BÀI 2: HỆ TỔ HỢP – TỔNG QUAN + GIẢI MÃ ppsx

BÀI 2: HỆ TỔ HỢP – TỔNG QUAN + GIẢI MÃ

1.
Thiết kế mạch tổ hợp:
Ví dụ 1: Thiết kế mạch tổ hợp nhân một số 2 bit với số 3.
a. Xác định số biến: 2 biến (B, A); số hàm ngõ ra: 4 hàm (Y
3
, Y
2
, Y
1
, Y
0
)
b. Lập bảng trạng thái:

Biến Hàm
Số
B A Y
3
Y
2
Y
1
Y
0
Kq
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 0 0 1 1 3
2 1 0 0 1 1 0 6
3 1 1 1 0 0 1 9

c. Rút gọn các hàm ngõ ra:
Y
3
= B.A; Y
2
= A.B ; Y
1
= BAA.BA.B ⊕=+ ; Y
0
= A
d. Vẽ mạch thực hiện:
1
2
3
4
5
6
1
2
3
12
R1
100K
B
R2
100K
A(LSB)
+5V
A

7
QA
13
B
1
QB
12
C
2
QC
11
D
6
QD
10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT
3
QG
14
U4
74LS247
Switch ñoùng, möùc 0

Switch môû, möùc 1

Ví dụ 2: Thiết kế mạch tổ hợp cộng một số 2 bit với số 3.
a. Xác định số biến: 2 biến (B, A); số hàm ngõ ra: 3 hàm (Y
2
, Y
1
, Y
0
)
b. Lập bảng trạng thái:


Biến Hàm
Số
B A Y
2
Y
1
Y
0
Kq
0 0 0 0 1 1 3
1 0 1 1 0 0 4
2 1 0 1 0 1 5
3 1 1 1 1 0 6

c. Rút gọn các hàm ngõ ra:
Y
2

= ; Y
AB+
1
= BAA.BA.B ⊕=+ ; Y
0
= AA.BA.B =+
d. Vẽ mạch:
1 2
1
2
3
1
2
3
3 4
A
7
QA
13
B
1
QB
12
C
2
QC
11
D
6
QD

10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT
3
QG
14
U4
74LS247
R1
10K
+5V
R2
10K
Switch ñoùng: Möùc 0
Switch môû: Möùc 1
B A

2. Khảo sát mạch cộng nhị phân:
Mạch cộng phân nửa:
1
2
3
1

2
3
B
S
A
C
Bộ cộng phân nửa

Mạch cộng đầy đủ:
4
5
6
4
5
6
B
9
10
8
9
10
8
A S
C-1
1
2
3
C
Bộ cộng đầy đủ

Mạch cộng hai số nhị phân 2 bit: A = A
1
A
0
và số B = B
1
B
0
S = A+B = S
2
S
1
S
0
12
13
11
12
13
11
1
2
3
1
2
3
4
5
6
4

5
6
4
5
6
A
7
QA
13
B
1
QB
12
C
2
QC
11
D
6
QD
10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT

3
QG
14
U6
74LS247
R1
100K
A1
+5V
R2
100K
R3
100K
R4
100K
A0 B1 B0
S2
S1
S0
Switch đóng: Mức 0
Switch mở: Mức 1
Số A: A1A0
Số B: B1B0


Mạch cộng hai số nhị phân 3 bit: S=A+B = S
3
S
2
S

1
S
0
. Với A=A
2
A
1
A
0
; B=B
2
BB
1
B
0

1
2
3
A
7
QA
13
B
1
QB
12
C
2
QC

11
D
6
QD
10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT
3
QG
14
74LS247
R1
10K
+5V
R2
10K
B2 B1
Switch đóng: Mức 0
Switch mở: Mức 1
R3
10K
R4
10K

B0 A2
R5
10K
R6
10K
A1 A0
1
2
3
4
5
6
4
5
6
9
10
8
9
10
8
1
2
3
12
13
11
12
13
11

1
2
3
1
2
3
4
5
6
S0
S1
S2
C2=S3
C0
C1
A0
B0
A1
B1
A2
B2

3. Kho sỏt mch gii mó:
Mch gii mó s dng cng logic
:
Gii mó 2 sang 4, chõn cho phộp mc cao, ngừ ra tớch cc mc cao (Hỡnh a)

Bng trng thỏi:

S0
S1(MSB)
E
Y
0
Y
1
Y
2
Y
3
S0
S1(MSB)
E
Y
0
Y
1
Y
2
Y
3

Hỡnh a Hỡnh b
E S1 S0 Y3 Y2 Y1 Y0
0 X X 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 1
1 0 1 0 0 1 0
1 1 0 0 1 0 0
1 1 1 1 0 0 0
Rỳt gn:
0S.1S.E3Y =
; 0S.1S.E1Y =
0S.1S.E2Y = ; 0S.1S.E0Y =
V hỡnh:
+5V
R2
100K
E
R3
100K
S1(MSB)
R4
100K
S0
Switch ủoựng: Mửực 0
Switch mụỷ: Mửực 1
Y3
Y2
Y1
Y0
LED taột: Mửực 0
LED saựng: Mửực 1

Vi mch gii mó
:
74LS139:
Chy mụ phng mch, lp bng trng thỏi:

E B A Y
3
Y
2
Y
1
Y
0
Cm 1 ? ? ? ? ? ?
0 0 0 ? ? ? ?
0 0 1 ? ? ? ?
0 1 0 ? ? ? ?
Cho
phộp
0 1 1 ? ? ? ?
+5V
R1
100K
E
R5
100K
B
R6
100K

A
Switch ủoựng: Mửực 0
Switch mụỷ: Mửực 1
D0
D1
D2
D3
LED taột: Mửực 0
LED saựng: Mửực 1
A
2
Y0
4
B
3
Y1
5
Y2
6
E
1
Y3
7
74LS139

74LS138:

E1 E2 E3 C B A Y
7
Y

6
Y
5
Y
4
Y
3
Y
2
Y
1
Y
0
0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
Cm
? ? 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 0 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 0 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 0 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 0 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 1 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 1 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 1 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
Cho
phộp
1 0 0 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ?

+5V
R7
100K
E3
R8
100K
E2
R9
100K
E1
Switch ủoựng: Mửực 0
Switch mụỷ: Mửực 1
L0
L1
L2
L3
LED taột: Mửực 0
LED saựng: Mửực 1
L4
L5
L6
L7

R10
100K
C1
R11
100K
B1
R12
100K
A1
A
1
B
2
C
3
E1
6
E2
4
E3
5
Y0
15
Y1
14
Y2
13
Y3
12
Y4

11
Y5
10
Y6
9
Y7
7
74LS138

74HC154:
A
23
B
22
C
21
D
20
E1
18
E2
19
0
1
1
2
2
3
3
4

4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
13
12
14
13
15
14
16
15
17
74HC154
0
1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
+5V
R14
100K
E1A
R15
100K
X
R16
100K
Y
R17
100K
Z
R18
100K
T
R13
100K
E2A

LED taột: Mửực 0
LED saựng: Mửực 1
Switch ủoựng: Mửực 0
Switch mụỷ: Mửực 1

Ghộp mch gii mó
:
Ghộp 2 b 74LS139 thnh b gii mó 3 sang 8:

+5V
R1
100K
C(MSB)
R5
100K
B
R6
100K
A
Switch ủoựng: Mửực 0
Switch mụỷ: Mửực 1
D0
D1
D2
D3
LED taột: Mửực 0
LED saựng: Mửực 1
A
2
Y0

4
B
3
Y1
5
Y2
6
E
1
Y3
7
74LS139
D4
D5
D6
D7
A
2
Y0
4
B
3
Y1
5
Y2
6
E
1
Y3
7

74LS139
12


C B A D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
0 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
0 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ?
0 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
0 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ?

Ghộp 2 b gii mó 74LS138 thnh b gii mó 4 sang 16:
A
1
B
2
C
3
E1
6
E2
4
E3
5
Y0
15
Y1

14
Y2
13
Y3
12
Y4
11
Y5
10
Y6
9
Y7
7
74LS138
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

A
1
B
2
C
3
E1
6
E2
4
E3
5
Y0
15
Y1
14
Y2
13
Y3
12
Y4
11
Y5
10
Y6
9
Y7
7
74LS138
+5V

R2
100K
E2A
R3
100K
E1A
R4
100K
X
3 4
R7
100K
Y
R8
100K
Z
R9
100K
T
LED taột: Mửực 0
LED saựng: Mửực 1
Switch ủoựng: Mửực 0
Switch mụỷ: Mửực 1



E
2A
E
1A

X Y Z T
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
Cấm
? 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 0 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 0 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 0 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 0 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 1 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 1 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 1 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 0 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 1 0 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 1 0 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 1 0 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 1 0 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 1 1 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 1 1 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
1 0 1 1 1 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
Cho
phép
1 0 1 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?