Lớp l04 nhóm 12 tut5

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT MÁY TÍNH  BÁO CÁO BÀI THỰC HÀNH SỐ MÔN: HỆ THỐNG SỐ LỚP: L04 GIÁO VIÊN: TRẦN THỊ THÙY CHÂU NHĨM 12: Lương Thiện Chí - 1610304 Phan Thị Ngọc Ánh - 1610129 HỆ THỐNG SỐ NHĨM 12 Giới thiệu 1.1 Mục đích  Thực hành với công cụ mô SmartSim  Thực hành thiết kế mạch MSI 1.2 Yêu cầu chuẩn bị  Đọc trước hướng dẫn sử dụng SmartSim trước đến lớp  Đọc trước thực hành số lý thuyết chương 1.3 Nội dung thực hành  Thiết kế mô mạch với SmartSim  Áp dụng phương pháp Boolean Algebra K-map để thực mạch MSI Bài tập Câu 1: Hiện thực 1-8 Decoder/De-Multimplexer (74ls138) (2đ) Chỉ sử dụng cổng logic bản, thực 1-8 Decoder Yêu cầu sinh viên thực chức đặc tả bảng 1: Yêu cầu báo cáo: Miêu tả chức năng, bảng thật mạch Mô SmartSim chụp hình mạch, mơ HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 Miêu tả chức năng:    Đây giải mã bit thành đường loại vi mạch hay mạch có ngõ vào ngõ ra, gọi mạch giải mã nhị phân sang octal (binary to octaldecoder) , với ngõ tích cực mức 1, 74LS138 có cơng du ̣ng dich ̣ bit logic từ xuố ng và từ dưới lên theo mã BCD Bộ giải mã chấp nhận ba đầu vào có trọng số nhị phân ( A0, A1, A2) Và cho phép Cung cấp tám đầu tích cực Thấp loại trừ lẫn (O0_ O7) Những đặc tính 74138 cho phép nhập vào, hai đầu tích cực thấp ( E1, E2) đầu (E0) tích cực cao Tất đầu cao E1 E2 thấp E0 cao E0: chân điều khiển đuợc dùng làm đường vào liệu (luôn mức 1).G2A, G2B: hai tín hiệu điều khiển có chức cho phép liệu thông haykhông thông ( cho phép thông E1, E2 đồng thời mức tích cực thấp tứclà mức 0)Các số từ 0, 1, 2, …, kênh tương ứng với tổ hợp bít nhị phân lối vào điều khiển chọn kênh A, B, C Bảng thật: Mô SmartSim: https://www.youtube.com/watch?v=l-R7b_E4hkk HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 Câu 2: Hiện thực mạch Multiplexer ngõ vào (IC 74151) (2đ) Sử dụng cổng logic để thạch mạch Multiplexer ngõ vào Yêu cầu sinh viên thực đặc tả theo bảng 2: Yêu cầu báo cáo: Miêu tả chức năng, bảng thật mạch Mô SmartSim chụp hình mạch, mơ HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 Miêu tả chức năng:  Multiplexers (mạch chọn) mạch logic chấp nhận số đầu vào liệu số chọn số chúng vào thời điểm để chuyển sang đầu  Việc xác định liệu đầu vào thông qua đến đầu điều khiển tín hiệu S (Select) input  Đối với mạch Multiplexer ngõ vào (IC 74151) thiết kế có tín thêm tín hiệu cho phép 𝐸̅ , ngồi đầu Z có thêm 𝑍̅ so với mạch Multiplexer ngõ vào  Khi tính hiệu cho phép 𝐸̅ =0, tín hiệu điều khiển S2,S1,S0 xác định input input từ I0 – I7 thông qua đến Z, 𝐸̅ =1, mạch chọn bị tắt đầu Z =0 tín hiệu S0,S1,S2 Bảng thật: Mô SmartSim: https://www.youtube.com/watch?v=AFHHCojecXI HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 Câu 3: Thiết kế mạch sử dụng – Decoder (4đ) Hiện thực mạch chức sau:  F(A,B,C,D) =∑(1,5,9,13) (2đ)  F(A,B,C,D) =∑(2,3,8,11) (2đ) Yêu cầu báo cáo: Trình bày bước thiết kế Mơ SmartSim chụp hình mạch, mơ Với A MSB Ta có bảng thật F sau: HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 - Dễ thấy giá trị A thay đổi từ 0-1 khoảng tầm vực từ 0-7 từ 8-15 Từ ta tận dụng sử dụng Decoder 1-8 để thực mạch logic - Decoder 1-8 có ngõ vào ứng với BCD, cổng Enable tương ứng với A Như ta buộc phải dùng decoder decoder đại diện cho F vị trí từ 0-7, decoder cịn lại ứng với vị trí từ 8-15 - Khi A tích cực mức thấp, decoder hoạt động, ngược lại decoder hoạt động (quan sát từ bảng thật) Như ứng với kết A, B, C, D, ngõ output kích hoạt tích cực mức thấp - Tuy nhiên sử dụng decoder khơng đủ để biểu diễn cho mạch có chức F, cần sử dụng them cổng logic để kết hợp trường hợp thỏa mãn chức F - Ở đây, dùng cổng NAND output tích cực mức thấp, trước