Giáo Trình Kỹ thuật số - Chương 4

Một hệ thống kỹ thuật số sử dụng các giá trị rời rạc (không liên tục) để đại diện cho thông tin cho đầu vào, xử lý, truyền đi, lữu trữ….

11Chương 4Mạch logicTh.S Đặng NgọcKhoaKhoa Điện-ĐiệnTử2Biểudiễnbằng biểuthức đạisốMột hàm logic n biếnbấtkỳ luôn có thểbiểudiễndướidạng: Tổng củacáctích(Chuẩntắctuyển - CTT): là dạng tổng củanhiều thành phầnmàmỗithành phầnlàtíchcủa đầy đủ n biến.Tích củacáctổng (Chuẩntắchội –CTH): làdạng tích của nhiều thành phầnmàmỗithành phầnlàtổng của đầy đủ n biến. 23Dạng chuẩntắctuyểnF=ABC+ ABC + ABC + ABCDạng chuẩntắchộiF = (A+B+C)(A+B+C)(A+B+C)(A+B+C)Biểudiễnbằng biểuthức đạisố∑= )6,5,2,1(FABCF0000000000000011111111101111101103214765Vị trí∏= )7,4,3,0(F4Biểudiễnbằng biểuthức đạisốX = 1 ghi XX = 1 ghi XX = 0 ghi XX = 0 ghi XLưuý cácgiátrị 0Lưuý cácgiátrị 1Tích củacáctổngTổng củacáctíchChuẩntắchộiChuẩntắt tuyển∑∏ 35Rút gọnmạch logicLàm cho biểuthứclogic đơngiảnnhấtvàdo vậymạch logic sử dụng ít cổng logic nhất.Hai mạch sau đây là tương đương nhau6Phương pháp rút gọnCó hai phương pháp chính để rút gọnmộtbiểuthức logic.Phương pháp biến đổi đạisố: sử dụngcác định lý và các phép biến đổi Boolean đểrút gọnbiểuthức.PhưongphápbìaKarnaugh: sử dụng bìaKarnuagh để rút gọnbiểuthứclogic 47Phương pháp biến đổi đạisốSử dụng các định lý và các phép biến đổiBoolean để rút gọnbiểuthức.Ví dụ:BD’(A’+B)(A+B+D)D’B’C+A’D’(B+C)A’C(A’BD)’+A’BC’D’+AB’CA(B+C)ABC+ABC’+AB’CA(B’+C)ABC+AB’(A’C’)’Rút gọnBiểuthứcban đầu?8Ví dụ 4-1Hãy rút gọnmạch logic sau 59Bài toán thiếtkếHãy thiếtkế mộtmạch logic có:Ba ngõ vàoMộtngõraNgõ ra ở mứccaochỉ khi đasố ngõ vào ởmứccao10Trình tự thiếtkếBước1: Thiếtlậpbảng chân trị.11111011110100011110001001000000xCBAMạchlogicABCx 611Trình tự thiếtkếBước2: Thiếtlậpphương trình từ bảngchân trị.11111011110100011110001001000000xCBAA.B.CA.B.CA.B.CA.B.CABCCABCBABCAx +++=12Trình tự thiếtkếBước3: RútgọnbiểuthứclogicABACBCxABCCABABCCBAABCBCAxABCCABCBABCAx++=+++++=+++= 713Trình tự thiếtkếBước4: Vẽ mạch logic ứng vớibiểuthứclogic vừarútgọnABACBCx ++=14Ví dụ 4-1Hãy thiếtkế mộtmạch logic có 4 ngõ vàoA, B, C, D và một ngõ ra. Ngõ ra chỉởmứccaokhiđiệnáp(đượcmiêutả bởi4 bit nhị phân ABCD) lớnhơn6. 815Kếtquả16Ví dụ 4-3Thiếtkế mạch logic điềukhiểnmạch phunnhiên liệutrongmạch đốtnhư sau:Cảmbiếncókhícần đốtCảmbiến để ngọnlửaở giữaA vàB 917Bìa Karnaugh18Phương pháp bìa KarnaughGiống như bảng chân trị, bìa Karnaugh là mộtcáchđể thể hiệnmốiquanhệ giữacácmứclogic ngõvào và ngõ ra.BìaKarnaughlàmộtphương pháp đượcsử dụngđể đơngiảnbiểuthứclogic.Phương pháp này dễ thựchiệnhơnphương phápđạisố.Bìa Karnaugh có thể thựchiệnvớibấtkỳ số ngõvào nào, nhưng trong chương trình chỉ khảosátsốngõ vào nhỏ hơn6. 