Điện tử số - Chương 3

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

134
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo bài giảng Điện tử số - Chương 3 Hệ tổ hợp

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điện tử số - Chương 3

3.1 Khái ni m H lôgic ñư c chia thành 2 l p h : Chương 3. • H t hp H t hp • H dãy H t h p: Tín hi u ra ch ph thu c tín hi u vào hi n t i → H không nh H dãy: Tín hi u ra không ch ph thu c tín hi u vào hi n t i mà còn ph thu c quá kh c a tín hi u vào → H có nh http://cnpmk51-bkhn.org 69 70 http://cnpmk51-bkhn.org 3.2.1 B mã hóa 3.2 M t s ng d ng h t hp 3.2.1 B mã hóa ‘1’ P1 Dùng ñ chuy n các giá tr nh phân c a bi n 1 vào sang m t mã nào ñó. P2 A 2 Ví d - B mã hóa dùng cho bàn phím c a máy B Pi N=i i Mã hoá tính. C Phím ⇔Ký t ⇔T mã D P9 9 - C th trư ng h p bàn phím ch có 9 phím. N = 4 → ABCD = 0100, N = 6→ ABCD = 0110. - N: s gán cho phím (N = 1...9) - B mã hóa có : N u 2 ho c nhi u phím ñ ng th i ñư c n → Mã hóa ưu tiên (n u có 2 ho c nhi u phím ñ ng th i ñư c n thì b mã hóa + 9 ñ u vào n i v i 9 phím ch coi như có 1 phím ñư c n, phím ñư c n ng v i mã + 4 ñ u ra nh phân ABCD cao nh t) 71 72 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 18
3.2.1 B mã hóa ≥1 N= D 1 • Xét trư ng h p ñơn gi n, gi thi t t i m i th i N= ñi m ch có 1 phím ñư c n. 2 A = 1 n u (N=8) ho c N ABCD (N=9) 1 0001 B = 1 n u (N=4) ho c 2 0010 (N=5) 3 0011 ho c (N=6) 4 0100 ho c (N=7) 5 0101 C = 1 n u (N=2) ho c 6 0110 N= ≥1 (N=3) A 8 7 0111 ho c (N=6) N= ho c (N=7) 8 1000 9 D = 1 n u (N=1) ho c 9 1001 (N=3) 73 74 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org ho c (N=5) Mã hóa ưu tiên 3.2.1 B mã hóa • Sơ ñ b mã hóa A=1 nu N = 8 ho c N = 9 B=1 nu (N = 4 ho c N = 5 ho c N = 6 ho c N=7) và N=1 (Not N = 8) và( Not N=9) ≥1 D C=1 nu N = 2 và (Not N=4) và (Not N= 5) và (Not N = 8) và (Not N = 9) N=2 ho c N = 3 và (Not N=4) và (Not N= 5) và (Not N = 8) và N=3 (Not N = 9) ≥1 C N=4 ho c N = 6 và (Not N = 8) và (Not N = 9) ho c N = 7 và (Not N = 8) và (Not N = 9) N=5 D = 1 n u N = 1 và (Not N =2) và (Not N = 4) và (Not N = 6)và N=6 ≥1 (Not N = 8) B ho c N = 3 và (Not N = 4) và (Not N = 6)và (Not N = 8) N=7 ho c N = 5 và (Not N = 6)và (Not N = 8) ho c N = 7 và (Not N = 8) N=8 ≥1 ho c N=9 A N=9 75 76 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 19
