Giáo trình kỹ thuật số

Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số Giáo trình kỹ thuật số

Chỉång Hãû thäúng säú âãúm v khại niãûm vãư m Trang Chỉång HÃÛ THÄÚNG SÄÚ ÂÃÚM V KHẠI NIÃÛM VÃƯ M 1.1 HÃÛ THÄÚNG SÄÚ ÂÃÚM 1.1.1 Hãû âãúm 1.1.1.1 Khại niãûm Hãû âãúm l táûp håüp cạc phỉång phạp gi v biãøu diãùn cạc säú bàịng cạc kê hiãûu cọ giạ trë säú lỉåüng xạc âënh gi l chỉỵ säú 1.1.1.2 Phán loải Chia lm hai loải: a Hãû âãúm theo vë trê: L hãû âãúm m âọ giạ trë säú lỉåüng ca chỉỵ säú cn phủ thüc vo vë trê ca âỉïïng säú Vê duû: 1991 (Hãû tháûp phán) 1111 (Hãû nhë phán) b Hãû âãúm khäng theo vë trê: L hãû âãúm m âọ giạ trë säú lỉåüng ca chỉỵ säú khäng phủ thüc vo vë trê ca tỉång ỉïng (âỉïng) säú Vê dủ: Hãû âãúm La m I, II, III 1.1.2 Cå säú cuía hãû âãúm Mäüt säú A báút k cọ thãø biãøu diãùn bàịng dy sau: A= am-1am-2 .a0a-1 a-n Trong âoï: ( i = n ữ m ) laỡ caùc chổợ säú; i: cạc hng säú, i nh: hng tr, i låïn: hng gi Giạ trë säú lỉåüng ca cạc chỉỵ säú s nháûn mäüt giạ trë no âọ ca säú N cho tha mn báút âàóng thỉïc sau: ≤ ≤ N −1 Vaì nguyãn, thỗ N õổồỹc goỹi laỡ cồ sọỳ cuớa hóỷ õóỳm Bi ging K Thût Säú Trang Vê dủ: N =10 ⇒ = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, N =8 ⇒ = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, N =16 ⇒ = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C,D, E, F N =2 ⇒ = 0, Khi â xút hiãûn cå säú N, ta cọ thãø biãøu diãùn säú A dỉåïi dảng mäüt âa thỉïc theo cå säú N, k hiãûu laì A(N) : A(N) = am-1 Nm-1 + am-2 Nm-2 + + a0 N0 + a-1 N-1 + + a-n N-n Hay: m −1 A (N) = ∑ a i N i i =−n Våïi N=10: A(10) = am-1 10m-1 + am-1 10m-1 + .+ a0 100 + .+ a-n 10-n Vê duû: 1999,999 =1.103 +9.102 +9.101 +9.10-1 +9.10-2 +9.10-3 Våïi N=2: A(2) =am-1.2m-1 + +a-n2-n Vê duû: 1111.110 = 1.23 +1.22 + 1.21 + 1.20 + 1.2-1 + 1.2-2 + 0.2-3 Våïi N=16: A(16) = am-1.16m-1 + am-216m-2 + .+ a0.160 + +a-116-1 + .+ a-n16-n Vê duû: 3FFH = 3.162 + 15.161 + 15.160 1.1.3 Âäøi cå säú 1.1.3.1 Âäøi tỉì cå säú d sang cå säú 10 Vãư phỉång phạp, ngỉåìi ta khai triãøn säú cå säú d dỉåïi dảng âa thỉïc theo cå säú ca Vê dủ: A(2) = 1101, âäøi sang tháûp phán laì: 1101(2) = 1.23 + 1.22 + 0.21 + 1.20 =13(10) 1.1.3.2 Âäøi cå säú 10 sang cå säú d Vãư ngun tàõc, ngỉåìi ta láúy säú cå säú chia liãn tiãúp cho cå säú d õóỳn thổồng sọỳ bũng khọng thỗ thọi Chổồng Hãû thäúng säú âãúm v khại niãûm vãư m Trang Vê duû: 13 1023 16 1 A(10)=13 → A(2)=1101 15 63 16 15 16 A(10)=1023 → A(16)=3FFH Kãút luáûn: Goüi d1, d2, ,dn láưn lỉåüt l dỉ säú ca phẹp chia säú tháûp phán cho cå säú d láưn thỉï 1, 2, 3, 4, , n thỗ kóỳt quaớ seợ laỡ dndn-1dn-2 d1, nghộa laỡ dổ säú sau cng l bêt cọ trng säú cao nháút (MSB), cn dỉ säú âáưu tiãn l bêt cọ trng säú nh nháút (LSB) 1.2 HÃÛ ÂÃÚM NHË PHÁN V KHẠI NIÃÛM VÃƯ M 1.2.1 Hãû âãúm nhë phán 1.2.1.1 Khại niãûm Hãû âãúm nhë phán cn gi l hãû âãúm cå säú l hãû âãúm m âọ ngỉåìi ta chè sỉí dủng hai kê hiãûu v âãø biãøu diãùn táút c cạc säú Hai k hiãûu âọ gi chung l bit hồûc digit v âàûc trỉng cho mảch âiãûn tỉí cọ hai trảng thại äøn âënh hay cn gi l trảng thại bãưn FLIPFLOP (k hiãûu l FF) Mäüt nhọm bêt gi l nibble Mäüt nhọm bêt gi l byte Nhọm nhiãưu bytes gi l tỉì (word) Xẹt säú nhë phán bêt: a3 a2a1a0 Biãøu diãùn dỉåïi dảng âa thỉïc theo cå säú ca l: