Luaän vaên toùt nghieäp GVHD: Nguyeãn Taán Ñôøi
SVTH: Nguyeãn Thaønh Nhôn Trang 23
IOL: doøng ñieän nhaän cuûa TTL ôû möùc Logic 0&
N: soá maïch CMOS maéc vaøo ngoõ ra cuûa TTL.
IIL: doøng ñieän vaøo ôû logic 0 cuûa moät CMOS.
Rx nhoû hôn Rx (min) ôû treân seõ taïo doøng ñieän vöôït khaû naêng nhaän doøng
cuûa TTL ôû logic 0. Trò toái ña cuûa Rx laø:
Rx (max): Vcc (min) - VIH (min)
ICEX - NIIH
VIH (min): ñieän theá vaøo toái thieåu ôû logic 1 cöûa CMOS.
ICEX: doøng ñieän seõ thu phaùt cuûa transitor ra cuûa TTL.
IIH: doøng ñieän vaøo möùc logic 1 cuûa CMOS.
Rx (max): tuøy thuoäc chuû yeáu vaøo doøng ñieän nghòch ICEX vì doøng ñieän
ngoõ vaøo cuûa CMOS raát nhoû. (hình 5).
Vôùi moät cöûa CMOS.
Rx (min) = (5-0.4)V
16mA = 300
Rx (max) = 4.9 - 3.5
100A = 15 K
Ñeå thôøi gian trì haõm ngaén Rx phaûi coù trò soá nhoû hôn nhöng coâng suaát
tieâu taùn laïi taêng nhanh khi Rx nhoû hôn 1 K. Do ñoù, Rx thöôøng ñöôïc choïn
töø 1 k ñeán vaøi K.
*Tröôøng hôïp TTL thuùc CMOS vôùi Vpp lôùn 5 V
Khi CMOS hoaït ñoäng ôû ñieän theá VDD cao hôn 5V vaãn coù theå duøng
ñieän keùo leân nhöng chæ vôùi TTD loaïi CMOS thu ñeå hôû vaø chòu ñieän theá cao
(hình 6): nhö 7406 (saùu ñaûo); 7407 (saùu thuùc); 7426 ( 4 nand 2 ngoõ vaøo).
Caùch khaùc laø duøng moät transitor ñeäm (hình 7). Maïch ñeäm khoâng ñöôïc
giaûm toác ñoä giao hoaùn toái ña cuûa heä thoáng (baèng caùch theâm tuï 47 p) vaø phaûi
ñaûm baûo ñoä mieãn nhieãu toát baèng caùch maéc theâm ñieän trôû R2.
khoâng ñaùng ke
Rx
I
Ice
CMOS
Hình 5
TTL
Rx
+V
5V
Luaän vaên toùt nghieäp GVHD: Nguyeãn Taán Ñôøi
SVTH: Nguyeãn Thaønh Nhôn Trang 24
III. GIAO TIEÁP GIÖÕA CMOS - TTL
Ngoõ ra cöûa CMOS ôû möùc logic 1 raát gaàn Vpp. Vaø ôû möùc logic 0 raát
gaàn mass. Neân veà ñieän theá cmoss coù theå giao tieáp tröïc tieáp vôùi TTL. Coøn veà
doøng thì khi CMOS ôû traïng thaùi cao noù coù theå cung caáp ít nhaát 200 A. Trong
luùc yeâu caàu doøng cuûa TTL chæ 40 A nhöng ôû traïng thaùi thaáp CMOS chæ coù
theå nhaän toái ña 0,78 mA trong luùc yeâu caàu doøng cuûa TTL laø 1,6 mA. Keát quaû
laø CMOS khoâng theå thuùc tröïc tieáp moät ngoõ TTL loaïi 74 hay töông ñöông.
