Điện tử số - Chương 5

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

126
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo bài giảng Điện tử số - Chương 5 Tổng hợp và phân tích hệ dãy

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điện tử số - Chương 5

4.4.2 Thanh ghi 4.4.2 Thanh ghi VÀO RA Dòng Ví d : Thanh ghi 4 bit dùng trigơ D S CLR CLK A B C D li u 1 0 0 0 0 0 0 0 A B C 2 1 1 0 0 0 0 0 D 3 1 1 1 1 0 0 0 Sè liÖu vµo D Q D Q D Q D Q 4 1 1 2 1 1 0 0 CLK CLK CLK CLK 5 1 1 3 1 1 1 0 6 1 0 4 0 1 1 1 CLR Q CLR Q CLR Q CLR Q CLOCK 7 1 0 5 0 0 1 1 8 1 0 6 0 0 0 1 CLEAR 9 1 0 7 0 0 0 0 CLR = 0 Q=0 10 1 0 8 0 0 0 0 11 1 1 9 1 0 0 0 12 1 0 10 0 1 0 0 13 1 0 11 0 0 1 0 14 1 0 12 0 0 0 1 15 1 0 13 0 0 0 0 157 158 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 4.4.2 Thanh ghi Chuông Chương 5 T ng h p và phân tích h dãy 1 0 0 1 159 160 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 40
5.1 Khái ni m 5.2 T ng h p h dãy Bài toán t ng h p h dãy g m các bư c như sau: H dãy có 2 lo i bài toán: phân tích và t ng h p 1. Tìm b ng tr ng thái dư i d ng mã hoá tr ng thái c ah B ng ng d ng c a trigơ 2. Thành l p b ng kích trigơ trên cơ s b ng tr ng thái ñã mã hoá trên và b ng ng d ng c a trigơ q Q D q Q S R q Q J K q Q T tương ng 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 - 0 0 0 3. Xác ñ nh hàm kích trigơ và t i thi u hoá các hàm kích ñó 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 - 0 1 1 4. Xác ñ nh hàm ra và t i thi u hoá các hàm ra. 1 0 0 1 0 0 1 1 0 - 1 1 0 1 5. V sơ ñ th c hi n h d a trên các hàm kích và 1 1 1 1 1 - 0 1 1 - 0 1 1 0 hàm ra ñã xác ñ nh ñư c Ví d 1 T ng h p thanh ghi 3 bit d ch ph i dùng trigơ D Thanh ghi 3 bit có 8 tr ng thái →có 3 bi n tr ng thái →c n 3 trigơ 161 162 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 5.2 T ng h p h dãy (Ví d 1) 5.2 T ng h p h dãy (Ví d 1) S li u vào: x x 3 bi n tr ng thái: q1q2q3 0 1 Hàm kích trigơ Q1 = x, Q2 = q1, Q3 = q2 q1q2q3 000 000 100 D1 = x, D2 = q1, D3 = q2 Sơ ñ th c hi n B ng tr ng thái mã hóa 001 000 100 x D1 q1 D2 q2 D3 q3 010 001 101 CLK CLK CLK 011 001 101 100 010 110 q1 q2 q3 101 010 110 CLOCK Bi n tr ng thái ti p theo: 110 011 111 Q 1Q 2Q 3 111 011 111 163 164 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 41
5.2 T ng h p h dãy (Ví d 2) 5.2 T ng h p h dãy (Ví d 2) C n 2 bi n tr ng thái q1q2 ñ mã Ví d 2 T ng h p h dãy ñ ng b dùng trigơ JK. H có 1 ñ u B ng tr ng thái q1 hóa vào x và 1 ñ u ra y. Các ñ u vào và ra này ñ u là nh 0 1 phân. ð u ra y = 1 n u ñ u vào x xu t hi n theo qui q2 x lu t x = 0101. Các trư ng h p khác thì y = 0. 