Màn hình quảng cáo ở chế độ văn bản sử dụng ma trận LED 5x7 có điều khiển bằng máy tính, chương 2

Đặc điểm cơ bản của mạch tổ hợp Trong mạch số, mạch tổ hợp là mạch mà trị số ổn đinh của tín hiệu ra ở thời điểm bất kỳ chỉ phụ thuộc vào tổ hợp các giá trị tín hiệu đầu vào ở thời điểm trước đó. Trong mạch tổ hợp, trạng thái mạch điện trước thời điểm xét – trước khi có tín hiệu đầu vào – không ảnh hưởng đến tín hiệu đầu ra. Đặc điểm cấu trúc mạch tổ hợp là được cấu trúc từ các cổng logic. II. Phương pháp biểu diễn và phân tích...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Màn hình quảng cáo ở chế độ văn bản sử dụng ma trận LED 5x7 có điều khiển bằng máy tính, chương 2 Chương 2: m¹ch logic tæ hîpI. §Æc ®iÓm c¬ b¶n cña m¹ch tæ hîp Trong m¹ch sè, m¹ch tæ hîp lµ m¹ch mµ trÞ sè æn ®inhcña tÝn hiÖu ra ë thêi ®iÓm bÊt kú chØ phô thuéc vµo tæ hîp c¸cgi¸ trÞ tÝn hiÖu ®Çu vµo ë thêi ®iÓm tr-íc ®ã. Trong m¹ch tæhîp, tr¹ng th¸i m¹ch ®iÖn tr-íc thêi ®iÓm xÐt – tr-íc khi cãtÝn hiÖu ®Çu vµo – kh«ng ¶nh h-ëng ®Õn tÝn hiÖu ®Çu ra. §Æc®iÓm cÊu tróc m¹ch tæ hîp lµ ®-îc cÊu tróc tõ c¸c cæng logic.II. Ph-¬ng ph¸p biÓu diÔn vµ ph©n tÝch chøc n¨ng logic1. Ph-¬ng ph¸p biÓu diÔn chøc n¨ng logic C¸c ph-¬ng ph¸p th-êng dïng ®Ó biÓu diÔn chøc n¨nglogic cña m¹ch tæ hîp lµ hµm sè logic, b¶ng ch©n lý, s¬ ®ålogic, b¶ng Karnaugh, còng cã thÓ biÓu diÔn b»ng ®å thÞ thêigian d¹ng sãng. §èi víi vi m¹ch cì nhá (SSI) th-êng biÓu diÔn b»nghµm logic. §èi víi cì võa, th-êng biÓu diÔn b»ng b¶ng ch©nlý, hay lµ b¶ng chøc n¨ng. B¶ng chøc n¨ng dïng h×nh thøc liÖtkª, víi møc logic cao (H) vµ møc logic thÊp (L), ®Ó m« t¶ quanhÖ logic gi÷a tÝn hiÖu ®Çu ra víi tÝn hiÖu ®Çu vµo cña m¹ch ®iÖn®ang xÐt. ChØ cÇn thay gi¸ trÞ logic cho tr¹ng th¸i trong b¶ngchøc n¨ng th× ta cã b¶ng ch©n lý t-¬ng øng. X1 Z1 X2 Z2 . M¹ch tæ hîp . . . Xn Zm H×nh II.II.1 - S¬ ®å khèi m¹ch tæ hîp Nh- h×nh II.II.1 cho thÊy, th-êng cã nhiÒu tÝn hiÖu ®Çuvµo vµ nhiÒu tÝn hiÖu ®Çu ra. Mét c¸ch tæng qu¸t, hµm logiccña tÝn hiÖu ®Çu ra cã thÓ viÕt d-íi d¹ng: Z1= f1(x1, x2, …, xn) Z2= f2(x1, x2, …, xn) … Zm= fm(x1, x2, …, xn) Còng cã thÓ viÕt d-íi d¹ng ®¹i l-îng vect¬ nh- sau: Z= F(X)2. Ph-¬ng ph¸p ph©n tÝch chøc n¨ng logic C¸c b-íc ph©n tÝch, b¾t ®Çu tõ s¬ ®å m¹ch logic ®· cho,®Ó cuèi cïng t×m ra hµm logic hoÆc b¶ng ch©n lý. + ViÕt biÓu thøc: tuÇn