Báo cáo Thực tập Điện tử số Tuần 1, Đại học Công nghệ Đại học Quốc gia Hà Nội Báo cáo Thực tập Điện tử số Tuần 1, Đại học Công nghệ Đại học Quốc gia Hà Nội Báo cáo Thực tập Điện tử số Tuần 4, Đại học Công nghệ Đại học Quốc gia Hà Nội Báo cáo Thực tập Điện tử số Tuần 4, Đại học Công nghệ Đại học Quốc gia Hà Nội
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ******** Báo cáo thực tập Điện tử tương tự tuần Họ tên sinh viên: Nguyễn Trọng Mạnh Lớp tín chỉ: 2122I_ELT3102_25 Mã sinh viên: 19021484 1) Bộ cộng sử dụng cổng logic 1.1) Bộ cộng bit: • Hình D4-1 • Bảng D4-1 DS4 Ci1 0 0 1 1 • LỐI VÀO (INPUT) LS8 X1 1 1 LS7 Y1 0 1 0 1 LỐI RA (OUTPUT) Tổng Số nhớ “+” S1 Co1 0 1 0 1 0 1 1 Trên sở kết đo, viết biểu thức tổng đại số logic đơn giản S=0+0=0 Co = S=0+1=1 Co = S=1+0=1 Co = S=1+1= Co = Từ kết thu được, tính phép cộng 11 +10 = 101 Co = S=0 • Giải thích ngun tắc hoạt động: X1: Chân hiển thị bit đầu vào Y1: Chân hiển thị bit đầu vào Ci1: Chân hiển thị bit nhớ đầu vào S1 : Chân hiển thị kết X1 + Y1 Co1:Chân hiển thị số nhớ đầu Bộ cộng thực phép cộng bit X1 Y1, kết phép cộng hiển thị chân S1, số nhớ hiển thị chân Co1 Ví dụ với trường hợp: • LỐI VÀO (INPUT) LỐI RA (OUTPUT) DS4 LS8 LS7 Tổng Số nhớ “+” Ci1 X1 Y1 S1 Co1 1 • Mạch thực phép cộng bit X1 “1” Y1 “1”, ta thu kết + = 10 (bằng 0, nhớ 1) S1 hiển thị bit Co1 hiển thị bit nhớ LỐI VÀO (INPUT) LỐI RA (OUTPUT) DS4 LS8 LS7 Tổng Số nhớ “+” Ci1 X1 Y1 S1 Co1 1 1 • Trường hợp khác với trường hợp chỗ Ci1 = • Mạch thực phép cộng bit X1 Y1 + = 10 Tuy nhiên có Ci1 nên + thêm thành 11(bằng nhớ 1) => S1 hiển thị bit cịn Co1 hiển thị bit • Nhận xét Mạch cộng nối tiếp, cộng 1-bit 1.2) Bộ cộng 2-bit sử dụng thực phép cộng Bảng D4-2 DS4 Ci1 0 0 1 1 LỐI VÀO (INPUT) LS3 LS4 LS8 X2 Y2 X1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 LỐI RA (OUTPUT) LS7 Y1 1 1 1 Co1 S1 S2 Co2 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 Giải thích nguyên lý hoạt động Bộ cộng 2-bit thưc phép cộng hoạt động tương tự mạch cộng 1-bit Ci1: Chân hiển thị bit nhớ đầu vào X2,X1 : Hiển thị 2-bit X2X1 Y2,Y1: Hiển thị 2-bit Y2Y1 Co1: Chân hiển thị bit nhớ cộng bit X1 + Y1 Co2: Chân hiển thị bit nhớ cộng bit X2 + Y2 S1 : Chân hiển thị kết X1 + Y1 S2 : Chân hiển thị kết X2 + Y2 • Bộ cộng 2-bit hoạt động tương tự mạch cộng bit Đầu tiên, mạch thực phép cộng bit đầu vào X1 + Y1, kết phép cộng hiển thị đầu S1 số nhớ hiển thị Co1 Tiếp theo, mạch thực phép cộng bit X2 Y2, cộng