Tài liệu Hệ tổ hợp_chương 4 docx

Bi ging K Thût Säú Trang 86 Chỉång 4 HÃÛ TÄØ HÅÜP 4.1.KHẠI NIÃÛM CHUNG Cạc pháưn tỉí logic AND, OR, NOR, NAND l cạc pháưn tỉí logic cå bn cn âỉåüc gi l hãû täø håüp âån gin. Nhỉ váûy, ta cọ cạc hãû täø håüp m ng ra l cạc hm logic theo ng vo, âiãưu ny cọ nghéa l khi mäüt trong cạc ng vo thay âäøi trảng thại thç láûp tỉïc lm cho ng ra thay âäøi trảng thại ngay (b qua thåìi gian trãù ca cạc pháưn tỉí logic). Xẹt mäüt hãû täø håüp cọ n ng vo v cọ m ng ra (hçnh 4.1), ta cọ: y 1 = f x 1 , x 2 , ., x n ) Hãû täø håüp y m y 1 y 2 x n x 2 x 1 y 2 = f(x 1 , x 2 , ., x n ) . y n = f(x 1 , x 2 , ., x n ) Hçnh 4.1 Nhỉ váûy, sỉû thay âäøi ca ng ra y j (j = m,1 ) theo cạc biãún vo x i (i = m,1 ) l tu thüc vo bng trảng thại mä t hoảt âäüng ca hãû täø håüp. Âàûc âiãøm cå bn ca hãû täø håüp l tên hiãûu ra tải mäùi thåìi âiãøm chè phủ thüc vo giạ trë cạc tên hiãûu vo åí thåìi âiãøm âọ. Trçnh tỉû âãø thiãút kãú hãû täø håüp theo cạc bỉåïc sau: 1. Tỉì u cáưu thỉûc tãú ta láûp bng trảng thại mä t hoảt âäüng ca mảch. 2. Dng cạc phỉång phạp täúi thiãøu âãø täúi thiãøu hoạ cạc hm logic. 3. Thnh láûp så âäư logic (Dỉûa vo phỉång trçnh logic â täúi gin). 4. Thnh láûp så âäư hãû täø håüp. Chỉång 4. Hãû täø håüp Trang 87 Mäüt säú mảch täø håüp củ thãø: - Mảch m hoạ - gii m - Mảch chn kãnh - phán âỉåìng - Mảch so sạnh - Kiãøm /phạt chàón l - Mảch säú hc 4.2. MẢCH M HOẠ & MẢCH GII M 4.2.1. Khại niãûm: Mảch m hoạ (ENCODER) l mảch cọ nhiãûm vủ biãún âäøi nhỉỵng k hiãûu quen thüc våïi con ngỉåìi sang nhỉỵng k hiãûu khäng quen thüc con ngỉåìi. Mảch gii m (DECODER) l mảch lm nhiãûm vủ biãún âäøi nhỉỵng k hiãûu khäng quen thüc våïi con ngỉåìi sang nhỉỵng k hiãûu quen thüc våïi con ngỉåìi. 4.2.2. Mảch m hoạ (Encoder) 4.2.2.1. Mảch m hoạ nhë phán Xẹt mảch m họa nhë phán tỉì 8 sang 3 (8 ng vo v 3 ng ra). Så âäư khäúi ca mảch âỉåüc cho trãn hçnh 4.2. Trong âọ: - x 0 , x 1 ,. . ., x 7 l cạc ng vo tên hiãûu. - A, B, C l cạc ng ra. Mảch m họa nhë phán thỉûc hiãûn biãún âäøi tên hiãûu ng vo thnh mäüt tỉì m nhë phán tỉång ỉïng åí ng ra, củ thãø nhỉ sau: 0 → 000 3 → 011 6 → 100 1 → 001 4 → 100 7 → 111 8 → 3 x 7 x 2 x 0 C B A Hçnh 4.2 Så âäư khäúi mảch m họa nhë phán tỉì 8 sang 3 Baỡi giaớng Kyợ Thuỏỷt Sọỳ Trang 88 2 010 5 101 Choỹn mổùc taùc õọỹng (tờch