0 1 0 A C S T ng h p theo mô hình Mealy H dãy 1 B D A B,0 A,0 x=0101011.. y=0001010.. B B,0 C,0 x 0 1 1/0 0/0 0/0 q1q2 A: ch 0 ñ u tiên C D,0 A,0 00 01,0 00,0 B: ñã có 0 ch 1 0/0 0/0 D B,0 C,1 B C: ñã có 01 A D C 01 01,0 10,0 1/0 D: ñã có 010 1/1 B ng tr ng thái mã hóa 11 01,0 10,1 1/0 10 11,0 00,0 Q1Q2 165 166 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org Q1Q2 5.2 T ng h p h dãy (Ví d 2) B ng tr ng thái Moore B ng tr ng thái Mealy x 0 1 q1q2 qQ J K x x 0 1 0 1 y 00 01,0 00,0 00 0 - S S 01 1 - 01 01,0 10,0 A0 B0,0 A0,0 A0 B0 A0 0 10 - 1 11 01,0 10,1 B0 B0,0 C0,0 B0 B0 C0 0 11 - 0 10 11,0 00,0 C0 D0,0 A0,0 C0 D0 A0 0 x D0 B0,0 C1,1 Q1Q2 D0 B0 C1 0 q1 q 0 1 2 C1 D0,0 A0,0 C1 D0 A0 1 J1K J2K J1K J2K 1 2 1 2 00 0- 1- 0- 0- 01 0- -0 1- -1 11 -1 -0 -0 -1 10 -0 1- -1 0- 167 168 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 42
T4: x = 1100 5.2 T ng h p h dãy (Ví d 2) T5: x = 1011 B ng kích trigơ T6: x = 0110 qQJ K TP: x = 0001 x 000 - T1: x = 0011 B ng q1 q T2: x = 0111 0 1 ng 011 - 2 T3: x = 1101 d ng J1K J2K J1K J2K 10 - 1 1 2 1 2 00 0- 1- 0- 0- 11 - 0 01 0- -0 1- -1 x 0 1 11 -1 -0 -0 -1 q1 q 10 -0 1- -1 0- 2 00 0 0 01 0 1 Hàm kích trigơ J1 = xq2 11 - - J 2 = x K2 = x K 1 = xq 2 + q 2 x 10 - - Hàm ra: y = xq1q2 169 170 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 5.3 Phân tích h dãy 5.2 T ng h p h dãy (Ví d 2) Các bư c th c hi n theo trình t ngư c l i so v i t ng h p h dãy Sơ ñ th c hi n Ví d : Cho sơ ñ h dãy ñ ng b dùng trigơ JK như sau. Hãy phân tích xác ñ nh ch c năng c a h . & & J2 J1 1 q2 y x q1 & J2 q2 J1 q1 x CLK CLK =1 CLK CLK ≥1 K2 q2 K1 q1 K2 K1 q2 q1 y CLOCK & CLOCK 171 172 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 43
5.3 Phân tích h dãy (Ví d ) 5.3 Phân tích h dãy (Ví d ) T sơ ñ vi t bi u th c hàm kích và hàm ra: J1 = q2, K2 = , J2 = x, K1 = 2 , xq1=2 + xq1 q 2 yq J1 = q2, K2 = , J2 = x, K1 = 2 , xq1=2 + xq1 q 2 yq x x q q B ng kích trigơ B ng kích trigơ x 0 1 x 0 1 qQJK q1q J1 K J2 K J1 K J2 K q1q J1 K J2 K J1 K J2 K 000- 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 011- 00 0 1 0 1 0 1 1 0 00 0 1 0 1 0 1 1 0 01 1 0 0 1 1 0 1 0 01 1 0 0 1 1 0 1 0 10-1 11 1 0 0 1 1 0 1 0 11 1 0 0 1 1 0 1 0 11-0 10 0 1 0 1 0 1 1 0 10 0 1 0 1 0 1 1 0 173 174 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 5.3 Phân tích h dãy (Ví d ) B ng kích trigơ B ng tr ng thái B ng tr ng thái mã hóa B ng tr ng thái mã hóa x 0 1 x 0 1 x 0 1 x 0 1 q1q2 Q1Q Q1Q SA q1q2 Q1Q Q1Q q1q J1 K J2 K J1 K J2 K A,0 B,0 2 2 2 2 2 1 2 1 2 00 00, 01, 00 00 01 B D,0 C,0 00 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 01 10, 11, 01 10 11 C D,1 C,0 01 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 11 10, 11, 11 10 11 11 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 D A,0 B,1 10 00, 01, 10 00 01 10 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 175 176 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 44
Cho sơ ñ như sau. Mô t 5.3 Phân tích h dãy (Ví d ) 1. ho t ñ ng c a sơ ñ khi phím +5 ð hình tr ng thái V P4 ñư c n. D D2 D 1 20 3 B ð u vào CLK ñm 21 môñu ñm n 22 8 A MUX B 8→ 1 C S P 7 P 6 P 0 177 178 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 2. 3. T ng h p b so sánh liên ti p hai s A,B có ñ dài bit tuỳ ý b ng h dãy ñ ng b dùng trigơ JK theo mô hình Moore. Hai s D0 D1 D2 D3 PR Q0 Q1 Q2 Q3 A,B ñư c so sánh b t ñ u t bit LSB. CLK CLK CLK CLK CLR CLR CLR START PR: PRESET PR = 0 Q=1 CLOCK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 CLK 0 1 START Cho d ng tín hi u CLOCK và START như hình v . Hãy v dóng trên cùng tr c th i gian tín hi u các ñ u ra Q0, Q1, Q2, Q3 và gi i thích. 179 180 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 45