3.2.2 B gi i mã 3.2.2 B gi i mã Cung c p 1 hay nhi u thông tin ñ u ra khi ñ u vào xu t • Gi i mã cho t t c các t h p c a b mã: hi n t h p các bi n nh phân ng v i 1 hay nhi u t mã ñã ñư c l a ch n t trư c. Ví d B gi i mã có 4 bit nh phân ABCD ñ u vào, 16 • Gi i mã cho 1 c u hình (hay 1 t mã) ñã ñư c xác ñ nh bit ñ u ra Ví d ð u ra c a b gi i mã b ng 1(0) n u ñ u vào 4 bit nh Y0 A Y1 phân ABCD = 0111, các trư ng h p khác ñ u ra = 0(1). : B Gi i Yi C mã : D & D Y15 C ng v i m t t h p 4 bit ñ u vào, 1 trong 16 ñ u B Y=1 n u A ra b ng 1 (0) , 15 ñ u ra còn l i b ng 0 (1). N=(0111)2 = (7)10 77 78 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 3.2.2 B gi i mã - ng d ng B gi i mã BCD B gi i mã BCD: Mã BCD (Binary Coded N A B C D Y0 Y1 . Y9 . 0 0 0 0 0 1 0 . 0 Decimal) dùng 4 bit nh phân ñ mã hoá . 1 0 0 0 1 0 1 . 0 các s th p phân t 0 ñ n 9. B gi i mã . 2 0 0 1 0 0 0 . 0 s g m có 4 ñ u vào và 10 ñ u ra. . 3 0 0 1 1 0 0 . 0 . 4 0 1 0 0 0 0 . 0 . 5 0 1 0 1 0 0 . 0 . 6 0 1 1 0 0 0 . 0 . 7 0 1 1 1 0 0 . 0 . 8 1 0 0 0 0 0 . 0 . 9 1 0 0 1 0 0 . 1 79 80 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 20
B gi i mã BCD Gi i mã ñ a ch ð a ch 10 bit. CS: ð u vào cho phép ch n b Y0 = A B C D Y1 = A B C D nh . CD Y2 = BCD dòng 0 00 01 11 10 CS = 1: ch n b nh 10011010 AB CS = 0: không ch n dòng 1 Y3 = BCD 00101100 00 1 Y4 = BC D 01 Y5 = BC D ñ a ch dòng i Gi i mã 11 − − − − 01010001 ñ a ch i 10 Y6 = BC D 10 − − Y7 = BCD dòng 1023 Y8 = AD 10111000 Y9 = AD ð c ra ô nh CS (Chip Select) th i Bài t p: V sơ ñ c a b gi i mã BCD 81 82 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org Gi i mã ñ a ch T o hàm lôgic ð a ch 16 bit. Gi s có hàm 3 bi n : F(A,B,C) = R(3,5,6,7) S ô nh có th ñ a ch hoá ñư c : 216 = 65 536. Chia s ô nh này thành 64 trang, m i trang có 1024 ô. 16 bit ñ a ch t A15...A0, 6 bit ñ a ch v phía MSB Y0 A15...A10 ñư c dùng ñ ñánh ñ a ch trang, còn l i 10 bit 22 Y1 A t A9...A0 ñ ñánh ñ a ch ô nh cho m i trang. Y2 Y3 21 Gi i ≥1 B mã Y4 10 Y5 F(A,B,C) B nh A9....A0 C 20 Y6 ð a ch CS Y7 6 Gi i mã A15....A10 Ô nh thu c trang 3 s có ñ a ch thu c kho ng: (0C00)H ≤ (0 0 0 0 1 1 A9...A0)2 ≤ (0FFF)H 83 84 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 21
B chuy n ñ i mã Chuy n m t s N vi t theo mã C1 sang v n s N nhưng vi t theo mã C2. 1 0 Ví d : B chuy n ñ i mã t mã BCD sang mã ch A 1 th 7 thanh. 1 0 B 1 a NA B C D a b c d e f g 0 1 gb f 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 C 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 c e 1 D1 2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 d 3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 M i thanh là 1 ñiôt phát 4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 quang (LED) 