Neáu CMOS hoaït ñoäng ôû VDD 5V coù theå thuùc tröïc tieáp moät ngoõ 74LS,
hay hai ngoõ 74L. caùc ñeäm CMOS nhö 4049 (ñaûo), 4050 (khoâng ñaûo).. coù theå
thuùc tröïc tieáp hai ngoõ 74 hoaëc 8 ngoõ 74L hay 40 ngoõ 74 LS khi choïn ñieän trôû
keùo leân thích hôïp. Moät giaûi phaùp thoâ sô laø duøng nhieàu cöûa CMOS maéc song
song ñeå thuùc moät ngoõ TTL.
Khi CMOS hoaït ñoäng ôû ñaeän theá lôùn hôn 5V ta coù nhieàu giaûi phaùp.
Tröôùc tieân vaãn coù theå duøng 4049/4050. Chæ caàn noái ngoõ caáp ñieän leân 5V. Luùc
baây giôø ñieän theá ra giao hoaùn giöõa 0 vaø +0,5 V coù theå thuùc hai ngoõ 74 hoaëc 8
ngoõ 74LS. Ngoaøi ra coù theå duøng 40107 hoaëc 740906 hoaït ñoäng cuøng ñieän theá
vôùi CMOS vaø moät MOS ñeäm (hình 9). Vaø moät caùch nöõa laø duøng transitor laøm
taàng ñeäm. (hình 10).
Vdd=5-18V
TTL
CMOS
4051
Hình 9
+V
5V
Hình 10
40107
hay 740906
TTL
CMOS
Vdd=5-18V
+V
5V
3.3k
Vdd=5 - 18V
CMOS
TTL
Hình 7
+V
5V
Hình 8
CMOS
TTL
Vdd=5-18V
+V
5V
1k
Luaän vaên toùt nghieäp GVHD: Nguyeãn Taán Ñôøi
SVTH: Nguyeãn Thaønh Nhôn Trang 25
Chöông III:
Boä nhôù baùn daãn
Ñoái vôi caùc thieát bò soá, khaû naêng chöùa ñöïng ñöôïc döõ lieäu laø moät yeâu
caàu quan troïng. Chaúng haïn trong maùy tính chæ pheùp toaùn phaûi ñöôïc löu tröõ
ngay trong maùy. Coøn trong caùc thieát bò ñieàu khieån soá thì leänh ñieàu kieän phaûi
ñöôïc löu tröõ ñeå thöïc hieän daàn theo moät trình töï naøo ñoù. Vì vaäy, boä nhôù laø moät
phaàn khoâng theå thieáu cuûa caùc thieát bò soá.
Thoâng thöôøng thoâng tin hay döõ lieäu ñöôïc taïo thaønh töø moät ñôn vò cô
baûn goïi taét laø töø (word). Töø moät chieàu daøi nhaát ñònh tuyø theo loaïi maùy, chaúng
haïn 16 bit, 32 bit, 64 bit. Töø laø moät thaønh phaàn cô baûn nhaát. Caùc boä phaän cô
baûn cuûa thieát bò thöôùng ñöôïc truyeàn ñi hay nhaân vaøo nguyeân moät töø hay
nhieàu töø chöù khoâng nhaân vaøi bit cuûa töø. Tuy nhieân, vì töø ñöôïc taïo thaønh töø
nhaeàu bit neân ñôn vò cô baûn cuûa boä nhôù chính laø ñôn vò nhôù löu tröõ ñöôïc 1 bit.
Khi so saùnh caùc boä nhôù ngöôøi ta thöôøng chuù yù ñeán caùc thoâng soá kyõ
thuaät sau:
Dung löôïng (capacity): dung löôïng hay dung löôïng nhôù laø khoái löôïng
thoâng tin hay döõ lieäu coù theå löu tröõ ñöôïc trong boä nhôù. Ñeå xaùc ñònh ñöôïc
dung löôïng ngöôøi ta duøng ñôn vò laø soá bit, hoaëc kiloâbit, hoaëc megabit,
dung löôïng lieân quan tröïc tieáp ñeán giaù thaønh. Giaù thaønh naøy ñöôïc ñaùnh
giaù theo tieâu chuaån: chi phí/bit.