cổỷc) ồớ ngoợ vaỡo laỡ mổùc logic 1, ta coù baớng traỷng thaùi mọ taớ hoaỷt õọỹng cuớa maỷch : x 0 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 CBA 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0000001 0 0 1 0 0000010 0 0 0 1 0000011 0 0 0 0 1 000100 0 0 0 0 0 1 00101 0 0 0 0 0 0 1 0110 0 0 0 0 0 0 0 1 111 Giaới thờch baớng traỷng thaùi: Khi mọỹt ngoợ vaỡo ồớ traỷng thaùi tờch cổỷc (mổùc logic 1) vaỡ caùc ngoợ vaỡo coỡn laỷi khọng õổồỹc tờch cổỷc (mổùc logic 0) thỗ ngoợ ra xuỏỳt hióỷn tổỡ maợ tổồng ổùng. Cuỷ thóứ laỡ: khi ngoợ vaỡo x 0 =1 vaỡ caùc ngoợ vaỡo coỡn laỷi bũng 0 thỗ tổỡ maợ ồớ ngoợ ra laỡ 000, khi ngoợ vaỡo x 1 =1 vaỡ caùc ngoợ vaỡo coỡn laỷi bũng 0 thỗ tổỡ maợ nhở phỏn ồớ ngoợ ra laỡ 001, v v Phổồng trỗnh logic tọỳi giaớn: A = x 1 + x 3 + x 5 + x 7 B = x 2 + x 3 + x 6 + x 7 C= x 4 + x 5 + x 6 + x 7 Sồ õọử logic (hỗnh 4.3): x1 C x2 x5 x7 B x3 x6x4 A Hỗnh 4.3 Maỷch maợ hoùa nhở phỏn tổỡ 8 sang 3 Chổồng 4. Hóỷ tọứ hồỹp Trang 89 Bióứu dióựn bũng cọứng logic duỡng Diode (hỗnh 4.4): x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 C A B Hỗnh 4.4 Maỷch maợ hoùa nhở phỏn tổỡ 8 sang 3 sổớ duỷng diode Nóỳu chuùng ta choỹn mổùc taùc õọỹng tờch cổỷc ồớ ngoợ vaỡo laỡ mổùc logic 0, baớng traỷng thaùi mọ taớ hoaỷt õọỹng cuớa maỷch luùc naỡy nhổ sau: x 0 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 C B A 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1111001 1 1 0 1 1111010 1 1 1 0 1111011 1 1 1 1 0 111100 1 1 1 1 1 0 11101 1 1 1 1 1 1 0 1110 1 1 1 1 1 1 1 0 111 Phổồng trỗnh logic tọỳi giaớn : A = x 1 + x 3 + x 5 + x 7 = 7531 xxxx B = x 2 + x 3 + x 6 + x 7 = 7632 xxxx C = x 4 + x 5 + x 6 + x 7 = 7654 xxxx Baỡi giaớng Kyợ Thuỏỷt Sọỳ Trang 90 Sồ õọử maỷch thổỷc hióỷn cho trón hỗnh 4.5 B x4x2 x7 A x6x5x1 C x3 Hỗnh 4.5 Maỷch maợ hoùa nhở phỏn 8 sang 3 ngoợ vaỡo tờch cổỷc mổùc 0 4.2.2.2. Maỷch maợ hoaù thỏỷp phỏn 10 4 x 9 Hỗnh 4.6 Sồ õọử khọỳi maỷch maợ hoùa tổỡ 10 sang 4 A x 1 x 0 D C B Baớng traỷng thaùi mọ taớ hoaỷt õọỹng cuớa maỷch : x 0 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 x 9 DC B A 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0000001 0 0 0 0 0 0 0 1 000001 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0001 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 Chổồng 4. Hóỷ tọứ hồỹp