5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 A K 8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 85 http://cnpmk51-bkhn.org 86 http://cnpmk51-bkhn.org T ng h p b chuy n ñ i mã T ng h p b chuy n ñ i mã CD 00 01 11 10 AB CD & CD B 00 01 11 10 00 01 11 10 1011 AB AB 00 D 1111 1110 00 00 0111 01 1010 1111 01 01 −−−− 11 & −−−− −−−− 11 11 ≥1 11−− 10 A 11 11−− −− C 10 10 a = A + C +BD +B D c b Bài t p: Làm tương t cho các thanh còn l i 87 88 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 22
3.2.3 B ch n kênh (Multiplexer) Có nhi u ñ u vào tín hi u và m t ñ u ra. Ch c năng: ch n l y m t trong các tín hi u ñ u vào ñưa t i ñ u ra MUX 4-1 MUX 2-1 X0 X0 X1 Y Y X2 X1 X3 C0 C0 C1 ð u vào ñi u khi n C1 C0 Y C0 0 0 X0 Y 0 1 X1 0 X0 1 0 X2 1 X1 1 1 X3 89 90 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 3.2.3 B ch n kênh (Multiplexer) Ví d T ng h p b ch n kênh 2-1 E0 MUX 2-1 S0 C0 X1 X0 Y E1 C0 Y 0 0 0 0 X0 ≥1 Y CS C0 S 0 0 1 1 0 X0 X1 0 1 0 0 E0 S1 1 X1 C0 0 1 1 1 E1 1 0 0 0 CS X1X0 00 01 11 10 C0 1 0 1 0 C0 CS =1: ch n kênh làm vi c bình thư ng 1 1 0 1 0 1 1 CS = 0: ra ch n kênh = 0 1 1 1 1 1 1 1 Vào ñi u khi n Y = X 0C0 + X1C0 91 92 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 23
Sơ ñ b ch n kênh 2-1 E S0 0 E E X0 & 1 0 C S C0 0 ≥1 E E Y S1 0 1 E C & 1 0 X1 C 0 Vào ñi u khi n 93 94 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org ng d ng c a b ch n kênh ng d ng c a b ch n kênh Ch n ngu n tin Ch n ngu n tin Ngu n tin 1 Ngu n tin 2 B = b3 b2 b1 b0 A = a3 a2 a1 a0 C0 Nh n Y3 Y2 Y1 Y0 95 96 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 24
ng d ng c a b ch n kênh ng d ng c a b ch n kênh Chuy n ñ i song song – n i ti p T o hàm lôgic f(A,B) = A Bf(0,0) + A Bf(0,1) + A Bf(1,0) + A Bf(1,1) C0 Y = C1C 0E0 + C1C 0E1 + C1C 0E2 + C1C 0E3 a0 1 0 a1 Y t C1 a2 E0 f(0,0) 1 a3 E1 f(0,1) 0 Y = f(A,B) Các ñ u t C0 Y vào f(1,0) ch n hàm E2 a0 a1 a2 a3 C1 f(1,1) E3 t C1 C0 A Các bi n B 97 98 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org ng d ng c a b ch n kênh ng d ng c a b ch n kênh T o hàm lôgic T o hàm lôgic A B f=A+B Y C1 C0 A B f=AB Y C1 C0 0 0 X0 X0 Y= Y = AB A+B 0 1 X1 X1 0 0 0 = X0 0 0 0 0 0= f(0,0) = X0 0 0 0 1 X2 X2 0 1 1 = X1 0 1 0 1 0 =f(0,1) = X1 0 1 1 1 X3 X3 C1 C0 C1 C0 1 0 1 = X2 1 0 1 0 0=f(1,0) = X2 1 0 A A 1 1 1 = X3 1 1 1 1 1=f(1,1) = X3 1 1 B B ≥1 & B t o hàm có th l p trình ñư c 99 100 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 25
