Bài giảng môn điện tử CNTT

Phần 3: Kỹ thuật mạch điện tử số.
Chương 1: Những khái niệm cơ bản về điện tử số
1. Tóm tắt đại số Bool.
2. Các mạch logic cơ bản.
3. Các phương pháp biểu diễn biến và hàm logic.
4. Tối thiểu hóa hàm logic.
5. Các phương pháp thực hiện hàm logic.
Chương 2: Các mạch tổ hợp.
1. Khái niệm
2. Mạch mã hóa và giải mã.
3. Mạch chọn kênh và tách kênh.
4. Mạch số học.
Chương 3: Các mạch dãy.
1. Khái niệm
2. Các phần tử nhớ cơ bản.
3. Các mạch đếm và chia tần.
4. Các thanh ghi và bộ nhớ.
1
Contents
Những khái niệm cơ bản về điện tử số 3
Các mạch tổ hợp 18
Hệ dãy 49
2
Những khái niệm cơ bản về điện tử số
Bài giảng số 1
 Thời lượng: 5 tiết.
 Tóm tắt nội dung :
 Đại số Boole
 Các mạch logic cơ bản
 Các phương pháp biểu diễn biến và hàm logic
 Tối thiểu hóa hàm logic

 Các phương pháp thực hiện hàm logic
1.1 Đại số Boole
Đại số Boole là môn đại số do George Boole sáng lập vào thập kỷ 70.
Là cơ sở lý thuyết, là công cụ cho phép nghiên cứu, mô tả, phân tích, thiết kế và xây dựng các
hệ thống số, hệ thống logic, mạch số ngày nay
Các định nghĩa
- Biến logic: là 1 đại lượng có thể biểu diễn bằng 1 ký hiệu nào đó, về mặt giá trị
chỉ lấy giá trị 0 hoặc 1.
- Hàm logic: là biểu diễn của nhóm các biến logic, liên hệ với nhau thông qua các
phép toán logic, về mặt giá trị cũng lấy giá trị 0 hoặc 1.
- Phép toán logic: Có 3 loại phép toán logic cơ bản:
o Phép Và - "AND"
o Phép Hoặc - "OR"
o Phép Đảo - "NOT"
1.2 Hàm và tính chất của các hàm logic cơ bản
1.2.1 Các hàm logic cơ bản
1.2.1.1 Hàm Hoặc - (OR)
F(A, B) = A + B
A B F
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
1.2.1.2 Hàm Và - (AND)
F(A, B) = A.B
A B F
0 0 0
0 1 0
1 0 0
3

1 1 1
1.2.1.3 Hàm đảo (phủ định) - (NOT)
F(A) =
A
A F
0 1
1 0
1.2.2 Tính chất của các hàm logic cơ bản
a. Tồn tại phần tử trung tính duy nhất trong phép toán "AND" và "OR"
- Phần tử trung tính của một phép toán là phần tử mà khi ta thực hiện phép toán
giữa phần tử này và 1 đại lượng bất kỳ nào đó thì kết quả thu được chính là bằng
đại lượng đó.
- Phần tử trung tính duy nhất của phép "AND" là 1.
- Phần tử trung tính duy nhất của phép "OR" là 0.
b. Tính chất giao hoán (Thử chứng minh cái xem sao :D)
A.B = B.A
A + B = B + A
c. Tính chất kết hợp (Thử chứng minh cái xem sao :D)
(A.B).C = A.(B.C) = A.B.C
(A + B) + C = A + (B + C) = A + B + C
d. Tính chất phân phối (Thử chứng minh cái xem sao :D)
(A + B).C = AC + B.C
(A.B) + C = (A + C).(B + C)
e. Tính chất không số mũ, không hệ số
  
n
AAA
++

= A


n
AAA
= A
f. Phép bù (Chứng minh đi)
AA
=
1
=+
AA
0.
=
AA
1.2.3 Định lý De Morgan
- Đảo của 1 “tổng” bằng “tích” các đảo thành phần.
)( ba
+
=
a
.
b
- Đảo của 1 “tích” bằng “tổng” các đảo thành phần.
).( ba
=
a
+
b

- Tổng quát:
4

), ,,,(.,
21
n
aaaf
+
= f( + , . ,
a
1,
a
2
, ,
a
n
)
1.2.4 Nguyên lý đối ngẫu
Cộng đối ngẫu với nhân: + ~ .
0 đối ngẫu với 1: 0 ~ 1
1.3 Các phương pháp biểu diễn hàm và biến logic
1.3.1 Biểu đồ Ven (Ơle)
- Mỗi biến logic chia không gian thành 2 không gian con.
- Không gian con thứ nhất, biến nhận giá trị đúng (=1), không gian con thứ còn lại,
biến nhận giá trị sai (=0).
VD: F = A AND B
A B
F
1.3.2 Biểu thức đại số
- Ký hiệu phép Và (AND): .
- Ký hiệu phép Hoặc (OR): +
- Ký hiệu phép Đảo (NOT): 
VD: F = A AND B hay F = A.B

1.3.3 Bảng thật
Bảng thật biểu diễn 1 hàm logic n biến có:
- (n+1) cột
- 2
n
hàng
Trong đó,
- (n+1) cột có
o n cột đầu tương ứng với n biến
o cột còn lại tương ứng với giá trị của hàm
- 2
n
hàng tương ứng với 2
n
giá trị của tổ hợp biến.
VD1: F = A AND B, hay F = A.B
A B F
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
5
VD2: F = A OR B, hay F = A + B
A B F
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
1.3.4 Bìa Các-nô
- Đây là cách biểu diễn tương đương của bảng thật.

- Trong đó, mỗi ô trên bìa tương ứng với 1 dòng của bảng thật.
- Tọa độ của ô xác định giá trị của tổ hợp biến.
- Giá trị của hàm được ghi vào ô tương ứng.
VD: F = A AND B
B
A 0 1
0 0 0
1 0 1
1.3.5 Biểu đồ thời gian
- Là đồ thị biểu diễn sự biến đổi theo thời gian của biến và hàm logic.
VD: F = A AND B
Ta có biểu đồ thời gian như sau:
1.3.6 Biểu diễn hàm logic dưới dạng chính quy
Một hàm logic thông thường được biểu diễn dưới 2 dạng:
o Tuyển: dạng tổng các tích
VD: f(a,b,c)=ab+acb+cb
o Hội: dạng tích các tổng
VD: f(a,b,c)=(a+b)(a+c+b)
Một hàm logic được gọi là biểu diễn dưới dạng chính quy nếu mỗi số hạng của nó đều có đầy
đủ các biến.
6
A
B
F
t
t
t
1
0
1

0
1
0
o Tuyển chính quy:
VD: f(a,b,c)=abc+
a
b
a
o Hội chính quy:
VD: f(a,b,c)=(a+b+c)(
a
+
b
+c)
Một hàm logic được gọi là biểu diễn dưới dạng không chính quy nếu như có ít nhất một biến
vắng mặt trong ít nhất một số hạng. Lúc này hàm được gọi là biểu diễn dưới dạng đơn giản hóa.
1.3.6.1 Tuyển chính quy
a. Định lý Shanon
Một hàm logic bất kỳ có thể được triển khai theo 1 trong các biến dưới dạng tổng của 2
tích logic như sau:
F(A
1
,A
2
, ,A
n
) =A
1
F(1,A
2

, ,A
n
)+
A
1
F(0,A
2
, ,A
n
)
VD: F(A,B) = A F(1,B)+
A
F(0,B)
= A(BF(1,1)+
B
F(1,0))+
A
(BF(0,1)+
B
F(0,0))
= ABF (1,1)+A
B
F(1,0)+
A
BF(0,1)+
A
B
F(0,0)
Kết luận: 1 hàm logic bất kỳ đều có thể chuyển về dạng tuyển chính quy nhờ áp dụng
định lý Shannon.

b. Cách áp dụng
Cách áp dụng nhanh định lý Shannon: Từ bảng thật, ta chỉ quan tâm tới giá trị của hàm
bằng 1. Với mỗi giá trị bằng 1, ta thành lập biểu thức tổ hợp tích các biến theo quy tắc
giá trị biến bằng 1 thì giữ nguyên, giá trị biến bằng 0 thì đảo. Biểu thức cuối cùng là
tổng của các tổ hợp biến nói trên.
VD:
A B C F
1
F
2
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 1 1
1 0 0 1 0
1 0 1 1 1
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1
F
1
=
A
B
C +
A
B
C
+
A
BC + A