tù tõ ®Çu vµo ®Õn ®Çu ra ( hoÆccòng cã thÓ ng-îc l¹i), viÕt ra biÓu thøc hµm logic cña tÝn hiÖu®Çu ra. + Rót gän: khi cÇn thiÕt th× rót gän ®Õn tèi thiÓu biÓuthøc ë trªn b»ng ph-¬ng ph¸p ®¹i sè hay ph-¬ng ph¸p h×nh vÏ. + VÏ b¶ng sù thËt: khi cÇn thiÕt th× t×m ra b¶ng sù thËtb»ng c¸ch tiÕn hµnh tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ hµm logic tÝn hiÖu ®Çura t-¬ng øng víi tæ hîp cã thÓ cña c¸c gi¸ trÞ tÝn hiÖu ®Çu vµo.III. Ph-¬ng ph¸p thiÕt kÕ logic m¹ch tæ hîp Ph-¬ng ph¸p thiÕt kÕ logic lµ c¸c b-íc c¬ b¶n t×m ra s¬®å m¹ch ®iÖn logic tõ yªu cÇu vµ nhiÖm logic ®· cho. B¶ng Tèi thiÓu Karnaugh ho¸ VÊn ®Ò B¶ng BiÓu thøc S¬ ®ålogic thùc ch©n lý tèi thiÓu logic BiÓu thøc Tèi thiÓu logic ho¸ H×nh II.III.1 – C¸c b-íc thiÕt kÕ m¹ch logic tæ hîp H×nh II.III.1 lµ qu¸ tr×nh thiÕt kÕ nãi chung cña m¹ch tæhîp, trong ®ã bao gåm bèn b-íc chÝnh:1. Ph©n tÝch yªu cÇu: Yªu cÇu nhiÖm vô cña vÊn ®Ò logic thùc cã thÓ lµ mét®o¹n v¨n, còng cã thÓ lµ bµi to¸n logic cô thÓ. NhiÖm vô ph©ntÝch lµ x¸c ®Þnh c¸i nµo lµ biÕn sè ®Çu vµo, c¸i nµo lµ hµm sè®Çu ra vµ mèi quan hÖ logic gi÷a chóng víi nhau. Muèn ph©ntÝch ®óng th× ph¶i t×m hiÓu xem xÐt mét c¸ch s©u s¾c yªu cÇuthiÕt kÕ, ®ã lµ mét viÖc khã nh-ng quan träng trong vÊn ®ÒthiÕt kÕ.2. VÏ b¶ng ch©n lý: Nãi chung, ®Çu tiªn chóng ta liÖt kª thµnh b¶ng vÒquan hÖ t-¬ng øng nhau gi÷a tr¹ng th¸i tÝn hiÖu ®Çu vµo víitr¹ng th¸i hµm sè ®Çu ra. §ã lµ b¶ng kª yªu cÇu chøc n¨nglogic. gäi t¾t lµ b¶ng chøc n¨ng. TiÕp theo, ta thay gi¸ trÞ logiccho tr¹ng th¸i, tøc lµ dïng c¸c sè 0 vµ 1 biÓu diÔn c¸c tr¹ngth¸i t-¬ng øng cña ®Çu vµo vµ ®Çu ra. KÕt qu¶, ta cã b¶ng gi¸trÞ thøc logic, gäi t¾t lµ b¶ng ch©n lý. §ã chÝnh lµ h×nh thøc ®¹isè cña yªu cÇu thiÕt kÕ. CÊn l-u ý r»ng tõ mét b¶ng chøc n¨ngcã thÓ ®-îc b¶ng sù thËt kh¸c nhau nÕu thay gi¸ trÞ logic kh¸cnhau (tøc lµ quan hÖ logic gi÷a ®Çu ra víi ®Çu vµo còng phôthuéc viÖc thay gi¸ trÞ).3. TiÕn hµnh tèi thiÓu ho¸: NÕu biÕn sè Ýt (d-íi 6 biÕn), th× th-ên dïng ph-¬ngph¸p b¶ng Karnaugh. Cßn nÕu biÕn sè t-¬ng ®èi nhiÒu th×dïng ph-¬ng ph¸p ®¹i sè. Ph-¬ng ph¸p Karnaugh: ViÖc s¾p xÕp c¸c biÕn trªn b¶ng mintec sao cho c¸c «®øng c¹nh nhau ®-îc biÓu diÔn b»ng bé gi¸ trÞ chØ c¸ch nhau 1bit. C¬ së cña ph-¬ng ph¸p Karnaugh dùa trªn tÝnh chÊt nuètcña hµm sè logic, nghÜa lµ: A. B + A. B = A( B + B ) = A. 1 = A m¹ch ...