Digital system digital communication system design

HỆ THỐNG SỐ Digital System Slides ĐH Bách Khoa Hà Nội CÁC PHẦN TỬ LOGIC CƠ BẢN Nội dung Khái niệm Các mạch tích hợp số Khái niệm  Có phép tốn logic bản:    VÀ (AND) HOẶC (OR) ĐẢO (NOT)  Phần tử logic (mạch logic bản, cổng logic) thực phép toán logic bản:    Cổng VÀ (AND gate) Cổng HOẶC (OR gate) Cổng ĐẢO (NOT inverter)  Các mạch số đặc biệt khác: cổng NAND, NOR, XOR, XNOR Cổng VÀ (AND gate)  Chức năng:   Thực phép toán logic VÀ (AND) Đầu tất đầu vào  Cổng VÀ đầu vào:    Ký hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out = A B A B out 0 0 1 0 1 Cổng HOẶC (OR gate)  Chức năng:   Thực phép toán logic HOẶC (OR) Đầu tất đầu vào  Cổng HOẶC đầu vào:    Ký hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out = A + B A B out 0 0 1 1 1 Cổng ĐẢO (NOT inverter)  Chức năng:  Thực phép toán logic ĐẢO (NOT)  Cổng ĐẢO có đầu vào:    Ký hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out = A A out 1 Cổng VÀ ĐẢO (NAND gate)  Chức năng:   Thực phép ĐẢO phép toán logic VÀ Đầu tất đầu vào  Cổng VÀ ĐẢO đầu vào:    Ký hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out = A B A B out 0 1 1 1 Cổng HOẶC ĐẢO (NOR gate)  Chức năng:   Thực phép ĐẢO phép toán logic HOẶC Đầu tất đầu vào  Cổng HOẶC ĐẢO đầu vào:    Ký hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out = A + B A B out 0 1 0 1 Cổng XOR (XOR gate)  Chức năng:    Exclusive-OR Thực biểu thức logic HOẶC CĨ LOẠI TRỪ (phép tốn XOR - phép cộng module 2) Đầu tất đầu vào giống  Cổng XOR đầu vào:    Ký hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out  A  B  A.B  A.B A B out 0 0 1 1 1 10 Bảng chuyển trạng thái T 135 Khái niệm Mô hình hệ tuân tự Các Trigger Một số ứng dụng hệ 136 Bộ đếm chia tần số  Bộ đếm dùng để đếm xung  Bộ đếm gọi module n đếm n xung: từ đến n-1  Có loại đếm:   Bộ đếm khơng đồng bộ: khơng đồng thời đưa tín hiệu đếm vào đầu vào trigger Bộ đếm đồng bộ: có xung đếm đồng thời xung đồng hồ clock đưa vào tất trigger đếm 137 Bộ đếm không đồng module 16  Đếm từ đến 15 có 16 trạng thái  Mã hóa thành bit A,B,C,D tương ứng với q4,q3,q2,q1  Cần dùng trigger (giả sử dùng trigger JK) 138 Bộ đếm không đồng module 16  Bảng đếm xung: 139 Bộ đếm không đồng module 16  Biểu đồ thời gian:  NX: Bộ đếm đồng thời chia tần số 140 Bộ đếm khơng đồng module 10  Có 10 trạng thái  cần dùng Trigger  Giả sử dùng Trigger JK có đầu vào CLR (CLEAR: xóa) tích cực mức thấp  Nếu CLR = q =  Cứ đếm đến xung thứ 10 tất q bị xóa  Sơ đồ: (các J=K=1) 141 Bộ đếm đồng module  Có trạng thái  cần dùng Trigger  Giả sử dùng Trigger JK  Bảng đếm xung: 142 Bộ đếm đồng module (tiếp) 143 Bộ đếm lùi không đồng module  Giả sử dùng Trigger JK có đầu vào PR (PRESET: thiết lập trước) tích cực mức thấp  Nếu PR = q =  Đầu tiên cho PR = q1q2q3 = 111  Sau cho PR = 1, hệ hoạt động bình thường xung q3 1 1 0 0 q2 1 0 1 0 q1 1 1 Số đếm 7 144 Bộ đếm lùi không đồng module 145 Thanh ghi  Thanh ghi có cấu tạo gồm trigger nối với  Chức năng:   Để lưu trữ tạm thời thông tin Dịch chuyển thông tin  Lưu ý: ghi nhớ dùng để lưu trữ thông tin, ghi có chức dịch chuyển thơng tin Do đó, ghi sử dụng làm nhớ, nhớ làm ghi 146 Phân loại  Vào nối tiếp nối tiếp 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0  Vào nối tiếp song song  Vào song song nối tiếp  Vào song song song song 147 Ví dụ  Thanh ghi bit vào nối tiếp song song dùng Trigger D 148 Ví dụ (tiếp)  Bảng số liệu khảo sát: 149 ... - Embedded Systems [ xx = x, 16 NAND NNTu Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems 17 Chuyển sang mạch NAND NNTu Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems 18 NAND NNTu Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems 19... 0 1 0 1 1 1 Cổng Logic: NNTu Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems 14 Active-1 Active-0 NAND NOR XOR XNOR NNTu Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems 15 NAND  NAND sử dụng phổ biến, thay cho toàn cổng... x x x x x 0 x 0 x x x x x x 1 x x x x 0 x x Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems 12 Vẽ mạch NNTu Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems 13 Phép tóan khác NAND (NOT-AND) (xy)’ = x’ + y’ x y (xy)’ 0 1