chap03 combcir vanlangembeddedsystems mạch tổ hợp p2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (933.96 KB, 67 trang )
LẬP TRÌNH
HỆ THỐNG NHÚNG
CƠ BẢN
Chương 03: Mạch Tổ hợp
P2
GV:
Email:
Nguyễn Ngọc Tú
Nội dung
NNTu
Trạng thái Hi-Z
Các mạch tổ hợp cơ bản.
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
2
Ngõ xuất trở kháng cao
NNTu
Hi-Impedance
Cổng logic:
1,0
Không thể kết nối chung - BUS
Truyền một chiều.
Logic 3 trạng thái có thêm 1 trạng thái thứ 3: trở kháng cao
Z/Hi-Impedance (Hi-Z).
Có trạng thái Hi-Z :
1, 0 Æ 1, 0, Hi-Z
Kết nối chung nhiều tuyến
Truyền 2 chiều
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
3
Hi-Z
NNTu
Thế nào là trạng thái Hi-Z ?
Hi-Z tương tự như trạng thái mạch hở/không kết nối
(disconnected).
Hi-Z có thể áp dụng cho bất cứ cổng logic nào nhưng thường
chỉ giới hạn trong:
Bộ đệm 3 trạng thái
Cổng truyền dữ liệu,
Có thêm tín hiệu điều khiển.
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
4
Bộ đệm 3 trạng thái
NNTu
IN data input,
Ký hiệu
EN control input.
EN = 0, giá trị ngõ ra là Hi-Z.
IN
OUT
EN = 1, ngõ xuất có giá trị phụ
thuộc X
EN
Variations:
Bảng sự thật
Ngõ vào IN có thể là dạng “tích
EN IN OUT
cực mức thấp”.
Tín hiệu điều khiển EN cũng có
0
X
Hi-Z
thể tích cực ở mức thấp.
1
0
0
Dấu ‘o’ trước ký hiệu đầu
1
1
1
vào
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
5
Phân giải 3 trạng thái
Nối 2 bộ đệm 3 trạng thái B1 và B0
tạo đầu ra OUT
Giá trị đầu vào của bộ đệm có thể là
bất cứ dạng nào của 0-1.
Luật: ngõ ra của một bô đệm phải là
Hi-Z ?
Tồn tại bao nhiêu tổ hợp giá trị đúng
cho đầu ra ?
Luật nào cho ngõ xuất OUT cho đầu
3 dây ?
Bao nhiêu tổ hợp ?
NNTu
Bảng trạng thái
B1
B0
OUT
0
Hi-Z
0
1
Hi-Z
1
Hi-Z
0
0
Hi-Z
1
1
Hi-Z
Hi-Z
Hi-Z
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
6
Mạch logic 3 trạng thái
Hàm chọn dữ liệu: s = 0 Æ OL = IN0, ngược lại OL = IN1
Bộ đệm 3 trạng thái:
EN0
IN0
EN1
IN1
OL
IN0
0
X
1
0
0
0
X
1
1
1
1
0
0
X
0
1
1
0
X
1
0
X
0
X
X
S
EN0
OL
IN1
EN1
EN0 = S , EN1 = S, một trong hai bộ đệm luôn ở trạng thái Hi-Z
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
7
Các cổng truyền dữ liệu
Chuyển mạch điện tử: kết nối hoặc không
X
C
X
TG
C
(a)
Y
C5 1 , C
(b)
Y
5 0
X
X
C5 0 , C
(c)
TG
Y
Y
51
C
(d)
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
8
Các cổng truyền dữ liệu (TG)
NNTu
Thông thường coi X như ngõ vào, Y là ngõ xuất. C và C là
ngõ điều khiển.
Như vậy có bộ đệm 3 trạng thái sau:
C = 1, Y = X (X = 0 - 1)
C = 0, Y = Hi-Z
Phải đảm bảo và nắm vững hoạt động khi thiết kế. X, Y có
thể thay đổi vai trò cho nhau vì có thể chuyển dữ liệu theo
hai huớng
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
9
Mạch TG
Exclusive OR F = A + C
A
TG0
A C TG1
C
F
TG0
F
0 0 No path Path
0
0 1 Path
TG1
No path 1
1 0 No path Path
1 1 Path
(a)
1
No path 0
(b)
Cơ sở hiện thực mạch XOR như trên dựa vào các ngõ điều
khiển
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
10
Hàm cơ bản
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
11
Ký hiệu tuyến - Bus
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
12
Trị cố định
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
13
Cho phép “chuyển dữ liệu”
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
14
Chuyển mã BCD đến LED 7 đọan
BCD-to-Seven-Segment
Hiển thị 7 đọan:
7 LEDs (Light Emitting Diodes), mỗi đọan được điều
khiển bởi một ngõ vào
a
1 - “on”, 0 - “off”
f
b
Làm sao hiển thị số “3”?
a, b, c, d, g
e, f
-1
-0
g
e
c
d
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
15
Chuyển mã BCD đến LED 7 đọan
BCD-to-Seven-Segment
Đầu vào là mã 4-bit BCD Æ 4 (w, x, y, z).
Đầu ra là mã 7-bit (a,b,c,d,e,f,g) cho phép hiển thị
(sáng) các thanh tương ứng.
Ví dụ:
Input: 0000BCD
Xuất: 1111110
(a=b=c=d=e=f=1, g=0)
a
f
g
e
b
c
d
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
16
7-Segment
display
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6
C0
C5
C6
C4
C3
C1
BCD-to-7-segment
control signal
decoder
C2
C C C C C C C
0 1 2 3 4 5 6
A
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
B
C
D
17
Chuyển mã BCD đến LED 7 đọan
BCD-to-Seven-Segment
Số
wxyz
abcdefg
Số
wxyz
abcdefg
0
0000
1111110
8
1000
1111111
1
0001
0110000
9
1001
111X011
2
0010
1101101
1010
XXXXXXX
3
0011
1111001
1011
XXXXXXX
4
0100
0110011
1100
XXXXXXX
5
0101
1011011
1101
XXXXXXX
6
0110
X011111
1110
XXXXXXX
7
0111
11100X0
1111
XXXXXXX
??
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
18
Bộ giải mã (Decoder)
Mạch tổ hợp chuyển đổi số nhị phân từ n ngõ vào
đã được mã hóa sang tối đa 2n ngõ ra
Æ n-to- 2n decoder
n-to-m decoder, m ≤ 2n
Ví dụ:
NNTu
BCD-to-7-segment decoder, với n=4 và m=10
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
19
Bộ giải mã
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
20
Bộ giải mã 1-2
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
21
Bộ giải mã 2-to-4
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
22
Bộ giải mã 2-to-4 (mức thấp)
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
23
Bộ giải mã 3-to-8
data
address
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
24
Bộ giải mã 3-to-8
Có 3 đầu vào A0, A1, A2, giải mã thành 8 ngõ ra: D0 .. D7
Mỗi ngõ ra Di mô tả tương ứng 1 minterm của 3 đầu vào.
Di = 1 khi tương ứng mã nhị phân A2A1A0 = i
D i = mi
Giá trị ngõ ra loại trừ lẫn nhau: chỉ một ngõ ở mức 1 và
các ngõ khác là 0..
NNTu
Hệ Thống Nhúng - Embedded Systems (W 2008)
25
