Kỹ thuật điện tử số chương 6 hệ tổ hợp

1
I. Khái niệm:

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 có nhớ

Hệ tổ hợp chỉ cần thực hiện bằng những phần tử
logic cơ bản
2
II. Một số hệ tổ hợp cơ bản:
1. Bộ mã hóa
2. Bộ giải mã
3. Bộ ghép kênh
4. Bộ tách kênh
5. Mở rộng số ngõ vào-ra cho mạch tổ hợp
6. Mạch tạo - kiểm Parity
3
1. Bộ mã hoá:(Encoder)

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:
4

Chức năng: thực hiện việc mã hóa các tín hiệu tương ứng
với các đối tượng thành các từ mã nhị phân.


Thí dụ:
Đối tượng Từ mã
Bộ mã hóa
tín hiệutín hiệu
Bộ mã hóa
A
B
C
D
S
0
S
1
5
1.1. Bộ mã hóa từ 4 sang 2:
E I
0
I
1
I
2
I
3
O
1
O
0
0 x x x x x x
1 1 0 0 0 0 0

1 0 1 0 0 0 1
1 0 0 1 0 1 0
1 0 0 0 1 1 1
Hàm số biểu diễn ngõ vào – ra:
O
0
= I
1
+ I
3
O
1
= I
2
+ I
3
6
Mạch điện:

7
1.2. Bộ mã hóa từ 8 sang 3:
I
0
I
1
.
.
I
7

EN
1

EN
2
O
0

O
1
O
2
EN
1
EN
2
I
0
I
1
I
2


I
3
I
4
I

5
I
6


I
7
O
2
O
1
O
0
0 x x x x x x x x x x x x
x 0 x x x x x x x x x x x
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0
1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1
Hàm số biểu diễn:
O
0
= I
1
+ I
3

+ I
5
+ I
7
O
1
= I
2
+ I
3
+ I
6
+ I
7
O
2
= I
4
+ I
5
+ I
6
+ I
7
8
Mạch điện:
9

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.
1.3. Bộ mã hóa bàn phím:
10

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.
P
1
P
2
P
9
BMH
bàn
phím

9 phím
V
cc
A
B
C
D
11

Bảng mã hóa:
12

Lập biểu thức đầu ra phụ thuộc đầu vào:

A = 1 khi P
8
hoặc P
9
được nhấn, tức là khi P
8
= 1 hoặc P
9
= 1
Vậy A = P
8
+ P
9

B = 1 khi P
4

hoặc P
5
hoặc P
6
hoặc P
7
được 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

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

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: …
13
2. Bộ giải mã:(Decoder)

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.
14

Giải mã cho 1 từ mã:

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.

VD: S = 1 nếu (AB) = (10), S = 0 nếu (AB) ≠ (10)

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.
A
B
S
B
G
M
A
B

S
0
S
1
S
2
S
3
B
G
M
* Hai trường hợp giải mã
15
2.1. Bộ giải mã từ 2 sang 4:
I
0
I
1

EN
O
0

O
1
O
2

O
3

EN I
1
I
0
O
0
O
1
O
2
O
3
0 x x 0 0 0 0
1 0 0 1 0 0 0
1 0 1 0 1 0 0
1 1 0 0 0 1 0
1 1 1 0 0 0 1
0 1
0 . .
o
EN I I
=
2 0 1
0 . .EN I I
=
1 0 1
0 . .EN I I
=
3 0 1
0 . .EN I I

=


Hàm số biểu diễn:
16
Mạch điện:
17
2.2. Bộ giải mã từ 3 sang 8:
Hàm số biểu diễn:
EN
1
EN
2
I
2
I
1
I
0
O
0
O
1
O
2
O
3
O
4
O

5
O
6
O
7
0 x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0
x 1 x x x 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0
1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0
1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
2
0 0 1 2
0 . . .EN EN I I I
=
6 1 2 0 1 2
0 . . .EN EN I I I
=
1 1 2 0 1 2
0 . . . .EN EN I I I
=
7 1 2 0 1 2
0 . . . .EN EN I I I
=

18

Mạch điện:
19
2.3. Bộ giải mã BCD sang thập phân:

BCD: mã hóa số nguyên thập phân bằng nhị phân
20

Xác định đầu vào và đầu ra:

Vào: từ mã nhị phân 4 bit (⇒ có 16 tổ hợp)

Ra: các tín hiệu tương ứng với các số nhị phân mà từ mã mã
hóa

Ta chỉ sử dụng 10 tổ hợp, còn 6 tổ hợp không sử dụng đến được
coi là không xác định.
BCD – Binary Coding Decimal
21
22
23
24
25