Bài giảng Điện tử số: Chương 5b giúp người học hiểu về ghi tiêu đề chương. Nội dung trình bày cụ thể gồm có: Tổng hợp mạch tuần tự, hệ phương trình đặc trưng của mạch tuần tự, các bước tổng hợp mạch tuần tự, định nghĩa về trạng thái tương đương,...
ĐIỆN TỬ SỐ Digital Electronics Bộ môn Kỹ thuật vi xử lý Khoa Vô tuyến điện tử Học viện kỹ thuật quân Điện tử số CHƯƠNG (tiếp) TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH MẠCH LOGIC TUẦN TỰ Bộ môn Kỹ thuật Vi xử lý, Khoa Vô tuyến Điện tử Học viện Kỹ thuật Quân Tổng hợp mạch Mơ hình kỹ thuật mạch tuần tự: Hệ phương trình đặc trưng mạch Các bước tổng hợp mạch Bước Phân tích tốn Bước Mơ hình hố Bước Tối thiểu trạng thái Bước Mã hoá trạng thái Bước Xây dựng hệ phương trình hàm kích hàm Bước Biến đổi đại số Bước Xây dựng sơ đồ mạch điện Mơ hình hố Ví dụ Mạch điều khiển hệ thống cấp nguồn cho máy bơm nước lên bể cao tầng Đầu sensor = ngập nước y = 1: cấp điện máy bơm Tối thiểu trạng thái Nguyên lý tối thiểu: Tương tự tối thiểu hàm logic, để xét nguyên lý tối thiểu, ta xét đồng thời nguyên lý đơn giản tối thiểu Đơn giản trạng thái mạch thay mạch mạch dãy khác có số trạng thái hơn, đảm bảo chức mạch dãy cho Còn tối thiểu trạng thái mạch thay mạch mạch dãy khác có số trạng thái nhất, đảm bảo chức mạch dãy cho Định nghĩa trạng thái tương đương Định nghĩa (hai trạng thái tương đương): Hai trạng thái SI SJ hai trạng thái mạch tuần tự, gọi tương đương (SI~SJ) lấy SI SJ hai trạng thái ban đầu với tác động tổ hợp tín hiệu vào mạch, mạch phải ln ln cho: - Tổ hợp tín hiệu phải giống - Hai trạng thái chuyển biến đến phải giống nhau, tương đương nhau, thuộc hai trạng thái xét tương đương Định nghĩa Nhóm trạng thái tương đương Một nhóm trạng thái SI1, SI2, , SIk nhóm trạng thái mạch tuần tự, gọi tương đương lấy chúng trạng thái ban đầu tác động tổ hợp tín hiệu vào mạch, mạch phải luôn cho: - Tổ hợp tín hiệu phải giống - Các trạng thái chuyển biến đến phải giống tương đương thuộc nhóm trạng thái xét Quy tắc Caldwell Thay nhóm trạng thái tương đương mạch trạng thái đại diện không làm thay đổi chức mạch Tối thiểu trạng thái mạch tuần tự: + Xác định nhóm trạng thái tương đương mạch + Thay nhóm trạng thái đại diện 10 17 Bài toán máy bơm nước 18 Mã hoá trạng thái Thay trạng thái từ mã mã cụ thể Nếu mạch dãy có L trạng thái, số phần tử nhớ l cần thiết để mã hố trạng thái cho mạch phải là: 19 Tranh chấp trạng thái biện pháp loại trừ (đọc giáo trình) 20 Xác định hàm hàm kích Xây dựng từ bảng: Bước Chọn loại FF dùng làm phần tử nhớ cho mạch, tương ứng ta có bảng xác định giá trị đầu vào kích FF Bước Trên bảng chuyển trạng thái mã hoá, xác định giá trị đầu vào kích FF làm phần tử nhớ ứng với giá trị trạng thái cũ Bước Cũng tương tự bảng Bảng giá trị đầu vào kích chình bảng giá trị hàm mạch tổ hợp, ta tìm hệ hàm kích 21 Ví dụ: Mạch điều khiển máy bơm nước y = x1 + x2.A Chọn FF-RS: 22 23 Ví dụ: Trang 200 (giáo trình) 24 Ví dụ tổng hợp mạch dãy không đồng (trang 202, 204 giáo trình) 25 Bài tập Thiết kế mạch đồng để kiểm tra dãy tín hiệu vào dạng nhị phân có độ dài đưa vào liên tiếp đầu vào x, đồng với xung nhịp Ck Nếu dãy bit tín hiệu vào có dạng 010, 011, 110 hay 111 đầu z = 1, lại z = 26 Phân tích mạch Bước Phân tích sơ đồ Trên sơ đồ mạch, xác định chức phần tử, mối liên hệ phần tử Xác định số đầu vào, đầu đặc điểm đầu vào mạch Xác định số trạng thái có mạch từ số phần tử nhớ Bước Xây dựng phương trình hàm hàm kích Việc xây dựng phương trình hệ hàm hàm kích thực phần mạch tổ hợp, nên việc thực tương tự phân tích mạch tổ hợp Từ sơ đồ mạch ta viết phương trình hệ hàm hàm kích Bước Lập bảng trạng thái bảng mạch Từ hệ phương trình hàm mạch, ta xây dựng bảng Từ hệ hàm kích phương trình đặc trưng FF sử dụng làm phần tử nhớ mạch, thay giá trị rút bảng trạng thái mạch Bước Đồ hình trạng thái Xây dựng đồ hình trạng thái mạch từ bảng bảng chuyển trạng thái, Bước Chức mạch Phân tích đồ hình trạng thái mạch, rút chức mạch mối quan hệ logic tín hiệu 27 Ví dụ Phân tích mạch đồng 28 Ví dụ phân tích mạch không đồng (tham khảo) 29 30 Đồ hình trạng thái Đầu y = tổ hợp vào có chuyển biến: 00 10 11 31 .. .Điện tử số CHƯƠNG (tiếp) TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH MẠCH LOGIC TUẦN TỰ Bộ mơn Kỹ thuật Vi xử lý, Khoa Vô tuyến Điện tử Học viện Kỹ thuật Quân Tổng hợp mạch... tương đương - Phân thành nhóm trạng thái có tập tổ hợp tín hiệu (thoả mãn điều kiện 1) - Trong nhóm loại dần trạng thái khơng có khả tương đương xác định nhóm trạng thái tương đương - Thay nhóm... đồ Trên sơ đồ mạch, xác định chức phần tử, mối liên hệ phần tử Xác định số đầu vào, đầu đặc điểm đầu vào mạch Xác định số trạng thái có mạch từ số phần tử nhớ Bước Xây dựng phương trình hàm