MẠCH LOGIC TỔNG HỢP
1 M CH LOGIC T H P 1.1 C S LOGIC C A K THU T S 1.2 PHÂN TÍCH M CH T H P 1.3 THI T K M CH T H P 1.4 M T S M CH T H P TH NG G P 1.5 CÁC VI M CH T H P VÀ L U Ý KHI S D NG 1.1 CƠ S LOGIC C A KTS 1.1.1 BI N LOGIC VÀ HÀM LOGIC • • • • Bi n logic: T h p bi n logic: Hàm logic: B ng chân lý: x ∈ B = {0 ;1} X = x1 , x , , x n ∈ B f (x1, x2 , ,xn ) ∈B = {0;1} n Ví d : B ng chân lý c a hàm logic T h p bi n x1 x2 x3 f1 f2 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 T p h p giá tr c a t h p bi n logic • B1 = B = {0;1} S ph n t = 21 = • B2 = {00;01;10;11} S ph n t = 22 = • B3 = {000;001;010;011;100;101;110;111} S ph n t = 23 = • Bn = {0 0;00 01; ;11 1} S ph n t = 2n M i ph n t m t t h p giá tr c a n bi n nh phân Các hàm logic m t bi n f(x) x f1 f2 f3 f4 0 0 1 f1 = Hàm h ng f = x Hàm ph nh f = x Hàm l p l i f = Hàm h ng 1 S t h p bi n: = 21 S hàm logic: = Các hàm logic bi n f(x1,x0) x1 x0 f0 f1 f2 0 1 1 f14 f15 0 1 1 0 1 0 1 S t h p bi n: = 22 = = 16 S hàm logic: f0 = f14 = f1 f1 = x1 x0 f = x1 x0 f15 = = f 1.1.2 M T S PH N T LOGIC CƠ B N x • Hàm "Ph (NOT) nh" tt • Hàm "Và" (AND) x0 x1 f =x f = x1 x0 tt x x1 0 1 f x0 1 f 0 • Hàm "Ho c" (OR) x0 x1 • Hàm "Và-ph (NAND) tt x1 0 1 x0 1 nh" f 1 x0 x1 f = x1 + x0 tt x1 0 1 x0 1 f 1 f = x1 x0 • Hàm "Ho c-ph (NOR) nh" x1 • Hàm c ng modul (XOR-Exclusive OR) tt x1 0 1 x0 1 x0 f 1 x0 x1 f = x1 + x0 tt x1 0 1 x0 1 f 0 f = x1 ⊕ x0 = x1 x0 + x1 x0 1.1.3 CÁC TÍNH CH T VÀ QUY T C CƠ B N C A I S BOOL • Tính ch t giao hốn: x1 + x2 = x2 + x1 x1 x2 = x2 x1 • Tính ch t k t h p: x1 +x2 +x3 = x1 +(x2 +x3) =(x1 +x2)+x3 • Tính ch t phân ph i: x1 + x2 x3 = ( x1 + x2 )( x1 + x3 ) x1 x2 x3 = x1 ( x2 x3 ) = ( x1 x2 ) x3 x1 ( x2 + x3 ) = x1 x2 + x1 x3 - M ch ba tr ng thái: Xét c ng o có "u tr ng thái, ó T4 & T5 c m c Darlington & c p dòng l2n cho t i Diod D & i9u khi&n: C=1, diod D ngưng d)n, m ch ho t ng m t c ng o; C=0, diod D d)n, c(c góp T2 b ghim áp m,c th p nên T3, T4 & T5 9u ng t, "u m ch tr ng thái tr kháng cao • /c tính lo t TTL - Ký hi#u chung: 74XXXX 54XXXX 74: VCC=5 ± 0,5 V, nhi#t 0o C n 70o C 54: VCC=5 ± 0,25 V, nhi#t -55o C n 125o C - Các ký hi#u riêng: sau 74 (54) khơng có ch$ IC chuKn, L: Low power, H: High speed, S: Schottky, LS: Low power Schottky, AS: Advance Schottky, 74ALS (Advance Low power Schottky), 74F (Fast) H2 MOS • • • • • C ng c b n NMOS C ng c b n CMOS (complementary MOS) Các c ng CMOS khác /c tính c a h3 MOS Các lo t CMOS Công