HỆ tổ hợp (kỹ THUẬT số SLIDE) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

Chương HỆ TỔ HỢP HỆ TỔ HP I Giới thiệu – Cách thiết kế hệ tổ hợp: Mạch logic chia làm loại: - Hệ tổ hợp (Combinational Circuit) - Hệ (Sequential Circuit) Hệ tổ hợp mạch mà ngõ phụ thuộc vào giá trị ngõ vào Mọi thay đổi ngõ vào làm ngõ thay đổi theo Ngõ vào (INPUT) CỔN G LOGIC Ngõ (OUTPUT ) Các bước thiết kế: - Phát biểu toán định số biến ngõ vào số biến ngõ - Thành lập bảng giá trị rõ mối quan hệ ngõ vào ngõ Ngõ vào Xn-1 … X1 X0 … 0 … 1 Ngõ Ym-1 … Y1 Y0 - Tìm biểu thức rút gọn ngõ phụ thuộc vào biến ngõ vào - Thực sơ đồ logic Vd: Thiết kế hệ tổ hợp có ngõ vào X, Y, Z; ngõ F, G - Ngõ F ngõ vào có số bit nhiều số bit 0; ngược lại F = - Ngõ G giá trị nhị phân ngõ vào lớn nhỏ 6; F XY ngược lại G = XY 0 1 Z X Y Z F G 1 0 0 0 1 0 0 XZ YZ F=XY+YZ+X Z G XY 1 0 1 Z 1 1 1 1 1 0 XY 1 1 XY G=XY+XY= X F=XY+YZ+X Z G=XY+XY= X  Y X Y F Z G 2n tổ tổ hợp hợp có ngõ vào, hệ hợp không dụng ngõ ngõ vào sử biểu tùydiễn định cho số A B C mã BCD Nếu D 0 giá trị ngõ vào nhỏ 0 ngõ có giá trị 0 bình phương giá trị ngõ vào; 0 ngược lại giá trị ngõ giá trị 0 F2 ngõ = A vào + B Ctrừ D +đi BCD F1 = A D + B C D + B C D 1 F0 = A D + B D + A B C D 0 1 tổ có giá trò F2 F F00 0 0 11 0000 0 10 0 1 0 X0 X 11 X X 0X X X X X X X oä coäng - trừ nhị phân: Bộ cộng (Adder): Bộ cộng phần Adder – H.A): Bộbán cộng bán(Half phần hệ tổ hợp có nhiệm vụ thực phép cộng số học x + y (x, y bit nhị phân ngõ vào); hệ có ngõ ra: bit tổng S (Sum) bit nhớ C (Carry) S = xy + xy = x S x y H.A C= xy y C x S x y C S y 0 0 C 1 1 Bộ cộngBộ toàn phần (Fullphần Adder thực – F.A):hiện phép cộng toàn cộng số học bit x + y + z (z biểu diễn cho bit nhớ từ vị trí có trọng số nhỏ gởi tới) S xy x S 0 1 z 0 1 y F.A z y z0 C x C 0 0 0 1 1 1 S 1 0 1 1 S = xyz + xyz +xy z+xyz C xy 0 1 z 0 1 1 C = yz 1 xy +xz+ C = xy S = xyz + xyz +xy yz = xy z+= x yzz(x y + x y) + z z+= x yx zy (x y + x y) = z (x  y) + z (x  y) yC+ = x y)x y S = z  (x  y)  y) +xz+ +xyz+xy (1 + z) + z (x + z (x x S y C z Bộ trừ (Subtractor): Bộ trừ bán phần Subtractor – H.S): Bộ trừ bán (Half phần có nhiệm vụ thực phép trừ số học x - y (x, y bit nhị phân ngõ vào); hệ có ngõ ra: bit hiệu D (Difference) bit mượn B (Borrow) D = xy + xy = x D x y H.S B = xy y B x 0 1 y B 0 1 0 D x y D B 10 Bộ mã hóa (ENCODER): Giới thiệu: - Encoder hệ chuyển mã thực hoạt động ngược lại với decoder Nghóa encoder có m ngõ vào theo mã nhị phân m n ngõ theo mã nhị phân - Với(với ngõ m vào ≤ 2n).Ii tích cực ngõ tổ hợp giá trị nhị phân i tương Z1 = I3 + ứng I2 I0 Z0 = I3 + I1 (LSB) Z0 I1 Z1 I2 I3 Z1 I3 I2 I3 I2 I1 I0 0 1 0 Z1 Z0 0 1 1 I1 Z0 24 ä maõ hóa có ưu tiên (Priority Encoder): Bộ mã hóa có ưu tiên mạch mã hóa cho có nhiều ngõ vào tích cực ngõ giá trị nhị Z1 = I + I phân ngõ vào có ưu tiên cao nhaát Z0 = I3 + I2 I1 I0 I1 (LSB) Z0 V = Z1 + I0 I2 V I3 I3 I2 I1 I0 0 0 1 X I3 Z1 I2 0 I3 + I + I ứ tự ưu tieân: X Z1 Z0 X VX 0 1 I13  I02  I1 I0 I1  I0 Z0 V 25 IC mã hóa öu tieân 3 (74148): 13 12 11 10 EI I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 