a3 a2a1a0 = a3.23 + a2 22 + a1.21 + a0.20 Trong âoï: - 20, 21, 22, 23 (hay 1, 2, 4, 8) âỉåüc gi l cạc trng säú - a0 âỉåüc gi l bit cọ trng säú nh nháút, hay cn gi bit cọ nghéa nh nháút (LSB: Least Significant Bit) Bi ging K Thût Säú Trang - a3 âỉåüc gi l bit cọ trng säú låïn nháút, hay cn gi l bêt cọ nghéa låïn nháút (MSB: Most Significant Bit) Nhæ váûy, våïi säú nhë phán bit a3 a2a1a0 m âọ mäùi chỉỵ säú chè nháûn âỉåüc hai giạ trë {0,1}, lục âọ ta coï 24 = 16 täø håüp nhë phán a3 a2a1a0 Säú tháûp luûc phán 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F Säú tháûp phán 10 11 12 13 14 15 Chuï yï: Khi biãøu diãùn sọỳ nhở phỏn nhióửu bit trón maùy tờnh thỗ thổồỡng âãø trạnh sai sọt, ngỉåìi ta thỉåìng biãøu diãùn thäng qua säú tháûp phán hồûc tháûp lủc phán, bạt phán Vê duû: 7 1 1 1 1 1 1 1 B Coï thãø biãøu diãùn : 137376( ) E F hồûc 0BEFE(H) E Chỉång Hãû thäúng säú âãúm v khại niãûm vãư m Trang 1.2.1.2 Cạc phẹp trãn säú nhë phán a Phẹp cäüng Âãø cäüng hai säú nhë phán, ngỉåìi ta dæûa trãn qui tàõc cäüng nhæ sau: + = nhåï 0 + = nhåï + = nhåï + = nhåï Vê duû: → 0011 + + 0010 → 0101 → b Pheïp trỉì - = mỉåün 0 - = mæån 1 - = mæåün - = mæåün Vê duû: → 0111 → 0101 → 0010 = 1.2 + 0.2 + 1.2 = 2 c Pheïp nhán 0.0 = 0.1 = 1.0 = 1.1 = Vê duû: x 35 → 0111 → 0101 0111 0000 0111 0000 0100011 = 1.25 + 1.21 + 1.20 = 35 x Bi ging K Thût Säú Trang d Phẹp chia 0: = 1: = Vê duû: 10 → 1010 101 101 10 = 00 ỈÏng dủng ghi dëch thỉûc hiãûn phẹp toaïn nhán hai, chia hai: Dëch traïi (nhán hai) 0 0 0 1 0 0 1 Thanh ghi sau nhán Thanh ghi ban âáưu Dëch phi (chia hai) 0 0 0 1 dæ Thanh ghi sau chia 1.2.2 Khaïi niãûm vãư m 1.2.2.1 Âải cỉång Trong âåìi säúng hng ngy, ngỉåìi giao tiãúp våïi thäng qua mäüt hãû thäúng ngän ngỉỵ qui ỉåïc, nhỉng mạy chè xỉí l cạc dỉỵ liãûu nhë phán Do âọ, mäüt váún âãư âàût l lm thãú no tảo mäüt giao diãûn dãù dng giỉỵa ngỉåìi v mạy tênh, nghéa l mạy thỉûc hiãûn âỉåüc nhỉỵng bi toạn ngỉåìi âàût Âãø thỉûc hiãûn âiãưu âọ, ngỉåìi ta âàût váún âãư vãư m họa dỉỵ lióỷu Nhổ vỏỷy, maợ hoùa laỡ quaù trỗnh bióỳn õọứi nhỉỵng k hiãûu quen thüc ca ngỉåìi sang nhỉỵng k hiãûu quen thüc våïi mạy Cạc lénh vỉûc m họa gäưm : - Säú tháûp phán - K tổỷ - Tỏỷp lóỷnh - Tióỳng noùi - Hỗnh aớnh - v v Chỉång Hãû thäúng säú âãúm v khại niãûm vãư m Trang 1.2.2.2 M họa säú tháûp phán a Khại niãûm Trong thỉûc tãú âãø m họa säú tháûp phán, ngỉåìi ta sỉí dủng cạc säú nhë phán bit Vê duû: 0000 ; 0101 0001 ; 0110 0010 ; 0101 0011 ; 1000 0100 ; 1001 Viãûc sỉí dủng cạc säú nhë phán âãø m họa cạc säú tháûp phán gi l cạc säú BCD (Binary Code Decimal: Säú tháûp phán âỉåüc m họa bàịìng säú nhë phán) b Phán loải Khi sỉí dủng säú nhë phán bit âãø m họa cạc säú tháûp phán tỉång ỉïng våïi 24 = 16 täø håüp m nhë phán phán biãût Do viãûc choün 10 täø håüp 16 täø håüp âãø m họa cạc k hiãûu tháûp phán tỉì âãún m thỉûc tãú xút hiãûn nhiãưu loải m BCD khạc Màûc d täưn tải nhiãưu loải m BCD khạc nhau, nhỉng thỉûc tãú ngỉåìi ta chia lm hai loải chênh: BCD cọ trng säú v BCD khäng cọ trng säú b1 M BCD cọ trng säú: gäưm cọ m BCD tỉû nhiãn, m BCD säú hc M BCD tỉû nhiãn âọ l loải m m âọ cạc trng säú thỉåìng âỉåüc sàõp xãúp theo thỉï tỉû tàng dáưn Vê dủ: M BCD 8421 , m BCD 5421 M BCD säú hc l loải m m âọ cọ täøng cạc trng säú ln ln bàịng Vê dủ: Loải m: BCD 2421, BCD 5121, BCD 4-2-1 Suy m BCD sọỳ hoỹc coù õỷc trổng: óứ tỗm tổỡ maợ tháûp phán ca mäüt säú tháûp phán no âọ ta láúy b (âo) tỉì m nhë phán ca säú b tỉång ỉïng Bi ging K Thût Säú Trang → 0011 Maì säú laì buì ca 3: → 1100 Láúy nghëch âo ta cọ: 0011 = Váûy, âàûc trỉng ca m BCD säú hc l cọ cháút âäúi xỉïng qua mäüt âỉåìng trung gian Vê dủ: b2 M BCD khäng cọ trng säú: l loải m khäng cho phẹp phán têch thnh âa thỉïc theo cå säú ca Vê dủ: M Gray, M Gray thỉìa Âàûc trỉng ca m Gray l loải bäü m m âọ hai tỉì m nhë phán âỉïng kãú tiãúp bao giåì cng chè khạc bit Vê dủ: M Gray: → 0011 Cn âäúi våïi m BCD 8421: → 0011 → 0010 → 0100 → 0110 Caïc baớng dổồùi õỏy trỗnh baỡy mọỹt sọỳ loaỷi maợ thọng dủng: Bng 1: Cạc m BCD tỉû nhiãn a3 a2 a1 a0 b3 b2 b1 b0 c3 c2 c1 c0 Säú tháûp phán 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 BCD 8421 BCD 5421 BCD quaï Chỉång Hãû thäúng säú âãúm v khại niãûm vãư m Trang Bng 2: Cạc m BCD säú hc a3 a2 a1 a0 b3 B2 b1 b0 c3 c2 c1 c0 Säú tháûp phán 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 BCD 2421 BCD 5121 0 1 0 0 1 BCD 84-2-1 Bng 3: BCD tỉû nhiãn v m Gray a3 a2 a1 a0 c3 c2 c1 c0 G3 G2 G1 G0 g3 g2 g1 g0 Säú tháûp phán 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 BCD 8421 BCD quạ M Gray Gray quạ Chụ : M Gray âỉåüc suy tỉì m BCD 8421 bàịng cạch: cạc bit 0,1 âỉïng sau bit (åí m BCD 8421) chuyóứn sang maợ Gray thỗ õổồỹc giổợ ngun, cn cạc bit 0,1 âỉïng sau bit (åí maợ BCD 8421) chuyóứn sang maợ Gray thỗ õổồỹc âäøi ngỉåüc lải, nghéa l tỉì bit thnh bit v bit thnh bit Bi ging K Thût Säú Trang 10 1.2.2.3 Mảch nháûn dảng säú BCD 8421 : a3 a2 a1 Maûch nháûn daûng säú BCD y + y = → a3 a2 a1 a0 khäng phaíi säú BCD 8421 + y = → a3 a2 a1 a0 laì säú BCD 8421 Suy âãø nháûn daûng mäüt säú nhë phán bit khọng phaới laỡ mọỹt sọỳ BCD 8421 thỗ ngoợ y = 1, nghéa l: bit a3 ln ln bàịng vaỡ bit a1 hoỷc a2 bũng Phổồng trỗnh logic : y = a3 (a1 + a2 ) = a3a1 + a3 a2 Så âäö logic: a1 a2 y a3 Do viãûc xuáút hiãûn säú BCD nãn coï hai cạch nháûp dỉỵ liãûu vo mạy tênh: nháûp säú nhë phán, nháûp bàịng m BCD Âãø nháûp säú BCD tháûp phỏn hai chổợ sọỳ thỗ maùy tờnh chia sọỳ thỏỷp phán thnh cạc âãưcạc v mäùi âãưcạc âỉåüc biãøu diãùn bàịng säú BCD tỉång ỉïng Vê dủ: 11 (tháûp phán) cọ thãø âỉåüc nháûp vo mạy theo cạch: - Säú nhë phán: 1011 - M BCD : 0001 0001 1.2.2.4 Cạc phẹp trãn säú BCD a Phẹp cọỹng Sọỳ thỏỷp phỏn laỡ 128 thỗ: - Sọỳ nhở phán laì: 10000000 - Säú BCD laì: 0001 0010 1000 Do säú BCD chè cọ tỉì âãún nãn âäúi våïi nhỉỵng säú tháûp phán låïn hån, chia säú tháûp phán thnh nhiãưu âãưcạc, mäùi âãưcạc âỉåüc biãøu diãùn bàịng säú BCD tỉång ỉïng Chỉång Hãû tưn tỉû Trang 143 - Hồûc ng ca DFF âỉïng sau âỉåüc näúi våïi ng vo DATA ca DFF âỉïng trỉåïc (Di = Qi+1) ⇒ ghi cọ kh nàng dëch trại 5.3.2.2 Phán loải Phán loải theo säú bit dỉỵ liãûu lỉu trỉỵ: bit, bit, bit, 16 bit, 32 bit Âäúi våïi ghi låïn bit, ngỉåìi ta khäng dng h TTL m dng h CMOS Phán loải theo hỉåïng dëch chuøn dỉỵ liãûu ghi: - Thanh ghi dëch traïi - Thanh ghi dëch phi - Thanh ghi vỉìa dåìi phi vỉìa dåìi trại Phán loải theo ng vo dỉỵ liãûu: - Ng vo dỉỵ liãûu näúi tiãúp - Ng vo dỉỵ liãûu song song: Song song khäng âäöng bäü, song song