Điện tử công nghiệp 2 chương 3

19/05/2020 ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TS ĐỒN THỊ HƯƠNG GIANG Email: giangdth@epu.edu.vn Mobil: 0372630593 TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG NỘI DUNG CHÍNH CỦA MƠN HỌC • • • • • Chương Các vấn đề kỹ thuật số Chương Các họ vi mạch logic Chương Mạch logic tổ hợp Chương Mạch logic dãy Chương Mạch tạo xung biến đổi tín hiệu TS ĐỒN THỊ HƯƠNG GIANG 19/05/2020 Chương Mạch logic tổ hợp TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG Nội dung 3.1 Khái niệm chung 3.2 Các mã hóa 3.3 Các giải mã 3.4 Các dồn kênh tách kênh 3.5 Bộ cộng trừ TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 19/05/2020 Nội dung 3.1 Khái niệm chung 3.2 Các giải mã 3.3 Các mã hóa 3.4 Các dồn kênh tách kênh 3.5 Bộ cộng trừ TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 3.1 Khái niệm • Hệ tổ hợp hệ mà tín hiệu phụ thuộc vào tín hiệu vào thời điểm • Hệ tổ hợp cịn gọi hệ khơng có nhớ • Hệ tổ hợp cần thực phần tử logic 19/05/2020 3.1 Khái niệm • Mạch số chia làm hai loại: – Mạch tổ hợp: • Trạng thái đầu phụ thuộc vào tổ hợp đầu vào tổ hợp ổn định • Đầu Q mạch tổ hợp hàm logic biến đầu vào A, B, C Q = f(A,B,C ) – Mạch tuần tự: • Trạng thái đầu khơng phụ thuộc vào tổ hợp đầu vào mà phụ thuộc trạng thái đầu trước - mạch có tính nhớ • Đầu Q+ mạch hàm logic biến đầu vào A, B, C đầu Q trước Q+ = f(Q,A,B,C ) TS ĐỒN THỊ HƯƠNG GIANG Nội dung 3.1 Khái niệm chung 3.2 Các mã hóa 3.3 Các giải mã 3.4 Các dồn kênh tách kênh 3.5 Bộ cộng trừ TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 19/05/2020 XÉT VD VỚI LED THANH ĐƠN (1 DIGITS 7SEG) TS Đoàn Thị Hương Giang LED đơn • Cấu tạo led đơn: chứa đoạn (thanh), đoạn tương ứng với Led đơn sơ đồ hình vẽ sau: TS Đồn Thị Hương Giang 10 19/05/2020 Các ký tự số • Tùy theo ghi điều khiển sáng mà LED hiển thị số theo yêu cầu: TS Đoàn Thị Hương Giang 11 Phân loại LED đoạn • Anode/anot chung: Nếu led Anot chung chân dương led (chân Anot) nối chung với (chân COM), chân Katot đưa làm chân liệu A,B,C,D,E,F,G,DP Để điều khiển led anot chung, cấp nguồn dương vào chân anot chung (chân COM) xuất liệu tích cực mức chân liệu để hiển thị theo ý muốn Lưu ý: phải nối điện trở hạn dòng tránh hỏng LED điều khiển độ sáng/tối LED TS Đoàn Thị Hương Giang 12 19/05/2020 a b c d e f g Số 0 0 0 Số 1 0 1 1 Số 0 0 Số … TS Đoàn Thị Hương Giang 13 • Bảng mã hiển thị số loại anode chung: TS Đoàn Thị Hương Giang 14 19/05/2020 Phân loại (tt) • Cathode/Katot chung: • Nếu led Katot chung chân âm led (chân Katot) nối chung với (chân COM), chân Anot đưa làm chân liệu A,B,C,D,E,F,G,DP • Để điều khiển led Katot chung, cấp nguồn âm vào chân katot chung (chân COM) xuất liệu tích cực mức chân liệu để hiển thị theo ý muốn • Lưu ý: phải nối điện trở hạn dòng tránh hỏng LED điều khiển độ sáng/tối LED TS Đoàn Thị Hương Giang 15 ĐỂ ĐIỀU KHIỂN HIỂN THỊ CHO LED THANH SẼ CẦN ÍT NHẤT 8ĐƯỜNG TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN CHO 01 LED???? XỬ DỤNG BỘ CHUYỂN MÃ TÍN HIỆU TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 16 19/05/2020 Mạch chuyển mã • Là mạch thực chức chuyển từ loại mã thành loại mã khác tương ứng • Mạch chuyển mã có nhiều đầu vào nhiều đầu • Các loại mạch chuyển mã: – Mạch mã hóa (Encoder) – Mạch giải mã (Decoder) TS ĐỒN