1019Định dạng bìa KarnaughMỗimộttrường hợptrongbảng chân trịtương ứng với 1 ô trong bìa KarnaughCác ô trong bìa Karnaugh được đánh số saocho 2 ô kề nhau chỉ khác nhau 1 giá trị.Do các ô kề nhau chỉ khác nhau 1 giá trịnên chúng ta có thể nhóm chúng lại để tạomột thành phần đơngiảnhơn ở dạng tổngcác tích.20Bảng chân trị ⇒ K-mapY0101Z1011X0011Giátrị 0 ÎGiátrị 1 ÎGiátrị 2 ÎGiátrị 3 Î1101Mộtvídụ tương ứng giữabảng chân trị vàbìa Karnaugh0123YYX XZ [...]... not pin or electrically compatible with TTL 74HCT0274HCT Silicon-gate, high-speed, pin- compatible and electrically compatible with TTL 74HC0274HC Silicon-gate, pin-compatible with TTL, high-speed 74C0274CMetal-gate, pin-compatible with TTL 40 01 (NOR )40 Metal-gate CMOS Ví dụ ICKý hiệuPhân loạiCMOS 78 Nguồn cung cấpvànối đất  Để có thể sử dụng đượcnhững IC số ta cầnphải cung cấpnguồn cho nó.  Chân... low-power Schottky TTL 74AS 047 4ASAdvanced Schottky TTL 74LS 047 4LSLow-power Schottky TTL 74S 047 4SSchottky TTL 740 4 (NOT)74Standard TTL Ví dụ ICKý hiệuPhân loại TTL 2 3  Dạng chuẩntắctuyển F=ABC+ ABC + ABC + ABC  Dạng chuẩntắchội F = (A+B+C)(A+B+C)(A+B+C)(A+B+C) Biểudiễnbằng biểuthức đạisố ∑ = )6,5,2,1(F ABCF 0 0 00 00 0000 0 0 0 0 1 1 11 1 11 1 1 0 111 11 0 1 1 0 3 2 1 4 7 6 5 Vị trí ∏ = )7 ,4, 3,0(F 4 Biểudiễnbằng... (B+D)(A+C)(C+D) 56 K-map 5 biến f (A,B,C,D,E) = ∑(0,2 ,4, 7,10,12,13,18,23,26,28,29) BC DE 00 01 11 10 00 01 11 10 F BC DE 00 01 11 10 00 01 11 10 F A=0 A=1 0 1 3 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10 16 17 19 18 20 21 23 22 28 29 31 30 24 25 27 26 38 75 Họ IC  IC số ược phân thành hai loại chính là TTL và CMOS.  Họ TTL là những IC bipolar (bảng 4- 1 )  Họ CMOS là những IC unipolar (bảng 4- 2 ) 76 Họ TTL (Bảng 4- 1 ) 74ALS 047 4ALS Advanced... thựchiệnhơnphương pháp đạisố.  Bìa Karnaugh có thể thựchiệnvớibấtkỳ số ngõ vào nào, nhưng trong chương trình chỉ khảosátsố ngõ vào nhỏ hơn6. 8 15 Kếtquả 16 Ví dụ 4- 3  Thiếtkế mạch logic điềukhiểnmạch phun nhiên liệutrongmạch đốtnhư sau: Cảmbiếncókhícần đốt Cảmbiến để ngọnlửa ở giữaA vàB 23 45 Ví dụ 4- 5 A C Z = F (A,B,C) = A C + B C 1 0 0 0 0 1 1 1 C C A B A B A BA B 0 1 2 3 6 7 4 5 B C 46 Ví dụ 4- 6 1 1 0 1 1 1 0 0 C C A... đất(ground) 22 43 Rút gọnbằng bìa Karnaugh  Bước3: Làmlạibước2 chođếnkhitấtcả các ơ logic 1 đều đượcsử dụng.  Bước 4: Xác định kếtquả theo các quy tắc:  Mỗi nhóm sẽ là mộttíchcủacácbiến.  Kếtquả là tổng củacáctíchở trên. 44 Ví dụ 4- 4 J L J K JKL M = F (J,K,L) = J L + J K + J K L 1 0 1 1 0 0 0 1 L L J K J KJ K 0 1 2 3 6 7 4 5 J K M 32 63 Cổng EX-NOR 64 Ví dụ 4- 1 1  Sử dụng cổng EX-NOR để đơngiảnmạch logic... Output Voltage HIGH 4. 