B
C
+ A
B
C + AB
C
+ ABC
F
2
=
A
BC

+ A
B
C + ABC
1.3.6.2 Hội chính quy
a. Định lý Shanon
Một hàm logic bất kỳ có thể được khai triển theo một trong các biến dưới dạng tích của
hai tổng logic như sau:
F(A
1
, ,A
n
) = [ A
1
+ F(0, ,A
n
)][
A

1
+ F(1, ,A
n
)]
VD:
7
F(A,B) = [A + F(0,B)][
A
+ F(1,B)]
={A + [B + F(0,0)][
B
+ F(0,1)]}{
A
+ [B + F(0,1)][
B
+ F(1,1)]}
=[A + B + F(0,0)][A +
B
+ F(0,1)][
A
+ B + F(1,0)][
A
+
B
+ F(1,1)]
VD:
F(A,B) = A.B
= (A + B)(A +
B
)(

A
+ B)
F(A,B,C) = ABC
Kết luận: 1 hàm logic bất kỳ đều có thể chuyển về dạng hội chính quy nhờ áp dụng định
lý Shannon.
b. Cách áp dụng
Cách áp dụng nhanh định lý Shannon: Từ bảng thật, ta chỉ quan tâm tới giá trị của hàm
bằng 0. Với mỗi giá trị bằng 0, ta thành lập biểu thức tổ hợp tổng các biến theo quy tắc
giá trị biến bằng 1 thì đảo, giá trị biến bằng 0 thì giữ nguyên. Biểu thức cuối cùng là tích
của các tổ hợp biến nói trên.
VD:
A B C F
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1

F=(A + B +C)(A + B +
C
)(A +
B
+C)(A +
B
+
C
)(

A
+
B
+ C)(
A
+ B + C)(
A
+ B +
C
)
1.3.7 Biểu diễn hàm logic dưới dạng số
1.3.7.1 Tuyển chính quy
Dạng tuyển chính quy quan tâm tới những tổ hợp biến mà tại đó hàm nhận giá trị băng
1
Việc biểu diễn hàm tuyển chính quy dưới dạng số liệt kê các tổ hợp biến mà tại đó hàm
có giá trị bằng 1.
VD: F(A,B) = R(3)
Trong đó, 3 tương ứng với tổ hợp biến AB = 11.
A B F
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
F = AB
8
VD: F
1
(A,B)= R(1,3)
Trong đó, 1, 3 tương ứng với tổ hợp biến AB = 01, 11.
A B F

1
0 0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1
F
1
(A,B) =
A
B + AB
F
2
(A,B,C) = R(1,2,4,6)
Trong đó, 1, 2, 4, 6 tương ứng với tổ hợp biến ABC = 001, 010, 100, 110.
A B C F
2
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 1 0 1
1 1 1 0

F
2
(A, B, C) =
CABCBACBACBA
+++

1.3.7.2 Hội chính quy
Dạng hội chính quy quan tâm tới những tổ hợp biến mà tại đó hàm nhận giá trịbằng 0.
Việc biểu diễn hàm logic hội chính quy dưới dạng số liệt kê các tổ hợp biến mà tại đó
hàm có giá trị bằng 0.
F(A,B,C) =I(0,3,5,7)
A B C F
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 1 0 1
1 1 1 0

F = (A + B + C)(A +
B
+
C
)(
A
+ B +
C
)(
A
+
B
+
C
)

9
1.4 Tối thiểu hóa các hàm logic
Một hàm logic được gọi là tối thiểu hoá nếu như nó có số lượng số hạng ít nhất và số lượng
biến ít nhất.
Mục đích của việc tối thiểu hoá: Mỗi hàm logic có thể được biểu diễn bằng các biểu thức logic
khác nhau. Mỗi 1 biểu thức logic có một mạch thực hiện tương ứng với nó. Biểu thức logic
càng đơn giản thì mạch thực hiện càng đơn giản.
Có hai phương pháp để tối thiểu hoá hàm logic:
o Phương pháp đại số
o Phương pháp bìa Các-nô
1.4.1 Phương pháp đại số
1.4.1.1 Sử dụng các tính chất của đại số Boole
AB + A
B
= A
⇔
(A + B)(A +
B
) = A
A + AB = A
⇔
A(A +B) = A
A +
A
B = A + B
⇔
A(
A
+ B) = AB
CM:

AB + A
B
= A(B +
B
) = A.1 = A
A + AB = A(1 +B) = A.1 = A
A +
A
B = (A +
A
)(A + B)
= 1(A +B)
= A + B
1.4.1.2 Quy tắc tối thiểu hoá
Sử dụng phương pháp nhóm số hạng
VD:
F(A,B,C,D) = ABC + AB
C
+ A
B
CD
= AB(C +
C
) + A
B
CD
= AB + A
B
CD
= A(B +

B
CD)
= A(B + CD)
= AB + ACD
Thêm 1 số hạng đã có vào biểu thức:
F(x,y,z) = xyz +
x
yz + xy
z
+ x
y
z
= xyz +
x
yz + xyz

+ xy
z
+ xyz + x
y
z
= yz + xy + xz
Loại bỏ đi số hạng thừa
F(A,B,C) = AB +
B
C + AC
10
⇒
AC là số hạng thừa
Ta có:

F = AB +
B
C + AC (B +
B
)
= AB +
B
C

+ ACB + AC
B
= AB + ABC +
B
C + A
B
C
= AB(1 + C) +
B
C(1 + A)
= AB +
B
C
1.4.2 Phương pháp sử dụng Bìa Các-nô
1.4.2.1 Quy tắc lập bìa Các-nô
2 ô liền kề nhau chỉ sai khác nhau 1 giá trị của 1 biến (tương ứng với tổ hợp biến khác nhau 1
giá trị)
Bìa Các-nô có tính không gian
a. Bìa Các-nô dành cho 2 biến:
B
A

0 1
0
1
b. Bìa Các-nô dành cho 3 biến:
B
C
00 01 11 10
0
1
11
A
B
C
c. Bìa Các-nô dành cho 4 biến:
C
D
00 01 11 10
00
01
11
10
1.4.2.2 Quy tắc nhóm:
Quy tắc sau phát biểu cho kết quả nhóm ở dạng tuyển chính quy. Muốn kết quả nhóm ở
dạng hội chính quy thì phải chuyển tương ứng.
Ta nhóm các ô liền kề mà giá trị của hàm cùng bằng 1 lại với nhau, sao cho số lượng các ô
trong nhóm là lớn nhất có thể được, đồng thời số lượng ô trong nhóm phải là luỹ thừa của 2 (1,
2, 4, 8, 16…) và hình dạng của nhóm phải là hình chữ nhật hoặc vuông.
Số lượng ô trong nhóm liên quan đến số lượng biến có thể loại bỏ đi được.
o Nhóm có 1 ô: không loại được biến nào
o Nhóm có 2 ô: loại được 1 biến

o Nhóm có 4 ô: loại được 2 biến
o Nhóm có 8 ô: loại được 3 biến
o Nhóm có 2
n
ô: loại được n biến
Biến nào nhận được giá trị ngược nhau trong nhóm thì biến đó sẽ bị loại.
Khi nhóm thì các nhóm có thể trùng nhau một vài phần tử nhưng không được trùng hoàn toàn
và phải nhóm hết các ô bằng 1.
Số lượng nhóm chính bằng số lượng số hạng sau khi đã tối thiểu hoá (mỗi nhóm tương ứng với
1 số hạng).
VD: Cho hàm logic:
F (A,B,C) =
A
B
C +
A
B
C
+ A
B
C
+ A
B
C + ABC + AB
C
B
C
00 01 11 10
0 0 1 0 1
12

1 1 1 1 1
VD: Cho hàm logic:
F(A,B,C,D) =
A
B
C
D + A
B
C
D +
A
B
C
D
+ ABC
D
+ AB
C
D + AB
C
D
+
A
BC
D
+ A
B
C
D
Biểu diễn hàm bằng bìa Cacno, ta có:

C
D
00 01 11 10
00 0 1 0 1
01 0 0 0 1
11 1 1 0 1
10 0 1 0 1
F =
DCBCABDC
++
1.4.2.3 Rút gọn dùng bìa Các-nô cho các trường hợp không xác định
Ta mới chỉ xét giá trị của hàm là xác định. Tuy nhiên có thể xảy ra trường hợp ứng với tập hợp
biến nào đó, ta không sử dụng, khi đó, giá trị của hàm là không xác định tại tổ hợp biến đó.
Nếu xác định, giá trị của hàm chỉ là 0 hoặc 1
Khi tối thiểu hóa bằng bìa Các-nô, ta vẫn nhóm bình thường, và có thể nhóm kèm các ô 1 với
các ô không xác định. Tuy nhiên, không được có nhóm nào chỉ có toàn các ô không xác định, vì
nếu không sẽ được biểu thức không tối thiểu.
Với các ô không xác định, ta kí hiệu –
Chú ý: Không cần nhóm hết các ô không xác định, chỉ cần nhóm hết các ô bằng 1 và sao cho
nhóm càng lớn và số nhóm càng ít càng tốt.
VD:
C
D
00 01 11 10
00 1 1
01 1 1
11 - - - -
10 - -
13
1.5 Các phương pháp thực hiện hàm logic