A2 A1 (LSB) A0 GS EO EI I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 X X X X X X X X 0 X X X X X X X X X X X X X 1 X X X X X 1 X X X X 1 1 X X X 1 1 X X A2 A1 A0 GS EO 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 26 Boä dồn kênh (Multiplexer - MUX): Giới - MUXthiệu: 2n 1 hệ tổ hợp có nhiều ngõ vào có ngõ Ngõ vào gồm nhóm: m ngõ vào liệu (data input) n ngõ vào lựa chọn (select input) D0 Ngõ vào D1 liệu : (Data Input) Dm-1 Y S0(LSB) Ngõ vào S1 lựa chọn : (Select Input) Sn-1 - Với giá trị i tổ hợp nhị phân ngõ vào lựa chọn, ngõ vào liệu Di chọn đưa đến ngõ (m 27 n Y = S1 S0 D0 + S1 S0 D1 + S1 S0 D2 * Boä MUX  1: S S0mD13D1 + m2 = m0 D+ +1 D2 + m3 D3 D0 =  m i Di (i = 0, 1, 2, 3) D1 D2 S1 Y D3 S0 S0(LSB) S1 D0 S1 S0 0 1 1 Toång Y D0 D1 D2 D3 D1 Y D2 D3 quát: Y =  mi Di 28 (với i = 0, 1, , 2n-1) IC dồn kênh: a 74LS153: gồm MUX 1 14 15 10 11 12 13 A(LSB) B 1G 1C0 1C1 1C2 1C3 2G 2C0 2C1 2C2 2C3 Y Y G X 0 0 B A X 0 Y C0 C1 C2 C3 1 29 b 74151: boä MUX 1 11 10 15 14 13 12 EN A(LSB) B C D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y Y EN C A X X 0 0 0 0 1 B X 0 1 Y D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 30 û dụng MUX thực hàm Boole: Bộ MUX 2n thực hàm Boole n bieán: F(x, y, z) =  (0, 1, 4, = 7) m0 +4 m 07 + m3 ++ mm + 2m 1m + + m4 + m + m6 + m7 1 Y ==mm i D 0D i+ m1D1 + m2D2 + m3D3 + m4D4 + m5D5 + m6D6 + m7D7 D0 = D1 = D4 = D7 = D = D = D5 = D =0 z y x EN A(LSB) B C D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 F Y Y 31 Bộ MUX 2n thực hàm Boole n+1 bieán: x, y, z) =  (0, 1, 4, 7) = xyz+xyz+xy z z + x y + x y z = + xx yy + y 0.z.1 + m1 + m2 z + = xm z D + m D + m D + Y m =3 m 0 1 2 m3D3 D0 = 1; D1 = 0; D2 = z; z D3 = z x y z F 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 D0 = D1 = D2 = z D3 = z y x A(LSB) B 1G 1C0 1C1 1C2 1C3 2G 2C0 2C1 2C2 2C3 F Y Y 32 Bộ phân kênh (DEMUX): Giới thiệu: - Bộ DEMUX 12n có chức thực hoạt động ngược lại với MUX Mạch có ngõ vào liệu, n ngõ vào lựa chọn 2n ngõ Ngõ vào liệu (Data Input) Ngõ vào lựa chọn (Select Input) D Y0 Y1 : Ngõ Ym-1 S0(LSB) S1 : Sn-1 - Với giá trị i tổ hợp nhị phân ngõ vào lựa chọn, ngõ vào liệu D đưa đến ngõ Y 33 * Bộ DEMUX  4: D S1 Y0 Y1 S0 (LSB) S1 Y0 = m0 D Y1 = m1 D Y2 = m2 D Y3 = m3 D Y2 Y3 S S0 D = S S0 D = S S0 D = D 0 1 1 S0 Y3 Y2 Y00 Y1 D 0 D D 0 0 0 D Y0 S1 Y1 Y2 S0 S S0 D = Y3 34 hân kênh 74LS155: gồm phân kênh  13 14 15 1G 1Y 1C 1Y A (LSB) B 2G 2C 1Y 2Y 1Y 2Y 2Y 2Y 1 1 B A X X X X 0 B A X X X X 0 1G 11C X X 0 12G 12C X X 1 0 0 1Y0 1Y1 1Y2 1Y 13 1 1 1 1 1 2Y1 2Y1 2Y2 1 2Y 13 1 1 1 1 1 1 1 135 Bộ so sánh độ lớn (Comparator): Giới thiệu: - Bộ so sánh hệ tổ hợp có nhiệm vụ so sánh số nhị phân không dấu A B (mỗi số n bit) - Bộ so sánh có ngõ (A>B), (A=B) (AB) A0 (A=B) B: B2 B1 Sử dụng biến trung B (A B) = A2 B2 + x2 A1 B1 +x x1B) A0 B 36 (A 2< =0 A B + x A B = (A=B) + 2 1 A0 B0 x0 A1 B1 x1 A2 B2 x2 (A=B ) (AB ) 37 IC so saùnh 74LS85: 10 12 13 15 1 41 ALTBIN AEQBIN AGTBOUT = (A>B) + (A=B)AGTBIN AGTBIN AEQBOUT = (A=B) AEQBIN A0 A1 A2 A3 ALTBOUT = (A