KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 2 HỆ SỐ TỔ HỢP pot

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP
TP.HCM
KHOA CN ĐIỆN
KỸ THUẬT
ĐIỆN TỬ
CHƯƠNG 2
HỆ TỔ HỢP
MUÏC TIEÂU THÖÏC HIEÄN:
KHÁI NIỆM CHUNG
 Các cổng AND, OR, NOT, . . . Là các phần tử logic
cơ bản còn gọi là hệ tổ hợp đơn giản.
 Hệ tổ hợp: Có ngõ ra là các hàm logic theo ngõ vào.
 
 
 
nm
n
n
x, ,x,xfy

x, ,x,xfy
x, ,x,xfy
21
212
211



Hệ
tổ
hợp

y
1
y
2
y
m
x
1
x
2
x
n
PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ
 Từ yêu cầu thực tế ta lập bảng trạng thái mô tả
hoạt động của mạch.
 Dùng các phương pháp tối thiểu để tối thiểu hóa
các hàm logic.
 Thành lập sơ đồ logic từ hàm logic.
 Thành lập sơ đồ hệ tổ hợp.
MỘT SỐ MẠCH TỔ HỢP
 Mạch mã hóa – giải mã.
 Mạch chọn kênh – phân đường.
 Mạch so sánh.
 Mạch kiểm phát chẳn lẽ.
 Mạch số học.
2.1 MÃ HÓA
 Trong cuộc sống con người giao tiếp theo
ngôn ngữ được qui ước.
 Trong kỹ thuật điện tử số tín hiệu được xử lý
theo hệ nhị phân.

 Do đó yêu cầu đặt ra là tạo giao diện dễ dàng
kết nối giữa con người và máy tính.
 Nghĩa là máy tính thực hiện được các phép
tính do con người đặt ra.
MÃ HÓA
 Để thực hiện được, yêu cầu đặt ra vấn đề mã
hóa dữ liệu.
 Các lĩnh vực mã hóa như:
 Hệ thống số.
 Ký tự.
 Tập lệnh.
 Âm thanh.
 Hình ảnh.

2.1.1. Mã hóa số thập phân
 Khái niệm
 Để mã hóa số thập phân, người ta sử dụng số
nhị phân 4 bit để biểu diễn.
 Việc sử dụng số nhị phân 4 bit để biểu diễn
gọi là số BCD (Binary Code Decimal)
Ví dụ:
0 → 0000 5 → 0101
1 → 0001 6 → 0110
2 → 0010 7 → 0111
3 → 0011 8 → 1000
4 → 0100 9 → 1001
Mã hóa số thập phân
 Phân loại
 Số nhị phân 4 bit 2
4

= 16
 Ta chỉ chọn 10 trong 16 tổ hợp để mã hóa
các ký tự từ 0 → 9.
 Mặc dù tồn tại nhiều mã BCD khác nhau
nhưng thực tế người ta chia làm 2 loại chính:
 BCD có trọng số.
 BCD không có trọng số.
Họ CMOS
 Seri 45XX
Ví dụ: 4502
Mã hóa số thập phân
 Mã BCD có trọng số :
 Mã BCD tự nhiên.
 Mã BCD số học.
Mã BCD tự nhiên thường có trọng số được
sắp theo thứ tự tăng dần.
Ví dụ: Mã BCD 8421
Mã BCD 5421
Mã hóa số thập phân
 Mã BCD số học là mã có tổng trọng số
luôn bằng 9.
Ví dụ: BCD → 2421
BCD → 5121
BCD → 84-2-1
Để tìm từ mã thập phân của số thập
phân, ta lấy bù từ mã nhị phân của số bù 9
tương ứng.
 Ví dụ: 3 → 0011
6 là bù 9 của 3
6 → 1100

Lấy nghịch đảo ta được: 0011
Vậy BCD số học có tính chất đối xứng
qua một trục.
Mã hóa số thập phân
 Mã BCD không có trọng số
Là loại mã không cho phép phân tích thành đa
thức theo cơ số của nó. Gọi là mã Gray, mã Gray thừa
3.
Đặc trưng của mã Gray là bộ mã mà trong đó
hai từ mã nhị phân đứng kế tiếp nhau chỉ khác nhau
một bit.
Ví dụ: Mã Gray Mã BCD 2421
2 → 0011 2 → 0010
3 → 0010 3 → 0011
4 → 0110 4 → 0100
Mã hóa số thập phân
GIỚI THIỆU CÁC BỘ MÃ
 Các mã BCD tự nhiên
91 1 0 01 1 0 01 0 0 1
81 0 1 11 0 1 11 0 0 0
71 0 1 01 0 1 00 1 1 1
61 0 0 11 0 0 10 1 1 0
51 0 0 01 0 0 00 1 0 1
40 1 1 10 1 0 00 1 0 0
30 1 1 00 0 1 10 0 1 1
20 1 0 10 0 1 00 0 1 0
10 1 0 00 0 0 10 0 0 1
00 0 1 10 0 0 00 0 0 0
Số thập phânBCD quá 3BCD 5421BCD 8421
GIỚI THIỆU CÁC BỘ MÃ