Thành phần cơ bản cấu thành máy tính và các mạch số khác là các phần tử logic.
Phần tử logic có khả năng suy luận, đưa ra các quyết định ở mức độ đơn giản. Có 3 loại phần tử
logic cơ bản:
o AND
o OR
o NOT.
Một phần tử logic thưc hiện chức năng rất đơn giản nhưng việc kết nối nhiều phần tử logic lại
với nhau thì lại tạo thành mạch lớn và thực hiện được những chức năng phức tạp.
Mạch thực hiện của một phần tử logic là mạch điện tử thực hiện chức năng của phần tử logic
đó.
1.5.1 Thực hiện phần tử hoặc, và dùng diode.
Ký hiệu diode
Chức năng: cho dòng điện đi qua theo 1 chiều từ A đến K.
Hoạt động:
o Nếu U
A
> U
K
, I
AK
> 0, diode làm việc ở chế độ Thông
A
K
o Nếu U
A
≤ U
K
, I
AK
= 0, diode làm việc ở chế độ Tắt

A
K
 Xét mạch:

Giả sử lấy TTL làm chuẩn cho hoạt động của mạch, ta đặt điện áp lần lượt là 0
v
và 5
v
vào 2 đầu
vào A và B, sau đó đo điện áp tại đầu ra S. Ta được:
14
U
A
U
B
U
S
A B S
0 0 0 D
A
, D
B
tắt 0 0 0
0 5 5 D
A
tắt, D
B
thông
→
0 1 1

5 0 5 D
A
thông, D
B
tắt 1 0 1
5 5 5 D
A
, D
B
thông 1 1 1
Ta có: S = A + B
Kết luận: Đây là mạch thực hiện phần tử hoặc hai đầu vào sử dụng diode.
 Xét mạch:
Giả sử lấy TTL làm chuẩn cho hoạt động của mạch, ta đặt điện áp lần lượt là 0
v
và 5
v
vào 2 đầu
vào A và B, sau đó đo điện áp tại đầu ra S. Ta được:
U
A
U
B
U
S
A B S
0 0 0 D
A
, D
B

thông 0 0 0
0 5 0 D
A
thông, D
B
tắt
→
0 1 0
5 0 0 D
A
tắt, D
B
thông 1 0 0
5 5 5 D
A
, D
B
tắt 1 1 1
Ta có: S = A . B
Kết luận: Đây là mạch thực hiện phần tử và hai đầu vào sử dụng diode.
1.5.2 Mạch thực hiện phần tử đảo dùng transistor
Có 2 loại transistor:
o NPN
o PNP
15
Transistor có 3 cực:
o B: Base – cực gốc
o C: Collector – cực góp
o E: Emitter – cực phát
Chức năng: Dùng để khuếch đại (thông) dòng I

C
bằng việc điều khiển dòng I
B
.
Hoạt động:
o I
B
= 0, Transistor làm việc ở chế độ Không khuếch đại (tắt), I
C
= 0.
o I
B
> 0, Transistor làm việc ở chế độ Khuếch đại (thông), I
C
= β I
B
, trong đó,
β là hệ số khuếch đại.
 Xét mạch:
Giả sử lấy TTL làm chuẩn cho hoạt động của mạch, ta đặt điện áp lần lượt là 0
v
và 5
v
vào đầu
vào A và chọn R
b
đủ nhỏ sao cho T thông bão hòa, sau đó đo điện áp tại đầu ra S. Ta được:
U
A
U

