Bài giảng Điện tử số (Digital electronics) - Chương 4: Hệ tổ hợp. Những nội dung chính có trong chương này gồm có: Khái niệm hệ tổ hợp, bộ mã hóa, bộ giải mã, bộ chọn kênh, bộ phân kênh, các mạch số học. Mời các bạn cùng tham khảo.
Điện tử số Chương HỆ TỔ HỢP Bộ môn Kỹ thuật Máy tính, Khoa Cơng nghệ Thơng tin Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 88 Nội dung chương 4.1 Khái niệm 4.2 Một số hệ tổ hợp 89 4.1 Khái niệm ▪ Hệ tổ hợp hệ mà tín hiệu phụ thuộc vào tín hiệu vào thời điểm ▪ Hệ tổ hợp cịn gọi hệ khơng có nhớ ▪ Hệ tổ hợp cần thực phần tử logic 90 Nội dung chương 4.1 Khái niệm 4.2 Một số hệ tổ hợp 91 4.2 Một số hệ tổ hợp Bộ mã hóa Bộ giải mã Bộ chọn kênh Bộ phân kênh Các mạch số học 92 Bộ mã hóa ▪ Mã hóa việc sử dụng ký hiệu để biểu diễn đặc trưng cho đối tượng ▪ Ký hiệu tương ứng với đối tượng gọi từ mã ▪ Thí dụ: 93 Bộ mã hóa (tiếp) ▪ Chức năng: thực việc mã hóa tín hiệu tương ứng với đối tượng thành từ mã nhị phân Bộ mã hóa Đối tượng tín hiệu Từ mã tín hiệu ▪ Thí dụ: A B C Bộ mã hóa S0 S1 D 94 Ví dụ - Bộ mã hóa bàn phím ▪ Mã hóa bàn phím: Mỗi phím gán từ mã khác Khi phím nhấn, mã hóa cho đầu từ mã tương ứng gán cho phím ▪ Hãy thiết kế mã hóa cho bàn phím gồm có phím với giả thiết thời điểm có phím nhấn 95 Bộ mã hóa bàn phím (tiếp) ▪ Sơ đồ khối: Một phím, phải sử dụng bit để mã hóa Vậy có đầu vào, đầu ▪ Mã hóa ưu tiên: Nếu nhiều phím đồng thời nhấn, mã hóa coi phím nhấn, phím có mã cao Vcc P1 P2 P9 A BMH bàn phím phím B C D 96 Bộ mã hóa bàn phím (tiếp) ▪ Bảng mã hóa: 97 Bộ cộng nhiều bit ▪ Đây cộng số nhị phân n bit, kết nhận số nguyên n+1 bit ▪ Sơ đồ: Minh họa Mạch test 127 b Bộ trừ ▪ Chức năng: thực phép trừ số nhị phân ▪ Bán hiệu (Half-Subtractor): Dùng để thực phép trừ bit thấp phép trừ số nhị phân Sơ đồ khối: ▪ Di: hiệu ▪ Bi+1: bit mượn Di Half-Subtractor bi Bi+1 128 Bán hiệu (tiếp) ▪ Bảng thật: ▪ Biểu thức đầu phụ thuộc đầu vào: Di = bi Bi +1 = bi ▪ Sơ đồ mạch: … Minh họa Mạch test 129 Bộ trừ đầy đủ (Full-Subtractor) ▪ Chức năng: dùng để thực phép trừ bit phép trừ số nhị phân ▪ Sơ đồ khối: bi Bi Di Full-Subtractor Bi+1 130 Bộ trừ đầy đủ (tiếp) ▪ Bảng thật: ▪ Biểu thức đầu phụ thuộc đầu vào: Di = bi Bi Bi +1 = bi + Bi (ai bi ) 131 Bộ trừ đầy đủ (tiếp) ▪ Sơ đồ mạch: Minh họa Mạch test 132 c Bộ so sánh ▪ Dùng để so sánh số nhị phân ▪ Có kiểu so sánh: So sánh đơn giản: ▪ Kết so sánh: nhau, khác So sánh đầy đủ: ▪ Kết so sánh: lớn hơn, nhỏ hơn, ▪ Có loại so sánh: Bộ so sánh đơn giản Bộ so sánh đầy đủ 133 Bộ so sánh đơn giản ▪ Giả sử cần xây dựng so sánh đơn giản số A B: A a3 a2 a1 a0 B b3 b2 b1 b0 Đầu S ▪ S = A = B ▪ S = A B 134 Bộ so sánh đơn giản (tiếp) ▪ Ta có: a3 a A=B a1 a0 a3 b3 = = b3 a3 b3 = = b2 a2 b2 = a2 b2 = = b1 a1 b1 = a1 b1 = a0 b0 = a b = = b0 ▪ Suy ra: S = a3 b3 a b2 a1 b1 a0 b0 135 Bộ so sánh đơn giản (tiếp) ▪ Sơ đồ mạch: 136 Bộ so sánh đầy đủ ▪ Bộ so sánh bit đầy đủ: Đầu vào: bit cần so sánh bi Đầu ra: tín hiệu để báo kết lớn hơn, nhỏ hơn, bit ▪ > bi Gi = Ei, Li = ▪ < bi Li = Ei, Gi = ▪ = bi Ei = Gi, Li = Sơ đồ khối: bi Gi Bộ so sánh đầy đủ Li Ei 137 Bộ so sánh bit đầy đủ (tiếp) Bảng thật: Biểu diễn đầu theo đầu vào: Gi = bi Li = bi Sơ đồ mạch: … Ei = bi Minh họa 138 Bộ so sánh đầy đủ số nhị phân ▪ Cấu tạo: gồm so sánh bit ▪ Có tín hiệu CS (Chip Select) CS = 0, tất đầu = (không so sánh) CS = 1, hoạt động bình thường ▪ Biểu diễn đầu so sánh bit theo đầu vào: Gi = CS bi Li = CS bi Ei = CS (ai bi ) Minh họa Mạch test 139 VD: Bộ so sánh số nhị phân bit ▪ Sơ đồ mạch so sánh số nhị phân bit: A = a a1 a0 B = b2 b1 b0 Minh họa Mạch test 140 Bài tập chương ▪ ▪ ▪ ▪ Bài 1: Tổng hợp chọn kênh 4-1 Bài 2: Thiết kế trừ/nhân số bit Bài 3: Tổng hợp chọn kênh 2-1 dùng NAND Bài 4: Tổng hợp mạch tổ hợp thực phép toán sau : M = N + 3, biết N số bit mã BCD M số bit 141 ... hợp cần thực phần tử logic 90 Nội dung chương 4. 1 Khái niệm 4. 2 Một số hệ tổ hợp 91 4. 2 Một số hệ tổ hợp Bộ mã hóa Bộ giải mã Bộ chọn kênh Bộ phân kênh Các mạch số học 92 Bộ mã hóa ▪ Mã hóa việc.. .Nội dung chương 4. 1 Khái niệm 4. 2 Một số hệ tổ hợp 89 4. 1 Khái niệm ▪ Hệ tổ hợp hệ mà tín hiệu phụ thuộc vào tín hiệu vào thời điểm ▪ Hệ tổ hợp gọi hệ khơng có nhớ ▪ Hệ tổ hợp cần thực phần tử. .. C1C0 E1 + C1 C0 E2 + C1C0 E3 113 Ví dụ - Thiết kế MUX 2-1 ▪ Bảng thật: 1 14 Ví dụ - Thiết kế MUX 2-1 (tiếp) ▪ Biểu thức đầu S: 115 Ví dụ - Thiết kế MUX 2-1 (tiếp) ▪ Sơ đồ mạch: Minh họa 116 Bộ