âäưng bäü Phán loải theo ng ra: - Ng näúi tiãúp - Ng song song - Ng vỉìa näúi tiãúp vỉìa song song 5.3.2.3 Nháûp dỉỵ liãûu vo FF Nháûp dỉỵ liãûu vo FF bàịng chán Preset (Pr): (xem hỗnh 5.15) Pr Clr - Khi Load = : Cäøng NAND v khọa → ng vo Pr = Clr = → FF tỉû ⇒ dỉỵ liãûu A khäng nháûp vo âỉåüc FF Load - Khi Load = : Cäøng NAND v måí Lục âọ ta cọ: Pr = A , Clr = A A Nãúu A = → Pr = 1, Clr = ⇒ Q = A = Hỗnh 5.15 Nóỳu A = → Pr = 0, Clr = ⇒ Q = A = Váûy Q = A ⇒ dỉỵ liãûu A âỉåüc nháûp vo FF Bi ging K Thût Säú Trang 144 Tuy nhiãn, cạch ny phi dng nhiãưu cäøng logic khäng kinh tãú v phi dng chán Clr l chán xọa nãn phi thiãút kãú âäưng bäü Âãø khàõc phủc nhỉỵng nhỉåüc âiãøm âọ ta dng mảch trón hỗnh 5.16 : - Chỏn Clr õóứ trọỳng tổồng âæång våïi mæïc logic - Khi Load = : cäøng NAND khoïa → Pr = Clr =1 Pr Clr → FF tỉû Dỉỵ liãûu khäng âỉåüc nháûp vaìo FF - Khi Load = : cäøng NAND måí → Pr = A Gi sỉí ban âáưu : Q = Load A Nãúu A = → Pr = 1, Clr = ⇒ Q = Q = Hỗnh 5.16 Nóỳu A = → Pr = 0, Clr = ⇒ Q = Váûy Q = A ⇒ Dỉỵ liãûu A âỉåüc nháûp vo FF Chụ : Phỉång phạp ny âi hi trỉåïc nháûp phi xọa FF vãư Vê dủ: Xẹt mäüt bit cọ kh nàng dåìi phi (hỗnh 5.17) A B C D Load Q1 DSR Ck J1 Q1 Ck1 K1 Q1 J2 Q2 Ck2 K2 Q2 Q4 Q3 Q2 J3 Q3 Ck3 K3 Q3 J4 Q4 Ck4 K4 Q4 Clr Hỗnh 5.17 Thanh ghi dởch phaới Trong âọ: - DSR (Data Shift Right): Ng vo Data näúi tiãúp (ng vo dëch phi) - Q1, Q2,Q3, Q4 : cạc ng song song Âãø gii thêch hoảt âäüng ca mảch, ta dỉûa vo bng trảng thại ca DFF Gi sỉí ban âáưu : Ng vo nháûp Load = → A, B, C, D âỉåüc nháûp vo ghi dëch → Q1 = A, Q2 = B, Q3 = C, Q4 = D Chæång Hãû tưn tỉû Trang 145 Hoảt âäüng dëch phi ca ghi: - Xeït FF1: D = DSR1, Q1 = A Nãúu DSR1 = → Q = ; nãúu DSR1 = → Q = Kãút luáûn: Sau mọỹt xung Ck taùc õọỹng sổồỡn xuọỳng thỗ Q1 = DSR1 - Lục âọ FF2, FF3,FF4 : Q2 = A, Q3 = B, Q4 = C Tỉïc l sau Ck taùc õọỹng sổồỡn xuọỳng thỗ nọỹi dung ghi âỉåüc dåìi sang phi bit Sau xung, dỉỵ liãûu ghi âỉåüc xút ngoi v näüi dung DFF âỉåüc thay thãú bàịng cạc dỉỵ liãûu tỉì ng vo DATA näúi tiãúp DSR1, DSR2, DSR3, DSR4 Ta cọ bng trảng thại hoảt âäüng ca mảch: Xung vo Trảng thại hiãûn tải Q2 Q3 Q4 Q1 A B C D DSR1 A B C DSR2 DSR1 A B DSR3 DSR2 DSR1 A Q1 DSR1 DSR2 DSR3 DSR4 Trảng thại kãú Q2 Q3 Q4 A B C DSR1 A B DSR2 DSR1 A DSR3 DSR2 DSR1 Trỉåìng håüp ng Q bàịng ng vo dổợ lióỷu nọỳi tióỳp DSR (hỗnh 5.18) DSR Ck Pr Pr Pr Pr J1 Q1 Ck1 K1 Q1 J2 Q2 Ck2 K2 Q2 J3 Q3 Ck3 K3 Q3 J4 Q4 Ck4 K4 Q4 Clr Hỗnh 5.18 Baỡi giaớng Kyợ Thût Säú Trang 146 Ta cọ bng trảng thại hoảt õọỹng cuớa maỷch hỗnh 5.18: Xung vaỡo Trảng thại hiãûn tải Q1 1 1 0 Q2 0 1 1 0 Q3 0 1 1 Trảng thại kãú Q4 0 0 1 1 Q1 1 1 0 0 Q2 1 1 0 Q3 0 1 1 0 Q4 0 1 1 Âáy l mảch âỉåüc ỉïng dủng nhiãưu thỉûc tãú 5.3.3 Bäü nhåï - - - - 5.3.3.1 Cạc khại niãûm Tãú bo nhåï (Memory cell) Âọ l thiãút bë hay mảch âiãûn tỉí dng âãø lỉu trỉỵ bit Vê dủ: FF âãø lỉu trỉỵ bit, tuỷ õióỷn naỷp õióỷn thỗ lổu trổợ bit, hồûc mäüt âiãøm trãn bàng tỉì Tỉì nhåï (Memory word ) L nhọm cạc bit åí mäüt bäü nhåï Vê dủ: Mäüt ghi gäưm DFF cọ thãø lỉu trỉỵ tỉì nhåï l bit Trong thỉûc tãú, kêch thỉåïc ca tỉì nhåï cọ thãø thay âäøi cạc loải mạy tỉì → 64 bit Byte: Mäüt nhọm tỉì nhåï bit Dung lỉåüng bäü nhåï Chè kh nàng lỉu trỉỵ ca bäü nhåï Vê duû: 1K = 210 ; 2K = 211; 4K = 212 ; 1M = 220 Âëa chè Duìng âãø xạc âënh cạc vng ca cạc tỉì bäü nhåï Chỉång Hãû tưn tỉû - - - - - Trang 147 Xẹt bäü nhåï gäưm 16 ngàn nhåï tỉång âỉång 16 tỉì, ta cáưn dng âỉåìng âëa chè (24 = 16 → cọ âỉåìng âëa chè) Nhỉ váûy cọ mäúi quan hãû giỉỵa âëa chè v dung lỉåüng bäü nhåï Vê dủ : Âãø qun l õổồỹc bọỹ nhồù coù dung lổồỹng laỡ Kbytes thỗ cáưn 13 âỉåìng âëa chè Hoảt âäüng âc (READ) Âc l xút dỉỵ liãûu tỉì bäü nhåï ngoi Âãø âc näüi dung mäüt ä nhåï cáưn thỉûc hiãûn: + Âỉa âëa chè tỉång ỉïng vo cạc âỉåìng âëa chè A + Khi tên hiãûu âiãưu khiãøn âc tạc âäüng thỗ luùc bỏỳy giồỡ dổợ lióỷu chổùa caùc ngn nhåï tỉång ỉïng våïi vng âëa chè xạc âënh åí trãn s âỉåüc xút ngoi Hoảt âäüng viãút (WRITE) Viãút l ghi dỉỵ liãûu tỉì bãn ngoi vo bãn bäü nhåï Mún viãút phi thỉûc hiãûn: + Âàût cạc âëa chè tỉång ỉïng lãn cạc âỉåìng âëa chè + Âàût dỉỵ liãûu cáưn viãút vo bäü nhåï lãn cạc âỉåìng dỉỵ liãûu + Têch cỉûc tên hiãûu âiãưu khiãøn ghi Khi ghi dỉỵ liãûu tỉì bãn ngoi vo bón bọỹ nhồù thỗ dổợ lióỷu cuợ seợ mỏỳt âi v âỉåüc thay thãú bàịng dỉỵ liãûu måïi Bäü nhåï khäng bay håi Chè loải bäü nhåï m dỉỵ liãûu khäng máút âi máút nguäön âiãûn Bäü nhåï bay håi Chè loải bäü nhåï lỉu trỉỵ dỉỵ liãûu coỡn nguọửn õióỷn vaỡ mỏỳt nguọửn õióỷn thỗ dỉỵ liãûu s bë máút RAM (Random Access Memory) Bäüü nhåï truy xuáút ngáùu nhiãn, âoüc viãút tuìy yï, coìn âỉåüc gi l RWM (Read/Write Memory) Âáy l loải bäü nhåï cho phẹp âc dỉỵ liãûu chỉïa bãn ngoi v cho phẹp nháûp dỉỵ liãûu tỉì bãn ngoi vo ROM (Read Only Memory) Bi ging K Thût Säú Trang 148 Bäü nhåï chè âoüc Chè cho pheïp âc dỉỵ liãûu ROM ngoi m khäng cho phẹp dỉỵ liãûu ghi dỉỵ liãûu tỉì bãn ngoi vo bäü nhåï - SM (Static Memory) Bäü nhåï ténh l loải bäü nhåï lỉu trỉỵ dỉỵ liãûu cho âãún máút âiãûn ạp cung cáúp m khäng cáưn lm tỉåi dỉỵ liãûu bãn Vê dủ: SRAM - DM (Dynamic Memory) Bäü nhåï âäüng l loải bäü nhåï cọ thãø máút dỉỵ liãûu âiãûn ạp cung cáúp chỉa bở mỏỳt, vỗ vỏỷy cỏửn coù cồ chóỳ laỡm tổồi dổợ lióỷu ặu õióứm cuớa loaỷi bọỹ nhồù naỡy laỡ täúc âäü truy xút nhanh, giạ thnh Vê dủ: DRAM - Bäü nhåï tưn tỉû Vê dủ: Âéa mãưm, âéa cỉïng, bàng tỉì 5.3.3.2.ROM (Read Only Memory) - MROM (Mask ROM): ổồỹc lỏỷp trỗnh bồới nhaỡ saớn xuỏỳt ặu v nhỉåüc âiãøm: Chè cọ kinh tãú sn xút hng loảt nhỉng lải khäng phủc häưi âỉåüc chổồng trỗnh bở sai hoớng - PROM (Programmable ROM): ỏy laỡ loaỷi ROM cho pheùp lỏỷp trỗnh bồới nhaỡ saớn xút Nhỉåüc âiãøm: Nãúu hng khäng phủc häưi âỉåüc - EPROM (Erasable PROM): Âọ l loải PROM cọ thãø xọa vaỡ lỏỷp trỗnh laỷi Coù hai loaỷi EPROM: EPROM õổồỹc xọa bàịng tia cỉûc têm (Ultralviolet EPROM) v EPROM xọa bàịng xung âiãûn (Electrical EPROM) Tøi th ca EPROM phủ thüc vo thåìi gian xọa ỈÏng dủng ca ROM: Chỉïa chổồng trỗnh õióửu khióứn vaỡo cuớa maùy tờnh, PC, µP, µC, ROM BIOS (ROM Basic Input/Output System) Duìng âãø chỉïa k tỉû: ROM k tỉû Dng âãø chỉïa cạc biãún âäøi haìm A1 A2 A3 A4 CS ROM 16 x D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Hỗnh 5.19 Sồ õọử khọỳi cuớa ROM 16x8 = 128 bit Chỉång Hãû tưn tỉû Trang 149 5.3.3.3.RAM (Random Access Memory) DRAM: Laìm viãûc theo hai pha Mäüt pha choün âëa chè haìng, mäüt pha choün âëa chè cäüt Do âọ, säú chán âëa chè thỉûc hiãûn trãn IC nh hån mäüt nỉỵa so våïi RAM hồûc ROM 