)n, 3 bi(cid:1219)n, 4 bi(cid:1219)n và 5 bi(cid:1219)n:

x1

x1x2

f(x1,x2) x2

f x3

0 1

00 01 11 10

0 1

x1=0

x1=1

x1x2

x2x3

f x4x5

f x3x4

00 01 11 10

00 01 11 10 10 11 01 00

00 01 11 10

2.3. T(cid:1236)I THI(cid:1222)U HÓA HÀM BOOLE

2.3.1. (cid:264)(cid:1189)i c(cid:1133)(cid:1131)ng

Trong thi(cid:1219)t b(cid:1231) máy tính ng(cid:1133)(cid:1249)i ta th(cid:1133)(cid:1249)ng thi(cid:1219)t k(cid:1219) g(cid:1239)m nhi(cid:1221)u modul (khâu) và m(cid:1243)i modul này (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1211)c tr(cid:1133)ng b(cid:1205)ng m(cid:1245)t ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic. Trong (cid:255)ó, m(cid:1261)c (cid:255)(cid:1245) ph(cid:1261)c t(cid:1189)p c(cid:1259)a s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) tùy thu(cid:1245)c vào ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic bi(cid:1223)u di(cid:1225)n chúng. Vi(cid:1227)c (cid:255)(cid:1189)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1245)(cid:3) (cid:1241)n (cid:255)(cid:1231)nh cao hay không là tùy thu(cid:1245)c vào ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic bi(cid:1223)u di(cid:1225)n chúng (cid:1251) d(cid:1189)ng t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa hay ch(cid:1133)a. (cid:264)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u (cid:255)ó, khi thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch s(cid:1237) ng(cid:1133)(cid:1249)i ta (cid:255)(cid:1211)t ra v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa các hàm logic. (cid:264)(cid:76)(cid:1221)u (cid:255)ó có ngh(cid:429)a là ph(cid:1133)(cid:1131)ng

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2. (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) BOOLE Trang 21

trình logic bi(cid:1223)u di(cid:1225)n sao cho th(cid:1269)c s(cid:1269) g(cid:1233)n nh(cid:1193)t (s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng các phép tính và s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng các s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng th(cid:1201)t ho(cid:1211)c bù là ít nh(cid:1193)t).

Các k(cid:1275) thu(cid:1201)t (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1189)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1269) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n hàm Boole m(cid:1245)t cách (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n nh(cid:1193)t ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào nhi(cid:1221)u

(cid:92)(cid:1219)u t(cid:1237) mà chúng ta c(cid:1195)n cân nh(cid:1203)c:

(cid:48)(cid:865)t là s(cid:857) l(cid:753)(cid:875)ng các phép tính và s(cid:857) l(cid:753)(cid:875)ng các s(cid:857) (s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng literal) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng th(cid:1201)t ho(cid:1211)c bù là ít nh(cid:1193)t, (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u này (cid:255)(cid:1239)ng ngh(cid:429)a v(cid:1247)i vi(cid:1227)c s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng dây n(cid:1237)i và s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng (cid:255)(cid:1195)u vào c(cid:1259)a m(cid:1189)ch là ít nh(cid:1193)t.

Hai là s(cid:857) l(cid:753)(cid:875)ng c(cid:861)ng c(cid:1195)n thi(cid:1219)t (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n m(cid:1189)ch ph(cid:1191)i ít nh(cid:1193)t, chính s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng c(cid:1241)ng xác (cid:255)(cid:1231)nh kích th(cid:1133)(cid:1247)c c(cid:1259)a m(cid:1189)ch. M(cid:1245)t thi(cid:1219)t k(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n nh(cid:1193)t ph(cid:1191)i (cid:1261)ng v(cid:1247)i s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng c(cid:1241)ng ít nh(cid:1193)t ch(cid:1261) không ph(cid:1191)i s(cid:1237) (cid:79)(cid:1133)(cid:1255)ng literal ít nh(cid:1193)t.

Ba là s(cid:857) m(cid:881)c logic c(cid:1259)a các c(cid:1241)ng. Gi(cid:1191)m s(cid:1237) m(cid:1261)c logic s(cid:1217) gi(cid:1191)m tr(cid:1225) t(cid:1241)ng c(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch vì tín hi(cid:1227)u (cid:86)(cid:1217) qua ít c(cid:1241)ng h(cid:1131)n. Tuy nhiên n(cid:1219)u chú tr(cid:1233)ng (cid:255)(cid:1219)n v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221) gi(cid:1191)m tr(cid:1225) s(cid:1217) ph(cid:1191)i tr(cid:1191) giá s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng c(cid:1241)ng t(cid:259)ng lên.

(cid:37)(cid:1251)i v(cid:1201)y trong th(cid:1269)c t(cid:1219) không ph(cid:1191)i lúc nào c(cid:458)ng (cid:255)(cid:1189)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1249)i gi(cid:1191)i t(cid:1237)i (cid:1133)u cho bài toán t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa.

2.3.2. Các b(cid:1133)(cid:1247)c ti(cid:1219)n hành t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa

• Dùng các phép t(cid:1237)i thi(cid:1223)u (cid:255)(cid:1223) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa các hàm s(cid:1237) logic. • Rút ra nh(cid:1267)ng th(cid:1263)a s(cid:1237) chung nh(cid:1205)m m(cid:1257)c (cid:255)ích t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa thêm m(cid:1245)t b(cid:1133)(cid:1247)c n(cid:1267)a các ph(cid:1133)(cid:1131)ng

trình logic.

2.3.3. Các ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa

Có nhi(cid:1221)u ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp th(cid:1269)c hi(cid:1227)n t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hoá hàm Boole và có th(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)a v(cid:1221) 2 nhóm là bi(cid:839)n (cid:255)(cid:861)i (cid:255)(cid:809)i s(cid:857) và dùng thu(cid:821)t toán. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) (ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp gi(cid:1191)i tích) d(cid:1269)a vào các tiên (cid:255)(cid:1221), (cid:255)(cid:1231)nh lý, tính ch(cid:1193)t c(cid:1259)a hàm Boole (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hoá.

(cid:1250) nhóm thu(cid:821)t toán có 2 ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp th(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c dùng là: ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp b(cid:1191)ng Karnaugh (còn (cid:74)(cid:1233)i là bìa Karnaugh – bìa K) dùng cho các hàm có t(cid:1263) 6 bi(cid:1219)n tr(cid:1251) xu(cid:1237)ng, và ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp Quine- Mc.Cluskey có th(cid:1223) s(cid:1265) d(cid:1257)ng cho hàm có s(cid:1237) bi(cid:1219)n b(cid:1193)t k(cid:484) c(cid:458)ng nh(cid:1133) cho phép th(cid:1269)c hi(cid:1227)n t(cid:1269)(cid:3)(cid:255)(cid:1245)ng theo ch(cid:1133)(cid:1131)ng trình (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c vi(cid:1219)t trên máy tính.

Trong ph(cid:1195)n này ch(cid:1229) gi(cid:1247)i thi(cid:1227)u 2 ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp (cid:255)(cid:1189)i di(cid:1227)n cho 2 nhóm:

• Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:839)n (cid:255)(cid:861)i (cid:255)(cid:809)i s(cid:857) (nhóm bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237)). • Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp (cid:69)(cid:811)ng Karnaugh (nhóm thu(cid:1201)t toán).

1. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237)

(cid:264)ây là ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa hàm Boole (ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic) d(cid:1269)a vào các tiên (cid:255)(cid:1221), (cid:255)(cid:1231)nh lý,

tính ch(cid:1193)t c(cid:1259)a (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole.

Ví d(cid:877) 2.12 T(cid:1237)i thi(cid:1223)u hoá hàm f(x1,x2) = x 1x2 + x1 x 2 + x1x2

f(x1,x2) = x 1x2 + x1 x 2 + x1x2

= ( x 1 + x1).x2 + x1 x 2

= x2 + x1 x 2 = x2 + x1

Ví d(cid:877) 2.13 T(cid:1237)i thi(cid:1223)u hoá hàm 3 bi(cid:1219)n sau

f(x1,x2,x3) = x 1x2x3 + x1 x 2 x 3 + x1 x 2x3 + x1x2 x 3 + x1x2x3

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 22

= x 1x2x3 + x1 x 2 x 3 + x1 x 2x3 + x1x2 ( x 3 + x3)

= x 1x2x3 + x1 x 2( x 3 + x3) + x1x2

= x 1x2x3 + x1( x 2 + x2)

= x 1x2x3 + x1 = x1 + x2 x3

BCAC

Ví d(cid:877) 2.14 Rút g(cid:1233)n bi(cid:1223)u th(cid:1261)c: f =

Áp d(cid:1257)ng (cid:255)(cid:1231)nh lý De Morgan ta có:

BCACAB

+ BCACBA

(

f =

+. + ). +

+ BCACBCA

CBCACA +

BCAC

+ ).1

(

+ BACC ++ CBA

= =

V(cid:1201)y, (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n m(cid:1189)ch này có th(cid:1223) dùng c(cid:1241)ng OR 3 ngõ vào.

2. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp b(cid:1191)ng Karnaugh

(cid:264)(cid:1223) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa hàm Boole b(cid:1205)ng ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp b(cid:1191)ng Karnaugh ph(cid:1191)i tuân th(cid:1259) theo qui t(cid:1203)c v(cid:1221) ô k(cid:1219) (cid:70)(cid:1201)n: “Hai ô (cid:255)(cid:753)(cid:875)c g(cid:853)i là k(cid:839) c(cid:821)n nhau là hai ô mà khi ta t(cid:883) ô này sang ô kia ch(cid:849) làm thay (cid:255)(cid:861)i giá tr(cid:851) c(cid:879)a 1 bi(cid:839)n.”

Quy t(cid:1203)c chung c(cid:1259)a ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp rút g(cid:1233)n b(cid:1205)ng b(cid:1191)ng Karnaugh là gom (k(cid:1219)t h(cid:1255)p) các ô k(cid:1219) c(cid:1201)n l(cid:1189)i

(cid:89)(cid:1247)i nhau.

Khi gom 2 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n s(cid:1217) lo(cid:1189)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 1 bi(cid:1219)n (2=21 lo(cid:1189)i 1 bi(cid:1219)n). Khi gom 4 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n vòng tròn s(cid:1217) lo(cid:1189)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 2 bi(cid:1219)n (4=22 lo(cid:1189)i 2 bi(cid:1219)n). Khi gom 8 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n vòng tròn s(cid:1217) lo(cid:1189)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 3 bi(cid:1219)n (8=23 lo(cid:1189)i 3 bi(cid:1219)n).

(cid:55)(cid:861)ng quát, khi gom 2n ô k(cid:839) c(cid:821)n vòng tròn s(cid:837) lo(cid:809)i (cid:255)(cid:753)(cid:875)c n bi(cid:839)n. Nh(cid:887)ng bi(cid:839)n b(cid:851) lo(cid:809)i là

nh(cid:887)ng bi(cid:839)n khi ta (cid:255)i vòng qua các ô k(cid:839) c(cid:821)n mà giá tr(cid:851) c(cid:879)a chúng thay (cid:255)(cid:861)i.

Nh(cid:1267)ng (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u c(cid:1195)n l(cid:1133)u ý:

Vòng gom (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là h(cid:1255)p l(cid:1227) khi trong vòng gom (cid:255)ó có ít nh(cid:1193)t 1 ô ch(cid:1133)a thu(cid:1245)c vòng gom nào. Các ô k(cid:1219) c(cid:1201)n mu(cid:1237)n gom (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ph(cid:1191)i là k(cid:1219) c(cid:1201)n vòng tròn ngh(cid:429)a là ô k(cid:1219) c(cid:1201)n cu(cid:1237)i c(cid:458)ng là ô k(cid:1219) c(cid:1201)n

(cid:255)(cid:1195)u tiên.

Vi(cid:1227)c k(cid:1219)t h(cid:1255)p nh(cid:1267)ng ô k(cid:1219) c(cid:1201)n v(cid:1247)i nhau còn tùy thu(cid:1245)c vào ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm Boole theo

(cid:71)(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 ho(cid:1211)c chính t(cid:1203)c 2, c(cid:1257) th(cid:1223) là:

• (cid:49)(cid:839)u bi(cid:843)u di(cid:845)n hàm theo d(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1 (t(cid:861)ng các tích s(cid:857)) ta ch(cid:1229) quan tâm nh(cid:1267)ng ô k(cid:1219) (cid:70)(cid:1201)n có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 1 và tùy (cid:255)(cid:1231)nh. K(cid:1219)t qu(cid:1191) m(cid:1243)i vòng gom lúc này s(cid:1217) là m(cid:1245)t tích rút g(cid:1233)n. (cid:46)(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1259)a hàm bi(cid:1223)u di(cid:1225)n theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 s(cid:1217) là t(cid:1241)ng t(cid:1193)t c(cid:1191) các tích s(cid:1237) rút g(cid:1233)n c(cid:1259)a (cid:87)(cid:1193)t c(cid:1191) các vòng gom.

• (cid:49)(cid:839)u bi(cid:843)u di(cid:845)n hàm theo d(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2 (tích các t(cid:861)ng s(cid:857)) ta ch(cid:1229) quan tâm nh(cid:1267)ng ô k(cid:1219) (cid:70)(cid:1201)n có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 0 và tùy (cid:255)(cid:1231)nh. K(cid:1219)t qu(cid:1191) m(cid:1243)i vòng gom lúc này s(cid:1217) là m(cid:1245)t t(cid:1241)ng rút g(cid:1233)n.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2. (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) BOOLE Trang 23

(cid:46)(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1259)a hàm bi(cid:1223)u di(cid:1225)n theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 s(cid:1217) là tích t(cid:1193)t c(cid:1191) các t(cid:1241)ng s(cid:1237) rút g(cid:1233)n c(cid:1259)a (cid:87)(cid:1193)t c(cid:1191) các vòng gom.

Ta quan tâm nh(cid:1267)ng ô tùy (cid:255)(cid:1231)nh (X) sao cho nh(cid:1267)ng ô này k(cid:1219)t h(cid:1255)p v(cid:1247)i nh(cid:1267)ng ô có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 1 (n(cid:1219)u bi(cid:1223)u di(cid:1225)n theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1) ho(cid:1211)c b(cid:1205)ng 0 (n(cid:1219)u bi(cid:1223)u di(cid:1225)n theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2) làm cho s(cid:1237) (cid:79)(cid:1133)(cid:1255)ng ô k(cid:1219) c(cid:1201)n là 2n l(cid:1247)n nh(cid:1193)t. (cid:47)(cid:1133)u ý các ô tùy (cid:255)(cid:1231)nh (X) ch(cid:1229) là nh(cid:1267)ng ô thêm vào vòng gom (cid:255)(cid:1223) rút (cid:74)(cid:1233)n h(cid:1131)n các bi(cid:1219)n mà thôi.

Các vòng gom b(cid:1203)t bu(cid:1245)c ph(cid:1191)i ph(cid:1259) h(cid:1219)t t(cid:1193)t c(cid:1191) các ô có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 1 có trong b(cid:1191)ng (n(cid:1219)u t(cid:1237)i thi(cid:1223)u theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1), t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) các vòng gom b(cid:1203)t bu(cid:1245)c ph(cid:1191)i ph(cid:1259) h(cid:1219)t t(cid:1193)t c(cid:1191) các ô có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 0 có trong b(cid:1191)ng (n(cid:1219)u t(cid:1237)i thi(cid:1223)u theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2) thì k(cid:1219)t qu(cid:1191) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hoá m(cid:1247)i h(cid:1255)p l(cid:1227).

Các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p (cid:255)(cid:1211)c bi(cid:1227)t:

ﬁ

ﬁ (cid:49)(cid:1219)u t(cid:1193)t c(cid:1191) các ô c(cid:1259)a b(cid:1191)ng Karnaugh (cid:255)(cid:1221)u b(cid:1205)ng 1 và tu(cid:484)(cid:3)(cid:255)(cid:1231)nh (X) ngh(cid:429)a là t(cid:1193)t c(cid:1191) các ô (cid:255)(cid:1221)u k(cid:1219) c(cid:1201)n giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm b(cid:1205)ng 1. (cid:49)(cid:1219)u t(cid:1193)t c(cid:1191) các ô c(cid:1259)a b(cid:1191)ng Karnaugh (cid:255)(cid:1221)u b(cid:1205)ng 0 và tu(cid:484)(cid:3)(cid:255)(cid:1231)nh (X) ngh(cid:429)a là t(cid:1193)t c(cid:1191) các ô (cid:255)(cid:1221)u k(cid:1219) c(cid:1201)n giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm b(cid:1205)ng 0.

Ví d(cid:877) 2.15: T(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa hàm sau

x1

f(x1,x2) x2

(cid:55)(cid:1237)i thi(cid:1223)u hoá theo chính t(cid:1203)c 2: f(x1,x2) = x1 + x2 0 0 1 0 1 1 1 1

Ví d(cid:877) 2.16:

Vòng gom 1: x1 f(x1,x2,x3) x3

Vòng gom 2: x2.x3 x1,x2 0 1 00 0 0 01 0 1 11 1 1 10 1 1

(cid:55)(cid:857)i thi(cid:843)u theo chính t(cid:823)c 1: Ta ch(cid:1229) quan tâm (cid:255)(cid:1219)n nh(cid:1267)ng ô có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 1 và tùy (cid:255)(cid:1231)nh (X), nh(cid:1133) (cid:89)(cid:1201)y s(cid:1217) có 2 vòng gom (cid:255)(cid:1223) ph(cid:1259) h(cid:1219)t các ô có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 1: vòng gom 1 g(cid:1239)m 4 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n, và vòng gom 2 g(cid:1239)m 2 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n (hình v(cid:1217)).

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i vòng gom 1: Có 4 ô = 22 nên lo(cid:1189)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 2 bi(cid:1219)n. Khi (cid:255)i vòng qua 4 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n trong vòng gom ch(cid:1229) có giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n x1 không (cid:255)(cid:1241)i (luôn b(cid:1205)ng 1), còn giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n x2 thay (cid:255)(cid:1241)i (t(cid:1263) 1ﬁ 0) và giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n x3 thay (cid:255)(cid:1241)i (t(cid:1263) 0ﬁ 1) nên các bi(cid:1219)n x2 và x3 b(cid:1231) lo(cid:1189)i, ch(cid:1229) còn l(cid:1189)i bi(cid:1219)n x1 trong k(cid:1219)t qu(cid:1191) (cid:70)(cid:1259)a vòng gom 1. Vì x1=1 nên k(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1259)a vòng gom 1 theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 s(cid:1217) có x1 vi(cid:1219)t (cid:1251) d(cid:1189)ng th(cid:1201)t: x1

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i vòng gom 2: Có 2 ô = 21 nên s(cid:1217) lo(cid:1189)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 1 bi(cid:1219)n. Khi (cid:255)i vòng qua 2 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n trong vòng gom giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n x2 và x3 không (cid:255)(cid:1241)i, còn giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a bi(cid:1219)n x1 thay (cid:255)(cid:1241)i (t(cid:1263) 0ﬁ 1) nên các bi(cid:1219)n x2 và x3(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c gi(cid:1267) l(cid:1189)i, ch(cid:1229) có bi(cid:1219)n x1 b(cid:1231) lo(cid:1189)i. Vì x2=1 và x3=1 nên k(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1259)a vòng gom 2 theo d(cid:1189)ng chính (cid:87)(cid:1203)c 1 s(cid:1217) có x2 và x3 vi(cid:1219)t (cid:1251) d(cid:1189)ng th(cid:1201)t: x2.x3

(cid:46)(cid:1219)t h(cid:1255)p 2 vòng gom ta có k(cid:1219)t qu(cid:1191) t(cid:1237)i gi(cid:1191)n theo chính t(cid:1203)c 1:

f(x1,x2,x3) = x1 + x2.x3

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 24

(cid:55)(cid:857)i thi(cid:843)u theo chính t(cid:823)c 2: Ta quan tâm (cid:255)(cid:1219)n nh(cid:1267)ng ô có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 0 và tùy (cid:255)(cid:1231)nh (X), nh(cid:1133) v(cid:1201)y (cid:70)(cid:458)ng có 2 vòng gom (hình v(cid:1217)), m(cid:1243)i vòng gom (cid:255)(cid:1221)u g(cid:1239)m 2 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n.

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i vòng gom 1: Có 2 ô = 21 nên lo(cid:1189)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 1 bi(cid:1219)n, bi(cid:1219)n b(cid:1231) lo(cid:1189)i là x2 (vì có giá tr(cid:1231) thay (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) 0ﬁ 1). Vì x1=0 và x3=0 nên k(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1259)a vòng gom 1 theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 s(cid:1217) có x1 và x3(cid:3)(cid:1251) d(cid:1189)ng th(cid:1201)t: x1+ x3.

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i vòng gom 2: Có 2 ô = 21 nên lo(cid:1189)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 1 bi(cid:1219)n, bi(cid:1219)n b(cid:1231) lo(cid:1189)i là x3 (vì có giá tr(cid:1231) thay (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) 0ﬁ 1). Vì x1=0 và x2=0 nên k(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1259)a vòng gom 2 theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 s(cid:1217) có x1 và x2(cid:3)(cid:1251) d(cid:1189)ng th(cid:1201)t: x1+x2.

Vòng gom 1: x1 + x3 f(x1,x2,x3) x3 x1,x2

00 0 0 01 0 1 11 1 1 10 1 1 0 1 Vòng gom 2: x1 + x2

(x1,x2,x3) = (x1+x3).(x1+x2)

x1.x1 + x1.x2 + x1.x3 + x2.x3

(cid:46)(cid:1219)t h(cid:1255)p 2 vòng gom có k(cid:1219)t qu(cid:1191) c(cid:1259)a hàm f vi(cid:1219)t theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 nh(cid:1133) sau: f = = x1 + x1.x2 + x1.x3 + x2.x3 x1(1+ x2 + x3) + x2.x3 = x1 + x2.x3 =

Nh(cid:1201)n xét: Trong ví d(cid:1257) này, hàm ra vi(cid:1219)t theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 và hàm ra vi(cid:1219)t theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 là gi(cid:1237)ng nhau. Tuy nhiên có tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p hàm ra c(cid:1259)a hai d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 và 2 là khác nhau, nh(cid:1133)ng giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm ra (cid:1261)ng v(cid:1247)i m(cid:1245)t t(cid:1241) h(cid:1255)p bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1195)u vào là duy nh(cid:1193)t trong c(cid:1191) 2 d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c.

Chú ý: Ng(cid:1133)(cid:1249)i ta th(cid:1133)(cid:1249)ng cho hàm Boole d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng bi(cid:1223)u th(cid:1261)c rút g(cid:1233)n. Vì có 2 cách bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm Boole theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 ho(cid:1211)c 2 nên s(cid:1217) có 2 cách cho giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a hàm Boole (cid:1261)ng v(cid:1247)i 2 d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c (cid:255)ó:

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1: T(cid:861)ng các tích s(cid:857).

(3,4,7) + d(5,6) f(x1,x2,x3) = S

Trong (cid:255)ó ký hi(cid:1227)u d ch(cid:1229) giá tr(cid:1231) các ô này là tùy (cid:255)(cid:1231)nh (d: Don’t care)

x1,x2 f(x1,x2,x3) x3

00 0 0 01 0 1 11 X 1 10 1 X 0 1

Lúc (cid:255)ó b(cid:1191)ng Karnaugh s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho nh(cid:1133) hình trên. T(cid:1263) bi(cid:1223)u th(cid:1261)c rút g(cid:1233)n c(cid:1259)a hàm ta th(cid:1193)y t(cid:1189)i các ô (cid:1261)ng v(cid:1247)i t(cid:1241) h(cid:1255)p nh(cid:1231) phân các bi(cid:1219)n vào có giá tr(cid:1231) là 3, 4, 7 hàm ra có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 1; t(cid:1189)i các ô (cid:1261)ng v(cid:1247)i (cid:87)(cid:1241) h(cid:1255)p nh(cid:1231) phân các bi(cid:1219)n vào có giá tr(cid:1231) là 5, 6 hàm ra có giá tr(cid:1231) là tùy (cid:255)(cid:1231)nh; hàm ra có giá tr(cid:1231) b(cid:1205)ng 0 (cid:1251) nh(cid:1267)ng ô còn l(cid:1189)i (cid:1261)ng v(cid:1247)i t(cid:1241) h(cid:1255)p các bi(cid:1219)n vào có giá tr(cid:1231) là 0, 1, 2.

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: Tích các t(cid:861)ng s(cid:857). Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình trên c(cid:458)ng t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng v(cid:1247)i cách cho hàm nh(cid:1133) sau: P (0, 1, 2) + d(5, 6) f(x1,x2,x3) =

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2. (cid:264)(cid:1189)i s(cid:1237) BOOLE Trang 25

Ví d(cid:877) 2.17: T(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa hàm 4 bi(cid:1219)n cho d(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng bi(cid:1223)u th(cid:1261)c sau:

(2,6,10,11,12,13) + d(0,1,4,7,8,9,14,15) f(x1,x2,x3,x4) = S

x4x3 x4x3 f(x1,x2,x3,x4) x2x1 f(x1,x2,x3,x4) x2x1

00 01 11 10 1 X 1 X 1 1

00 X X 01 X 0 0 X X 11 1 X 1 10

00 01 11 10 1 X 1 X 1 1

00 X X 0 01 X 0 X X 11 1 X 1 10

Vòng gom 1 Vòng gom 2

Th(cid:1269)c hi(cid:1227)n t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1: t(cid:1263) b(cid:1191)n (cid:255)(cid:1239) Karnaugh ta có 2 vòng gom, vòng gom 1

(cid:74)(cid:1239)m 8 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n và vòng gom 2 g(cid:1239)m 8 ô k(cid:1219) c(cid:1201)n. K(cid:1219)t qu(cid:1191) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa nh(cid:1133) sau:

Vòng gom 1: x 1 Vòng gom 2: x4

(cid:57)(cid:1201)y: f(x1,x2,x3,x4) = x 1 + x4

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 26

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3

CÁC PH(cid:1194)N T(cid:1264) LOGIC C(cid:1130) B(cid:1190)N

3.1. KHÁI NI(cid:1226)M V(cid:1220) M(cid:1188)CH S(cid:1236)

3.1.1. M(cid:1189)ch t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269)

(cid:48)(cid:1189)ch t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) (còn g(cid:1233)i là m(cid:1189)ch Analog) là m(cid:1189)ch dùng (cid:255)(cid:1223) x(cid:1265) lý các tín hi(cid:1227)u t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269). Tín hi(cid:1227)u

(cid:87)(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) là tín hi(cid:1227)u có biên (cid:255)(cid:1245) bi(cid:1219)n thiên liên t(cid:1257)c theo th(cid:1249)i gian.

Vi(cid:1227)c x(cid:1265) lý bao g(cid:1239)m các v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221): Ch(cid:1229)nh l(cid:1133)u, khu(cid:1219)ch (cid:255)(cid:1189)i, (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ch(cid:1219), tách sóng…

Nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a m(cid:1189)ch t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269):

- Kh(cid:1191) n(cid:259)ng ch(cid:1237)ng nhi(cid:1225)u th(cid:1193)p (nhi(cid:1225)u d(cid:1225) xâm nh(cid:1201)p). - Vi(cid:1227)c phân tích thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch ph(cid:1261)c t(cid:1189)p.

(cid:264)(cid:1223) kh(cid:1203)c ph(cid:1257)c nh(cid:1267)ng nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m này ng(cid:1133)(cid:1249)i ta s(cid:1265) d(cid:1257)ng m(cid:1189)ch s(cid:1237).

3.1.2. M(cid:1189)ch s(cid:1237)

(cid:48)(cid:1189)ch s(cid:1237) (còn g(cid:1233)i là m(cid:1189)ch Digital) là m(cid:1189)ch dùng (cid:255)(cid:1223) x(cid:1265) lý tín hi(cid:1227)u s(cid:1237). Tín hi(cid:1227)u s(cid:1237) là tín hi(cid:1227)u có biên (cid:255)(cid:1245) bi(cid:1219)n thiên không liên t(cid:1257)c theo th(cid:1249)i gian hay còn g(cid:1233)i là tín hi(cid:1227)u gián (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n, (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c bi(cid:1223)u di(cid:1225)n (cid:71)(cid:1133)(cid:1247)i d(cid:1189)ng sóng xung v(cid:1247)i 2 m(cid:1261)c (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) cao và th(cid:1193)p mà t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i hai m(cid:1261)c (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) này là hai (cid:80)(cid:1261)c logic 1 và 0 c(cid:1259)a m(cid:1189)ch s(cid:1237).

Vi(cid:1227)c x(cid:1265) lý trong m(cid:1189)ch s(cid:1237) bao g(cid:1239)m các v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221) nh(cid:1133):

- L(cid:1233)c s(cid:1237). - (cid:264)(cid:76)(cid:1221)u ch(cid:1219) s(cid:1237) / Gi(cid:1191)i (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ch(cid:1219) s(cid:1237). - Mã hóa / Gi(cid:1191)i mã …

(cid:1132)u (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a m(cid:1189)ch s(cid:1237) so v(cid:1247)i m(cid:1189)ch t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) :

- (cid:264)(cid:1245) ch(cid:1237)ng nhi(cid:1225)u cao (nhi(cid:1225)u khó xâm nh(cid:1201)p). - Phân tích thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch s(cid:1237) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1237)i (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n.

Vì v(cid:1201)y, hi(cid:1227)n nay m(cid:1189)ch s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng khá ph(cid:1241) bi(cid:1219)n trong t(cid:1193)t c(cid:1191) các l(cid:429)nh v(cid:1269)c nh(cid:1133): (cid:264)o l(cid:1133)(cid:1249)ng s(cid:1237),

truy(cid:1221)n hình s(cid:1237), (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n s(cid:1237). . .

3.1.3. H(cid:1233) logic d(cid:1133)(cid:1131)ng/âm

K Tr(cid:1189)ng thái logic c(cid:1259)a m(cid:1189)ch s(cid:1237) có th(cid:1223) bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n nh(cid:1133) trên hình 3.1: Ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n này nh(cid:1133) sau: : (cid:264)èn T(cid:1203)t

- K M(cid:1251) - K (cid:264)óng : (cid:264)èn Sáng (cid:264) vi Tr(cid:1189)ng thái (cid:264)óng/M(cid:1251) c(cid:1259)a khóa K ho(cid:1211)c tr(cid:1189)ng thái Sáng/T(cid:1203)t c(cid:1259)a

(cid:255)èn (cid:264) c(cid:458)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1211)c tr(cid:1133)ng cho hai tr(cid:1189)ng thái logic c(cid:1259)a m(cid:1189)ch s(cid:1237).

Hình 3.1

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 27

+Vcc

-Vcc

(cid:38)(cid:458)ng có th(cid:1223) thay khóa K b(cid:1205)ng khóa (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1265) dùng BJT nh(cid:1133) sau (hình 3.2):

V0 V0

RB RB Vi Vi Q Q

b) a)

Hình 3.2. Bi(cid:843)u di(cid:845)n tr(cid:809)ng thái logic c(cid:879)a m(cid:809)ch s(cid:857) b(cid:825)ng khóa (cid:255)(cid:76)(cid:847)n t(cid:885) dùng BJT

Gi(cid:1191)i thích các s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch:

V0 = +Vcc

0 (V). V0 = Vces = 0,2 (V) »

V0 = -Vcc

0 (V). Hình 3.2a: - Khi Vi = 0 : BJT t(cid:1203)t ﬁ - Khi Vi > a : BJT d(cid:1199)n bão hòa ﬁ Hình 3.2b: - Khi Vi = 0 : BJT t(cid:1203)t ﬁ - Khi Vi < -a: BJT d(cid:1199)n bão hòa ﬁ V0 = Vces = -Vecs = - 0,2 (V) »

(cid:57)(cid:1201)y, trong c(cid:1191) 2 s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1261)c (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) vào/ra c(cid:1259)a khoá (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1265) dùng BJT c(cid:458)ng t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i 2

tr(cid:1189)ng thái logic c(cid:1259)a m(cid:1189)ch s(cid:1237).

h(cid:1233) logic d(cid:1133)(cid:1131)ng h(cid:1233) logic âm Ng(cid:1133)(cid:1249)i ta phân bi(cid:1227)t ra hai h(cid:1233) logic tùy thu(cid:1245)c vào m(cid:1261)c (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp: Vlogic 1 > Vlogic 0 ﬁ - N(cid:1219)u ch(cid:1233)n - N(cid:1219)u ch(cid:1233)n : Vlogic 1 < Vlogic 0 ﬁ

Logic d(cid:1133)(cid:1131)ng và logic âm là nh(cid:1267)ng h(cid:1233) logic t(cid:1235), ngoài ra còn có h(cid:1233) logic m(cid:1249) (Fuzzy Logic) hi(cid:1227)n (cid:255)ang (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:1261)ng d(cid:1257)ng khá ph(cid:1241) bi(cid:1219)n trong các thi(cid:1219)t b(cid:1231)(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1265) và các h(cid:1227) th(cid:1237)ng (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n t(cid:1269)(cid:3)(cid:255)(cid:1245)ng.

3.2. C(cid:1240)NG LOGIC (LOGIC GATE)

3.2.1. Khái ni(cid:1227)m

(cid:38)(cid:1241)ng logic là m(cid:1245)t trong các thành ph(cid:1195)n c(cid:1131) b(cid:1191)n (cid:255)(cid:1223) xây d(cid:1269)ng m(cid:1189)ch s(cid:1237). C(cid:1241)ng logic (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ch(cid:1219) t(cid:1189)o

trên c(cid:1131) s(cid:1251) các linh ki(cid:1227)n bán d(cid:1199)n nh(cid:1133) Diode, BJT, FET (cid:255)(cid:1223) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng theo b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái cho tr(cid:1133)(cid:1247)c.

3.2.2 Phân lo(cid:1189)i

Có ba cách phân lo(cid:1189)i c(cid:1241)ng logic:

- Phân lo(cid:1189)i c(cid:1241)ng theo ch(cid:1261)c n(cid:259)ng. - Phân lo(cid:1189)i c(cid:1241)ng theo ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp ch(cid:1219) t(cid:1189)o. - Phân lo(cid:1189)i c(cid:1241)ng theo ngõ ra.

1. Phân lo(cid:1189)i c(cid:1241)ng logic theo ch(cid:1261)c n(cid:259)ng

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 28

a. C(cid:861)ng (cid:264)(cid:846)M (BUFFER)

(cid:38)(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m (BUFFER) hay còn g(cid:1233)i là c(cid:1241)ng không (cid:255)(cid:1191)o là c(cid:1241)ng có m(cid:1245)t ngõ vào và m(cid:1245)t ngõ ra v(cid:1247)i

ký hi(cid:1227)u và b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng nh(cid:1133) hình v(cid:1217).

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m: y = x

x y y x

0 0

1 1

Hình 3.3. Ký hi(cid:847)u và b(cid:811)ng tr(cid:809)ng thái c(cid:879)a c(cid:861)ng (cid:255)(cid:847)m

Trong (cid:255)ó:

- x là ngõ vào có tr(cid:1251) kháng vào Zv vô cùng l(cid:1247)n ﬁ - y là ngõ ra có tr(cid:1251) kháng ra Zra nh(cid:1235) ﬁ do (cid:255)ó dòng vào c(cid:1259)a c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m r(cid:1193)t nh(cid:1235). c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m có kh(cid:1191) n(cid:259)ng cung c(cid:1193)p dòng ngõ ra l(cid:1247)n.

Chính vì v(cid:1201)y ng(cid:1133)(cid:1249)i ta s(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m theo 2 ý ngh(cid:429)a sau:

- Dùng (cid:255)(cid:1223) ph(cid:1237)i h(cid:1255)p tr(cid:1251) kháng. - Dùng (cid:255)(cid:1223) cách ly và nâng dòng cho t(cid:1191)i.

(cid:57)(cid:1221) ph(cid:1133)(cid:1131)ng di(cid:1227)n m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n có th(cid:1223) xem c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m (c(cid:1241)ng không (cid:255)(cid:1191)o) gi(cid:1237)ng nh(cid:1133) m(cid:1189)ch khuy(cid:1219)ch (cid:255)(cid:1189)i C chung ((cid:255)(cid:1239)ng pha).

b.C(cid:861)ng (cid:264)(cid:810)O (NOT)

(cid:38)(cid:1241)ng (cid:264)(cid:1190)O (còn g(cid:1233)i là c(cid:1241)ng NOT) là c(cid:1241)ng logic có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra, v(cid:1247)i ký hi(cid:1227)u và b(cid:1191)ng

tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng nh(cid:1133) hình v(cid:1217):

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái:

y x

1 0

Hình 3.4. Ký hi(cid:847)u và b(cid:811)ng tr(cid:809)ng thái ho(cid:809)t (cid:255)(cid:865)ng c(cid:879)a c(cid:861)ng (cid:255)(cid:811)o

1 0

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng (cid:264)(cid:1190)O: y = x (cid:38)(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1191)o gi(cid:1267) ch(cid:1261)c n(cid:259)ng nh(cid:1133) m(cid:1245)t c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m, nh(cid:1133)ng ng(cid:1133)(cid:1249)i ta g(cid:1233)i là (cid:255)(cid:1227)m (cid:255)(cid:1191)o vì tín hi(cid:1227)u ngõ ra

ng(cid:1133)(cid:1255)c m(cid:1261)c logic (ng(cid:1133)(cid:1255)c pha) v(cid:1247)i tín hi(cid:1227)u ngõ vào.

Trong th(cid:1269)c t(cid:1219) ta có th(cid:1223) ghép hai c(cid:1241)ng (cid:264)(cid:1190)O n(cid:1237)i t(cid:1195)ng v(cid:1247)i nhau (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng

(cid:264)(cid:1226)M (c(cid:1241)ng không (cid:255)(cid:1191)o) (hình 3.5):

x =

Hình 3.5. S(cid:885) d(cid:877)ng 2 c(cid:861)ng (cid:264)(cid:810)O t(cid:809)o ra c(cid:861)ng (cid:264)(cid:846)M

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 29

(cid:57)(cid:1221) ph(cid:1133)(cid:1131)ng di(cid:1227)n m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n, c(cid:1241)ng (cid:264)(cid:1190)O gi(cid:1237)ng nh(cid:1133) t(cid:1195)ng khuy(cid:1219)ch (cid:255)(cid:1189)i E chung.

c. C(cid:861)ng VÀ (AND)

(cid:38)(cid:1241)ng AND là c(cid:1241)ng logic th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a phép toán nhân logic các tín hi(cid:1227)u vào. C(cid:1241)ng

y = x1.x2

AND 2 ngõ vào có 2 ngõ vào 1 ngõ ra ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) hình v(cid:1217): Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng AND: x1 y

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng AND 2 ngõ vào: x2

Hình 3.6. C(cid:861)ng AND

x1 0 0 1 1 x2 0 1 0 1 y 0 0 0 1

(cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái này có nh(cid:1201)n xét: Ngõ ra y ch(cid:1229) b(cid:1205)ng 1 (m(cid:1261)c logic 1) khi c(cid:1191) 2 ngõ vào (cid:255)(cid:1221)u b(cid:1205)ng

1, ngõ ra y b(cid:1205)ng 0 (m(cid:1261)c logic 0) khi có m(cid:1245)t ngõ vào b(cid:1193)t k(cid:484) (x1 ho(cid:1211)c x2) b(cid:1205)ng 0.

Xét tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p t(cid:1241)ng quát cho c(cid:1241)ng AND có n ngõ vào x1, x2 ... xn:

)n1,

$ (cid:236) x1 (cid:237) yAND= y " (cid:238)

Hình 3.7. C(cid:861)ng AND v(cid:867)i n ngõ vào (cid:57)(cid:821)y, (cid:255)(cid:831)c (cid:255)(cid:76)(cid:843)m c(cid:879)a c(cid:861)ng AND là: ngõ ra y ch(cid:849) b(cid:825)ng 1 khi t(cid:813)t c(cid:811) các ngõ vào (cid:255)(cid:841)u b(cid:825)ng 1, ngõ ra y b(cid:825)ng 0 khi có ít nh(cid:813)t m(cid:865)t ngõ vào b(cid:825)ng 0.

(cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng AND (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)óng m(cid:1251) tín hi(cid:1227)u: Cho c(cid:1241)ng AND có hai ngõ vào x1 và x2. Ta ch(cid:1233)n: - x1(cid:3)(cid:255)óng vai trò ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (control). - x2(cid:3)(cid:255)óng vai trò ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u (data).

Xét các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p c(cid:1257) th(cid:1223) sau (cid:255)ây:

- Khi x1= 0: y = 0 b(cid:1193)t ch(cid:1193)p tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a x2, ta nói (cid:70)(cid:861)ng AND khóa l(cid:1189)i không cho d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)a

= xy

= 0y = 1y

x 2 = x 2

(cid:236) vào ngõ vào x2 qua c(cid:1241)ng AND (cid:255)(cid:1219)n ngõ ra. (cid:222)= 0 (cid:239) (cid:222) (cid:237) - Khi x1 = 1 (cid:222) (cid:239) (cid:238)

Ta nói (cid:70)(cid:861)ng AND m(cid:871) cho d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)a vào ngõ vào x2 qua c(cid:1241)ng AND (cid:255)(cid:1219)n ngõ ra.

(cid:57)(cid:1201)y, có th(cid:1223) s(cid:1265) d(cid:1257)ng m(cid:1245)t ngõ vào b(cid:1193)t k(cid:484) c(cid:1259)a c(cid:1241)ng AND (cid:255)óng vai trò tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n cho phép ho(cid:1211)c không cho phép lu(cid:1239)ng d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)i qua c(cid:1241)ng AND.

(cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng AND (cid:255)(cid:1223) t(cid:1189)o ra c(cid:1241)ng logic khác: (cid:49)(cid:1219)u s(cid:1265) d(cid:1257)ng 2 t(cid:1241) h(cid:1255)p (cid:255)(cid:1195)u và cu(cid:1237)i trong b(cid:1191)ng giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a c(cid:1241)ng AND và n(cid:1237)i c(cid:1241)ng AND theo s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) nh(cid:1133) hình 3.8 thì có th(cid:1223) s(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng AND (cid:255)(cid:1223) t(cid:1189)o ra c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m.

Trong th(cid:1269)c t(cid:1219), có th(cid:1223) t(cid:1201)n d(cid:1257)ng h(cid:1219)t các c(cid:1241)ng ch(cid:1133)a dùng trong IC (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a các

(cid:70)(cid:1241)ng logic khác.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 30

+x = 0 (cid:314) x1= x2= 0 (cid:314) y = 0 +x = 1 (cid:314) x1= x2= 1 (cid:314) y = 1 (cid:314) y = x

Hình 3.8. S(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng AND t(cid:809)o ra c(cid:861)ng (cid:255)(cid:847)m.

d. C(cid:861)ng HO(cid:830)C (OR)

(cid:38)(cid:1241)ng OR là c(cid:1241)ng th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a phép toán c(cid:1245)ng logic các tín hi(cid:1227)u vào. Trên hình v(cid:1217) là

ký hi(cid:1227)u c(cid:1259)a c(cid:1241)ng OR 2 ngõ vào:

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1241)ng OR 2 ngõ vào: y = x1 + x2

x1 x1 y y

x2 x2

Ký hi(cid:1227)u Châu Âu Ký hi(cid:1227)u theo M(cid:1275), Nh(cid:1201)t, Úc

Hình 3.9a C(cid:861)ng OR 2 ngõ vào

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng:

x2 0 1 0 1 x1 0 0 1 1 y = x1+x2 0 1 1 1

x1 Xét tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p t(cid:1241)ng quát (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i c(cid:1241)ng OR có n ngõ vào. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: y

1 =

)n1,

$ xn (cid:236) (cid:237) yOR = " (cid:238) Hình 3.9b C(cid:861)ng OR n ngõ vào

(cid:264)(cid:831)c (cid:255)(cid:76)(cid:843)m c(cid:879)a c(cid:861)ng OR là: Tín hi(cid:847)u ngõ ra ch(cid:849) b(cid:825)ng 0 khi và ch(cid:849) khi t(cid:813)t c(cid:811) các ngõ vào (cid:255)(cid:841)u

(cid:69)(cid:825)ng 0, ng(cid:753)(cid:875)c l(cid:809)i tín hi(cid:847)u ngõ ra b(cid:825)ng 1 khi ch(cid:849) c(cid:815)n có ít nh(cid:813)t m(cid:865)t ngõ vào b(cid:825)ng 1.

(cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng OR (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)óng m(cid:1251) tín hi(cid:1227)u: Xét c(cid:1241)ng OR có 2 ngõ vào x1, x2. N(cid:1219)u ch(cid:1233)n x1 là ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (control), x2 ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u (data), ta có các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p c(cid:1257) th(cid:1223) sau (cid:255)ây:

Ta nói (cid:70)(cid:861)ng OR khóa không cho d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)i qua. - x1= 1: y = 1, y luôn b(cid:1205)ng 1 b(cid:1193)t ch(cid:1193)p x2 ﬁ

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 31

(cid:222)= 0

= xy

= 0y = 1y

x 2 = x 2

(cid:236) (cid:239) ﬁ (cid:222) (cid:237) - x1= 0: Ta nói (cid:70)(cid:861)ng OR m(cid:871) cho d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) ngõ vào x2 qua (cid:222) (cid:239) (cid:238)

(cid:70)(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1219)n ngõ ra y.

(cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng OR (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1241)ng logic khác: (cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng hai t(cid:1241) h(cid:1255)p giá tr(cid:1231)(cid:3)(cid:255)(cid:1195)u và cu(cid:1237)i c(cid:1259)a b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a c(cid:1241)ng OR và n(cid:1237)i m(cid:1189)ch c(cid:1241)ng OR nh(cid:1133) s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) hình 3.10:

(cid:222) y = 0 y = 1 y = x: c(cid:1241)ng OR (cid:255)óng vai trò nh(cid:1133) c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m. - x = 0, x1 = x2 = 0 (cid:222) - x = 1, x1 = x2 = 1 (cid:222)

Hình 3.10. S(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng OR làm c(cid:861)ng (cid:255)(cid:847)m

e. C(cid:861)ng NAND

(cid:264)ây là c(cid:1241)ng th(cid:1269)c hi(cid:1227)n phép toán nhân (cid:255)(cid:1191)o, v(cid:1221) s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic c(cid:1241)ng NAND g(cid:1239)m 1 c(cid:1241)ng AND m(cid:1203)c

(cid:81)(cid:1237)i t(cid:1195)ng v(cid:1247)i 1 c(cid:1241)ng NOT, ký hi(cid:1227)u và b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái c(cid:1241)ng NAND (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho nh(cid:1133) hình 3.11:

x1 y

y x2 0 1 0 1 x1 0 0 1 1 y 1 1 1 0 x1 x2

Hình 3.11. C(cid:861)ng NAND: Ký hi(cid:847)u, s(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) logic t(cid:753)(cid:751)ng (cid:255)(cid:753)(cid:751)ng và b(cid:811)ng tr(cid:809)ng thái

y =

1.xx

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng NAND 2 ngõ vào:

x1 Xét tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p t(cid:1241)ng quát: C(cid:1241)ng NAND có n ngõ vào. y

0 =

)n1,

xn $ (cid:236) (cid:237) yNAND = Hình 3.12.C(cid:861)ng NAND n ngõ vào " (cid:238)

(cid:57)(cid:821)y, (cid:255)(cid:831)c (cid:255)(cid:76)(cid:843)m c(cid:879)a c(cid:861)ng NAND là: tín hi(cid:847)u ngõ ra ch(cid:849) b(cid:825)ng 0 khi t(cid:813)t c(cid:811) các ngõ vào (cid:255)(cid:841)u b(cid:825)ng

(cid:222)= 0

= xy

= 1y = 0y

x 2 = x 2

1, và tín hi(cid:847)u ngõ ra s(cid:837) b(cid:825)ng 1 khi ch(cid:849) c(cid:815)n ít nh(cid:813)t m(cid:865)t ngõ vào b(cid:825)ng 0. (cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng NAND (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)óng m(cid:1251) tín hi(cid:1227)u: Xét c(cid:1241)ng NAND có hai ngõ vào. Ch(cid:1233)n x1 là ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (control), x2 là ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u (data), l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t xét các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p sau: - x1= 0: y = 1 (y luôn b(cid:1205)ng 1 b(cid:1193)t ch(cid:1193)p giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a x2) ta nói (cid:70)(cid:861)ng NAND khóa. (cid:236) (cid:239) ﬁ (cid:222) (cid:237) - x1= 1: (cid:38)(cid:861)ng NAND m(cid:871) cho d(cid:1267) li(cid:1227)u vào ngõ vào x2(cid:3) (cid:255)(cid:1219)n (cid:222) (cid:239) (cid:238)

ngõ ra (cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i (cid:255)(cid:1191)o m(cid:1261)c tín hi(cid:1227)u ngõ vào x2, lúc này c(cid:1241)ng NAND (cid:255)óng vai trò là c(cid:1241)ng (cid:264)(cid:1190)O.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 32

(cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng NAND (cid:255)(cid:1223) t(cid:1189)o các c(cid:1241)ng logic khác: - dùng c(cid:1241)ng NAND t(cid:1189)o c(cid:1241)ng NOT:

x1 y x x y

y =

xx 21

x 1

Hình 3.13a.Dùng c(cid:861)ng NAND t(cid:809)o c(cid:861)ng NOT

- dùng c(cid:1241)ng NAND t(cid:1189)o c(cid:1241)ng BUFFER (c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m):

x1 x y y x

== x

Hình 3.13b.Dùng c(cid:861)ng NAND t(cid:809)o c(cid:861)ng (cid:264)(cid:846)M (BUFFER)

- dùng c(cid:1241)ng NAND t(cid:1189)o c(cid:1241)ng AND:

1.xx

xx 21

.xx 1

x1 y y =

Hình 3.13c. S(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng NAND t(cid:809)o c(cid:861)ng AND

- dùng c(cid:1241)ng NAND t(cid:1189)o c(cid:1241)ng OR:

x1 y y

x2 x2

xx 1.

x 1

y =

Hình 3.13d. Dùng c(cid:861)ng NAND t(cid:809)o c(cid:861)ng OR

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 33

f. C(cid:861)ng NOR

(cid:38)(cid:1241)ng NOR, còn g(cid:1233)i là c(cid:1241)ng Ho(cid:1211)c-Không, là c(cid:1241)ng th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a phép toán c(cid:1245)ng (cid:255)(cid:1191)o

logic, là c(cid:1241)ng có hai ngõ vào và m(cid:1245)t ngõ ra có ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) hình v(cid:1217):

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng :

x + 1 x

y =

x1 x1 y y

x2 x2

Ký hi(cid:1227)u theo Châu Âu Ký hi(cid:1227)u theo M(cid:1275), Nh(cid:1201)t

Hình 3.14. Ký hi(cid:847)u c(cid:861)ng NOR

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng NOR :

x2 0 1 0 1 x1 0 0 1 1 y 1 0 0 0

Xét tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p t(cid:1241)ng quát cho c(cid:1241)ng NOR có n ngõ vào.

)n1,

$ (cid:236) x1 y (cid:237) yNOR= " (cid:238)

Hình 3.15. C(cid:861)ng NOR n ngõ vào

(cid:57)(cid:821)y (cid:255)(cid:831)c (cid:255)(cid:76)(cid:843)m c(cid:879)a c(cid:861)ng NOR là: Tín hi(cid:847)u ngõ ra ch(cid:849) (cid:69)(cid:825)ng 1 khi t(cid:813)t c(cid:811) các ngõ vào (cid:255)(cid:841)u b(cid:825)ng 0, tín hi(cid:847)u ngõ ra s(cid:837) b(cid:825)ng 0 khi có ít nh(cid:813)t m(cid:865)t ngõ vào b(cid:825)ng 1. (cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng NOR (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)óng m(cid:1251) tín hi(cid:1227)u: Xét c(cid:1241)ng NOR có 2 ngõ vào, ch(cid:1233)n x1 là ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n, x2 là ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u. Ta có:

- x1= 1: y = 0 (y luôn b(cid:1205)ng 0 b(cid:1193)t ch(cid:1193)p x2), ta nói (cid:70)(cid:861)ng NOR khóa không cho d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)i qua.

(cid:222)= 0

= xy

= 1y = 0y

x 2 = x 2

(cid:236) (cid:239) ﬁ (cid:222) (cid:237) - x1= 0: ta nói (cid:70)(cid:861)ng NOR m(cid:871) cho d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) ngõ vào x2 qua (cid:222) (cid:239) (cid:238)

(cid:70)(cid:1241)ng NOR (cid:255)(cid:1219)n ngõ ra (cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i (cid:255)(cid:1191)o m(cid:1261)c tín hi(cid:1227)u ngõ vào x2, lúc này c(cid:1241)ng NOR (cid:255)óng vai trò là c(cid:1241)ng (cid:264)(cid:1190)O.

(cid:54)(cid:1265) d(cid:1257)ng c(cid:1241)ng NOR (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1241)ng logic khác: - Dùng c(cid:1241)ng NOR làm c(cid:1241)ng NOT:

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 34

x x1 y

x y x2

x 1

. xx 1

y =

Hình 3.16a. S(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng NOR t(cid:809)o c(cid:861)ng NOT

- Dùng c(cid:1241)ng NOR làm c(cid:1241)ng OR :

x +

x1 x1 y x2 x2

x 1

y =

Hình 3.16b. S(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng NOR t(cid:809)o c(cid:861)ng OR

- Dùng c(cid:1241)ng NOR làm c(cid:1241)ng BUFFER :

x1 x y y x

x =

y =

Hình 3.16c. S(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng NOR t(cid:809)o c(cid:861)ng BUFFER

- Dùng c(cid:1241)ng NOR làm c(cid:1241)ng AND :

y y x1 x2

2x y =

x 1

xx . 1

Hình 3.16d. S(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng NOR làm c(cid:861)ng AND

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 35

- Dùng c(cid:1241)ng NOR làm c(cid:1241)ng NAND:

y =

y 1

x 1

xx . 1

y1 y y x1 x2 x2

Hình 3.16e. S(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng NOR làm c(cid:861)ng NAND

g. C(cid:861)ng XOR (EX - OR)

(cid:264)ây là c(cid:1241)ng logic th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch c(cid:1245)ng modulo 2 (c(cid:1245)ng không nh(cid:1247)), là c(cid:1241)ng có

hai ngõ vào và m(cid:1245)t ngõ ra có ký hi(cid:1227)u và b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái nh(cid:1133) hình v(cid:1217).

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng XOR :

2x + 1x .x2 = x1¯

yXOR = x1 x2

x1 y x2 0 1 y 0 1

x1 0 0 1 1 0 1 1 0 Hình 3.17. C(cid:861)ng XOR

(cid:38)(cid:1241)ng XOR (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c dùng (cid:255)(cid:1223) so sánh hai tín hi(cid:1227)u vào:

- N(cid:1219)u hai tín hi(cid:1227)u vào là b(cid:1205)ng nhau thì tín hi(cid:1227)u ngõ ra b(cid:1205)ng 0 - N(cid:1219)u hai tín hi(cid:1227)u vào là khác nhau thì tín hi(cid:1227)u ngõ ra b(cid:1205)ng 1.

Các tính ch(cid:1193)t c(cid:1259)a phép toán XOR:

x2) ¯ x3 = x1¯ (x2 ¯ x3)

x2 = x2 ¯ 1. x1 ¯ 2. x1 ¯ x2 ¯ 3. x1.(x2 ¯ x1 x3 = (x1¯ x3) = (x1.x2) ¯ (x3.x1)

Ch(cid:881)ng minh:

(cid:57)(cid:1219) trái = x1.(x2 ¯ x3) = x1(x2. x 3 + x 2.x3) = x1x2 x 3 + x1 x 2 x3 + x1 x 1.x3 + x1 x 1.x2

= x1x2 x 3 + x1 x 2 x3 + x1 x 1.x3 + x1 x 1.x2 = x1x2( x 3 +x1) + x1 x3( x 2 + x 1 )

1xx

+ x1x3 = (x1x2)¯ (x1x3) = V(cid:1219) ph(cid:1191)i ((cid:255)pcm).

(cid:48)(cid:1251) r(cid:1245)ng tính ch(cid:1193)t 5: (cid:49)(cid:1219)u x1¯ x2 = x3 thì x1¯ x3=x2

= x1x2 (x2. x3) = (x1¯ x3).(x1¯ x2) 0 = x

1 = x x = 0

x = 1

4. x1 ¯ 5. x ¯ x ¯ x ¯ x ¯

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 36

h. C(cid:861)ng XNOR (EX – NOR)

(cid:264)ây là c(cid:1241)ng logic th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch c(cid:1245)ng (cid:255)(cid:1191)o modulo 2 (c(cid:1245)ng không nh(cid:1247)), là c(cid:1241)ng

có hai ngõ vào và m(cid:1245)t ngõ ra có ký hi(cid:1227)u và b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái nh(cid:1133) trên hình 3.19.

+ xx 2 1

= xx 2 1

¯ Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng: y =

x1 y

x2 x1 0 0 1 1 x2 0 1 0 1 y 1 0 0 1 Hình 3.19. C(cid:861)ng XNOR

Tính ch(cid:1193)t c(cid:1259)a c(cid:1241)ng XNOR:

)(x

= )x 4

+ )x 2

)x 4

¯ ¯ ¯ ¯ 1.

)x 2

= )x 4

(x)x 2

)x 4

¯ ¯ ¯ ¯ 2.

= x

= x 2

¯ ¯ ¯ 3.

2 = x 2

¯ ¯ 4.

¯ (cid:219) ¯ 5.

Câu h(cid:855)i: Hãy th(cid:885) ch(cid:881)ng minh các tính ch(cid:813)t t(cid:883) 1 (cid:255)(cid:839)n 5 ?

2. Phân lo(cid:1189)i c(cid:1241)ng logic theo ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp ch(cid:1219) t(cid:1189)o

a. C(cid:861)ng logic dùng Diode

VCC

x2 D2

a) b)

Hình 3.20. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch c(cid:861)ng logic dùng diode a.C(cid:861)ng OR - b.C(cid:861)ng AND

Xét s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n trên hình 3.20

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) hình a: ﬁ

ﬁ y = 0 y = 1 y = 1 y = 1 - Vx1 = Vx2 = 0V - Vx1 = 0V, Vx2= 5V ﬁ - Vx1 = 5V, Vx2= 0V ﬁ - Vx1= Vx2=5V D1, D2 t(cid:1203)t: Vy =VR = 0V ﬁ D1 t(cid:1203)t, D2 d(cid:1199)n: Vy =VR = 5V ﬁ D1 d(cid:1199)n, D2 t(cid:1203)t: Vy =VR = 5V ﬁ D1, D2 d(cid:1199)n: Vy =VR = 5V ﬁ x1 0 0 1 1 x2 0 1 0 1 y 0 1 1 1

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 37

(cid:264)ây chính là c(cid:1241)ng OR (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ch(cid:1219) t(cid:1189)o trên c(cid:1131) s(cid:1251) diode và (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tr(cid:1251) hay còn g(cid:1233)i là h(cid:1233) DRL (Diode

Resistor Logic) ho(cid:1211)c DL (Diode logic).

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) hình b: ﬁ

ﬁ y = 0 y = 0 y = 0 y = 1 - Vx1 = Vx2 = 0V - Vx1 = 0V, Vx2=5V ﬁ - Vx1 = 5V, Vx2=0V ﬁ - Vx1 = Vx2=5V D1, D2 d(cid:1199)n: Vy =VR = 0V ﬁ D1 d(cid:1199)n, D2 t(cid:1203)t: Vy =VR = 0V ﬁ D1 t(cid:1203)t, D2 d(cid:1199)n: Vy =VR = 0V ﬁ D1, D2 t(cid:1203)t: Vy =VR = 5V ﬁ x1 0 0 1 1 x2 0 1 0 1 y 0 0 0 1

(cid:264)ây chính là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a c(cid:1241)ng AND (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ch(cid:1219) t(cid:1189)o trên c(cid:1131) s(cid:1251) diode và (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tr(cid:1251)

(h(cid:1233) DRL ho(cid:1211)c DL).

VCC

b. C(cid:861)ng logic dùng BJT

(cid:43)(cid:1233) RTL (Resistor Transistor Logic) a)

(cid:38)(cid:1241)ng NOT (hình 3.21a) ﬁ

BJT t(cid:1203)t BJT d(cid:1199)n bão hòa ﬁ y = 1 y = 0 Vy = Vcc = 5V ﬁ 0Vﬁ Vy = Vces »

- x = 0 ﬁ - x = 1 ﬁ (cid:264)ây là c(cid:1241)ng NOT h(cid:1233) RTL (Resistor Transistor Logic).

VCC

(cid:38)(cid:1241)ng NOR (hình 3.21b)

- x1 = x2 = 0 ﬁ b) (cid:222) BJT t(cid:1203)t Vy = Vcc = 5V (cid:222) ﬁ - x1 = 0, x2=1 (cid:222) Vy =Vces » ﬁ - x1=1, x2= 0 (cid:222) Vy = Vces » Hình 3.21.(a,b) - x1= x2=1 ﬁ (cid:222) Vy = Vces »

VCC

y = 1 BJT d(cid:1199)n bão hoà 0V (cid:222) y = 0 BJT d(cid:1199)n bão hoà 0V (cid:222) y = 0 BJT d(cid:1199)n bão hoà 0V (cid:222) y = 0 (cid:264)ây chính là c(cid:1241)ng NOR h(cid:1233) RTL (Resistor Transistor Logic).

Hình 3.21c. C(cid:861)ng NOR dùng 2 BJT

Tuy nhiên m(cid:1189)ch này có nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m là s(cid:1269)(cid:3)(cid:1191)nh h(cid:1133)(cid:1251)ng gi(cid:1267)a các ngõ vào x1 và x2 r(cid:1193)t l(cid:1247)n (cid:255)(cid:1211)c bi(cid:1227)t là khi hai ngõ vào có m(cid:1261)c (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp (m(cid:1261)c logic) ng(cid:1133)(cid:1255)c nhau. (cid:264)(cid:1223) kh(cid:1203)c ph(cid:1257)c nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m này ng(cid:1133)(cid:1249)i ta (cid:70)(cid:1191)i ti(cid:1219)n m(cid:1189)ch b(cid:1205)ng cách s(cid:1265) d(cid:1257)ng 2 BJT (cid:1251) 2 ngõ vào (cid:255)(cid:1245)c l(cid:1201)p v(cid:1247)i nhau nh(cid:1133) s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) trên hình 3.21c.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 38

Hãy gi(cid:811)i thích ho(cid:809)t (cid:255)(cid:865)ng c(cid:879)a m(cid:809)ch này?

(cid:43)(cid:1233) DTL (Diode-Transistor-Logic)

VCC

Trên hình 3.22 là s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch c(cid:1241)ng NAND h(cid:1233) DTL.

Hình 3.22. C(cid:861)ng NAND h(cid:853) DTL

- Khi x1 = x2 = 0: các diode D1, D2(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c phân c(cid:1269)c thu(cid:1201)n nên D1, D2 d(cid:1199)n ﬁ VA= Vg = 0,7V

(diode ghim (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp). Mà (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:1223) các diode D3, D4 và BJT Q d(cid:1199)n là:

VA ‡ 2Vg /D + Vg /BJT = 2.0,7 + 0,6 = 2 (V) ﬁ Khi D1, D2 d(cid:1199)n ﬁ

D3, D4 (cid:87)(cid:1203)t ﬁ - Khi x1= 0, x2= 1: D1 d(cid:1199)n, D2 t(cid:1203)t ﬁ BJT t(cid:1203)t ﬁ ngõ ra y = 1. VA = 0,7V (diode D1 ghim (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp) ﬁ D3, D4, BJT t(cid:1203)t ﬁ

ngõ ra y = 1.

- Khi x1= 1, x2= 0: D1 t(cid:1203)t, D2 d(cid:1199)n ﬁ VA = 0,7V (diode D2 ghim (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp) ﬁ D3, D4, BJT t(cid:1203)t ﬁ

ngõ ra y = 1.

(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n - Khi x1 = x2 = 1: c(cid:1191) hai diode D1, D2(cid:3)(cid:255)(cid:1221)u t(cid:1203)t ﬁ VA » Vcc, (th(cid:1269)c t(cid:1219) VA = Vcc - VR1) ﬁ

BJT d(cid:1199)n bão hòa ﬁ ngõ ra y = 0. (cid:255)(cid:1223) diode D3, D4 d(cid:1199)n tho(cid:1191) mãn nên D3, D4 d(cid:1199)n ﬁ

(cid:57)(cid:1201)y (cid:255)ây chính là s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n c(cid:1241)ng NAND h(cid:1233) DTL.

Nhi(cid:847)m v(cid:877) c(cid:879)a các linh ki(cid:847)n: (cid:49)(cid:1219)u ch(cid:1229) có m(cid:1245)t diode D3, gi(cid:1191) s(cid:1265) x1 = x2 = 0, ngõ ra y=1, lúc này D1 và D2 d(cid:1199)n, ta có VA = Vg /D3 = 0,7(V). N(cid:1219)u có m(cid:1245)t tín hi(cid:1227)u nhi(cid:1225)u bên ngoài ch(cid:1229) kho(cid:1191)ng 0,6V tác (cid:255)(cid:1245)ng vào m(cid:1189)ch s(cid:1217) làm (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp (cid:87)(cid:1189)i A t(cid:259)ng lên thành 1,3(V), và s(cid:1217) làm cho diode D3 và Q d(cid:1199)n. Nh(cid:1133)ng n(cid:1219)u m(cid:1203)c n(cid:1237)i ti(cid:1219)p thêm D4 (cid:80)(cid:1189)ch có th(cid:1223) ng(cid:259)n tín hi(cid:1227)u nhi(cid:1225)u lên (cid:255)(cid:1219)n 2Vg = 1,2(V). V(cid:1201)y, D3 và D4 có tác d(cid:1257)ng nâng cao kh(cid:1191) n(cid:259)ng ch(cid:1237)ng nhi(cid:1225)u c(cid:1259)a m(cid:1189)ch.

Ngoài ra, R2 làm t(cid:259)ng t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a Q, vì lúc (cid:255)(cid:1195)u khi Q d(cid:1199)n s(cid:1217) có dòng (cid:255)(cid:1241) qua R2 t(cid:1189)o m(cid:1245)t phân áp cho ti(cid:1219)p giáp JE c(cid:1259)a Q (cid:255)(cid:1223) phân c(cid:1269)c thu(cid:1201)n làm cho Q nhanh chóng d(cid:1199)n, và khi Q (cid:87)(cid:1203)t thì l(cid:1133)(cid:1255)ng (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tích s(cid:1217) xã qua R2 nên BJT nhanh chóng t(cid:1203)t.

VCC

(cid:43)(cid:1233) TTL (Transistor - Transistor -Logic)

a) b)

Hình 3.23. C(cid:861)ng NAND h(cid:853) TTL a. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch, b.Transistor 2 ti(cid:839)p giáp và s(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) t(cid:753)(cid:751)ng (cid:255)(cid:753)(cid:751)ng

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 39

Transistor Q1(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng g(cid:1239)m 2 ti(cid:1219)p giáp BE1, BE2 và m(cid:1245)t ti(cid:1219)p giáp BC. Ti(cid:1219)p giáp BE1, BE2 (cid:70)(cid:1259)a Q1 thay th(cid:1219) cho D1, D2 và ti(cid:1219)p giáp BC thay th(cid:1219) cho D3 trong s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch c(cid:1241)ng NAND h(cid:1233) DTR (hình 3.22).

Gi(cid:811)i thích ho(cid:809)t (cid:255)(cid:865)ng c(cid:879)a m(cid:809)ch (hình 3.23): - x1 = x2 = 0 các ti(cid:1219)p giáp BE1, BE2 s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c m(cid:1251) làm cho (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp c(cid:1269)c n(cid:1221)n c(cid:1259)a Q1 : VB = Vg = 0,6V. Mà (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:1223) cho ti(cid:1219)p giáp BC, diode D và Q2 d(cid:1199)n thì (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219)(cid:3)(cid:1251) c(cid:1269)c n(cid:1221)n c(cid:1259)a Q1 ph(cid:1191)i b(cid:1205)ng:

VB = Vg /BC + Vg /BE1 +Vg /BE2 = 0,6 + 0,7 + 0,6 = 1,9V

y = 1.

y = 1. y = 1.

Ch(cid:1261)ng t(cid:1235) khi các ti(cid:1219)p giáp BE1, BE2 m(cid:1251) thì ti(cid:1219)p giáp BC, diode D và BJT Q2 t(cid:1203)t ﬁ - x1 = 0, x2 = 1 các ti(cid:1219)p giáp BE1 m(cid:1251), BE2 t(cid:1203)t thì ti(cid:1219)p giáp BC, diode D và BJT Q2 t(cid:1203)t ﬁ - x1 = 1, x2 = 0 các ti(cid:1219)p giáp BE1 t(cid:1203)t, BE2 m(cid:1251) thì ti(cid:1219)p giáp BC, diode D và BJT Q2 t(cid:1203)t ﬁ - x1 = x2 = 1 các ti(cid:1219)p giáp BE1, BE2 t(cid:1203)t thì ti(cid:1219)p giáp BC, diode D d(cid:1199)n và BJT Q2 d(cid:1199)n bão hòa ﬁ y = 0

(cid:57)(cid:1201)y, (cid:255)ây chính là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n c(cid:1241)ng NAND theo công ngh(cid:1227) TTL.

(cid:264)(cid:1223) nâng cao kh(cid:1191) n(cid:259)ng t(cid:1191)i c(cid:1259)a c(cid:1241)ng, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta th(cid:1133)(cid:1249)ng m(cid:1203)c thêm (cid:1251) ngõ ra m(cid:1245)t t(cid:1195)ng khu(cid:1219)ch (cid:255)(cid:1189)i ki(cid:1223)u

C chung (CC) nh(cid:1133) s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch trên hình 3.24:

Vcc R5 R1 R4 Q4

x1 Q2 D y Q1

x2 R2 R3 Q3

Hình 3.24

(cid:264)(cid:1223) nâng cao t(cid:1195)n s(cid:1237) làm vi(cid:1227)c c(cid:1259)a c(cid:1241)ng, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta cho các BJT làm vi(cid:1227)c (cid:1251) ch(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1245) khu(cid:1219)ch (cid:255)(cid:1189)i, (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u (cid:255)ó có ngh(cid:429)a là ng(cid:1133)(cid:1249)i ta kh(cid:1237)ng ch(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1223) sao cho các ti(cid:1219)p xúc JC c(cid:1259)a BJT bao gi(cid:1249) c(cid:458)ng (cid:1251) tr(cid:1189)ng thái phân c(cid:1269)c ng(cid:1133)(cid:1255)c. B(cid:1205)ng cách m(cid:1203)c song song v(cid:1247)i ti(cid:1219)p giáp JC c(cid:1259)a BJT m(cid:1245)t diode Schottky. (cid:264)(cid:1211)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m (cid:70)(cid:1259)a diode Schottky là ti(cid:1219)p xúc c(cid:1259)a nó g(cid:1239)m m(cid:1245)t ch(cid:1193)t bán d(cid:1199)n v(cid:1247)i m(cid:1245)t kim lo(cid:1189)i, nên nó không tích (cid:79)(cid:458)y (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tích trong tr(cid:1189)ng thái phân c(cid:1269)c thu(cid:1201)n ngh(cid:429)a là th(cid:1249)i gian chuy(cid:1223)n t(cid:1263) phân c(cid:1269)c thu(cid:1201)n sang phân (cid:70)(cid:1269)c ng(cid:1133)(cid:1255)c nhanh h(cid:1131)n, nói cách khác BJT s(cid:1217) chuy(cid:1225)n (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái nhanh h(cid:1131)n.

(cid:47)(cid:753)u ý: Ng(cid:753)(cid:869)i ta c(cid:458)ng không dùng diode Zener b(cid:871)i vì ti(cid:839)p xúc c(cid:879)a diode Zener là ch(cid:813)t bán d(cid:819)n

nên s(cid:837) tích tr(cid:887)(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:847)n tích d(cid:753).

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch c(cid:1191)i ti(cid:1219)n có diode Schottky trên s(cid:1217) v(cid:1217) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng nh(cid:1133) sau (hình 3.25):

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 40

Vcc R5 R1 R4 Q4 D

x1 Q2 y Q1

x2 R2 R3 Q3

Hình 3.25. C(cid:861)ng logic h(cid:853) TTL dùng diode Schottky

VCC = 0V

-VEE

(cid:43)(cid:1233) ECL (Emitter-Coupled-Logic)

Hình 3.26. C(cid:861)ng logic h(cid:853) ECL (Emitter Coupled Logic)

Logic ghép emitter chung (ECL) là h(cid:1233) logic có t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng r(cid:1193)t cao và th(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c dùng trong các (cid:1261)ng d(cid:1257)ng (cid:255)òi h(cid:1235)i t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) cao. T(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) cao (cid:255)(cid:1189)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c là nh(cid:1249) vào các transistor (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c thi(cid:1219)t k(cid:1219) (cid:255)(cid:1223) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng trong ch(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1245) khuy(cid:1219)ch (cid:255)(cid:1189)i, vì v(cid:1201)y chúng không bao gi(cid:1249) r(cid:1131)i vào tr(cid:1189)ng thái bão hoà và do (cid:255)ó th(cid:1249)i gian tích lu(cid:1275) hoàn toàn b(cid:1231) lo(cid:1189)i b(cid:1235). H(cid:1233) ECL (cid:255)(cid:1189)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) lan truy(cid:1221)n nh(cid:1235) h(cid:1131)n 1ns trên m(cid:1243)i c(cid:1241)ng.

Nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a h(cid:1233) ECL: Ngõ ra có (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) âm nên nó không t(cid:1133)(cid:1131)ng thích v(cid:1221) m(cid:1261)c logic v(cid:1247)i các

(cid:75)(cid:1233) logic khác.

Gi(cid:811)i thích ho(cid:809)t (cid:255)(cid:865)ng c(cid:879)a m(cid:809)ch (hình 3.26):

- Khi x1 = x2 = 0: Q1, Q2 d(cid:1199)n nên (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n (2), (3) c(cid:1259)a Q3, Q4 càng âm (do 1 và 1’

âm) nên Q3, Q4 t(cid:1203)t ﬁ y1 = 1, y2 = 1.

- Khi x1= 0, x2=1: Q1 d(cid:1199)n, Q2 t(cid:1203)t nên (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n (2) c(cid:1259)a Q3 d(cid:1133)(cid:1131)ng, (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n

(3) c(cid:1259)a Q4 càng âm nên Q3 d(cid:1199)n, Q4 t(cid:1203)t ﬁ y1 = 0, y2 = 1.

- Khi x1=1, x2=0: Q1 t(cid:1203)t, Q2 d(cid:1199)n nên (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n (2) c(cid:1259)a Q3 âm, (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n (3)

(cid:70)(cid:1259)a Q4 càng d(cid:1133)(cid:1131)ng nên Q3 d(cid:1199)n, Q4 t(cid:1203)t ﬁ y1 = 1, y2 = 0.

- Khi x1 = x2 =1: Q1, Q2 t(cid:1203)t nên (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n (2), (3) c(cid:1259)a Q3, Q4 càng d(cid:1133)(cid:1131)ng nên Q3, Q4

(cid:71)(cid:1199)n ﬁ y1 = 0, y2 = 0.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 41

c. C(cid:861)ng logic dùng MOSFET

MOSFET (Metal Oxyt Semiconductor Field Effect Transistor), còn g(cid:1233)i là IGFET (Isolated Gate

FET - Transistor tr(cid:1133)(cid:1249)ng có c(cid:1269)c c(cid:1241)ng cách ly).

MOSFET có hai lo(cid:1189)i: Lo(cid:1189)i có kênh (cid:255)(cid:1211)t s(cid:1209)n và lo(cid:1189)i có kênh c(cid:1191)m (cid:1261)ng.

D D

B B G PMOS NMOS G

S S

a. MOSFET kênh (cid:255)(cid:831)t s(cid:829)n

D D

B B G G PMOS NMOS

S S

b. MOSFET kênh c(cid:811)m (cid:881)ng

Hình 3.27. Ký hi(cid:847)u các lo(cid:809)i MOSFET khác nhau

Dù là MOSFET có kênh (cid:255)(cid:1211)t s(cid:1209)n hay kênh c(cid:1191)m (cid:1261)ng (cid:255)(cid:1221)u có th(cid:1223) phân chia làm hai lo(cid:1189)i: - MOSFET kênh N g(cid:1233)i là NMOS - MOSFET kênh P g(cid:1233)i là PMOS. (cid:264)(cid:1211)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a 2 lo(cid:1189)i này khác nhau nh(cid:1133) sau: - PMOS: Tiêu th(cid:1257) công su(cid:1193)t th(cid:1193)p, t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) chuy(cid:1225)n (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái ch(cid:1201)m. - NMOS: Tiêu th(cid:1257) công su(cid:1193)t l(cid:1247)n h(cid:1131)n, t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) chuy(cid:1225)n (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái nhanh h(cid:1131)n.

Trên hình 3.27 là ký hi(cid:1227)u c(cid:1259)a các lo(cid:1189)i MOSFET khác nhau.

Chú ý: MOSFET kênh (cid:255)(cid:1211)t s(cid:1209)n có th(cid:1223) làm vi(cid:1227)c (cid:1251) hai ch(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1245) giàu kênh và nghèo kênh trong khi

MOSFET kênh c(cid:1191)m (cid:1261)ng ch(cid:1229) làm vi(cid:1227)c (cid:1251) ch(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1245) giàu kênh.

VG > VB

Dùng NMOS kênh c(cid:1191)m (cid:1261)ng ch(cid:1219) t(cid:1189)o các c(cid:1241)ng logic Xét các c(cid:1241)ng logic lo(cid:1189)i NMOS trên hình 3.28. (cid:264)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:1223) c(cid:1241)ng NMOS d(cid:1199)n: VD > VS, Trong t(cid:1193)t c(cid:1191) hình v(cid:1217) ta có :

200

1 K

= ON )

(

Q 1

, QQ 2 3

(

)

(

= ) ON = ) OF

W W (cid:236) (cid:236) (cid:239) (cid:239) (cid:237) (cid:237) (cid:239) W (cid:239) (cid:238) (cid:238)

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 42

VDD

Hình 3.28a (c(cid:861)ng NOT)

a) C(cid:861)ng NOT b) C(cid:861)ng NOR c) C(cid:861)ng NAND

Hình 3.28 Các c(cid:861)ng logic ch(cid:839) t(cid:809)o b(cid:825)ng NMOS

VG > VB

Theo (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:1223) c(cid:1241)ng NMOS d(cid:1199)n: VD > VS, Ta th(cid:1193)y Q1 có B n(cid:1237)i mass th(cid:1235)a mãn (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n nên: Q1 luôn luôn d(cid:819)n. - Khi x = 0: Q1 d(cid:1199)n, Q2 t(cid:1203)t (vì VG2 = VB2 = 0 nên không hình thành (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tr(cid:1133)(cid:1249)ng gi(cid:1267)a G và B ﬁ

không hình thành (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c kênh d(cid:1199)n).

không hút (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c các e- là h(cid:1189)t d(cid:1199)n thi(cid:1223)u s(cid:1237)(cid:3)(cid:1251) vùng (cid:255)(cid:1219) B ﬁ Lúc này, theo s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng (hình 3.29a) ta có:

DS(OFF)/Q2 + R

DS(ON)/Q1

DS(OFF)/Q2

7 K10 +

200K

7 K10

R = V V y R

(cid:222) y = 1 Vy »

VDD (cid:222) - Khi x = 1: lúc này VG/Q2 > VB/Q2 ﬁ

ﬁ hình thành m(cid:1245)t (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1133)(cid:1247)ng t(cid:1263) G (cid:255)(cid:1219)n B, (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tr(cid:1133)(cid:1249)ng này hút các (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1265) là các h(cid:1189)t d(cid:1199)n thi(cid:1223)u s(cid:1237) trong vùng (cid:255)(cid:1219) B di chuy(cid:1223)n theo chi(cid:1221)u ng(cid:1133)(cid:1255)c (cid:79)(cid:1189)i v(cid:1221) m(cid:1211)t (cid:255)(cid:1237)i di(cid:1227)n, hình thành kênh d(cid:1199)n n(cid:1237)i li(cid:1221)n gi(cid:1267)a G và B và có dòng (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n iD(cid:3)(cid:255)i t(cid:1263) D qua Q2 d(cid:1199)n. Nh(cid:1133) v(cid:1201)y Q1, Q2(cid:3)(cid:255)(cid:1221)u d(cid:1199)n, ta s(cid:1217) có s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng (hình 3.29b). Theo s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) này

ta có:

DS(ON)/Q2 + R

DS(ON)/Q1

DS(ON)/Q2

DDV

R = V V y R

1K + 200K 1 200

(cid:222) y = 0 VDD = 0,025V (cid:222) Vy(cid:3)(cid:167)

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 43

(cid:57)(cid:1201)y m(cid:1189)ch (cid:1251) hình 3.28a là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n c(cid:1241)ng NOT.

VDD VDD

RDS(ON)/Q1 RDS(ON)/Q1 y y

RDS(OFF)/Q2 RDS(ON)/Q2

b) x=1 a) x=0

Hình 3.29 S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) t(cid:753)(cid:751)ng (cid:255)(cid:753)(cid:751)ng m(cid:809)ch hình 3.28a

Hình 3.28c (c(cid:861)ng NAND) - Khi x1 = x2 = 0 (hình 3.30a): Q1 luôn d(cid:1199)n, Q2 và Q3(cid:3)(cid:255)(cid:1221)u t(cid:1203)t, lúc (cid:255)ó theo s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng ta

DS(OFF)/Q2 + R

DS(OFF)/Q3 + R

DS(ON)/Q1

DS(OFF)/Q2

DS(OFF)/Q3

có: + R R = V V y R

+ K10K10 7

+ K10K10

200K

(cid:222) y = 1. Vy(cid:3)(cid:167) VDD (cid:222)

VDD VDD VDD

RDS(ON)/Q1 RDS(ON)/Q1 RDS(ON)/Q1 y y y

RDS(OFF)/Q2 RDS(ON)/Q2 RDS(ON)/Q2

RDS(OFF)/Q3 RDS(OFF)/Q3 RDS(ON)/Q3

Hình 3.30c (x1=x2=1) Hình 3.30b (x1=1, x2=0) Hình 3.30a. (x1=x2=0)

(

DDV

ON +

OFF 3/) Q + R

2/) Q R

+ K 1 + K

10 K 1

K 10

200

1/) Q

(

2/) Q

(

OFF

3/) Q

(

- Khi x1= 1, x2=0 (hình 3.30b): Q1, Q2 d(cid:1199)n và Q3 t(cid:1203)t lúc (cid:255)ó theo s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng ta có: + R R = V V

(cid:222) y = 1 R Vy(cid:3)(cid:167) VDD (cid:222)

y = 1.

DDV

V y

+ 1KK1 + +

DS(ON)/Q3 + R

200K

DS(ON)/Q2

DS(ON)/Q3

DS(ON)/Q1

- Khi x1= 0, x2=1: Q1, Q3 d(cid:1199)n và Q2 t(cid:1203)t, gi(cid:1191)i thích t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) ta có Vy (cid:167) VDD ﬁ - Khi x1=1, x2=1 (hình 3.30c): Q1, Q2 và Q3(cid:3)(cid:255)(cid:1221)u d(cid:1199)n, lúc (cid:255)ó theo s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng ta có:

DS(ON)/Q2 + R R Vy(cid:3)(cid:167) 0,05V (cid:222)

(cid:222)

y = 0. (cid:57)(cid:1201)y hình 3.28c là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n c(cid:1241)ng NAND.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 44

Hình 3.28b (c(cid:861)ng NOR) Ta l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t xét các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p sau: (s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng hình 3.31)

VDD VDD

RDS(ON)/Q1 RDS(ON)/Q1 y y

RDS(OFF)/Q2 RDS(OFF)/Q2 RDS(OFF)/Q3 RDS(ON)/Q3

Hình 3.31a (x1=0, x2=1) Hình 3.31a (x1=x2=0)

- Khi x1 = x2 = 0 (hình 3.31a) : Q1 d(cid:1199)n, Q2 và Q3(cid:3)(cid:255)(cid:1221)u t(cid:1203)t, lúc (cid:255)ó theo s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng ta có:

10 +

K//10 7 (10

K K//10

200K

DS(OFF)/Q2 + [(R

DS(OFF)/Q3 )//(R

DS(OFF)/Q2

DS(OFF)/Q3

DS(ON)/Q1

(R )//(R ) = V V y )]

(cid:222) y = 1 R Vy(cid:3)(cid:167) VDD (cid:222)

- Khi x1=0, x2=1 (hình 3.31b): Q1 và Q3 d(cid:1199)n, Q2 t(cid:1203)t, ta có:

10 +

K//1K 7 (10

K//1K)

200K

DS(OFF)/Q2 + [(R

DS(ON)/Q3 )//(R

DS(ON)/Q1

DS(OFF)/Q2

DS(ON)/Q3

(R )//(R ) = V V y R )]

1 201

(cid:222) y = 0 Vy(cid:3)(cid:167) VDD(cid:3)(cid:167) 0,005V (cid:222)

- Khi x1=1, x2=0: Q1 và Q2 d(cid:1199)n, Q3 t(cid:1203)t, gi(cid:1191)i thích t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) ta có:

1 201

y = 0 Vy(cid:3)(cid:167) VDD(cid:3)(cid:167) 0,005V (cid:222)

- Khi x1=x2=1 (hình 3.31c): Q1, Q2, Q3(cid:3)(cid:255)(cid:1221)u d(cid:1199)n, ta có:

1K//1K

DDV

200K

(1K//1K)

DS(ON)/Q2 + [(R

DS(ON)/Q3 )//(R

DS(ON)/Q1

DS(ON)/Q2

DS(ON)/Q3

(R )//(R ) = V V y R )]

0,5 200

VDD

(cid:222) y = 0. Vy(cid:3)(cid:167) VDD (cid:222)

(cid:57)(cid:1201)y, s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch trên hình 3.28b chính là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:70)(cid:1241)ng NOR.

RDS(ON)/Q1 y

RDS(ON)/Q3 RDS(ON)/Q2

Hình 3.31c (x1=x2=1)

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 45

Các c(cid:1241)ng logic h(cid:1233) CMOS (Complementation MOS)

- Công su(cid:1193)t tiêu th(cid:1257)(cid:3)(cid:1251) tr(cid:1189)ng thái t(cid:429)nh r(cid:1193)t nh(cid:1235). - T(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái cao. - Kh(cid:1191) n(cid:259)ng ch(cid:1237)ng nhi(cid:1225)u t(cid:1237)t. - Kh(cid:1191) n(cid:259)ng t(cid:1191)i cao.

(cid:3) (cid:264)ây là lo(cid:1189)i c(cid:1241)ng trong (cid:255)ó các transistor (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng thu(cid:1245)c lo(cid:1189)i MOSFET và luôn có s(cid:1269) k(cid:1219)t h(cid:1255)p gi(cid:1267)a PMOS và NMOS, vì v(cid:1201)y mà ng(cid:1133)(cid:1249)i ta g(cid:1233)i là CMOS. Nh(cid:1249) c(cid:1193)u trúc này mà vi m(cid:1189)ch CMOS có nh(cid:1267)ng (cid:1133)u (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m sau: Trên hình 3.32 là các c(cid:1241)ng logic h(cid:1233) CMOS, chúng ta s(cid:1217) l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t gi(cid:1191)i thích ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1243)i s(cid:1131) (cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch.

VDD

Hình 3.32a (c(cid:861)ng NOT)

a) C(cid:1241)ng NOT

b) C(cid:1241)ng NAND

Hình 3.32 Các c(cid:861)ng logic h(cid:853) CMOS

(cid:264)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:1223) c(cid:1241)ng PMOS d(cid:1199)n : VS > VD, : VD > VS, (cid:264)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:1223) c(cid:1241)ng NMOS d(cid:1199)n VG< VB VG > VB

- Khi x = 0 (hình 3.33a): Q1 d(cid:1199)n, Q2 t(cid:1203)t, t(cid:1263) s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng ta có:

DS(OFF)/Q2 + R

7 K10 + 7 K10

DS(ON)/Q1

DS(OFF)/Q2

R = V V y R

(cid:222) Vy(cid:3)(cid:167) VDD (cid:222)

y = 1 - Khi x =1 (hình 3.33b): Q1 t(cid:1203)t, Q2 d(cid:1199)n, ta có:

(

DDV

ON +

1 K

1 K + 710

1 710

(

1/) Q

OFF

/) Q R vì r(cid:1193)t nh(cid:1235) so v(cid:1247)i (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) bão hòa c(cid:1259)a CMOS (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0 ﬁ

R = (cid:222) V V VDD Vy(cid:3)(cid:167) R

y = 0.

(cid:57)(cid:1201)y m(cid:1189)ch (cid:1251) hình 3.32a là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n c(cid:1241)ng NOT theo công ngh(cid:1227) CMOS. S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng

(cid:87)(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i 2 tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p x=0 và x=1 (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 3.33.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 46

VDD

RDS(ON)/Q1

RDS(OFF)/Q1 y y

RDS(OFF)/Q2 RDS(ON)/Q2

a) b)

Hình 3.33.S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) t(cid:753)(cid:751)ng (cid:255)(cid:753)(cid:751)ng: a.Khi x=0 b.Khi x=1

Hình 3.32b (c(cid:861)ng NAND) (cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch c(cid:1241)ng NAND h(cid:1233) CMOS (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 3.34.

- Khi x1=x2= 0: Q4 và Q3 d(cid:1199)n, Q2 và Q1 t(cid:1203)t, ta có:

DS(OFF)/Q1

10 K//10

K//10 + 7 K

(1K//1K)

DS(OFF)/Q2

DS(ON)/Q4

DS(ON)/Q3

DS(OFF)/Q1

(R ) = V V y )//(R DS(OFF)/Q2 + + [(R R )//(R )]

(cid:222) y = 1 R Vy(cid:3)(cid:167) VDD (cid:222)

- Khi x1 = 0, x2 = 1: Q2 và Q3 d(cid:1199)n, Q1 và Q4 t(cid:1203)t, ta có :

DS(ON)/Q2

1KK10 + + 7 (10

1KK10

K//1K)

DS(OFF)/Q1

DS(OFF)/Q2

DS(ON)/Q3

DS(OF)/Q4

(R ) = V V y )//(R DS(OFF)/Q1 + + [(R R )//(R )]

(cid:222) y = 1 R Vy » VDD (cid:222)

y = 1 - Khi x1= 1, x2 = 0: Q3 và Q2 d(cid:1199)n, Q1 và Q4 t(cid:1203)t: Vy » VDD (cid:222)

- Khi x1 = x2 = 1: Q2 và Q1 d(cid:1199)n, Q3 và Q4 t(cid:1203)t, ta có:

DS(ON)/Q2

1K 7

1K +

DS(ON)/Q1 +

(10

K//10

DS(ON)/Q1

DS(ON)/Q2

DS(OFF)/Q4

DS(OFF)/Q3

(R )//(R ) = V V y + [(R )//(R )]

(cid:222) 0V (cid:222) R y = 0 (cid:222) (cid:3)(cid:264)ây chính là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n c(cid:1241)ng NAND. R Vy »

VDD

RDS/Q3 RDS/Q4

RDS/ Q1

RDS/ Q2

Hình 3.34.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 47

3. Phân lo(cid:1189)i c(cid:1241)ng logic theo ngõ ra

a. Ngõ ra c(cid:865)t ch(cid:809)m (Totem Pole Output)

VCC

Xét c(cid:1241)ng logic h(cid:1233) TTL v(cid:1247)i s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch nh(cid:1133) hình 3.35.

Hình 3.35. Ngõ ra c(cid:865)t ch(cid:809)m

- Khi x1=x2=1: Ti(cid:1219)p giáp BE1, BE2 c(cid:1259)a Q1 phân c(cid:1269)c ng(cid:1133)(cid:1255)c nên Q1 t(cid:1203)t. (cid:264)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n c(cid:1259)a Q1 làm cho ti(cid:1219)p giáp BC/Q1 m(cid:1251), có dòng (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n ch(cid:1191)y qua ti(cid:1219)p giáp BC/Q1(cid:3)(cid:255)(cid:1241) vào c(cid:1269)c n(cid:1221)n c(cid:1259)a Q2, Q2 (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c phân c(cid:1269)c thu(cid:1201)n nên d(cid:1199)n bão hòa. Do Q2 d(cid:1199)n bão hòa d(cid:1199)n t(cid:1247)i Q3 d(cid:1199)n bão hòa.

Khi Q2 d(cid:1199)n bão hòa thì (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c C/Q2

VC/Q2= VB/Q4 = Vces/Q2 + Vbes/Q3 = 0,2 + 0,8 = 1V

Mà (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n c(cid:1195)n cho Q4 d(cid:1199)n là:

VC/Q2=VB/Q4 = Vbe/Q4 + Vg /D + Vces/Q3 = 0,6 + 0,8 + 0,2= 1,6V

ﬁ

Ta th(cid:1193)y (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n này không th(cid:1235)a mãn khi Q2 d(cid:1199)n bão hòa, do (cid:255)ó khi Q2 d(cid:1199)n bão hòa ﬁ Q4 t(cid:1203)t c(cid:1203)t ngu(cid:1239)n VCC ra kh(cid:1235)i m(cid:1189)ch. Lúc này ta nói r(cid:1205)ng c(cid:1241)ng s(cid:1217) hút dòng vào và dòng t(cid:1263) ngoài qua t(cid:1191)i (cid:255)(cid:1241) vào ngõ ra c(cid:1259)a c(cid:1241)ng (cid:255)i qua Q3, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta nói Q3 là n(cid:1131)i nh(cid:1201)n dòng và dòng (cid:255)(cid:1241) vào Q3 g(cid:1233)i là dòng ngõ ra m(cid:1261)c th(cid:1193)p, ký hi(cid:1227)u IOL.

