bai giang ky thuat dien tu chuong2 + 3

2.3 MẠCH CHỌN KÊNH/HỢP KÊNH Mạch chọn kênh/ hợp kênh còn được gọi là MUX  Các tín hiệu của mạch:  Mạch có 2n kênh tín hiệu vào A  n tín hiệu điều khiển X  1 tín hiệu ra Y  Ngoài ra

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

CHƯƠNG 2: HỆ TỔ HỢP

1

 Một cách tổng quát, m hàm ra được viết như sau:

 y1 = f1 (x1, x2 ,…,xn)

 y2 = f2 (x1, x2 ,…,xn)

 …….

 ym = fm (x1, x2 ,…,xn)

 Để thiết kế hệ tổ hợp, thông thường phải qua các bước sau:

 Dựa trên mô tả về mạch ta lập bảng giá trị

 Rút gọn hàm bằng phương pháp tối ưu nhất

 Vẽ sơ đồ thực hiện mạch đã thiết kế

4

2.2 MẠCH CỘNG

 Cộng hai số hạng 1bit, kết quả là tổng và số nhớ

 A, B :tín hiệu vào ( 2 số hạng 1bit)

 S :tổng

 C: số nhớ

 Lập bảng giá trị:

5

 Dựa vào bảng giá trị ta thấy:

 S= A B + A B = A B

 C= AB

 Sơ đồ thực hiện mạch HA:

6

 Mạch cộng toàn phần FA ( Full Adder):

 Cộng hai số hạng 1 bit và số nhớ từ bit thấp đưa lên, kết quả là tổng và số nhớ

 A,B : hai số hạng 1 bit

 C-1 : số nhớ từ bit thấp đưa lên

 S: tổng

 C : số nhớ

7

 Để thực hiện việc cộng hai số nhiều bit phải dùng nhiều mạch cộng 1bit ghép lại với nhau

2.3 MẠCH CHỌN KÊNH/HỢP KÊNH

 Mạch chọn kênh/ hợp kênh còn được gọi là MUX

 Các tín hiệu của mạch:

 Mạch có 2n kênh tín hiệu vào (A)

 n tín hiệu điều khiển (X)

 1 tín hiệu ra (Y)

 Ngoài ra mạch còn có thể có tín hiệu CS(chip select) hoặc EN(chip enable)

 Họat động: ứng với mỗi giá trị cụ thể của tín hiệu điều khiển X, ngõ ra Y sẽ được nối với một ngõ vào xác định trong số 2n tín hiệu vào

10

2.4 MẠCH PHÂN KÊNH/GiẢI MÃ

 Mạch phân kênh giải mã còn gọi là DMUX hoặc DECODER

 Các tín hiệu của mạch:

 Mạch có 1 tín hiệu vào (A)

 n tín hiệu điều khiển (X)

 2n tín hiệu ra (Y)

 Họat động: ứng với mỗi giá trị cụ thể của tín hiệu điều khiển X, kênh vào A sẽ nối với một ngõ ra xác định trong số 2n tín hiệu ra

13

 Các vi mạch so sánh:

 7485: so sánh 2 số 4 bit

 74521; 74682; 74684; 74685: so sánh 2 số 8 bit

17

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

CHƯƠNG 3: HỆ TUẦN TỰ

1

 Mỗi trạng thái của hệ được gọi là trạng thái trong.

 Hệ tuần tự là cơ sở để thiết kế các bộ nhớ

3

 Cấu tạo của hệ tuần tự gồm: mạch tổ hợp và mạch Flop (FF)

Flip- Mạch FF đặc trưng cho khả năng nhớ của hệ tuần tự

 Phân lọai hệ tuần tự:

 Hệ đồng bộ: Họat động của các FF trong hệ được đồng bộ bằng xung clock

 Hệ không đồng bộ: các FF hoạt động theo các hàm chức năng, có thể tác động bất cứ lúc nào mà không cần đến xung clock

4

3.2 CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ TUẦN TỰ ( FLIP-FLOP)

Chuyển đổi giữa các loại FF

xuất thuộc loại D và JK.