THỊ HƯƠNG GIANG 17 Thiết kế mạch chuyển mã • B1: Lập bảng chân lý mạch • B2: Tối thiểu hóa hàm • B3: Xây dựng sơ đồ mạch thực TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 18 19/05/2020 3.2 Bộ mã hóa • Mã hóa việc sử dụng ký hiệu để biểu diễn đặc trưng cho đối tượng • Ký hiệu tương ứng với đối tượng gọi từ mã • Ví dụ: 19 Bộ mã hóa (tiếp) • Chức năng: thực việc mã hóa tín hiệu tương ứng với đối tượng thành từ mã nhị phân Bộ mã hóa Đối tượng tín hiệu • Ví dụ: Từ mã tín hiệu A B C Bộ mã hóa S0 S1 D 20 10 19/05/2020 Cộng nhiều bit • Số hạng số hạng số có nhiều 01 bit (2,3,4,5,…) • Có loại cộng nhiều bit sau: – Cộng song song – Cộng nối tiếp • Ví dụ số nhiều bit: A7 A6 A5 A4 A3 A2 MSB A1 A0 LSB TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 77 Cộng nhiều bit song song • Hai số hạng thực phép cộng nhiều bit cộng song song thực sau: – Cộng bit LSB bit tổng (LSB) Số nhớ đưa tới để cộng chung với bit bit LSB bit tổng hàng – ….Thực tiếp tục phép cộng cuối bit MSB để bit tổng hàng cuối, số nhớ trở thành bit LSB tổng TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 78 39 19/05/2020 VÍ DỤ Bộ cộng song song hai số 04 bit • Có thể thực cộng với số bit cao • Ví dụ: – Thực cộng số bit  ghép nối nối tiếp cộng bit gồm tầng sơ đồ sau TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 79 Lưu ý • Trong nhiều trường hợp có ký hiệu khác sau: bi ri si Full-Adder ri+1 • Một số IC làm phép cộng tồn phần thực tế: 7480 (1bit), 7482 (2bit), 7483/LS83/283 (4bit) TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 80 40 19/05/2020 IC 74LS83 • Hai số bit vào A4A3A2A1 B4B3B2B1 • Số nhớ ban đầu C0 • Tổng ra: C4S4S3S2S1 Trong C4 số nhớ phép cộng TS ĐỒN THỊ HƯƠNG GIANG 81 IC 74LS83 (tt) Bảng chân lý 74LS83 Mạch logic 74LS83 TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 82 41 19/05/2020 Bộ cộng hai số nhiều bit (n-bit) • Ghép nối n cộng hai số bit lại với để cộng n bit • Kết nhận số nguyên n+1 bit có bit nhớ từ cộng cuối • Sơ đồ: 83 Cộng nối tiếp • Hai bit LSB số cộng trước, bit LSB tầng đưa ghi dịch số nhớ quay trở cộng chung với hai bit bit LSB hai bit cuối cộng • Mạch ghi dịch đầu dịch chuyển sang phải qua lần cộng cho kết cộng số nhớ cuối trở thành bit MSB tổng TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 84 42 19/05/2020 Mạch cộng bit nối tiếp • Mạch thực phép tính chậm so với cộng song song • Yêu cầu cần xung nhịp để giữ cho mạch làm việc động TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 85 b Bộ trừ • Khái niệm: Bộ trừ/mạch trừ thực phép trừ hai số nhị phân – Phép trừ thực phép cộng với số âm Để có số âm số ta lấy bù số đó, thực mạch cổng đảo – Mạch trừ có số bị trừ, số trừ, bit mượn hiệu • Phân loại: – Bộ trừ bán hiệu – Half Substractor - HS – Bộ trừ đầy đủ - Full Subtractor - FS 86 43 19/05/2020 Lưu ý – Về cấu trúc mạch trừ tương tự mạch cộng khác số bị trừ B cần phải qua cổng đảo thực AND với số trừ A số mượn R – Mạch trừ FS gồm hai mạch trừ HS cổng OR ngõ cho số mượn B0 87 Bán hiệu (Half-Subtractor) – Dùng để thực phép trừ hai bit thấp phép trừ hai số nhị phân – Sơ đồ khối: • Di: hiệu • Bi+1: bit mượn Di Half-Subtractor bi Bi+1 88 44 19/05/2020 Bán hiệu (tiếp) • Bảng chân lý: • Biểu thức đầu phụ thuộc đầu vào: Di   bi Bi 1  bi 89 Bộ trừ đầy đủ (Full-Subtractor) • Chức năng: – Dùng để thực phép trừ hai bit phép trừ hai số nhị phân • Sơ đồ khối: bi Bi Di Full-Subtractor Bi+1 90 45 19/05/2020 Bộ trừ đầy đủ (tiếp) • Bảng chân lý: • Biểu thức đầu phụ thuộc đầu vào: Di   bi  Bi Bi 1  bi  Bi (ai  bi ) 91 Bộ trừ đầy đủ (tiếp) • Sơ đồ mạch: 92 46 19/05/2020 Bộ trừ nhiều bit • Với mạch trừ nhị phân nhiều bit: – Có thể thực song song mạch cộng FS bit bit số bị trừ cần đảo – Số nhớ tầng cuối cần đem bit nhớ ban đầu tầng đầu • Các loại trừ nhiều bit: – Trừ song song – Trừ nối tiếp TS ĐỒN THỊ HƯƠNG GIANG 93 Ví dụ Bộ trừ nhị phân bit Trừ bit song song Trừ bit nối tiếp TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 94 47 19/05/2020 c Bộ so sánh • Dùng để so sánh số nhị phân • Các kiểu so sánh: – So sánh đơn giản – so sánh nhau: • So sánh bit/4 bit/nhiều bit – So sánh đầy đủ - so sánh lớn hơn, nhỏ hơn, nhau: • So sánh bit/4 bit/nhiều bit 95 So sánh TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 96 48 19/05/2020 So sánh đầy đủ “Hai số bit” • Bảng thật Biểu thức hàm Sơ đồ mạch Ký hiệu TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 97 Bộ so sánh đầy đủ “Bộ so sánh số nhiều bit“ • Trước tiên so sánh bit cao (MSB), kết lớn nhỏ bit định • Nếu bit MSB  tiếp tục so sánh bit có trọng số thấp liền kề kết định theo cách tương tự bit MSB • Sự so sánh lặp lại bit LSB để kết cuối TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 98 49 19/05/2020 TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 99 IC so sánh bit 7485/LS85 • Bảng chân lý IC 74LS85 100 50 19/05/2020 IC so sánh bit 7485/LS85(tt) • trường hợp đầu mạch so sánh bình thường: – Lần lượt so sánh từ bít cao trước – Khi tất bit đầu vào phải xét đến logic đầu vào nối chồng (được dùng ghép chồng nhiều IC để có số bit so sánh lớn hơn): • Logic đầu vào thực ngõ tầng so sánh bit thấp (nếu có) • Trường hợp đầu vào nối chồng lên cao đầu tương ứng lên cao • Trường hợp bít trước khơng so sánh đầu sau thấp • Trường hợp khơng có tín hiệu đầu vào nối chồng tức liệu đầu vào A B khác nên đầu A < B A> B đểu mức cao  Vậy để mạch so sánh bit nên nối đầu nối chồng A = B mức cao TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 101 Mạch so sánh độ lớn bit • Nối chồng IC 74LS85 để có mạch so sánh độ lớn bit 102 51 19/05/2020 Ví dụ TS ĐỒN THỊ HƯƠNG GIANG 103 Bài tập chương • Bài 1: Tổng hợp chọn kênh 4-1 • Bài 2: Thiết kế trừ/nhân số bit • Bài 3: Tổng hợp chọn kênh 2-1 dùng NAND • Bài 4: Tổng hợp mạch tổ hợp thực phép toán sau : M = N + 3, biết N số bit mã BCD M số bit 104 52 19/05/2020 ….To chapter TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 105 53 ... tế: 7480 (1bit), 74 82 (2bit), 74 83/ LS 83 /28 3 (4bit) TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 80 40 19/05 /20 20 IC 74LS 83 • Hai số bit vào A4A3A2A1 B4B3B2B1 • Số nhớ ban đầu C0 • Tổng ra: C4S4S3S2S1 Trong C4 số nhớ...19/05 /20 20 Chương Mạch logic tổ hợp TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG Nội dung 3. 1 Khái niệm chung 3 .2 Các mã hóa 3. 3 Các giải mã 3. 4 Các dồn kênh tách kênh 3. 5 Bộ cộng trừ TS ĐOÀN THỊ HƯƠNG GIANG 19/05 /20 20... đầu 64 32 19/05 /20 20 DeMUX 1 -2 • Sơ đồ khối: S0 E S1 C0 Đầu chọn đầu vào tín hiệu C0 định • Tín hiệu chọn: 65 DeMUX 1-4 • Sơ đồ khối: S0 E S1 S2 S3 C1 C0 • Tín hiệu chọn: 66 33 19/05 /20 20 Ví dụ