intTypePromotion=1

Giáo trình kỹ thuật số - Phần 2 Mạch tổ hợp - Chương 5

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

0
183
lượt xem
49
download

Giáo trình kỹ thuật số - Phần 2 Mạch tổ hợp - Chương 5

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phân tích và Thiết kế mạch tổ hợp Mạch số đ-ợc chia làm 2 loại là : + Mạch tổ hợp / Combinational Circuit + Mạch dãy / Sequential Circuit Mạch tổ hợp là mạch mà tín hiệu ra chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào. Ph-ơng trình xác định tín hiệu ra của mạch là: Yi = fi(X1, X2, …, Xn) với ?i = 1 ữ m Yi là tín hiệu ra ở đầu ra thứ i, có m đầu ra Xj là tín hiệu vào ở đầu vào thứ j, có n đầu vào Ng-ời ta còn gọi mạch...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình kỹ thuật số - Phần 2 Mạch tổ hợp - Chương 5

  1. PTH-DTT PhÇn II M¹ch tæ hîp 46
  2. BomonKTDT-§HGTVT Ch−¬ng 5: ph©n tÝch vµ ThiÕt kÕ m¹ch tæ hîp M¹ch sè ®−îc chia lµm 2 lo¹i lµ : + M¹ch tæ hîp / Combinational Circuit + M¹ch d·y / Sequential Circuit M¹ch tæ hîp lµ m¹ch mµ tÝn hiÖu ra chØ phô thuéc vµo tÝn hiÖu vµo. Ph−¬ng tr×nh x¸c ®Þnh tÝn hiÖu ra cña m¹ch lµ: Yi = fi(X1, X2, …, Xn) víi ∀i = 1 ÷ m Yi lµ tÝn hiÖu ra ë ®Çu ra thø i, cã m ®Çu ra Xj lµ tÝn hiÖu vµo ë ®Çu vµo thø j, cã n ®Çu vµo Ng−êi ta cßn gäi m¹ch tæ hîp lµ m¹ch kh«ng cã nhí M¹ch d∙y lµ m¹ch cã tÝn hiÖu ra phô thuéc vµo tr¹ng th¸i trong cña m¹ch vµ cã thÓ phô thuéc hoÆc kh«ng phô thuéc vµo tÝn hiÖu vµo. Ph−¬ng tr×nh ®Æc tr−ng cña m¹ch d·y lµ: Yi = fi(X1, X2,…Xn, S1, S2 ,…. Sk) víi ∀i = 1 ÷ m Yi lµ tÝn hiÖu ra ë ®Çu ra thø i, cã m ®Çu ra Xj lµ tÝn hiÖu vµo ë ®Çu vµo thø j, cã n ®Çu vµo St lµ tr¹ng th¸i trong cña m¹ch M¹ch d·y cã kh¶ n¨ng l−u tr÷ d÷ liÖu nªn cßn ®−îc gäi lµ m¹ch cã nhí. Cã thÓ coi m¹ch tæ hîp lµ mét tr−êng hîp riªng cña m¹ch d·y víi sè tr¹ng th¸i trong cña m¹ch lµ 1. I. M« h×nh to¸n häc cña m¹ch tæ hîp X1 Y1 X Y X2 Y2 M¹ch M¹ch X3 Y3 tæ tæ hîp hîp Xn Ym X = { X1, X2, …Xn}: tËp hîp c¸c tÝn hiÖu®Çu vµo Y = { Y1, Y2, …Ym}: tËp hîp c¸c tÝn hiÖu ®Çu ra Khi ®ã m¹ch tæ hîp cã thÓ ®−îc m« t¶ bëi hÖ m ph−¬ng tr×nh ®¹i sè Boolean nh− sau: Yi = fi( X1, X2, …Xn) víi ∀i = 1 ÷ m VÒ mÆt to¸n häc cã thÓ nãi m« h×nh to¸n häc cña m¹ch tæ hîp chÝnh lµ otomat kh«ng cã nhí, m« t¶ b»ng ph−¬ng tr×nh: O = (X, Y, f) 47
