Chương 3 CONG LOGIC

CÁC KHÁI NIỆM  Cổng logic là tên gọi chung của các mạch điện tử có chức năng thực hiện các hàm logic..  Cổng logic có thể được chế tạo bằng các công nghệ khác nhau Lưỡng cực, MOS, có

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải-CSII

Khoa: Điện – Điện Tử

Bộ môn: Kỹ Thuật Điện Tử

KIỂM TRA BÀI CŨ

CÂU 1: Hàm logic là gì? Thế nào là hệ hàm logic đầy đủ? Cho ví dụ?

CÂU 2: Nêu các phương pháp biểu diễn hàm logic ?

CÂU 3: Tối thiểu hóa các hàm sau bằng phương pháp đại số:

CÂU 4: Tối thiểu hóa hàm sau bằng phương pháp bìa

Karnaugh:

F(A,B,C,D) = ∑(0,2,5,6,9,11,13,14)

) )(

.(

) (

) , , , ( A B C D A BC A B C AD C

Nội dung

3.1 CÁC KHÁI NIỆM

3.2 CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN 3.2 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ

MỤC TIÊU CỦA BÀI HỌC

3.1 CÁC KHÁI NIỆM

 Cổng logic là tên gọi chung của các mạch điện

tử có chức năng thực hiện các hàm logic

 Cổng logic có thể được chế tạo bằng các công nghệ khác nhau (Lưỡng cực, MOS), có thể được chế tạo bởi công nghệ tích hợp- IC

(Integrated circuit)

3.1 CÁC KHÁI NIỆM

Dựa vào số cổng logicphân loại IC số như sau:

 Số cổng < 10: SSI (Small Scale Integrated)

 10 < Số cổng < 100: MSI (Medium Scale Integrated)

 100 < Số cổng < 1000: LSI (Large Scale Integrated)

 1000 < Số cổng < 10000: VLSI (Very Large Scale

Integrated)

 Số cổng > 10000: ULSI (Ultra Large Scale Integrated)

3.1 CÁC KHÁI NIỆM

Các tham số về dòng điện và điện áp:

 VIH(min)(Hight-level Input voltage): điện áp cần bé nhất để ngã vào ở mức [1]

 VIL(max)(Low-level Input voltage): điện áp cần lớn nhất để ngã vào ở mức [0]

 VOH(min)(Hight-level Output voltage): điện áp cần bé nhất

1

1

3.2 CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN

 Dùng cổng NOR làm cổng BUFFER

 Dùng cổng NOR làm cổng NOT

 Dùng cổng NOR làm cổng OR

3.2 CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN

 Dùng cổng NOR làm cổng AND

 Dùng cổng NOR làm cổng NAND

VÍ DỤ

họ MOS (Công nghệ chế tạo MOS)

3.2 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ

 a Cổng logic dùng Diode:

CỔNG OR CỔNG AND

3.2 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ

 b Cổng logic dùng BJT

Họ DTL (Diode-Transistor-Logic)

CỔNG NAND

3.2 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ

 b Cổng logic dùng BJT

Họ ECL (Emitter-Coupled-Logic)

3.2 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ

 c Cổng logic dùng MOSFET

MOSFET (Metal Oxyt Semiconductor Field Effect Transistor), còn gọi là IGFET (Isolated Gate FET - Transistor trường có cực cổng cách ly)

3.2 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ

Đặc tính CMOS (Complementary MOS)

 Họ CMOS dùng cả MOSFET kênh P lẫn MOSFET kênh N trong cùng một mạch để thực hiện chức năng logic

 CMOS tốc độ cao hơn và có công suất tiêu tán thấp, thậm chí còn thấp hơn so với các họ MOS khác

 Họ CMOS có khả năng miễn nhiễu cao hơn so với họ TTL

 Nhưng nhược điểm của CMOS là: quy trình chế tạo phức tạp hơn N- MOS và P-MOS và mật độ tích hợp cũng thấp hơn

74C 74HC 74HCT

3 - 15V

3 - 15V

3 - 15V

2 - 6V 4,5 - 5,5V

GIAO TIẾP GIỮA CÁC HỌ IC SỐ

 Do tính chất về điện khác nhau giữa hai họ TTL và CMOS nên việc giao tiếp giữa chúng trong nhiều trường hợp không thể nối trực tiếp được mà phải nhờ một mạch trung gian

 TTL thúc CMOS

 CMOS kích thích TTL

BÀI TẬP

1 Hàm logic F(A, B, C) thỏa tính chất sau đây :

F(A,B,C) = 1 nếu có một và chỉ một biến bằng 1

BÀI TẬP

3 Cho sơ đồ mạch sau, hãy viết hàm ngõ ra của F1 và F2

BÀI TẬP

4 Viết biểu thức hàm Y theo các biến A,B,C,D Rút gọn hàm logic này Thay thế mạch trên bằng một mạch chỉ gồm cổng NAND 2 ngã vào?

BÀI TẬP

6 Thiết kế mạch thực hiện các hàm sau đây dùng

toàn cổng NAND 2 ngã vào:

b./f(A,B,C) = 1 nếu có ít nhất 2 biến = 1

d./f(A,B,C) = 1 nếu số biến có giá trị 1 là số chẵn

e./f(A,B,C) = 1 nếu có một và chỉ một biến = 1

biến(3,7,10) Dùng số cổng NOR ít nhất để thực hiện mạch tạo hàm trên

BÀI TẬP

8.Cho hàm số: F(ABCD) = ∑(3,5,7,11,13,15)

a) Viết biểu thức đại số đầy đủ cho hàm

b) Viết biểu thức dạng tối thiểu hóa cho hàm

c) Vẽ sơ đồ logic cho hàm dùng cổng NAND 2 đầu vào d) Vẽ sơ đồ logic cho hàm dùng cổng NOR 2 đầu vào

9 Hàm F(A,B,C) xác đinh bởi bảng sự thật:

a- Dùng bản đồKarnaugh rút gọn hàm F

b- Vẽsơ đồmạch logic thực hiện hàm F

c- Vẽ lại mạch chỉdùng cổng NOR hai ngã vào