3.2.4 B phân kênh (Demultiplexer) 3.2.4 B phân kênh (Demultiplexer) Có m t ñ u vào tín hi u và nhi u ñ u ra. Ch c năng : d n tín hi u t ñ u vào ñưa t i m t C0 X Y0 Y1 trong các ñ u ra. DEMUX 1-2 DEMUX 1-4 Y0 0 0 0 0 X Y0 0 1 1 0 X Y1 Y1 Y2 1 0 0 0 Y3 C0 1 1 0 1 C0 C1 101 102 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 3.2.5 B so sánh 3.2.5 B so sánh So sánh ñ y ñ :Th c hi n so sánh t ng bit m t, So sánh ñơn gi n:So sánh 2 s 4 bit b t ñ u t MSB. A = a3a2a1a0 và B = b3b2b1b0. a >b a
3.2.5 B so sánh 3.2.5 B so sánh So sánh ñ y ñ : B so sánh song song Si = E(aibi ) Ví d So sánh 2 s 3 bit A = a2a1a0, B = b2b1b0 Ii = E(abi ) i S2 Ei = E(ai ⊕ bi ) = Eaibi + Eai bi = E.Si .Ii = E(Si + Ii ) ≥1 a2 A>B E2 Ph n t E so sánh I2 b2 & ai Si S1 E bi ≥1 a1 ≥1 A
B c ng B c ng Thao tác l p l i là c ng 2 bit v i nhau và Σi c ng v i s nh aibi 00 01 11 10 ri ri+1 ai bi ri Σi 0 1 1 0 0 0 0 0 Full Adder 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 Σi = ai ⊕ bi ⊕ ri C ng ai Σi 0 1 1 0 1 ri+1 ri+1 = ai bi + ri (ai ⊕ bi) ñy ri aibi ñ 00 01 11 10 bi ri+1 1 0 0 1 0 ri 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 109 110 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org B c ng B c ng 2 s n bit B c ng ñ y ñ (Full Adder) A = an-1an-2...a1a0 , B = bn-1bn-2...b1b0 B c ng song song ri =1 =1 ai a1 b1 a0 b0 an-1 bn-1 an-2 bn-2 Σi r1 rn-1 rn-2 r0= 0 bi & & FA FA FA FA ≥1 ri+1 rn r2 Σn Σn-1 Σn-2 Σ1 Σ0 111 112 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 28
B c ng song song tính trư c s nh B c ng song song tính trư c s nh ri+1 = aibi + ri(ai ⊕ bi) Ví d : C ng 2 s 4 bit a3 b3 a2 b2 a1 b1 a0 b0 r0 Pi = ai ⊕ bi và Gi = aibi → ri+1 = Gi + ri Pi r1 G0 ≥1 Tính Pi và Gi r1 = G0 + r0P0 P3 G3 P2 G2 P1 G1 P0 G0 r2 G1 ≥1 & P0 r0 Tính các s nh τ1 τ2 & r0 G0 r3 r2 r1 r4 a3 b3 a0 b0 a2 b2 a1 b1 P1 r2 = G1 + r1P1 = G1+(G0 + r0P0)P1 & Tính t ng P0 r0 r2 = G1 + G0P1 + r0P0P1 τ2 τ1 r4 = Σ 4 Σ3 Σ2 Σ1 Σ0 113 114 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org B tr Ki m tra 15’ (T4,5,6,P) (12/9/05) Gi thi t có 2 ngu n tin là tín hi u bi Di Bi+1 ai ai âm thanh ng v i ñ u ra c a 2 Di 0 0 0 0 Di = a i ⊕ bi Bán hi u bi Bi+1 micro M1 và M2. Có th s d ng b 0 1 1 1 Bi +1 = a i b i (Half Subtractor) ch n kênh 2-1 ñ ch n tín hi u c a 1 0 1 0 t ng micro ñư c không ? Gi i thích 1 1 0 0 lý do. =1 ai (Không s d ng tài li u) Di bi & Bi+1 115 116 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 29
