Bài giảng Điện tử số - Chương 4: Mạch logic tổ hợp - Hoàng Văn Phúc

 HVKTQS 
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ 
KHOA VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ 
************ 
9/2015 
BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ SỐ 
Chương 4: 
Mạch logic tổ hợp 
TS Hoàng Văn Phúc, Bộ môn KT Vi xử lý 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Mạch logic tổ hợp 
2 
 Mạch logic tổ hợp là mạch số mà tín hiệu ra chỉ phụ thuộc 
vào tín hiệu vào tại thời điểm hiện tại 
 Còn được gọi là mạch không có nhớ 
 Chỉ cần thực hiện bằng những phần tử logic cơ bản 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ: Mạch logic tổ hợp 
3 
 Một mạch chuyển đổi mã BCD sang mã 7 thanh để cung 
cấp cho đèn LED 7 thanh mắc A chung sáng các chữ số từ 
0 đến 9: ứng với một tổ hợp tín hiệu vào DCBA từ 0000 
(chữ số 0) đến 1001 (chữ số 9) thì tổ hợp mã đầu ra 
abcdefg sẽ có giá trị để LED 7 thanh sáng chữ số tương 
ứng 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Biểu diễn mạch logic tổ hợp 
4 
 Gồm các phương pháp như với biểu diễn hàm logic 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Tổng hợp (thiết kế) mạch logic tổ hợp 
5 
 Bước 1. Phân tích bài toán 
 Từ yêu cầu của nhiệm vụ thiết kế logic, ta mô tả bài toán tỉ 
mỉ để xác định được cái nào là nguyên nhân (ứng với tác nhân 
đầu vào), cái nào là kết quả (giá trị đầu ra) và mối quan hệ 
logic giữa chúng với nhau. 
 Bước 2. Mô hình toán học 
 Từ bước 1, mô tả mối quan hệ logic trên bằng một mô hình 
logic nào đó. Thông thường, người ta dùng bảng giá trị hàm 
để mô tả bài toán thực tế. 
 Bước 3. Tối thiểu hàm logic. 
 Bước 4. Biến đổi đại số cho phù hợp yêu cầu 
 Bước 5. Vẽ sơ đồ mạch logic. 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ thiết kế mạch logic tổ hợp 
6 
Ví dụ 1: Mạch chọn đa số bit 1 có 4 đầu vào 
Tối thiểu ta được: y = A.B.C + A.C.D + A.B.D + B.C.D 
Biến đổi: y = (A.(B.C) + (B.C).D) + ((A.D).B + (A.D).C) 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ thiết kế mạch logic tổ hợp 
7 
Ví dụ 1: Mạch chọn đa số bit 1 có 4 đầu vào 
Tối thiểu ta được: y = A.B.C + A.C.D + A.B.D + B.C.D 
Sơ đồ hình a) 
Biến đổi: y = (A.(B.C) + (B.C).D) + ((A.D).B + (A.D).C) 
Sơ đồ hình b) Nếu dùng cổng 2 đầu vào 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ thiết kế mạch logic tổ hợp 
8 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ thiết kế mạch logic tổ hợp 
9 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Phân tích mạch logic tổ hợp 
10 
Bài toán phân tích: xuất phát từ sơ đồ mạch điện cổng để 
để đánh giá chức năng và hoạt động của mạch. 
Từ sơ đồ mạch điện xác định chức năng và mối quan hệ 
logic giữa các tín hiệu. 
Các bước: 
Phân tích sơ đồ mạch -> Xây dựng hệ hàm logic -> Xây 
dựng bảng giá trị hàm -> Xác định chức năng và mối quan 
hệ logic 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ phân tích mạch logic tổ hợp 
11 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Xây dựng hệ hàm 
12 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Xây dựng bảng giá trị 
13 
Chức năng 
mạch? 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Một số mạch tổ hợp thông dụng 
14 
1. Bộ mã hóa 
2. Bộ giải mã 
3. Bộ chọn kênh (dồn kênh) 
4. Bộ phân kênh 
5. Các mạch số học (tham khảo) 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Bộ mã hóa 
15 
 Mã hóa là việc sử dụng ký hiệu để biểu diễn đặc trưng 
cho một đối tượng nào đó. 
