4 6 10 ứng dụng vi mạch số lập trình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

LUẬN
NGHIỆP

VĂN

TỐT

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG VI MẠCH SỐ LẬP
TRÌNH

SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRƯƠNG PHƯỚC TOÀN
LỚP
: 95KĐĐ
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TRẦN VĂN TRỌNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 3- 2000

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA T/P HCM
Độc lập – Tự do – hạnh phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP HCM
KHOA ĐIỆN

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên
Lớp

: Trương Phước Toàn
: 95KĐĐ

1 . Tên đề tài

: ỨNG DỤNG VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH

2 . Các số liệu ban đầu :
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………
3 . Nội dung phần thuyết minh tính tốn:
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

4 . Các bản vẽ:
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………
5 . Giáo viên hướng dẫn

: TRẦN VĂN TRỌNG.

6 . Ngày giao nhiệm vụ

: 13/12/1999

7 . Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/2/2000

Giáo viên hướng dẫn

Thông qua bộ môn
Ngày tháng
năm 2000

Trần Văn Trọng

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Trương Phước Toàn
Lớp

: 95KĐĐ

Ngành

: Kỹ thuật Điện – Điện tử

Tên đề tài

: ỨNG DỤNG VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH

Nội dung đồ án

:

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………
Giáo viên hướng dẫn

Trần Văn Trọng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Giáo viên phản biện

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 7

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

LỜI MỞ ĐẦU
Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử
đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi cơng
nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển
hiện đại có nhiều ưu điểm so với việc sử dụng các mạch điều khiển được lắp ráp từ
các linh kiện rời như kích thước mạch nhỏ, gọn, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy và
công suất tiêu thụ thấp ...
Ngày nay lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị,
sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày của con người như máy giặt,
đồng hồ điện tử ... nhằm giúp cho đời sống ngày càng hiện đại và tiện lợi hơn.
Đề tài ứng dụng vi mạch số lập trình rất phong phú đa dạng, có nhiều loại
hình khác nhau dựa vào cơng dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo tiếng việt
hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tiễn còn non kém, nên đề tài
chắc chắn còn nhiều thiếu sót.
Rất mong được nhận những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân tình, q báu của
q thầy cơ cùng các bạn sinh viên.
Tháng 2 năm 1999
Trương Phước Toàn

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 8

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ứng dụng vi mạch số lập trình

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

Trang 9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

MỤC LỤC
Trang
PHẦN I LÝ THUYẾT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..1

CHƯƠNGI GIỚI THIỆU CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN . . . . . . . . . . . 2

I/ CỔNG LOGIC VÀ (AND) ,HOẶC (OR) ,KHÔNG (NOT).. . . . . . . . . 2
1/ Cổng logic VÀ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
2/ Cổng logic HOẶC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
3/ Cổng logic KHÔNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
II/ CỔNG LOGIC KHÔNG-VÀ (NAND) ,KHÔNG-HOẶC (NOR). . . . . 4
1/ Cổng NAND. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2/ Cổng NOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .4
III/ CỔNG LOGIC EXOR ,EXNOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1/Cổng EXOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2/Cổng EXNOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

IV/ BIẾN ĐỔI CÁC HÀM QUAN HỆ RA HÀM LOGIC NAND, NOR . 6
CHƯƠNG II MẠCH LOGIC TỔ HỢP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . .8

I/ ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA MẠCH TỔ HỢP . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 8
II/ PHƯƠNG PHÁP BIỂU THỊ VÀ PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LOGIC..8
III/ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ LOGIC MẠCH TỔ HỢP . . . . . . . . . . . .9
1/ Phân tích yêu cầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .9
2/ Lập bảng sự thật . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
3/ Tiến hành đơn giản hóa . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

CHƯƠNG III
. . . . . . . . . .12

GIỚI THIỆU VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH

1/ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH . . . . . . 12
2/ CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA CÁC HỌ VI MẠCH LẬP TRÌNH . . . .16
3/ CÁC PHẦN MÈM HỔ TRỢ CỦA PLD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4/ GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SYNARYO . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . .44

PHẦN II THI CÔNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . . . . 48
PHẦN III KẾT LUẬN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .60

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

PHẦN I

LÝ THUYẾT

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN
I/ HÀM LOGIC VÀ (AND) , HOẶC (OR) ,KHÔNG (NOT).
1/ Cổng logic .

