Bài giảng Nhập môn mạch số - Chương 5: Mạch tổ hợp. Các mạch khác

CHƯƠNG 5: MẠCH TỔ HỢP –
CÁC MẠCH KHÁC
NHẬP MÔN MẠCH SỐ
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 2
Mạch giải mã (Decoder)/ Mạch mã hoá (Encoder)
Mạch dồn kênh (Multiplexer)/ Mạch chia kênh
(Demultiplexer)
 Thiết kế mạch logic sử dụng Mux
Mạch tạo Parity/ Mạch kiểm tra Parity
Mạch so sánh (Comparator)
Nội dung
Mạch giải mã (Decoder)
 Nhiều ngõ vào/ nhiều ngõ ra
 Ngõ vào (n) thông thường ít hơn ngõ ra (m)
 Chuyển mã ngõ vào thành mã ngõ ra
 Ánh xạ 1-1:
Mỗi mã ngõ vào chỉ tạo ra một mã ngõ ra
 Các mã ngõ vào:
Mã nhị phân
Your Code!
 Các mã ngõ ra:
1-trong-m
 Gray Code
 BCD Code
enable 
inputs
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 3
Mạch giải mã nhị phân
(Binary Decoders)
Mạch giải mã n-ra-2n: n ngõ vào và 2n ngõ ra
Mã đầu vào: n bit nhị phân
Mã đầu ra: 1-trong-2n
 Ví dụ: n=2, mạch giải mã 2-ra-4
Chú ý “x” (kí hiệu ngõ vào don’t care)
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 4
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 5
Chip 74x139: Giải mã nhị phân 2-to-4
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 6
Chip 74x139: Giải mã nhị phân 2-to-4
Bảng sự thật
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 7
Chip 74x138: Giải mã nhị phân 3-to-8
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 8
Chip 74x138: Giải mã nhị phân 3-to-8
Ghép mạch giải mã
Mạch giải mã 4-to-16
11/2/2017 9Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved.
Ứng dụng của mạch giải mã
Một ứng dụng phổ biến là giải mã địa chỉ cho các chip 
nhớ
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 10
LED 7 đoạn (7-segment display)
 LED 7 đoạn là cách phổ biến để hiển thị số thập phân
hoặc số thập lục phân
Sử dụng LED cho mỗi đoạn
Bằng cách điều khiển dòng điện qua mỗi LED, một số đoạn sẽ
sáng và một số tắt, từ đó tạo nên số mong muốn
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 11
Giải mã BCD ra LED 7 đoạn
 Chuyển số BCD sang thông tin thích hợp để hiển thị trên
đèn 7 đoạn
11/2/2017 12Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved.
Mạch mã hoá (Encoder)
input 
code
output 
code
ENCODER
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 13
 Nhiều ngõ vào/ nhiều ngõ ra
 Chức năng ngược lại với mạch
giải mã
 Outputs (m) ít hơn inputs (n)
 Chuyển mã ngõ vào thành mã
ngõ ra
Decoder Encoder
 2n-ra-n
 Input code: 1-trong-2n
 Output code: Mã nhị phân
 n-ra-2n
 Input code: Mã nhị phân
 Output code:1-trong-2n
Mạch giải mã nhị phân
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 14
Mạch giải mã Vs Mạch mã hóa
Mạch mã hóa nhị phân
Mạch mã hoá nhị phân
(Binary Encoder)
 2n-ra-n encoder: 2n ngõ vào và n ngõ ra
Input code: 1-trong-2n
Output code: Mã nhị phân
Ứng dụng:
Mạch mã hóa tín hiệu
Mạch mã hóa ưu tiên
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 15
Mạch mã hoá tín hiệu nhị phân
(Binary Encoder)
Mạch mã hóa 8-to-3
Mạch logic
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 16
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I0 
I7
Y1
Y0
Y2
Bảng sự thật
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 17
Mạch giải mã (Decoder)/ Mạch mã hoá (Encoder)
Mạch dồn kênh (Multiplexer)/ Mạch chia kênh
(Demultiplexer)
 Thiết kế mạch logic sử dụng Mux
Mạch tạo Parity/ Mạch kiểm tra Parity
Mạch so sánh (Comparator)
Nội dung
Multiplexer (MUX)
Một MUX truyền một trong những ngõ vào của
nó ra ngõ ra dựa trên tín hiệu Select
Ngõ vào SELECT sẽ xác
định ngõ vào nào được
truyền ra Z
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 18
2-to-1 Multiplexer
Sel Out
0 I0
1 I1
Out =Sel * I0 + Sel * I1
Ký hiệu
Biểu thức đại số
Mạch logic
Minh họa 
với Sel = 0
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 19
MUX 4-to-1
 4-to-1 Mux xuất ra một trong bốn ngõ vào dựa trên giá
trị của 2 tín hiệu select
Ký hiệu
Bảng sự thật
Biểu thức đại số
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 20
Thiết kế mạch MUX 4-to-1 từ MUX 2-to-1
Bài tập
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 21
MUX 8-to-1: Chip 74x151 
Bảng sự thật
Ký hiệu
Mạch thiết kế luận lý
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 22
Demultiplexer
 Demultiplexer (DEMUX) lấy ngõ vào duy nhất và phân
phối nó ra một ngõ ra.
Mã ngõ vào SELECT sẽ xác định ngõ ra nào sẽ được kết nối
với ngõ vào
DATA được truyền ra một
và chỉ một ngõ ra được xác
định bởi mã của ngõ vào
SELECT
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 23
DEMUX 1-to-8
Chú ý: I là ngõ vào DATA
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved. 24
25
11/2/2017 Copyrights 2016 UIT-CE. All Rights Reserved.
Tóm tắt nội dung chương học
 Qua Phần 2 - Chương 5, sinh viên cần nắm những nội
dung chính sau:
Chức năng, ứng dụng và thiết kế của mạch mã hóa và giải mã
trong các hệ thống máy tính
Chức năng, ứng dụng và thiết kế của mạch chọn kênh và phân
kênh trong các hệ thống máy tính
Any question?