(cid:57)(cid:1221) m(cid:1211)t thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch: ta th(cid:1193)y r(cid:1205)ng dòng t(cid:1191)i It c(cid:458)ng chính là dòng ngõ ra m(cid:1261)c th(cid:1193)p IOL và là dòng (cid:255)(cid:1241) t(cid:1263) ngoài vào qua Q3, dòng này ph(cid:1191)i n(cid:1205)m trong gi(cid:1247)i h(cid:1189)n ch(cid:1231)u (cid:255)(cid:1269)ng dòng c(cid:1259)a Q3(cid:3)(cid:255)(cid:1223) Q3 không b(cid:1231) (cid:255)ánh th(cid:1259)ng thì m(cid:1189)ch s(cid:1217) làm vi(cid:1227)c bình th(cid:1133)(cid:1249)ng.

Dòng IOL thay (cid:255)(cid:1241)i tùy thu(cid:1245)c vào công ngh(cid:1227) ch(cid:1219) t(cid:1189)o:

+ TTL : dòng ngõ ra m(cid:1261)c th(cid:1193)p IOL l(cid:1247)n nh(cid:1193)t 16mA. + TTL/LS : dòng ngõ ra m(cid:1261)c th(cid:1193)p IOL l(cid:1247)n nh(cid:1193)t 8mA.

(cid:264)ây là nh(cid:1267)ng thông s(cid:1237) r(cid:1193)t quan tr(cid:1233)ng c(cid:1195)n chú ý trong quá trình thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch s(cid:1237) h(cid:1233) TTL (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1191)m

(cid:69)(cid:1191)o (cid:255)(cid:1245) an toàn và (cid:1241)n (cid:255)(cid:1231)nh c(cid:1259)a m(cid:1189)ch.

- Các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p còn l(cid:1189)i (x1=0,x2=1; x1=1,x2=0; x1=x2=0): Lúc này Q2 và Q3 t(cid:1203)t còn Q4 d(cid:1199)n ﬁ y = 1. Ta nói c(cid:1241)ng c(cid:1193)p dòng ra, dòng này (cid:255)(cid:1241) t(cid:1263) ngu(cid:1239)n qua Q4 và diode D xu(cid:1237)ng cung c(cid:1193)p cho t(cid:1191)i, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta g(cid:1233)i là dòng ngõ ra m(cid:1261)c cao, ký hi(cid:1227)u IOH.

(cid:264)(cid:76)(cid:1227)n áp ngõ ra VY(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c tính ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào dòng t(cid:1191)i IOH: VY = Vlogic1 = Vcc- IOHR5 - Vces/ Q4 - Vg /D

3,6V ) Thông th(cid:1133)(cid:1249)ng khi có t(cid:1191)i Vlogic1 max = (3,4V ﬁ

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 48

IOH c(cid:458)ng chính là dòng qua t(cid:1191)i It, n(cid:1219)u IOH càng t(cid:259)ng thì Vlogic1 càng gi(cid:1191)m và ng(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1189)i. Song

Vlogic1 ch(cid:1229)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c phép gi(cid:1191)m (cid:255)(cid:1219)n m(cid:1245)t giá tr(cid:1231) cho phép Vlogic1 min = 2,2V.

(cid:57)(cid:1221) m(cid:1211)t thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch: ta ch(cid:1233)n Vlogic1 min = 2,4V (cid:255)(cid:1223) b(cid:1191)o (cid:255)(cid:1191)m c(cid:1241)ng c(cid:1193)p dòng ra khi (cid:1251) m(cid:1261)c logic 1 không (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1235) h(cid:1131)n Vlogic1 min và (cid:255)(cid:1191)m b(cid:1191)o c(cid:1241)ng hút dòng vào khi (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0 thì dòng t(cid:1191)i (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0 không (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1247)n h(cid:1131)n dòng IOL.

Nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a ngõ ra c(cid:1245)t ch(cid:1189)m: Không cho phép n(cid:857)i chung các ngõ ra l(cid:809)i v(cid:867)i nhau có th(cid:843)

làm h(cid:855)ng c(cid:861)ng.

b. Ngõ ra c(cid:889)c thu (cid:255)(cid:843) h(cid:871) (Open Collector Output)

(cid:57)(cid:1221) ph(cid:1133)(cid:1131)ng di(cid:1227)n c(cid:1193)u t(cid:1189)o g(cid:1195)n gi(cid:1237)ng v(cid:1247)i ngõ ra c(cid:1245)t ch(cid:1189)m nh(cid:1133)ng khác v(cid:1247)i ngõ ra c(cid:1245)t ch(cid:1189)m là không

có Q4, diode D, R5 và lúc này c(cid:1269)c thu (c(cid:1269)c C) c(cid:1259)a Q3(cid:3)(cid:255)(cid:1223) h(cid:1251).

Do (cid:255)ó (cid:255)(cid:1223) c(cid:1241)ng làm vi(cid:1227)c trong th(cid:1269)c t(cid:1219) ta n(cid:1237)i ngõ ra c(cid:1259)a c(cid:1241)ng (c(cid:1269)c C c(cid:1259)a Q3) lên ngu(cid:1239)n V’CC (cid:69)(cid:1205)ng ph(cid:1195)n t(cid:1265) th(cid:1257)(cid:3)(cid:255)(cid:1245)ng R. Ngu(cid:1239)n V’CC có th(cid:1223) cùng giá tr(cid:1231) v(cid:1247)i VCC ho(cid:1211)c khác tùy thu(cid:1245)c vào m(cid:1257)c (cid:255)ích thi(cid:1219)t k(cid:1219).

VCC

VCC'

Chúng ta l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t phân tích các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

- Khi x1=x2=1: Ti(cid:1219)p giáp BE1, BE2 phân c(cid:1269)c ng(cid:1133)(cid:1255)c, (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n c(cid:1259)a Q1 làm cho ti(cid:1219)p giáp BC/Q1 m(cid:1251) nên Q2 d(cid:1199)n bão hòa, Q2 d(cid:1199)n bão hòa kéo theo Q3 d(cid:1199)n bão hòa ﬁ y = 0, do (cid:255)ó (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp t(cid:1189)i ngõ ra y:

= Vlogic0 =VC/Q3= Vces/Q3 = 0,2V » 0V

Lúc này c(cid:1241)ng s(cid:1217) hút dòng vào và Q3 là n(cid:1131)i nh(cid:1201)n dòng, ta g(cid:1233)i là dòng ngõ ra m(cid:1261)c th(cid:1193)p IOL.

Hình 3.36. Ngõ ra c(cid:889)c thu (cid:255)(cid:843) h(cid:871)

- Các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p còn l(cid:1189)i (x1=0,x2=1; x1=1,x2=0; x1=x2=0): Có ít nh(cid:1193)t m(cid:1245)t ti(cid:1219)p giáp BE/Q1 m(cid:1251), ghim (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219) t(cid:1189)i c(cid:1269)c n(cid:1221)n Q1 làm cho ti(cid:1219)p giáp BC/Q1, Q2, Q3(cid:3)(cid:255)(cid:1221)u t(cid:1203)t, lúc này c(cid:1241)ng c(cid:1193)p dòng ra (cid:255)(cid:1241) t(cid:1263) ngu(cid:1239)n V’CC qua (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tr(cid:1251) R c(cid:1193)p cho t(cid:1191)i (cid:1251) m(cid:1189)ch ngoài ﬁ y=1, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta g(cid:1233)i là dòng ngõ ra m(cid:1261)c cao IOH. Ta có:

CC- IOH.R

VY = Vlogic1 = V’

Vcc

(cid:1132)u (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a ngõ ra có c(cid:1269)c thu (cid:255)(cid:1223) h(cid:1251): - Cho phép n(cid:1237)i chung các ngõ ra l(cid:1189)i v(cid:1247)i nhau. - Trong m(cid:1245)t vài tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p khi n(cid:1237)i chung các ngõ ra l(cid:1189)i v(cid:1247)i R y nhau có th(cid:1223) t(cid:1189)o thành c(cid:1241)ng logic khác. x1

Ví d(cid:1257): M(cid:1189)ch (cid:1251) hình 3.37 s(cid:1265) d(cid:1257)ng các c(cid:1241)ng NOT có ngõ ra c(cid:1269)c thu (cid:255)(cid:1223) h(cid:1251), khi n(cid:1237)i chung các ngõ ra l(cid:1189)i v(cid:1247)i nhau có th(cid:1223) t(cid:1189)o thành (cid:70)(cid:1241)ng NOR. (Hãy gi(cid:811)i thích ho(cid:809)t (cid:255)(cid:865)ng c(cid:879)a m(cid:809)ch này?) Hình 3.37

c. Ngõ ra ba tr(cid:809)ng thái (Three States Output)

(cid:57)(cid:1221) m(cid:1211)t c(cid:1193)u trúc và c(cid:1193)u t(cid:1189)o hoàn toàn gi(cid:1237)ng ngõ ra c(cid:1245)t ch(cid:1189)m, tuy nhiên có thêm ngõ vào th(cid:1261) 3

cho phép m(cid:1189)ch ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng kí hi(cid:1227)u là E (Enable).

- E=1: diode D1 t(cid:1203)t, m(cid:1189)ch làm vi(cid:1227)c hoàn toàn gi(cid:1237)ng c(cid:1241)ng NAND ngõ ra c(cid:1245)t ch(cid:1189)m. Lúc (cid:255)ó (cid:80)(cid:1189)ch t(cid:1239)n t(cid:1189)i m(cid:1245)t tr(cid:1189)ng thái y = 0 ho(cid:1211)c y = 1 tùy thu(cid:1245)c vào các tr(cid:1189)ng thái logic c(cid:1259)a 2 ngõ vào x1, x2.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 49

- E=0: diode ti(cid:1219)p giáp BE3 m(cid:1251), ghim áp trên c(cid:1269)c n(cid:1221)n c(cid:1259)a Q1 làm cho ti(cid:1219)p giáp BC/Q1 t(cid:1203)t và Q2,

Q3 c(cid:458)ng t(cid:1203)t. Lúc này diode D1 d(cid:1199)n ghim (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n th(cid:1219)(cid:3)(cid:1251) c(cid:1269)c C c(cid:1259)a Q2:

VCC

VC / Q2 = VB/ Q4 = Vg /D1 = 0,7V (cid:222) Q4 t(cid:1203)t.

Nên c(cid:1241)ng không c(cid:1193)p dòng ra và c(cid:458)ng không hút dòng vào. Lúc này, ngõ ra y ch(cid:1229) n(cid:1237)i v(cid:1247)i c(cid:1241)ng v(cid:1221) ph(cid:1133)(cid:1131)ng di(cid:1227)n v(cid:1201)t lý nh(cid:1133)ng l(cid:1189)i cách ly v(cid:1221) ph(cid:1133)(cid:1131)ng di(cid:1227)n (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n, t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng v(cid:1247)i tr(cid:1189)ng thái tr(cid:1251) kháng cao. Chính vì v(cid:1201)y mà ng(cid:1133)(cid:1249)i ta g(cid:1233)i là tr(cid:1189)ng thái th(cid:1261) ba là tr(cid:1189)ng thái (cid:87)(cid:1241)ng tr(cid:1251) cao.

Hình 3.38. Ngõ ra 3 tr(cid:809)ng thái Trong tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p này ngõ vào cho phép E tích c(cid:1269)c (cid:80)(cid:1261)c cao (m(cid:1261)c logic 1). Th(cid:1269)c t(cid:1219) các c(cid:1241)ng logic v(cid:1247)i ngõ ra 3 tr(cid:1189)ng thái có th(cid:1223) có ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n E tích c(cid:1269)c (cid:80)(cid:1261)c cao (m(cid:1261)c 1) ho(cid:1211)c tích c(cid:1269)c m(cid:1261)c th(cid:1193)p (m(cid:1261)c 0). Ch(cid:1207)ng h(cid:1189)n m(cid:1245)t c(cid:1241)ng NAND v(cid:1247)i ngõ ra 3 tr(cid:1189)ng thái có th(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) trên hình v(cid:1217) 3.39.

b) a)

x1 x1 y y

x2 x2

E E

cao

= E = E

xx 21 caoZ

xx 21

(cid:222) (cid:236) (cid:236) (cid:222) (cid:237) (cid:237) (cid:222) (cid:222) (cid:238) (cid:238)

Hình 3.39. C(cid:861)ng NAND 3 tr(cid:809)ng thái v(cid:867)i ngõ vào E a. E tích c(cid:889)c m(cid:881)c cao - b. E tích c(cid:889)c m(cid:881)c th(cid:813)p

(cid:880)ng d(cid:877)ng c(cid:879)a ngõ ra 3 tr(cid:809)ng thái:

- S(cid:1265) d(cid:1257)ng ngõ ra ba tr(cid:1189)ng thái (cid:255)(cid:1223) ch(cid:1219) t(cid:1189)o ra c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m 2 chi(cid:1221)u. - Ch(cid:1219) t(cid:1189)o các chíp nh(cid:1247) c(cid:1259)a b(cid:1245) vi x(cid:1265) lý.

(cid:48)(cid:1245)t (cid:1261)ng d(cid:1257)ng c(cid:1259)a ngõ ra ba tr(cid:1189)ng thái trong m(cid:1189)ch xu(cid:1193)t/nh(cid:1201)p d(cid:1267) li(cid:1227)u 2 chi(cid:1221)u có th(cid:1223) cho trên s(cid:1131)

(cid:255)(cid:1239) 3.40. Hãy th(cid:885) gi(cid:811)i thích s(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) này ?

1 A C

3 B D

Hình 3.40. (cid:880)ng d(cid:877)ng c(cid:879)a ngõ ra 3 tr(cid:809)ng thái

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1

Trang 50

- E=1: C(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m 1 và 3 m(cid:1251), 2 và 4 treo lên t(cid:1241)ng tr(cid:1251) cao: d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)i t(cid:1263) Aﬁ C, Bﬁ D. V(cid:1201)y d(cid:1267)

li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xu(cid:1193)t ra.

- E=0: C(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1227)m 2 và 4 m(cid:1251), 1 và 3 treo lên t(cid:1241)ng tr(cid:1251) cao: d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)i t(cid:1263) Cﬁ A, Dﬁ B. V(cid:1201)y d(cid:1267)

li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào.

3.2.3. Các thông s(cid:1237) k(cid:1275) thu(cid:1201)t c(cid:1259)a c(cid:1241)ng logic

1. Công su(cid:1193)t tiêu tán Ptt

(cid:48)(cid:1245)t ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic khi làm vi(cid:1227)c ph(cid:1191)i tr(cid:1191)i qua các giai (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n sau:

- (cid:1250) tr(cid:1189)ng thái t(cid:1203)t. - Chuy(cid:1223)n t(cid:1263) tr(cid:1189)ng thái t(cid:1203)t sang tr(cid:1189)ng thái d(cid:1199)n. - (cid:1250) tr(cid:1189)ng thái d(cid:1199)n. - Chuy(cid:1223)n t(cid:1263) tr(cid:1189)ng thái d(cid:1199)n sang t(cid:1203)t.

(cid:1250) m(cid:1243)i giai (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n, ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic (cid:255)(cid:1221)u tiêu th(cid:1257)(cid:3)(cid:1251) ngu(cid:1239)n m(cid:1245)t công su(cid:1193)t. (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic h(cid:1233) TTL: các ph(cid:1195)n t(cid:1265) TTL tiêu th(cid:1257) công su(cid:1193)t c(cid:1259)a ngu(cid:1239)n ch(cid:1259) y(cid:1219)u khi (cid:1251)

tr(cid:1189)ng thái t(cid:429)nh ((cid:255)ang d(cid:1199)n ho(cid:1211)c (cid:255)ang t(cid:1203)t).

+ 0 P 2

- N(cid:1219)u g(cid:1233)i P0 là công su(cid:1193)t tiêu th(cid:1257)(cid:3)(cid:1261)ng v(cid:1247)i ngõ ra c(cid:1259)a ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic t(cid:1239)n t(cid:1189)i (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0. - N(cid:1219)u g(cid:1233)i P1 là công su(cid:1193)t tiêu th(cid:1257)(cid:3)(cid:1261)ng v(cid:1247)i ngõ ra c(cid:1259)a ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic t(cid:1239)n t(cid:1189)i (cid:1251) m(cid:1261)c logic 1. - G(cid:1233)i P là công su(cid:1193)t tiêu tán trung bình thì:

I CL

I CH

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i c(cid:1191) vi m(cid:1189)ch (IC – Integrated Circuit) ng(cid:1133)(cid:1249)i ta tính nh(cid:1133) sau: - G(cid:1233)i ICL dòng do ngu(cid:1239)n cung c(cid:1193)p khi ngõ ra (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0. - G(cid:1233)i ICH dòng do ngu(cid:1239)n cung c(cid:1193)p khi ngõ ra (cid:1251) m(cid:1261)c logic 1. - (cid:42)(cid:1233)i IC là dòng trung bình thì :

- Thì công su(cid:1193)t tiêu tán cho c(cid:1191) vi m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c tính:

Ptt = IC.VCC

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i vi m(cid:1189)ch h(cid:1233) CMOS: ch(cid:1229) tiêu th(cid:1257) công su(cid:1193)t ch(cid:1259) y(cid:1219)u trong tr(cid:1189)ng thái (cid:255)(cid:1245)ng (trong th(cid:1249)i gian

VfCP = .

2 DD Trong (cid:255)ó: CL là (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n dung c(cid:1259)a t(cid:1191)i ((cid:255)(cid:76)(cid:1227)n dung t(cid:1191)i) Nh(cid:1133) v(cid:1201)y ta th(cid:1193)y (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i vi m(cid:1189)ch CMOS t(cid:1195)n s(cid:1237) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng (t(cid:1195)n s(cid:1237) chuy(cid:1223)n m(cid:1189)ch) càng l(cid:1247)n công

chuy(cid:1225)n m(cid:1189)ch). Công su(cid:1193)t tiêu tán:

su(cid:1193)t tiêu tán càng t(cid:259)ng.

2. Fanout (H(cid:1227) s(cid:1237) m(cid:1203)c m(cid:1189)ch ngõ ra)

Fanout là h(cid:1227) s(cid:1237) m(cid:1203)c m(cid:1189)ch (cid:1251) ngõ ra hay còn g(cid:1233)i là kh(cid:1191) n(cid:259)ng t(cid:1191)i c(cid:1259)a m(cid:1245)t ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic. (cid:42)(cid:1233)i N là Fanout c(cid:1259)a m(cid:1245)t ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic, thì nó (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1231)nh ngh(cid:429)a nh(cid:1133) sau: S(cid:1237) ngõ vào logic (cid:70)(cid:1269)c (cid:255)(cid:1189)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i (cid:255)(cid:1219)n m(cid:1245)t ngõ ra c(cid:1259)a ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic cùng h(cid:1233) mà m(cid:1189)ch v(cid:1199)n ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng bình th(cid:1133)(cid:1249)ng (hình 3.41).

Hình 3.41. Khái ni(cid:847)m v(cid:841) Fanout

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 51

Xét ví d(cid:1257)(cid:3)(cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i h(cid:1233) DTL: (Hình 3.42)

VCC

- y=1: m(cid:1189)ch ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng bình th(cid:1133)(cid:1249)ng. - y=0: BJT d(cid:1199)n bão hòa, dòng bão hòa g(cid:1239)m hai

thành ph(cid:1195)n:

IC S = IR3 + N I1 (v(cid:1247)i N là s(cid:1237) ph(cid:1195)n t(cid:1265) t(cid:1191)i m(cid:1203)c (cid:1251) ngõ ra)

Hình 3.42

(cid:48)(cid:1211)t khác: IB=IR1-IR2= const, mà Ics t(cid:259)ng lên do có dòng ghép (cid:255)(cid:1241) vào ﬁ (cid:3) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n d(cid:1199)n bão hòa không th(cid:1235)a mãn ﬁ BJT ra kh(cid:1235)i ch(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1245) d(cid:1199)n bão hòa và (cid:255)i vào ch(cid:1219)(cid:3)(cid:255)(cid:1245) khu(cid:1219)ch (cid:255)(cid:1189)i, lúc (cid:255)ó VY t(cid:259)ng lên nên ngõ ra không còn (cid:255)(cid:1191)m (cid:69)(cid:1191)o (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0 n(cid:1267)a. V(cid:1201)y, (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:1223) m(cid:1189)ch ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng bình th(cid:1133)(cid:1249)ng là:

I Bmin I

- b b (*) IB (cid:222) IR3 + N I1 < min

N: s(cid:1237) l(cid:1247)n nh(cid:1193)t th(cid:1235)a mãn (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (*) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là Fanout c(cid:1259)a ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic DTL.

3. Fanin (H(cid:1227) s(cid:1237) m(cid:1203)c m(cid:1189)ch ngõ vào)

(cid:42)(cid:1233)i M là Fanin c(cid:1259)a 1 ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic thì M (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1231)nh ngh(cid:429)a nh(cid:1133) sau: (cid:264)ó chính là “s(cid:1237) ngõ vào

logic c(cid:1269)c (cid:255)(cid:1189)i c(cid:1259)a m(cid:1245)t ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic”.

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1245)ng logic, thì s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng M l(cid:1247)n nh(cid:1193)t là 4 ngõ vào.

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng nhân logic, thì s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng M l(cid:1247)n nh(cid:1193)t là 6 ngõ vào.

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i h(cid:1233) logic CMOS thì có M nhi(cid:1221)u h(cid:1131)n nh(cid:1133)ng c(cid:458)ng không quá 8 ngõ vào.

4. (cid:264)(cid:1245) ch(cid:1237)ng nhi(cid:1225)u

(cid:264)(cid:1245)(cid:3)(cid:1241)n (cid:255)(cid:1231)nh nhi(cid:1225)u là tiêu chu(cid:1197)n (cid:255)ánh giá (cid:255)(cid:1245) nh(cid:1189)y c(cid:1259)a m(cid:1189)ch logic (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i t(cid:1189)p âm xung trên (cid:255)(cid:1195)u vào. (cid:264)(cid:1245)(cid:3)(cid:1241)n (cid:255)(cid:1231)nh nhi(cid:1225)u (t(cid:429)nh) là giá tr(cid:1231)(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp nhi(cid:1225)u t(cid:1237)i (cid:255)a trên (cid:255)(cid:1195)u vào không làm thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái logic c(cid:1259)a m(cid:1189)ch, còn g(cid:1233)i là m(cid:1261)c (cid:1241)n (cid:255)(cid:1231)nh nhi(cid:1225)u.

5. Tr(cid:1223) truy(cid:1221)n (cid:255)(cid:1189)t

Tr(cid:1225) truy(cid:1221)n (cid:255)(cid:1189)t là kho(cid:1191)ng th(cid:1249)i gian (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1195)u ra c(cid:1259)a m(cid:1189)ch có (cid:255)áp (cid:1261)ng (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i s(cid:1269) thay (cid:255)(cid:1241)i m(cid:1261)c logic

(cid:70)(cid:1259)a (cid:255)(cid:1195)u vào.

Tr(cid:1225) truy(cid:1221)n (cid:255)(cid:1189)t là tiêu chu(cid:1197)n (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)ánh giá t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) làm vi(cid:1227)c c(cid:1259)a m(cid:1189)ch. T(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) làm vi(cid:1227)c c(cid:1259)a m(cid:1189)ch (cid:87)(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i t(cid:1195)n s(cid:1237) mà m(cid:1189)ch v(cid:1199)n còn ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng (cid:255)úng. Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, tr(cid:1225) truy(cid:1221)n (cid:255)(cid:1189)t càng nh(cid:1235) càng t(cid:1237)t hay t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) làm vi(cid:1227)c càng l(cid:1247)n càng t(cid:1237)t.

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i h(cid:1195)u h(cid:1219)t các vi m(cid:1189)ch s(cid:1237) hi(cid:1227)n nay, tr(cid:1225) truy(cid:1221)n (cid:255)(cid:1189)t là r(cid:1193)t nh(cid:1235), c(cid:1253) vài nano giây (ns). M(cid:1245)t vài

lo(cid:1189)i m(cid:1189)ch logic có th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) l(cid:1247)n c(cid:1253) vài tr(cid:259)m nano giây.

Khi m(cid:1203)c liên ti(cid:1219)p nhi(cid:1221)u m(cid:1189)ch logic thì tr(cid:1225) truy(cid:1221)n (cid:255)(cid:1189)t c(cid:1259)a toàn m(cid:1189)ch s(cid:1217) b(cid:1205)ng t(cid:1241)ng các tr(cid:1225) truy(cid:1221)n

(cid:255)(cid:1189)t c(cid:1259)a m(cid:1243)i t(cid:1195)ng.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 52

3.3. FLIP – FLOP (FF)

3.3.1. Khái ni(cid:1227)m

Flip-Flop (vi(cid:1219)t t(cid:1203)t là FF) là m(cid:1189)ch dao (cid:255)(cid:1245)ng (cid:255)a hài hai tr(cid:1189)ng thái b(cid:1221)n, (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xây d(cid:1269)ng trên c(cid:1131) s(cid:1251)

các c(cid:1241)ng logic và ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng theo m(cid:1245)t b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái cho tr(cid:1133)(cid:1247)c.

3.3.2. Phân lo(cid:1189)i

Có hai cách phân lo(cid:1189)i:

- Phân lo(cid:1189)i theo tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n. - Phân lo(cid:1189)i theo ch(cid:1261)c n(cid:259)ng.

1. Phân lo(cid:1189)i FF theo tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245)

(cid:42)(cid:1239)m có hai lo(cid:1189)i:

- Không có tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) (FF không (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245)). - Có tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) (FF (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245)).

a. FF không (cid:255)(cid:859)ng b(cid:865)

(cid:39)(cid:1189)ng 1: RSFF không (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) dùng c(cid:1241)ng NOR (s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) hình 3.43)

S 0 0 1 1 R 0 1 0 1 Q Q0 0 1 X

Hình 3.43. RSFF không (cid:255)(cid:859)ng b(cid:865) s(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng NOR và b(cid:811)ng tr(cid:809)ng thái

(cid:39)(cid:889)a vào b(cid:811)ng chân tr(cid:851) c(cid:879)a c(cid:861)ng NOR (cid:255)(cid:843) gi(cid:811)i thích ho(cid:809)t (cid:255)(cid:865)ng c(cid:879)a s(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch này:

- S = 0, R = 1 (cid:222) Q = 0. Q=0 h(cid:1239)i ti(cid:1219)p v(cid:1221) c(cid:1241)ng NOR 2 nên c(cid:1241)ng NOR 2 có hai ngõ vào b(cid:1205)ng 0

(cid:222) Q = 1. V(cid:1201)y, Q = 0 và Q = 1.

- S = 1, R = 0 (cid:222) Q = 0. Q = 0 h(cid:1239)i ti(cid:1219)p v(cid:1221) c(cid:1241)ng NOR 1 nên c(cid:1241)ng NOR 1 có hai ngõ vào b(cid:1205)ng 0

(cid:222) Q = 1. V(cid:1201)y, Q = 1 và Q = 0.

- Gi(cid:1191) s(cid:1265) ban (cid:255)(cid:1195)u: S = 0, R = 1 (cid:222) Q = 0 và Q = 1.

(cid:49)(cid:1219)u tín hi(cid:1227)u ngõ vào thay (cid:255)(cid:1241)i thành: S = 0, R = 0 (R chuy(cid:1223)n t(cid:1263) 1 ﬁ 0) ta có:

(cid:222) + S = 0 và Q = 0 (cid:222) Q = 1 + R = 0 và Q = 1 (cid:222) Q = 0 RSFF gi(cid:1267) nguyên tr(cid:1189)ng thái c(cid:458) tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó.

- Gi(cid:1191) s(cid:1265) ban (cid:255)(cid:1195)u: S = 1, R = 0 (cid:222) Q = 1 và Q = 0.

(cid:49)(cid:1219)u tín hi(cid:1227)u ngõ vào thay (cid:255)(cid:1241)i thành: R = 0, S = 0 (S chuy(cid:1223)n t(cid:1263) 1 ﬁ 0) ta có:

(cid:222) + R = 0 và Q = 0 (cid:222) Q = 1 + S = 0 và Q = 1 (cid:222) Q = 0 RSFF gi(cid:1267) nguyên tr(cid:1189)ng thái c(cid:458) tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 53

(cid:39)(cid:1189)ng 2: RSFF không (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) dùng c(cid:1241)ng NAND (s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) hình 3.44)

S 0 0 1 1

R 0 1 0 1

Q X 1 0 Q0

Hình 3.44. RSFF không (cid:255)(cid:859)ng b(cid:865) s(cid:885) d(cid:877)ng c(cid:861)ng NAND và b(cid:811)ng tr(cid:809)ng thái

(cid:39)(cid:1269)a vào b(cid:1191)ng chân tr(cid:1231) c(cid:1259)a c(cid:1241)ng NAND:

" (cid:236) (cid:237) $ (cid:238)

Ta có:

Q = 1. Q = 1 h(cid:1239)i ti(cid:1219)p v(cid:1221) c(cid:1241)ng NAND 2 nên c(cid:1241)ng NAND 2 có hai ngõ vào - S = 0, R = 1 (cid:222)

(cid:69)(cid:1205)ng 1 v(cid:1201)y Q = 0.

- S = 0, R = 1 (cid:222) Q = 1. Q = 1 h(cid:1239)i ti(cid:1219)p v(cid:1221) c(cid:1241)ng NAND 1 nên c(cid:1241)ng NAND 1 có hai ngõ vào

(cid:69)(cid:1205)ng 1 v(cid:1201)y Q = 0.

h(cid:1239)i ti(cid:1219)p v(cid:1221) c(cid:1241)ng NAND 1 nên c(cid:1241)ng - S = R = 0 (cid:222) Q = Q = 1 (cid:255)ây là tr(cid:1189)ng thái c(cid:1193)m. - S = R = 1: Gi(cid:1191) s(cid:1265) tr(cid:1189)ng thái tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó có Q = 1, Q = 0 (cid:222)

NAND 1 có m(cid:1245)t ngõ vào b(cid:1205)ng 0 v(cid:1201)y Q = 1 (cid:222) RSFF gi(cid:1267) nguyên tr(cid:1189)ng thái c(cid:458).

Nh(cid:1133) v(cid:1201)y g(cid:1233)i là FF không (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) b(cid:1251)i vì ch(cid:1229) c(cid:1195)n m(cid:1245)t trong hai ngõ vào S hay R thay (cid:255)(cid:1241)i thì ngõ

ra c(cid:458)ng thay (cid:255)(cid:1241)i theo.

(cid:57)(cid:1221) m(cid:1211)t kí hi(cid:1227)u, các RSFF không (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) sau:

R Q S

S Q

a) b)

Hình 3.45. Ký hi(cid:847)u các FF không (cid:255)(cid:859)ng b(cid:865) a. R,S tác (cid:255)(cid:865)ng m(cid:881)c 1 - b. R,S tác (cid:255)(cid:865)ng m(cid:881)c 0

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 54

b. FF (cid:255)(cid:859)ng b(cid:865)

Xét s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) RSFF (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) v(cid:1247)i s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch, ký hi(cid:1227)u và b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng nh(cid:1133) hình 3.46. Trong (cid:255)ó: Ck là tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) hay tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1239)ng h(cid:1239) (Clock). Kh(cid:1191)o sát ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a (cid:80)(cid:1189)ch:

S Q

Hình 3.46. RSFF (cid:255)(cid:859)ng b(cid:865): S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) logic và ký hi(cid:847)u

- Ck = 0: c(cid:1241)ng NAND 3 và 4 khóa không cho d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)a vào. Vì c(cid:1241)ng NAND 3 và 4 (cid:255)(cid:1221)u có ít

S = R =1 (cid:222)

nh(cid:1193)t m(cid:1245)t ngõ vào Ck = 0 (cid:222) Q = Q0 : RSFF gi(cid:1267) nguyên tr(cid:1189)ng thái c(cid:458).

- Ck = 1: c(cid:1241)ng NAND 3 và 4 m(cid:1251). Ngõ ra Q s(cid:1217) thay (cid:255)(cid:1241)i tùy thu(cid:1245)c vào tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a S và R.

Q = Q0

Q = 0

Q = 1

S =1, R =1 (cid:222) S =1, R = 0 (cid:222) S = 0, R = 1 (cid:222) S = 0, R = 0 (cid:222)

Q = X + S = 0, R = 0 (cid:222) + S = 0, R = 1 (cid:222) + S = 1, R = 0 (cid:222) + S = 1, R = 1 (cid:222)

S R Ck 0 X X 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Q Q0 Q0 0 1 X

Trong tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p này tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c 1. Trong tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c 0 thì ta m(cid:1203)c thêm c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1191)o nh(cid:1133) sau (hình 3.47):

Hình 3.47

Tùy thu(cid:1245)c vào m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) Ck, chúng ta có các lo(cid:1189)i tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n:

- Ck (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo m(cid:1261)c 1. - Ck (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo m(cid:1261)c 0. - Ck (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n lên (s(cid:1133)(cid:1249)n tr(cid:1133)(cid:1247)c). - Ck (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng (s(cid:1133)(cid:1249)n sau).

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 55

a. M(cid:881)c 1 b. M(cid:881)c 0 c. S(cid:753)(cid:869)n lên d. S(cid:753)(cid:869)n xu(cid:857)ng

Hình 3.48. Các lo(cid:809)i tín hi(cid:847)u (cid:255)(cid:76)(cid:841)u khi(cid:843)n Ck khác nhau

Xét FF có Ck (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n lên (s(cid:1133)(cid:1249)n tr(cid:1133)(cid:1247)c): S(cid:1133)(cid:1249)n lên và m(cid:1261)c logic 1 có m(cid:1237)i quan h(cid:1227) v(cid:1247)i nhau, vì v(cid:1201)y m(cid:1189)ch t(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n lên là m(cid:1189)ch c(cid:1191)i ti(cid:1219)n c(cid:1259)a (cid:80)(cid:1189)ch tác (cid:255)(cid:1245)ng theo m(cid:1261)c logic 1.

(cid:54)(cid:1133)(cid:1249)n lên th(cid:1269)c ch(cid:1193)t là m(cid:1245)t xung d(cid:1133)(cid:1131)ng có th(cid:1249)i gian t(cid:1239)n t(cid:1189)i r(cid:1193)t ng(cid:1203)n. (cid:264)(cid:1223) c(cid:1191)i ti(cid:1219)n các FF tác (cid:255)(cid:1245)ng theo m(cid:1261)c logic 1 thành FF tác (cid:255)(cid:1245)ng theo s(cid:1133)(cid:1249)n lên ta m(cid:1203)c vào tr(cid:1133)(cid:1247)c FF (cid:255)ó m(cid:1245)t m(cid:1189)ch t(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n lên nh(cid:1133) hình 3.49.

S t

R (cid:48)(cid:1189)ch (cid:87)(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n lên

t Xung sau khi qua (cid:80)(cid:1189)ch t(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n lên

Hình 3.49. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) kh(cid:857)i FF tác (cid:255)(cid:865)ng theo s(cid:753)(cid:869)n lên và d(cid:809)ng sóng

(cid:1250) m(cid:1189)ch t(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n ng(cid:1133)(cid:1249)i ta l(cid:1255)i d(cid:1257)ng th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u khi (cid:255)i qua ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic. (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i

(cid:80)(cid:1189)ch t(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n ng(cid:1133)(cid:1249)i ta l(cid:1255)i d(cid:1257)ng th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u khi (cid:255)i qua c(cid:1241)ng NOT.

Ck R

Hình 3.50

Xét s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch t(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n lên và d(cid:1189)ng sóng nh(cid:1133) hình 3.50 : M(cid:1189)ch t(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n lên g(cid:1239)m m(cid:1245)t c(cid:1241)ng AND 2 ngõ vào và m(cid:1245)t c(cid:1241)ng NOT. Tín hi(cid:1227)u x1 t(cid:1263) c(cid:1241)ng NOT (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1133)a (cid:255)(cid:1219)n c(cid:1241)ng AND cùng v(cid:1247)i tín hi(cid:1227)u x2(cid:3)(cid:255)i tr(cid:1269)c ti(cid:1219)p (x2 = Ck). Do tính ch(cid:1193)t tr(cid:1225) c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u Ck khi (cid:255)i qua c(cid:1241)ng NOT nên x1 b(cid:1231) tr(cid:1225) m(cid:1245)t kho(cid:1191)ng th(cid:1249)i gian, vì v(cid:1201)y tín hi(cid:1227)u ngõ ra c(cid:1259)a c(cid:1241)ng AND có d(cid:1189)ng m(cid:1245)t xung d(cid:1133)(cid:1131)ng r(cid:1193)t h(cid:1213)p v(cid:1247)i th(cid:1249)i gian t(cid:1239)n t(cid:1189)i chính b(cid:1205)ng th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) (tr(cid:1225) truy(cid:1221)n (cid:255)(cid:1189)t) c(cid:1259)a c(cid:1241)ng NOT. Xung d(cid:1133)(cid:1131)ng h(cid:1213)p này (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1133)a (cid:255)(cid:1219)n ngõ vào (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) c(cid:1259)a FF (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo m(cid:1261)c logic 1. T(cid:1189)i các th(cid:1249)i (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m có s(cid:1133)(cid:1249)n lên c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u xung nh(cid:1231)p Ck s(cid:1217) xu(cid:1193)t hi(cid:1227)n m(cid:1245)t xung d(cid:1133)(cid:1131)ng tác (cid:255)(cid:1245)ng vào ngõ vào (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) c(cid:1259)a FF (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n ngõ ra

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 56

Q thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái theo các ngõ vào. S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch FF có tín hi(cid:1227)u Ck (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n lên nh(cid:1133)

3 1 Ck y

Hình 3.51. FF có tín hi(cid:847)u Ck (cid:255)(cid:76)(cid:841)u khi(cid:843)n theo s(cid:753)(cid:869)n lên

hình 3.51. Xét FF có Ck (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng (s(cid:1133)(cid:1249)n sau): (cid:48)(cid:1189)ch t(cid:1189)o s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng là m(cid:1189)ch c(cid:1191)i ti(cid:1219)n tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c logic 0. S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch và d(cid:1189)ng sóng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho (cid:1251) hình 3.52. Trên hình 3.53 là ký hi(cid:1227)u trên s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch và s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n Flip-Flop tác (cid:255)(cid:1245)ng theo (cid:86)(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng.

b) a)

Hình 3.52. M(cid:809)ch t(cid:809)o s(cid:753)(cid:869)n xu(cid:857)ng

a. (cid:54)(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch b. (cid:39)(cid:809)ng sóng

S a) 1

2 R

S Q Hình 3.53

a. (cid:54)(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch th(cid:889)c hi(cid:847)n b. Ký hi(cid:847)u R

(Sinh viên t(cid:889) gi(cid:811)i thích ho(cid:809)t (cid:255)(cid:865)ng c(cid:879)a các m(cid:809)ch này).

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 57

Ý ngh(cid:429)a c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) Ck: (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i các FF (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245), các ngõ ra ch(cid:1229) thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái theo ngõ vào DATA khi xung Ck t(cid:1239)n t(cid:1189)i (cid:80)(cid:1261)c 1 ((cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i FF tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c 1), ho(cid:1211)c xung Ck t(cid:1239)n t(cid:1189)i m(cid:1261)c 0 ((cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i FF tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c 0), ho(cid:1211)c xung Ck (cid:1251) s(cid:1133)(cid:1249)n lên ((cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i FF tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n lên), xung Ck (cid:1251) s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng ((cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i FF tác (cid:255)(cid:1245)ng (cid:86)(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng), còn t(cid:1193)t c(cid:1191) các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p khác c(cid:1259)a Ck thì ngõ ra không thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái theo các ngõ vào m(cid:1211)c dù lúc (cid:255)ó các ngõ vào có thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái.

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo ki(cid:1223)u ch(cid:1259) t(cid:1247) (Master - Slaver): (cid:3) (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp này khi xung Ck t(cid:1239)n t(cid:1189)i m(cid:1261)c logic 1 d(cid:1267) li(cid:1227)u s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào FF, còn khi Ck t(cid:1239)n t(cid:1189)i m(cid:1261)c logic 0 thì d(cid:1267) li(cid:1227)u ch(cid:1261)a trong FF (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xu(cid:1193)t ra ngoài. V(cid:1221) m(cid:1211)t c(cid:1193)u t(cid:1189)o bên trong g(cid:1239)m 2 FF: m(cid:1245)t FF th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng ch(cid:1259) (Master) và m(cid:1245)t FF th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng t(cid:1247) (Slaver). Ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a FF (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo ki(cid:1223)u ch(cid:1259)/t(cid:1247): (hình 3.54) + Ck = 1: FF2 m(cid:1251), d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào FF2. Qua c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1191)o Ck = 0 ( FF1 khóa nên gi(cid:1267) nguyên tr(cid:1189)ng thái c(cid:458) tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó. + Ck = 0: FF2 khóa nên gi(cid:1267) nguyên tr(cid:1189)ng thái c(cid:458) tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó. Qua c(cid:1241)ng (cid:255)(cid:1191)o Ck = 1 ( FF1 m(cid:1251), d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xu(cid:1193)t ra ngoài. Chú ý: Tín hi(cid:847)u Ck có th(cid:843)(cid:3)(cid:255)(cid:753)(cid:875)c t(cid:809)o ra t(cid:883) m(cid:809)ch dao (cid:255)(cid:865)ng (cid:255)a hài không tr(cid:809)ng thái b(cid:841)n.

FF1

6 FF2

Hình 3.54. Ph(cid:753)(cid:751)ng pháp (cid:255)(cid:76)(cid:841)u khi(cid:843)n theo ki(cid:843)u ch(cid:879) t(cid:867)

3.3.2.2. Phân lo(cid:1189)i FF theo ch(cid:1261)c n(cid:259)ng

a. RSFF

(cid:264)ó là FF có các ngõ vào và ngõ ra ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) hình v(cid:1217).

S Q Trong (cid:255)ó: - S, R : các ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u.

- Q, Q : các ngõ ra. Ck

Hình 3.55. Ký hi(cid:847)u RSFF - Ck : tín hi(cid:1227)u xung (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) (cid:42)(cid:1233)i Sn và Rn là tr(cid:1189)ng thái ngõ vào Data (cid:1251) xung Ck th(cid:1261) n. Qn , Qn+1 là tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a ngõ ra Q (cid:1251) xung Ck th(cid:1261) n và th(cid:1261) (n+1).

Lúc (cid:255)ó ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a RSFF:

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 58

Sn 0 0 1 1 Rn 0 1 0 1 Qn+1 Qn 0 1 X

(cid:47)(cid:1133)u ý r(cid:1205)ng tr(cid:1189)ng thái khi c(cid:1191) 2 ngõ vào S = R = 1 lúc (cid:255)ó c(cid:1191) 2 ngõ ra có cùng m(cid:1261)c logic, (cid:255)ây là

tr(cid:1189)ng thái c(cid:1193)m c(cid:1259)a RSFF (th(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ký hi(cid:1227)u X).

Ti(cid:1219)p theo chúng ta s(cid:1217)(cid:3) (cid:255)i xây d(cid:1269)ng b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1259)a RSFF. (cid:37)(cid:811)ng (cid:255)(cid:815)u vào kích g(cid:859)m 2 ph(cid:815)n, ph(cid:815)n bên trái li(cid:847)t kê ra các yêu c(cid:815)u c(cid:1195)n chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i c(cid:1259)a FF, và ph(cid:1195)n bên ph(cid:1191)i là các (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1195)n (cid:255)(cid:1191)m b(cid:1191)o (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1189)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c các s(cid:1269) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i (cid:1193)y. N(cid:1219)u các (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n (cid:255)(cid:1195)u vào (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1191)m b(cid:1191)o thì FF s(cid:1217) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i theo (cid:255)úng yêu c(cid:1195)u. Th(cid:1269)c ch(cid:1193)t b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1259)a FF là (cid:86)(cid:1269) khai tri(cid:1223)n b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a FF.

Ta vi(cid:1219)t l(cid:1189)i b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a RSFF (cid:1251) d(cid:1189)ng khai tri(cid:1223)n nh(cid:1133) sau:

Sn 0 0 0 0 1 1 1 1 Rn 0 0 1 1 0 0 1 1 Qn 0 1 0 1 0 1 0 1 Qn+1 0 1 0 0 1 1 X X

Trong b(cid:1191)ng này, tín hi(cid:1227)u ngõ ra (cid:1251) tr(cid:1189)ng thái ti(cid:1219)p theo (Qn+1) s(cid:1217) ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào tín hi(cid:1227)u các ngõ

vào data (S, R) và tín hi(cid:1227)u ngõ (cid:1251) ra tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i (Qn). T(cid:1263) b(cid:1191)ng khai tri(cid:1223)n trên ta xây d(cid:1269)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích cho RSFF:

Qn 0 0 1 1 Qn+1 0 1 0 1 Sn 0 1 0 X Rn X 0 1 0

(cid:38)(cid:458)ng t(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái khai tri(cid:1223)n ta có th(cid:1223) tìm (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a RSFF b(cid:1205)ng cách l(cid:1201)p

(cid:86)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) Karnaugh nh(cid:1133) sau:

00 01 11 10 0 0 0 X 1 1 1 0 X 1

SnRn Qn+1 Qn

nQnRnS1nQ

(cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng Karnaugh này ta có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a RSFF:

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 59

nQnRnS1nQ

Vì (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n c(cid:1259)a RSFF là S.R= 0 nên ta có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a RSFF (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c vi(cid:1219)t (cid:255)(cid:1195)y (cid:255)(cid:1259) nh(cid:1133) sau:

SR=0

(cid:39)(cid:1189)ng sóng minh h(cid:1233)a ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a RSFF trên hình 3.56:

0 Q

Hình 3.56. (cid:264)(cid:859) th(cid:851) th(cid:869)i gian d(cid:809)ng sóng RSFF

b. TFF

TFF là FF có ngõ vào và ngõ ra ký hi(cid:1227)u và b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng nh(cid:1133) hình v(cid:1217) (hình 3.57): Trong (cid:255)ó:

- T: ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u - Q,(cid:420): các ngõ ra - Ck: tín hi(cid:1227)u xung (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245).