Thôøi gian thaâm nhaäp: (access time): thôøi gian naøy goàm coù hai phaàn:
Thöù nhaát laø thôøi gian caàn thieát ñeå xaùc ñònh vò trí cuûa töø (thôøi gian tìm töø)
trong boä nhôù. Vaø thöù hai laø phaàn thôøi gian caàn thieát ñeå laáy töø ra khoûi boä nhôù.
thôøi gian thaâm nhaäp laø thoâng soá quan troïng cuûa boä nhôù, neáu noù keùo daøi thì noù
laøm giaûm khaû naêng laøm vieäc cuûa thieát bò.
Caùc thuaät ngöõ cuûa boä nhôù.
Memory cell: laø moät oâ nhôù duøng ñeå löu tröõ moät bit döõ lieäu (0
hoaëc 1) thöôøng laø 1 FF.
Memory word: laø moät oâ nhôù coù theå löu tröõ nhieàu bit döõ lieäu:
coù theå laø 8, 16, 32 bit.
Byte: laø moät thuaät ngöõ ñaëc bieät duøng ñeå chæ moät döõ lieäu 8 bit.
Capacity: laø dung löôïng cuûa boä nhôù duøng ñeå xaùc ñòng xem coù
bao nhieâu bit coù theå löu tröõ trong moät boä nhôù ñaëc bieät hoaëc caû
heä thoáng nhôù.
Luaän vaên toùt nghieäp GVHD: Nguyeãn Taán Ñôøi
SVTH: Nguyeãn Thaønh Nhôn Trang 26
Address: laø con soá ñeå phaân bieät oâ nhôù naøy vôùi oâ nhôù khaùc. Moãi
moät byte döõ lieäu löu trong oâ nhôù ñeàu coù moät ñiaï chæ duy nhaát,
maø ñiaï chæ naøy duøng heä thoáng soá nhò phaân ñeå bieåu dieån.
Read operation: laø quaù trình ñoïc döõ lieäu hay laáy döõ lieäu ra töø
boä nhôù.
Write operation: laø quaù trình ghi döõ lieäu hay caát döõ lieäu vaøo
boä nhôù.
Access time: laø thôøi gian truy xuaát, ñöôïc tính töø luùc boä nhôù
nhaän ñiaï chæ cho ñeán khi döõ lieäu xuaát hieän ôû ngoõ ra.
Random Access Memory (RAM): laø boä nhôù maø baát kyø oâ nhôù
naøo cuõng coù theå truy xuaát deã daøng vaø thôøi gian truy xuaát cho taát
caû caùc oâ nhôù laø nhö nhau.
Read Only Memory (ROM): laø loaïi boä nhôù ñöôïc tieát keá cho
caùc öùng duïng caàn tyû leä ñoïc döõ lieäu raát cao.
Statie Memory: boä nhôù tónh laø loaïi boä nhôù maø döõ lieäu ñöôïc löu
vaãn coøn khi caáp ñieän maø khoâng caàn ga laïi döõ lieäu.
Dynamie Memory: boä nhôù ñoäng laø loaïi boä nhôù maø döõ lieäu seõ
maát ngay caû khi coøn caáp ñieän tröø khi phaûi ghi laïi döõ lieäu vaøo boä
nhôù, quaù trình naøy goïi laø quaù trình laøm töôi boä nhôù.
Hoaït ñoäng cuûa boä nhôù:
Nhaän ñiaï chæ ñeå löïa choïn ñuùng oâ nhôù caàn truy xuaát.
Nhaän tín hieäu ñieàu khieån ñeå thöïc hieän vieäc truy xuaát döõ lieäu: coù nghóa
laø nhaän döõ lieäu vaøo hay gôûi döõ lieäu ra.
Nhaän döõ lieäu ñeå löu tröõ vaøo oâ nhôù khi thöïc hieän chöùc naêng ghi.