 Các bước thực hiện:

 Lập bảng kích thích của cả hai FF nguồn và đích

 Coi các ngõ vào của FF nguồn là hàm, còn ngõ vào của FF đích và trạng thái ra hiện tại Qn là các biến sau đó thực hiện rút gọn hàm

 Vẽ mạch thực hiện

9

3.3 HỆ ĐẾM

 Cơ sở phân loại hệ đếm:

 Phân loại theo cơ sở các hệ đếm:

 Phân loại theo tín hiệu điều khiển:

 Đếm không đồng bộ (đếm nối tiếp, đếm tuần tự)

 Đếm đồng bộ (đếm song song)

10

 Chức năng của hệ đếm là nhớ các xung vào bằng cách thay đổi các trạng thái của nó

 Cấu tạo : hệ đếm gồm nhiều FF, mỗi FF đóng vai trò là 1 phần tử nhớ nhị phân

11

3.4 BỘ ĐẾM TUẦN TỰ

 Xung đếm (xung Clock) chỉ đến FF đầu tiên, ngõ ra của FF trước sẽ là ngõ vào xung Clock cho FF tiếp theo

 Ngõ ra của FF đầu tiên sẽ là bit LSB, ngõ ra của FF sau cùng sẽ là bit MSB

 Dung lượng đếm (Modulo-M) là số trạng thái phân biệt của một bộ đếm

 M=2nM: dung lượng đếmn: số lượng FF trong hệ đếm

12

 Trong thực tế có thể có M ≠ 2n lúc đó người ta sẽ xác định số lượng FF như sau:

2n-1 < M < 2n

một chu trình đếm, còn gọi là đếm thuận.

 Đếm xuống: nội dung đếm giảm dần trong một chu trình đếm, còn gọi là đếm nghịch.

 Đếm lên/xuống

13

 Ví dụ 1 : xây dựng bộ đếm tuần tự, đếm lên với

dung lượng đếm là 4, sử dụng T-FF

 Do dung lượng đếm M = 4 = 22 nên số FF là n=2

 Kết nối 2 T-FF theo cách tuần tự: xung clock đưa vào FF thứ nhất, ngõ ra Q của FF thứ nhất kết nối đến ngõ Ck của FF thứ 2

 Ngõ ra của FF thứ nhất là bit LSB, ngõ ra của FF thứ hai là bit MSB

14

 Ví dụ 2: xây dựng bộ đếm tuần tự, đếm lên với dung lượng đếm là 5, sử dụng T-FF

 Do dung lượng đếm M = 5 nên ta chọn số FF như sau

2n-1 < 5 < 2n Suy ra n = 3

 Kết nối 3 T-FF theo cách tuần tự: xung clock đưa vào FF thứ nhất, ngõ ra Q của FF thứ nhất

kết nối đến ngõ Ck của FF thứ 2

 Nối ngõ ra của các FF có mức logic 1 ở xung Clock thứ M (M=5) tới ngõ vào mạch xóa, ngõ

ra mạch xóa nối đến tất cả các ngõ Clear của các FF

16

 Bảng trạng thái hoạt động của mạch :

17

 Giả sử ngõ Clear (Clr) của các FF tích cực mức thấp, ta thấy tại xung đếm thứ 5 trạng thái của các ngõ ra FF là Q3Q2Q1=101 vậy tín hiệu ở ngõ ra mạch xóa là Clr=Q3Q1

 Sơ đồ thực hiện mạch đếm :

18

 Ví dụ 3: Bộ đếm tuần tự, đếm lên, dung lượng đếm là 6, sử dụng T-FF:

19

 Giản đồ thời gian

20

 Bộ đếm lên/xuống:

21

 Các vi mạch đếm tuần tự:

 7493: đếm 2 và đếm 8

 7490: đếm 2 và đếm 5

 4024: đếm nhị phân 7 bit ( Mod 128)

 4040: đếm nhị phân 12 bit ( Mod 4096)

 Bộ đếm song song sẽ khắc phục được nhược

điểm của bộ đếm tuần tự.

 Trong bộ đếm song song, xung clock sẽ được đưa đến từng FF.

 Để thiết kế mạch đếm song song người ta sử dụng bảng kích thích của các FF

để tìm hàm kích thích cho từng FF của bộ đếm.

THANH GHI DỊCH

 Thanh ghi được xây dựng trên cơ sở của các DFF, trong đó mỗi DFF sẽ lưu trữ 1 bit dữ liệu

 Phân loại thanh ghi dịch:

 Theo chiều dịch: dịch phải, dịch trái

 Theo tín hiệu vào: vào nối tiếp, vào song song

 Theo tín hiệu ra: ra nối tiếp, ra song song

25

 Dịch phải

27

 Dịch trái:

29

 Các vi mạch:

 74164: dịch phải 8 bit;

 7495: 4 bit ; dịch phải/trái, vào nối tiếp ra song song

BỘ NHỚ

31