Qn+1 Qn n Q

0 1

Hình 3.57. Ký hi(cid:1227)u TFF và b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng

(cid:42)(cid:1233)i Tn là tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a ngõ vào DATA T (cid:1251) xung Ck th(cid:1261) n. (cid:42)(cid:1233)i Qn , Qn+1 là tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a ngõ ra (cid:1251) xung Ck th(cid:1261) n và (n+1). Lúc (cid:255)ó ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng khai tri(cid:1223)n c(cid:1259)a TFF. (cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái này ta có nh(cid:1201)n xét:

+ Khi T=0: m(cid:1243)i khi có xung Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng ngõ ra Q gi(cid:1267) nguyên tr(cid:1189)ng thái c(cid:458) tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó. + Khi T=1: m(cid:1243)i khi có xung Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng ngõ ra Q (cid:255)(cid:1191)o tr(cid:1189)ng thái.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 60

Qn Qn+1 0 0 1 1 1 0 0 1 Tn 0 0 1 1

(cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái khai tri(cid:1223)n c(cid:1259)a TFF ta tìm (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1259)a TFF nh(cid:1133) sau:

n .QT

n Q.T

Qn+1 Tn 0 1 1 0 0 1 0 1 Qn 0 0 1 1

=+ 1n

n n )QT)(Q

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a TFF: Qn+1 = (d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1)

Ho(cid:1211)c: (d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2).

Vi(cid:1219)t g(cid:1233)n h(cid:1131)n:

=+ 1n ¯ Q T Q

(SV có th(cid:843) l(cid:821)p Karnaugh và t(cid:857)i thi(cid:843)u hóa (cid:255)(cid:843) tìm ph(cid:753)(cid:751)ng trinh logic c(cid:879)a TFF).

Trên hình 3.58 minh h(cid:1233)a (cid:255)(cid:1239) th(cid:1231) th(cid:1249)i gian d(cid:1189)ng sóng c(cid:1259)a TFF.

- Tín hi(cid:1227)u ra Q (cid:255)(cid:1195)u tiên luôn luôn (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0 - Tín hi(cid:1227)u Ck(1) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u T d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 1. Theo b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng

0Q = 1.

thái : T0 = 1 và Q0 = 0 (cid:222) Q1 =

- Tín hi(cid:1227)u Ck(2) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u T d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 0. Theo b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng

thái : T1 = 0 và Q1 = 1 (cid:222) Q2 = Q1 = 1 (Gi(cid:1267) nguyên tr(cid:1189)ng thái tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó).

- Tín hi(cid:1227)u Ck(3) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u T d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 1. Theo b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng

2Q = 0.

0 Q

thái: T2 = 1 và Q2 = 1 (cid:222) Q3 =

Hình 3.58

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 61

0 Q

Tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p ngõ vào T luôn luôn b(cid:1205)ng 1 (luôn (cid:1251) m(cid:1261)c logic 1):

Hình 3.59. D(cid:809)ng sóng ngõ ra khi T=1

Khi T=1 thì d(cid:1189)ng sóng ngõ ra Q (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình v(cid:1217). Ta có nh(cid:1201)n xét r(cid:1205)ng chu k(cid:484) c(cid:1259)a ngõ ra Q

CK 2

(cid:69)(cid:1205)ng 2 l(cid:1195)n chu k(cid:484) tín hi(cid:1227)u xung Ck nên t(cid:1195)n s(cid:1237) c(cid:1259)a ngõ ra là:

CK n 2

(cid:57)(cid:1201)y, khi T=1 thì TFF gi(cid:1267) vai trò m(cid:1189)ch chia t(cid:1195)n s(cid:1237) xung vào Ck. (cid:55)(cid:1241)ng quát: Ghép n(cid:1237)i ti(cid:1219)p n TFF v(cid:1247)i nhau sao cho ngõ ra c(cid:1259)a TFF tr(cid:1133)(cid:1247)c s(cid:1217) n(cid:1237)i v(cid:1247)i ngõ vào c(cid:1259)a TFF (cid:255)(cid:1261)ng sau (Cki+1 n(cid:1237)i v(cid:1247)i Qi ) và lúc bây gi(cid:1249) t(cid:1193)t c(cid:1191) các ngõ vào DATA T (cid:1251) t(cid:1193)t c(cid:1191) các TFF (cid:255)(cid:1221)u gi(cid:1267) m(cid:1261)c logic 1, lúc (cid:255)ó t(cid:1195)n s(cid:1237) tín hi(cid:1227)u ngõ ra s(cid:1217) là:

(cid:89)(cid:1247)i Qn là tín hi(cid:1227)u ngõ ra c(cid:1259)a TFF th(cid:1261) n; fCK là t(cid:1195)n s(cid:1237) xung clock (cid:1251) ngõ vào (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) TFF (cid:255)(cid:1195)u tiên.

c. DFF

DFF là FF có ngõ vào và ngõ ra ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) hình 3.60.

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái

Dn

Qn+1 0 1

0 1

Hình 3.60. Ký hi(cid:847)u DFF

Trong (cid:255)ó: D là ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u. Q, Q : các ngõ ra. Ck: tín hi(cid:1227)u xung (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245). (cid:42)(cid:1233)i Dn là tr(cid:1189)ng thaïi c(cid:1259)a ngõ vào DATA D (cid:1251) xung Ck th(cid:1261) n. (cid:42)(cid:1233)i Qn, Qn+1 là tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a ngõ ra (cid:1251) xung Ck th(cid:1261) n và (n+1). Khai tri(cid:1223)n b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a DFF (cid:255)(cid:1223) tìm b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1259)a DFF, ta có:

Qn Qn+1 0 0 0 1 1 0 1 1 Dn 0 0 1 1

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 62

(cid:37)(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1259)a DFF:

Qn+1 Dn 0 1 0 1 0 1 0 1 Qn 0 0 1 1

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a DFF:

Qn+1 = Dn

0 Q

Trên hình 3.61 là (cid:255)(cid:1239) th(cid:1231) th(cid:1249)i gian d(cid:1189)ng sóng c(cid:1259)a DFF:

Hình 3.61. (cid:264)(cid:859) th(cid:851) th(cid:869)i gian d(cid:809)ng sóng c(cid:879)a DFF

Gi(cid:811)i thích d(cid:809)ng sóng c(cid:879)a tín hi(cid:847)u trên hình 3.61:

- Tín hi(cid:1227)u ra Q (cid:255)(cid:1195)u tiên luôn luôn (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0, Q0 = 0 - Tín hi(cid:1227)u Ck(1) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u D d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 1. Theo b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng

Q1 = 1

- Tín hi(cid:1227)u Ck(2) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u D d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 0. Theo b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng

Q2 = 0

thái ta có: D0 = 1 (cid:222) thái ta có :D1 = 0 (cid:222) ..v..v.. D

Ck DFF (cid:255)óng vai trò m(cid:1189)ch chia t(cid:1195)n s(cid:1237):

Trên hình 3.62 là s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch DFF th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng chia t(cid:1195)n

(cid:86)(cid:1237). (cid:1250) m(cid:1189)ch này ngõ ra Q (cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i ng(cid:1133)(cid:1255)c tr(cid:1251) v(cid:1221) ngõ vào D.

0Q = D1 = 1

- Tín hi(cid:1227)u ra Q0 (cid:255)(cid:1195)u tiên luôn (cid:1251) m(cid:1261)c logic 0: Hình 3.62. Q0 = 0 (cid:222)

Q1 = 1

(cid:222)

- Tín hi(cid:1227)u Ck(1) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u D1 d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 1. D1 = 1 (cid:222) 1Q = D2= 0. - Tín hi(cid:1227)u Ck(2) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u D2 d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 0. D2 = 0 (cid:222) Q2 =

2Q = D3 = 1.

0 (cid:222)

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 63

- Tín hi(cid:1227)u Ck(3) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u D3 d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 1. D3 = 1 (cid:222) Q3 =

3Q = D4 = 0.

1 (cid:222)

- Tín hi(cid:1227)u Ck(4) (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng nhìn tín hi(cid:1227)u D4 d(cid:1133)(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 0. (cid:222) Q4 = 0 ..v..v..

0 Q

Hình 3.63. (cid:264)(cid:859) th(cid:851) th(cid:869)i gian d(cid:809)ng sóng m(cid:809)ch hình 3.62

Nh(cid:1201)n xét v(cid:1221) t(cid:1195)n s(cid:1237) ngõ ra:

CK 2

(cid:222) DFF gi(cid:1267) vai trò nh(cid:1133) m(cid:1189)ch chia t(cid:1195)n s(cid:1237).

(cid:1260)ng d(cid:1257)ng c(cid:1259)a DFF:

D Q

- Dùng DFF (cid:255)(cid:1223) chia t(cid:1195)n s(cid:1237). - Dùng DFF (cid:255)(cid:1223) l(cid:1133)u tr(cid:1267) d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1223) ch(cid:1219) t(cid:1189)o các b(cid:1245) nh(cid:1247) Ck

và thanh ghi. - Dùng DFF (cid:255)(cid:1223) ch(cid:1237)t d(cid:1267) li(cid:1227)u.

D1 D Q Trên hình 3.64 là s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch (cid:1261)ng d(cid:1257)ng DFF (cid:255)(cid:1223) ch(cid:1237)t d(cid:1267) li(cid:1227)u. Ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch nh(cid:1133) sau: Ck

ch(cid:1237)t d(cid:1267) li(cid:1227)u tr(cid:1251) l(cid:1189)i. - E=1: O0 = D0, O1 = D1 nên tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:1133)a (cid:255)(cid:1219)n các FF. - E=0: O0 = D0, O1 = D1 ﬁ

Hình 3.64. Ch(cid:857)t d(cid:887) li(cid:847)u dùng DFF

d. JKFF

JKFF là FF có ngõ vào và ngõ ra ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) hình v(cid:1217) : Trong (cid:255)ó: J - J, K là các ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u.

Ck - Q, Q là các ngõ ra.

K - Ck là tín hi(cid:1227)u xung (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245).

Hình 3.65. JKFF (cid:42)(cid:1233)i Jn , Kn là tr(cid:1189)ng thái ngõ vào J,K (cid:1251) xung Ck th(cid:1261) n. (cid:42)(cid:1233)i Qn, Qn+1 là tr(cid:1189)ng thái ngõ ra Q (cid:1251) xung Ck th(cid:1261) n và (n+1). Lúc (cid:255)ó ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a JKFF:

J 0 0 K 0 1 Qn+1 Qn 0

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 64

1 1 0 1 1 Q n

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a JKFF: .QKQ + Qn+1 = Jn

(cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ta th(cid:1193)y JKFF kh(cid:1203)c ph(cid:1257)c (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c tr(cid:1189)ng thái c(cid:1193)m c(cid:1259)a RSFF, khi J=K=1 ngõ ra (cid:1251)

tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p (cid:255)(cid:1191)o m(cid:1261)c logic so v(cid:1247)i ngõ ra (cid:1251) tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i.

(cid:264)(cid:1223) tìm b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1259)a JKFF ta khai tri(cid:1223)n b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái nh(cid:1133) sau:

Jn 0 0 0 0 1 1 1 1 Kn 0 0 1 1 0 0 1 1 Qn 0 1 0 1 0 1 0 1 Qn+1 0 1 0 0 1 1 1 0

(cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng khai tri(cid:1223)n trên ta xây d(cid:1269)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích cho JKFF nh(cid:1133) sau:

Qn 0 0 1 1 Qn+1 0 1 0 1 Sn 0 1 X X Rn X X 1 0

(cid:264)(cid:1239) th(cid:1231) th(cid:1249)i gian d(cid:1189)ng sóng c(cid:1259)a JKFF:

0 K

0 Q

Hình 3.66. (cid:264)(cid:859) th(cid:851) th(cid:869)i gian d(cid:809)ng sóng JKFF

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 65

Nh(cid:1201)n xét quan tr(cid:1233)ng: JKFF là m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n có ch(cid:1261)c n(cid:259)ng thi(cid:1219)t l(cid:1201)p tr(cid:1189)ng thái 0, tr(cid:1189)ng thái 1, chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái và duy trì tr(cid:1189)ng thái c(cid:259)n c(cid:1261) vào các tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1195)u vào J, K và xung nh(cid:1231)p (cid:255)(cid:1239)ng (cid:69)(cid:1245) Ck. Nh(cid:1133) v(cid:1201)y có th(cid:1223) nói JKFF là m(cid:1245)t FF r(cid:1193)t v(cid:1189)n n(cid:259)ng.

Trong th(cid:1269)c t(cid:1219), chúng ta có th(cid:1223) dùng JKFF (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a các FF khác: JKFF thay th(cid:1219) cho RSFF, JKFF th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a TFF và DFF, các s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c trình bày trên

T D S J J

J Ck Ck Ck K R K K

Hình 3.67. Dùng JKFF th(cid:889)c hi(cid:847)n ch(cid:881)c n(cid:259)ng c(cid:879)a RSFF, TFF, DFF

hình 3.67:

Trên c(cid:1131) s(cid:1251) kh(cid:1191)o sát v(cid:1221) 4 lo(cid:1189)i FF phân chia theo ch(cid:1261)c n(cid:259)ng, chúng ta có th(cid:1223) xây d(cid:1269)ng m(cid:1245)t b(cid:1191)ng

(cid:255)(cid:1195)u vào kích t(cid:1241)ng h(cid:1255)p cho c(cid:1191) 4 lo(cid:1189)i FF nh(cid:1133) sau:

Qn 0 0 1 1 Qn+1 0 1 0 1 Sn 0 1 0 X Rn X 0 1 0 Jn 0 1 X X Kn X X 1 0 Tn 0 1 1 0 Dn 0 1 0 1

3.3.3. S(cid:1269) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i l(cid:1199)n nhau gi(cid:1267)a các lo(cid:1189)i FF

(cid:3) (cid:264)a s(cid:1237) FF trên th(cid:1231) tr(cid:1133)(cid:1249)ng là lo(cid:1189)i JK, D trong khi k(cid:1275) thu(cid:1201)t s(cid:1237) yêu c(cid:1195)u t(cid:1193)t c(cid:1191) các lo(cid:1189)i FF. N(cid:1219)u bi(cid:1219)t cách chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i gi(cid:1267)a các lo(cid:1189)i FF v(cid:1247)i nhau thì có th(cid:1223) phát huy tác d(cid:1257)ng c(cid:1259)a lo(cid:1189)i FF s(cid:1209)n có.

Trên th(cid:1269)c t(cid:1219), có th(cid:1223) chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i qua l(cid:1189)i gi(cid:1267)a các lo(cid:1189)i FF khác nhau. Có 2 ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i gi(cid:1267)a các lo(cid:1189)i FF:

- ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1269)c ti(cid:1219)p. - ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp dùng b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích và b(cid:1191)ng Karnaugh.

a. Ph(cid:753)(cid:751)ng pháp bi(cid:839)n (cid:255)(cid:861)i tr(cid:889)c ti(cid:839)p:

(cid:3) (cid:264)ây là ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp s(cid:1265) d(cid:1257)ng các (cid:255)(cid:1231)nh lý, tiên (cid:255)(cid:1221) c(cid:1259)a (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole (cid:255)(cid:1223) tìm ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic tín hi(cid:1227)u kích thích (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i FF xu(cid:1193)t phát. S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp này nh(cid:1133) sau (hình 3.68):

FF (cid:255)ích

Q

(cid:264)(cid:1195)u vào Logic chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i FF xu(cid:1193)t phát

Hình 3.68 Ck

TFF chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i thành DFF, RSFF, JKFF:

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 66

- TFF ﬁ RSFF:

RSFF có pt: Qn+1 = Sn + nR Qn

Sn Rn = 0

(1) ((cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n c(cid:1259)a RSFF) (2) Qn

)

Qn Qn+1 = Tn ¯ TFF có pt: So sánh (1) và (2) ta có: Sn + nR Qn = Tn ¯

nn QR

+ nQ (Sn + nR Qn) (Sn + nR Qn) = Qn

Theo tính ch(cid:1193)t c(cid:1259)a phép toán XOR, ta có: Tn = Qn ¯ n (S + = Qn nS Rn + Sn nQ = Qn nS Rn + Sn nQ + Sn Rn = Qn Rn + Sn nQ

(cid:57)(cid:1201)y: Tn = Qn Rn + Sn nQ (cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n:

Hình 3.69. Chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i TFF thành RSFF

- TFFﬁ DFF:

DFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Dn TFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Tn ¯ (cid:264)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t 2 ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình: Dn = Tn ¯ Theo tính ch(cid:1193)t c(cid:1259)a phép XOR ta suy ra: Tn = Dn ¯ Qn

S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n:

Hình 3.70. Chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i TFF thành DFF

- TFFﬁ DFF: Th(cid:1269)c hi(cid:1227)n bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i hoàn toàn t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) (nh(cid:1133) tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) TFF

sang RSFF) ta có logic chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i:

Tn = KnQn + Jn nQ S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) TFF sang JKFF

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 67

Hình 3.71. Chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i TFF thành JKFF

DFF chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i thành TFF, RSFF, JKFF:

TFF:

- DFFﬁ DFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Dn TFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Tn ¯ (cid:264)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t 2 ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình ta có: Dn = Tn ¯ Qn S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i (hình 3.72):

Hình 3.72. Chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i DFF thành TFF

- DFFﬁ RSFF:

RSFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Sn + nR Qn

(cid:3) (cid:264)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t v(cid:1247)i ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình c(cid:1259)a DFF ta có: Dn = Sn + nR Qn S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i:

Hình 3.73. Chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i t(cid:883) DFF sang RSFF

- DFFﬁ JKFF:

Hoàn toàn t(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) ta có logic chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) DFF sang JKFF:

nQ + nK Qn

Dn = Jn

S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i trên hình 3.74:

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 68

Hình 3.74. Chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i DFF thành JKFF

RSFF chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i thành TFF, DFF, JKFF:

nR Qn

RSFF có pt: Qn+1 = Sn +

Sn Rn = 0 ((cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n c(cid:1259)a RSFF)

Khi th(cid:1269)c hi(cid:1227)n chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) RSFF sang các FF khác c(cid:1195)n ki(cid:1223)m tra (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n ràng bu(cid:1245)c c(cid:1259)a RSFF (cid:255)ó là: RnSn = 0.

- RSFFﬁ TFF:

TFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Tn ¯ Qn (cid:264)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t v(cid:1247)i ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình c(cid:1259)a RSFF ta có:

Qn = Tn nQ + nT Qn

Sn + nR Qn = Tn ¯ T(cid:1263) bi(cid:1223)u th(cid:1261)c này, n(cid:1219)u ta (cid:255)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t:

Sn = Tn nQ

Rn = Tn

thì suy ra:

Sn Rn = Tn nQ .Tn = Tn nQ „ nên không th(cid:1235)a mãn (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n c(cid:1259)a RSFF. Th(cid:1269)c hi(cid:1227)n bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i ti(cid:1219)p:

Qn Sn + nR Qn = Tn nQ + nT Qn = Tn nQ + nT Qn + nQ Qn n Sn + nR Qn = Tn nQ + ( nT + nQ )Qn = Tn nQ + nQ

(cid:264)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t 2 v(cid:1219) ta có:

Sn = Tn nQ Rn = Tn Qn th(cid:1235)a mãn (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n: RnSn = 0. (cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n: hình 3.75.

Hình 3.75. Chuy(cid:843)n (cid:255)(cid:861)i RSFF sang TFF

- RSFFﬁ DFF: Qn+1 = Dn

(cid:264)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t 2 ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình: Sn + nR Qn = Dn Th(cid:1269)c hi(cid:1227)n bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i:

(a)

Sn + nR Qn = Dn = Dn (Qn + nQ ) = Dn Qn + Dn nQ M(cid:1211)t khác bi(cid:1223)u th(cid:1261)c c(cid:1259)a RSFF có th(cid:1223) bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i nh(cid:1133) sau:

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 69

nQ ) + nR Qn = SnQn + Sn nQ + nR Qn

Sn + nR Qn = Sn(Qn +

(b) = SnQn (Rn + nR ) + Sn nQ + nR Qn nR + Sn nQ + nR Qn = SnQn = nR Qn (1 + Sn) + Sn nQ = nR Qn + Sn nQ

T(cid:1263) (a) và (b) ta có:

Dn Qn + Dn nQ = nR Qn + Sn nQ

(cid:264)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t 2 v(cid:1219) suy ra: Sn = Dn Rn = nD

th(cid:1235)a mãn (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n RnSn = 0. (cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n: hình 3.76. Hình 3.76. RSFFﬁ DFF

- RSFFﬁ JKFF:

(cid:264)(cid:1239)ng nh(cid:1193)t 2 ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a RSFF và JKFF ta có:

nQ + nK Qn

n K

n Q

nQ +

Qn+1 = Sn + nR Qn = Jn

nQ + nK Qn + Qn nQ = Jn

nQ + ( nK + nQ )Qn = Jn

= Jn So sánh ta có:

Sn = Jn nQ Rn = KnQn

th(cid:1235)a mãn (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1227)n c(cid:1259)a RSFF. (cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n: hình 3.77.

Hình 3.77. RSFFﬁ JKFF

nQ + nK Qn

JKFF chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i thành TFF, DFF, RSFF: Nh(cid:1133)(cid:3)(cid:255)ã trình bày (cid:1251) trên, JKFF là m(cid:1245)t FF v(cid:1189)n n(cid:259)ng, có th(cid:1223) dùng JKFF (cid:255)(cid:1223) thay th(cid:1219) cho RSFF ho(cid:1211)c dùng JKFF th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng DFF, TFF. S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n các m(cid:1189)ch này nh(cid:1133)(cid:3)(cid:1251) hình 3.67. Ph(cid:1195)n này t(cid:1201)p trung ch(cid:1261)ng minh các bi(cid:1223)u th(cid:1261)c logic chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) JKFF sang các FF khác.

JKFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Jn - JKFFﬁ TFF:

TFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Tn ¯

Qn = Tn nQ + nT Qn So sánh v(cid:1247)i ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình c(cid:1259)a JKFF ta suy ra logic chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i:

Jn = Tn Kn = Tn DFF: - JKFFﬁ

DFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic: Qn+1 = Dn Vi(cid:1219)t l(cid:1189)i bi(cid:1223)u th(cid:1261)c này ta có: Qn+1=Dn=Dn (Qn + nQ ) = DnQn+ Dn nQ So sánh v(cid:1247)i bi(cid:1223)u th(cid:1261)c c(cid:1259)a JKFF ta có logic chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i:

Jn = Dn Kn = nD

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 70

- JKFFﬁ RSFF:

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i RSFF có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic (cid:255)ã tìm (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:1251) công th(cid:1261)c (b):

(b) Qn+1 = Sn + nR Qn = Sn nQ + nR Qn

So sánh v(cid:1247)i ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a JKFF ta có logic chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i:

Jn = Sn Kn = Rn

b. Ph(cid:753)(cid:751)ng pháp dùng b(cid:811)ng (cid:255)(cid:815)u vào kích và b(cid:811)ng Karnaugh:

Trong ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp này, các (cid:255)(cid:1195)u vào d(cid:1267) li(cid:1227)u (data) c(cid:1259)a FF ban (cid:255)(cid:1195)u là hàm ra v(cid:1247)i các bi(cid:1219)n là tr(cid:1189)ng thái ngõ ra Qn và các (cid:255)(cid:1195)u vào data c(cid:1259)a FF c(cid:1195)n chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i. (cid:264)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i ta d(cid:1269)a vào (cid:69)(cid:1191)ng tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1259)a các FF và l(cid:1201)p b(cid:1191)ng Karnaugh, th(cid:1269)c hi(cid:1227)n t(cid:1237)i gi(cid:1191)n (cid:255)(cid:1223) tìm logic chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i. B(cid:1191)ng tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1195)u vào kích t(cid:1241)ng h(cid:1255)p nh(cid:1133) sau:

Qn 0 0 1 1 Qn+1 0 1 0 1 Sn 0 1 0 X Rn X 0 1 0 Jn 0 1 X X Kn X X 1 0 Tn 0 1 1 0 Dn 0 1 0 1

: J = f (T,Qn) và K = f (T,Qn) : J = f (D,Qn) và K = f (D,Qn)

: R = f (T,Qn) và S = f (T,Qn) : R = f (D,Qn) và S = f (D,Qn)

TFF DFF RSFF : J = f (S,R,Qn) và K = f (S,R,Qn) TFF DFF JKFF : R = f (J, K,Qn) và S = f (J,K,Qn)

Xét các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p c(cid:1257) th(cid:1223): - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) JKFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) JKFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) JKFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) RSFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) RSFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) RSFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) TFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) TFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) TFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) DFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) DFF ﬁ - chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) DFF ﬁ DFF RSFF JKFF TFF RSFF JKFF : T = f (D,Qn) : T = f (R,S,Qn) : T = f (J,K,Qn) : D = f (T,Qn) : D = f (R,S,Qn) : D = f (J,K,Qn)

DFF dùng ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp b(cid:1191)ng.

J = f (D, Qn) vaì K = f (D, Qn)

Ví d(cid:1257) 1: Chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) JKFF ﬁ Ta có các hàm c(cid:1195)n tìm: (cid:39)(cid:1269)a vào b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích t(cid:1241)ng h(cid:1255)p ta l(cid:1201)p b(cid:1191)ng Karnaugh:

1 0 0 1 0 1 X X J = D

1 0 0 X X 0 1 1 K = D

D D K Qn J Qn

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3. Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n Trang 71

(cid:55)(cid:1237)i gi(cid:1191)n theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 ta có: J = D và K = D .

RSFF dùng ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp b(cid:1191)ng.

Ví d(cid:1257) 2: Chuy(cid:1223)n (cid:255)(cid:1241)i t(cid:1263) JKFF ﬁ Ta có các hàm c(cid:1195)n tìm: J = f (S,R,Qn) K = f (S,R,Qn)

(cid:39)(cid:1269)a vào b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích t(cid:1241)ng h(cid:1255)p l(cid:1201)p b(cid:1191)ng Karnaugh (xem b(cid:1191)ng). (cid:55)(cid:1237)i gi(cid:1191)n theo d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 1 ta có: J = S và K = R.

SR SR 00 11 J Qn K Qn 00 0 11 X

X 0

10 01 1 0 0 1 X X X X J = S 10 01 0 X X X X 1 0 1 K = R

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 72

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4

(cid:43)(cid:1226) T(cid:1240) H(cid:1254)P

4.1.KHÁI NI(cid:1226)M CHUNG

Các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic AND, OR, NOR, NAND là các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic c(cid:1131) b(cid:1191)n còn (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n. Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p là h(cid:1227) có các ngõ ra là các hàm logic theo ngõ vào, (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u này ngh(cid:429)a là khi m(cid:1245)t trong các ngõ vào thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái l(cid:1201)p t(cid:1261)c làm cho ngõ ra thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái ngay ( n(cid:1219)u (cid:69)(cid:1235) qua th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) c(cid:1259)a các ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic) mà không ch(cid:1231)u (cid:1191)nh h(cid:1133)(cid:1251)ng c(cid:1259)a tr(cid:1189)ng thái ngõ ra tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó.

y1 y2 x1 x2 ................... (cid:43)(cid:1227) t(cid:1241) (cid:75)(cid:1255)p Xét m(cid:1245)t h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p có n ngõ vào và có m ngõ ra (hình 4.1), ta có: y1 = f(x1, x2, ..., xn ) y2 = f(x1, x2, ..., xn ) ym = f(x1, x2, ..., xn )

ym xn

Hình 4.1

m) theo các bi(cid:1219)n vào xi (i = 1 ‚ n) là tu(cid:484) thu(cid:1245)c vào

Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, s(cid:1269) thay (cid:255)(cid:1241)i c(cid:1259)a ngõ ra yj (j = 1 ‚ (cid:69)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p.

(cid:264)(cid:1211)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1131) b(cid:1191)n c(cid:1259)a h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p là tín hi(cid:1227)u ra t(cid:1189)i m(cid:1243)i th(cid:1249)i (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m ch(cid:1229) ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào giá tr(cid:1231) các tín

hi(cid:1227)u vào (cid:1251) th(cid:1249)i (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m (cid:255)ó mà không ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào giá tr(cid:1231) các tín hi(cid:1227)u ngõ ra (cid:1251) th(cid:1249)i (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó.

Trình t(cid:1269)(cid:3)(cid:255)(cid:1223) thi(cid:1219)t k(cid:1219) h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p theo các b(cid:1133)(cid:1247)c sau:

1. (cid:55)(cid:1263) yêu c(cid:1195)u th(cid:1269)c t(cid:1219) ta l(cid:1201)p b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch (h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p). 2. Dùng các ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp t(cid:1237)i thi(cid:1223)u (cid:255)(cid:1223) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hoá các hàm logic. 3. Thành l(cid:1201)p s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic (D(cid:1269)a vào ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic (cid:255)ã t(cid:1237)i gi(cid:1191)n). 4. Thành l(cid:1201)p s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p.

Các m(cid:1189)ch t(cid:1241) h(cid:1255)p thông d(cid:1257)ng:

- (cid:48)(cid:1189)ch mã hoá - gi(cid:1191)i mã - (cid:48)(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh - phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng - (cid:48)(cid:1189)ch so sánh - (cid:48)(cid:1189)ch s(cid:1237) h(cid:1233)c ....v....v....

4.2. M(cid:1188)CH MÃ HOÁ & M(cid:1188)CH GI(cid:1190)I MÃ

4.2.1. Khái ni(cid:1227)m:

(cid:48)(cid:1189)ch mã hoá (ENCODER) là m(cid:1189)ch có nhi(cid:1227)m v(cid:1257) bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i nh(cid:1267)ng ký hi(cid:1227)u quen thu(cid:1245)c v(cid:1247)i con ng(cid:1133)(cid:1249)i sang nh(cid:1267)ng ký hi(cid:1227)u không quen thu(cid:1245)c con ng(cid:1133)(cid:1249)i. Ng(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1189)i, m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã (DECODER) là (cid:80)(cid:1189)ch làm nhi(cid:1227)m v(cid:1257) bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i nh(cid:1267)ng ký hi(cid:1227)u không quen thu(cid:1245)c v(cid:1247)i con ng(cid:1133)(cid:1249)i sang nh(cid:1267)ng ký hi(cid:1227)u quen thu(cid:1245)c v(cid:1247)i con ng(cid:1133)(cid:1249)i.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 73

4.2.2. M(cid:1189)ch mã hoá (Encoder)

1. M(cid:1189)ch mã hoá nh(cid:1231) phân

Xét m(cid:1189)ch mã hóa nh(cid:1231) phân t(cid:1263) 8 sang 3 (8 ngõ vào và 3 ngõ ra). S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i c(cid:1259)a m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho

trên hình 4.2.

x0 C x2

8 ﬁ

3

A x7

Hình 4.2 S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) kh(cid:857)i m(cid:809)ch mã hóa nh(cid:851) phân t(cid:883) 8 sang 3

Trong (cid:255)ó:

- x0, x1,..., x7 là 8 (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng tín hi(cid:1227)u vào - A, B, C là 3 ngõ ra.

(cid:48)(cid:1189)ch mã hóa nh(cid:1231) phân th(cid:1269)c hi(cid:1227)n bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i tín hi(cid:1227)u ngõ vào thành m(cid:1245)t t(cid:1263) mã nh(cid:1231) phân t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng

100 111

(cid:1251) ngõ ra, c(cid:1257) th(cid:1223) nh(cid:1133) sau: 000 3 ﬁ 001 4 ﬁ 010 5 ﬁ 0 ﬁ 1 ﬁ 2 ﬁ 011 6 ﬁ 100 7 ﬁ 101

Ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tác (cid:255)(cid:1245)ng (tích c(cid:1269)c) (cid:1251) ngõ vào là m(cid:1261)c logic 1, ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng

(cid:70)(cid:1259)a m(cid:1189)ch :

x0 1 0 0 0 0 0 0 0 x1 0 1 0 0 0 0 0 0 x2 0 0 1 0 0 0 0 0 x3 0 0 0 1 0 0 0 0 x4 0 0 0 0 1 0 0 0 x5 0 0 0 0 0 1 0 0 x6 0 0 0 0 0 0 1 0 A 0 1 0 1 0 1 0 1 x7 C B 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1

Gi(cid:1191)i thích b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái: Khi m(cid:1245)t ngõ vào (cid:1251) tr(cid:1189)ng thái tích c(cid:1269)c (m(cid:1261)c logic 1) và các ngõ vào còn l(cid:1189)i không (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c tích c(cid:1269)c (m(cid:1261)c logic 0) thì ngõ ra xu(cid:1193)t hi(cid:1227)n t(cid:1263) mã t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng. C(cid:1257) th(cid:1223) là: khi ngõ vào x0=1 và các ngõ vào còn l(cid:1189)i b(cid:1205)ng 0 thì t(cid:1263) mã (cid:1251) ngõ ra là 000, khi ngõ vào x1=1 và các ngõ vào còn l(cid:1189)i b(cid:1205)ng 0 thì t(cid:1263) mã nh(cid:1231) phân (cid:1251) ngõ ra là 001, ..v..v..

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic t(cid:1237)i gi(cid:1191)n:

A = x1 + x3 + x5 + x7 B = x2 + x3 + x6 + x7 C= x4 + x5 + x6 + x7

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 74

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic th(cid:1269)c hi(cid:1227)n m(cid:1189)ch mã hóa nh(cid:1231) phân t(cid:1263) 8 sang 3 (hình 4.3): Bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng c(cid:1241)ng logic dùng Diode (hình 4.4):

Hình 4.3 M(cid:809)ch mã hóa nh(cid:851) phân t(cid:883) 8 sang 3

x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7

A C B

Hình 4.4 M(cid:809)ch mã hóa nh(cid:851) phân t(cid:883) 8 sang 3 s(cid:885) d(cid:877)ng diode

N(cid:1219)u ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tác (cid:255)(cid:1245)ng tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ vào là m(cid:1261)c logic 0, b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a (cid:80)(cid:1189)ch lúc này nh(cid:1133) sau: x0 0 1 1 1 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 x4 1 1 1 1 0 1 1 1 x3 1 1 1 0 1 1 1 1 x2 1 1 0 1 1 1 1 1 x1 1 0 1 1 1 1 1 1 x6 1 1 1 1 1 1 0 1 x5 1 1 1 1 1 0 1 1 x7 1 1 1 1 1 1 1 0

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic t(cid:1237)i gi(cid:1191)n :

xxxx 3

A = x 1 + x 3 + x 5 + x 7 =

xxxx 3

B = x 2 + x 3 + x 6 + x 7 =

xxxx 5

C = x 4 + x 5 + x 6 + x 7 =

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 75

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n cho trên hình 4.5

Hình 4.5 M(cid:809)ch mã hóa nh(cid:851) phân 8 sang 3 ngõ vào tích c(cid:889)c m(cid:881)c 0

2. M(cid:1189)ch mã hoá th(cid:1201)p phân

x0 D x1 C 10 ﬁ 4 B

A x9

Hình 4.6 S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) kh(cid:857)i m(cid:809)ch mã hóa t(cid:883) 10 sang 4

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch :

x0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 x2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 x4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 x5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 x6 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 x7 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 x8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 x3 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 x9 D C B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic (cid:255)ã t(cid:1237)i gi(cid:1191)n:

A = x1 + x3 + x5 + x7 + x9 B = x2 + x3 + x6 + x7 C = x4 + x5 + x6 + x7

D = x8 + x9

Bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic (hình 4.7)

D C

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 76

Hình 4.7 S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch mã hóa th(cid:821)p phân t(cid:883) 10 ﬁ 4

Bi(cid:1223)u di(cid:1225)n s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) này b(cid:1205)ng c(cid:1241)ng logic s(cid:1265) d(cid:1257)ng Diode (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 4.8

D C B A

Hình 4.8

3. M(cid:1189)ch mã hoá (cid:1133)u tiên

Trong hai m(cid:1189)ch mã hoá (cid:255)ã xét (cid:1251) trên, tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1195)u vào t(cid:1239)n t(cid:1189)i (cid:255)(cid:1245)c l(cid:1201)p t(cid:1261)c là không có tình hu(cid:1237)ng có 2 tín hi(cid:1227)u tr(cid:1251) lên (cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i tác (cid:255)(cid:1245)ng (cid:1251) m(cid:1261)c logic 1 (n(cid:1219)u ta ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ vào là m(cid:1261)c logic 1), th(cid:1269)c t(cid:1219)(cid:3)(cid:255)ây là tình hu(cid:1237)ng hoàn toàn có th(cid:1223) x(cid:1191)y ra, do (cid:255)ó c(cid:1195)n ph(cid:1191)i (cid:255)(cid:1211)t ra v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221)(cid:3)(cid:1133)u tiên.

(cid:57)(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221)(cid:3)(cid:1133)u tiên: Khi có nhi(cid:1221)u tín hi(cid:1227)u vào (cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i tác (cid:255)(cid:1245)ng, tín hi(cid:1227)u nào có m(cid:1261)c (cid:1133)u tiên cao (cid:75)(cid:1131)n (cid:1251) th(cid:1249)i (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m (cid:255)ang xét s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:1133)u tiên tác (cid:255)(cid:1245)ng, t(cid:1261)c là n(cid:1219)u ngõ vào có (cid:255)(cid:1245)(cid:3)(cid:1133)u tiên cao h(cid:1131)n b(cid:1205)ng 1

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 77

trong khi nh(cid:1267)ng ngõ vào có (cid:255)(cid:1245)(cid:3)(cid:1133)u tiên th(cid:1193)p h(cid:1131)n n(cid:1219)u b(cid:1205)ng 1 thì m(cid:1189)ch s(cid:1217) t(cid:1189)o ra t(cid:1263) mã nh(cid:1231) phân (cid:1261)ng (cid:89)(cid:1247)i ngõ vào có (cid:255)(cid:1245)(cid:3)(cid:1133)u tiên cao nh(cid:1193)t. Xét m(cid:1189)ch mã hoá (cid:1133)u tiên 4 ﬁ 2 (4 ngõ vào, 2 ngõ ra) (hình 4.9).

(cid:37)(cid:811)ng tr(cid:809)ng thái x0 B

4 ﬁ 2 A x1 x2 x3

x3 0 0 0 1

Hình 4.9 x2 0 0 1 x A 0 1 0 1 x1 0 1 x x B 0 0 1 1 x0 1 x x x

(cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái có th(cid:1223) vi(cid:1219)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic các ngõ ra A và B:

3x.2x +

3x =

2x.1x +

= A = x1.

3x.2x

B =

Hình 4.10 S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) logic m(cid:809)ch mã hóa (cid:753)u tiên 4 ﬁ 2

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic: hình 4.10.

M(cid:1245)t s(cid:1237) vi m(cid:1189)ch mã hóa (cid:1133)u tiên thông d(cid:1257)ng: 74LS147, 74LS148.

4.2.3. M(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã (Decoder)

1. M(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã nh(cid:1231) phân

4 (2 ngõ vào, 4 ngõ ra) nh(cid:1133) trên hình 4.11

Xét m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã nh(cid:1231) phân 2 ﬁ Ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ ra là m(cid:1261)c logic 1.

Baíng traûng thaïi mä taí hoaût âäüng cuía maûch

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 78

2 ﬁ 4 A

y1 y2 y3

A.B

B.A

A.B

A 0 1 0 1 B 0 0 1 1 y3 0 0 0 1 y2 0 0 1 0 y1 0 1 0 0 y0 1 0 0 0 Hình 4.11 M(cid:809)ch gi(cid:811)i mã 2 sang 4

y0 y 2

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic t(cid:1237)i gi(cid:1191)n và s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n y1 y3

Bi(cid:1223)u di(cid:1225)n b(cid:1205)ng c(cid:1241)ng logic dùng Diode.

y1 +Ec

B Hình 4.13. M(cid:809)ch gi(cid:811)i mã 2 ﬁ

A B

4 dùng diode

Tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ ra là m(cid:1261)c logic 0 (m(cid:1261)c logic th(cid:1193)p) ta có s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i m(cid:1189)ch

gi(cid:1191)i mã (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 4.14.

(cid:37)(cid:811)ng tr(cid:809)ng thái y0 B y1

2ﬁ 4 y2 A y3

A 0 1 0 1 B 0 0 1 1 y3 1 1 1 0 y2 1 1 0 1 y1 1 0 1 1 y0 0 1 1 1 Hình 4.14. M(cid:881)c tích c(cid:889)c ngõ ra là m(cid:881)c th(cid:813)p

= A.BAB

y 0

= .ABAB

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

= =

+ ABAB2y += AB3y B.A

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 79

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n:

B x1

A x2

Hình 4.15. M(cid:809)ch gi(cid:811)i mã 2 ﬁ 4 v(cid:867)i ngõ ra m(cid:881)c tích c(cid:889)c th(cid:813)p

2. M(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã th(cid:1201)p phân

a. Gi(cid:811)i mã (cid:255)èn NIXIE

(cid:264)èn NIXIE là lo(cid:1189)i (cid:255)èn (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1265) lo(cid:1189)i Katod l(cid:1189)nh (Katod không (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nung nóng b(cid:1251)i tim (cid:255)èn), có

(cid:70)(cid:1193)u t(cid:1189)o g(cid:1239)m m(cid:1245)t Anod và 10 Katod mang hình các s(cid:1237) t(cid:1263) 0 (cid:255)(cid:1219)n 9.

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) khai tri(cid:1223)n c(cid:1259)a (cid:255)èn (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 4.16:

Anod

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Hình 4.16. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) khai tri(cid:843)n c(cid:879)a (cid:255)èn NIXIE

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i c(cid:1259)a m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã dèn NIXIE

y0 D

y1 C 4ﬁ 10 B

A y9

Hình 4.17. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) kh(cid:857)i m(cid:809)ch gi(cid:811)i mã (cid:255)èn NIXIE

Ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ ra là m(cid:1261)c logic 1, lúc (cid:255)ó b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch nh(cid:1133) sau:

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 80

D C 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 B A 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 y0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 y2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 y3 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 y4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 y5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 y6 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 y7 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 y8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 y9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

ABCD

BACD

ABCD

ACBD

CBAD

y 2 y6

y3 y7

ABCD

y0 y 4 y8

ABCDy1 y5 ABCD y9

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã (cid:255)èn NIXIE (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 4.18 và 4.19:

Hình 4.18. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) th(cid:889)c hi(cid:847)n b(cid:825)ng c(cid:861)ng logic

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 81

VCC

y0 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9

Hình 4.19. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) th(cid:889)c hi(cid:847)n dùng diode

b. Gi(cid:811)i mã (cid:255)èn LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:809)n

(cid:264)èn LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n có c(cid:1193)u t(cid:1189)o g(cid:1239)m 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n, m(cid:1243)i (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n là 1 (cid:255)èn LED. Tu(cid:484) theo cách n(cid:1237)i các Kathode

(Cat(cid:1237)t) ho(cid:1211)c các Anode (An(cid:1237)t) c(cid:1259)a các LED trong (cid:255)èn, mà ng(cid:1133)(cid:1249)i ta phân thành hai lo(cid:1189)i:

LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n lo(cid:1189)i Anode chung:

f b

g e c

d a b c d e f g

Hình 4.20. LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n lo(cid:1189)i Anode chung

LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n lo(cid:1189)i Kathode chung :

c e a b d f g

Hình 4.21. LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:809)n lo(cid:809)i Kathode chung

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 82

(cid:1260)ng v(cid:1247)i m(cid:1243)i lo(cid:1189)i LED khác nhau ta có m(cid:1245)t m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã riêng. S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i c(cid:1259)a m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã

LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n nh(cid:1133) sau:

(cid:48)(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n (4ﬁ 7) D a b c d e f g

Hình 4.22. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) kh(cid:857)i m(cid:809)ch gi(cid:811)i mã LED 7(cid:255)(cid:82)(cid:809)n

Gi(cid:1191)i mã LED 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n lo(cid:1189)i Anode chung:

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i LED b(cid:1191)y (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n lo(cid:1189)i anode chung, vì các anode c(cid:1259)a các (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n led (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i chung v(cid:1247)i nhau và (cid:255)(cid:1133)a lên m(cid:1261)c logic 1 (5V), nên mu(cid:1237)n (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n led nào t(cid:1203)t ta n(cid:1237)i kathode t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng lên m(cid:1261)c logic 1 (5V) và ng(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1189)i mu(cid:1237)n (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n led nào sáng ta n(cid:1237)i kathode t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng xu(cid:1237)ng mass (m(cid:1261)c logic 0).

Ví d(cid:1257): (cid:264)(cid:1223) hi(cid:1223)n th(cid:1231) s(cid:1237) 0 ta n(cid:1237)i kathode c(cid:1259)a (cid:255)èn g lên m(cid:1261)c logic 1 (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)èn g t(cid:1203)t, và n(cid:1237)i các kathode

(cid:70)(cid:1259)a (cid:255)èn a, b, c, d, e, f xu(cid:1237)ng mass nên ta th(cid:1193)y s(cid:1237) 0.

Lúc (cid:255)ó b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã LED b(cid:1191)y (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n lo(cid:1189)i Anode chung nh(cid:1133)

e 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 c 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 f 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 b 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0

D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 B C A 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 g d a 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X S(cid:1237) hi(cid:1223)n th(cid:1231) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 X X X X X X

Dùng b(cid:1191)ng Karnaugh (cid:255)(cid:1223) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa m(cid:1189)ch trên. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa có th(cid:1223) vi(cid:1219)t (cid:1251) d(cid:1189)ng

chính t(cid:1203)c 1 (t(cid:1241)ng c(cid:1259)a các tích s(cid:1237)) ho(cid:1211)c d(cid:1189)ng chính t(cid:1203)c 2 (tích c(cid:1259)a các t(cid:1241)ng s(cid:1237)):

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 83

+ )(CAC.(D.B

ACDBADCBA)

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a ngõ ra a: a DC (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: BA a =

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1:

+ ABCDABC

a =

00 0 1 0 0 01 1 0 0 0 11 x x x x 10 0 0 x x 00 01 11 10 (cid:47)(cid:753)u ý: Trên b(cid:811)ng Karnaugh chúng ta (cid:255)ã th(cid:889)c hi(cid:847)n t(cid:857)i thi(cid:843)u hóa theo (cid:71)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2.