 Ký hiệu tương ứng với một đối tượng được gọi là từ mã. 
 Ví dụ: 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Bộ mã hóa 
16 
Bộ mã 
hóa 
A 
B 
C 
D 
S0 
S1 
Đối tượng Từ mã 
Ví dụ: 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ - Bộ mã hóa bàn phím 
17 
 Mã hóa bàn phím: 
 Mỗi phím được gán một từ mã khác nhau. 
 Khi một phím được nhấn, bộ mã hóa sẽ cho ra đầu ra 
là từ mã tương ứng đã gán cho phím đó. 
 Hãy thiết kế bộ mã hóa cho một bàn phím gồm có 9 phím 
với giả thiết trong một thời điểm chỉ có duy nhất 1 phím 
được nhấn. 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ - Bộ mã hóa bàn phím 
18 
 Sơ đồ khối: 
 Một bộ 9 phím, phải sử dụng 4 bit để mã hóa. 
 Vậy có 9 đầu vào, 4 đầu ra. 
 Mã hóa ưu tiên: Nếu 2 hoặc nhiều phím đồng thời được 
nhấn, thì bộ mã hóa chỉ coi như 1 phím được nhấn, và 
phím đó có mã cao nhất. 
P1 
P2 
P9 
BMH 
bàn 
phím 
9 phím 
VDD 
A 
B 
C 
D 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ - Bộ mã hóa bàn phím 
19 
 Bảng mã hóa: 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Ví dụ - Bộ mã hóa bàn phím 
20 
 Lập biểu thức đầu ra phụ thuộc đầu vào: 
 A = 1 khi P8 hoặc P9 được nhấn, tức là khi P8 = 1 hoặc P9 = 1 
 Vậy A = P8 + P9 
 B = 1 khi P4 hoặc P5 hoặc P6 hoặc P7 được nhấn, tức là khi P4 = 1 
hoặc P5 = 1 hoặc P6 = 1 hoặc P7 = 1 
 Vậy B = P4 + P5 + P6 + P7 
 C = 1 khi P2 hoặc P3 hoặc P6 hoặc P7 được nhấn, tức là khi P2 = 1 
hoặc P3 = 1 hoặc P6 = 1 hoặc P7 = 1 
 Vậy C = P2 + P3 + P6 + P7 
 D = 1 khi P1 hoặc P3 hoặc P5 hoặc P7 hoặc P9 được nhấn, tức là 
khi P1 = 1 hoặc P3 = 1 hoặc P5 = 1 hoặc P7 = 1 hoặc P9 = 1 
 Vậy D = P1 + P3 + P5 + P7 + P9 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Bộ giải mã 
21 
 Chức năng: 
 Bộ giải mã thực hiện chức năng ngược với bộ mã hóa. 
 Cung cấp thông tin ở đầu ra khi đầu vào xuất hiện tổ 
hợp các biến nhị phân ứng với 1 hay nhiều từ mã đã 
được chọn. 
 Từ từ mã xác định được tín hiệu tương ứng với đối 
tượng đã mã hóa. 
Bộ giải mã
Từ mã
Tín hiệu xác 
định đối tượng
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Bộ giải mã nhị phân 
22 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Bộ giải mã nhị phân 
23 
LOGO Diagram Hot Tip Contents 
Chương 4 - Bài giảng Điện tử số 2015 
Bộ giải mã nhị phân có thêm tín hiệu E 
24 
LOGO Diagram Hot Tip 
Contents 
Chương 1 - Bài giảng Điện tử số 2015 25 
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! 
Q&A!