5. Cho sơ ñ như sau. Hãy phân tích và cho bi t ch c 4. Cho sơ ñ ñ ng b dùng trigơ T như năng c a h . V tín hi u t i các ñ u A, B, C dóng trên sau. Hãy phân tích và cho bi t ch c năng cùng tr c th i gian cho 8 xung ñ ng h . c a sơ ñ . ≥1 ≥1 T1 q1 T2 q2 CLK CLK q1 q2 CLOCK 181 182 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org a b c J1 K1 J2 K2 J3 K3 A B C 6. T ng h p thanh ghi 4 bit vào n i ti p ra song 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 song dùng tri gơ D. Thanh ghi còn có ñ u vào E ñ 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 ñ nh chi u d ch. N u E = 1 thì thanh ghi d ch ph i, 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 còn E = 0 thì thanh ghi d ch trái. 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 001 010 100 183 184 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 46
E & 2. D0 D1 y Q0 Q1 CLK CLK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 0 1 Q1 CLOCK START CLK Q0 E Q1 Q0 Q2 Q1 Q3 Q1 y 185 186 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org COUNTER MOD8 CLK E START 187 188 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 47
3. t3 t0 t2 t1 So YG(A>B) A … 0 1 1 0 sánh YE(A=B) liên B … 1 1 0 1 YL(A B: G (YG = 1), A = B: E (YE = 1), A < B: L (YL = 1) 189 190 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 3. 3. t3 t0 t3 t0 t2 t1 t2 t1 So So YG(A>B) YG(A>B) A … A … 0 1 1 0 0 1 1 0 sánh sánh YE(A=B) YE(A=B) liên liên B … B … 1 1 0 1 1 1 0 1 YL(A B: G (YG = 1), A = B: E (YE = 1), A < B: L (YL = 1) AB AB 00 01 11 10 YG YE YL 00 01 11 10 YG YE YL q1q2 S G G L G G 1 0 0 00 00 01 00 10 E E L E G 0 1 0 01 L L L L G 0 0 1 11 -- -- -- -- - - - 10 q1q2 G :10, E : 00, L : 01 191 192 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 48
4. BÀI T P B ng tr ng thái mã hóa: q1q2 Q1Q2 T ng h p h t h p cho phép 1. dùng 3 công-t c làm sáng, t t 00 01 cùng 1 ñèn. B t kỳ công t c 01 10 nào cũng có th làm sáng, t t 10 00 ñèn. 11 00 Không dùng b c ng, hãy t ng 2. h p h t h p th c hi n phép T p tr ng thái tương ñương: là t p tr ng thái toán A = B+3. B là m t s 3 mà ng v i cùng m t tín hi u vào h bit, còn A có s bit tùy ch n chuy n cho thích h p ñ n cùng m t tr ng thái ti p theo và cho 193 194 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org cùng 4. S d ng b ch n kênh thích 3. V i giá tr nào c a t h p h p ñ t o hàm sau: (A7A6...A1A0)2 thì S = R F(A,B,C) = ABC +B C + ABC A7 Ch ng minh câu tr l i. & A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 S & R 195 196 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 49