)BAB)(

+ B)ABC(A

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a ngõ ra b: DC (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: b BA

b =

.C(A C(A ¯ (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1:

C(A ¯

ABC

ACB

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a ngõ ra c:

b = = 00 0 0 0 0 01 0 1 0 1 11 x x x x 10 0 0 x x 00 01 11 10

DC (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: c BA

CAB

c =

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1:

ABCD

c =

00 01 11 10 0 0 0 0 x 0 x 1

x x x x

0 0 0 0

00 01 11 10

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a ngõ ra d:

CB)(CBA(D

D)(A

)(AB

DC d BA (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: ++ d =

+ DCBADABC

DCBA (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1:

+ ABCDABC

CBA

d =

00 01 11 10 0 0 0 1 x 0 x 0

x x x x

1 0 1 0

00 01 11 10

B.(

A)(C

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra e: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: e BA e =

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1:

ABC +

e =

00 01 11 10 0 0 1 1 x 1 x 0

x x x x

1 1 1 0

00 01 11 10

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 84

)(AC

B)(B

D)CB

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra f: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: + + f = f BA

DCBDCADAB

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1:

+ BCDACD

f =

00 01 11 10 0 0 0 1 x 1 x 1

x x x x

0 0 1 0

00 01 11 10

(AD

C)(B

BB)(

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra g: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: g BA

+ CBADDCB

g =

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1:

CBAD

BCD

g =

00 01 11 10 0 1 0 1 x 0 x 0

x x x x

0 0 1 0

00 01 11 10

Xét m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã (cid:255)èn led 7 (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n lo(cid:1189)i Kathode chung: Ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ ra là m(cid:1261)c logic 1. Vì Kathode c(cid:1259)a các (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n led (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i chung và (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i xu(cid:1237)ng m(cid:1261)c logic 0 (0V-mass) nên mu(cid:1237)n (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n led nào t(cid:1203)t ta (cid:255)(cid:1133)a Anode t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng xu(cid:1237)ng (cid:80)(cid:1261)c logic 0 (0V-mass).

Ví d(cid:1257): (cid:264)(cid:1223) hi(cid:1223)n th(cid:1231) s(cid:1237) 0 ta n(cid:1237)i Anode c(cid:1259)a (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n led g xu(cid:1237)ng m(cid:1261)c logic 0 (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:82)(cid:1189)n g t(cid:1203)t, (cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i các kathode c(cid:1259)a (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n a, b, c, d, e, f (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i lên ngu(cid:1239)n nên các (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n này s(cid:1217) sáng do (cid:255)ó ta th(cid:1193)y s(cid:1237) 0.

Lúc (cid:255)ó b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch nh(cid:1133) sau:

e 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 c 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 f 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 b 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1

D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 B C A 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 a d g 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

(cid:55)(cid:1133)(cid:1131)ng t(cid:1269) nh(cid:1133) tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p trên, ta c(cid:458)ng dùng b(cid:1191)ng Karnaugh (cid:255)(cid:1223) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa hàm m(cid:1189)ch và (cid:255)i tìm ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic t(cid:1237)i gi(cid:1191)n các ngõ ra c(cid:1259)a các (cid:255)(cid:82)(cid:1189)n led: (L(cid:1133)u ý trong nh(cid:1267)ng b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1239) Karnaugh sau ta th(cid:889)c hi(cid:847)n t(cid:857)i thi(cid:843)u hóa theo d(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1)

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 85

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra a: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1: a BA

++ CABD (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2: +++

CBA(

D)(A

)CB

a =

++ B

00 01 11 10 1 1 1 0 x 1 x 1

x x x x

0 1 1 1

00 01 11 10

BAC

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra b: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1: b BA ¯ b = C + BA + B A

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2:

b = ( C +B + A )( C + B +A)

+ C

+ AB

BACBA

¯ =

00 01 11 10 1 1 1 1 x 1 x 1

x x x x

1 0 1 0

00 01 11 10

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra c: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1: c BA

c = B + A + C (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2:

c = C + B + A

00 01 11 10 1 1 1 1 x 1 x 0

x x x x

1 1 1 1

00 01 11 10

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra d: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1: d BA

CBA

d = D+B A + C A +B C +

+++

CBA)(CBA)(CB

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2:

+++

CBAB)(ABAC(

d =

00 01 11 10 1 1 1 0 x 1 x 1

x x x x

0 1 0 1

00 01 11 10

+++

+ (C

CBAB)(

¯ =

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra e: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1: e BA

e = A .B + C A (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2:

e = A ( C + B) = A C + A .B

00 01 11 10 1 1 0 0 x 0 x 1

x x x x

0 0 0 1

00 01 11 10

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 86

DC Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra f: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1: f BA f = D+ C B + B A + C A

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2:

f = ( B + A )( D+C+ A )(C+ B )

= D + B C + A C + A B

00 01 11 10 1 1 1 0 x 0 x 0

x x x x

1 1 0 1

00 01 11 10

DC g BA Ph(cid:753)(cid:751)ng trình logic c(cid:879)a ngõ ra g: (cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 1:

g =D+C B +B A +B C

(cid:39)(cid:809)ng chính t(cid:823)c 2:

g =( C + B + A )(B+C+D)

00 01 11 10 1 0 1 0 x 1 x 1

1 1 0 1

x x x x

00 01 11 10

4.3. M(cid:1188)CH CH(cid:1232)N KÊNH - PHÂN (cid:264)(cid:1132)(cid:1248)NG

4.3.1. (cid:264)(cid:1189)i c(cid:1133)(cid:1131)ng

(cid:48)(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh còn g(cid:1233)i là m(cid:1189)ch h(cid:1255)p kênh (ghép kênh) là m(cid:1189)ch có ch(cid:1261)c n(cid:259)ng ch(cid:1233)n l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t 1 trong N kênh vào (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)a (cid:255)(cid:1219)n ngõ ra duy nh(cid:1193)t (ngõ ra duy nh(cid:1193)t (cid:255)ó g(cid:1233)i là (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng truy(cid:1221)n chung). Do (cid:255)ó, m(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh còn g(cid:1233)i là m(cid:1189)ch chuy(cid:1223)n d(cid:1267) li(cid:1227)u song song (cid:1251) ngõ vào thành d(cid:1267) li(cid:1227)u n(cid:1237)i ti(cid:1219)p (cid:1251) ngõ ra, (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là Multiplex (vi(cid:1219)t t(cid:1203)t là MUX).

(cid:48)(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng (cid:1251)(cid:3)(cid:255)(cid:1195)u phát còn m(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng (cid:1251) (cid:255)(cid:1195)u thu. M(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng còn g(cid:1233)i là m(cid:1189)ch tách kênh (phân kênh, gi(cid:1191)i (cid:255)a h(cid:1255)p), m(cid:1189)ch này có nhi(cid:1227)m (cid:89)(cid:1257) tách N ngu(cid:1239)n d(cid:1267) li(cid:1227)u khác nhau (cid:1251) cùng m(cid:1245)t (cid:255)(cid:1195)u vào (cid:255)(cid:1223) r(cid:1217) ra N ngõ ra khác nhau. Do (cid:255)ó, m(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng còn g(cid:1233)i là m(cid:1189)ch chuy(cid:1225)n d(cid:1267) li(cid:1227)u n(cid:1237)i ti(cid:1219)p (cid:1251) ngõ vào thành d(cid:1267) li(cid:1227)u song song (cid:1251) ngõ ra, (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là Demultiplex (vi(cid:1219)t t(cid:1203)t là DEMUX).

4.3.2. M(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh

y Xét m(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n có 4 ngõ vào và 1 ngõ ra nh(cid:1133) hình 4.23a. Trong (cid:255)ó: 4 ﬁ 1

x1 x2 x3 x4

+ x1, x2, x3, x4 : Các kênh d(cid:1267) li(cid:1227)u vào. : (cid:264)(cid:1133)(cid:1249)ng truy(cid:1221)n chung. + Ngõ ra y : Các ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n + c1, c2 c1 c2 (cid:57)(cid:1201)y m(cid:1189)ch này gi(cid:1237)ng nh(cid:1133) 1 chuy(cid:1223)n m(cid:1189)ch (hình 4.23b): Hình 4.23a. M(cid:809)ch ch(cid:853)n kênh

x1 x2 x3 x4

Hình 4.23b

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 87

(cid:264)(cid:1223) thay (cid:255)(cid:1241)i l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t t(cid:1263) x1 ﬁ

x4 ph(cid:1191)i có (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n do (cid:255)ó (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i m(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh (cid:255)(cid:1223) ch(cid:1233)n l(cid:1195)n (cid:79)(cid:1133)(cid:1255)t t(cid:1263) 1 trong 4 kênh vào c(cid:1195)n có các ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n c1, c2. N(cid:1219)u có N kênh vào thì c(cid:1195)n có n ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n th(cid:1235)a mãn quan h(cid:1227): N=2n. Nói cách khác: S(cid:1237) t(cid:1241) h(cid:1255)p ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:843)n b(cid:825)ng s(cid:857) (cid:79)(cid:753)(cid:875)ng các kênh vào.

Vi(cid:1227)c ch(cid:1233)n d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) 1 trong 4 ngõ vào (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)a (cid:255)(cid:1219)n (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng truy(cid:1221)n chung là tùy thu(cid:1245)c vào t(cid:1241) h(cid:1255)p

tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n tác (cid:255)(cid:1245)ng (cid:255)(cid:1219)n hai ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n c1, c2. y = x1 (x1(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i t(cid:1247)i ngõ ra y). y = x2 (x2(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i t(cid:1247)i ngõ ra y). y = x3 (x3(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i t(cid:1247)i ngõ ra y). y = x4 (x4(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i t(cid:1247)i ngõ ra y). + c1 = 0, c2 = 0 ﬁ + c1 = 0, c2 = 1 ﬁ + c1 = 1, c2 = 0 ﬁ + c1 = 1, c2 = 1 ﬁ

y c1 c2

0 0 x1 (cid:57)(cid:1201)y tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n ph(cid:1191)i liên t(cid:1257)c (cid:255)(cid:1223) d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) các kênh (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c liên t(cid:1257)c (cid:255)(cid:1133)a (cid:255)(cid:1219)n ngõ ra. T(cid:1263)(cid:3)(cid:255)ó ta l(cid:1201)p (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh. c2 0 1

2c .x1 + 1c c2.x2 + c1 2c .x3 + c1.c2.x4

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch : 1 c3 0

1 1 c4 y = 1c (cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

c1 c2

x1 x1 1

x2 x2 2 y

x3 x3 3

x4 x4 4

Hình 4.24. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) logic m(cid:809)ch ch(cid:853)n kênh t(cid:883) 4ﬁ 1

Bây gi(cid:1249), xét m(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh có 4 ngõ vào và 1 ngõ ra, nh(cid:1133)ng l(cid:1189)i có 4 ngõ (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n. Lúc này, ta không d(cid:1269)a vào t(cid:1241) h(cid:1255)p tín hi(cid:1227)u tác (cid:255)(cid:1245)ng lên ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n, mà ch(cid:1229) xét (cid:255)(cid:1219)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n. Ta s(cid:1217) ch(cid:1233)n m(cid:1245)t trong hai m(cid:1261)c logic 1 ho(cid:1211)c m(cid:1261)c logic 0 làm m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c, n(cid:1219)u 1 ngõ vào trong s(cid:1237) 4 ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n t(cid:1239)n t(cid:1189)i m(cid:1261)c logic tích c(cid:1269)c (m(cid:1261)c 1 ho(cid:1211)c m(cid:1261)c 0) thì kênh d(cid:1267) li(cid:1227)u vào có cùng ch(cid:1229) s(cid:1237) v(cid:1247)i ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (cid:255)ó s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c k(cid:1219)t n(cid:1237)i v(cid:1247)i ngõ ra. Trên hình 4.25 bi(cid:1223)u di(cid:1225)n m(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh v(cid:1247)i s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n b(cid:1205)ng s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng kênh vào.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 88

N(cid:1219)u ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c c(cid:1259)a các ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n là m(cid:1261)c logic 1, ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch nh(cid:1133) sau:

y 4 ﬁ 1

x1 x2 x3 x4

c1 c2 c3 c4

Hình 4.25. M(cid:809)ch ch(cid:853)n kênh v(cid:867)i s(cid:857) l(cid:753)(cid:875)ng ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:841)u khi(cid:843)n b(cid:825)ng s(cid:857) kênh vào

c1 1 0 0 0 c2 0 1 0 0 c3 0 0 1 0 c4 0 0 0 1 y x1 x2 x3 x4

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

y = c1. x1 + c2. x2 + c3. x3 + c4. x4

Ý ngh(cid:429)a trong th(cid:1269)c t(cid:1219) c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

+ c1, c2, c3, c4 : Có th(cid:1223) hi(cid:1223)u là các (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) (ngu(cid:1239)n và (cid:255)ích). + x1, x2, x3, x4 : Thông tin c(cid:1195)n truy(cid:1221)n (cid:255)i.

4.3.3. M(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng

Xét m(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1131)n gi(cid:1191)n có 1 ngõ vào và 4 ngõ ra ký hi(cid:1227)u nh(cid:1133) sau :

x 1 ﬁ 4 x

y1 y2 y3 y4 y1 y2 y3 y4

c1 c2

Hình 4.26. M(cid:809)ch phân (cid:255)(cid:753)(cid:869)ng (cid:255)(cid:751)n gi(cid:811)n t(cid:883) 1 ﬁ 4

Trong (cid:255)ó:

+ x là kênh d(cid:1267) li(cid:1227)u vào. + y1, y2, y3, y4 các ngõ ra d(cid:1267) li(cid:1227)u; c1, c2 các ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n.

Ta có th(cid:1223) th(cid:1193)y m(cid:1189)ch này th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng nh(cid:1133) 1 chuy(cid:1223)n m(cid:1189)ch (hình v(cid:1217) 4.26). Tùy thu(cid:1245)c vào t(cid:1241) h(cid:1255)p tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n tác d(cid:1257)ng vào m(cid:1189)ch mà l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t tín hi(cid:1227)u t(cid:1263) ngõ vào x s(cid:1217)

chuy(cid:1225)n (cid:255)(cid:1219)n ngõ ra y1, y2, y3, y4 m(cid:1245)t cách t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng. Lúc (cid:255)ó b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch : c1 0 0 1 1 c2 0 1 0 1 y2 0 x 0 0 y1 x 0 0 0 y3 0 0 x 0 y4 0 0 0 x

Trang 89 Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic các ngõ ra:

2c .x

y1 = 1c

y2 = 1c c2.x

y3 = c1 2c .x y4 = c1 c2.x

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 4.27:

c1 c2

1

2

3

4

Hình 4.27. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) logic th(cid:889)c hi(cid:847)n m(cid:809)ch phân (cid:255)(cid:753)(cid:869)ng

(cid:49)(cid:1219)u x = 1 và hoán (cid:255)(cid:1241)i ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n thành ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u thì m(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng chuy(cid:1223)n thành m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã nh(cid:1231) phân. Vì v(cid:1201)y, nhà s(cid:1191)n xu(cid:1193)t (cid:255)ã ch(cid:1219) t(cid:1189)o IC (cid:255)(cid:1191)m b(cid:1191)o c(cid:1191) hai ch(cid:1261)c n(cid:259)ng: gi(cid:1191)i mã và gi(cid:1191)i (cid:255)a h(cid:1255)p (Decode/Demultilex). Ví d(cid:1257): các IC 74138, 74139, 74154: gi(cid:1191)i mã và phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng tùy thu(cid:1245)c vào cách n(cid:1237)i chân.

Trong tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p t(cid:1241)ng quát, m(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng có 1 ngõ vào và 2n ngõ ra: (cid:255)(cid:1223) tách N=2n ngu(cid:1239)n d(cid:1267) li(cid:1227)u khác nhau c(cid:1195)n có n ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n, lúc (cid:255)ó s(cid:1237) t(cid:1241) h(cid:1255)p ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n b(cid:1205)ng s(cid:1237) (cid:79)(cid:1133)(cid:1255)ng ngõ ra.

x 1 ﬁ 4

y1 y2 y3 y4

c1 c2 c4 c3

Hình 4.28 Tuy nhiên trong th(cid:1269)c t(cid:1219), ta còn g(cid:1211)p m(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng có s(cid:1237) (cid:79)(cid:1133)(cid:1255)ng ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n b(cid:1205)ng s(cid:1237) ngõ ra (hình 4.28). Lúc (cid:255)ó ch(cid:1229) xét (cid:255)(cid:1219)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta ch(cid:1233)n m(cid:1245)t trong hai m(cid:1261)c logic 1 ho(cid:1211)c m(cid:1261)c logic 0 làm m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c. Gi(cid:1191) s(cid:1265) ch(cid:1233)n m(cid:1261)c logic 1 là m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c: n(cid:1219)u 1 ngõ vào trong s(cid:1237) 4 ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n t(cid:1239)n t(cid:1189)i m(cid:1261)c logic 1 (m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c), thì ngõ ra d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng có cùng ch(cid:1229) s(cid:1237) v(cid:1247)i ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (cid:255)ó s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:81)(cid:1237)i v(cid:1247)i ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u chung x. Ví d(cid:1257):

c1 = 1 ﬁ c3 = 1 ﬁ x = y1 c2 = 1 ﬁ c4 = 1 ﬁ x = y3 x = y2 x = y4

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 90

Lúc (cid:255)ó b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

c1 1 0 0 0 c2 0 1 0 0 c3 0 0 1 0 c4 y2 y1 0 X 0 0 0 1 y3 0 0 X 0 0 0 y4 0 0 0 X 0 0 X 0

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic và s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 4.29:

y1 = c1 x y2 = c2 x y3 = c3 x y4 = c4 x

Gi(cid:1191)i thích ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

+ Khi c1=1, c2= c3 = c4 = 0 ch(cid:1229) có c(cid:1241)ng AND(1) thông cho d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) x n(cid:1237)i (cid:255)(cid:1219)n (cid:255)(cid:1195)u ra y1. + Khi c2=1, c1= c3 = c4 = 0 ch(cid:1229) có c(cid:1241)ng AND(2) thông cho d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) x n(cid:1237)i (cid:255)(cid:1219)n (cid:255)(cid:1195)u ra y2. + Khi c3=1, c2 = c1= c4 = 0 ch(cid:1229) có c(cid:1241)ng AND(3) thông cho d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) x n(cid:1237)i (cid:255)(cid:1219)n (cid:255)(cid:1195)u ra y3. + Khi c4=1, c2= c3 = c1= 0 ch(cid:1229) có c(cid:1241)ng AND(4) thông cho d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) x n(cid:1237)i (cid:255)(cid:1219)n (cid:255)(cid:1195)u ra y4. Vì m(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:1251)(cid:3)(cid:255)(cid:1195)u phát và m(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:1251)(cid:3)(cid:255)(cid:1195)u thu nên (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1191)m b(cid:1191)o d(cid:1267) li(cid:1227)u (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c chuy(cid:1223)n (cid:255)úng kênh thì m(cid:1189)ch ch(cid:1233)n kênh và m(cid:1189)ch phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng ph(cid:1191)i (cid:255)(cid:1239)ng (cid:69)(cid:1245) v(cid:1247)i nhau.

c3 c1 c2 c4

y1 1

y2 2 x

y3 3

y4 4

Hình 4.29. M(cid:809)ch phân (cid:255)(cid:753)(cid:869)ng s(cid:857) l(cid:753)(cid:875)ng ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:841)u khi(cid:843)n b(cid:825)ng s(cid:857) ngõ ra

4.4. M(cid:1188)CH SO SÁNH

4.4.1. (cid:264)(cid:1189)i c(cid:1133)(cid:1131)ng

- M(cid:1189)ch so sánh dùng (cid:255)(cid:1223) so sánh các s(cid:1237) nh(cid:1231) phân v(cid:1221) m(cid:1211)t (cid:255)(cid:1245) l(cid:1247)n.

Ví d(cid:1257): So sánh a và b: a = 0, b = 1 ( a< b.

- Có hai m(cid:1189)ch so sánh:

+ So sánh hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 1 bit. + So sánh hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân nhi(cid:1221)u bit.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 91

4.4.2. M(cid:1189)ch so sánh 1 bit

Là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng so sánh hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 1 bit. Xét hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 1 bit a và b. Có các tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p sau (cid:255)ây:

+ a = 0, b = 0 (cid:222) + a = 1, b = 1 (cid:222) + a = 0, b = 1 (cid:222) + a = 1, b = 0 (cid:222) a = b. a = b. a < b. a > b.

(cid:57)(cid:1221) ph(cid:1133)(cid:1131)ng di(cid:1227)n m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n, m(cid:1189)ch so sánh 1 bit có 2 ngõ vào và 3 ngõ ra. Các ngõ vào a, b là các bít c(cid:1195)n so sánh; các ngõ ra th(cid:1223) hi(cid:1227)n k(cid:1219)t qu(cid:1191) so sánh: y1 (a < b), y2 (a=b) và y3 (a > b). S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i (cid:80)(cid:1189)ch so sánh trên hình 4.30.

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái

(a < b) = y1

a b y1 y2 y3

(a = b) = y2 (a > b) = y3

a 0 1 0 0 0 2ﬁ 3 0 1 1 0 0 b 0 1 0 0 1

0 1 1 0 1 Hình 4.30. M(cid:809)ch so sánh 1 bit

Ch(cid:1233)n m(cid:1261)c tích c(cid:1269)c (cid:1251) ngõ ra là m(cid:1261)c logic 1. Ta l(cid:1201)p (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a

y1(a < b)

(cid:80)(cid:1189)ch. T(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái, ta có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

a ¯

y1 = a .b

y2 (a=b)

y3 (a>b)

y2 = a . b + a.b = a y3 = a. b b

Hình 4.31. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch so sánh 1 bit

(A < B) = Y1 a0 a1 a2 a3 (A = B) = Y2 8ﬁ 3

(A > B) = Y3

b0 b1 b2 b3

Hình 4.32. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) kh(cid:857)i m(cid:809)ch so sánh nhi(cid:841)u bit

4.4.3. M(cid:1189)ch so sánh nhi(cid:1221)u bit

(cid:48)(cid:1189)ch có 8 ngõ vào và 3 ngõ ra, th(cid:1269)c hi(cid:1227)n so sánh 2 s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bít A (a3a2a1a0) và B

(b3b2b1b0). Có hai ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp th(cid:1269)c hi(cid:1227)n m(cid:1189)ch so sánh nhi(cid:1221)u bít:

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 92

- Th(cid:1269)c hi(cid:1227)n tr(cid:1269)c ti(cid:1219)p. - Th(cid:1269)c hi(cid:1227)n m(cid:1189)ch so sánh nhi(cid:1221)u bít trên c(cid:1131) s(cid:1251) m(cid:1189)ch so sánh 1 bít.

Chúng ta l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t xét t(cid:1263)ng ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp.

1. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp tr(cid:1269)c ti(cid:1219)p

Ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch

INPUT

a3 và b3 < > = = = = = = = a2 và b2 x x < > = = = = = a1 và b1 x x x x < > = = = a0 và b x x x x x x < > = A < B 1 0 1 0 1 0 1 0 0 OUTPUT A = B 0 0 0 0 0 0 0 0 1 A > B 0 1 0 1 0 1 0 1 0

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

Y1 = ( A < B)

= (a3 < b3 ) + (a3 = b3 )( a2 < b2 ) + (a3 = b3 )(a2 = b2 )(a1 < b1)

+ (a3 = b3 )(a2 = b2 )(a1 = b1)(a0 < b0 )

Y2 = ( A = B)

= (a3 = b3 )(a2 = b2 ) (a1 = b1 )(a0 = b0 )

Y3 = ( A > B)

= (a3 > b3 ) + (a3 = b3 )( a2 > b2 ) + (a3 = b3 )(a2 = b2 )(a1 > b1)

+ (a3 = b3 )(a2 = b2 )(a1 = b1)(a0 > b0 ).

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n trên hình 4.33.

a2>b2

a1=b1

a0>b0

a3=b3 a3b3

a2=b2

a1>b1

a0=b0

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 93

Hình 4.33. Th(cid:889)c hi(cid:847)n m(cid:809)ch so sánh nhi(cid:841)u bít theo cách tr(cid:889)c ti(cid:839)p

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 94

2. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp xây d(cid:1269)ng trên c(cid:1131) s(cid:1251) m(cid:1189)ch so sánh 1 bit

( a < b ) = y1 a

2ﬁ

3 ( a = b ) = y2 b ( a > b ) = y3 c3 c2 c1

a>b a=b a

Hình 4.34. M(cid:809)ch so sánh 1 bít c(cid:811)i ti(cid:839)n (cid:264)(cid:1223) m(cid:1189)ch so sánh hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 1 bit có th(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n công vi(cid:1227)c xây d(cid:1269)ng m(cid:1189)ch so sánh hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân nhi(cid:1221)u bit ta c(cid:1191)i ti(cid:1219)n l(cid:1189)i m(cid:1189)ch so sánh 1 bit nh(cid:1133) sau: ngoài các ngõ vào và ngõ ra gi(cid:1237)ng nh(cid:1133) (cid:80)(cid:1189)ch so sánh 1 bit ta (cid:255)ã kh(cid:1191)o sát (cid:1251) trên, còn có các ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n a< b, a> b, a = b, v(cid:1247)i s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) (cid:80)(cid:1189)ch nh(cid:1133) sau :

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch so sánh nh(cid:1231) phân 1 bit (cid:255)(cid:1195)y (cid:255)(cid:1259) nh(cid:1133) sau:

Ngõ vào DATA

Ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n a>b a=b ab) 0 1 0 0 1 0 b x x 0 1 0 1

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

y1 = (a
a ¯

b

). y2 = (a=b) = c2(

y3 = (a>b) = c3 + c2(a b ).

D(cid:1269)a vào vi m(cid:1189)ch so sánh (cid:255)(cid:1195)y (cid:255)(cid:1259) này, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta th(cid:1269)c hi(cid:1227)n m(cid:1189)ch so sánh hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 4 bit b(cid:1205)ng cách s(cid:1265) d(cid:1257)ng các vi m(cid:1189)ch so sánh 1 bit (cid:255)(cid:1195)y (cid:255)(cid:1259) này g(cid:1267)a a3 v(cid:1247)i b3, a2 v(cid:1247)i b2, a1 v(cid:1247)i b1, a0 v(cid:1247)i b0 v(cid:1247)i cách n(cid:1237)i theo s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) nh(cid:1133) trên hình 4.35.

(cid:47)(cid:753)u ý (cid:255)(cid:857)i v(cid:867)i m(cid:809)ch trên hình 4.35: m(cid:809)ch có 3 ngõ vào (cid:255)(cid:76)(cid:841)u khi(cid:843)n (A>B), (A=B), (A a4 thì ngõ ra A>B).

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 95

A>B

A
A=B

0 1 0

a3

b3

a2

b2

a1

b1

a0 (A
b0 (A=B) (A>B)

Hình 4.35. M(cid:809)ch so sánh nhi(cid:841)u bít

4.5. M(cid:1188)CH S(cid:1236) H(cid:1232)C

4.5.1. (cid:264)(cid:1189)i c(cid:1133)(cid:1131)ng

(cid:48)(cid:1189)ch s(cid:1237) h(cid:1233)c là m(cid:1189)ch có ch(cid:1261)c n(cid:259)ng th(cid:1269)c hi(cid:1227)n các phép toán s(cid:1237) h(cid:1233)c +, -, x, / các s(cid:1237) nh(cid:1231) phân. (cid:264)ây icro Processor) ho(cid:1211)c CPU (Centre

là c(cid:1131) s(cid:1251)(cid:3)(cid:255)(cid:1223) xây d(cid:1269)ng (cid:255)(cid:1131)n v(cid:1231) lu(cid:1201)n lý và s(cid:1237) h(cid:1233)c (ALU) trong m p (m Processing Unit).

4.5.2. B(cid:1245) c(cid:1245)ng (Adder)

1. B(cid:1245) bán t(cid:1241)ng (HA-Half Adder) s a HA B(cid:1245) bán t(cid:1241)ng th(cid:1269)c hi(cid:1227)n c(cid:1245)ng 2 s(cid:1237) nh(cid:1231) phân m(cid:1245)t bít. b c Quy t(cid:1203)c c(cid:1245)ng nh(cid:1133) sau:

Hình 4.36. M(cid:809)ch c(cid:865)ng 1 bít

0 + 0 = 0 nh(cid:1247) 0 0 + 1 = 1 nh(cid:1247) 0 1 + 0 = 1 nh(cid:1247) 0 1 + 1 = 0 nh(cid:1247) 1 (c) (a) (b) (s)

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 96

Trong (cid:255)ó a, b là s(cid:1237) c(cid:1245)ng, s là t(cid:1241)ng, c là s(cid:1237) nh(cid:1247). (cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch và ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

s = a. b + a .b = a ¯ b c = a.b

(cid:48)(cid:1189)ch c(cid:1245)ng này ch(cid:1229) cho phép c(cid:1245)ng hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 1 bit mà

không th(cid:1269)c hi(cid:1227)n c(cid:1245)ng hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân nhi(cid:1221)u bit.

a

1

3 S

2

b

1

C

3

2

a 0 0 1 1 b 0 1 0 1 s 0 1 1 0 c 0 0 0 1

Hình 4.37. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch c(cid:865)ng bán ph(cid:815)n

2.B(cid:1245) t(cid:1241)ng (B(cid:1245) c(cid:1245)ng toàn ph(cid:1195)n - FA: Full Adder)

(cid:57)(cid:1221) ph(cid:1133)(cid:1131)ng di(cid:1227)n m(cid:1189)ch có s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i nh(cid:1133) sau: Trong (cid:255)ó:

Sn an

FA bn Cn

Cn-1

Hình 4.38. B(cid:865) c(cid:865)ng toàn ph(cid:815)n

an 0 0 1 1 0 0 1 1 bn 0 1 0 1 0 1 0 1 Cn-1 0 0 0 0 1 1 1 1 Sn 0 1 1 0 1 0 0 1 Cn 0 0 0 1 0 1 1 1 + Cn-1 : S(cid:1237) nh(cid:1247) c(cid:1259)a l(cid:1195)n c(cid:1245)ng tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó. + Cn : S(cid:1237) nh(cid:1247) c(cid:1259)a l(cid:1195)n c(cid:1245)ng hi(cid:1227)n t(cid:1189)i. + Sn : T(cid:1241)ng hi(cid:1227)n t(cid:1189)i.

(cid:55)(cid:1263) b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch ta vi(cid:1219)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

Sn = f (an, bn, Cn-1 ) Cn = f (an, bn, Cn-1 )

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 97

Cn Sn anbn anbn 00 01 11 10 00 01 11 10 Cn-1 Cn-1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0

=

+

+

C

1 1 0 1 0 1 1 1 1 0

=

+

+

n

Ca n

n

1

Cb n

n

1

ba nn

S

n

Cba nn

n

n

n

1

1

Cba n +

- - - -

n

Cba n

n

Cba nn

n

1

1

n

n

n

= + + - - C C a ) - ba nn (1 b n

n

n

n

1-

n

¯ ¯ = S a b C

(cid:47)(cid:1201)p b(cid:1191)ng Karnaugh và t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa, ta có:

Có th(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n tr(cid:1269)c ti(cid:1219)p (s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) 4.39) ho(cid:1211)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng HA (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n FA (s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) 4.40):

an bn Cn-1

1

3

2

1

3

2

1

1

Sn

3

3

2

2

1

3

2

Cn

Hình 4.39. M(cid:809)ch c(cid:865)ng toàn ph(cid:815)n tr(cid:889)c ti(cid:839)p

1

3

2

an

1

1

3

3

2

1

2

3

2

Cn bn

1

3

2

Cn-1 Sn

Hình 4.40. Th(cid:889)c hi(cid:847)n m(cid:809)ch c(cid:865)ng toàn ph(cid:815)n t(cid:883) b(cid:865) bán t(cid:861)ng

4.5.3. B(cid:1245) tr(cid:1263) (Subtractor)

1. B(cid:1245) bán tr(cid:1263) (B(cid:1245) tr(cid:1263) bán ph(cid:1195)n - HS: Half subtractor)

B(cid:1245) bán tr(cid:1263) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n tr(cid:1263) 2 s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 1 bit.

D

Quy t(cid:1203)c tr(cid:1263) nh(cid:1133) sau:

a HS b B

0 - 0 = 0 m(cid:1133)(cid:1255)n 0 0 - 1 = 1 m(cid:1133)(cid:1255)n 1 1 - 0 = 1 m(cid:1133)(cid:1255)n 0 1 - 1 = 0 m(cid:1133)(cid:1255)n 0 (a) (b) (D) (B) Hình 4.41 M(cid:809)ch tr(cid:883) bán ph(cid:815)n Trong (cid:255)ó a là s(cid:1237) b(cid:1231) tr(cid:1263), b là s(cid:1237) tr(cid:1263), D là hi(cid:1227)u, B là s(cid:1237) m(cid:1133)(cid:1255)n.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 98

1

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng :

3

2

1

D a b

3

2

B

a 0 0 1 1 b 0 1 0 1 D 0 1 1 0 B 0 1 0 0

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic : Hình 4.42. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) logic

D = a. b + a .b = a ¯ b

B = a .b

(cid:48)(cid:1189)ch tr(cid:1263) này ch(cid:1229) cho phép tr(cid:1263) hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân 1 bit mà không th(cid:1269)c hi(cid:1227)n vi(cid:1227)c tr(cid:1263) hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân

nhi(cid:1221)u bit.

2. B(cid:1245) tr(cid:1263) toàn ph(cid:1195)n (FS - Full Subtractor)

M(cid:1189)ch có s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i và b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng nh(cid:1133) sau:

Trong (cid:255)ó: Bn-1 : S(cid:1237) m(cid:1133)(cid:1255)n c(cid:1259)a l(cid:1195)n tr(cid:1263) tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó. Bn : S(cid:1237) m(cid:1133)(cid:1255)n c(cid:1259)a l(cid:1195)n tr(cid:1263) hi(cid:1227)n t(cid:1189)i. Dn : Hi(cid:1227)u s(cid:1237) hi(cid:1227)n t(cid:1189)i.

Dn an

FS bn Bn

Bn-1

Hình 4.43. M(cid:809)ch tr(cid:883) toàn ph(cid:815)n

an 0 0 1 1 0 0 1 1 bn 0 1 0 1 0 1 0 1 Bn-1 0 0 0 0 1 1 1 1 Dn 0 1 1 0 1 0 0 1 Bn 0 1 0 0 1 1 0 1

(cid:47)(cid:1201)p b(cid:1191)ng Karnaugh và t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa, ta có:

=

+

+

D

Dn anbn Bn 00 01 11 10 anbn Bn-1 00 01 11 10 Bn-1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0

n

Bba nn

n

n

n

1

1

=

+

+

B

n

Ba n

n

1

Bb n

n

1

ba nn

Bba n +

Bba n

n

n

Bba nn

n

1

1

- - - - - -

n

n

n

n

n

1-

n

= + + B B a ) - ba nn (1 b n ¯ ¯ = D a B b n

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 99

Có 2 cách th(cid:1269)c hi(cid:1227)n b(cid:1245) tr(cid:1263) toàn ph(cid:1195)n theo bi(cid:1223)u th(cid:1261)c logic (cid:255)ã tìm (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c: ho(cid:1211)c th(cid:1269)c hi(cid:1227)n tr(cid:1269)c ti(cid:1219)p

(hình 4.44) ho(cid:1211)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng HS (cid:255)(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n FS (hình 4.45).

1

Bn-1 an bn

3

2

1

3

2

1

1

Dn

3

3

2

1

2

3

2

Bn

1

3

2

Hình 4.44. Th(cid:889)c hi(cid:847)n m(cid:809)ch tr(cid:883) toàn ph(cid:815)n tr(cid:889)c ti(cid:839)p

1

1

3

3

1

2

2

3

2

bn Dn

an

1

Bn-1

3

2

Bn

Hình 4.45. Th(cid:889)c hi(cid:847)n FS trên c(cid:751) s(cid:871) HS (cid:55)(cid:1263) b(cid:1245) c(cid:1245)ng toàn ph(cid:1195)n, ta xây d(cid:1269)ng m(cid:1189)ch c(cid:1245)ng hai s(cid:1237) nh(cid:1231) phân nhi(cid:1221)u bit b(cid:1205)ng 2 ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp:

(cid:49)(cid:1237)i ti(cid:1219)p và Song Song. Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp n(cid:1237)i ti(cid:1219)p:

Thanh ghi A Thanh ghi S

s3 s2 s1 s0 a3 a2 a1 a0 Ck FA

Thanh ghi B

C3 b3 b2 b1 b0 C-1 Pr

DFF

clr

Hình 4.46. M(cid:809)ch c(cid:865)ng 2 s(cid:857) nh(cid:851) phân nhi(cid:841)u bit theo theo ki(cid:843)u n(cid:857)i ti(cid:839)p

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 100

Thanh ghi A ch(cid:1261)a s(cid:1237) A : a3, a2, a1, a0 Thanh ghi B ch(cid:1261)a s(cid:1237) B : b3, b2, b1, b0 Thanh ghi S ch(cid:1261)a s(cid:1237) S : s3, s2, s1, s0 Nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp này là th(cid:1249)i gian th(cid:1269)c hi(cid:1227)n lâu.

Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp song song:

(cid:264)(cid:1223) kh(cid:1203)c ph(cid:1257)c nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m (cid:255)ó, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta dùng ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp c(cid:1245)ng song song (hình 4.47). Do tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n Ck ((cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n c(cid:1245)ng) (cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i nên th(cid:1249)i gian th(cid:1269)c hi(cid:1227)n phép c(cid:1245)ng nhanh

(cid:75)(cid:1131)n ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp n(cid:1237)i ti(cid:1219)p, song do s(cid:1237) nh(cid:1247) v(cid:1199)n ph(cid:1191)i chuy(cid:1223)n n(cid:1237)i ti(cid:1219)p nên (cid:1191)nh h(cid:1133)(cid:1253)ng t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) x(cid:1265) lý.

a0 b1 b2 b3 a3 b0 a1 a2

FA3 FA2 FA1 FA0

c3 s3 s0 c1 s1 c0 c2 s2

Hình 4.47. M(cid:809)ch c(cid:865)ng song song, s(cid:857) nh(cid:867) chuy(cid:843)n n(cid:857)i ti(cid:839)p

(cid:48)(cid:1189)ch c(cid:1245)ng nh(cid:1247) nhanh - M(cid:1189)ch c(cid:1245)ng v(cid:1247)i s(cid:1237) nh(cid:1247) nhìn th(cid:1193)y tr(cid:1133)(cid:1247)c:

Ng(cid:1133)(cid:1249)i ta c(cid:1191)i ti(cid:1219)n m(cid:1189)ch trên thành m(cid:1189)ch c(cid:1245)ng song song v(cid:1247)i s(cid:1237) nh(cid:1247) nhìn th(cid:1193)y tr(cid:1133)(cid:1247)c còn g(cid:1233)i là (cid:80)(cid:1189)ch c(cid:1245)ng nh(cid:1247) nhanh (Fast Carry, Carry Look Ahead). B(cid:1205)ng cách d(cid:1269)a vào s(cid:1269) phân tích m(cid:1189)ch c(cid:1245)ng toàn ph(cid:1195)n nh(cid:1133) sau: Ta có:

Sn = ( an ¯ Cn-1

bn ) ¯ Cn = an. bn + ( an ¯ bn )Cn-1

bn

Pn = an ¯ Gn = an. bn

Ta âàût: Suy ra:

Cn-1

Sn = Pn ¯ Cn = Gn + Pn .Cn-1

Khi n= 0 (LSB):

S0 = P0 ¯ C-1

C0 = G0 + P0 .C-1

Khi n=1:

S1 = P1 ¯ C0 = P1 ¯ ( G0 + P0 .C-1 )

C1 = G1 + P1 .C0 = G1 + P1 .(G0 + P0 .C-1 )

Khi n=2:

S2 = P2 ¯ C1 = P2 ¯ [G1 + P1 .(G0 + P0 .C-1 )]

C2 = G2 + P2 .C1 = G2 + P2 .[G1 + P1.(G0 + P0 .C-1 )]

Khi n=3:

S3 = P3 ¯ C2 = P3 ¯ {G2 + P2 .[G1 + P1.(G0 + P0 .C-1 )]}

C3 = G3 + P3 .C2 =G3 + P3 .{G2 + P2.[G1 + P1.(G0 + P0 .C-1) ] }

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 4. H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p Trang 101

(cid:264)ây chính là c(cid:1131) s(cid:1251) tính toán (cid:255)(cid:1223) t(cid:1189)o ra s(cid:1237) nh(cid:1247) C1, C2, C3 và S3 tùy thu(cid:1245)c vào an, bn. S(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) kh(cid:1237)i

(cid:80)(cid:1189)ch c(cid:1245)ng song song 4 bít nh(cid:1247) nhanh (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 4.48

B3 B2 B1 B0

A3 A2 A1 A0

(cid:55)(cid:809)o các Pi và Gi

G3 G2 G1 G0

P3 P2 P1 P0

C-1

(cid:55)(cid:809)o các tín hi(cid:847)u nh(cid:867) Ci

C2 C1 C0

(cid:55)(cid:809)o k(cid:839)t qu(cid:811) t(cid:861)ng Si

C3

S3

S2

S1

S0

Hình 4.48. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch c(cid:865)ng song song 4 bít nh(cid:867) nhanh

Trên th(cid:1269)c t(cid:1219) ng(cid:1133)(cid:1249)i ta (cid:255)ã ch(cid:1219) t(cid:1189)o ra các vi m(cid:1189)ch c(cid:1245)ng nh(cid:1247) nhanh, ví d(cid:1257): IC 7483.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 102

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5

(cid:43)(cid:1226) TU(cid:1194)N T(cid:1268)

5.1. KHÁI NI(cid:1226)M CHUNG

(cid:48)(cid:1189)ch s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c chia thành hai lo(cid:1189)i chính : H(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p và h(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269). (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p: tín hi(cid:1227)u ngõ ra (cid:1251) tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p ch(cid:1229) ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i c(cid:1259)a ngõ vào, mà b(cid:1193)t ch(cid:1193)p tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i c(cid:1259)a ngõ ra. Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, khi các ngõ vào thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái (b(cid:1235) qua th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u (cid:255)i qua ph(cid:1195)n t(cid:1265) logic) thì l(cid:1201)p t(cid:1261)c ngõ ra thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái.

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i h(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269): Các ngõ ra (cid:1251) tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p v(cid:1263)a ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i c(cid:1259)a ngõ

vào, (cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i còn ph(cid:1257) thu(cid:1245)c tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i c(cid:1259)a ngõ ra.

Do (cid:255)ó, v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221) thi(cid:1219)t k(cid:1219) h(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) s(cid:1217) khác so v(cid:1247)i h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p và c(cid:1131) s(cid:1251) thi(cid:1219)t k(cid:1219) h(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) là d(cid:1269)a trên

các Flip - Flop (trong khi vi(cid:1227)c thi(cid:1219)t k(cid:1219) h(cid:1227) t(cid:1241) h(cid:1255)p d(cid:1269)a trên các c(cid:1241)ng logic).

(cid:48)(cid:1211)ûc khác, (cid:255)(cid:1237)i v(cid:1247)i h(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269), khi các ngõ vào thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái thì các ngõ ra không thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái ngay mà ch(cid:1249)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)n cho (cid:255)(cid:1219)n khi có m(cid:1245)t xung (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (g(cid:1233)i là xung (cid:255)(cid:1239)ng h(cid:1239) Ck) thì lúc (cid:255)ó các ngõ ra m(cid:1247)i thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái theo các ngõ vào. Nh(cid:1133) v(cid:1201)y h(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) còn có tính (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) và tính nh(cid:1247) (có kh(cid:1191) n(cid:259)ng l(cid:1133)u tr(cid:1267) thông tin, l(cid:1133)u tr(cid:1267) d(cid:1267) li(cid:1227)u), nên h(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) là c(cid:1131) s(cid:1251)(cid:3)(cid:255)(cid:1223) thi(cid:1219)t k(cid:1219) các b(cid:1245) nh(cid:1247).

5.2. B(cid:1244)(cid:3)(cid:264)(cid:1218)M

5.2.1. (cid:264)(cid:1189)i c(cid:1133)(cid:1131)ng

(cid:37)(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xây d(cid:1269)ng trên c(cid:1131) s(cid:1251) các Flip - Flop (FF) ghép v(cid:1247)i nhau sao cho ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng theo

(cid:80)(cid:1245)t b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái (qui lu(cid:1201)t) cho tr(cid:1133)(cid:1247)c.

(cid:54)(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng FF s(cid:1265) d(cid:1257)ng là s(cid:1237) hàng c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m. (cid:37)(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m còn (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng (cid:255)(cid:1223) t(cid:1189)o ra m(cid:1245)t dãy (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) c(cid:1259)a l(cid:1227)nh (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1223)n, (cid:255)(cid:1219)m s(cid:1237) chu trình th(cid:1269)c

hi(cid:1227)n phép tính, ho(cid:1211)c có th(cid:1223) dùng trong v(cid:1193)n (cid:255)(cid:1221) thu và phát mã.

Có th(cid:1223) phân lo(cid:1189)i b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m theo nhi(cid:1221)u cách: - Phân lo(cid:1189)i theo c(cid:1131) s(cid:1251) các h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m: (cid:37)(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m th(cid:1201)p phân, b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m nh(cid:1231) phân.

Trong (cid:255)ó b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m nh(cid:1231) phân (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c chia làm hai lo(cid:1189)i:

+ B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m v(cid:1247)i dung l(cid:1133)(cid:1255)ng (cid:255)(cid:1219)m 2n. + B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m v(cid:1247)i dung l(cid:1133)(cid:1255)ng (cid:255)(cid:1219)m khác 2n ((cid:255)(cid:1219)m modulo M).

- Phân lo(cid:1189)i theo h(cid:1133)(cid:1247)ng (cid:255)(cid:1219)m g(cid:1239)m: (cid:48)(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m lên ((cid:255)(cid:1219)m ti(cid:1219)n), m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng ((cid:255)(cid:1219)m lùi),

(cid:80)(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m vòng.

- Phân lo(cid:1189)i m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m theo tín hi(cid:1227)u chuy(cid:1223)n: b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p, b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m song song, b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m

(cid:75)(cid:1243)n h(cid:1255)p.

- Phân lo(cid:1189)i d(cid:1269)a vào ch(cid:1261)c n(cid:259)ng (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n:

+ B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245): S(cid:1269) thay (cid:255)(cid:1241)i ngõ ra ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u ki(cid:1223)n Ck. + B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m không (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245).

(cid:48)(cid:1211)c dù có r(cid:1193)t nhi(cid:1221)u cách phân lo(cid:1189)i nh(cid:1133)ng ch(cid:1229) có ba lo(cid:1189)i chính: (cid:37)(cid:1245)(cid:3) (cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p (không (cid:255)(cid:1239)ng

(cid:69)(cid:1245)), (cid:37)(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m song song ((cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245)), (cid:37)(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m h(cid:1243)n h(cid:1255)p.

Trang 103 Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269)

5.2.2. B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p

1. Khái ni(cid:1227)m

(cid:37)(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p là b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m trong (cid:255)ó các TFF ho(cid:1211)c JKFF gi(cid:1267) ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a TFF (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ghép n(cid:1237)i ti(cid:1219)p v(cid:1247)i nhau và ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng theo m(cid:1245)t lo(cid:1189)i mã duy nh(cid:1193)t là BCD 8421. (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i lo(cid:1189)i b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m này, các ngõ ra thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái không (cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i v(cid:1247)i tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n Ck (t(cid:1261)c không ch(cid:1231)u s(cid:1269)(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (cid:70)(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n Ck) do (cid:255)ó m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p còn g(cid:1233)i là m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m không (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245).