Trang 91 Phổồng trỗnh logic õaợ tọỳi giaớn: A = x 1 + x 3 + x 5 + x 7 + x 9 B = x 2 + x 3 + x 6 + x 7 C = x 4 + x 5 + x 6 + x 7 D = x 8 + x 9 Bióứu dióựn bũng sồ õọử logic x1 x3 A C x5 x6x2 x9x8x4 B C x7 D Hỗnh 4.7 Bióứu dióựn bũng cọứng logic duỡng Diode : Hỗnh 4.8 Baỡi giaớng Kyợ Thuỏỷt Sọỳ Trang 92 x 1 B AC x 3 x 7 x 6 x 5 x 4 x 2 x 9 x 8 D Hỗnh 4.8 4.2.2.3. Maỷch maợ hoaù ổu tión Trong hai maỷch maợ hoaù õaợ xeùt ồớ trón, tờn hióỷu õỏửu vaỡo tọửn taỷi õọỹc lỏỷp tổùc laỡ khọng coù tỗnh huọỳng coù 2 tờn hióỷu trồớ lón õọửng thồỡi taùc õọỹng ồớ mổùc logic 1 (nóỳu ta choỹn mổùc tờch cổỷc ồớ ngoợ vaỡo laỡ mổùc logic 1), do õoù cỏửn phaới õỷt ra vỏỳn õóử ổu tión. Vỏỳn õóử ổu tión: Khi coù nhióửu tờn hióỷu õọửng thồỡi taùc õọỹng, tờn hióỷu naỡo coù mổùc ổu tión cao hồn ồớ thồỡi õióứm õang xeùt seợ taùc õọỹng, tổùc laỡ nóỳu ngoợ vaỡo coù õọỹ ổu tión cao hồn bũng 1 trong khi nhổợng ngoợ vaỡo coù õọỹ ổu tión thỏỳp hồn nóỳu bũng 1 thỗ maỷch seợ taỷo ra tổỡ maợ nhở phỏn ổùng vồùi ngoợ vaỡo coù mổù c õọỹ ổu tión cao nhỏỳt. Xeùt maỷch maợ hoaù ổu tión 4 2 (4 ngoợ vaỡo, 2 ngoợ ra) (hỗnh 4.9). Baớng traỷng thaùi mọ taớ hoaỷt õọỹn g cuớa maỷch 4 2 A B x 2 x 1 x 3 x 0 A 0 1 0 1 B 0 0 1 1 x 3 0 0 0 1 x 2 0 0 1 x x 1 0 1 x x x 0 1 x x x Hỗnh 4.9 Chổồng 4. Hóỷ tọứ hồỹp Trang 93 Phổồng trỗnh tọỳi giaớn : A = x 1 . 332 xx.x + = 321 xx.x + B = 32332 xxxx.x +=+ B x1 A x3x2 Hỗnh 4.10 Sồ õọử logic maỷch maợ hoùa ổu tión tổỡ 4 sang 2 Sồ õọử logic: hỗnh 4.10. Mọỹt sọỳ vi maỷch maợ hoùa thọng duỷng: 74LS147, 74LS148. 4.2.3. Maỷch giaới maợ (Decoder) 4.2.3.1. Maỷch giaới maợ nhở phỏn Xeùt maỷch giaới maợ nhở phỏn 24 (2 ngoợ vaỡo, 4 ngoợ ra) nhổ trón hỗnh veợ 4.11. Choỹn mổùc tờch cổỷc ồớ ngoợ ra laỡ mổùc logic 1. Baớng traỷng thaùi mọ taớ hoaỷt õọỹn g cuớa maỷch y 0 A 0 1 0 1 B 0 0 1 1 y 3 0 0 0 1 y 2 0 0 1 0 y 1 0 1 0 0 y 0 1 0 0 0 B A 2 4 y 2 y 1 y 3 Hỗnh 4.11 Maỷch giaới maợ 2 sang 4 Phổồng trỗnh logic tọỳi giaớn : A.By 0 = A.By 1 = A.By 2 = B.Ay 3 = Baỡi giaớng Kyợ Thuỏỷt Sọỳ Trang 94 Sồ õọử logic: hỗnh 4.12. y0 x1 y2 y1 x2 y3 A B Hỗnh 4.12 Sồ õọử logic maỷch giaới maợ tổỡ 2 sang 4 Bióứu dióựn bũng cọứng logic duỡng Diode. +E c B B A Hỗnh 4.13. Maỷch giaới maợ hoùa tổỡ 2 sang 4 duỡng diode A y 3 y 2 y 1 y 0 Trổồỡng hồỹp choỹn mổùc tờch cổỷc ồớ ngoợ ra laỡ mổùc logic 