5.3.3.4.Täø chæïc bäü nhåï 16 13 13 13 8 13 ROM 8 cs cs 13 13 cs RAM7 RAM6 RAM5 13 RAM3 cs 13 RAM4 13 RAM2 cs 13 13 RAM1 cs cs 13 cs Hỗnh 5.20 Tọứ chổùc bọỹ nhåï Gi sỉí CPU hay µP cọ 16 âỉåìng âëa chè v âỉåìng dỉỵ liãûu Nãúu dng âãø qun lyù bọỹ nhồù thỗ quaớn lyù õổồỹc dung lổồỹng bọỹ nhåï täúi âa l 64 Kbytes Gi sỉí 64 Kbytes phán thnh cạc loải sau: ROM 8K, v RAM 8K Âãø chn láưn lỉåüt tỉìng bäü nhåï âãø xuỏỳt dổợ lióỷu vaỡ vỗ coỡn thổỡa dổồỡng õởa chè l A13, A14, A15 nãn ta dng mảch gii maợ tổỡ Trón hỗnh 5.21 laỡ sồ âäư mảch gii m âëa chè dng IC 74138 Bi ging K Thût Säú A13 A14 A15 Trang 150 IC 74138 → Y0 ( CS / ROM Y1 ( CS / RAM1 Y2 ( CS / RAM2 Y3 ( CS / RAM3 ) ) ) ) Y4 ( CS Y5 ( CS Y6 ( CS Y7 ( CS ) ) ) ) / RAM4 / RAM5 / RAM6 / RAM7 Hỗnh 5.21 Maỷch giaới maợ õởa chố Bn âäư bäü nhåï ca hãû thäúng: A8 1 1 1 1 A7 1 1 1 1 A6 1 1 1 1 A5 1 1 1 1 A4 1 1 1 1 A3 1 1 1 1 A2 1 1 1 1 A1 1 1 1 1 A0 1 1 1 1 Âëa chè Hex 0 0H F F FH 0 0H F F FH 0 0H F F FH 0 0H F F FH 0 0H F F FH A 0 0H B F F FH C 0 0H D F F FH E 0 0H F F F FH ROM RAM1 RAM2 RAM3 RAM4 RAM5 RAM6 RAM7 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 Chỉång Bi táûp Trang 151 Chương BÀI TẬP BÀI TẬP CHƯƠNG Chæïng minh theo lyï thuyãút âaûi säú : a (x + y)(x + z) = x + yz b (A + B)(A + B ) = A Âån gin cạc biãøu thæïc sau : a AB C + ABC d (AB + C D )(AB + D E) e A B (C + D) + (C + D) b A + B C + D (A + B C) c [( E F ) + AB + C D ](EF) f (AB + C) + (D + EF)( AB + C ) Nhỉ bi táûp cho cạc biãøu thæïc sau : a A B C + A BC d ( A B + C D )( A B + CE) e [A B + CD + E F ]CD b A(B + C D) + B + C D f ( A + BC)() + D E + F c A + B + C D() Âån gin biãøu thỉïc : a (X + Y Z)( X + YZ ) d ( V + W X)( V + W X + Y Z) b (W + X + YZ)( W + X +YZ) e ( W +X)Y Z + ( W + X )Y Z c ( VW + X )(X+Y+Z+ V W) f ( V + U + W)(WX + Y + U Z ) + (WX + U Z + Y) Biãún âäøi caïc biãøu thỉïc sau thnh täøng ca cạc têch : a (A + B)(A + C )(A + D)(B C D + E) b (A + B + C)( B + C + D)( A + C) c (A + B C + D )( B C + D + E)(A + E )(AD + E ) d ( A + B E )(B E + C + D)(E + C ) e ( A + B)( C + B D)(A + E + B D) f (A + B )(A + C + D)(A + B + D ) g (A + B)(B + C)(B + D )(AC D + E) h (AB + C )(A + C )(A + B + D E )( B + C + D E ) i (A + B )(A + C + D) (A + B + D) j ( A + B)( A + C)(C + D)(B + D) Biãún âäøi biãøu thỉïc sau thnh têch cạc täøng : Bi ging K Thût Säú a DE + F G g H I + JK h ABC + A B C + C D b W X + W Y Z’ + WYZ i A B + ACD + AD E c A CD + E F + BCD j A B C + BC D + E F d ABE + D E + A C E k W X Y + W X + W Y e A C D + C D + A D l A B + (C D + E) f H + I J + K L Chổùng minh phổồng trỗnh sau duỡng bng sỉû tháût : a W XY + WZ = ( W + Z)(W + XY) b (A + C)(AB + C ) = AB + A C Tỗm pháưn b ca mäùi biãøu thỉïc sau : a wx( y z + y z ) + w x ( y + z)(y + z ) b w + (ab + c )(d e + 1) + g( h + 0) a [a b + d( e f + g h)][ a + bcd( e + f g)] b ( a b + 1)(cd + e ) + f( g + 0) + h c a b (c + d )( c + d) + ab( c d + c d ) d [abc( d + e f) + g][ a g + c( d e + f h)] Âån gin cạc biãøu thỉïc sau : a A B + A B D + A C D b ( A + C + D)(A + B + C )(B + C ) c A B + A B CD + AB C D d CE( A + B + C + E )(B + C + D + E )(A + B + C + E ) e ABC D + A B CD + C D f A B C + C D + B C D g (A + B )( A + B' + D)( B + C + D ) h ( A + B + C' + D)( A + C' + D + E)( A + C + D + E ) 10 Biãún âäøi biãøu thỉïc sau thnh dảng têch ca cạc täøng : W X Y + WX Z + Y Z 11 Biãún âäøi biãøu thỉïc sau thnh täøng ca caïc têch : ( A + B)( A + B + C)(B + D + E)(A + B + E) 12 Âån gin cạc biãøu thỉïc sau : a B C D + AB C + A C D + A B D + A B D b W Y + WYZ + X Y Z + W X Y Trang 152 Chỉång Bi táûp Trang 153 c (B + C +D)(A + B + C)( A + C + D)( B + C + D ) d W XY + WXZ + W Y Z + W Z e A B C + B C D + A CD + B CD + A BD f (A + B +C)(B + C + D)(A + B + D)( A + B + D ) 13 Âån gin cạc biãøu thæïc sau : a W X Y + W Y Z + W X Z + W Y Z b A B C + ABD + A CDE + BCDE + A BDE c (A + B +C)(A + C + D )( B + C + D )(C + D) d (W + X )(Y + Z )(W + Y)(X + Y)(W + Z)(X + Z) e xy + x y z + yz f x y + z + ( x + y) z g (x y + z)(x + y )z h x w + x y + yz + w z i a d( b + c) + a d (b + c ) + ( b + c)(b + c ) j [( a + d + b c)(b + d + a c )] + b c d + a c d k a ( b + c) + a + b c l ab + a b c + bc m z( x + y)( x y + z) n w x ( y + z) + w x (y + z ) + ( y + z)(y + z ) o ab + a c + b d + c d p x y w + w x z + [(x + y + w z)( x + z + w y )] 14 Âån gin cạc biãøu thỉïc sau : a F = a b ⊕ bc ⊕ ab ⊕ b c b F = ab ⊕ bc ⊕ a b ⊕ b c 15 Chỉïng minh bàịng phỉång phạp âải säú cạc biãøu thỉïc sau âáy : a ( a + b + d )( a +b+ d )(b+c+d)(a+ c )(a+ c +d) = a c d + ac d + b c d b ( a +b)(a+c+d)( a +b+c)( b + c + d )( b + c +d) = ab c + a c d + a b c c a b + b c + c a = a b + b c + c a d (a+b)(b+c)(c+a) = ( a + b )( b + c )( c + a ) e abc + a b c + b cd + b c d + ad = abc + a b c + b cd + b c d f ab c + a b c + b c d + bcd = a b c + ab c + ad + bcd + b c d Bi ging K Thût Säú Trang 154 16 Chỉïng minh cạc phạt biãøu dỉåïi âáy l ln âụng : a Nãúu x(y + a ) = x(y + b ), thỗ a=b b Nóỳu a=b, thỗ x(y + a ) = x(y + b ) c Nãúu A+B=C, thỗ A D + B D = CD d Nóỳu A B + A C = A D, thỗ B + C = D e Nãúu A + B = C, thỗ A + B + D = C + D f Nãúu A + B + C = C + D, thỗ A + B = D 17 Trỗnh baỡy mọựi phaùt bióứu dổồùi õỏy bũng mọỹt phổồng trỗnh logic : a Mạy âiãưu s âỉåüc báût nãúu vaì chè nãúu nhiãût âäü låïn hån 75oF, thåìi gian l giỉỵa thåìi gian tỉì 8.AM âãún 5.PM v tàõt nghè b Têch ca A v B l ám nãúu v chè nãúu A ám v B dỉång hồûc A dỉång v B ám (2 biãún âäüc láûp) c Motor âiãưu khiãøn bàng s chảy nãúu v chè nãúu : Bàng âỉåüc nảp chênh xạc Khäng cọ tạc âäüng ca tên hiãûu kãút thục bàng Âiãưu khiãøn bàng åí chãú âäü bàịng tay v phêm khåíi âäüng bàịng tay cọ tạc âäüng (â âỉåüc kêch); hồûc åí chãú âäü tỉû âäüng v tên hiãûu “tape-on” tỉì mạy tạc âäüng d Hãû thäúng ám s vang to nãúu microphone âỉåüc báût v microphone åí quạ gáưn loa hồûc ám lỉåüng âỉåüc báût quạ cao e Mạy tr låìi tỉû âäüng s tr låìi âiãûn thoải nãúu v chè nãúu thåìi gian khäng nàịm giỉỵa 8.AM v 5.PM hồûc âọ l cúi tưn hồûc âiãûn thoải â rung chng sạu láưn f Trong mạy dng ngưn pin, MOTOR âiãưu khiãøn äø âéa mãưm s hoảt âäüng nãúu v chè nãúu : Cọ âéa äø âéa Cỉía âiãưu khiãøn äø âéa âọng MOTOR âiãưu khiãøn äø âéa khäng chảy Tên hiãûu bạo pin tháúp l khäng tạc âäüng (khäng thãø hiãûn) Mạy â bàõt âáưu mäüt thao tạc âc (READ) hồûc mạy â bàõt âáưu mäüt thao tạc ghi (WRITE) g Thiãút bë ngàõt mảch s tỉû âäüng ngàõt nãúu v chè nãúu : Chỉång Bi táûp Trang 155 Mạy sáúy tọc â âỉåüc báût v ám lỉåüng stereo l quạ L vi sọng âỉåüc sỉí dủng v l nỉåïng âiãûn âỉåüc