2. Phân lo(cid:1189)i

- (cid:264)(cid:1219)m lên. - (cid:264)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng. - (cid:264)(cid:1219)m lên /xu(cid:1237)ng. - (cid:264)(cid:1219)m Modulo M.

a. (cid:264)(cid:839)m lên

Ðây là b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m có n(cid:1245)i dung t(cid:259)ng d(cid:1195)n. Nguyên t(cid:1203)c ghép n(cid:1237)i các TFF (ho(cid:1211)c JKFF th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c (cid:81)(cid:259)ng TFF) (cid:255)(cid:1223) t(cid:1189)o thành b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p còn ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) Ck. Có 2 tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p khác nhau:

- Tín hi(cid:1227)u Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng theo s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng: TFF ho(cid:1211)c JKFF (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ghép n(cid:1237)i v(cid:1247)i nhau theo qui

lu(cid:1201)t sau:

Cki+1 = Qi

- Tên hi(cid:1227)u Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng theo s(cid:1133)(cid:1249)n lên: TFF ho(cid:1211)c JKFF (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c ghép n(cid:1237)i v(cid:1247)i nhau theo qui lu(cid:1201)t

sau:

Cki+1 =

iQ

Trong (cid:255)ó T luôn luôn gi(cid:1267)(cid:3)(cid:1251) m(cid:1261)c logic 1 (T = 1) và ngõ ra c(cid:1259)a TFF (cid:255)(cid:1261)ng tr(cid:1133)(cid:1247)c n(cid:1237)i v(cid:1247)i ngõ vào

Ck c(cid:1259)a TFF (cid:255)(cid:1261)ng sau.

(cid:264)(cid:1223) minh h(cid:1233)a chúng ta xét ví d(cid:1257) v(cid:1221) m(cid:1245)t m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p, (cid:255)(cid:1219)m 4, (cid:255)(cid:1219)m lên, dùng TFF. (cid:54)(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng TFF c(cid:1195)n dùng: 4 = 22 ﬁ dùng 2 TFF.

Tr(cid:753)(cid:869)ng h(cid:875)p Ck tác (cid:255)(cid:865)ng theo s(cid:753)(cid:869)n xu(cid:857)ng (hình 5.1a):

Ck Q1 Q2

1 1 T T

Ck2 Ck1 Ck

Clr

Hình 5.1a

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 104

Tr(cid:753)(cid:869)ng h(cid:875)p Ck tác (cid:255)(cid:865)ng theo s(cid:753)(cid:869)n lên (hình 5.1b):

Ck Q1 Q2 Q2

1 1 T T

1Q

Ck2 Ck1 Ck

Clr

H 5.1b

Trong các s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch này Clr (Clear) là ngõ vào xóa c(cid:1259)a TFF. Ngõ vào Clr tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c th(cid:1193)p,

khi Clr = 0 thì ngõ ra Q c(cid:1259)a FF b(cid:1231) xóa v(cid:1221) 0 (Q=0). Gi(cid:1191)n (cid:255)(cid:1239) th(cid:1249)i gian c(cid:1259)a m(cid:1189)ch (cid:1251) hình 5.1a :

8 5 1 3 4 7 2

Ck

0 1 0 0 0 1 1 1 Q1

0 0 0 0 1 1 1 1 Q2

Hình 5.2a. Gi(cid:811)n (cid:255)(cid:859) th(cid:869)i gian m(cid:809)ch hình 5.1a

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch hình 5.1a:

Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p Q1 Q2 1 0 0 1 1 1 0 0 Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Q1 Q2 0 0 1 0 0 1 1 1 Xung vào Ck 1 2 3 4

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 105

Gi(cid:1191)n (cid:255)(cid:1239) th(cid:1249)i gian m(cid:1189)ch hình 5.1b :

8 5 1 3 4 7 2

Ck

0 0 0 Q1 1 0 1 1 1

1Q

0 1 0 0 0 1 1 1

0 0 1 1 0 0 Q2 1 1

Hình 5.2b. Gi(cid:811)n (cid:255)(cid:859) th(cid:869)i gian m(cid:809)ch hình 5.1b

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch hình 5.1b :

Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p Q1 Q2 1 0 0 1 1 1 0 0 Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Q1 Q2 0 0 1 0 0 1 1 1 Xung vào Ck 1 2 3 4

b. (cid:264)(cid:839)m xu(cid:857)ng

(cid:264)ây là b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m có n(cid:1245)i dung (cid:255)(cid:1219)m gi(cid:1191)m d(cid:1195)n. Nguyên t(cid:1203)c ghép các FF c(cid:458)ng ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào tín hi(cid:1227)u

(cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n Ck:

- Tín hi(cid:1227)u Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng: TFF ho(cid:1211)c JKFF (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nghép n(cid:1237)i v(cid:1247)i nhau theo qui lu(cid:1201)t

sau:

Cki+1 =

iQ

- Tín hi(cid:1227)u Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng: TFF ho(cid:1211)c JKFF (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nghép n(cid:1237)i v(cid:1247)i nhau theo qui lu(cid:1201)t

sau:

Cki+1 = Qi

Trong (cid:255)ó T luôn luôn gi(cid:1267)(cid:3)(cid:1251) m(cid:1261)c logic 1 (T = 1) và ngõ ra c(cid:1259)a TFF (cid:255)(cid:1261)ng tr(cid:1133)(cid:1247)c n(cid:1237)i v(cid:1247)i ngõ vào

Ck c(cid:1259)a TFF (cid:255)(cid:1261)ng sau.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 106

dùng 2 TFF.

Ví d(cid:1257): Xét m(cid:1245)t m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m 4, (cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng, (cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p dùng TFF. 4 = 22 (cid:222) (cid:54)(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng TFF c(cid:1195)n dùng: (cid:54)(cid:1131)(cid:3) (cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n khi s(cid:1265) d(cid:1257)ng Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng và Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n lên l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t

(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c cho trên hình 5.3a và 5.3b :

Ck Q1 Q2 Q2

1 1 T T

1Q

Ck1 Ck2 Ck

Clr

Hình 5.3a

Ck Q1 Q2

1 1 T T

Ck1 Ck2 Ck

Clr

H 5.3b

8 5 1 3 4 7 2

Ck

1Q

0 0 Q1 1 0 1 1 0 1 0

1 0 0 1 0 0 1 1 Q2 0

Hình 5.4a. Gi(cid:811)n (cid:255)(cid:859) th(cid:869)i gian m(cid:809)ch H 5.3a

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 107

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch hình 5.3a:

Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p Q1 Q2 1 1 0 1 1 0 0 0 Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Q1 Q2 0 0 1 1 0 1 1 0 Xung vào Ck 1 2 3 4

Gi(cid:1191)n (cid:255)(cid:1239) th(cid:1249)i gian c(cid:1259)a m(cid:1189)ch hình 5.3b:

8 5 1 3 4 7 2

Ck

Q1 1 1 0 0 0 0 1 1

0 Q2 1 0 1 0 1 1 0

Hình 5.4b. Gi(cid:811)n (cid:255)(cid:859) th(cid:869)i gian m(cid:809)ch hình 5.3b

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch hình 5.3b :

Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p Q1 Q2 0 1 1 0 0 0 1 1 Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Q1 Q2 1 1 0 1 1 0 0 0 Xung vào Ck 1 2 3 4

c. (cid:264)(cid:839)m lên/xu(cid:857)ng:

(cid:42)(cid:1233)i X là tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n chi(cid:1221)u (cid:255)(cid:1219)m, ta quy (cid:1133)(cid:1247)c:

+ N(cid:1219)u X = 0 thì m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m lên. + N(cid:1219)u X = 1 thì (cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng.

Ta xét 2 tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u Ck: - Xét tín hi(cid:1227)u Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng:

Lúc (cid:255)ó ta có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

Ck

QXQX

=+

1i

+ .QX i

i

= i

¯

- Xét tín hi(cid:1227)u Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n lên: Lúc (cid:255)ó ta có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

Ck

QX

=+

+ Q.X i

1i

= X.Q i

i

¯

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 108

duìng 3 TFF.

d. (cid:264)(cid:839)m modulo M: (cid:264)ây là b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p, theo mã BCD 8421, có dung l(cid:1133)(cid:1255)ng (cid:255)(cid:1219)m khác 2n. Ví d(cid:1257): Xét m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m 5, (cid:255)(cid:1219)m lên, (cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p. (cid:54)(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng TFF c(cid:1195)n dùng: Vì 22 = 4 < 5 < 8 = 23 (cid:222) (cid:57)(cid:1201)y b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m này s(cid:1217) có 3 (cid:255)(cid:1195)u ra (chú ý: S(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng FF t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng v(cid:1247)i s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1195)u ra). (cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

Q1 1 0 1 0 1/0 Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p Q2 0 1 1 0 0 Q3 0 0 0 1 1/0 Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Q1 Q2 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 Q3 0 0 0 0 1 Xung vào Ck 1 2 3 4 5

(cid:49)(cid:1219)u dùng 3 FF thì m(cid:1189)ch có th(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 8 tr(cid:1189)ng thái phân bi(cid:1227)t (000 ﬁ

111 t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng 0ﬁ 7). Do (cid:255)ó, (cid:255)(cid:1223) s(cid:1265) d(cid:1257)ng m(cid:1189)ch này th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:255)(cid:1219)m 5, (cid:255)(cid:1219)m lên, thì sau xung Ck th(cid:1261) 5 ta tìm cách (cid:255)(cid:1133)a t(cid:1241) h(cid:1255)p 101 v(cid:1221) 000 có ngh(cid:429)a là m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n vi(cid:1227)c (cid:255)(cid:1219)m l(cid:1189)i t(cid:1263) t(cid:1241) h(cid:1255)p ban (cid:255)(cid:1195)u. Nh(cid:1133) v(cid:1201)y, b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m t(cid:1263) 000 ﬁ 100 và quay v(cid:1221) 000 tr(cid:1251) l(cid:1189)i, nói cách khác ta (cid:255)ã (cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c 5 tr(cid:1189)ng thái phân bi(cid:1227)t.

(cid:264)(cid:1223) xóa b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m v(cid:1221) 000 ta phân tích: Do t(cid:1241) h(cid:1255)p 101 có 2 ngõ ra Q1, Q3(cid:3)(cid:255)(cid:1239)ng th(cid:1249)i b(cid:1205)ng 1 (khác v(cid:1247)i các t(cid:1241) h(cid:1255)p tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó) ( (cid:255)ây chính là d(cid:1193)u hi(cid:1227)u nh(cid:1201)n bi(cid:1219)t (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n xóa b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m. Vì v(cid:1201)y (cid:255)(cid:1223) xóa b(cid:1245) (cid:255)(cid:1219)m v(cid:1221) 000:

- (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i FF có ngõ vào Clr tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c 0 thì ta dùng c(cid:1241)ng NAND 2 ngõ vào.

- (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i FF có ngõ vào Clr tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c 1 thì ta dùng c(cid:1241)ng AND có 2 ngõ vào.

Nh(cid:1133) v(cid:1201)y s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m 5 là s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) c(cid:1191)i ti(cid:1219)n t(cid:1263) m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m 8 b(cid:1205)ng cách m(cid:1203)c thêm ph(cid:1195)n t(cid:1265) c(cid:1241)ng NAND (ho(cid:1211)c c(cid:1241)ng AND) có hai ngõ vào (tùy thu(cid:1245)c vào chân Clr tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c logic 0 hay m(cid:1261)c logic 1) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i (cid:255)(cid:1219)n ngõ ra Q1 và Q3, và ngõ ra c(cid:1259)a c(cid:1241)ng NAND (ho(cid:1211)c AND) s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i (cid:255)(cid:1219)n ngõ vào Clr c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (c(cid:458)ng chính là ngõ vào Clr c(cid:1259)a các FF).

Trong tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p Clr tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c th(cid:1193)p s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:255)(cid:1219)m 5 nh(cid:1133) trên hình 5.5 :

1

1

1

Q3 Q1 Q2

T T T

Ck

Clr

Ck1 Ck2 Ck3

Hình 5.5. M(cid:809)ch (cid:255)(cid:839)m 5, (cid:255)(cid:839)m lên

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 109

9 4 1 3 5 7 8 10 6 2

Ck

0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Q1

0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Q2

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Q3

Hình 5.6. Gi(cid:811)n (cid:255)(cid:859) th(cid:869)i gian m(cid:809)ch (cid:255)(cid:839)m 5, (cid:255)(cid:839)m lên

VCC

Chú ý: Do tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a ngõ ra là không bi(cid:1219)t tr(cid:1133)(cid:1247)c nên (cid:255)(cid:1223) m(cid:1189)ch có th(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m t(cid:1263) tr(cid:1189)ng thái ban (cid:255)(cid:1195)u là 000 ta ph(cid:1191)i dùng thêm m(cid:1189)ch xóa t(cid:1269)(cid:3) (cid:255)(cid:1245)ng ban (cid:255)(cid:1195)u (cid:255)(cid:1223) xóa b(cid:1245)(cid:3) (cid:255)(cid:1219)m v(cid:1221) 0 (còn g(cid:1233)i là m(cid:1189)ch RESET ban (cid:255)(cid:1195)u). Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp th(cid:1269)c hi(cid:1227)n là dùng hai ph(cid:1195)n t(cid:1265) th(cid:1257)(cid:3)(cid:255)(cid:1245)ng R và C.

Y

1

R1

C1

Trên hình 5.7 là m(cid:1189)ch Reset m(cid:1261)c 0 (tác (cid:255)(cid:1245)ng m(cid:1261)c 0). M(cid:1189)ch ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng nh(cid:1133) sau: Do tính ch(cid:1193)t (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp trên t(cid:1257) C không (cid:255)(cid:1245)t bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nên ban (cid:255)(cid:1195)u m(cid:1247)i c(cid:1193)p ngu(cid:1239)n Vcc thì VC = 0 ( ngõ ra Clr = 0 và m(cid:1189)ch có tác (cid:255)(cid:1245)ng Reset xóa b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m, sau (cid:255)ó t(cid:1257) C (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1189)p (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1263) ngu(cid:1239)n qua (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n tr(cid:1251) R v(cid:1247)i th(cid:1249)i (cid:75)(cid:1205)ng n(cid:1189)p là t = RC nên (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp trên t(cid:1257) t(cid:259)ng d(cid:1195)n, cho (cid:255)(cid:1219)n khi t(cid:1257) C n(cid:1189)p (cid:255)(cid:1195)y thì (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp trên t(cid:1257) x(cid:1193)p x(cid:1229) (cid:69)(cid:1205)ng Vcc (cid:222) ngõ ra Clr = 1, m(cid:1189)ch không còn tác d(cid:1257)ng reset.

1

Chú ý khi thi(cid:1219)t k(cid:1219): V(cid:1247)i m(cid:1245)t FF, ta bi(cid:1219)t (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c th(cid:1249)i gian xóa (có trong Datasheet do nhà s(cid:1191)n xu(cid:1193)t cung c(cid:1193)p), do (cid:255)ó ta ph(cid:1191)i tính toán sao cho th(cid:1249)i gian t(cid:1257) C n(cid:1189)p (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1263) giá tr(cid:1231) ban (cid:255)(cid:1195)u (cid:255)(cid:1219)n giá tr(cid:1231)(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp ng(cid:1133)(cid:1253)ng ph(cid:1191)i l(cid:1247)n (cid:75)(cid:1131)n th(cid:1249)i gian xóa cho phép thì m(cid:1247)i (cid:255)(cid:1191)m b(cid:1191)o xóa (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c các FF.

Y

(cid:48)(cid:1189)ch cho phép xóa b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m t(cid:1269)(cid:3)(cid:255)(cid:1245)ng (H 5.8) và b(cid:1205)ng tay (H 5.9):

Hình 5.7. M(cid:809)ch Reset m(cid:881)c 0

Q3 Q2 Q1

VCC

1 1 1

Y

1

R1

T Ck1 T Ck2 T Ck3 Ck

C1

1

Y

Clr

Hình 5.8. M(cid:809)ch cho phép xóa b(cid:865)(cid:3)(cid:255)(cid:839)m t(cid:889)(cid:3)(cid:255)(cid:865)ng

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 110

Q3 Q2 Q1

VCC

1 1 1

T Ck1 T Ck2 T Ck3

Ck

Y

1

R1

Clr

C1

1

Y

1

Y

Hình 5.9. M(cid:809)ch cho phép xóa b(cid:865)(cid:3)(cid:255)(cid:839)m t(cid:889)(cid:3)(cid:255)(cid:865)ng và b(cid:825)ng tay

(cid:1132)u (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p: (cid:264)(cid:1131)n gi(cid:1191)n, d(cid:1225) thi(cid:1219)t k(cid:1219). Nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m: V(cid:1247)i dung l(cid:1133)(cid:1255)ng (cid:255)(cid:1219)m l(cid:1247)n, s(cid:1237) l(cid:1133)(cid:1255)ng FF s(cid:1265) d(cid:1257)ng càng nhi(cid:1221)u thì th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) tích l(cid:458)y khá l(cid:1247)n. N(cid:1219)u th(cid:1249)i gian tr(cid:1225) tích l(cid:458)y l(cid:1247)n h(cid:1131)n m(cid:1245)t chu k(cid:484) tín hi(cid:1227)u xung kích thì lúc b(cid:1193)y gi(cid:1249) k(cid:1219)t qu(cid:1191) (cid:255)(cid:1219)m s(cid:1217) sai. Do (cid:255)ó, (cid:255)(cid:1223) kh(cid:1203)c ph(cid:1257)c nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m này, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta s(cid:1265) d(cid:1257)ng b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m song song.

5.2.3. B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m song song

1. Khái ni(cid:1227)m

(cid:37)(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m song song là b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m trong (cid:255)ó các FF m(cid:1203)c song song v(cid:1247)i nhau và các ngõ ra s(cid:1217) thay (cid:255)(cid:1241)i tr(cid:1189)ng thái d(cid:1133)(cid:1247)i s(cid:1269)(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n c(cid:1259)a tín hi(cid:1227)u Ck. Chính vì v(cid:1201)y mà ng(cid:1133)(cid:1249)i ta còn g(cid:1233)i b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m song song là b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245).

(cid:48)(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m song song (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng v(cid:1247)i b(cid:1193)t k(cid:484) FF lo(cid:1189)i nào và có th(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m theo qui lu(cid:1201)t b(cid:1193)t k(cid:484) cho tr(cid:1133)(cid:1247)c. Vì v(cid:1201)y, (cid:255)(cid:1223) thi(cid:1219)t k(cid:1219) b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245) (song song) ng(cid:1133)(cid:1249)i ta d(cid:1269)a vào các b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích (cid:70)(cid:1259)a FF.

2. M(cid:1189)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n

(cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i b(cid:1245)(cid:3) (cid:255)(cid:1219)m song song dù (cid:255)(cid:1219)m lên hay (cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng, ho(cid:1211)c là (cid:255)(cid:1219)m Modulo M ((cid:255)(cid:1219)m lên/(cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng) (cid:255)(cid:1221)u có cách thi(cid:1219)t k(cid:1219) chung và không ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào tín hi(cid:1227)u Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n lên, s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng, m(cid:1261)c 0 hay m(cid:1261)c 1. Các b(cid:1133)(cid:1247)c th(cid:1269)c hi(cid:1227)n :

- T(cid:1263) yêu c(cid:1195)u th(cid:1269)c t(cid:1219) xây d(cid:1269)ng b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m. - D(cid:1269)a vào b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích c(cid:1259)a FF t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng (cid:255)(cid:1223) xây d(cid:1269)ng các b(cid:1191)ng hàm giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a các

ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u (DATA) theo ngõ ra.

- Dùng các ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp t(cid:1237)i thi(cid:1223)u (cid:255)(cid:1223) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa các hàm logic trên. - Thành l(cid:1201)p s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic.

Ví d(cid:1257):

Thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245), (cid:255)(cid:1219)m 5, (cid:255)(cid:1219)m lên theo mã BCD 8421 dùng JKFF. Tr(cid:1133)(cid:1247)c h(cid:1219)t xác (cid:255)(cid:1231)nh s(cid:1237) JKFF c(cid:1195)n dùng: Vì 22 = 4 < 5 < 8 = 23 (cid:222) dùng 3 JKFF (cid:222) có 3 ngõ ra Q1,

Q2, Q3.

Ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m nh(cid:1133) sau:

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 111

Xung vào Ck 1 2 3 4 5 Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Q1 Q2 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 Q3 0 0 0 0 1 Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p Q2 0 1 1 0 0 Q3 0 0 0 1 0 Q1 1 0 1 0 0

(cid:1250) ch(cid:1133)(cid:1131)ng 3 chúng ta (cid:255)ã xây d(cid:1269)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u vào kích cho các FF và (cid:255)ã có (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1191)ng (cid:255)(cid:1195)u

vào kích t(cid:1241)ng h(cid:1255)p nh(cid:1133) sau:

Qn 0 0 1 1 Qn+1 0 1 0 1 Sn 0 1 0 X Rn X 0 1 0 Jn 0 1 X X Kn X X 1 0 Tn 0 1 1 0 Dn 0 1 0 1

(cid:55)(cid:1263)(cid:3)(cid:255)ó ta suy ra b(cid:1191)ng hàm giá tr(cid:1231) c(cid:1259)a các ngõ vào data theo các ngõ ra nh(cid:1133) sau :

Xung Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p Q1 Q1 vào 1 0 1 0 1 2 1 0 3 0 1 4 0 0 5 Q3 0 0 0 0 1 Q3 0 0 0 1 0 Q2 0 0 1 1 0 Q2 0 1 1 0 0 J2 K2 J3 K3 X 0 X 0 X X X 0 1 0 X X 0 1 X X 1 X 0 1 X J1 K1 1 X 1 1 X X 1 0 X

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 112

(cid:47)(cid:1201)p b(cid:1191)ng Karnaugh (cid:255)(cid:1223) t(cid:1237)i thi(cid:1223)u hóa ta (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c:

K1 J1 10 00 01 11 10 Q3Q2 Q1 00 01 11 Q3Q2 Q1

x 0 x x x x 0 1 1 0

1 1 1 x x 1 x x x x

K1 = 1 = Q1 J1 = Q1

K2 J2

10 10 00 01 11 00 01 11 Q3Q2 Q1 Q3Q2 Q1

x x 0 0 x 0 0 0 x 0

1 x 1 x x 1 1 x x x

K2 = Q1 J2 = Q1

J3 K3

10 10 00 01 11 00 01 11 Q3Q2 Q1 Q3Q2 Q1

x x 0 0 x 0 0 0 0 X

x 1 x x 1 1 0 1 x x

1 QQ =

2

J2 = Q1Q2 K3 = 1 = Q3 =

(cid:47)(cid:1133)u ý: Khi thi(cid:1219)t k(cid:1219) tính toán ta dùng các ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp t(cid:1237)i thi(cid:1223)u (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)a v(cid:1221) ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic t(cid:1237)i

2Q

gi(cid:1191)n. Nh(cid:1133)ng trong th(cid:1269)c t(cid:1219) thì (cid:255)ôi lúc không ph(cid:1191)i nh(cid:1133) v(cid:1201)y. Ví d(cid:1257): K3 = 1, K3 = Q3 hay K3 =

2Q (cid:3)(cid:255)(cid:1223) tránh dây n(cid:1237)i dài gây nhi(cid:1225)u cho m(cid:1189)ch.

(cid:255)(cid:1221)u (cid:255)úng, nh(cid:1133)ng khi l(cid:1203)p ráp th(cid:1269)c t(cid:1219) ta ch(cid:1233)n K3 =

(cid:54)(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) logic: Hình 5.10

Q3 Q2 Q1

J1 J2 J3 Q1 Q2 Q3

3Q

3Q

1Q

2Q

Ck1 Ck2 Ck3 Ck K1 K2 K3

Clr

Hình 5.10. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) m(cid:809)ch (cid:255)(cid:839)m lên (cid:255)(cid:839)m 5, (cid:255)(cid:839)m song song

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 113

Gi(cid:1191)i thích ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m:

- Ban (cid:255)(cid:1195)u dùng m(cid:1189)ch RC xóa v(cid:1221) 0 (cid:222) Q1 = Q2 = Q3 = 0.

J1 = K1 =1 ; J2 = K2 = Q2 = 0 ; J3 = 0, K3 = 1.

0

: Các tr(cid:1189)ng thái ngõ ra (cid:255)(cid:1221)u thay (cid:255)(cid:1241)i theo tr(cid:1189)ng thái ngõ vào DATA tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó. - Khi Ck1

0

(cid:222) Q1 = J1 = K1 = 1

1Q = 1. 2Q = 0.

0

(cid:222) Q2 =

3Q = 0) (cid:222)

J2 = K2 = 1 J3 = 0, K3 = 1 (cid:222) (Ho(cid:1211)c J3 = 0, K3 = 0 (cid:222) Q3 = 1 b(cid:1193)t ch(cid:1193)p tr(cid:1189)ng thái tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó. Q3 = Q3Q2Q1 = 001.

3Q = 1; J2=K2 = Q1= 1; J3=Q2.Q1= 0, K3 = 1.

Lúc (cid:255)ó: J1= K1=

(Ho(cid:1211)c K3 = Q3 = 0).

- Khi Ck2 :

1Q = 0.

(cid:222) Q1 = 1 J1 = K1 = 1

2Q = 1.

(cid:222) Q2 = 1

3Q = 0) (cid:222)

Q3 = 0. Q3 = 1 Q3 Q2 Q1 = 010. J2 = K2 = 1 J3 = 0, K3 = 1 (cid:222) (Ho(cid:1211)c J3 = 0, K3 = 0 (cid:222)

3Q = 1 ; J2 = K2 = Q1 = 0; J3 = 0, K3 = 1.

Lúc (cid:255)ó: J1 = K1 =

2Q = 0). :

2

(Ho(cid:1211)c K3 = - Khi Ck3

1Q = 1.

0

(cid:222) J1 = K1 = 1 Q1 =

2Q = 1.

(cid:222) Q2 =

2

Q3 =0 b(cid:1193)t ch(cid:1193)p tr(cid:1189)ng thái tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó.

3Q = 0 ) (cid:222)

J2 = K2 = 0 J3 = 0, K3 = 1 (cid:222) (Ho(cid:1211)c J3 = 0, K3 = 0 (cid:222) Q3 = Q3 Q2 Q1 = 011.

3

Lúc (cid:255)ó: J1= K1= 3Q = 1; J2 = K2 = Q1= 1; J3 = Q2.Q1= 1, K3 = 0. (Ho(cid:1211)c K3 = 1). : - Khi Ck4

1Q = 0.

3

(cid:222) Q1 = J1 = K1 = 1

2Q = 0.

(cid:222) Q2 =

0

Q3 =1 b(cid:1193)t ch(cid:1193)p tr(cid:1189)ng thái tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó.

3Q = 0 ) (cid:222)

J2 = K2 = 1 J3 = 0, K3 = 1 (cid:222) (Ho(cid:1211)c J3 = 0, K3 = 0 (cid:222) Q3 = Q3 Q2 Q1 = 100.

3Q = 1; J2= K2= Q1= 0; J3 = Q2.Q1 = 0, K3 = 1.

Lúc (cid:255)ó: J1= K1=

(Ho(cid:1211)c K3 = Q3 = 0).

4

: - Khi Ck5

4

(cid:222) J1 = K1 = 1 Q1 =

1Q = 0. 2Q = 0.

(cid:222) Q2 =

J2 = K2 = 1 J3 = 0, K3 = 1 (cid:222) Q3 =0 b(cid:1193)t ch(cid:1193)p tr(cid:1189)ng thái tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)ó. (cid:222) Q3 Q2 Q1 = 000 .

Lúc (cid:255)ó: J1 = K1= 3Q = 1; J2 = K2= Q1= 0; J3 = Q2.Q1 = 0, K3 = 1. (cid:48)(cid:1189)ch tr(cid:1251) v(cid:1221) tr(cid:1189)ng thái ban (cid:255)(cid:1195)u.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 114

5.2.4. (cid:264)(cid:1219)m thu(cid:1201)n ngh(cid:1231)ch

(cid:264)(cid:1223) thi(cid:1219)t k(cid:1219) m(cid:1189)ch cho phép v(cid:1263)a (cid:255)(cid:1219)m lên v(cid:1263)a (cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng, ta th(cid:1269)c hi(cid:1227)n nh(cid:1133) sau: - Cách 1: (cid:47)(cid:1201)p hàm Jlên, Jxu(cid:1237)ng, Klên, Kxu(cid:1237)ng (gi(cid:1191) s(cid:1265) ta dùng JKFF).

(cid:42)(cid:1233)i X là tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n. Xét 2 tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p:

+ N(cid:1219)u quy (cid:1133)(cid:1247)c X = 0: (cid:255)(cid:1219)m lên; X = 1: (cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng.

Lúc (cid:255)ó ta có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

J = X . Jlên + X. Jxu(cid:1237)ng

+ (cid:49)(cid:1219)u quy (cid:1133)(cid:1247)c X = 1: (cid:255)(cid:1219)m lên; X = 0: (cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng.

K = X . Klên + X. Kxu(cid:1237)ng

Lúc (cid:255)ó ta có ph(cid:1133)(cid:1131)ng trình logic:

J = X. Jlên + X . Jxu(cid:1237)ng

K = X. Klên + X .Kxu(cid:1237)ng

- Cách 2: (cid:47)(cid:1201)p b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái t(cid:1241)ng h(cid:1255)p cho c(cid:1191)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m lên và (cid:255)(cid:1219)m xu(cid:1237)ng.

Xung vào X Tr(cid:1189)ng thái h.t(cid:1189)i Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) J3 K3 J2 K2 J1 K1

1 2

Sau (cid:255)ó th(cid:1269)c hi(cid:1227)n các b(cid:1133)(cid:1247)c gi(cid:1237)ng nh(cid:1133) b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245).

5.2.5. (cid:264)(cid:1219)m h(cid:1243)n h(cid:1255)p

(cid:37)(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m h(cid:1243)n h(cid:1255)p là b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m mà trong (cid:255)ó bao g(cid:1239)m c(cid:1191)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m n(cid:1237)i ti(cid:1219)p và (cid:255)(cid:1219)m song song. (cid:264)ây là b(cid:1245) (cid:255)(cid:1219)m ch(cid:1219) t(cid:1189)o khá nhi(cid:1221)u trong th(cid:1269)c t(cid:1219) và kh(cid:1191) n(cid:259)ng (cid:1261)ng d(cid:1257)ng c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m h(cid:1243)n h(cid:1255)p khá l(cid:1247)n so v(cid:1247)i b(cid:1245) (cid:255)(cid:1219)m song song.

Ví d(cid:1257): B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 7490 bên trong bao g(cid:1239)m 2 b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m (cid:255)ó là b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 2 n(cid:1237)i ti(cid:1219)p và b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 5 song song. Hai b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m này tách r(cid:1249)i nhau. Do (cid:255)ó, tùy thu(cid:1245)c vào vi(cid:1227)c ghép hai b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m này l(cid:1189)i v(cid:1247)i nhau mà (cid:80)(cid:1189)ch có th(cid:1223) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c vi(cid:1227)c (cid:255)(cid:1219)m th(cid:1201)p phân ho(cid:1211)c chia t(cid:1195)n s(cid:1237).

Tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p 1: 2 n(cid:1237)i ti(cid:1219)p, 5 song song (hình 5.11).

Q1 Q2 Q3 Q4

B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 2 n(cid:1237)i ti(cid:1219)p

1 J (cid:37)(cid:1245)(cid:3) (cid:255)(cid:1219)m 5 song song Ck Ck1 Ck2

K

Clr

Hình 5.11. B(cid:865)(cid:3)(cid:255)(cid:839)m 2 n(cid:857)i ti(cid:839)p ghép v(cid:867)i b(cid:865)(cid:3)(cid:255)(cid:839)m 5 song song

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 115

Q1 c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 2 gi(cid:1267) vai trò xung Ck cho b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 5 song song. Gi(cid:1191)n (cid:255)(cid:1239) th(cid:1249)i gian c(cid:1259)a 2 n(cid:1237)i ti(cid:1219)p 5 song song (hình 5.12) :

9 4 10 1 3 5 7 8 6 2

Ck

0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 Q1

0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Q2

0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Q3

0 0 0 0 0 Q4 0 0 0 1 1

Hình 5.12. Gi(cid:811)n (cid:255)(cid:859) th(cid:869)i gian 2 n(cid:857)i ti(cid:839)p ghép v(cid:867)i 5 song song

Nh(cid:1201)n xét: Cách ghép này dùng (cid:255)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m th(cid:1201)p phân, nh(cid:1133)ng không dùng (cid:255)(cid:1223) chia t(cid:1195)n s(cid:1237). (cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p

Q3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Q4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Q2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Q1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Q4 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 Q1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 Q3 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 Q2 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0

Xung vào Ck 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p 2: 5 song song, 2 n(cid:1237)i ti(cid:1219)p.

Q4 Q1 Q2 Q3

J B(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 2 (cid:81)(cid:1237)i ti(cid:1219)p Ck2 (cid:37)(cid:1245)(cid:3) (cid:255)(cid:1219)m 5 song song Ck1 Ck

K

Clr

Hình 5.13. B(cid:865)(cid:3)(cid:255)(cid:839)m 5 song song ghép v(cid:867)i 2 n(cid:857)i ti(cid:839)p

Q3 c(cid:1259)a b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 5 song song gi(cid:1267) vai trò xung Ck cho b(cid:1245)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m 2.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 116

Gi(cid:1191)n (cid:255)(cid:1239) th(cid:1249)i gian c(cid:1259)a 5 song song n(cid:1237)i ti(cid:1219)p 2.

9 4 10 1 3 5 6 7 8 2

Ck

0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 Q1

0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Q2

0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 Q3

0 0 Q4 0 0 0 0 1 1 1 1

Hình 5.14. Gi(cid:811)n (cid:255)(cid:859) th(cid:869)i gian (cid:255)(cid:839)m 5 song song ghép 2 n(cid:857)i ti(cid:839)p

Nh(cid:1201)n xét: Cách ghép này không (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c dùng (cid:255)(cid:1223)(cid:3) (cid:255)(cid:1219)m th(cid:1201)p phân, nh(cid:1133)ng l(cid:1189)i thích h(cid:1255)p cho vi(cid:1227)c

chia t(cid:1195)n s(cid:1237).

(cid:37)(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái mô t(cid:1191) ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch :

Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) ti(cid:1219)p

Xung vào Ck 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Q2 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 Q1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 Q4 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 Q3 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 Q2 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 Q1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 Q4 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 Q3 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1

5.3. THANH GHI D(cid:1230)CH CHUY(cid:1222)N VÀ B(cid:1244) NH(cid:1246)

5.3.1. Khái ni(cid:1227)m

Thanh ghi d(cid:1231)ch và b(cid:1245) nh(cid:1247)(cid:3)(cid:255)(cid:1221)u (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:1261)ng d(cid:1257)ng trong l(cid:1133)u tr(cid:1267) d(cid:1267) li(cid:1227)u, trong (cid:255)ó thanh ghi do kh(cid:1191) (cid:81)(cid:259)ng l(cid:1133)u tr(cid:1267) c(cid:1259)a nó có h(cid:1189)n nên ch(cid:1229)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c s(cid:1265) d(cid:1257)ng nh(cid:1133) b(cid:1245) nh(cid:1247) t(cid:1189)m th(cid:1249)i (l(cid:1133)u k(cid:1219)t qu(cid:1191) các phép tính). Còn b(cid:1245) nh(cid:1247) có kh(cid:1191) n(cid:259)ng l(cid:1133)u tr(cid:1267) các bit d(cid:1267) li(cid:1227)u khá l(cid:1247)n, v(cid:1221) m(cid:1211)c c(cid:1193)u t(cid:1189)o b(cid:1245) nh(cid:1247)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xây d(cid:1269)ng trên (cid:70)(cid:1131) s(cid:1251) các thanh ghi (Nhi(cid:1221)u thanh ghi h(cid:1255)p thành b(cid:1245) nh(cid:1247))

5.3.2. Thanh ghi d(cid:1231)ch chuy(cid:1223)n

1. Khái ni(cid:1227)m

Thanh ghi (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xây d(cid:1269)ng trên c(cid:1131) s(cid:1251) các DFF (ho(cid:1211)c các FF khác th(cid:1269)c hi(cid:1227)n ch(cid:1261)c n(cid:259)ng c(cid:1259)a DFF)

và trong (cid:255)ó m(cid:1243)i DFF s(cid:1217) l(cid:1133)u tr(cid:1267) 1 bit d(cid:1267) li(cid:1227)u.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 117

(cid:264)(cid:1223) t(cid:1189)o thanh ghi nhi(cid:1221)u bit, ng(cid:1133)(cid:1249)i ta ghép nhi(cid:1221)u DFF l(cid:1189)i v(cid:1247)i nhau theo qui lu(cid:1201)t nh(cid:1133) sau:

- Ngõ ra c(cid:1259)a DFF (cid:255)(cid:1261)ng tr(cid:1133)(cid:1247)c (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i v(cid:1247)i ngõ vào DATA c(cid:1259)a DFF sau (Di+1 = Qi) ( thanh

ghi có kh(cid:1191) n(cid:259)ng d(cid:1231)ch ph(cid:1191)i.

- Ho(cid:1211)c ngõ ra c(cid:1259)a DFF (cid:255)(cid:1261)ng sau (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i v(cid:1247)i ngõ vào DATA c(cid:1259)a DFF (cid:255)(cid:1261)ng tr(cid:1133)(cid:1247)c (Di =

Qi+1) ( thanh ghi có kh(cid:1191) n(cid:259)ng d(cid:1231)ch trái.

2. Phân lo(cid:1189)i

Phân lo(cid:1189)i theo s(cid:1237) bit d(cid:1267) li(cid:1227)u l(cid:1133)u tr(cid:1267): 4 bit, 5 bit, 8 bit, 16 bit, 32 bit. (cid:264)(cid:1237)i v(cid:1247)i thanh ghi l(cid:1247)n 8 bit,

ng(cid:1133)(cid:1249)i ta không dùng h(cid:1233) TTL mà dùng h(cid:1233) CMOS.

Phân lo(cid:1189)i theo h(cid:1133)(cid:1247)ng d(cid:1231)ch chuy(cid:1223)n d(cid:1267) li(cid:1227)u trong thanh ghi:

- Thanh ghi d(cid:1231)ch trái. - Thanh ghi d(cid:1231)ch ph(cid:1191)i. - Thanh ghi v(cid:1263)a d(cid:1249)i ph(cid:1191)i v(cid:1263)a d(cid:1249)i trái.

Phân lo(cid:1189)i theo ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u: - Ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u n(cid:1237)i ti(cid:1219)p.

- Ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u song song: Song song không (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245), song song (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245).

Phân lo(cid:1189)i theo ngõ ra: - Ngõ ra n(cid:1237)i ti(cid:1219)p. - Ngõ ra song song. - Ngõ ra v(cid:1263)a n(cid:1237)i ti(cid:1219)p v(cid:1263)a song song.

3. Nh(cid:1201)p d(cid:1267) li(cid:1227)u vào FF

Nh(cid:1201)p d(cid:1267) li(cid:1227)u vào FF b(cid:1205)ng chân Preset (Pr): (xem hình 5.15)

- Khi Load = 0 : C(cid:1241)ng NAND 3 và 2 khóa ﬁ ngõ vào Pr = Clr = 1 Pr Clr ﬁ FF t(cid:1269) do ﬁ d(cid:1267) li(cid:1227)u A không nh(cid:1201)p vào (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c FF.

- Khi Load = 1 : C(cid:1241)ng NAND 2 và 3 m(cid:1251), ta có: Pr = A , Clr = A.

3 2 Load

(cid:49)(cid:1219)u A = 0 ﬁ (cid:49)(cid:1219)u A = 1 ﬁ (cid:57)(cid:1201)y Q = Aﬁ Pr = 1, Clr = 0 ﬁ Q = A = 0. Pr = 0, Clr = 1 ﬁ Q = A = 1. d(cid:1267) li(cid:1227)u A (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào FF. 1 Tuy nhiên, cách này ph(cid:1191)i dùng nhi(cid:1221)u c(cid:1241)ng logic không kinh t(cid:1219) và ph(cid:1191)i A dùng chân Clr là chân xóa nên ph(cid:1191)i thi(cid:1219)t k(cid:1219) xóa (cid:255)(cid:1239)ng b(cid:1245).

Hình 5.15

Pr = Clr =1 ﬁ FF t(cid:1269) do. D(cid:1267)

Pr Clr (cid:264)(cid:1223) kh(cid:1203)c ph(cid:1257)c nh(cid:1267)ng nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m (cid:255)ó dùng m(cid:1189)ch nh(cid:1133) trên hình 5.16 : - Chân Clr (cid:255)(cid:1223) tr(cid:1237)ng t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng v(cid:1247)i m(cid:1261)c logic 1. - Khi Load = 0 : c(cid:1241)ng NAND khóa ﬁ li(cid:1227)u không (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào FF. - Khi Load = 1 : c(cid:1241)ng NAND m(cid:1251) ﬁ Pr = A .

Gi(cid:1191) s(cid:1265) ban (cid:255)(cid:1195)u : Q = 0. (cid:49)(cid:1219)u A = 0 ﬁ (cid:49)(cid:1219)u A = 1 ﬁ Pr = 1, Clr = 1 (cid:222) Pr = 0, Clr = 1 (cid:222) Q = Q0 = 0. Q = 1. Load A (cid:57)(cid:1201)y Q = A ﬁ D(cid:1267) li(cid:1227)u A (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào FF.

Chú ý: Ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp này (cid:255)òi h(cid:1235)i tr(cid:1133)(cid:1247)c khi nh(cid:1201)p ph(cid:1191)i xóa FF v(cid:1221) 0. Hình 5.16

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 118

Ví d(cid:877): Xét m(cid:1245)t thanh 4 bit có kh(cid:1191) n(cid:259)ng d(cid:1249)i ph(cid:1191)i (hình 5.17).

Load

A B C D

Q4 Q3 Q1 Q2

DSR J1 J2 J3 J4 Q1 Q2 Q3 Q4

3Q

1Q

2Q

4Q

Ck1 Ck2 Ck3 Ck4 Ck K1 K2 K3 K4

Clr

Hình 5.17. Thanh ghi d(cid:851)ch ph(cid:811)i

Trong (cid:255)ó:

- DSR (Data Shift Right): Ngõ vào Data n(cid:1237)i ti(cid:1219)p (ngõ vào d(cid:1231)ch ph(cid:1191)i). - Q1, Q2,Q3, Q4 : các ngõ ra song song. (cid:264)(cid:1223) gi(cid:1191)i thích ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch, ta d(cid:1269)a vào b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái c(cid:1259)a DFF. Gi(cid:1191) s(cid:1265) ban (cid:255)(cid:1195)u : Ngõ vào nh(cid:1201)p Load = 1 ﬁ A, B, C, D (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c nh(cid:1201)p vào thanh ghi d(cid:1231)ch:

Q1 = A, Q2 = B, Q3 = C, Q4 = D.

Ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng d(cid:1231)ch ph(cid:1191)i c(cid:1259)a thanh ghi:

- Xét FF1: D = DSR1, Q1 = A.

Q = 1. Q = 0 ; n(cid:1219)u DSR1 = 1 ﬁ

(cid:49)(cid:1219)u DSR1 = 0 ﬁ (cid:46)(cid:1219)t lu(cid:1201)n: Sau m(cid:1245)t xung Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng thì Q1 = DSR1.

- Lúc (cid:255)ó FF2, FF3,FF4 : Q2 = A, Q3 = B, Q4 = C.

(cid:55)(cid:1261)c là sau khi Ck tác (cid:255)(cid:1245)ng s(cid:1133)(cid:1249)n xu(cid:1237)ng thì n(cid:1245)i dung trong thanh ghi (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c d(cid:1249)i sang ph(cid:1191)i 1 bit. Sau 4 xung, d(cid:1267) li(cid:1227)u trong thanh ghi (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xu(cid:1193)t ra ngoài và n(cid:1245)i dung DFF (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c thay th(cid:1219) b(cid:1205)ng các d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) ngõ vào DATA n(cid:1237)i ti(cid:1219)p DSR1, DSR2, DSR3, DSR4.

Ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch:

Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i

Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219) Q3 B A

Q4 C B A

Xung vào 1 2 3 4 Q4 D C B A Q1 Q2 Q3 A B C DSR1 A B DSR2 DSR1 A DSR3 DSR2 DSR1 Q2 A DSR1 DSR2 DSR1 DSR3 DSR2 DSR1 Q1 DSR1 DSR2 DSR3 DSR4

Tr(cid:1133)(cid:1249)ng h(cid:1255)p ngõ ra Q (cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c n(cid:1237)i v(cid:1247)i ngõ vào d(cid:1267) li(cid:1227)u n(cid:1237)i ti(cid:1219)p DSR (hình 5.18).

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 119

Pr Pr Pr Pr

DSR J1 J2 J3 J4 Q1 Q2 Q3 Q4

3Q

1Q

2Q

4Q

Ck1 Ck2 Ck3 Ck4 Ck K1 K2 K3 K4

Clr

Hình 5.18.

Ta có b(cid:1191)ng tr(cid:1189)ng thái ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng c(cid:1259)a m(cid:1189)ch hình 5.18:

Tr(cid:1189)ng thái hi(cid:1227)n t(cid:1189)i Tr(cid:1189)ng thái k(cid:1219)

Xung vào

1 2 3 4 5 6 7 8 Q1 0 1 1 1 1 0 0 0 Q2 0 0 1 1 1 1 0 0 Q3 0 0 0 1 1 1 1 0 Q4 0 0 0 0 1 1 1 1 Q1 1 1 1 1 0 0 0 0 Q2 0 1 1 1 1 0 0 0 Q3 0 0 1 1 1 1 0 0 Q4 0 0 0 1 1 1 1 0

(cid:264)ây là m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c (cid:1261)ng d(cid:1257)ng nhi(cid:1221)u trong th(cid:1269)c t(cid:1219).

5.3.3. B(cid:1245) nh(cid:1247)

1. Các khái ni(cid:1227)m

- (cid:55)(cid:1219) bào nh(cid:1247) (Memory cell)

(cid:264)ó là thi(cid:1219)t b(cid:1231) hay m(cid:1189)ch (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n t(cid:1265) dùng (cid:255)(cid:1223) l(cid:1133)u tr(cid:1267) 1 bit. Ví d(cid:1257): FF (cid:255)(cid:1223) l(cid:1133)u tr(cid:1267) 1 bit, t(cid:1257)(cid:3)(cid:255)(cid:76)(cid:1227)n khi n(cid:1189)p (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n thì l(cid:1133)u tr(cid:1267) 1 bit, ho(cid:1211)c m(cid:1245)t (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m trên b(cid:259)ng t(cid:1263).