  3. PTH-DTT Víi X, Y lµ bé ch÷ vµo, ra vµ f lµ ¸nh x¹ tõ X vµo Y II. Ph©n tÝch m¹ch tæ hîp Bµi to¸n ph©n tÝch la bµi to¸n tõ s¬ ®å logic cho tr−íc viÕt hµm logic cña c¸c ®Çu ra theo c¸c ®©ï vµo vµ nÕu cÇn th× cßn ph¶i chØ ra d¹ng sãng cña tÝn hiÖu ra t−¬ng øng víi tÝn hiÖu vµo, x¸c ®Þnh gi¸ trÞ tÝnh hiÖu ë tõng ®iÓm trong s¬ ®å. C¸c b−íc ph©n tÝch m¹ch tæ hîp nh− sau: + §Æt c¸c biÕn phô vµo mçi m¹ch ®Çu ra cña mçi m¹ch logic + ViÕt ph−¬ng tr×nh cña c¸c biÕn phô ®ã (viÕt lÇn l−ît tõ ®Çu vµo cho ®Õn ®Çu ra) + Trong biÓu thøc cuèi cïng, thay thÕ c¸c biÕn phô b»ng c¸c gi¸ trÞ t−¬ng øng ®Ó rót ra ®−îc hµm logic cho c¸c ®Çu ra cho s¬ ®å. vÝ dô: ph©n tÝch m¹ch tæ hîp cho ë h×nh d−íi ®©y: U2B U1A U1C U 2C U2A U1B III. thiÕt kÕ m¹ch tæ hîp 1. Bµi to¸n thiÕt kÕ vµ c¸c b−íc thùc hiÖn §©y lµ bµi to¸n ng−îc víi bµi to¸n ph©n tÝch, ®ã lµ tõ yªu cÇu cho tr−íc nh− chøc n¨ng, d¹ng sãng … ta ph¶i x©y dùng s¬ ®å m¹ch thùc hiÖn nh÷ng yªu cÇu ®ã. Trong ph¹m vi cña ch−¬ng nµy ta chØ xÐt ®Õn viÖc sö dông c¸c vi m¹ch cì nhá (SSI), thùc hiÖn theo c¸c b−íc sau: + M« t¶ bµi to¸n d−íi d¹ng chøc n¨ng + Tèi thiÓu ho¸ + ChØ ra s¬ ®å logic dïng cho c¸c cæng ®· cho 2. ThiÕt kÕ m¹ch tæ hîp 2 tÇng vµ nhiÒu tÇng a. M¹ch 2 tÇng ¦u ®iÓm: + Cã thÓ thùc hiÖn ®−îc mäi hµm logic + Cã tèc ®é cao + ViÖc ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ m¹ch ®¬n gi¶n Nh−îc ®iÓm: + Trong mét sè tr−êng hîp thiÕt kÕ kh«ng nhËn ®−îc s¬ ®å ®¬n gi¶n nhÊt + Th−êng yªu cÇu c¸c phÇn tö cã sè ®Çu vµo lín 48
  4. BomonKTDT-§HGTVT C¸c c¸ch thiÕt kÕ m¹ch hai tÇng víi c¸c phÇn tö cho tr−íc TÇng1 / tÇng 2 AND OR NAND NOR 1. CTH AND X CTT X 2. f , D 1. CTT OR CTH X X 2. f , D 1. CTH 1. CTT NAND X X 2. tp , D 2. f , D 1. CTT 1. CTH NOR X X 2. tp , D 2. f , D Ghi chó: f : phñ ®Þnh hai lÇn hµm f tp : phñ ®Þnh hai lÇn tõng thµnh phÇn D: ¸p dông luËt Demoorgan C¸c gi¸ trÞ tÝn hiÖu vµo Xi vµ Xi cã s½n Trªn cïng mét tÇng chØ sö dông mét lo¹i phÇn tö (AND, OR, NAND, vµ NOR) Nh÷ng phÇn tö nµy cã sè ®Çu vµo kh«ng h¹n chÕ ∑ 0,1,5,6,7 vÝ dô: Cho hµm logic f = Tr−íc khi x©y dùng s¬ ®å ta cÇn thùc hiÖn tèi thiÓu ho¸ hµm trªn theo d¹ng CTT vµ CTH BiÓu diÔn hµm f trªn b¶ng Karnaugh C / AB 00 01 11 10 1 0 1 1 1 1 1 Tõ b¶ng Karnaugh dÔ dµng viÕt ®−îc: f = A.C + B.C + A.C f = ( A + B + C )( A + C ) Dùa vµo b¶ng kÕt hîp ®Çu vµo vµ ®Çu ra ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc s¬ ®å m¹ch cho f nh− sau: 1. TÇng 1 dïng m¹ch AND, tÇng 2 dïng m¹ch OR f = A.C + B.C + A.C 49
  5. PTH-DTT 2. TÇng 1 dïng m¹ch OR , tÇng 2 dïng m¹ch AND f = ( A + B + C )( A + C ) 3. TÇng 1 dïng m¹ch OR, tÇng dïng m¹ch NAND + ViÕt f d−íi d¹ng CTT f = A.C + B.C + A.C + Phñ ®Þnh hai lÇn hµm f, sau ®ã ¸p dông 2 lÇn luËt D f = A.C + B.C + A.C f = ( A + C ).( B + C )( A + C ) 4. TÇng 1 dïng m¹ch NAND, tÇng 2 dïng m¹ch AND + ViÕt f d−íi d¹ng CTH f = ( A + B + C )( A + C ) + Phñ ®Þnh 2 lÇn c¸c thµnh phÇn vµ ¸p dông De Morgan f = ( A + B + C )( A + C ) f = A.B.C. A.C 5. TÇng 1 dïng m¹ch NAND, tÇng 2 dïng m¹ch NAND + ViÕt hµm d−íi d¹ng CTT f = A.C + B.C + A.C + Phñ ®Þnh hai lÇn hµm f vµ ¸p dông De Morgan f = A.C + B.C + A.C f = A.C.B.C. A.C 6. TÇng 1 dïng m¹ch NOR, tÇng 2 dïng m¹ch OR + ViÕt hµm d−íi d¹ng CTT f = A.C + B.C + A.C + Phñ ®Þnh 2 lÇn c¸c thµnh phÇn sau ®ã ¸p dông D f = A.C + B.C + A.C f = A+C + B+C + A+C 7. TÇng 1 dïng NOR, tÇng 2 dïng m¹ch NOR + ViÕt hµm d−íi d¹ng CTH f = ( A + B + C )( A + C ) + Phñ ®Þnh 2 lÇn f vµ ¸p dông D f = ( A + B + C )( A + C ) f = ( A + C) + ( A + B + C) 8. TÇng 1 dïng m¹ch AND vµ tÇng 2 dïng m¹ch NOR + ViÕt hµm f d−íi d¹ng CTH f = ( A + B + C )( A + C ) 50
  6. BomonKTDT-§HGTVT + Phñ ®Þnh 2 lÇn hµm sè f vµ ¸p dông D f = ( A + B + C )( A + C ) f = ( A + C) + ( A + B + C) f = ( A.C ) + ( A.B.C ) b. M¹ch nhiÒu tÇng Khi sè ®Çu vµo lín h¬n sè ®Çu vµo cho phÐp cña phÇn tö cho tr−íc lóc ®ã ph¶i t¨ng sè rÇng cña m¹ch. Sö dông c¸c s¬ ®å thay thÕ nh− sau: U6A U5A U 7A U6B U9A U 11 U1D U9B U10A U4 U 2D U10B U12A U8A U 13A U12B 51
  7. PTH-DTT 3. ThiÕt kÕ mét hÖ hµm tæ hîp Cã hai c¸ch thiÕt kÕ mét hµm tæ hîp lµ thiÕt kÕ riªng tõng hµm hoÆc thiÕt kÕ cã phÇn chung ®Ó h¹n chÕ sè ®Çu vµo. 52
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2