Slide kỹ thuật điện tử bai7 machtohop

Phương pháp biểu diễn hàm Boolean Boolean Function a Biểu diễn dưới dạng bảng sự thật Truth Table Ví dụ: biểu diễn một hàm 3 biến ngõ vào, một ngõ ra... Phương pháp biểu diễn hàm Boolean

BÀI 7:

MẠCH TỔ HỢP(Tham khảo giáo trình: Từ trang 143 và trang 172)

Giới thiệu

Mô hình mạch tổ hợp với n đầu vào và m đầu ra

I Các định lý cơ bản của đại số BOOLEAN

Các phép giao hoán, kết hợp và phân phối

Dùng định lý DeMorgan:

Rút gọn:

II Thiết kế mạch logic tổ hợp:

1 Phương pháp biểu diễn hàm Boolean (Boolean Function)

a) Biểu diễn dưới dạng bảng sự thật (Truth Table)

Ví dụ: biểu diễn một hàm 3 biến ngõ vào, một ngõ ra

II Thiết kế mạch logic tổ hợp:

1 Phương pháp biểu diễn hàm Boolean (Boolean Function)

b) Biểu diễn dưới dạng tổng chuẩn đầy đủ (minterm):

Ví dụ 1: biểu diễn một hàm 3 biến ngõ vào, một ngõ ra

II Thiết kế mạch logic tổ hợp:

1 Phương pháp biểu diễn hàm Boolean (Boolean Function)

b) Biểu diễn dưới dạng tổng chuẩn đầy đủ (minterm):

Ví dụ 2: biểu diễn một hàm 3 biến ngõ vào, một ngõ ra

II Thiết kế mạch logic tổ hợp:

1 Phương pháp biểu diễn hàm Boolean (Boolean Function)

c) Biểu diễn dưới dạng tích chuẩn đầy đủ (maxterm):

Ví dụ 1: biểu diễn một hàm 3 biến ngõ vào, một ngõ ra

II Thiết kế mạch logic tổ hợp:

1 Phương pháp biểu diễn hàm Boolean (Boolean Function)

c) Biểu diễn dưới dạng tích chuẩn đầy đủ (maxterm):

Ví dụ 2: biểu diễn một hàm 3 biến ngõ vào, một ngõ ra

II Phương pháp thiết kế mạch logic tổ hợp

Bước 1: Từ yêu cầu bài toán ta lập bảng sự thật

Bước 2: Từ bảng sự thật suy ra biểu thức Boolean cho mạch cần

thiết kế

Bước 3: Rút gọn biểu thức Boolean (nếu có thể)

Bước 4: Chuyển biểu thức Boolean thành mạch tổ hợp

Ví dụ 1:

Thiết kế một mạch logic 3 ngõ vào, A, B, C với yêu cầu: ngõ ra sẽ ở mức

cao khi có ít nhất 2 ngõ vào ở mức cao

X = BC + AC + AB Hoặc:

X = (B + A)C + AB

Ví dụ 2:

Thiết kế một mạch logic 4 ngõ vào, A, B, C, D (trong

đó A ứng với MSB, và D ứng với LSB) với yêu cầu ngõ

ra sẽ ở mức cao khi giá trị thập phân của các ngõ vào

ABCD = 610, 710, 1310

Ví dụ 3:

Cho 2 số nhị phân 2 bit x1x0 và y1y0, thiết kế mạch sao

cho ngõ ra sẽ ở mức cao khi x1x0 = y1y0

III Mạch giải mã (DECODER)

Là mạch logic giải mã N-bit nhị phân ngõ vào thành M đường

ngõ ra, chỉ duy nhất một đường ngõ ra ở mức tích cực ứng với

một tổ hợp N-bit ngõ vào Gọi bộ giải mã là bộ phát hiện mã

Mạch giải mã 3 sang 8

Mạch có 3 ngõ vào và 8 ngõ ra , (binary to octal decoder), với ngõ

ra tích cực mức 1 , có bảng sự thật như sau:

Viết hàm ngõ ra:

Giải mã 3 sang 8 dùng IC74LS138

74LS138 1

2 3

15 14 13 12 11 10 9 7

6 4 5

A B C

Sơ đồ cấu trúc mạch bên trong của IC 74LS138:

Mở rộng mạch giải mã:

Có thể ghép các bộ giải mã liên tầng để có thể giải mã được từ mã lớn hơn

Sử dụng bộ giải mã để thiết kế mạch theo dạng hàm minterm

Ví dụ: xét hàm logic có biểu thức như sau

Có thể thiết lập hàm như sau:

IV Giải mã LED 7 đoạn:

Bộ giải mã LED 7 đoạn có 4 ngõ vào theo mã BCD và 7 ngõ ra

ứng với mã LED 7 đoạn

LED 7 đoạn có 2 loại: loại anode chung và loại cathode chung

7 6 4 2 1 9 10 5

a b c d e f g

p C C

74LS49

5 1 2 4 3

11 10 9 8 6 13 12

A0 A1 A2 A3 BI

A B C D E F G

1 2 6

4 5

3

13 12 11 10 9 15 14

A0 A1 A2 A3

BI/RBO RBI

LT

A B C D E F G

6 4 2 1 9 10 5

3 8

a b c d e f g

V MẠCH MÃ HÓA (ENCODER)

Ngược với quá trình giải mã là quá trình mã hóa và

được thực hiện bởi mạch logic mã hóa Chỉ một ngõ

vào của bộ mã hóa được tích cực, và từ mã N-bit

ngõ ra tùy thuộc vào ngõ vào nào được tích cực

Mạch mã hóa ưu tiên 8-3:

3.6.2 Mã hóa ưu tiên

• Khảo sát IC 74148 (mã hóa ưu tiên octal to binary):

74LS148 có hai ngõ ra GS và E0

• Ngõ GS (Group Select) tích cực mức 0 khi mạch hoạt động ở chế độ mã hóa và có 1 trong số các ngõ vào đang tích cực

• E0 (enable output) tích cực mức 0 khi EI tích cực mức 0 và không có ngõ vào nào tích

cực

74LS148 10

14 15

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1: Đơn giản mạch hình 5.11 dùng đại số Boolean

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 2: Thiết kế mạch điện logic tương ứng với bảng sự

thật sau

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 3: Thiết kế mạch điện logic có 3 ngõ vào A, B và C

Ngõ ra ở mức HIGH chỉ khi có 2 ngõ vào là mức

LOW

Câu 4: Một số nhị phân 4 bit được ký hiệu là A3A2A1A0,

với A0 là bit LSB, thiết kế mạch logic mà ngõ ra ở

mức HIGH khi các số nhị phân lớn hơn 0010 và nhỏ

Câu 7: Một bộ đếm BCD với ngõ ra 4 bit mã BCD hiển thị số xung

được đưa vào bộ đếm Thí dụ, sau 4 xung, ngõ ra của bộ đếm là

đầu đếm trở lại Nói cách khác, ngõ ra DCBA không bao giờ biểu

mức HIGH khi đếm số 2, 3, 9.

Câu 8: Hình 5.13 biểu diễn 4 công tắc trong mạch điều khiển máy

copy Thông thường các công tắc này mở (open) Khi có giấy đi qua

công tắc thì đóng (close) Công tắc 1 và 4 không thể đóng (close) tại

cùng 1 thời điểm Hãy thiết kế 1 mạch logic với ngõ ra mức HIGH khi

2 công tắc hay nhiều hơn cùng đóng.

Câu 9: Hình 5.14 thể hiện mạch nhân hai số nhị phân 2

bit X1X0 và Y1Y0, ngõ ra là số nhị phân Z3Z2Z1Z0tương

đương với tích đại số của 2 số ngõ vào Hãy thiết kế mạch

logic cho mạch nhân

Câu 10: Một mã BCD được truyền tới thiết bị nhận ở xa, các bit là

BCD để kiểm tra mã nhận Thiết kế mạch kiểm tra tạo mức HIGH nếu

có bất kỳ điều kiện lỗi nào xảy ra.

Câu 11: Thiết kế mạch logic với điều kiện: tín hiệu ngõ vào A đến

ngõ ra Y chỉ khi ngõ vào điều khiển B ở mức LOW và ngõ vào điều

khiển C ở mức HIGH, các trường hợp còn lại ngõ ra ở mức LOW.

Câu 12: Thiết kế mạch logic điều khiển sự đi qua của 1 tín hiệu A

theo các yêu cầu sau:

1.Ngõ ra X = A khi ngõ vào điều khiển B và C giống nhau.

2.X duy trì mức HIGH khi B và C khác nhau.