III. Công nghệ IC số
3. Giao tiếp TTL-CMOS và CMOS-TTL
Nh giới thiệu ở phần trên ta thầy họ TTL và họ CMOS là 2 họ logic lớn nhất và đợc sử dụng nhiều nhất. TTL có u điểm về tốc độ còn CMOS lại có u điểm về công nghệ chế tạo đơn giản và tiêu thụ điện năng ít. Vì vậy, việc ghép nối giữa 2 họ logic là rất quan trọng dù rằng các nhà sản xuất khuyến nghị nên dùng cùng một họ logic trong một mạch điện tử.
a. Giao diện TTL-CMOS.
Trờng hợp đơn giản nhất của giao tiếp giữa linh kiện TTL và CMOS là khi ta chỉ có 1 nguồn cung cấp duy nhất là 5V.
Nh ta thấy trong hình bên, một điện trở nối nguồn (pull-up-có giá trị khoảng vài KOhm) đợc sử dụng để kéo đầu ra có mức logic cao của cổng TTL (mà có giá trị nhỏ nhất là 2,4V, cha đợc xem nh là mức cao đối với CMOS) lên xấp xỉ 5V.
Khi các linh kiện có các nguồn cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau ta phải sử dụng một linh kiện tơng thích TTL với đầu ra hở collector hay hở cực máng D nh hình sau:
Bộ đệm điển hình là 7407 hay 7417 đợc cấp nguốn +5V, với điện trở nối nguồn khoảng vài KOhm giữa đầu ra và VDD (có thể điều khiển nhằm thu đợc điện áp từ +3V đến +18V).
b. Giao tiếp CMOS-TTL.
Việc ghép nối trực tiếp linh kiện CMOS-TTL sử dụng cùng nguồn cung cấp +5V yêu cầu việc xem xét dòng rò của linh kiện CMOS để giữ mức điện áp đầu ra thấp của CMOS nằm trong phạm vi cho phép của linh kiện TTL.
Trong Seri CMOS CD4000 B tất cả các linh kiện đều có thể điều khiển tối thiểu một linh kiện TTL nhng chỉ thuộc họ LS.
Để điều khiển một hay nhiều linh kiện của họ TTL STD, TTL S hay TTL F..., yêu cầu có một bộ đệm (chẳng hạn nh CD4049 hay CD 4050).
Khi các linh kiện có nguồn cung cấp riêng khác nhau ghép nối với nhau, một bộ đệm CMOS với đầu ra hở cực máng D đợc sử dụng nh hình dới.
Tình huống này còn gặp phải khi cần truyền dữ liệu từ phần thu thập dữ liệu sử dụng linh kiện CMOS (chẳng hạn trong khu vực công nghiệp yêu cầu khoảng lề chống nhiễu cao-chỉ có với các linh kiện họ CMOS) tới hệ thống xử lý dùng các linh kiện họ TTL. Linh kiện đợc sử dụng nên là bộ đệm CMOS với đầu ra hở cực máng D- MM 74C906. Điện trở R nên nằm trong khoảng vài KOhm.
Phần II
Mạch tổ hợp
Chơng 5:
phân tích và Thiết kế mạch tổ hợp
Mạch số đợc chia làm 2 loại là : + Mạch tổ hợp / Combinational Circuit + Mạch dãy / Sequential Circuit
Mạch tổ hợp là mạch mà tín hiệu ra chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào. Phơng trình xác định tín hiệu ra của mạch là: Yi = fi(X1, X2, , Xn) với … ∀i=1ữm
Yi là tín hiệu ra ở đầu ra thứ i, có m đầu ra Xj là tín hiệu vào ở đầu vào thứ j, có n đầu vào Ngời ta còn gọi mạch tổ hợp là mạch không có nhớ
Mạch dãy là mạch có tín hiệu ra phụ thuộc vào trạng thái trong của mạch và có thể phụ thuộc hoặc không phụ thuộc vào tín hiệu vào. Phơng trình đặc trng của mạch dãy là: Yi = fi(X1, X2, Xn, S1, S2 , . Sk) với … … ∀i=1ữm
Yi là tín hiệu ra ở đầu ra thứ i, có m đầu ra Xj là tín hiệu vào ở đầu vào thứ j, có n đầu vào St là trạng thái trong của mạch
Mạch dãy có khả năng lu trữ dữ liệu nên còn đợc gọi là mạch có nhớ.
Có thể coi mạch tổ hợp là một trờng hợp riêng của mạch dãy với số trạng thái trong của mạch là 1.