- T(cid:1263) nh(cid:1247) (Memory word )

Là nhóm các bit (cid:1251) trong m(cid:1245)t b(cid:1245) nh(cid:1247). Ví d(cid:1257): M(cid:1245)t thanh ghi g(cid:1239)m 8 DFF có th(cid:1223) l(cid:1133)u tr(cid:1267) t(cid:1263) nh(cid:1247) là 8 bit. Trong th(cid:1269)c t(cid:1219), kích th(cid:1133)(cid:1247)c c(cid:1259)a t(cid:1263) nh(cid:1247) có th(cid:1223) thay (cid:255)(cid:1241)i trong các lo(cid:1189)i máy tính t(cid:1263) 4 ( 64 bit.

- Byte:

(cid:48)(cid:1245)t nhóm t(cid:1263) nh(cid:1247) 8 bit.

- Dung l(cid:1133)(cid:1255)ng b(cid:1245) nh(cid:1247)

Ch(cid:1229) kh(cid:1191) n(cid:259)ng l(cid:1133)u tr(cid:1267) c(cid:1259)a b(cid:1245) nh(cid:1247). Ví d(cid:1257): 1K = 210 ; 2K = 211; 4K = 212 ; 1M = 220.

- (cid:264)(cid:1231)a ch(cid:1229)

có 4

Dùng (cid:255)(cid:1223) xác (cid:255)(cid:1231)nh các vùng c(cid:1259)a các t(cid:1263) trong b(cid:1245) nh(cid:1247). Xét b(cid:1245) nh(cid:1247) g(cid:1239)m 16 ng(cid:259)n nh(cid:1247) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:255)(cid:1133)(cid:1131)ng 16 t(cid:1263), ta c(cid:1195)n dùng 4 (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) (24 = 16 ﬁ (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229)). Nh(cid:1133) v(cid:1201)y có m(cid:1237)i quan h(cid:1227) gi(cid:1267)a (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) và dung l(cid:1133)(cid:1255)ng b(cid:1245) nh(cid:1247).

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 120

Ví d(cid:1257) : (cid:264)(cid:1223) qu(cid:1191)n lý (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c b(cid:1245) nh(cid:1247) có dung l(cid:1133)(cid:1255)ng là 8 Kbytes thì c(cid:1195)n 13 (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229).

- Ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng (cid:255)(cid:1233)c (READ)

(cid:264)(cid:1233)c là xu(cid:1193)t d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) b(cid:1245) nh(cid:1247) ra ngoài. (cid:264)(cid:1223)(cid:3)(cid:255)(cid:1233)c n(cid:1245)i dung m(cid:1245)t ô nh(cid:1247) c(cid:1195)n th(cid:1269)c hi(cid:1227)n:

+ (cid:264)(cid:1133)a (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng vào các (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) A. + Khi tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n (cid:255)(cid:1233)c tác (cid:255)(cid:1245)ng thì lúc b(cid:1193)y gi(cid:1249) d(cid:1267) li(cid:1227)u ch(cid:1261)a trong các ng(cid:259)n nh(cid:1247) t(cid:1133)(cid:1131)ng

(cid:1261)ng v(cid:1247)i vùng (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) xác (cid:255)(cid:1231)nh (cid:1251) trên s(cid:1217)(cid:3)(cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xu(cid:1193)t ra ngoài.

- Ho(cid:1189)t (cid:255)(cid:1245)ng vi(cid:1219)t (WRITE)

Vi(cid:1219)t là ghi d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) bên ngoài vào bên trong b(cid:1245) nh(cid:1247). Mu(cid:1237)n vi(cid:1219)t ph(cid:1191)i th(cid:1269)c hi(cid:1227)n:

+ (cid:264)(cid:1211)t các (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) t(cid:1133)(cid:1131)ng (cid:1261)ng lên các (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229). + (cid:264)(cid:1211)t d(cid:1267) li(cid:1227)u c(cid:1195)n vi(cid:1219)t vào b(cid:1245) nh(cid:1247) lên các (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng d(cid:1267) li(cid:1227)u. + Tích c(cid:1269)c tín hi(cid:1227)u (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n ghi.

Khi ghi d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) bên ngoài vào bên trong b(cid:1245) nh(cid:1247) thì d(cid:1267) li(cid:1227)u c(cid:458) s(cid:1217) m(cid:1193)t (cid:255)i và (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c thay th(cid:1219) b(cid:1205)ng (cid:71)(cid:1267) li(cid:1227)u m(cid:1247)i.

- B(cid:1245) nh(cid:1247) không bay h(cid:1131)i

Ch(cid:1229) lo(cid:1189)i b(cid:1245) nh(cid:1247) mà d(cid:1267) li(cid:1227)u không m(cid:1193)t (cid:255)i khi m(cid:1193)t ngu(cid:1239)n (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n.

- B(cid:1245) nh(cid:1247) bay h(cid:1131)i

Ch(cid:1229) lo(cid:1189)i b(cid:1245) nh(cid:1247) l(cid:1133)u tr(cid:1267) d(cid:1267) li(cid:1227)u khi còn ngu(cid:1239)n (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n và khi m(cid:1193)t ngu(cid:1239)n (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n thì d(cid:1267) li(cid:1227)u s(cid:1217) b(cid:1231) m(cid:1193)t.

- RAM (Random Access Memory)

(cid:37)(cid:1245)ü nh(cid:1247) truy xu(cid:1193)t ng(cid:1199)u nhiên, (cid:255)(cid:1233)c vi(cid:1219)t tùy ý, còn (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là RWM (Read/Write Memory). (cid:264)ây là lo(cid:1189)i b(cid:1245) nh(cid:1247) cho phép (cid:255)(cid:1233)c d(cid:1267) li(cid:1227)u ch(cid:1261)a bên trong ra ngoài và cho phép nh(cid:1201)p d(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) bên ngoài vào trong.

- ROM (Read Only Memory)

(cid:37)(cid:1245) nh(cid:1247) ch(cid:1229)(cid:3)(cid:255)(cid:1233)c. Ch(cid:1229) cho phép (cid:255)(cid:1233)c d(cid:1267) li(cid:1227)u trong ROM ra ngoài mà không cho phép d(cid:1267) li(cid:1227)u ghi (cid:71)(cid:1267) li(cid:1227)u t(cid:1263) bên ngoài vào trong b(cid:1245) nh(cid:1247).

- SM (Static Memory)

(cid:37)(cid:1245) nh(cid:1247) t(cid:429)nh là lo(cid:1189)i b(cid:1245) nh(cid:1247) l(cid:1133)u tr(cid:1267) d(cid:1267) li(cid:1227)u cho (cid:255)(cid:1219)n khi m(cid:1193)t (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp cung c(cid:1193)p mà không c(cid:1195)n làm (cid:87)(cid:1133)(cid:1131)i d(cid:1267) li(cid:1227)u bên trong. Ví d(cid:1257): SRAM.

- DM (Dynamic Memory)

(cid:37)(cid:1245) nh(cid:1247)(cid:3)(cid:255)(cid:1245)ng là lo(cid:1189)i b(cid:1245) nh(cid:1247) có th(cid:1223) m(cid:1193)t d(cid:1267) li(cid:1227)u khi (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n áp cung c(cid:1193)p ch(cid:1133)a b(cid:1231) m(cid:1193)t, vì v(cid:1201)y c(cid:1195)n có c(cid:1131) ch(cid:1219) làm t(cid:1133)(cid:1131)i d(cid:1267) li(cid:1227)u. (cid:1132)u (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m c(cid:1259)a lo(cid:1189)i b(cid:1245) nh(cid:1247) này là t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) truy xu(cid:1193)t nhanh, giá thành h(cid:1189). Ví d(cid:1257): DRAM.

- B(cid:1245) nh(cid:1247) tu(cid:1195)n t(cid:1269)

Ví d(cid:1257): (cid:264)(cid:429)a m(cid:1221)m, (cid:255)(cid:429)a c(cid:1261)ng, b(cid:259)ng t(cid:1263).

2.ROM (Read Only Memory)

- MROM (Mask ROM): (cid:264)(cid:1133)(cid:1255)c l(cid:1201)p trình b(cid:1251)i nhà s(cid:1191)n xu(cid:1193)t.

(cid:1132)u và nh(cid:1133)(cid:1255)c (cid:255)(cid:76)(cid:1223)m: Ch(cid:1229) có tính kinh t(cid:1219) khi s(cid:1191)n xu(cid:1193)t hàng lo(cid:1189)t nh(cid:1133)ng l(cid:1189)i không ph(cid:1257)c h(cid:1239)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c khi ch(cid:1133)(cid:1131)ng trình b(cid:1231) sai h(cid:1235)ng.

- PROM (Programmable ROM): (cid:264)ây là lo(cid:1189)i ROM cho phép l(cid:1201)p trình b(cid:1251)i nhà s(cid:1191)n xu(cid:1193)t. Nh(cid:1133)(cid:1255)c

(cid:255)(cid:76)(cid:1223)m: N(cid:1219)u h(cid:1235)ng không ph(cid:1257)c h(cid:1239)i (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c.

- EPROM (Erasable PROM): (cid:264)ó là lo(cid:1189)i PROM có th(cid:1223) xóa và l(cid:1201)p trình l(cid:1189)i. Có hai lo(cid:1189)i EPROM: EPROM (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c xóa b(cid:1205)ng tia c(cid:1269)c tím (Ultralviolet EPROM) và EPROM xóa b(cid:1205)ng xung (cid:255)(cid:76)(cid:1227)n (Electrical EPROM). Tu(cid:1241)i th(cid:1233) c(cid:1259)a EPROM ph(cid:1257) thu(cid:1245)c vào th(cid:1249)i gian xóa.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 5. H(cid:1227) tu(cid:1195)n t(cid:1269) Trang 121

(cid:880)ng d(cid:877)ng c(cid:879)a ROM: Ch(cid:1261)a ch(cid:1133)(cid:1131)ng trình (cid:255)(cid:76)(cid:1221)u khi(cid:1223)n vào ra c(cid:1259)a máy tính, PC, m P, m C, ROM BIOS (ROM Basic Input/Output System). Dùng (cid:255)(cid:1223) ch(cid:1261)a ký t(cid:1269): ROM ký t(cid:1269). Dùng (cid:255)(cid:1223) ch(cid:1261)a các bi(cid:1219)n (cid:255)(cid:1241)i hàm.

CS

A1 A2 A3 A4 ROM 16 x 8

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

Hình 5.19. S(cid:751)(cid:3)(cid:255)(cid:859) kh(cid:857)i c(cid:879)a ROM 16x8 = 128 bit

3.RAM (Random Access Memory)

DRAM: RAM (cid:255)(cid:1245)ng, làm vi(cid:1227)c theo hai pha. M(cid:1245)t pha ch(cid:1233)n (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) hàng, m(cid:1245)t pha ch(cid:1233)n (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) c(cid:1245)t.

Do (cid:255)ó, s(cid:1237) chân (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) th(cid:1269)c hi(cid:1227)n trên IC nh(cid:1235) h(cid:1131)n m(cid:1245)t n(cid:1267)a so v(cid:1247)i RAM ho(cid:1211)c ROM. SRAM : RAM t(cid:429)nh, có t(cid:1237)c (cid:255)(cid:1245) truy xu(cid:1193)t nhanh h(cid:1131)n DRAM, do (cid:255)ó giá thành ch(cid:1219) t(cid:1189)o (cid:255)(cid:1203)t h(cid:1131)n.

4.T(cid:1241) ch(cid:1261)c b(cid:1245) nh(cid:1247)

16 13 13 13 13

8 8 8 13 8 13 8 8 13 8 8 13 8

cs

cs

cs

cs

ROM RAM1 RAM2 RAM3

13 8 8 13 8 13 13 8

cs

cs

cs

cs

RAM4 RAM7 RAM6 RAM5

Hình 5.20. T(cid:861) ch(cid:881)c b(cid:865) nh(cid:867)

Gi(cid:1191) s(cid:1265) CPU hay m P có 16 (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) và 8 (cid:255)(cid:1133)(cid:1249)ng d(cid:1267) li(cid:1227)u. N(cid:1219)u dùng (cid:255)(cid:1223) qu(cid:1191)n lý b(cid:1245) nh(cid:1247) thì

qu(cid:1191)n lý (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c dung l(cid:1133)(cid:1255)ng b(cid:1245) nh(cid:1247) t(cid:1237)i (cid:255)a là 64 KBytes (216 = 64K).

Gi(cid:1191) s(cid:1265) 64 KBytes phân thành các lo(cid:1189)i sau: 1 ROM 8K, và 7 RAM 8K. (cid:264)(cid:1223) ch(cid:1233)n l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t t(cid:1263)ng b(cid:1245) nh(cid:1247)(cid:3)(cid:255)(cid:1223) xu(cid:1193)t d(cid:1267) li(cid:1227)u và vì còn th(cid:1263)a 3 d(cid:1133)(cid:1249)ng (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) là A13, A14, A15 nên

ta dùng m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã t(cid:1263) 3 ﬁ 8.

Trên hình 5.21 là s(cid:1131)(cid:3)(cid:255)(cid:1239) m(cid:1189)ch gi(cid:1191)i mã (cid:255)(cid:1231)a ch(cid:1229) dùng IC 74138.

Bài gi(cid:1191)ng (cid:264)(cid:44)(cid:1226)N T(cid:1264) S(cid:1236) 1 Trang 122

A13 IC 74138 A14

Y0 (CS / ROM ) Y1 ( CS / RAM1 ) Y2 ( CS / RAM2 ) Y3 ( CS / RAM3 ) Y4 ( CS / RAM4 ) Y5 ( CS / RAM5 ) Y6 ( CS / RAM6 ) Y7 ( CS / RAM7 )

A15 3 ﬁ 8

Hình 5.21. M(cid:809)ch gi(cid:811)i mã (cid:255)(cid:851)a ch(cid:849)

(cid:37)(cid:1191)n (cid:255)(cid:1239) b(cid:1245) nh(cid:1247) c(cid:1259)a h(cid:1227) th(cid:1237)ng:

(cid:264)(cid:1231)a ch(cid:1229) Hex A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 H

R O M

0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 F F F H

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 H

R A M

0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 F F F H

1

0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 H

R A M

0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 F F F H

2

0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 H

R A M

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 F F F H

3

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 0 0 0 H

R A M

1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 9 F F F H

4

1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A 0 0 0 H

R A M

1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B F F F H

5

1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C 0 0 0 H

R A M

1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 D F F F H

6

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 E 0 0 0 H

R A M

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 F F F F H

7

Trang 1

Số có dấu và cộng trừ với số có dấu

SỐ CÓ DẤU VÀ CỘNG TRỪ SỐ CÓ DẤU

1. Số bù –1 và số bù –2

a. Số bù –1: Bù –1 của một số nhị phân là một số khi cộng với số nhị phân đã cho thì tổng bằng 1 ở tất

cả các bít.

Để tìm số bù –1 của một số nhị phân ta lấy đảo tất cả các bít của số nhị phân đó. Nếu A là một số nhị phân thì số bù –1 của A, kí hiệu A-1, sẽ là:

A-1 = A

Ví dụ 1:

Số bù -1

Số nhị phân 10110 11010 110011

01001 00101 001100

b. Số bù –2: Bù –2 của một số nhị phân bằng số bù –1 của nó cộng thêm 1 vào bít có trọng số thấp

nhất LSB.

Nếu kí hiệu số bù –2 của số nhị phân A là A-2 thì:

A-2 = A-1 + 1LSB

Ví dụ 2:

Số bù -1

Số bù -2

Số nhị phân 10010 11010 110011

01101 00101 001100

01110 00110 001101

2. Biểu diễn các số có dấu

Có 2 phương pháp thông dụng để biểu diễn các số nhị phân có dấu:

- biểu diễn theo ký hiệu bù –1 - biểu diễn theo ký hiệu bù –2

a. Biểu diễn số nhị phân có dấu theo ký hiệu bù –1: Số có dấu n-bít được biểu diễn theo mã bù –1 theo nguyên tắc sau:

- Bít lớn nhất (MSB) là bít dấu, trong đó bít 0 tương ứng với số dương và bít 1

tương ứng với số âm.

- Các bít còn lại biểu diễn giá trị thực của số dương hay giá trị bù –1 của số âm. - Dải giá trị biểu diễn đối với số nhị phân n-bít theo ký hiệu bù –1: −− 1n(2

1) Nếu dùng 4 bít để biểu diễn số có dấu theo ký hiệu bù –1 thì dải giá trị biểu diễn sẽ là: -7

đến +7.

≤ − −− 1n(2 ≤ R1)

b. Biểu diễn số nhị phân có dấu theo ký hiệu bù –2: Số có dấu n-bít được biểu diễn theo mã bù –2 theo nguyên tắc sau:

- Bít lớn nhất (MSB) là bít dấu, trong đó bít 0 tương ứng với số dương và bít 1

tương ứng với số âm (tương tự nguyên tắc biểu diễn theo ký hiệu bù –1). - Các bít còn lại biểu diễn giá trị thực của số dương hay giá trị bù –2 của số âm. - Dải giá trị biểu diễn đối với số nhị phân n-bít theo ký hiệu bù –2:

Nếu dùng 4 bít để biểu diễn số có dấu theo ký hiệu bù –2 thì dải giá trị biểu diễn sẽ là: -8

đến +7.

≤− − −− 11n2R1n2 ≤

Trang 2

Bài giảng KỸ THUẬT SỐ

Bảng dưới đây trình bày các phương pháp biểu diễn số nhị phân có dấu 4 bít theo ký hiệu

bù –1 và bù –2 tương ứng:

Số thập phân -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -0 +0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7

Biểu diễn theo bù -1 1 000 1 001 1 010 1 011 1 100 1 101 1 110 1 111 0 000 0 001 0 010 0 011 0 100 0 101 0 110 0 111

Biểu diễn theo bù -2 1 000 1 001 1 010 1 011 1 100 1 101 1 110 1 111 0 000 0 001 0 010 0 011 0 100 0 101 0 110 0 111

Từ bảng này chúng ta thấy rằng cách biểu diễn theo ký hiệu bù –1 có nhược điểm là có

đến 2 giá trị +0 và –0.

3. Cộng trừ số có dấu

Tương ứng với 2 phương pháp biểu diễn theo ký hiệu bù –1 và bù –2 cũng sẽ có 2

phương pháp thực hiện các phép toán cộng và trừ các số có dấu.

a. Cộng trừ số biểu diễn bằng ký hiệu bù –1: Thực hiện phép cộng đối với số n-bít biểu diễn theo ký hiệu bù –1 cũng giống như cộng các số nhị phân không dấu, cộng cả bít dấu. Lưu ý cộng luôn cả số nhớ của bít lớn nhất (MSB) vào bít nhỏ nhất (LSB).

Ví dụ:

13 + 11

1111 001101 + 001011

-13 -11

11 110010 + 110100

24

011000

-24

100110 + 1

100111

Phép trừ được thay thế bằng phép cộng, trong đó số bị trừ cộng với số bù –1 của số trừ, số nhớ của bít lớn nhất (nếu có) cũng sẽ được cộng tiếp vào bít nhỏ nhất tương tự như khi thực hiện phép toán cộng:

A - B = A + (-B)

Trang 3

Số có dấu và cộng trừ với số có dấu

Ví dụ:

6 - 3

0110 0011

11 0110 1100

3

0010 + 1

0011

+ -

4 - 7

0100 0111

0100 1000

- 3

1100

+ -

b. Cộng trừ số biểu diễn bằng ký hiệu bù –2: Thực hiện phép cộng đối với số n-bít biểu diễn theo ký hiệu bù –2 cũng giống như cộng các số nhị phân không dấu, cộng cả bít dấu. Lưu ý số nhớ của bít lớn nhất (MSB) nếu có sẽ bị loại bỏ. Ví dụ:

1 1 1

12 9

1 001100 + 001001

-12 110100 + - 9 110111

21

010101

-21

1101011

+

bỏ

5 - 10

00101 - 01010

00101 + 10110

11011

- 5 4. Hiện tượng tràn

Khi thực hiện cộng trừ với số có dấu cần lưu ý nếu kết quả nằm ngoài phạm vi biểu diễn của số có dấu n-bít thì kết quả sai. Đó chính là hiện tượng tràn. Để khắc phục hiện tượng này chúng ta cần tăng số bít biểu diễn số có dấu. Hãy xét ví dụ sau:

Thực hiện phép cộng bằng ký hiệu bù –2 sử dụng số 4 bít:

1 1 11100 + 11011

1 1100 + 1011

- 4 - 5

- 4 -5

- 9

- 9

1 10111

1 0111 → +7 bỏ

bỏ

Kết quả phép tính là +7 thay vì –9. Đây là một kết quả sai bởi do –9 nằm ngoài phạm vi biểu diễn của số có dấu 4 bít theo ký hiệu bù –2 (phạm vi biểu diễn từ -8 đến +7). Chúng ta khắc phục hiện tượng trên bằng cách tăng số bít biểu diễn theo ký hiệu bù –2 lên 5 bít (lúc này phạm vi biểu diễn từ -16 đến 15) và thực hiện lại ví dụ trên thì sẽ được kết quả đúng.

---------------------------------- o0o ----------------------------------

Chương 3. Các phần tử logic cơ bản

Trang 63

3.3.CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC LOẠI FLIP-FLOP

3.3.1. Ý nghĩa và phương pháp

1.Ý nghĩa

Đa số FF trên thị trường là loại JK, D trong khi kỹ thuật số yêu cầu tất cả các loại FF. Nếu biết cách chuyển đổi giữa các loại FF với nhau thì có thể phát huy tác dụng của loại FF sẵn có.

Bên cạnh đó, việc chuyển đổi giữa những loại FF khác nhau giúp đi

sâu tìm hiểu chức năng của các loại FF.

JKFF

DFF

TFF

RSFF

Trên thực tế, có thể chuyển đổi qua lại giữa các loại FF khác nhau. 2. Phương pháp chuyển đổi

FF đích

Q

Đầu vào

FF xuất phát

Q

Logic chuyển đổi

Hình 3.68

FF xuất phát để thực hiện chức năng của một FF đích.

Phương pháp chuyển đổi là các công việc cần phải làm để tìm logic chuyển đổi. Cụ thể theo sơ đồ khối hình 3.68 là: các đầu vào dữ liệu (data) của FF xuất phát là hàm ra với các biến là trạng thái ngõ ra Qn và các đầu vào dữ liệu (data) của FF đích.

: J = f (T,Qn) và K = f (T,Qn) : J = f (D,Qn) và K = f (D,Qn)

Xét các trường hợp chuyển đổi cụ thể ta có các hàm logic cần tìm: - chuyển đổi từ JKFF → TFF - chuyển đổi từ JKFF → DFF - chuyển đổi từ JKFF → RSFF : J = f (S,R,Qn) và K = f (S,R,Qn)

Ck Trên hình 3.68 là sơ đồ khối biểu diễn tư duy về chuyển đổi từ một

Bài giảng Kỹ Thuật Số

Trang 64

: R = f (T,Qn) và S = f (T,Qn) : R = f (D,Qn) và S = f (D,Qn)

- chuyển đổi từ RSFF → TFF - chuyển đổi từ RSFF → DFF - chuyển đổi từ RSFF → JKFF : R = f (J, K,Qn) và S = f (J,K,Qn) - chuyển đổi từ TFF → DFF - chuyển đổi từ TFF → RSFF - chuyển đổi từ TFF → JKFF

: T = f (D,Qn) : T = f (R,S,Qn) : T = f (J,K,Qn)

: D = f (T,Qn) : D = f (R,S,Qn) : D = f (J,K,Qn)

- chuyển đổi từ DFF → TFF - chuyển đổi từ DFF → RSFF - chuyển đổi từ DFF → JKFF Có 2 phương pháp để thực hiện chuyển đổi giữa các loại FF:

- phương pháp biến đổi trực tiếp. - phương pháp dùng bảng đầu vào kích. 3.3.2. Phương pháp biến đổi trực tiếp Đây là phương pháp sử dụng các định lý, tiên đề của đại số Boole để tìm phương trình logic tín hiệu kích thích đối với FF xuất phát. Cách làm này tiện cho việc trình bày viết, có thể dùng đại số Boole để xử lý nhưng cần một số kỹ xảo nhất định, trong phạm vi 4 loại FF chúng ta có thể nắm vững và vận dụng phương pháp này.

1. TFF chuyển đổi thành DFF, RSFF, JKFF:

a. TFF → RSFF

RSFF có pt: Qn+1 = Sn + Sn Rn = 0

(1) (điều kiện của RSFF) (2)

nR Qn Qn+1 = Tn ⊕ Qn

Sn +

)

TFF có pt: So sánh (1) và (2) ta có: nR Qn = Tn ⊕ Qn Theo tính chất của phép toán XOR, ta có: n n QR

n (S +

+

nR Qn)

nR Qn) = Qn nQ = Qn nS Rn + Sn

nQ (Sn + nQ + Sn Rn = Qn Rn + Sn

nQ

Tn = Qn ⊕(Sn + = Qn nS Rn + Sn Vậy: Tn = Qn Rn + Sn

nQ

Chương 3. Các phần tử logic cơ bản

Trang 65

Sơ đồ mạch thực hiện:

T Q

R

Q

Ck

S

⊕

Tn = Dn

Hình 3.69. Chuyển đổi TFF → RSFF

Qn

b.TFF→ DFF: DFF có phương trình logic: Qn+1 = Dn TFF có phương trình logic: Qn+1 = Tn ⊕ Qn So sánh 2 phương trình: Dn = Tn ⊕ Qn Theo tính chất của phép XOR ta suy ra: Sơ đồ mạch thực hiện:

T Q

D

Ck

Ck

Q

c.TFF → DFF:

Thực hiện biến đổi hoàn toàn tương tự (như trường hợp chuyển đổi

từ TFF sang RSFF) ta có logic chuyển đổi:

nQ

Hình 3.70. Chuyển đổi TFF → DFF

Tn = KnQn + Jn

K

T Q Ck

Q

J

Hình 3.71. Chuyển đổi TFF thành JKFF

Bài giảng Kỹ Thuật Số

Trang 66

2. DFF chuyển đổi thành TFF, RSFF, JKFF:

a. DFF→ TFF: DFF có phương trình logic: Qn+1 = Dn TFF có phương trình logic: Qn+1 = Tn ⊕ Qn So sánh 2 phương trình ta có: Dn = Tn ⊕ Qn Sơ đồ mạch thực hiện chuyển đổi (hình 3.72):

D Q

T

Ck

Ck

Q

b. DFF→ RSFF:

RSFF có phương trình logic: Qn+1 = Sn +

nR Qn

nR Qn

So sánh với phương trình của DFF ta có: Dn = Sn + Sơ đồ mạch thực hiện chuyển đổi:

D Q

R

Ck

S

Q

Hình 3.72. Chuyển đổi DFF thành TFF

c. DFF→ JKFF: Hoàn toàn tương tự ta có logic chuyển đổi từ DFF sang JKFF:

nQ +

nK Qn

Hình 3.73. Chuyển đổi DFF sang RSFF

Dn = Jn

Sơ đồ mạch chuyển đổi trên hình 3.74:

K

D Q Ck Q

J

Hình 3.74. Chuyển đổi DFF thành JKFF

Chương 3. Các phần tử logic cơ bản

Trang 67

3. RSFF chuyển đổi thành TFF, DFF, JKFF: RSFF có pt: Qn+1

= Sn +

nR Qn

Sn Rn = 0

(điều kiện của RSFF)

Lưu ý: Khi thực hiện chuyển đổi từ RSFF sang các FF khác cần kiểm tra điều kiện ràng buộc của RSFF đó là: RnSn = 0.

a. RSFF→ TFF: TFF có phương trình logic: Qn+1 = Tn ⊕ Qn So sánh với phương trình của RSFF ta có: nT Qn nR Qn = Tn ⊕ Qn = Tn

nQ +

Sn +

Từ biểu thức này, nếu ta cho: nQ

Sn = Tn Rn = Tn

Sn Rn = Tn

nQ ≠ 0

thì suy ra: nQ .Tn = Tn nên không thỏa mãn điều kiện của RSFF. Thực hiện biến đổi tiếp:

nT Qn = Tn

nR Qn = Tn nR Qn = Tn

nQ + nQ + ( nT +

nQ + nQ )Qn = Tn

nT Qn + nQ +

nQ Qn nQT Qn n

T

Sn + Sn + So sánh 2 vế ta có: Sn = Tn nQ Rn = Tn Qn

R Q Ck S Q

thỏa mãn điều kiện: RnSn = 0. Sơ đồ thực hiện: hình 3.75.

b. RSFF→ DFF:

DFF có phương trình:

Qn+1 = Dn

nR Qn = Dn

So sánh 2 phương trình: Sn + Thực hiện biến đổi:

nR Qn = Dn = Dn (Qn +

nQ ) = Dn Qn + Dn

nQ

Sn +

(a)

Mặt khác biểu thức của RSFF có thể biến đổi như sau: nQ +

nR Qn = SnQn + Sn

nR Qn = Sn(Qn +

nQ ) +

nR Qn

Sn +

nR Qn

Hình 3.75. Chuyển RSFF sang TFF

nR ) + Sn nR + Sn nQ + nR Qn (1 + Sn) + Sn

nQ + nR Qn nQ

nQ

= SnQn (Rn + = SnQn = = nR Qn + Sn

(b)

Bài giảng Kỹ Thuật Số

Trang 68

nR Qn + Sn

nQ

D

R Q Ck S Q

Từ (a) và (b) ta có: Dn Qn + Dn nQ = So sánh 2 vế suy ra: Sn = Dn Rn = nD

thỏa mãn điều kiện RnSn = 0. Sơ đồ thực hiện: hình 3.76.

c. RSFF→ JKFF: So sánh 2 phương trình logic của RSFF và JKFF ta có: nQ + nQ = Jn

Qn+1 = Sn + nQ +

nR Qn = Jn nK Qn + Qn

nK + nQ )Qn = Jn

nK Qn nQ + (

nQ +

nQK Qn n

K

Hình 3.76. RSFF→ DFF

= Jn So sánh ta có: Sn = Jn nQ Rn = KnQn

J

R Q Ck S Q

thỏa mãn điều kiện của RSFF. Sơ đồ thực hiện: hình 3.77.

Hình 3.77. RSFF→ JKFF

4. JKFF chuyển đổi thành TFF, DFF, RSFF:

nK Qn

nQ +

Như đã trình bày ở trên, JKFF là một FF vạn năng, có thể dùng JKFF để thay thế cho RSFF hoặc dùng JKFF thực hiện chức năng DFF, TFF. Sơ đồ thực hiện các mạch này như ở hình 3.67. Phần này tập trung chứng minh các biểu thức logic chuyển đổi từ JKFF sang các FF khác. JKFF có phương trình trạng thái: Qn+1 = Jn

nT Qn

nQ +

a. JKFF→ TFF: TFF có phương trình logic: Qn+1 = Tn ⊕ Qn = Tn So sánh với phương trình của JKFF ta suy ra logic chuyển đổi:

Jn = Tn Kn = Tn

b. JKFF→ DFF:

DFF có phương trình logic: Qn+1 = Dn

nQ

Viết lại biểu thức này ta có: Qn+1=Dn=Dn (Qn + nQ ) = DnQn+ Dn

So sánh với biểu thức của JKFF ta có logic chuyển đổi:

Chương 3. Các phần tử logic cơ bản

Trang 69

Jn = Dn Kn = nD c. JKFF→ RSFF: Đối với RSFF có phương trình logic đã tìm được ở công thức (b):

nR Qn = Sn

nQ +

nR Qn

(b)

Qn+1 = Sn +

So sánh với phương trình logic của JKFF ta có logic chuyển đổi:

Jn = Sn Kn = Rn

Q

T D S

J Q Ck K

Q

Q

J Q Ck K

J Q Ck K

R

Hình 3.67. Dùng JKFF thực hiện chức năng của RSFF, TFF, DFF

3.3.3. Phương pháp dùng bảng đầu vào kích

Để thực hiện chuyển đổi giữa các FF theo phương pháp này ta dựa vào bảng tín hiệu đầu vào kích của các FF và lập bảng Karnaugh, thực hiện tối giản để tìm logic chuyển đổi, phương pháp này có ưu điểm là trực quan, ít sai.

Bảng tín hiệu đầu vào kích tổng hợp như sau:

Qn Q n+1 S n R n J 0 0 1 1

0 1 0 X

X 0 1 0

0 1 0 1

n K n T n D n 0 0 1 1 0 X 1 X

X X 1 0

0 1 1 0

J = f (D, Qn) và K = f (D, Qn)

Ví dụ 1: Chuyển đổi từ JKFF → DFF dùng bảng đầu vào kích.

D D

0 1

Ta có các hàm cần tìm: Dựa vào bảng đầu vào kích tổng hợp ta lập bảng Karnaugh:

K Qn J Qn

0 1 0 0 1 1 X X J = D

0 XX 1 1 0 K = D

Bài giảng Kỹ Thuật Số

Trang 70

Tối giản theo dạng chính tắc 1 ta có: J = D và K = D .

Ví dụ 2: Chuyển đổi từ JKFF → RSFF dùng bảng đầu vào kích.

Ta có các hàm cần tìm: J = f (S, R, Qn) K = f (S, R, Qn)

Dựa vào bảng đầu vào kích tổng hợp ta lập bảng Karnaugh:

SR SR 11 00 00 01 11 10 J Qn K Qn

Tối giản theo dạng chính tắc 1 ta có: J = S và K = R.

Các trường hợp chuyển đổi còn lại cũng hoàn toàn tương tự và kết quả chuyển đổi của cả 2 phương pháp (phương pháp biến đổi trực tiếp và phương pháp lập bảng Karnaugh) hoàn toàn giống nhau.

01 10 0 0 0 X 1 1 X X X X J = S 0 XXXX 1 0 1 X 0 K = R

Chương 5 Chương 5 Hệ Tuần Tự Hệ Tuần Tự (Sequential Circuits) (Sequential Circuits)

Huỳnh Việt Thắng

https://sites.google.com/site/hvthangete/

Email: hvthang.ete.dut@gmail.com Url:

Đà Nẵng, 2013

Đà Nẵng, 2013

Khái niệm và Đặc điểm

(cid:1) Hệ Tuần Tự (Sequential Circuits) là hệ có các ngõ ra

ở trạng thái kế tiếp là hàm của:

– các ngõ vào ở trạng thái hiện tại, VÀ – các ngõ ra ở trạng thái hiện tại

Qn+1 = f (các tín hiệu vào hiện tại, Qn)

(cid:1) Đặc điểm

– được thiết kế dựa trên Flip-Flop (FF) – ngõ ra thay đổi trạng thái đồng bộ với tín hiệu Clock – có tính đồng bộ – có tính nhớ

2

1

Các hệ tuần tự tiêu biểu

(cid:1) Bộ đếm (Counter)

(cid:1) Máy trạng thái hữu hạn – Finite State Machine (FSM)

– Bộ đếm nối tiếp (Bộ đếm không đồng bộ)

(cid:1) Bộ đếm hỗn hợp (Nối tiếp + Song song) (cid:1) Thanh ghi (Register) (cid:1) Thanh ghi dịch (Shift Registers) (cid:1) Bộ nhớ (Memory)

(cid:1) Bộ đếm song song (Bộ đếm đồng bộ) (cid:1) Các ví dụ khác

3

Bộ đếm (Counter)

(cid:1) Bộ đếm được xây dựng trên cơ sở các FF ghép lại với nhau và hoạt động theo 1 bảng trạng thái cho trước

(cid:1) Ứng dụng:

– Tạo địa chỉ của lệnh điều khiển, địa chỉ bộ nhớ – Đếm số chu trình thực hiện phép tính / lệnh – Thu phát mã trong truyền số liệu – etc.

4

2

Bộ đếm (tt)

(cid:1) Phân loại bộ đếm

• Đếm thập phân, đếm nhị phân • Đếm dung lượng 2n, đếm dung lượng M bất kỳ

– Theo cơ sở các hệ đếm:

• Đếm lên (nội dung bộ đếm tăng dần) • Đếm xuống (nội dung bộ đếm giảm dần) • Đếm thuận/nghịch • Đếm vòng

– Theo hướng đếm

• Đếm không đồng bộ (đếm nối tiếp) (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) Quan tâm • Đếm đồng bộ (đếm song song) (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) Quan tâm • Đếm hỗn hợp

– Theo tín hiệu điều khiển

5

Bộ đếm không đồng bộ (nối tiếp) (cid:1) Cấu trúc: Bộ đếm không đồng bộ / bộ đếm nối tiếp bao gồm nhiều TFF (hoặc JKFF thực hiện chức năng của TFF) ghép nối tiếp với nhau – ngõ ra của FF đứng trước đóng vai trò là xung Clock cho FF đứng sau

(cid:1) Ngõ vào T=1 (nếu dùng JKFF thì J=K=1) (cid:1) Hoạt động theo bộ mã duy nhất 8421 (cid:1) Thực chất đếm nối tiếp chính là bộ chia tần số (cid:1) Phân loại

– Đếm nối tiếp đếm lên – Đếm nối tiếp đếm xuống – Đếm nối tiếp đếm Modulo M – Đếm nối tiếp thuận nghịch

6

3

Thiết kế bộ đếm không đồng bộ

(cid:1) Cách ghép nối: các TFF (hoặc JKFF thực hiện chức năng TFF với J=K=1) mắc nối tiếp với nhau tùy thuộc vào 1) tín hiệu xung Clock (Ck) và 2) hướng đếm, tuân theo bảng sau đây

Ck tích cực sườn xuống Cki+1 = Qi Ck tích cực sườn lên Cki+1 = /Qi

Cki+1 = /Qi Cki+1 = Qi Đếm lên (Đếm thuận) Đếm xuống (Đếm ngược)

/Qi =

7

Thiết kế bộ đếm không đồng bộ (tt)

(cid:1) Số lượng FF cần sử dụng?

– Bộ đếm có N trạng thái (cid:3) cần dùng

log2N TFF

với T=1 (hoặc JKFF đóng vai trò của TFF với J=K=1)

8

4

Ví dụ 1

(cid:1) Thiết kế bộ đếm nối tiếp (đếm không đồng bộ) đếm lên, đếm 4 (0, 1, 2, 3), sử dụng TFF có tín hiệu Ck tích cực theo sườn xuống? (cid:1) Số lượng TFF cần dùng?

– Đếm 4 trạng thái phân biệt (0(cid:3)3) cần dùng log24 = 2 TFF (cid:1) Cách ghép nối các TFF: vì đếm lên, sử dụng TFF có tín hiệu xung clock Ck tích cực theo sườn xuống nên cần ghép nối tiếp các TFF sao cho: Cki+1 = Qi

(cid:1) Các ngõ vào dữ liệu T1=T2=1 (nối lên mức logic 1)

– Ck2 = Q1 – Ck1 nhận xung clock từ nguồn phát bên ngoài

9

Ví dụ về đếm không đồng bộ (tt)

(cid:1) Sơ đồ mạch

(cid:1) Tác dụng của tín hiệu Clr (Clear): tín hiệu vào tích cực mức 0, dùng để xóa ngõ ra Q của FF về không

– Nếu Clr = 0 (cid:3) Q = 0

10

5

Ví dụ về đếm không đồng bộ (tt)

(cid:1) Giản đồ thời gian và bảng trạng thái hoạt động

11

Các ví dụ khác về đếm nối tiếp

(cid:1) Đếm lên, đếm 4, dùng TFF có Ck tích cực sườn lên (cid:1) Đếm xuống, đếm 4, TFF, Ck tích cực sườn xuống (cid:1) Đếm xuống, đếm 4, TFF, Ck tích cực sườn lên (cid:1) Đếm lên (xuống), đếm 8/16, TFF, Ck sườn xuống (cid:1) Đếm lên (xuống), đếm 8/16, TFF, Ck sườn lên (cid:1) Đếm lên (xuống) với JKFF (J=K=1): 8, 16 (cid:1) Đếm Modulo M (dung lượng đếm khác 2n) (cid:1) ..v..v...

(cid:4)(cid:4)(cid:4)(cid:4) SV tự đọc trong bài giảng!

12

6

Ví dụ 2

Thiết kế bộ đếm nối tiếp, đếm xuống, đếm 8 trạng thái dùng JKFF có xung Ck tác động tích cực theo sườn xuống. Lưu ý: trạng thái ban đầu của bộ đếm khi tín hiệu Clr=0 thì các ngõ ra đều bị xóa về 0.

(cid:1) CircuitMaker Simulation (cid:1) Proteus Simulation (nên sử dụng)

13

Dạng sóng theo thời gian của Ví dụ 2

14

7

Ví dụ 3

Thiết kế bộ đếm nối tiếp, đếm lên, đếm 6 trạng thái dùng TFF có xung Ck tác động theo sườn lên. (gợi ý: xem bài giảng phần đếm modulo M)

15

Bộ đếm nối tiếp thuận/nghịch (cid:1) Đây là bộ đếm nối tiếp thực hiện chức năng vừa đếm

lên (đếm thuận), vừa đếm xuống (đếm nghịch)

(cid:1) Cần có thêm 1 tín hiệu điều khiển chiều đếm

16

8

Ưu, nhược điểm của đếm nối tiếp

(cid:1) Ưu điểm: Đơn giản, dễ thiết kế (cid:1) Nhược điểm: Trễ truyền dẫn bị tích lũy (cid:3) kết quả đếm không đồng bộ với tín hiệu xung clock ở đầu vào, nếu thời gian trễ tích lũy lớn hơn 1 chu kỳ tín hiệu xung clock thì sẽ đếm sai

(cid:1) Khắc phục: Sử dụng bộ đếm song song, kết quả đếm xuất hiện đồng bộ với xung clock, thời gian trễ chỉ bằng thời gian trễ của 1 FF, và các ưu điểm khác của bộ đếm song song!

17

Các mạch đếm nối tiếp

(cid:1) Đếm lên (đếm thuận) (cid:1) Đếm xuống (đếm nghịch) (cid:1) Đếm thuận / nghịch (cid:1) Đếm Modulo M

18

9

Nhắc lại: Các hệ tuần tự tiêu biểu

(cid:1) Bộ đếm (Counter)

(cid:1) Máy trạng thái hữu hạn

– Bộ đếm nối tiếp (Bộ đếm không đồng bộ)

Finite State Machine (FSM) (cid:1) Sequence Detector (cid:1) Bộ đếm song song (Bộ đếm đồng bộ) (cid:1) Các ví dụ khác

(cid:1) Bộ đếm hỗn hợp (Nối tiếp + Song song) (cid:1) Thanh ghi (Register) (cid:1) Thanh ghi dịch (Shift Registers) (cid:1) Bộ nhớ (Memory)

19

Finite State Machine (FSM) Máy trạng thái hữu hạn

20

10

Khái niệm (cid:1) Mạch tuần tự (Sequential Circuits) được xây dựng trên cơ sở các Flip-Flop (FF) và các khối mạch logic tổ hợp (các cổng logic)

(cid:1) Có thể chia làm 2 nhóm mạch

(cid:1) Chỉ xem xét mạch tuần tự đồng bộ (cid:1) Mạch tuần tự còn được gọi Máy trạng thái hữu hạn

(Finite State Machine or FSM)

– Mạch tuần tự đồng bộ (Synchronous Sequential Circuits) – Mạch tuần tự không đồng bộ (Asynchronous Sequential Circuits)

– FSM loại Moore – FSM loại Mealy

21

Sơ đồ khối FSM

2

3

1

(cid:1) W: các tín hiệu vào; Q: trạng thái hiện tại của FSM; Z: tín hiệu ra của FSM (cid:1) 3 khối chính

– Khối 1 (State Register): Khối thanh ghi trạng thái gồm các FFs xác định

trạng thái hiện tại (Current State) của FSM

– Khối 2 (Next State Logic): Logic tổ hợp xác định trạng thái kế tiếp (Next

State) của FSM

– Khối 3 (Output Logic): Logic tổ hợp xác định tín hiệu ra của FSM

(cid:1) Clock: xung đồng bộ, FSM sẽ chuyển (cập nhật) trạng thái tại mỗi

chu kỳ của xung Clock (giá trị các FFs được cập nhật)

22

11

FSM loại Moore vs. Mealy

2

3

1

(cid:1) Tín hiệu ra Z phụ thuộc vào trạng thái Q hiện tại (cid:1) Tùy thuộc vào tính chất của tín hiệu ra Z có phụ thuộc vào tín hiệu vào W

hay không mà FSM có thể phân chia thành 2 loại:

– FSM loại Moore: tín hiệu ra chỉ phụ thuộc vào trạng thái hiện tại Q – FSM loại Mealy: tín hiệu ra phụ thuộc vào cả trạng thái hiện tại Q và tín hiệu

vào W (tín hiệu màu đỏ trong sơ đồ khối)

(cid:1) Edward Moore & George Mealy

23

FSM loại Moore

24

12

Ví dụ thiết kế FSM loại Moore đơn giản

– mạch có 1 tín hiệu vào w, 1 tín hiệu ra z, – xung đồng bộ Ck tích cực sườn lên (positive edge) – tín hiệu ra z=1 nếu tại ngõ vào w xuất hiện 2 bit 1 liên tiếp trước đó,

ngược lại tín hiệu ra z=0

(cid:1) Ví dụ

(cid:1) Thiết kế một mạch phát hiện chuỗi bít vào (sequence detector) hoạt động như sau:

25

Bước 1. Vẽ giản đồ trạng thái FSM

(cid:1) Đây là FSM loại Moore, có

3 trạng thái A, B, C

(cid:1) Mỗi

trạng thái được biểu

diễn bằng 1 hình elip (tròn) (cid:1) Trạng thái ban đầu là A, khi

có tín hiệu Reset

(cid:1) Việc chuyển giữa các trạng thái tùy thuộc vào tín hiệu vào w, và dưới sự điều khiển đồng bộ của tín hiệu Clock (cid:1) Đây là FSM loại Moore nên tín hiệu ra z nằm bên trong elip biểu diễn trạng thái

– Ở trạng thái A và B: z=0 – Ở trạng thái C: z=1

26

13

Bước 2. Tối thiểu hóa số trạng thái

(cid:1) Đối với mạch và giản đồ trạng thái đã cho thì số lượng trạng thái đã tối thiểu

(cid:1) Trong trường hợp tổng quát thì tối thiểu hóa số trạng thái là cần thiết, (cid:1) Ít trạng thái (cid:2)(cid:3) mạch thực hiện đơn giản

27

Bước 3. Mã hóa trạng thái

(cid:1) Có nhiều phương pháp khác nhau để mã hóa trạng thái của FSM, mỗi phương pháp sẽ cho độ phức tạp của mạch thực hiện khác nhau

(cid:1) Trong ví dụ này để đơn giản chúng ta sử dụng các tổ

hợp mã nhị phân 8421 để mã hóa các trạng thái – Có 3 trạng thái (cid:3) cần tối thiểu 2 bits để mã hóa – Tương ứng cần sử dụng 2 FFs – Gán trạng thái:

• A: 00 • B: 01 • C: 10

28

14

Bước 4. Lựa chọn loại FF sử dụng

(cid:1) Cả 4 loại FF đều có thể sử dụng để thiết kế FSM (cid:1) Lựa chọn FF khác nhau dẫn đến mạch tổ hợp được thiết kế với độ phức khác nhau

(cid:1) Bảng đầu vào kích của FF được lựa chọn sẽ được sử dụng để thiết kế FSM (cid:3) 1) tìm phương trình logic của mạch tổ hợp xác định trạng thái kế tiếp và 2) tìm phương trình logic của mạch tổ hợp xác định tín hiệu ra z

(cid:1) Trong ví dụ này để đơn giản chúng ta lựa chọn dùng DFF

Bảng đầu vào kích của DFF

29

Bước 5. Thực hiện mạch tổ hợp (cid:1) Đầu tiên biểu diễn từ giản đồ trạng thái sang Bảng trạng thái

n+1

n; y1 = Q1 n n+1 ; Y1 = Q1

Lưu ý: - d = don’t care (X) - y2 = Q2 - Y2 = Q2

30

15

Bước 5. Thực hiện mạch tổ hợp (tt)

(cid:1) Mở rộng và biểu diễn Bảng trạng thái bao gồm các tín

hiệu sau đây:

– Trạng thái hiện tại (Current State) – Trạng thái tiếp theo (Next State) – Các tín hiệu vào W – Các đầu vào dữ liệu của FF được sử dụng, lưu ý các đầu vào dữ liệu này được xác định dựa trên bảng đầu vào kích của FF

– Các tín hiệu ra Z

31

Bước 5. Thực hiện mạch tổ hợp (tt)

32

16

Bước 5. Thực hiện mạch tổ hợp (tt) (cid:1) Xác định phương trình của Next State Logic

loại Moore

– Các đầu vào dữ liệu FF = f (Current State, Input W) (cid:1) Xác định phương trình của Output Logic của FSM

(cid:1) Cho bài toán Sequence Detector cần tìm các hàm:

n, w)

n, w) và D2 = f2 (Q2

n, Q1

n, Q1 n)

– Z = g (Current State)

n, Q1

(cid:1) Sử dụng K-Map để tối thiểu hóa các hàm để xác định

– D1 = f1 (Q2 – z = g (Q2

(cid:1) Vẽ sơ đồ thực hiện FSM

– Next State Logic – Output Logic

33

Bước 5. Thực hiện mạch tổ hợp (tt)

34

17

Bước 5. Thực hiện mạch tổ hợp (tt) (cid:1) Sơ đồ FSM Sequence Detector vẽ bằng CircuitMaker

35

Bước 6. Phân tích tín hiệu theo thời gian

(cid:1) Phân tích bằng tay (cid:1) Phân tích tự động: có thể sử dụng các phần mềm mô

phỏng mạch số (e.g. CircuitMaker, Proteus, etc.)