B tr B tr Phép tr 2 s nhi u bit cho nhau.Thao tác l p l i là tr 2 B tr song song: bit cho nhau và tr s vay ai B tr Di bi •Th ñ yñ c hi n như b c ng song song. B i Bi+1 •Tr Bi Di Bán 2 s n bit c n n b tr ñ y ñ . (Full Subtractor) hi u ai (Trong b c ng song song thay b c ng Di Bi+1 ai bi Bi Di Bán Bi+1 ñ y ñ b ng b tr ñ y ñ , ñ u ra s 0 0 0 0 0 Bi+1 hi u bi 0 0 1 1 1 nh tr thành ñ u ra s vay) 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 117 118 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org Ki m tra 15’ T1,2,3. Không dùng tài li u L ch h c môn ði n t s cho 3 l p Hãy l y 1 ví d th c t có th th c T1,2,3 K48 trong 3 tu n 6, 7, 8 hi n b ng 1 hàm lôgic 3 bi n. thay ñ i như sau: - L p b ng th t Tu n 6,7: - T i thi u hóa hàm b ng bìa Cac- Th 4: Cô Liên d y ti p ti t 5, nô ngh ti t 6 - Vi t bi u th c hàm ñã t i thi u Th 7: Cô Dung d y TTHCM ti t hóa và v sơ ñ th c hi n 1,2,3 Tu n 8: Th 4: Cô Trang d y ðTS ti t 5,6 119 120 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org Th 7: Cô Dung d y TTHCM ti t 30
B nhân L ch h c môn ði n t s cho 3 l p T4,5,6,P Gi thi t nhân 2 s 4 bit A và B: K48 trong 3 tu n 6, 7, 8 thay ñ i như sau A = a3a2a1a0, B = b3b2b1b0 (tu n này là tu n 5) Tu n 6,7: a3 a2 a1 a0 Th 2: Ti t 1,2 ngh (ñã h c vào tu n 4) b3 b2 b1 b0 Th 7: Th y Minh d y LTM t ti t 1 ñ n a3b0 a2b0 a1b0 a0b0 ti t 6 a3b1 a2b1 a1b1 a0b1 Tu n 8: a3b2 a2b2 a1b2 a0b2 Th 2: Th y Trung d y TTHCM t ti t 1 ñ n ti t 6 a3b3 a2b3 a1b3 a0b3 Th 7: Th y Minh d y LTM t ti t 1 ñ n p7 p6 p5 p4 p3 p2 p1 p0 ti t 6 121 122 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org B nhân B nhân a3 a2 a1 a0 a3 a2 a1 a0 A x b0 b1 b0 Dãy thao tác c n & & & & & & & & 0 0 ph i th c hi n khi A x b1 nhân 2 s 4 bit 3 2 1 0 CI 3 2 1 0 Σ1 CO 3 2 1 0 (A x b0) + (A x b1 d ch trái 1 bit) = Σ1 a3 a2 a1 a0 b2 CI: Carry Input (vào s nh ) & & & & 0 CO: Carry Output A x b2 (ra s nh ) 3 2 1 0 CI 3 2 1 0 Σ2 CO 3 2 1 0 Σ1+ (A x b2 d ch trái 2 bit) = Σ2 a3 a2 a1 a0 b3 & & & & 0 A x b3 3 2 1 0 CI 3 2 1 0 Σ3 CO 3 2 1 0 Σ2+ (A x b3 d ch trái 3 bit) = Σ3 p7 p6 p5 p4 p3 p2 p1 p0 123 124 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 31
Bài t p l n Tin 1: b c ng song song t 1 ñ n a1 a0 b1 b0 p3 p2 p1 p0 8 bit 0 0 0 0 0 0 0 0 Tin 2: b tr song song t 1 ñ n 8 bit 0 0 0 1 0 0 0 0 Tin 3: b so sánh song song t 1 ñ n 8 bit … … … … … … … … Báo cáo: n p theo l p, chi u th 7, tu n 12, trư c 16h30 (báo cáo in trên gi y (không vi t b ng tay): - 1 1 1 1 1 0 0 1 ð , làm th nào, k t qu , CT ngu n) 125 126 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org a3 a2 a1 a0 c0 c1 Σ 0 0 0 0 0 0 0 Chương 4 0 0 0 1 1 0 0 H dãy 0 0 1 0 1 0 0 … … … … … … … 1 1 1 1 0 0 1 127 128 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 32