H T HP 5. T ng h p b ch n kênh 2-1 dùng ch các ph n t NAND có T ng h p: Bi t ch c năng h -> Thi t k sơ ñ th c 2 ñ u vào. hi n h 6. T ng h p b phân kênh 1-2. 1. Ch c năng -> B ng th t (bi n vào ? hàm ra ? quan h vào-ra ?) 7. T ng h p b nhân 2 s 2 bit 2. T b ng th t vi t hàm ra theo bi n vào mà không dùng b c ng. (t i thi u hóa) 3. V sơ ñ th c hi n hàm ñã có bư c 2. 8. Dùng m t b ch n kênh 8-1 ñ Phân tích: t o ra hàm sau: Bi t sơ ñ th c hi n h -> Tìm ch c năng 1. T sơ ñ vi t bi u th c hàm ra theo bi n vào F(A,B,C,D) = 2. Thành l p b ng th t d a vào 1. R(0,3,4,6,8,11,13,15) 3. Suy ra ch c năng t b ng th t Ch ng minh câu tr l i. 197 198 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org Gi i bài t p chương 5 b2 b1 b0 a3 a2 a1 a0 2. B: 3 bit A: 4 bit 1. 0000011 3 công t c: 3 bi n A, B, C. F=0: ñèn t t, F=1: ñèn sáng a3 b2 a2 0010100 b1 A=B+3 A B C F a1 b0 a0 0 0 0 0 ………………… 0 0 1 1 1101001 F=A B C 0 1 0 1 0 1 1 0 1111010 Vi t bi u th c các hàm ra 1 0 0 1 theo 3 bi n vào (t i thi u hóa) 1 0 1 0 1 1 0 0 V sơ ñ 1 1 1 1 199 200 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 50
F(A,B,C,D) = 8. R(0,3,4,6,8,11,13,15) F(A,B,C) = ABC +B C + ABC 4. A B C D F E0 1 E0 1 0 0 0 0 1 E1 0 Vi t bi u th c hàm dư i d ng tuy n chính qui: E1 0 0 0 0 1 0 E2 1 E2 0 0 0 1 0 0 E3 0 F(A,B,C) = ABC +B C (A+A)+ ABC F(A,B, E3 1 0 0 1 1 1 F(A,B,C, E4 1 C) = ABC + A B C +AB C + ABC E4 A D) 0 1 0 0 1 0 E5 F(A,B,C) = R(0,2,4,7) E5 A 0 1 0 1 0 0 E6 E6 A 0 1 1 0 1 1 E7 C C C 210 A E7 C C C 0 1 1 1 0 210 A 1 0 0 0 1 B B 1 0 0 1 0 C C 1 0 1 0 0 D 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 201 202 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 1 1 1 1 1 1. công t 3 c: 3 bi n A, B, C. BÀI T P L N (1) F=0: ñèn t t, F=1: ñèn sáng 1. L p trình Pascal mô ph ng b c ng ABCF song song. 0000 B c ng cho phép c ng 2 s nh phân 0011 t 1 bit ñ n 8 bit 0101 Hai s nh phân c n c ng ñư c nh p 1001 t bàn phím 0110 K t qu hi n th là s nh phân 1010 1100 1111 203 204 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 51
BÀI T P L N (2) BÀI T P L N (1/3) 1. L p trình mô ph ng b c ng song 2. L p trình Pascal mô ph ng b so sánh song. song song. B so sánh cho phép so sánh 2 s nh B c ng cho phép c ng 2 s nh phân t 1 bit ñ n 8 bit phân t 1 bit ñ n 8 bit Hai s nh phân c n so sánh ñư c Hai s nh phân c n c ng ñư c nh p t bàn phím nh p t bàn phím Hi n th k t qu so sánh Hi n th k t qu 205 206 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org BÀI T P L N (2/3) BÀI T P L N (3/3) (ST7/t15) 2. L p trình mô ph ng b so sánh H dãy ñ ng b có 1 ñ u vào x và 1 song song. 3. ñ u ra y. ð u ra y = 1 n u ñ u B so sánh cho phép so sánh 2 s vào x xu t hi n theo qui lu t x = nh phân t 1 bit ñ n 8 bit 0110. Các trư ng h p khác thì y = Hai s nh phân c n so sánh ñư c 0. T ng h p h dãy dùng trigơ JK nh p t bàn phím theo mô hình Mealy và mô ph ng Hi n th k t qu h ñã t ng h p ñư c theo ngôn ng l p trình tùy ch n. 207 208 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 52