dng Táút c cạc ân phng âãưu âỉåüc âọng Cọ ngàõn mảch åí mäüt thióỳt bở naỡo õoù 18 Vióỳt mọỹt phổồng trỗnh cho mäùi mäüt gii phạp sau : a Ci s kãu nóỳu chỗa khoùa ồớ cọng từc khồới õọỹng vaỡ cỉía xe â måí hồûc dáy an ton khäng âỉåüc büc chàût b Bản s tråí nãn nàûng nãúu àn quạ nhiãưu hồûc khäng táûp thãø dủc âãưu âàûn v täúc âäü trao âäøi cháút ca tháúp c Loa s dãù bë hng nãúu volume vàûn quạ cao v ám âỉåüc báût hồûc mạy hạt l quạ mảnh d Âỉåìng s dãù trỉåüt nãúu cọ tuút hồûc mỉa v cọ dáưu trãn âỉåìng 19 Kho ca ngỏn haỡng coù chỗa khoùa khaùc nhau, mọựi chỗa khọa mäüt ngỉåìi giỉỵ Âãø måí cỉía êt nháút hai ngổồỡi cỏửn phaới cheỡn chỗa khoùa cuớa hoỹ vaỡo äø khọa âỉåüc áún âënh tỉång ỉïng Cạc âỉåìng tên hiãûu A, B, C l nãúu cọ chỗa khoùa õổồỹc cheỡn vaỡo ọứ khoùa 1, hoỷc tổồng ổùng Vióỳt mọỹt phổồng trỗnh cho bióỳn z laỡ nóỳu cổớa õổồỹc mồớ 20 Tỗm tọỳi thióứu họa täøng ca cạc têch cho mäùi hm sau dng bn âäư Karnaugh: e f5(a, b, c) = ∑(1, 4, 5, 6) a f1(a, b, c) = ∑(1, 3, 4, 6) f f6(d, e, f) = ∏(0, 2, 4, 7) b f2(d, e, f) = ∑(1, 4, 5, 7) g f7(r, s, t) = r s t + rt + st + rs t c f3(r, s, t) = r t + r s + rs d f4(x, y, z) = ∏(1, 7) 21 Biãøu diãùn hm dỉåïi âáy bn âäư Karnaugh : F (A, B, C, D) = A B + C D + ABC + A B C D + AB C D Tỗm tọỳi thióứu hoùa dổồùi cuớa haỡm ồớ daỷng tọứng cuớa caùc tờch Tỗm täúi thiãøu họa dỉåïi ca hm åí dảng têch ca cạc täøng 22 Lm tỉång tỉû bi 21 våïi haìm sau : F (A, B, C, D) = B C + A BD + ABC D + B C 23 Täúi gin theo dảng täøng cạc têch cạc hm sau : a f (a, b, c, d) = ∑(0, 1, 2, 4, 6, 7, 8, 9, 13, 15) b f (a, b, c, d) = ∑(0, 1, 5, 8, 12, 14, 15) + d(2, 7, 11) Bi ging K Thuáût Säú Trang 156 c f (a, b, c, d) = ∏(1, 2, 4, 9, 11) d f (a, b, c, d) = ∏(0, 1, 4, 5, 10, 11, 12) + d(3, 8, 14) e f (a, b, c, d) = ∑(0, 2, 3, 4, 7, 8, 14) f f (a, b, c, d) = ∑(1, 2, 4, 15) + d(0, 3, 14) g f (a, b, c, d) = ∏(1, 2, 3, 4, 9, 15) h f (a, b, c, d) = ∏(0, 2, 4, 6, 8) + d(1, 9, 12, 15) 24 Tỗm tọỳi thióứu hoùa caùc bióứu thæïc sau : a ∑ (0, 2, 3, 5, 6, 7, 11, 12, 13) b ∑ (2, 4, 8) + d(0, 3, 7) c ∑ (1, 5, 6, 7, 13) + d(8, 4) 25 Cho bn âäư Karnaugh dổồùi õỏy : a Tỗm tọỳi giaớn hoùa tọứng cuớa caùc tờch f1 b Tỗm tọỳi giaớn hoùa tờch ca cạc täøng f2 f1 ab cd 00 01 11 10 00 01 11 10 X X 0 X 1 0 X f2 ab cd 00 01 11 10 00 01 11 10 1 X X 1 0 X 26 Cho F = A B D + A B + A C + CD a Duỡng baớn õọử Karnaugh õóứ tỗm biãøu thỉïc maxtec cho F b Dng bn âäư Karnaugh âãø täúi gin dảng täøng cạc têch cho F c Tỗm bióứu thổùc tọỳi giaớn daỷng tờch caùc tọứng cho F 27 Tỗm tỏỳt caớ caùc bióứu thổùc tọỳi gin dảng täøng cạc têch cọ thãø cọ cho mäùi haìm sau âáy : a f (a, b, c) = ∏(2, 3, 4) b f (a, b, c) = ∏(3, 4) c f (d, e, f) = ∑(1, 6) + d(0, 3, 5) Chỉång Bi táûp Trang 157 d f (d, e, f) = ∑(1, 2, 3) + d(0, 5, 7) e f (d, e, f) = ∑(1, 4, 6) + d(0, 2, 7) f f (p, q, r) = (p + q + r)( p + q + r ) 28 Tỗm mọỹt bióứu thổùc tọỳi giaớn daỷng täøng cạc têch v mäüt biãøu thỉïc täúi gin dảng têch cạc täøng cho mäùi hm sau : a f(A,B,C,D) = A B + A B C + A B D +A C D+ A BD+A B C D b f(A,B,C,D) = ∏(0, 2, 10, 11, 12, 14, 15) + d(5, 7) 29 Gi sỉí ràịng cạc ng vo ABCD = 0101, ABCD = 1001, ABCD = 1011 khäng bao giồỡ xaớy ra, tỗm bióứu thổùc õồn giaớn cho : F = A B C D + A B D + A CD + ABD + ABC