Gọi A là biến số nhị phân có mức logic là 0 hoặc 1, và Y là một biến số nhị
phân tùy thuộc vào A: Y= f(A).
Trong trường hợp này có hai khả năng xảy ra:
- Y = A, A= 0 thì Y = 0
hay A= 1 thì Y = 1
- Y = A A= 0 thì Y = 1
hay A= 1 thì Y = 0
Khi Y tùy thuộc vào hai biến số nhị phân A, B
 Y = f(A,B)

Vì biến số A,B chỉ có thể là 0 hay 1 nên A và B chỉ có thể tạo ra 4 tổ hợp khác

nhau là:
A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

A

ØMạch

Y

B

Bảng liệt kê tất cả các tổ hợp khả dĩ của các biến số và hàm số tương ứng gọi
là bảng sự thật. Khi có 3 hay nhiều biến số (A,B ,C) số lượng hàm số khả dĩ tăng
nhanh.
Mạch điện tử thực hiện quan hệ logic :
Y = f(A ) hay Y = f(A,B).

gọi là mạch logic, trong đó các biến số A,B .. là các ngỏ vào và hàm sốY là các ngỏ
ra. Một mạch logic diễn tả quan hệ giữa các ngỏ vào và ngỏ ra nghĩa là thực hiện
được một hàm logic, do đó có bao nhiêu hàm số logic thì có bấy nhiêu mạch logic .

Lưu ý rằng khi biểu diễn mối quan hệ toán học ta gọi là hàm số logic còn khi biểu
diễn mối quan hệ về mạch tín hiệu ta gọi là cổng logic.
2/ Cổng logic VÀ (AND).
Hàm logic VÀ được định nghĩa theo bảng sự thật sau:
Bảng sự thật:
A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

Y
0
0
0
1

Ứng dụng vi mạch số lập trình

A

B

Y=A.B

Trang 12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

Ký hiệu toán học của hàm số VA.Ø
Y = A.B

Kí hiệu cổng VÀ (AND)

3/ Cổng logic HOẶC (OR).
Hàm số HOẶC của hai biến số A,B được định nghĩa ở bảng sự thật sau:
Bảng sự thật:
A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

Y

0
1
1
1

A

Y

B
Kí hiệu cổng HOẶC

Ngỏ ra Y là 1 khi có ít nhất một biến số là 1, do đó chỉ bằng 0 ở trường hợp khi cả hai
biến số bằng 0.
Ký hiệu toán học của cổng HOẶC là:
Y = A+B
4/ Cổng logic KHÔNG (NOT).
Hàm VÀ và hàm HOẶC tác động lên hai hay nhiều biến số trong khi đó hàm KHƠNG
có thể xem như chỉ có thể tác động lên một biến số.
Bảng sự thật :
A
0
1

Y
1
0

A

Y=AY
Kí hiệu cổng NOT

Hàm KHƠNG có tác động phủ định hay đảo .Sở dĩ có sự đồng hóa này là vì ta
đang liên hệ vớisố nhị phân có hai trạng thái 0 hay 1. Do đó phủ định của 0 là1.

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

II/ CỔNG LOGIC KHÔNG -VÀ (NAND) , KHÔNG-HOẶC (NOR).
1/ Cổng logic NAND .
Xét trường hợp có hai biến số A,B ngỏ ra ở cổng VÀ Y = A.B nên ngỏ ra ở cổng
KHÔNG là đảo của Y:
Y = A.B
Về hoạt động của cổng NAND thì từ các tổ hợp của A,B ta lập bảng trạng thái rồi lấy
đảo để có Y đảo. Tuy nhiên có thể đi trực tiếp bằng cách lập bảng sự thật sau:
Bảng sự thật :
A
0
0
1
1

B

0
1
0
1

Y
1
1
1
0

A

&

Y

B
Kí hiệu cổng NAND.

2/ Cổng NOR.
Xét trường hợp hai ngỏ vào là A,B .Ngỏ ra ở cổng NOR là :
Y = A+B
nên ngỏ ra ở cổng đảo sẽ là :
Y = A+B.
Bảng sự thật :
A
0
0
1

1

B
0
1
0
1

Y
1
0
0
0

A

Y

B
Kí hiệu cổng NOR.