9 V LOW 0.1 V Undefined Region 15 29 K-map 3 biến: nhóm 4 C C A B A B A BA B 0 0 0 0 1 1 1 1 A 0 0 1 1 1 1 0 0 B 0 1 0 1 0 1 0 1 C 1 1 1 1 0 0 0 0 A 1 0 1 0 1 0 1 0 C 1 1 0 0 0 0 1 1 B 30 K-map 3 biến: nhóm 8 C C A B A B A BA B 1 1 1 1 1 1 1 1 1 30 59 Cổng EX-OR  Cổng EX-OR có hai ngõ vào.  Ngõ ra củacổng EX-OR ở mứccaochỉ khi haingõvàocógiátrị khác nhau. 60 Cổng EX-OR 28 55 Ví dụ 4- 1 0 x 1x11 xx1 x1 AB CD 00... tổng các tích. 20 Bảng chân trị ⇒ K-map Y 0 1 0 1 Z 1 0 1 1 X 0 0 1 1 Giátrị 0 Ỵ Giátrị 1 Ỵ Giátrị 2 Ỵ Giátrị 3 Ỵ 1 1 0 1  Mộtvídụ tương ứng giữabảng chân trị và bìa Karnaugh 0 1 2 3 Y Y X X Z 33 65 Mạch tạovàkiểm tra parity 66 Mạch Enable/Disable 39 77 Họ CMOS (Bảng 4- 2 ) 74ACT0274ACT Advanced-performance CMOS, not pin but electrically compatible with TTL 74AC0274AC Advanced-performance CMOS, not pin... trạng thái Don’t Care 52 Ví dụ 4- 9 Z 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 F2 1 x 1 0 0 x 0 x x 1 0 1 x 1 1 1 Y 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 X 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 W 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Y Z F2 = F (w,x,y,z) = X Y Z + Y Z + X Y X Y Z X Y 0 1 4 5 12 13 8 9 3 2 7 6 15 14 11 10 W X W X W XW X Y Z Y Z Y Z Y Z X X 1 1 1 1 1 0 1 0 X X 0 X 1 0 21 41 K-map 4 biến: nhóm 8 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 AB CD 00... moreGiga-scale integration (GSI) 100,000 to 999,999Ultra large-scale integration (ULSI) 10,000 to 99,999Very large-scale integration (VLSI) 100 to 9999Large-scale integration (LSI) 12 to 99Medium-scale integration (MSI) <12Small-scale integration (SSI) Số cổng logicĐộ tích hợp 34 67 Đặc điểmcủaIC số  IC đượccấutạotừ các điệntrở, diode, transistor, các linh kiệnnàyđược đặttrên mộtlớpbándẫnlàmnền.  Để... A B + B C 1 1 Chương 4 Mạch logic Th.S Đặng NgọcKhoa Khoa Điện-ĐiệnTử 2 Biểudiễnbằng biểuthức đạisố  Một hàm logic n biếnbấtkỳ ln có thể biểudiễndướidạng:  Tổng củacáctích(Chuẩntắctuyển - CTT): là dạng tổng củanhiều thành phầnmàmỗi thành phầnlàtíchcủa đầy đủ n biến.  Tích củacáctổng (Chuẩntắchội –CTH): là dạng tích của nhiều thành phầnmàmỗi thành phầnlàtổng của đầy đủ n biến. 41 81 Mức điệnápCMOS Maximum . 1000011110FACDBCD 1835K-map 4 biến: nhóm 40 010001000100010ABCD00 01 11 1000011110FCD36K-map 4 biến: nhóm 40 000011001100000ABCD00 01 11 1000011110FBD 1937K-map 4 biến: nhóm 41 100000000001100ABCD00. 1000011110FBC38K-map 4 biến: nhóm 41 001000000001001ABCD00 01 11 1000011110FBD 2039K-map 4 biến: nhóm 80000111111110000ABCD00 01 11 1000011110FB40K-map 4 biến: