Bài giảng Điện tử số (Digital Electronics) - Chương 2: Các cổng logic cơ bản

Bài giảng Điện tử số (Digital Electronics) - Chương 2: Các cổng logic cơ bản cung cấp cho học viên những kiến thức về các cổng logic cơ bản, biến đổi tương đương các cổng logic, thực hiện hàm logic,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

CHƯƠNG CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN Nội dung    Các cổng logic Biến đổi tương đương cổng logic Thực hàm logic 2.1 Các cổng logic  Có phép toán logic bản:     Cổng logic (mạch logic, phần tử logic bản) phần tử mạch điện tử thực phép toán logic bản:     VÀ (AND) HOẶC (OR) ĐẢO (NOT) Cổng VÀ (AND gate) Cổng HOẶC (OR gate) Cổng ĐẢO (NOT inverter) Các mạch số đặc biệt khác: cổng NAND, NOR, XOR, NXOR Cổng ĐẢO (NOT inverter)  Chức năng:   Thực phép tốn logic ĐẢO (NOT) Cổng ĐẢO có đầu vào:   Ký hiệu: Biểu thức ngõ ra: out  A Bảng chức năng: A out Mạch điện cổng NOT  Transistor lưỡng cực:   Có loại: NPN PNP Transistor có cực:      B: Base – cực gốc C: Collector – cực góp E: Emitter – cực phát Chức năng: Dùng để khuếch đại (thông) dịng IC việc điều khiển dịng IB, khóa điện tử Hoạt động:   IB = 0, Transistor làm việc chế độ không khuếch đại (tắt), IC = IB > 0, Transistor làm việc chế độ khuếch đại (thơng), IC = .IB,  hệ số khuếch đại Mạch điện cổng NOT (tiếp)   Xét mạch hình sau: Lần lượt đặt điện áp 0V 5V vào đầu vào A chọn Rb đủ nhỏ cho Transistor thơng bão hịa, sau đo điện áp đầu S, ta có: SA Cổng VÀ (AND gate)  Chức năng:    Thực phép toán logic VÀ (AND) Đầu tất đầu vào Cổng VÀ đầu vào:    Ký hiệu: Bảng chức năng: Biểu thức ngõ ra: out = A.B A 0 1 B out 0 0 1 Mạch điện cổng AND đầu vào  Diode:    Kí hiệu: Chức năng: cho dịng điện qua theo chiều từ A đến K Hoạt động:   Nếu UA > UK IAK > 0, Diode làm việc chế độ Thông Nếu UA ≤ UK IAK = 0, Diode làm việc chế độ Tắt Mạch điện cổng AND đầu vào (tiếp)   Xét mạch hình bên Lần lượt đặt điện áp 0V 5V vào đầu vào A B, sau đo điện áp đầu S, ta có: S = A.B Cổng HOẶC (OR gate)  Chức năng:    Thực phép toán logic HOẶC (OR) Đầu tất đầu vào Cổng HOẶC đầu vào:    Ký hiệu: Bảng chức năng: Biểu thức ngõ ra: out = A + B A 0 1 B 1 out 1 10 b Cổng HOẶC ĐẢO (NOR gate)  Chức năng:    Thực phép ĐẢO phép toán logic HOẶC Đầu tất đầu vào Cổng HOẶC ĐẢO đầu vào:    Ký hiệu: Bảng chức năng: Biểu thức: out = A + B A 0 1 B out 1 0 16 c Cổng XOR (XOR gate)  Chức năng:   Thực phép tốn XOR - hay cịn phép cộng module Cổng XOR đầu vào:     Đầu đầu vào khác Ký hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out  A  B  A.B  A.B A 0 1 B out 0 1 1 17 d Cổng NXOR (NXOR gate)  Chức năng:   Thực phép ĐẢO phép toán XOR Cổng NXOR đầu vào:     Đầu đầu vào Ký hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out AB  A.B A.B A 0 1 B 1 out 0 18 Nội dung    Các cổng logic Biến đổi tương đương cổng logic Thực hàm logic 19 2.2 Biến đổi tương đương cổng logic Các cổng logic 20 Các cổng logic tương đương 21 Nội dung    Các cổng logic Biến đổi tương đương cổng logic Thực hàm logic 22 2.3 Thực hàm logic Các bước thực hàm logic cổng logic bản:  Biểu diễn hàm logic cần thực dạng biểu thức  Dùng cổng:     NOT để tạo giá trị đảo biến Các cổng AND để thực tích Các cổng OR để thực phép cộng Nối lối cổng AND vào lối vào cổng OR 23 Ví dụ  Thực hàm logic sau: f ( A, B, C )  ABC  ABC  A BC  ABC  Mạch điện thực hàm logic cho: 24 Ví dụ  Thực hàm logic cho ví dụ f ( A, B, C )  ABC  ABC  A BC  ABC  Rút gọn hàm ta được: f ( A, B, C)  BC  AC  AB  Vẽ mạch: 25 Ví dụ 3: f ( A, B, C)  AB  CB 26 Ví dụ  Thực hàm logic cho ví dụ cổng NAND:   Biến đổi hàm logic dạng chứa phép NAND Sử dụng cổng NAND để thực hàm biến đổi 27 Lưu ý  Khi thiết kế mạch logic, người thiết kế rút gọn biểu thức logic hàm cần thực sử dụng sơ đồ logic tương đương có chức để giảm thiểu số cổng cần dùng 28 Bài tập áp dụng Cho hàm logic:  F ( A, B , C , D )      m ( ,1, ,5,7 ) Vẽ mạch thực hàm logic rút gọn sử dụng cổng logic Vẽ mạch thực hàm logic rút gọn sử dụng cổng NAND Vẽ mạch thực hàm logic rút gọn sử dụng cổng NOR 29 Hết chương 30 ... dung    Các cổng logic Biến đổi tương đương cổng logic Thực hàm logic 2.1 Các cổng logic  Có phép toán logic bản:     Cổng logic (mạch logic, phần tử logic bản) phần tử mạch điện tử thực... 20 Các cổng logic tương đương 21 Nội dung    Các cổng logic Biến đổi tương đương cổng logic Thực hàm logic 22 2.3 Thực hàm logic Các bước thực hàm logic cổng logic bản:  Biểu diễn hàm logic. .. hiệu: Bảng thật: Biểu thức: out AB  A.B A.B A 0 1 B 1 out 0 18 Nội dung    Các cổng logic Biến đổi tương đương cổng logic Thực hàm logic 19 2.2 Biến đổi tương đương cổng logic Các cổng logic