III/ HÀM LOGIC EXOR VÀ EXNOR.
1/ Cổng logic EXOR.
Hàm HOẶC được gọi là HOẶC bao gồm vì nó khơng giải quyết được bài tốn cộng
nhị phân. Lý do là khi cả hai biến số đều là 1 thì Y = 1 thay vì là 0. Mặc dù HOẶC như
vậy vẫn có ý nghĩa thực tế nên vẫn được dùng, nhưng người ta phải định nghĩa một cổng
logic khác là HOẶC LOẠI TRỪ (EXOR) cổng này có ý nghĩa là loại trường hợp khi A,B
đồng thời là 1 thì Y = 0
Ký hiệu :
Y = A B

Bảng sự thật:

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

Y
0
1
1
0

A

Y

B

Kí hiệu cổng EXOR.

2/ Cổng EXNOR.
Hàm EXNOR được thực hiện bằng cách thêm cổng NOT sau cổng EXOR,
do đó hoạt động logic của EXNOR là đảo so với EXOR.
Ký hiệu : Y = A  B
Bảng sự thật:

0
0
1
1

B
0
1
0
1

Y
1
0
0
1

Ứng dụng vi mạch số lập trình

A
B

Y

Trang 15


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

IV/ BIẾN ĐỔI CÁC HÀM QUAN HỆ RA HÀM LOGIC NAND , NOR.
Mối liên hệ cơ bản giữa ba cổng AND, OR, NOT khơng những có thể thay
bằng các cổng NAND mà cịn có thể biến thành cổng NOR với cùng một chức năng
logic, việc làm này rất thường được áp dụng khi thực hiện các mạch logic. Trong
thực tế vì tồn bộ sơ đồ nếu được kết hợp cùng một loại cổng duy nhất thì sẻ giảm
được số lượng vi mạch cần thiết. Quá trình biến đổi này dựa trên một nguyên tắc
được trình bày như sau:
+ Cổng NOT được thay bằng cổng NAND và cổng NOR.
- Dựa vào bảng sự thật của cổng NAND suy ra trường hợp là khi cả A,B đồng thời
bằng 0, thì Y = 1
và A =1, B =1 thì Y = 1.
Sơ đồ minh họa :
A=B

Y

Tương tự dựa vào bảng sự thật của cổng NOR suy ra :
A = 0, B = 0  Y = 1
và A= 1, B= 1  Y = 0
Sơ đồ minh họa :

A=B

Y

+ Cổng AND đuợc thay bằng cổng NAND và cổng NOR. Tương tự như các trường hợp
trên, dựa vào bảng sự thật:
- Ngõ ra của cổng AND Y= A+B còn cổng NAND Y' = A+B  đảo Y' = Y
Sơ đồ minh họa:

A
B

Y

- Ngỏ ra của cổng NOR Y = A.B . Ta có Y = A . B = A + B
Sơ đồ minh họa :

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

A

Y

B

+ Cổng OR đuợc thay bằng cổng NAND và cổng NOR. Biểu thức cổng OR
= A.B,  Y’ = A + B = A.B
Sơ đồ minh họa :

Y

A
Y

B
-

Biểu thức cổng NOR Y’ = A.B  Y’ = A.B = Y

Sơ đồ minh họa :
A
B

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Y

Trang 17

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

CHƯƠNG II MẠCH LOGIC TỔ HỢP
I/ ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA MẠCH TỔ HỢP.
Trong mạch số, mạch tổ hợp là mạch mà trị số ổn định của tín hiệu ra ở thời điểm bất
kỳ chỉ phụ thuộc vào tổ hợp các giá trị tín hiệu ngỏ vào ở thời điểm đó.Trong mạch tổ hợp,
trạng thái mạch điện trước thời điểm xét , tức trước khi có tín hiệu ngỏ vào, khơng ảnh
hưởng đến tín hiệu đầu ra. Đặc điểm cấu trúc mạch tổ hợp là được cấu trúc từ các cổng
logic .
II/ PHƯƠNG PHÁP BIỂU THỊ VÀ PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LOGIC .
1/ Phương pháp biểu thị chức năng logic.
Các phương pháp thường dùng để biểu thị chức năng logic của mạch tổ hợp là hàm số
logic , bảng sự thật , sơ đồ logic , bảng Karnaugh , cũng có khi biểu thị bằng đồ thị thời
gian dạng sóng .
Đối với vi mạch cỡ nhỏ (SSI) thường biểu thị bằng hàm logic. Đối với cỡ vừa thường
biểu thị bằng bảng sự thật, hay là bảng chức năng. Bảng chức năng dùng hình thức liệt kê,
với mức logic cao (H) và mức logic thấp (L) , để mô tả quan hệ logic giữa tín hiệu ngỏ ra
với tín hiệu ngỏ vào của mạch điện đang xét. Chỉ cần thay giá trị logic cho trạng thái trong
bảng chức năng, thì ta có bảng sự thật tương ứng .
X1
X2
.
.
Xn