đưa qua cổng OR, chúng qua cổng NOT, tích cực mức cao Biến đổi tương đương dùng cổng NAND thay a) F(A,B,C,D) =∑(1,5,9,13) Input ứng với cổng NAND giá trị vị trí mong muốn, với F (A; B; C; D) = ∑(1; 5; 9; 13) , đầu output decoder vị trí 1, 5, 9, 13 nối vào input NAND HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 Mô SmartSim: https://www.youtube.com/watch?v=dnoGZS9hFqU b) (A,B,C,D) =∑(2,3,8,11) Input ứng với cổng NAND giá trị vị trí mong muốn, với F (A; B; C; D) = ∑(2; 3; 8; 11) , đầu output decoder vị trí 2,3, 8, 11 nối vào input NAND Mô SmartSim: https://www.youtube.com/watch?v=UoP9puok23s HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 Câu 4: Thiết kế mạch sử dụng Multiplexer ngõ vào (4đ) Hiện thực mạch chức sau:  F(A,B,C,D) =∑(1,5,9,13) (2đ)  F(A,B,C,D) =∑(2,3,8,11) (2đ) Yêu cầu báo cáo: Trình bày bước thiết kế Mơ SmartSim chụp hình mạch, mô a) F(A,B,C,D) =∑(1,5,9,13) Chọn D liệu vào ,được sử dụng liên quan với tín hiệu từ I0 – I7; A,B,C tín hiệu điều khiển xác định input từ I0 – I7 vào (Thứ tự trái sang phải A-MSB) Bảng chân trị: HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 A B C D F 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 Dựa vào bảng chân trị ta thấy có cặp có A, B, C giống Khi F phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển A, B, C để xác định tín hiệu vào I0 – I7, D thực kết nối phù hợp kết F, ta có bảng sau để xác định liệu vào (Data in) kết nối với tín hiệu vào I0 – I7 : (Phần tô đậm giá trị đầu F mức 1) HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 I II III IV V VI VII VIII ̅ 𝐷 10 12 14 D 11 13 15 Data in I0 = D I1 = I2 = D I3 = I4 = D I5 = I6 = D I7 = Mô Smartsim: https://www.youtube.com/watch?v=HyrgKstWQBg b) F(A,B,C,D) =∑(2,3,8,11) Chọn D Dữ liệu vào (Data in), sử dụng liên quan với tín hiệu từ I0 – I7; A,B,C tín hiệu điều khiển xác định input từ I0 – I7 vào Bảng chân trị: 10 HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 A B C D F 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 Dựa vào bảng chân trị ta thấy có cặp có A, B, C giống Khi F phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển A, B, C để xác định tín hiệu vào I0 – I7, D thực kết nối phù hợp kết F, ta có bảng sau để xác định liệu vào (Data in) kết nối với tín hiệu vào I0 – I7 : (Phần tô đậm giá trị đầu F mức 1) I II III IV V VI VII VIII ̅ 𝐷 10 12 14 D 11 13 15 Data in I0 = I1 = I2 = I3 = ̅ I4 = 𝐷 I5 = D I6 = I7 = 11 HỆ THỐNG SỐ NHĨM 12 Mơ Smartsim: https://www.youtube.com/watch?v=dphfKKwtnDM Câu 5: Thiết kế mạch sử dụng 1-8 Demultiplexer: a F(A, B, C, D, E) = ∑(1, 9, 17, 21) (1đ) b F(A, B, C, D, E) = ∑(1, 5, 17, 22) (1đ) Yêu cầu báo cáo: Trình bày bước thiết kế Mơ SmartSim chụp hình mạch, mơ 12 HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 Mạch bên Demultiplexer 1-8 a) F(A, B, C, D, E) = ∑(1, 9, 17, 21) Cách tiến hành: - Sử dụng Demultiplexer 1-8 - Theo đề mô tả, A MSB Như ta nối C, D, E vào cổng S2, S1, S0 Ứng với thứ tự ABCDE Kết thu F vị trí 1, 9, 17, 21 ( A’B’C’D’E, A’BC’D’E, AB’C’D’E, AB’CD’E ) - Theo bước ta nối chân Y1, Y5 cho cổng AND, đánh số từ trái qua, 1…4 - Như vậy, Demultiplexer kích hoạt, giá trị cổng AND 1…4 đại diện cho C’D’E, C’D’E, C’D’E, CD’E Tới bổ sung thêm giá trị A, B vào chân lại cổng AND, nhận giá trị hàm F Như vậy, nối cho chân lại AND theo giá trị sau A, B: A’B’, A’B, AB’, AB’ - Tới đây, dùng cổng Logic OR để kết thúc việc thực mạch Mô SmartSim: https://www.youtube.com/watch?v=Gr3b3_CSso4 13 HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 14 HỆ THỐNG SỐ NHÓM 12 b F(A, B, C, D, E) = ∑(1, 5, 17, 22) (1đ) Lần lượt tiến hành bước câu a Mô SmartSim: https://www.youtube.com/watch?v=7yoLOyJ_Itg HẾT 15