0 (mổùc logic thỏỳp L): hỗnh 4.14. Baớng traỷng thaùi mọ taớ hoaỷt õọỹn g cuớa maỷch y 0 2 4 B A y 1 A 0 1 0 1 B 0 0 1 1 y 3 1 1 1 0 y 2 1 1 0 1 y 1 1 0 1 1 y 0 0 1 1 1 y 2 y 3 Hỗnh 4.14. Mổùc tờch cổỷc ngoợ laỡ mổùc logic thỏỳp Chổồng 4. Hóỷ tọứ hồỹp Trang 95 Phổồng trỗnh logic: A.BABy 0 =+= A.BABy 1 =+= A.BABy 2 =+= A.BABy 3 =+= Sồ õọử logic: y0 y2 y1 x2 A x y3 1 B Hỗnh 4.15. Maỷch giaới maợ 2 4 vồùi ngoợ ra mổùc tờch cổỷc thỏỳp 4.2.3.2. Maỷch giaới maợ thỏỷp phỏn a. Giaới maợ õeỡn NIXIE eỡn NIXIE laỡ loaỷi õeỡn õióỷn tổớ loaỷi Katod laỷnh (Katod khọng õổồỹc nung noùng bồới tim õeỡn), coù cỏỳu taỷo gọửm mọỹt Anod vaỡ 10 Katod mang hỗnh caùc sọỳ tổỡ 0 9. Sồ õọử khai trióựn cuớa õeỡn õổồỹc cho trón hỗnh 4.16: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Anod Hỗnh 4.16. Sồ õọử khai trióứn cuớa õeỡn NIXIE [...]... DEMUX) Chỉång 4 Hãû täø håüp Trang 105 4. 3.2 Mảch chn kãnh x1 x2 x3 x4 4 1 c1 y c2 Hçnh 4. 23a Mảch chn kãnh Xẹt mảch chn kãnh âån gin cọ 4 ng vo v 1 ng ra nhỉ hçnh 4. 23a Trong âọ: + x1, x2, x4 : Cạc kãnh dỉỵ liãûu vo + Ng ra y : Âỉåìng truưn chung : Cạc ng vo âiãưu khiãøn + c1, c2 Váûy mảch ny giäúng nhỉ 1 chuøn mảch: x1 x2 x3 x4 y Hçnh 4. 23b Mảch chn kãnh Âãø thay âäøi láưn lỉåüt tỉì x1→ x4 phi cọ âiãưu... c2 c3 c4 y 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 x1 x2 x3 x4 Phỉång trçnh logic: y = c1 x1 + c2 x2 + c3 x3 + c4 x4 nghéa trong thỉûc tãú ca mảch: + c1, c2, c3, c4 : Cọ thãø hiãøu l cạc âëa chè (ngưn v âêch) + x1, x2, x3, x4 : Thäng tin cáưn truưn âi Bi ging K Thût Säú Trang 108 4. 3.3 Mảch phán âỉåìng Xẹt mảch phán âỉåìng âån gin cọ 1 ng vo v 4 ng ra k hiãûu nhỉ sau : x y1 y2 y3 y4 1 4 c2 y1 y2 y3 y4 x c1... ton pháưn theo biãøu thỉïc logic â tçm âỉåüc: hồûc thỉûc hiãûn trỉûc tiãúp (hçnh 4. 44) hồûc sỉí dủng HS âãø thỉûc hiãûn FS (hçnh 4. 45) Chỉång 4 Hãû täø håüp an Trang 121 Bn-1 bn 1 3 Dn 2 1 3 2 1 1 3 3 2 1 Bn 2 3 2 Hçnh 4. 44 Thỉûc hiãûn mảch trỉì ton pháưn trỉûc tiãúp 1 3 2 bn 1 1 3 1 3 2 an 3 Dn 2 2 Bn-1 Bn 1 3 2 Hçnh 4. 45 Thỉûc hiãûn FS trãn cå såí HS Tỉì bäü cäüng ton pháưn, ta xáy dỉûng mảch cäüng... + (a3 = b3 )(a2 = b2 )(a1 = b1)(a0 > b0 ) Så âäư mảch thỉûc hiãûn trãn hçnh 4. 33 a3=b3 a2b2 a1=b1 a0b0 a3b3 a2=b2 a1b1 a0=b0 1 2 5 3 4 1 1 3 2 Y 2 5 3 1 3 4 2 1 Y 2 5 3 4 1 1 3 2 Y 2 5 3 1 3 4 2 1 2 5 3 4 Hçnh 4. 