Mạch tổ hợp

Hình 2-1 : Sơ đồ khối mạch tổ hợp

Z1
Z2
.
.

zm

Như hình 2-1 cho biết, thường có nhiều tín hiệu ngỏ vào và nhiều tín hiệu ngỏ ra. Một
cách tổng quát, hàm logic của tín hiệu ngỏ ra có thể viết dưới dạng :
1 = f1( x1, x2, …, xn)
2 = f2( x1, x2, …, xn)
…………………………………………
m =fm( x1, x2, …, xn)
Cũng có thể viết dưới dạng đại lượng vectơ như sau:
 = F(X).
2/ Phương pháp phân tích chức năng logic.
Các bước phân tích, bắt đầu từ sơ đồ mạch logic đã cho, để cuối cùng tìm ra hàm logic
hoặc bảng sự thật.
 Viết biểu thức: tuần tự từ ngỏ vào đến ngõ ra (hay cũng có thể ngược lại), viết ra biểu
thức hàm logic của tín hiệu ngỏ ra.
 Rút gọn: khi cần thiết thì rút gọn đến tối thiểu biểu thức ở trên bằng phương pháp đại
số hay phưong pháp hình vẽ.
 Kê bảng sự thật: khi cần thiết thì tìm ra bảng sự thật bằng cách tiến hành tính tốn các
giá trị hàm logic tín hiệu ngỏ ra tương ứng với tổ hợp có thể của các giá trị tín hiệu ngỏ
vào.

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG

III/ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ LOGIC MẠCH TỔ HỢP.
Phương pháp thiết kế logic là các bước cơ bản tìm ra sơ đồ mạch điện logic từ yêu cầu
nhiệm vụ logic đã cho.
Bảng
Karnaugh
Vấn đề
Logic thực

Tối thiểu
hố

Bảng
chân lí

Biểu thức
tối thiểu
Biểu thức
logic

Sơ đồ
logic

Tối thiểu

hố

Hình 2-2. Các bước thiết kế mạch logic tổ hợp.
Hình 2-2 là quá trình thiết kế nói chung của mạch tổ hợp, trong đó bao gồm 4 bước
chính :
1/ Phân tích u cầu:
u cầu nhiệm vụ thiết kế của vấn đề logic thực có thể là một đoạn văn, cũng có thể là
bài tốn logic cụ thể. Nhiệm vụ phân tích là xác định cái nào là biến số ngỏ vào, cái nào là
hàm số đầu ra và mối quan hệ logic giữa chúng với nhau. Muốn phân tích đúng thì phải
tìm hiểu xem xét một cách sâu sắc yêu cầu thiết kế, đó là một việc khó nhưng quan trọng
trong vấn đề thiết kế.
2/ Kê bảng sự thật :
Nói chung, đầu tiên chúng ta liệt kê thành bảng về quan hệ tương ứng nhau giữa trạng
thái tín hiệu ngỏ vào với trạng thái hàm số ngỏ ra. Đó là bảng kê yêu cầu chức năng logic,
gọi tắt là bảng chức năng. Việc này có vẻ dễ và trực quan. Tiếp theo, ta thay giá trị logic
cho trạng thái, tức là dùng các số 0 và 1 biểu thị các trạng thái tương ứng của ngỏ vào và
ngỏ ra. Kết quả ta có bảng giá trị thực logic, gọi tắt là bảng sự thật. Đấy chính là hình thức
đại số của u cầu thiết kế. Cần lưu ý rằng từ một bảng chức năng có thể được bảng sự thật
khác nhau nếu thay giá trị logic khác nhau (tức là quan hệ logic giữa ngỏ ra với ngỏ vào
cũng phụ thuộc việc thay giá trị ).
Ví dụ: Sơ đồ mạch ngun lí hình 2-3 dùng hai chuyển mạch A,B mắc nối tiếp điều
khiển bóng đèn Y.

Ứng dụng vi mạch số lập trình

Trang 19