S
A S
0 5 T tắt
→
0 1
5 0 T thông 1 0
Ta có: S =
A
Kết luận: Đây là mạch thực hiện phần tử đảo một đầu vào sử dụng transistor.
16
17
Các mạch tổ hợp
Bài giảng số 1
 Thời lượng: 10 tiết.
 Tóm tắt nội dung :
 Khái niệm về mạch số học
 Xây dụng bộ mã hóa, giải mã
 Xây dựng bộ phân kênh, chọn kênh (Mux-Demux)
 Các mạch số học : cộng, trừ, nhân, chia, so sánh
1.6 Khái niệm:
Hệ thống số (hệ thống logic) gồm 2 loại:
o Hệ tổ hợp
 Hệ tổ hợp là hệ mà tín hiệu ra chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào tại
thời điểm hiện tại.
 Hệ tổ hợp còn được gọi là hệ không nhớ
 Hệ tổ hợp chỉ cần thực hiện bằng những phần tử logic cơ bản
o Hệ dãy
 Hệ dãy là hệ mà tín hiệu ra không chỉ phụ thuộc tín hiệu vào tại thời
điểm hiện tại mà còn phụ thuộc vào quá khứ của tín hiệu vào.
 Hệ dãy còn được gọi là hệ có nhớ

 Mạch thực hiện của hệ dãy bắt buộc phải có các phần tử nhớ. Ngoài
ra còn có thể có thêm các phần tử logic cơ bản.
Nguyên tắc:
1 hệ tổ hợp phức tạp có thể thực hiện bằng cách mắc các phần tử logic cơ bản theo nguyên tắc
như sau :
o Đầu ra của một phần tử logic có thể nối vào một hoặc nhiều đầu vào của
các phần tử logic cơ bản khác.
o Không được nối trực tiếp 2 đầu ra của 2 phần tử logic cơ bản lại với nhau.
18
1.7 Một số hệ tổ hợp cơ bản.
Trên thực tế có rất nhiều các ứng dụng hệ tổ hợp khác nhau. Ở đây chỉ giới thiệu một vài hệ tổ
hợp cơ bản, hay được sử dụng và xuất hiện nhiều nhất.
1.7.1 Bộ mã hóa
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.
Thí dụ:
Đối tượng Từ mã thập
phân
Từ mã nhị phân
A 0 00
B 1 01
C 2 10
D 3 11
Chức năng: thực hiện việc mã hóa các tín hiệu tương ứng với các đối tượng thành các
từ mã nhị phân.
Thí dụ:
1.7.1.1 Thiết kế bộ mã hóa
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. Mỗi khi có 1 phím được nhấn, bộ mã hóa phải cho ra 1 từ mã
tương ứng.
19
Đối tượng Từ mã
Bộ mã
hóa
tín
hiệu
tín
hiệu
Bộ
mã
hóa
A
B
C
D
S
0
S
1
Sơ đồ khối: Một bộ 9 phím, phải sử dụng 4 bit để mã hóa. Vậy có 4 đầu ra, 9 đầu vào.
Mã hóa ưu tiên:
o 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.
Nhận xét:
o Mỗi phím được nhấn, tín hiệu đầu vào tương ứng với phím có mức logic
bằng 1. Ngược lại bằng 0.
o Bộ mã hóa căn cứ vào tín hiệu đầu vào nào bằng 1, tiến hành mã hóa và
cho ra đầu ra là từ mã tương ứng.

o Để mã hóa 9 phím, ta sử dụng 4 bit. Vì vậy, Bộ mã hóa bàn phím 9 phím
sẽ có 9 đầu vào tín hiệu tương ứng với 9 phím, và có 4 đầu ra tương ứng
với từ mã 4 bit cần đưa ra.
Bảng mã hóa:
P A B C D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1

0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Lập biểu thức đầu ra phụ thuộc đầu vào:
o A = 1 khi P
8
hoặc P
9
được nhấn (VÀ CÁC PHÍM P1…P7 KHÔNG
NHẤN), tức là khi P
8
= 1 hoặc P
9

= 1
Vậy A = P
8
+ P
9
.
o B = 1 khi P
4
hoặc P
5
hoặc P
6
hoặc P
7
được nhấn (VÀ CÁC PHÍM P1…P3
KHÔNG NHẤN), tức là khi P
4
= 1 hoặc P
5
= 1 hoặc P
6
= 1 hoặc P
7
= 1
Vậy B = P
4
+ P
5
+ P
6

+ P
7
.
20
P
1
P
2
P
9
BMH
bàn
phím
9 phím
V
cc
A
B
C
D
o C = 1 khi P
2
hoặc P
3
hoặc P
6
hoặc P
7
được nhấn, tức là khi P
2