 Các mã BCD số học
91 1 1 11 1 1 11 1 1 1
81 0 0 01 1 1 01 1 1 0
71 0 0 11 1 0 11 1 0 1
61 0 1 01 1 0 01 1 0 0
51 0 1 11 0 0 01 0 1 1
40 1 0 00 1 1 10 1 0 0
30 1 0 10 0 1 10 0 1 1
20 1 1 00 0 1 00 0 1 0
10 1 1 10 0 0 10 0 0 1
00 0 0 00 0 0 00 0 0 0
Số thập phânBCD 84-2-1BCD 5121BCD 2421
GIỚI THIỆU CÁC BỘ MÃ
 Các mã BCD tự nhiên và mã Gray
1 1 0 1
1 1 0 0
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 1
0 1 1 0
0 0 1 0
0 0 1 1
0 0 0 1
0 0 0 0
Mã Gray
91 1 0 01 1 0 01 0 0 1
81 1 1 01 0 1 11 0 0 0
71 1 1 11 0 1 00 1 1 1
61 1 0 11 0 0 10 1 1 0
51 1 0 01 0 0 00 1 0 1

40 1 0 00 1 1 10 1 0 0
30 1 0 10 1 1 00 0 1 1
20 1 1 10 1 0 10 0 1 0
10 1 1 00 1 0 00 0 0 1
00 0 1 00 0 1 10 0 0 0
Số thập
phân
Mã Gray quá
3
BCD quá 3BCD 8421
2.1.2. Các phép tính số BCD
 Tính cộng
0001 0010 10001 0 0 0 0 0 0 0128
Số BCDSố nhị phânSố thập phân
 Do số BCD chỉ biểu diễn từ 0 → 9.
 Nếu số thập phân lớn hơn 9 thì chia số thập
phân thành nhiều đề-các.
 Mỗi đề-các được biểu diễn bằng 1 số BCD
tương ứng.
Tính cộng
5 → 0 1 0 1 7 → 0 1 1 1
3 → 0 0 1 1 5 → 0 1 0 1
8 → 1 0 0 0 12 → 1 1 0 0
số hiệu chỉnh → 0 1 1 0
0 0 0 1 0 0 1 0
1 2
• Tính trừ
A – B = A + B
7 → 0 1 1 1 0 1 1 1
5 → 0 1 0 1 1 0 1 0 ← bù 1 của 5

2 → 0 0 1 0 1 0 0 0 1
1 ← bù 2 của 5
0 0 1 0
Bù 1 là đổi bit 0 thành bit 1 và ngược lại.
Bù 2 là lấy bù 1 cộng thêm 1
2.2. CÁC BỘ CỘNG
2.2.1. Bộ cộng phân nửa H.A (Half Adder)
Thực hiện cộng 2 số nhị phân 1 bit
Qui tắc cộng:
0 + 0 = 0 nhớ 0
0 + 1 = 1 nhớ 0
1 + 0 = 1 nhớ 0
1 + 1 = 0 nhớ 1
(a) (b) (s) ©
a, b là số cộng.
s là tổng
c là số nhớ
H.A
a
b
s
c
Bộ cộng phân nửa H.A
 Bảng trạng thái mô tả hoạt động:
 Phương trình logic:
s = a.b + a.b = a ⊕ b
c = a.b
101 1
011 0
010 1

000 0
csa + b
Bộ cộng phân nửa H.A
 Mạch cộng này chỉ cho phép cộng 2 số nhị
phân 1 bit mà không cộng 2 số nhị phân
nhiều bit.
2.2.2. Bộ cộng toàn phần F.A
 Bảng trạng thái mô tả hoạt động:
111 1 1
101 0 1
100 1 1
010 0 1
101 1 0
011 0 0
010 1 0
000 0 0
C
n
S
n
a
n
b
n
C
n-1
Bộ cộng toàn phần F.A
 Phương trình logic:
S
n

= f(a
n
, b
n
, C
n-1
)
C
n
= f(a
n
, b
n
, C
n-1
)
Trong đó:
 C
n-1
: số nhớ của lần cộng trước đó.
 C
n
: số nhớ của lần cộng hiện tại.
 S
n
: Tổng hiện tại.
F.A
a
n
b

n
S
n
C
n
C
n-1