ngh# MOSFET, kênh N (NMOS) kênh P (PMOS) ho c c hai lo i kênh P&N (CMOS) NMOS PMOS ch' khác ngư c chi9u ngu-n c p Các transistor MOS: - Khi d)n, n i tr nh7 (vài ch c L n tr:m kL) - Khi ngưng, n i tr r t l2n (hàng 1010L), tương ương v2i m t khóa h • C ng c b n NMOS • C ng c b n CMOS • Các c ng CMOS khác - C ng CMOS v2i c(c máng (drain) h.; - C ng CMOS v2i "u tr ng thái; - Khóa-m t/h chi9u • /c tính c a h3 MOS - Ngu-n: VDD = - 15V - M,c logic: VOL(max) = 0V VOH(min) = VDD VIL(max) = 30%VDD VIH(min) = 70%VDD - L9 nhi/u: VNH = 30%VDD VNL = 30%VDD - Th*i tr/ truy9n: vài ch c ns - Công su t tiêu tán: hàng nW - Fan Out: 50 UL - M t tích h p cao, thích h p cho LSI, VLSI • Các lo t CMOS CMOS có hai ký hi#u: 4XXX h ng RCA ch t o 14XXX c a h ng MOTOROLA, có hai lo t 4XXXA (14XXXA) 4XXXB (14XXXB), lo t B *i sau có c i thi#n dịng Ngồi cịn có lo t : - 74CXXX: có sơ - chân, ch,c n:ng thông s TTL - 74HC (High speed CMOS), 74HCT: lo t c i ti n c a 74C, t c 74LS, riêng 74HCT hồn tồn tương thích v2i TTL, c dùng r ng rãi - 74AC 74ACT (Advance CMOS) c i ti n c a 74 HC HCT v9 m t nhi/u b ng cách s p x p l i th, t( chân, ó khơng tương thích v2i TTL v9 sơ chân 1.5.4 GIAO TI P GI5A CÁC H2 IC S • TTL t i CMOS • CMOS t i TTL Giao ti p th(c hi#n k t n i "u c a m t m ch hay h# th ng v2i "u vào c a m ch hay h# th ng khác Do tính ch t v9 i#n khác gi$a hai h5 TTL CMOS nên vi#c giao ti p gi$a chúng nhi9u trư*ng h p không th& n i ơn gi n c mà ph i nh* m ch ph cho i#n th tín hi#u t"ng c p phù h p v2i tín hi#u vào c a t"ng t i dòng i#n t"ng c p ph i l2n ho c b ng dòng vào c a t"ng t i B ng kê thông s( c a h3 IC: CMOS (VDD = 5V) TTL • TTL t i CMOS - TTL t i CMOS dùng VDD = 5V T3 b ng, dịng i#n vào c a CMOS có tr r t nh7 so v2i dòng c a TTL, v y v9 dịng i#n khơng có v n 4i#n th c a TTL VOH(max) th p so v2i VIH(min) c a CMOS, v y ph i nâng i#n th c a TTL lên b ng cách m c thêm m t i#n tr kéo lên "u c a IC TTL - TTL t i CMOS 74HCT 74HCT lo i CMOS tương thích v2i TTL, có th& k t n i tr(c ti p không c"n i#n tr kéo lên - TTL t i CMOS dùng ngu n cao (VDD >+5V) Dùng m t c ng #m có "u h m ch (7407), v2i i#n tr kéo lên ngu-n cao & th(c hi#n s( giao ti p: • CMOS t i TTL - CMOS (74HC, 74HCT) dùng ngu n 5V tương thích TTL: có th& c p dịng (4mA) cho c ng TTL - CMOS lo t 4000B dùng ngu n 5V: dòng nh7 (0,4mA), ph i n i qua c ng #m (4050B, 74LS125) & nâng dòng - CMOS dùng ngu n cao t i TTL: Dùng c ng #m & h i#n th xu ng, -ng th*i c p dòng cho phù h p v2i IC TTL