35
Bµi 4 : chuyÓn ®æi m· vµ gi¶i m·
(Code Conversion and Decoder)
A. PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt.
1. M· vµ chuyÓn ®æi m·.
ë m· BCD ta ®· sö dông 1 nhãm m· hÖ 2 gåm 4 bit ®Ó biÓu diÔn c¸c sè ë hÖ
10 tõ 1 ®Õn 9. Qu¸ tr×nh nµy ®−îc gäi lµ sù m· ho¸. T−¬ng tù nh− vËy ta cã thÓ
dïng 1 nhãm m· hÖ 2 nhiÒu bit h¬n ®Ó m· ho¸ c¸c ch÷ c¸i, c¸c ký hiÖu kh¸c (+, -,
&, %, $ ... ) hoÆc c¶ mét tËp hîp lÖnh cho tr−íc cña m¸y tÝnh sè.
Víi mét d·y n ch÷ sè hÖ 2 (n bit) ta cã 2n bé gi¸ trÞ kh¸c nhau ®¹i diÖn cho 2n
c¸c ký hiÖu hoÆc c¸c lÖnh cÇn m· ho¸. NÕu sè ký hiÖu vµ lÖnh cÇn m· ho¸ lµ N:
n
N2≤
NÕu N = 2n th× sè nhãm m· n bit võa ®ñ ®Ó m· ho¸ N ký hiÖu.
NÕu N < 2n th× sÏ cßn 1 sè nhãm m· n bit thõa vµ ®−îc dïng vµo môc ®Ých
kh¸c nh− ph¸t hiÖn lçi hoÆc söa sai trong qu¸ tr×nh truyÒn th«ng tin.
Trong gi¸o tr×nh lý thuyÕt ta ®· t×m hiÓu m· ho¸ sè cña hÖ 10 b»ng m· BCD
8421, viÖc chuyÓn m· hÖ 2 sang m· Gray, m· hÖ 2 sang m· bï 2.
2. Gi¶i m·.
Lµ qu¸ tr×nh ng−îc l¹i víi m· ho¸. NghÜa lµ tõ 1 bé gi¸ trÞ cña nhãm m· n bit
ta t×m l¹i ®−îc 1 trong N ký hiÖu hoÆc lÖnh t−¬ng øng.
a) Gi¶i m· nhÞ ph©n (Binary decoder)
M¹ch gi¶i m· lµ mét m¹ch logic tæ hîp thùc hiÖn viÖc chuyÓn ®æi tõ m· nµy
sang m· kh¸c. Trong gi¶i m· nhÞ ph©n , nÕu m· vµo cã n bit th× m· ra cã 2n bit.
§ã lµ gi¶i m· vµo n ra 2n.
VÒ nguyªn t¾c ho¹t ®éng vµ kÕt cÊu cña s¬ ®å logic th× gi¶i m· gièng nh−
ph©n kªnh. Tuy nhiªn, viÖc sö dông chóng th× kh¸c nhau. Theo lý thuyÕt to¸n
häc, muèn m· ho¸ 4 sè thÊp ph©n (0, 1, 2, 3) ta cÇn 4 tæ hîp m· nhÞ ph©n víi hai
ký hiÖu A1, A0 . Muèn m· ho¸ 8 sè thËp ph©n (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) ta cÇn 8 tæ hîp
m· nhÞ ph©n víi 3 ký hiÖu A2, A1, A0. Muèn m· ho¸ 16 sè thËp ph©n (0, 1, ........,
15) ta cÇn 16 tæ hîp m· nhÞ ph©n bèn ký hiÖu A3, A2, A1, A0 ...
36
H×nh vÏ d−íi ®©y gióp ta cã kh¸i niÖm vÒ c¸ch thiÕt kÕ logic cho gii m· tõ
nhÞ ph©n ra m· 8 (Binary - to - Octal decoder).
§a sè c¸c m¹ch gi¶i m· b¸n trªn thÞ tr−êng hiÖn nay ®−îc thiÕt kÕ víi ®Çu ra
t¸c ®éng ë møc logic thÊp (active - low output). Së dÜ nh− vËy v× cöa ®¶o nãi
chung t¸c ®éng nhanh h¬n kh«ng ®¶o. Nh− vËy, ta chØ cÇn thay ®æi cöa vµ
b»ng cöa kh«ng vµ, thay thÕ ký hiÖu ®Çu ra :
0 b»ng
0
1 b»ng 1
2 b»ng 2...