33 Thỉûc hiãûn mảch so sạnh nhiãưu bêt trỉûc tiãúp Chỉång 4 Hãû täø håüp Trang 115 4. 4.3.2 Phỉång phạp xáy dỉûng trãn cå såí mảch so sạnh 1 bit Âãø mảch so sạnh... c4= 1, c2= c3 = c1= 0 chè cọ cäøng AND (4) thäng cho dỉỵ liãûu tỉì x näúi âãún âáưu ra y4 Vç mảch chn kãnh âỉåüc thỉûc hiãûn åí âáưu phạt v mảch phán âỉåìng âỉåüc thỉûc hiãûn åí âáưu thu nãn âãø âm bo dỉỵ liãûu âỉåüc chuøn âụng kãnh thç mảch chn kãnh v mảch phán âỉåìng phi âäưng bäü våïi nhau c1 c2 c3 c4 1 y1 y2 x 2 y3 3 y4 4 Hçnh 4. 29 Mảch phán âỉåìng våïi säú ng vo âiãưu khiãøn bàòng säú ng ra 4. 4... y 0 = D C BA y1 = DCBA y 2 = DCBA y 3 = DCBA y 4 = DC BA y 5 = DCBA y 6 = DCB A y 7 = DCBA y 8 = D C BA y 9 = DC BA Chỉång 4 Hãû täø håüp Trang 97 Så âäư thỉûc hiãûn mảch gii m ân NIXIE âỉåüc cho trãn hçnh 4. 18 v 4. 19: D C B A y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 Hçnh 4. 18 Så âäư thỉûc hiãûn bàòng cäøng logic VCC D D C C B B A A y0 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 Hçnh 4. 19 Så âäư thỉûc hiãûn bàòng diode y9 Bi ging K... têch cỉûc: nãúu 1 ng vo trong säú 4 ng vo âiãưu khiãøn täưn tải mỉïc logic 1 (mỉïc têch cỉûc), thç ng ra dỉỵ liãûu tỉång ỉïng cọ cng chè säú våïi ng vo âiãưu khiãøn âọ s âỉåüc näúi våïi ng vo dỉỵ liãûu chung x Vê dủ: c1 = 1 → x = y1 c2 = 1 → x = y2 c3 = 1 → x = y3 c4 = 1 → x = y4 x 1 4 c4 c3 c2 c1 Hçnh 4. 28 Lục âọ bng trảng thại hoảt âäüng ca mảch: c1 c2 c3 c4 y1 y2 y3 y4 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0... v så âäư logic âỉåüc cho trãn hçnh 4. 29: y2 = c2 x y1 = c1 x y4 = c4 x y 3 = c3 x y1 y2 y3 y4 Chỉång 4 Hãû täø håüp Trang 111 Gii thêch hoảt âäüng ca mảch: + Khi c1=1, c2= c3= c4 = 0 chè cọ cäøng AND(1) thäng cho dỉỵ liãûu tỉì x näúi âãún âáưu ra y1 + Khi c2=1, c1= c3 = c4 = 0 chè cọ cäøng AND(2) thäng cho dỉỵ liãûu tỉì x näúi âãún âáưu ra y2 + Khi c3=1, c2 = c1= c4 = 0 chè cọ cäøng AND(3) thäng cho... nãúu a4 > a4 thç ng ra A>B) 0 1 a3 0 A>B A . hoùa ổu tión tổ 4 sang 2 Sồ õọử logic: hỗnh 4. 10. Mọỹt sọỳ vi maỷch maợ hoùa thọng duỷng: 74LS 147 , 74LS 148 . 4. 2.3. Maỷch giaới maợ (Decoder) 4. 2.3.1. Maỷch. dióựn bũng cọứng logic duỡng Diode (hỗnh 4. 4): x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 C A B Hỗnh 4. 4 Maỷch maợ hoùa nhở phỏn tổ 8 sang 3 sổớ duỷng diode Nóỳu chuùng