thêm giá trị bit nhớ Co1, kết hiển thị S2, số nhớ hiển thị Co2 • Kết phép cộng là: X2X1 + Y2Y1 = Co2S2S1 • Ví dụ trường hợp • DS4 Ci1 LỐI VÀO (INPUT) LS3 LS4 LS8 X2 Y2 X1 1 LỐI RA (OUTPUT) LS7 Y1 Co1 S1 S2 Co2 1 1 • • X1 + Y1 = + = 0(Ci1 = 1) => S1 = + Ci1 = 1, Co1 = X2 + Y2 = + = 0(Co1 = 1) => S2 = + Co1= 1, Co2 = 2) Bộ trừ bit Bảng D4-3 DS4 BIN1 0 0 1 1 LỐI VÀO (INPUT) LS1 X1 1 1 LS2 Y1 0 1 0 1 LỐI RA (OUTPUT) Số nhớ “+” Hiệu D Bout 0 1 0 1 0 1 • Viết biểu thức trừ đại số đơn giản D=0–0=0 Bo = D=0–1=1 Bo = D=1–0=1 Bo = D=1–1=0 Bo = 11 - 10 = 01 So sánh sơ đồ nguyên lý hình D4-2 với D4-1 Sơ đồ nguyên lý hình D4-1 (trường hợp cộng bit) mạch cộng bit, sơ đồ D4-2 mạch trừ bit Điểm khác mạch hình D4-1 D4-2 hình D4-2 có cổng NOT, tác dụng cổng NOT đảo giá trị Y1 để thực phép trừ, phép trừ thực cách cộng X1 với mã bù Y1(biến đổi giá trị Y1: → ngược lại → cộng thêm • Hãy làm thử phép tính trừ nêu theo nguyên tắc so sánh kết thu với giá trị tính • • D = + (1 + 1) = D = + (0 + 1) = D = + (1 + 1) = D = + (0 + 1) = • Giải thích nguyên lý hoạt động X1: Chân đầu vào số bị trừ Y1: Chân đầu vào số trừ Bin: Chân lối vào mượn cột trước đưa tới D : Hiệu X1 – Y1 Bout: Chân hiển thị số nhớ Bộ trừ 1-bit khác với cộng 1-bit chỗ có thêm cổng NOT, đảo giá trị Y1 để thực phép trừ, phép trừ thực cách cộng X1 với bù Y1ra kết hiệu D số nhớ Bout Ví dụ DS4 BIN1 LỐI VÀO (INPUT) LS1 X1 LS2 Y1 LỐI RA (OUTPUT) Số nhớ “+” Hiệu D Bout 0 • X1 - Y1 = – = 0, hiệu D = 0, nhớ 3) Bộ cộng trừ loại vi mạch 3.1) Phép cộng bit: Để mức logic chân DS4 = để thực phép cộng Bảng D4-4 DS Cin LS A3 LỐI VÀO (INPUT) LS LS LS LS LS A2 A1 A0 B3 B2 LỐI RA (OUTPUT) LS B1 LS B0 C S S S S 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 S 10+1 0= 20 10+3 = 13 15+6 = 21 15+1 5= 30 3.2) Phép trừ bit: Thay đổi mức logic chân DS4 thành “1” để thực phép trừ Bảng D4-5 DS4 LS4 LS3 LS2 LS1 LS8 LS7 LS6 LS5 Cin A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 B4 D3 D2 D1 D0 Số thập phân A–B=D 1 1 1 0 0 10 – 10 = 1 0 1 1 1 10 – = 1 1 1 1 0 15 – = 1 1 1 1 1 0 0 15 – 15 = (?) 1 1 0 1 – 10 = 11 (?) • So sánh kết thí nghiệm với tính tốn theo số số 10 Với phép cộng: Kết thí nghiệm với tính tốn theo số số 10 giống Với phép trừ: Kết thí nghiệm với tính tốn theo số số 10 giống khác theo trường hợp Với trường hợp phép trừ kết >0, kết theo số số 10 giống Tuy nhiên, với trường hợp kết nhỏ kết thí nghiệm theo số số 10 có khác Lý kết phép trừ nhỏ 0, kết