= 1 hoặc P
3
=
1 hoặc P
6
= 1 hoặc P
7
= 1
Vậy C = P
2
+ P
3
+ P
6
+ P
7
.
o D = 1 khi P
1
hoặc P
3
hoặc P
5
hoặc P
7
hoặc P
9
được nhấn, tức là khi P
1
= 1

hoặc P
3
= 1 hoặc P
5
= 1 hoặc P
7
= 1 hoặc P
9
= 1
Vậy D = P
1
+ P
3
+ P
5
+ P
7
+ P
9
.
Vẽ mạch:
1.7.2
1.7.3 Bộ giải mã
Chức năng:
o Bộ giải mã thực hiện chức năng ngược với bộ mã hóa.
o 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.
o Từ từ mã xác định được tín hiệu tương ứng với đối tượng đã mã hóa.
21
1

≥
1
≥
1
≥
1
≥
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
6
P
7
P
8
P
9
D
C
B
A
BGM

Từ mã
Tín hiệu
xác định
đối tượng
Có 2 trường hợp giải mã:
o Giải mã cho 1 từ mã (cấu hình)
Nguyên lý: ứng với một tổ hợp cần giải mã ở đầu vào thì đầu ra bằng 1,
các tổ hợp đầu vào còn lại, đầu ra bằng 0.
o Giải mã cho toàn bộ mã:
Nguyên lý: ứng với một tổ hợp nào đó ở đầu vào thì 1 trong các đầu ra
bằng 1, các đầu ra còn lại bằng 0.
Thí dụ: với bộ giải mã cho toàn bộ từ mã có 2 đầu vào 4 đầu ra như sau,
thì với AB=00, đầu ra S
0
= 1, còn S
1
, S
2
, S
3
= 0. Tương tự với các giá trị
AB còn lại.
1.7.4 Bộ giải mã BCD (Binary Coding Decimal)
BCD: Dùng hệ nhị phân để mã hóa hệ thập phân
Mã hóa BCD: Bảng mã
Xác định đầu vào, đầu ra cho bộ giải mã BCD
o Vào: từ mã nhị phân 4 bit
22
A
B

S
B
G
M
A
B
S
0
S
1
S
2
S
3
B
G
M
Chữ số thập
phân
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Từ mã nhị phân

0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
o Ra: các tín hiệu tương ứng với các số nhị phân mà từ mã mã hóa
o Do có 4 bit, nên có 16 tổ hợp. Ta chỉ sử dụng 10 tổ hợp, còn 6 tổ hợp
không sử dụng đến, ta coi là không xác định. Nhờ đó ta có thể tối thiểu hóa
các biểu thức của đầu ra.
23
S
0
S
1
S
9
Bộ GM
BCD
A
B
C
D
Bảng thật:
ABCD S
0

S
1
S
2
S
3
S
4
S
5
S
6
S
7
S
8
S
9
0000 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0001 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0010 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0011 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0100 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0101 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0110 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0111 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
1000 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1001 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1010 - - - - - - - - - -
1011 - - - - - - - - - -

1100 - - - - - - - - - -
1101 - - - - - - - - - -
1110 - - - - - - - - - -
1111 - - - - - - - - - -
Tìm biểu thức của từng đầu ra phụ thuộc vào đầu vào
o S
0
(A,B,C,D)=
A
B
C
D
C
D
00 01 11 10
00 1 0 0 0
01 0 0 0 0
11 - - - -
10 0 0 - -
o S
1
(A,B,C,D)=
A
B
C
D
C
D
00 01 11 10
00 0 1 0 0

01 0 0 0 0
11 - - - -
10 0 0 - -
24
o S
2
(A,B,C,D)=
B
C
D
C
D
00 01 11 10
00 0 0 0 1
01 0 0 0 0
11 - - - -
10 0 0 - -
o S
3
=
B
CD
C
D
00 01 11 10
00 0 0 1 0
01 0 0 0 0
11 - - - -
10 0 0 - -
S

4
=B
C
D
C
D
00 01 11 10
00 0 0 0 0
01 1 0 0 0
11 - - - -
10 0 0 - -
o S
5
=B
C
D
C
D
00 01 11 10
00 0 0 0 0
01 0 1 0 0
11 - - - -
10 0 0 - -
25