BÀI T P L N (2) BÀI T P L N (3) M i sinh viên n p báo cáo bài t p H dãy ñ ng b có 1 ñ u vào x và 1 2. l n (in, không vi t tay). Trong ñ u ra y. ð u ra y = 1 n u ñ u báo cáo c n có: vào x xu t hi n theo qui lu t x = • Chương trình ngu n • 1001. Các trư ng h p khác thì y = Phân tích chương trình ngu n • 0. T ng h p h dãy dùng trigơ JK K t qu ch y chương trình theo mô hình Mealy và mô ph ng Ch sinh viên nào n p bài t p l n h ñã t ng h p ñư c theo ngôn thì m i ng l p trình tùy ch n. ñư c d thi l n 1.N p theo l p x=1 0010 01… y= vào th 7 c a tu n 12. 0001001… http://cnpmk51-bkhn.org 209 210 http://cnpmk51-bkhn.org Ki m tra 90’. Không s d ng tài li u Các TL liên quan không ñ m t bàn () Câu 1. S d ng s lư ng ít nh t b ch n kênh 2-1 ñ th c hi n m t b ch n kênh 4-1. Câu 2. Gi thi t có s 4 bit A = a3a2a1a0. Hãy s d ng s lư ng Câu 4. Dùng b gi i mã 3 ñ u vào và s b ch n kênh 4-1 c n thi t ñ th c hi n phép d ch vòng s A lư ng ít nh t các ph n t lôgic cơ b n ñ như sau: th c hi n b c ng ñ y ñ . Gi i thích k t a3a2a1a0 → a0a3a2a1 → a1a0a3a2 → a2a1a0a3 → a3a2a1a0 … qu . Câu 3. Cho sơ ñ dùng trigơ E & D0 D1 y D và tín hi u vào E như hình Q0 Q1 v . Hãy v tín hi u t i ñ u ra y CLK CLK dóng trên cùng tr c th i gian v i CLK và gi i thích. Q1 CLOCK CLK E 211 212 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 53
Câu 6. Cho sơ ñ như hình v . Hãy v tín hi u ra t i q, t i ñ u vào R dóng theo cùng tr c th i gian v i CLOCK và gi i thích. Bi t r ng b ñ m môñun 8 tích c c v i sư n âm c a Câu 5. Hãy phân tích và cho bi t ch c năng c a sơ ñ sau ñ ng h . B ñ m ch ñ m khi ñ u vào E m c cao, n u E m c th p thì b ñ m không ñ m. Gi thi t trư c khi có xung START tr ng thái b ñ m là 000 và q = 0. STAR S T q >CLK & R 22 21 20 E ð m môñun 8 CLOCK CLOCK ENABLE START 213 214 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org ðIÔT 3 4 5 6 7 8 1 2 CLOCK D UA > UK: ðiôt thông ID >0 START UA UK R ID UA
a1 a0 b1 b0 p3 p2 p1 p0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Chương 6. B nh 1 1 1 1 1 0 0 1 217 218 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 5.1. Vai trò c a b nh ñ iv ih th ng máy tính 5.1. Vai trò c a b nh ñ iv ih th ng máy tính B nh chương trình: cho phép lưu tr , l y ra, thay ñ i chương trình B nh d li u: lưu tr d li u trong quá trình chương trình tính Máy tính ho c k t qu ch y chương trình. B nh trong (chính) và b nh ngoài (ngo i vi) B nh trong • B nh trong : thông tin ñư c lưu tr và l y ra v i t c ñ r t nhanh ðơn v ñi u khi n ðơn v s h c (bán d n) • B nh ngoài: thư ng có dung lư ng r t l n hơn so v i b nh trong nhưng ch m hơn so v i b nh trong. ðơn v x lý trung tâm (CPU) B nh ch a các bit thông tin. T : nhóm các bit bi u di n cho m t th c th thông tin. ð dài t : có th t 4 ñ n 32 bit ho c nhi u hơn. Ô nh : t p các ph n t có th lưu tr m t t . Ch ng h n: ô nh ch a B nh ngoài t 8 bit có th g m 8 trigơ. Dung lư ng b nh : thư ng ñư c bi u di n theo b i c a 210 = 1024 (K) (băng, ñĩa…) 211 = 2048 = 2K, 216 = 65536 = 64K 219 220 http://cnpmk51-bkhn.org http://cnpmk51-bkhn.org 55