hiển thị dạng bù Ví dụ với trường hợp: DS4 LS4 LS3 LS2 LS1 LS8 LS7 LS6 LS5 Cin A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 1 1 B0 B4 D3 D2 D1 D0 1 Số thập phân A–B=D – 10 = 11 Ta thu kết “01011” đổi sang hệ thập phân thu kết 11 Tuy nhiên “01011” hiển thị dạng bù nên ta chuyển từ bù 01011 – = 01010 Đảo bit “01010”, ta có “10101” với bit “1” bit dấu âm giá trị “0101” = => “10101” = “-5” – 10 = -5 => kết • Nguyên lý hoạt động A3,A2,A1,A0: chân hiển thị số nhị phân A0A1A2A3 B3,B2,B1,B0 : chân hiển thị số nhị phân B0B1B2B3 Cin: Thực phép “+” = “0” Thực phép “-“ = “1” D3,D2,D1,D0: chân hiển thị kết phép cộng/trừ A0A1A2A3 + B0B1B2B3 = D0D1D2D3 A0A1A2A3 - B0B1B2B3 = D0D1D2D3 B4: Với phép cộng: Dùng để hiển thị kết với phép cộng cho kết lớn >15 Ví dụ: DS Cin LS A3 LỐI VÀO (INPUT) LS LS LS LS LS A2 A1 A0 B3 B2 1 1 LỐI RA (OUTPUT) LS B1 LS B0 C S S S S 1 1 1 S 15+1 5= 30 bit S3S2S1S0 thị kết “1110” = 14, không với kết phép cộng thâp phân 15 + 15, phải dùng thêm C4 để hiển thị thêm bit thành “11110” Với phép trừ: Dùng để hiển thị dấu “1” = “+” “0” = ”- “ Ví dụ với trường hợp: DS4 LS4 LS3 LS2 LS1 LS8 LS7 LS6 LS5 Cin A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 1 0 B0 B4 D3 D2 D1 D0 1 Số thập phân A–B=D 10 – = bit kết hiển thị bit “11101”, bit “1110” hiển thị kết “7”, bit “1” cuối hiển thị dấu “-“ => -7 • Nhận xét: Mạch cộng song song, thực phép tính cộng trừ, thực phép cộng/trừ 4-bit Có thể thực phép trừ cho kết âm NOTE: Phép cộng nối tiếp phép cộng song song Nối tiếp: Đầu tiên tính bit thơng qua mạch cộng tồn phần, lấy Co phép tính áp dụng vào Ci phép tính sau hết • Chậm song song đơn giản • Song song • Cộng bit bit tổng Số nhớ đưa tới để cộng chung với bit bit tổng hàng phép cộng cuối để bit tổng hàng đó, số nhớ trở thành bit đầu tổng ... Bo = 11 - 10 = 01 So sánh sơ đồ nguyên lý hình D 4- 2 với D 4- 1 Sơ đồ nguyên lý hình D 4- 1 (trường hợp cộng bit) mạch cộng bit, sơ đồ D 4- 2 mạch trừ bit Điểm khác mạch hình D 4- 1 D 4- 2 hình D 4- 2 có cổng... Phép trừ bit: Thay đổi mức logic chân DS4 thành “1” để thực phép trừ Bảng D 4- 5 DS4 LS4 LS3 LS2 LS1 LS8 LS7 LS6 LS5 Cin A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 B4 D3 D2 D1 D0 Số thập phân A–B=D 1 1 1 0 0 10 – 10... bit: • Hình D 4- 1 • Bảng D 4- 1 DS4 Ci1 0 0 1 1 • LỐI VÀO (INPUT) LS8 X1 1 1 LS7 Y1 0 1 0 1 LỐI RA (OUTPUT) Tổng Số nhớ “+” S1 Co1 0 1 0 1 0 1 1 Trên sở kết đo, viết biểu thức tổng đại số logic đơn