Gôûi döõ lieäu ra khi thöïc hieän chöùc naêng ñoïc.
Kieåm tra tín hieäu cho pheùp ñeå bieát boä nhôù naøy ñöôïc pheùp truy xuaát
hay khoâng.
Vôùi caùc hoaït ñoäng nhö treân, do ñoù boä nhôù bao goàm caùc ñöôøng tín hieäu
ñöôïc trình baøy ôû hình veõ sau ñaây, cho boä nhôù coù dung löôïng 32 x 4bit.
Luaän vaên toùt nghieäp GVHD: Nguyeãn Taán Ñôøi
SVTH: Nguyeãn Thaønh Nhôn Trang 27
Thaät ra ñeå tieát kieäm, ngöôøi ta duøng ngaõ ra chung cho I/O.
Do kích thöôùc cuûa töø döõ lieäu laø 4 bit neân coù 4 ngoõ döõ lieäu vaøo I3, I2, I1,
I0 vaø 4 ngoõ döõ lieäu ra O3, O2$ O1, O0. Khi döõ lieäu vaøo boä nhôù thì döõ lieäu ñöôïc
ñöa ñeán ngoõ vaøo I3, I2, I1, I0. Khi muoán ñoïc döõ lieäu thì boä nhôù töø döõ lieäu seõ
xuaát hieän taïi caùc ngoõ O3, O2, O1, O0. Caùc ngoõ döõ lieäu vaøo, ra ñöôïc tích hôïp
laïi ñeå giaûm bôùt kích thöôùc cuûa boä nhô.ù
Caùc ngoõ vaøo ñòa chæ:
Ñòa chæ cuûa boä nhôù söû duïng heä thoáng nhò phaân. Vôùi boä nhôù naøy chæ coù
32 oâ nhôù seõ duøng 5 bit ñòa chæ A4, A3, A2, A1, A0. Seõ cho 32 traïng thaùi khaùc
nhau töông öùng vôùi 32 oâ nhôù khaùc nhau.
Ngoõ vaøo read/write duøng ñeå xaùc ñònh cheá ñoä ñoïc döõ lieäu ra hoaëc ghi
döõ vaøo cuûa boä nhôù. Nhieàu boä nhôù chia laøm hai ngoõ vaøo rieâng bieät, moät cho
hoaït ñoäng ñoïc, moät cho hoaït ñoäng ghi, khi söû duïng cuøng moät ngoõ vaøo R/W
thì ñoïc döõ lieäu ra khi chaân R/W = 1 vaø ghi döõ lieäu vaøo khi chaân R/W = 0.
Ngoõ vaøo cho pheùp ( Memory Enabel): trong moät heä thoáng nhôù seõ duøng
nhieàu boä nhôù, ñeå truy xuaát döõ lieäu töø boä nhôù naøo thì chæ coù boä nhôù ñoù ñöôïc
pheùp, coøn caùc boä nhôù khaùc khoâng ñöôïc pheùp ñeå traùnh söï truy caäp sai veà döõ
lieäu.
Boä nhôù RAM (Random Access Memory).
Ram laø boä nhôù coù theå ñoïc, vieát ñöôïc vaø coù khaû naêng truy xuaát ngaãu
nhieân raát thuaän lôïi trong vieäc thay ñoåi chöông trình. Nhöng khuyeát ñieåm cuûa
Ram laø khoâng löu tröõ ñöôïc döõ lieäu khi nguoàn cung caáp bò giaùn ñoaïn. Boä nhôù
naøy chæ thích hôïp trong caùc tröôøng hôïp chöông trình caàn thay ñoåi thöôøng
xuyeân, coù theå naïp xuaát trong maïch moät caùch deã daøng. Thöôøng noù laøm nhieäm
vuï tính toaùn, lyù luaän, saép xeáp chöù khoâng theå löu tröõ thoâng tin laâu daøi.
A4 I3 I2 I1 I0
A3
A2 32x4bit
A1
A0
O3 O2 O1 O1
Address Input