(cid:1) Mô tả FSM bằng HDL (Verilog hoặc VHDL) và phân tích mô phỏng bằng công cụ mô phỏng (e.g. ModelSIM của Mentor Graphics)

36

18

Bước 6. Phân tích tín hiệu theo thời gian (tt)

(cid:1) Dạng sóng minh họa cho mạch Sequence Detector

37

Tóm tắt

Các bước thiết kế FSM

1. Biểu diễn giản đồ trạng thái 2. Tối thiểu hóa số trạng thái 3. Mã hóa trạng thái 4. Lựa chọn FF 5. Thực hiện mạch tổ hợp 6. Phân tích tín hiệu theo thời gian

38

19

Homework

(cid:1) Thiết kế một mạch phát hiện chuỗi bít vào (sequence

detector) hoạt động như sau:

– mạch có 1 tín hiệu vào w, 1 tín hiệu ra z, – xung đồng bộ Ck tích cực sườn lên (positive edge) – tín hiệu ra z=1 nếu tại ngõ vào w = 1001 hoặc w = 101, – ngược lại tín hiệu ra z=0

39

Bộ đếm đồng bộ (bộ đếm song song)

40

20

Bộ đếm đồng bộ (đếm song song)

(cid:1) Bộ đếm đồng bộ, hay bộ đếm song song, là 1 trường hợp đặc biệt của máy trạng thái hữu hạn FSM (cid:3) cách thiết kế và phân tích tương tự như FSM

– FSM loại Moore – FSM loại Mealy

41

Bộ đếm đồng bộ (đếm song song)

(cid:1) Đây là bộ đếm có các ngõ ra thay đổi đồng bộ (cùng 1

lúc) với tín hiệu xung Clock (Ck)

(cid:1) Đặc điểm:

bộ

– Sử dụng FF bất kỳ (T, RS, D, JK) – Quy luật đếm bất kỳ (bộ mã bất kỳ: 8421, Gray, .v..v..) – Không phụ thuộc xung clock tích cực sườn âm/dương (cid:1) Sử dụng bảng đầu vào kích để thiết kế bộ đếm đồng

42

21

Thiết kế bộ đếm đồng bộ

(cid:1) Yêu cầu thiết kế:

(cid:1) Các bước thiết kế bộ đếm đồng bộ

– Bộ đếm đồng bộ (đếm song song) – Số trạng thái đếm N, quy luật đếm, và loại FF sử dụng

1. Xác định số lượng FF cần sử dụng: tương tự đếm nối tiếp 2. Xây dựng bảng trạng thái mô tả hoạt động bộ đếm 3. Dựa vào bảng đầu vào kích của FF tương ứng để mở rộng bảng trạng thái và xây dựng bảng giá trị các ngõ vào dữ liệu của FF tương ứng theo các ngõ ra Q

4. Tối thiểu hóa tìm hàm các ngõ vào dữ liệu của FF theo các ngõ ra Q ở trạng thái hiện tại

5. Vẽ sơ đồ mạch thực hiện

43

Ví dụ thiết kế bộ đếm đồng bộ

(cid:1) Thiết kế mạch đếm đồng bộ, đếm 5, đếm lên, theo mã BCD 8421 sử dụng JKFF có xung Ck tích cực sườn lên?

1. Số JKFF cần dùng: 3 JKFF, có 3 ngõ ra Q3, Q2, Q1

2. Xây dựng bảng trạng thái mô tả hoạt động bộ đếm

– Vai trò của xung Ck tích cực sườn lên?

44

22

Ví dụ thiết kế bộ đếm đồng bộ (tt)

3. Mở rộng bảng trạng thái, dựa vào bảng đầu vào kích của JKFF để xây dựng hàm các ngõ vào dữ liệu J và K theo các ngõ ra

2

3

1

45

Ví dụ thiết kế bộ đếm đồng bộ (tt)

4. Tối thiểu hóa tìm hàm của Ji và Ki theo các ngõ ra Qi

ở trạng thái hiện tại (i = 1, 2, 3)

46

23

Ví dụ thiết kế bộ đếm đồng bộ (tt)

47

Ví dụ thiết kế bộ đếm đồng bộ (tt)

5. Vẽ sơ đồ thực hiện bộ đếm

Giải thích hoạt động của mạch: xem bài giảng

48

24

Các ví dụ khác về đếm đồng bộ

(cid:1) Thiết kế bộ đếm đồng bộ bằng cách kết hợp các yêu

cầu sau đây:

(cid:1) Đếm đồng bộ thuận nghịch: xem bài giảng (cid:1) Đếm hỗn hợp = Đếm nối tiếp + Đếm song song

– Số trạng thái bộ đếm N = 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, ... – Chiều đếm: đếm lên, đếm xuống, đếm thuận nghịch – Dùng DFF, JKFF, RSFF, TFF – Mã 8421, Mã Gray, 5421, 84-2-1, 2421, 5121, ...

– Tăng dung lượng đếm

49

Các ví dụ khác về đếm đồng bộ (tt)

(cid:1) Nhận xét: có thể xem thiết kế bộ đếm đồng bộ là một trường hợp đặc biệt và đơn giản của thiết kế các máy trạng thái hữu hạn Finite State Machines (FSM)

(cid:1) Ví dụ: Thiết kế bộ đếm đồng bộ thực hiện đếm theo

quy luật sau đây sử dụng RSFF:

000 (cid:3) 001 (cid:3) 011 (cid:3) 111 (cid:3) 110 (cid:3) 100

(cid:4) Homework? why not?

50

25

Bài tập

(cid:1) Thiết kế bộ đếm đồng bộ, đếm thuận nghịch, đếm 4, theo mã 8421, với DIR là tín hiệu điều khiển chiều đếm

(cid:1) Khi đếm đến 3 thì báo ngõ ra Y=1 (i.e., khi trạng thái

– DIR = 0: đếm lên – DIR = 1: đếm xuống

hiện tại của bộ đếm =3 thì ngõ ra Y=1)

(cid:1) Sử dụng JKFF với xung clock tích cực theo sườn lên

51

Bài tập (tt)

(cid:1) Đây là máy trạng thái loại Moore (cid:1) Các bước thiết kế:

•

đã tối thiểu 3. Mã hóa trạng thái

• Mã lựa chọn là mã nhị phân 8421

1. Vẽ giản đồ trạng thái 2. Tối thiểu hóa số trạng thái

•

Đã lựa chọn sử dụng JKFF

4. Lựa chọn FF

5. Thực hiện mạch tổ hợp cho Next State Logic & Output Logic (và vẽ sơ đồ mạch thực hiện)

6. Phân tích tín hiệu theo thời gian

52

26

Bài tập (tt) (cid:1) Next State Logic – J1 = K1 = 1 – J2 = K2 = DIR ⊕ Q1

(cid:1) Output Logic – Y = Q1Q2

53

Bài tập (tt)

(cid:1) Phân tích tín hiệu theo thời gian

(cid:1) Nhận xét về dạng sóng của Q1, Q2 và Y?

54

27

FSM loại Mealy

55

Máy trạng thái hữu hạn loại Mealy (cid:1) Ví dụ 1: Thiết kế bộ đếm đồng bộ, có 4 trạng thái, sử dụng JKFF có xung Clock tác động tích cực theo sườn âm (sườn xuống). Bộ đếm sẽ đếm lên mỗi khi tín hiệu CE=1 (Count Enable). Nếu tín hiệu cho phép đếm CE=1 và giá trị đếm = 3 thì tín hiệu ra Y=1.

CE=0/Y=0

CE=0/Y=0

CE=1/Y=0

Count=0

Count=1

CE=1/Y=0

CE=1/Y=1

Count=3

Count=2

CE=0/Y=0

CE=0/Y=0

CE=1/Y=0

56

28

Máy trạng thái hữu hạn loại Mealy (tt)

(cid:1) Kết quả:

– J2 = K2 = CE.Q1 – J1 = K1 = CE – Y = CE.Q1.Q2

57

Máy trạng thái hữu hạn loại Mealy (tt)

(cid:1) Đặc điểm:

– Tín hiệu ra được xác định cho mỗi trạng thái và các tín hiệu vào tại trạng thái đó

– Tín hiệu ra phụ thuộc vào trạng thái hiện tại và các giá trị đầu vào tại trạng thái đó

– Do đó giá trị tín hiệu ra ghi tại mũi tên chuyển trạng thái

58

29

Máy trạng thái hữu hạn loại Mealy (tt)

(cid:1) Các bước thiết kế FSM loại Mealy tương tự như các

bước thiết kế FSM loại Moore (6 bước)

(cid:1) FSM loại Mealy: Do tín hiệu ra phụ thuộc vào các giá trị đầu vào tại mỗi trạng thái (cid:3) nên phương trình logic xác định tín hiệu ra (Output Logic) ở Bước 5 như sau: Z = g (Current State, Input W)

59

Nhắc lại

Các bước thiết kế FSM

1. Biểu diễn giản đồ trạng thái 2. Tối thiểu hóa số trạng thái 3. Mã hóa trạng thái 4. Lựa chọn FF 5. Thực hiện mạch tổ hợp 6. Phân tích tín hiệu theo thời gian

Mã hóa trạng thái và lựa chọn FF như thế nào?

60

30

Các phương pháp mã hóa trạng thái

(cid:1) n trạng thái cần ít nhất log2n flip-flops. (cid:1) Có tât cả n! khả năng mã hoá (n lựa chọn cho trạng

thái đầu tiên, n-1 cho trạng thái thứ 2 ...)

No. s0

s1

s2

s3

No. s0

s1

s2

s3

00 1 00 2 00 3 00 4 00 5 00 6 01 7 01 8 9 01 10 01 11 01 12 01

01 01 10 10 11 11 00 00 10 10 11 11

10 11 01 11 01 10 10 11 00 11 00 10

11 10 11 01 10 01 11 10 11 00 10 00

13 10 14 10 15 10 16 10 17 10 18 10 19 11 20 11 21 11 22 11 23 11 24 11

00 00 01 01 11 11 00 00 01 01 10 10

01 11 00 11 00 01 01 10 00 10 00 01

11 01 11 00 01 00 10 01 10 00 01 00

61

Các phương pháp mã hóa trạng thái (tt)

(cid:1) Có cần thiết phải lựa chọn cách mã hoá?

(cid:1) Các kiểu mã hoá thường dùng:

– Có, bởi mỗi sự lựa chọn sẽ cho ta độ phức tạp của mạch tổ hợp cũng như trễ của toàn bộ mạch

– Straightforward (mã nhị phân 8421) – Minimum-bit-change (thường dùng mã Gray) – One-hot

62

31

Mã hóa StraightForward

(cid:1) Kiểu mã hoá này sử dụng giá trị nhị phân của thứ tự

trạng thái để làm mã cho trạng thái đó

→000, →101,

– s0 – s5 – ...

63

Mã hóa Minimum-Bit-Change

(cid:1) Mã sẽ được gán cho trạng thái sao cho tổng số bít thay đổi khi chuyển trạng thái của tất cả các trạng thái là nhỏ nhất

1

1

00

01

00

01

Gray code counter

2

2

1

1

1

1

11

10

10

11

Straightforward

Minimum-bit-change

(cid:1) Phương pháp mã hoá này hay đựơc sử dụng khi muốn tối thiểu hoá kích thước chip cũng như công suất tiêu thụ

64

32

Mã hóa One-hot

(cid:1) Mỗi trạng thái ứng với một flip-flop, Q của 1 FF =1,

Q của các FF khác =0

(cid:1) Dùng khi số lượng trạng thái nhỏ (cid:1) Rất dễ thực hiện, mạch tổ hợp đơn giản (cid:1) Cấu trúc của FPGA rất phù hợp với kiểu mã hoá này

65

Vấn đề lựa chọn FF sử dụng

(cid:1) JKFF

(cid:1) SRFF

– Đây là loại flip-flop đắt nhất – Khó thiết kế nhất – Có nhiều trạng thái don’t cares nên mạch tổ hợp nhanh và rẻ nhất

– flip-flop rẻ – Khó thiết kế

66

33

Vấn đề lựa chọn FF sử dụng (tt)

(cid:1) DFF

(cid:1) TFF

– flip-flop rẻ – Dễ thiết kế nhất – Không có don’t cares dẫn tới mạch tổ hợp phức tạp và chậm nhất

– flip-flop rẻ – Dễ thiết kế – Không có don’t cares dẫn tới mạch tổ hợp phức tạp và chậm nhất

– Thường đựơc dùng để thiết kế bộ đếm và bộ chia tần

67

Bài tập: Mạch điều khiển đèn giao thông

(cid:1) Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông theo yêu cầu

sau đây:

– Thời gian đèn vàng: tvàng = 5 s – Thời gian đèn xanh: txanh = 20 s – Thời gian đèn đỏ: 25 s = txanh + tvàng (cid:1) Hiển thị và đếm lùi thời gian của các đèn

68

34

Shift Register (Thanh ghi dịch)

69

Khái niệm về thanh ghi

(cid:1) Một FF có thể lưu trữ 1 bit thông tin (cid:1) Tập hợp gồm n FFs được sử dụng để lưu trữ n bit thông tin, chằng hạn 1 số nhị phân n-bit, được gọi là một thanh ghi n-bit (n-bit register).

(cid:1) Thông thường DFF được sử dụng để chế tạo thanh ghi (hoặc sử dụng các loại FF khác thực hiện chức năng của DFF)

(cid:1) Các DFF được ghép nối theo 1 cấu trúc, trong đó ngõ vào Clock nối chung với nhau (common clock) để điều khiển hoạt động của thanh ghi

70

35

Thanh ghi dịch (Shift Register)

(cid:1) Thông thường, thanh ghi có khả năng dịch chuyển nội dung chứa bên trong đó, và được gọi là Thanh ghi dịch – Shift Register

(cid:1) Qui luật ghép nối để tạo Shift Register

– Right-Shift Register: ngõ ra của DFF đứng trước được nối với ngõ vào D của DFF sau (Di+1 = Qi) (cid:3) thanh ghi có khả năng dịch phải

– Left-Shift Register: ngõ ra của DFF đứng sau được nối với ngõ vào D của DFF đứng trước (Di = Qi+1) (cid:3) thanh ghi có khả năng dịch trái.

71

Phân loại

– Thanh ghi dịch trái – Thanh ghi dịch phải – Thanh ghi vừa dời phải vừa dời trái

(cid:1) Theo kích thước thanh ghi: 4 bit, 8 bit, 16 bit, 32 bit,... (cid:1) Theo hướng dịch chuyển dữ liệu:

– Ngõ vào dữ liệu nối tiếp – Ngõ vào dữ liệu song song

(cid:1) Theo ngõ vào dữ liệu:

(cid:1) Phân loại theo ngõ ra: – Ngõ ra nối tiếp. – Ngõ ra song song. – Ngõ ra vừa nối tiếp vừa song song.

72

36

Thanh ghi dịch phải

(cid:1) Xét 1 thanh ghi dịch phải 4-bit đơn giản

– In: ngõ vào dữ liệu nối tiếp – Out: ngõ ra dữ liệu nối tiếp (dữ liệu dịch phải) – Clock: xung clock chung tích cực theo sườn lên

73

Thanh ghi dịch phải (tt)

74

37

Thanh ghi dịch phải với ngõ ra song song

(cid:1) Serial Input: ngõ vào

dữ liệu nối tiếp Input:

(cid:1) Parallel

ngõ vào dữ liệu song song (cid:1) Parallel Output: ngõ ra dữ liệu song song (cid:1) /Shift or Load: ngõ vào điều khiển cho phép dịch (Shift) hoặc nạp dữ liệu song song (Load)

– 0 : Shift operation – 1 : Load operation

75

Thanh ghi dịch phải với ngõ ra song song (tt)

Giải thích: (cid:1) Hoạt

động

dịch

chuyển dữ liệu?

(cid:1) Hoạt động nạp dữ liệu

vào song song?

(cid:1) Hoạt động nạp dữ liệu

vào nối tiếp?

76

38

Bus structure

77

Bus structure (tt)

(cid:1) Details for connecting registers to a bus: Two 2-bit

registers R1 and R2 are connected to a bus

78

39

Các chủ đề khác về thanh ghi dịch

(cid:1) Thanh ghi dịch trái? (cid:1) Thanh ghi vừa dịch trái vừa dịch phải?

79

Memory (Bộ nhớ bán dẫn)

• Khái niệm • ROM (Read-Only-Memory) • RAM (Random Access Memory) • Memory Organization

80

40

Một số khái niệm

(cid:1) Tế bào nhớ (Memory cell) là thiết bị hay mạch điện

tử dùng để lưu trữ 1 bit.

(cid:1) Từ nhớ (MEMORY WORD) là nhóm các bit ở trong

một bộ nhớ.

– ví dụ: FF để lưu trữ 1 bit, tụ điện khi nạp điện thì lưu trữ 1 bit, hoặc một điểm trên băng từ.

– Ví dụ: Một thanh ghi gồm 8 DFF có thể lưu trữ từ nhớ với độ rộng là 8 bit.

– Trong thực tế, kích thước của từ nhớ có thể thay đổi trong các loại máy tính từ 4 đến 64 bit.

81

Một số khái niệm (tt)

(cid:1) BYTE: Một nhóm từ nhớ 8 bit. (cid:1) DUNG LƯỢNG BỘ NHỚ chỉ khả năng lưu trữ của

bộ nhớ.

(cid:1) ĐỊA CHỈ dùng để xác định các vùng của các từ trong

bộ nhớ.

– Ví dụ: 1K = 210 ; 2K = 211; 4K = 212 ; 1M = 220.

– Xét bộ nhớ gồm 16 ngăn nhớ tương đương 16 từ, ta cần dùng 4 đường địa chỉ (24 = 16 → có 4 đường địa chỉ) (cid:3) có mối quan hệ giữa địa chỉ và dung lượng bộ nhớ.

– Ví dụ : Để quản lý được bộ nhớ có dung lượng là 8 Kbytes thì cần 13 đường địa chỉ (8 KB = 213 bytes).

82

41

Một số khái niệm (tt)

(cid:1) RAM (Random Access Memory) là Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, đọc viết tùy ý, còn được gọi là RWM (Read/Write Memory). Đây là loại bộ nhớ cho phép đọc dữ liệu chứa bên trong ra ngoài và cho phép nhập dữ liệu từ bên ngoài vào trong.

(cid:1) ROM (Read Only Memory) là Bộ nhớ chỉ đọc, chỉ cho phép đọc dữ liệu trong ROM ra ngoài mà không cho phép dữ liệu ghi dữ liệu từ bên ngoài vào trong bộ nhớ. Việc ghi dữ liệu vào ROM thông thường được thực hiện trong quá trình chế tạo hoặc trong quá trình sử dụng bằng các thiết bị ghi đặc biệt.

83

Một số khái niệm (tt)

(cid:1) BỘ NHỚ KHÔNG BAY HƠI là khái niệm dùng để chỉ loại bộ nhớ mà dữ liệu không mất đi khi mất nguồn điện, còn gọi là Non-Volatile.

(cid:1) BỘ NHỚ BAY HƠI là khái niệm dùng để chỉ loại bộ nhớ lưu trữ dữ liệu khi còn nguồn điện và khi mất nguồn điện thì dữ liệu sẽ bị mất, còn gọi là Volatile.

– ROM là bộ nhớ không bay hơi (non-volatile)

– RAM là loại bộ nhớ bay hơi (volatile)

84

42

Một số khái niệm (tt)

– Đọc là xuất dữ liệu từ bộ nhớ ra ngoài. – Để đọc nội dung một ô nhớ cần thực hiện:

• Đưa địa chỉ tương ứng vào các đường địa chỉ A. • Khi tín hiệu điều khiển đọc tác động dữ liệu chứa trong các ngăn nhớ tương ứng với vùng địa chỉ yêu cầu sẽ được xuất ra ngoài trên các đường dữ liệu.

(cid:1) HOẠT ĐỘNG ĐỌC (READ)

– Viết là ghi dữ liệu từ bên ngoài vào bên trong bộ nhớ. – Muốn ghi dữ liệu vào bộ nhớ cần thực hiện:

• Đặt các địa chỉ tương ứng lên các đường địa chỉ. • Đặt dữ liệu cần viết vào bộ nhớ lên các đường dữ liệu. • Tích cực tín hiệu điều khiển ghi. • Khi ghi dữ liệu từ bên ngoài vào bên trong bộ nhớ thì dữ liệu cũ sẽ mất đi

và được thay thế bằng dữ liệu mới.

(cid:1) HOẠT ĐỘNG GHI (WRITE)

85

ROM (Read Only Memory)

– EPROM được xóa bằng tia cực tím (UV EPROM - Ultralviolet

EPROM), lập trình bằng xung điện.

– EPROM xóa và lập trình bằng xung điện (EEPROM - Electrically

EPROM).

– Tuổi thọ của EPROM phụ thuộc vào thời gian xóa.

(cid:1) MROM (Mask ROM): nội dung bộ nhớ được lập trình trước bởi nhà sản xuất. Chỉ có tính kinh tế khi sản xuất hàng loạt nhưng lại không phục hồi được khi chương trình bị sai hỏng. (cid:1) PROM (Programmable ROM): Đây là loại ROM cho phép lập trình bởi nhà sản xuất. Nếu hỏng không phục hồi được. (cid:1) EPROM (Erasable PROM): là loại PROM có thể xóa và lập trình lại. Có hai loại EPROM:

(cid:1) FLASH: là loại bộ nhớ được phát triển từ EEPROM, tương tự như EEPROM nhưng ưu điểm hơn là cho phép xóa theo khối.

86

43

EPROM 2764

(cid:1) 8K x 8 (64K) UV EPROM (cid:1) Xóa bằng tia cực tím (cid:1) Lập trình bằng xung điện 12.5V (cid:1) Thời gian lập trình nhanh (< 1 min)

87

EPROM 2764 (tt) (cid:1) Sơ đồ khối, các chân tín hiệu, các mode hoạt động

88

44

RAM (Random Access Memory)

(cid:1) SRAM (Static RAM): RAM tĩnh (cid:1) DRAM (Dynamic RAM): RAM động (cid:1) NVRAM (cid:1) Ferroelectric RAM (FRAM)

89

Static RAM (SRAM) – RAM tĩnh

(cid:1) Được chế tạo trên cơ sở FF, theo công nghệ MOS (cid:1) Mỗi bit nhớ có thể bao gồm 6 hoặc 4 transistors (hình vẽ)

(cid:1) 2 tín hiệu Word Line & Bit Line điều khiển truy nhập bit nhớ (cid:1) Việc đọc không làm mất nội dung thông tin SRAM (cid:1) SRAM là bộ nhớ truy nhập nhanh vì không cần thực hiện chu trình làm tươi (REFRESH) như DRAM

90

45

Dynamic RAM (DRAM) – RAM động

Word Line

Bit Line

(cid:1) DRAM: mỗi bit nhớ gồm một transistor và một tụ điện.

(cid:1) Việc ghi nhớ dữ liệu dựa vào việc duy trì điện tích nạp vào tụ điện (cid:3) việc đọc một bit nhớ làm nội dung bit này bị hủy (cid:3) sau mỗi lần đọc một ô nhớ, bộ phận điều khiển bộ nhớ phải viết lại nội dung ô nhớ đó.

(cid:1) Việc lưu giữ thông tin trong bit nhớ chỉ là tạm thời vì tụ điện sẽ phóng hết điện tích đã nạp (cid:3) và như vậy phải làm tươi bộ nhớ. (cid:1) Việc làm tươi (Refresh) được thực hiện với tất cả các ô nhớ trong bộ nhớ, được thực hiện tự động bởi một vi mạch bộ nhớ.

91

SRAM versus DRAM

(cid:1) DRAM

(cid:1) SRAM

– Thời gian truy cập chậm hơn, do ko phải làm tươi

– Thời gian truy cập nhanh hơn, do ko phải làm tươi – Mật độ tích hợp không cao – Giá thành đắt – Thường được dùng cho các bộ nhớ dung lượng bé, thời gian Đọc/Ghi nhanh.

– Mật độ tích hợp cao – Giá thành rẻ hơn SRAM – Rất thích hợp sử dụng cho các bộ nhớ dung lượng lớn và cực lớn

– Ví dụ: bộ nhớ chính trong máy tính và các hệ vi xử lý

– Ví dụ: các bộ nhớ tạm thời Cache, dùng trong các hệ vi xử lý (microprocessor) nhỏ, làm bộ nhớ cho FPGA

92

46

Các loại DRAM

(cid:1) SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) được gọi là DRAM đồng bộ,

– SDR SDRAM = Single Data Rate SDRAM – DDR SDRAM = Double Data Rate SDRAM – DDR2 SDRAM = Double Data Rate 2 SDRAM – DDR3 SDRAM = Double Data Rate type 3 SDRAM

(cid:1) SDRAM gồm các loại: SDR, DDR, DDR2, DDR3

– SDRAM (RAM động đồng bộ), và – SRAM (Static RAM = RAM tĩnh)

(cid:1) Lưu ý tránh nhầm lẫn giữa

93

NVRAM & FRAM

(cid:1) These devices are for your own study!

94

47

Kiến trúc ma trận của bộ nhớ (cid:1) Xét kiến trúc RAM 8 x 8 (dung lượng 64 bits: 8 words, mỗi word 8 bits)

(cid:1) Các bit được bố trí thành ma trận, số hàng = số lượng word, số cột = độ

rộng word, và mỗi hàng (row) tương ứng với 1 word

(cid:1) Sử dụng mạch giải mã (Decoder) để giải mã địa chỉ và chọn word tương

95

ứng để thực hiện hoạt động Đọc/Ghi

RAM 6264

(cid:1) 64K SRAM (8-kword x 8-bit) (cid:1) Thời gian truy xuất nhanh (85 – 100 ns) (cid:1) Nguồn 5V, công suất thấp (cid:1) Tương thích họ TTL

96

48

RAM 6264 (tt)

97

RAM 6264 (tt)

(cid:1) CS1 và CS2: các chân tín hiệu chọn chip (Chip Select) (cid:1) WE, CS1, OE: tích cực mức thấp (L) (cid:1) CS2: tích cực mức cao (H)

98

49

Tổ chức bộ nhớ cho hệ Vi Xử Lý

– DATA BUS (BUS dữ liệu) – ADDRESS BUS (BUS địa chỉ) – CONTROL BUS (BUS điều khiển)

(cid:1) Ghép nối các chíp nhớ vào một hệ Vi Xử Lý (VXL) (cid:1) Sử dụng 3 loại BUS:

(cid:1) Và các cổng đệm 3 trạng thái (3-state buffer)

99

Tổ chức bộ nhớ cho hệ Vi Xử Lý (tt)

– Ghép các vi mạch nhớ dung lượng nhỏ để tạo thành hệ thống nhớ với

kích thước lớn hơn.

– Tổ chức bộ nhớ cho 1 hệ vi xử lý cho trước.

(cid:1) Bài toán:

– 216 = 64 KB (cid:3) Độ rộng BUS địa chỉ quyết định dung lượng bộ nhớ

tối đa mà CPU có thể quản lý được

(cid:1) Ví dụ: Giả sử CPU có 16 đường địa chỉ và bus dữ liệu 8 bit, dung lượng bộ nhớ tối đa mà CPU có thể quản lý được là

– 1 ROM dung lượng 8 KB, sử dụng 1 chíp EPROM 2764 (8Kx8) – 7 RAM với tổng dung lượng 56 KB, sử dụng 7 chíp SRAM 6264

(8Kx8)

(cid:1) Phân chia dung lượng này thành các khối nhớ sau đây

(cid:1) Câu hỏi: Vẽ sơ đồ tổ chức bộ nhớ của hệ thống trên?

100

50

Tổ chức bộ nhớ cho hệ Vi Xử Lý (tt)

(cid:1) Sơ đồ tổ chức bộ nhớ

101

Tổ chức bộ nhớ cho hệ Vi Xử Lý (tt) (cid:1) Sử dụng vi mạch giải mã 3(cid:3)8 là 74138 để chọn lần lượt từng chíp

nhớ tương ứng

(cid:1) Tại mỗi thời điểm, duy nhất 1 chân tín hiệu chọn chip tương ứng CS = 0 (cid:3) chip nhớ tương ứng được lựa chọn sử dụng, các chip nhớ khác không được chọn (do các tín hiệu đầu ra khác của vi mạch 74138 có mức logic 1)

102

51

Tổ chức bộ nhớ cho hệ Vi Xử Lý (tt) (cid:1) Bản đồ bộ nhớ của hệ thống được thiết kế

103

Bài tập về thiết kế bộ nhớ

(cid:1) Một hệ thống vi xử lý (µP - VXL) có độ rộng bus địa chỉ 16 bit, độ rộng bus dữ liệu 8 bit. Thiết kế hệ thống bộ nhớ (memory) cho hệ VXL đã cho sử dụng các chip nhớ sau đây:

– ROM1: 8K x 8 dùng vi mạch 27C64 – ROM2: 4K x 8 dùng vi mạch 27C32 – ROM3: 4K x 8 dùng vi mạch 27C32 – RAM1: 8K x 8 dùng vi mạch 6264 – RAM2: 8K x 8 dùng vi mạch 6264 – RAM3: 8K x 8 dùng vi mạch 6264 – RAM4: 8K x 8 dùng vi mạch 6264 – RAM5: 16K x 8 dùng vi mạch 62128

104

52

Hint

– Độ rộng bus địa chỉ của VXL là: 16 (A0 – A15) – ROM1: 8K x 8 dùng vi mạch 27C64 (cid:3)13 (A0 – A12) – ROM2: 4K x 8 dùng vi mạch 27C32 (cid:3) 12 (A0 – A11) – ROM3: 4K x 8 dùng vi mạch 27C32 (cid:3) 12 – RAM1: 8K x 8 dùng vi mạch 6264 (cid:3)13 – RAM2: 8K x 8 dùng vi mạch 6264 (cid:3)13 – RAM3: 8K x 8 dùng vi mạch 6264 (cid:3)13 – RAM4: 8K x 8 dùng vi mạch 6264 (cid:3)13 – RAM5: 16K x 8 dùng vi mạch 62128 (cid:3)14 (A0 – A13)

– Tín hiệu chọn chip /CS được nối như thế nào?

105

Tổng kết chương 5

(cid:1) Khái niệm và đặc điểm của hệ tuần tự (cid:1) Đếm nối tiếp (cid:1) FSM (cid:1) Thanh ghi dịch (cid:1) Bộ nhớ bán dẫn

106

53

Các vi mạch số thông dụng

Phụ lục A: Các vi mạch cổng và FF thông dụng

1

2

3

4

5

6

9

8

11

10

13

12

74LS04

74LS04

74LS04

74LS04

74LS04

74LS04

1

9

12

4

3

6

8

11

2

10

13

5

74LS08

74LS08

74LS08

74LS08

1

9

12

4

3

6

8

11

2

10

13

5

74LS00

74LS00

74LS00

74LS00

1

9

12

4

3

6

8

11

2

10

13

5

74LS32

74LS32

74LS32

74LS32

2

8

11

5

1

4

10

13

3

9

12

6

74LS02

74LS02

74LS02

74LS02

1

9

12

4

3

6

8

11

2

10

13

5

74LS86

74LS86

74LS86

74LS86

4

0 1

2

5

12

9

D

Q

D

Q

R P

R P

3

11

CLK

CLK

6

8

Q

Q

L C

L C

74LS74

74LS74

1

3 1

5

1 1

2

6

14

10

J

Q

J

Q

R P

R P

4

12

CLK

CLK

3

7

13

9

K

Q

K

Q

L C

L C

74LS109

74LS109

1

5 1

4

0 1

3

5

11

9

J

Q

J

Q

R P

R P

1

13

CLK

CLK

2

6

12

7

K

Q

K

Q

L C

L C

74LS112

74LS112

5 1

4 1

- 1/5 -

Các vi mạch số thông dụng

Phụ lục B: Các vi mạch tổ hợp thông dụng Mạch giải mã (decoder) 2(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)4, 3(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)8, 4(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)16

2 3

A B

1

4 5 6 7

G

Y 0 Y 1 Y 2 Y 3

1 2 3

A B C

74LS139

23 22 21 20

A B C D

14 13

6 4 5

15 14 13 12 11 10 9 7

A B

G1 G2A G2B

Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7

15

12 11 10 9

74LS138

G

Y 0 Y 1 Y 2 Y 3

74LS139

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17

18 19

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

G1 G2

74LS154

Mạch mã hóa (encoder) có ưu tiên 8(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)3, 10(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)4

9 7 6

A0 A1 A2

14

GS

9 7 6 14

A B C D

10 11 12 13 1 2 3 4

0 1 2 3 4 5 6 7

11 12 13 1 2 3 4 5 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9

5

15

EO

EI

74LS147

74LS148

Mạch chọn kênh (mux) 8(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)1, 4(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)1, 2(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)1

4

6

7

1Y

W

1Y

7

5

2Y

Y

6 5 4 3

1C0 1C1 1C2 1C3

9

3Y

9

2Y

12

4Y

2 3 5 6 11 10 14 13

4 3 2 1 15 14 13 12

1A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

10 11 12 13

2C0 2C1 2C2 2C3

1 15

A/B G

11 10 9 7

74LS157

A B C G

14 2 1 15

A B 1G 2G

74LS151

74LS153

Mạch phân kênh (demux) 1(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)4

13 3

A B

2 1

1G 1C

7 6 5 4 9 10 11 12

14 15

1Y 0 1Y 1 1Y 2 1Y 3 2Y 0 2Y 1 2Y 2 2Y 3

2G 2C

74LS155

Mạch cộng nhị phân 4 bit

9 6 2 15

10 8 3 1

S1 S2 S3 S4

A1 A2 A3 A4

11 7 4 16

B1 B2 B3 B4

13

14

C0

C4

74LS83

- 2/5 -

Các vi mạch số thông dụng

Mạch so sánh 4 bit, 8 bit

19

P=Q

1

P>Q

2 4 6 8 11 13 15 17

P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

10 12 13 15 9 11 14 1 2 3 4

7 6 5

A0 A1 A2 A3 B0 B1 B2 B3 ABi

ABo

74LS85

3 5 7 9 12 14 16 18

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

74LS682

Mạch tạo/kiểm tra parity

5

EVEN

6

ODD

8 9 10 11 12 13 1 2 4

A B C D E F G H I

74LS280

Mạch chuyển mã BCD (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)mã LED 7 đoạn anode chung

13 12 11 10 9 15 14

7 1 2 6 4 5 3

1 2 4 8 BI/RBO RBI LT

A B C D E F G

74LS47

Mạch đệm 8 bit

18 16 14 12 9 7 5 3

2 4 6 8 11 13 15 17

2 3 4 5 6 7 8 9

18 17 16 15 14 13 12 11

1Y 1 1Y 2 1Y 3 1Y 4 2Y 1 2Y 2 2Y 3 2Y 4

1A1 1A2 1A3 1A4 2A1 2A2 2A3 2A4

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

1 19

19 1

1G 2G

G DIR

74LS244

74LS245

Phụ lục C: Các vi mạch tuần tự thông dụng Mạch đếm nhị phân 4 bit đồng bộ

1

13

A

A

2

3 4 5 6

12

11 10 9 8

CLR

QA QB QC QD

QA QB QC QD

CLR

74LS393

74LS393

3 4 5 6

A B C D

14 13 12 11 15

QA QB QC QD RCO

7 10 2 9 1

ENP ENT CLK LOAD CLR

74LS163

- 3/5 -

Các ngõ vào

Chức năng

ENP ENT CLK

CLR LOAD

Reset veà 0

AQ L D

L H H H H x

x L H H H x

x x x L H x

x x L x H x

Các ngõ ra BQ CQ L L B C Khoâng thay ñoåi Khoâng thay ñoåi Ñeám leân Khoâng thay ñoåi

DQ L A Nhaäp döõ lieäu vaøo Khoâng ñeám Khoâng ñeám Ñeám Khoâng ñeám

Các vi mạch số thông dụng

RCO (Ripple Carry Out) = ENT.QA.QB.QC.QD

Mạch đếm lên/xuống đồng bộ nhị phân 4 bit

3 2 6 7

15 1 10 9

QA QB QC QD

A B C D

12 13

CO BO

5 4 11 14

UP DN LOAD CLR

74LS193

Chöùc naêng

H H x x

H H x x

H H H H L x

L L L L L H

Ñeám leân Khoâng ñeám Ñeám xuoáng Khoâng ñeám Nhaäp döõ lieäu vaøo Reset veà 0

UP DN LOAD CLR

Mạch đếm mod 10 (mod 2 và mod 5)

14 1

A B

1 4

15 12

CKA CKB

CKA CKB

12 9 8 11

QA QB QC QD

2

3 5 6 7

14

13 11 10 9

CLR

QA QB QC QD

CLR

QA QB QC QD

74LS390

74LS390

2 3 6 7

R0(1) R0(2) R9(1) R9(2)

74LS90

Mạch đếm mod 12 (mod 2 và mod 6) 14 1

A B

12 11 9 8

QA QB QC QD

6 7

R0(1) R0(2)

74LS92

Mạch đếm mod 16 (mod 2 và mod 8) 14 1

A B

12 9 8 11

QA QB QC QD

2 3

R0(1) R0(2)

74LS93

Thanh ghi dịch PIPO

- 4/5 -

3 4 6 11 13 14

2 5 7 10 12 15

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6

D1 D2 D3 D4 D5 D6

9 1

CLK CLR

74LS174

Các vi mạch số thông dụng

Thanh ghi dịch SIPO

1 2

A B

8

CLK

9

3 4 5 6 10 11 12 13

QA QB QC QD QE QF QG QH

CLR

74LS164

Thanh ghi dịch PISO

10 11 12 13 14 3 4 5 6

9

SER A B C D E F G H

QH

7

QH

2 15 1

CLK INH SH/LD

74LS165

Thanh ghi dịch trái/ phải PIPO

15 14 13 12

QA QB QC QD

2 3 4 5 6 7

SR A B C D SL

11 9 10 1

CLK S0 S1 CLR

74LS194

11 1

C OC

Mạch chốt 8 bit 3 4 7 8 13 14 17 18

2 5 6 9 12 15 16 19

2 5 6 9 12 15 16 19

3 4 7 8 13 14 17 18

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

1 11

1 11

2 3 4 5 6 7 8 9

19 18 17 16 15 14 13 12

OC G

OC CLK

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8

74LS373

74LS374

74LS573

- 5/5 -

Bài giảng Kỹ thuật số - ĐH Bách khoa Đà Nẵng

Chủ đề:

Kỹ thuật điện tử số

Giáo trình Kỹ thuật điện tử số

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ----- oOo -----

BÀI GIẢNG

Kỹ Thuật Số

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 1

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1

(cid:43)(cid:1226) TH(cid:1236)NG S(cid:1236)(cid:3)(cid:264)(cid:1218)M VÀ KHÁI NI(cid:1226)M V(cid:1220) MÃ

1.1. H(cid:1226) TH(cid:1236)NG S(cid:1236)(cid:3)(cid:264)(cid:1218)M

1.1.1. H(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m

1. Khái ni(cid:1227)m

2. Phân lo(cid:1189)i

1.1.2. C(cid:1131) s(cid:1237) c(cid:1259)a h(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 2

1.1.3. (cid:264)(cid:1241)i c(cid:1131) s(cid:1237)

1. (cid:264)(cid:1241)i t(cid:1263) c(cid:1131) s(cid:1237) d sang c(cid:1131) s(cid:1237) 10

Ví d(cid:877) 1.1 (cid:264)(cid:1241)i s(cid:1237) 1101(2)(cid:3)(cid:1251) h(cid:1227) nh(cid:1231) phân sang h(cid:1227) th(cid:1201)p phân nh(cid:1133) sau:

2. (cid:264)(cid:1241)i t(cid:1263) c(cid:1131) s(cid:1237) 10 sang c(cid:1131) s(cid:1237) d

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 3

Ví d(cid:877) 1.2:

1

15

0

15

1

3

1

(cid:46)(cid:1219)t lu(cid:1201)n: G(cid:1233)i d1, d2, ..,dn l(cid:1195)n l(cid:1133)(cid:1255)t là d(cid:1133) s(cid:1237) c(cid:1259)a phép chia s(cid:1237) th(cid:1201)p phân cho c(cid:1131) s(cid:1237) d (cid:1251) l(cid:1195)n th(cid:1261) 1, 2,

1.2. H(cid:1226)(cid:3)(cid:264)(cid:1218)M NH(cid:1230) PHÂN VÀ KHÁI NI(cid:1226)M V(cid:1220) MÃ

1.2.1. H(cid:1227)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m nh(cid:1231) phân

1. Khái ni(cid:1227)m

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 4

- a3(cid:3) (cid:255)(cid:1133)(cid:1255)c g(cid:1233)i là bit có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) l(cid:1247)n nh(cid:1193)t, hay còn g(cid:1233)i là bít có ý ngh(cid:429)a l(cid:1247)n nh(cid:1193)t (MSB - Most Significant Bit), còn g(cid:1233)i là bít già nh(cid:1193)t.

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 5

2. Các phép tính trên s(cid:1237) nh(cid:1231) phân

Ví d(cid:877) 1.4: 3 2 5

Ví d(cid:877) 1.5: 7 5 2

Ví d(cid:877) 1.6: 7 x 5 35

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 6

Ví d(cid:877) 1.7: 00 0 (cid:1260)ng d(cid:1257)ng thanh ghi d(cid:1231)ch th(cid:1269)c hi(cid:1227)n phép toán nhân hai, chia hai:

1.2.2. Khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

1. (cid:264)(cid:1189)i c(cid:1133)(cid:1131)ng

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 7

2. Mã hóa s(cid:1237) th(cid:1201)p phân

b1. Mã BCD có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) là lo(cid:1189)i mã cho phép phân tích thành (cid:255)a th(cid:1261)c theo tr(cid:1233)ng s(cid:1237) c(cid:1259)a nó. Mã

b2. Mã BCD không có tr(cid:1233)ng s(cid:1237) là lo(cid:1189)i mã không cho phép phân tích thành (cid:255)a th(cid:1261)c theo tr(cid:1233)ng

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 8

(cid:37)(cid:1191)ng 1.2:

(cid:37)(cid:1191)ng 1.3:

(cid:37)(cid:1191)ng 1.4:

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 1. H(cid:1227) th(cid:1237)ng s(cid:1237)(cid:3)(cid:255)(cid:1219)m và khái ni(cid:1227)m v(cid:1221) mã

Trang 9

3. M(cid:1189)ch nh(cid:1201)n d(cid:1189)ng s(cid:1237) BCD 8421:

y

(cid:48)(cid:1189)ch nh(cid:1201)n d(cid:1189)ng (cid:86)(cid:1237) BCD 8421

4. Các phép tính trên s(cid:1237) BCD

Ví d(cid:877) 1.8 5 ﬁ + 3 ﬁ 8

Bài gi(cid:1191)ng K(cid:1274) THU(cid:1200)T S(cid:1236)

Trang 10

Ví d(cid:877) 1.9

Ví d(cid:877) 1.10 Th(cid:1269)c hi(cid:1227)n tr(cid:1263) 2 s(cid:1237) BCD m(cid:1245)t (cid:255)(cid:1221)các:

(cid:47)(cid:1133)u ý:

Ch(cid:1133)(cid:1131)ng 2

(cid:264)(cid:1188)I S(cid:1236) BOOLE

2.1. CÁC TIÊN (cid:264)(cid:1220) VÀ (cid:264)(cid:1230)NH LÝ (cid:264)(cid:1188)I S(cid:1236) BOOLE

2.1.1. Các tiên (cid:255)(cid:1221) c(cid:1259)a (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole

2.1.2. Các (cid:255)(cid:1231)nh lý c(cid:1131) b(cid:1191)n c(cid:1259)a (cid:255)(cid:1189)i s(cid:1237) Boole

2.2. HÀM BOOLE VÀ CÁC PH(cid:1132)(cid:1130)NG PHÁP BI(cid:1222)U DI(cid:1224)N

2.2.1. Hàm Boole

2.2.2. Các ph(cid:1133)(cid:1131)ng pháp bi(cid:1223)u di(cid:1225)n hàm Boole