Vi m¹ch 74LS138 lµ gi¶i m· vµo 3 ra 8 víi ®Çu ra t¸c ®éng ë møc logic
thÊp. L−u ý r»ng trong s¬ ®å logic h×nh trªn kh«ng cã ®Çu vµo cho phÐp
(ENABLE) v× ë ®©y chØ quan t©m ®Õn c¸ch x©y dùng m¹ch logic cã 8 tæ hîp cña ba
ký hiÖu A2, A1, A0 .
7
6
5
4
3
2
1
0
A2A2 A1A1 A0 A0
37
§Çu vµo §Çu ra
A2 A1 A0 Octal Hµm logic
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0
1
2
3
4
5
6
7
012 AAA
012 AAA
022 AAA
012 AAA
012 AAA
012 AAA
012 AAA
012 AAA
Trong c¸c s¸ch “cÈm nang vi m¹ch sè” cã giíi thiÖu mét sè gi¶i m·. VÝ dô, c¸c
gi¶i m· vµo 2 ra 4 lµ 74LS139, 74LS155. 74LS156. Gi¶i m· vµo 4 ra 16 lµ
74LS154.
Muèn cã gi¶i m· nhÞ ph©n ra thËp ph©n nghÜa lµ muèn m· ho¸ 10 sè thËp
ph©n th× gi¶i quyÕt nh− thÕ nµo ? DÜ nhiªn r»ng ta chØ cÇn 10 tæ hîp m· nhÞ ph©n
4 ký hiÖu (D, C, B, A). Nh− vËy, 6 tæ hîp bÞ lo¹i trõ lµ 1010, 1011, 1100, 1101,
1110 vµ 1111.
74LS42
A3
A2
A1
A0
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
38
b) Gi¶i m· 7 ®o¹n (7 - segment display)
§Ìn chØ thÞ 7 ®o¹n (7 - segment display)
§Ìn chØ thÞ 7 ®o¹n gåm 7 diot ph¸t quang (LED: Light Emission Diode) hay 7
chØ thÞ tinh thÓ láng (LCD: Liquid Crystal Display). Mçi bit ®−îc thÓ hiÖn b»ng
mét ®o¹n s¸ng a hoÆc b hoÆc c ... ®Õn g.
Cã hai lo¹i chØ thÞ 7 ®o¹n:
- A nèt chung
- Catèt chung
1
a
2
b
3
c
4
d
5
e
6
f
7
g
8
.
9
V+
REDCA
1
a
2
b
3
c
4
d
5
e
6
f
7
g
8
.
9
Gnd
REDCC
39
Gi¶i m· nhÞ ph©n ra m· 7 ®o¹n (lo¹i 7447).
Vi m¹ch 7447 lµ gi¶i m· nhÞ ph©n ra m· 7 ®o¹n . Sè nhÞ ph©n ®−îc m· ho¸
®Ó chuyÓn thµnh m· 7 ®o¹n . Gi¶i m· 7447 cã c¸c ®Çu ra “t¸c ®éng thÊp” nªn ®Ìn
chØ thÞ 7 ®o¹n cã anèt chung. S¬ ®å nèi m¹ch gi÷a 7447 vµ chØ thÞ 7 ®o¹n ®−îc
diÔn t¶ h×nh d−íi ®©y. §iÖn trë R lµm nhiÖm vô b¶o vÖ cho c¸c LED (R = 300 Ω).
D−íi ®©y lµ b¶ng ch©n lý cho gi¶i m· 7447A, 74L47, 74LS47.
§Çu vµo §Çu ra
ThËp ph©n D C B A abcdef
g
ChØ thÞ
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1
2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 2
3 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3
4 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 4
5 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 5
6 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 6
7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7
8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8
9 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 9
10 1 0 1 0111001 0
11 1 0 1 1110011 0
12 1 1 0 0101110 0
13 1 1 0 1011010 0
14 1 1 1 0111000 0
15 1 1 1 1111111 1
Tèi hoµn
toµn
Sè nhÞ
ph©n
4 bit
+5V
300ohm
74LS47
A3
A2
A1
A0
test
RBI
g
f
e
d
c
b
a
RBO
1
a
2
b
3
c
4
d
5
e
6
f
7
g
8
.
9
V+
REDCA