Một số mạch-vi mạch cần cho Robot .chương 7 .mạch logic tổ hợp

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 tr-ớc đó. Trong mạch tổ hợp, trạng thái mạch điện tr-ớc thời điểm xét – tr-ớc khi có tín hiệu đầu vào – không ảnh h-ởng đến tín hiệu đầu ra. Đặc điểm cấu trúc mạch tổ hợp là đ-ợc cấu trúc từ các cổng logic. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một số mạch-vi mạch cần cho Robot .chương 7 .mạch logic tổ hợp m¹ch logic tæ hîpI. §Æc ®iÓm c¬ b¶n cña m¹ch tæ hîpTrong m¹ch sè, m¹ch tæ hîp lµ m¹ch mµ trÞ sè æn ®inh cña tÝn hiÖu ra ëthêi ®iÓm bÊt kú chØ phô thuéc vµo tæ hîp c¸c gi¸ trÞ tÝn hiÖu ®Çu vµo ëthêi ®iÓm tr-íc ®ã. Trong m¹ch tæ hîp, tr¹ng th¸i m¹ch ®iÖn tr-íc thêi®iÓm xÐt – tr-íc khi cã tÝn hiÖu ®Çu vµo – kh«ng ¶nh h-ëng ®Õn tÝnhiÖu ®Çu ra. §Æc ®iÓm cÊu tróc m¹ch tæ hîp lµ ®-îc cÊu tróc tõ c¸ccæng 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¨ng logic cñam¹ch tæ hîp lµ hµm sè logic, b¶ng ch©n lý, s¬ ®å logic, b¶ngKarnaugh, còng cã thÓ biÓu diÔn b»ng ®å thÞ thêi gian d¹ng sãng.§èi víi vi m¹ch cì nhá (SSI) th-êng biÓu diÔn b»ng hµm logic. §èi víicì võa, th-êng biÓu diÔn b»ng b¶ng ch©n lý, hay lµ b¶ng chøc n¨ng.B¶ng chøc n¨ng dïng h×nh thøc liÖt kª, víi møc logic cao (H) vµ møclogic thÊp (L), ®Ó m« t¶ quan hÖ 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¶ng chøc n¨ng th× ta cãb¶ng ch©n lý t-¬ng øng. X1 X2 Z1 . Z2 . M¹ch tæ hîp . Xn . Zm H×nh II.II.1 - S¬ ®å khèi m¹ch tæ hîpNh- h×nh II.II.1 cho thÊy, th-êng cã nhiÒu tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ nhiÒu tÝnhiÖu ®Çu ra. Mét c¸ch tæng qu¸t, hµm logic cña tÝn hiÖu ®Çu ra cã thÓviÕt 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 cuèicïng t×m ra hµm logic hoÆc b¶ng ch©n lý. + ViÕt biÓu thøc: tuÇn tù tõ ®Çu vµo ®Õn ®Çu ra ( hoÆc còng cãthÓ 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 biÓu thøc ë trªnb»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 thËt b»ng c¸chtiÕn hµnh tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ hµm logic tÝn hiÖu ®Çu ra t-¬ng øng víitæ 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¬ ®åm¹ch ®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 hîpH×nh II.III.1 lµ qu¸ tr×nh thiÕt kÕ nãi chung cña m¹ch tæ hîp, trong ®ãbao 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, còngcã thÓ lµ bµi to¸n logic cô thÓ. NhiÖm vô ph©n tÝch lµ x¸c ®Þnh c¸i nµo lµ biÕn sè ®Çu vµo, c¸i nµo lµhµm sè ®Çu ra vµ mèi quan hÖ logic gi÷a chóng víi nhau. Muèn ph©n tÝch ®óng th× ph¶i t×m hiÓu xem xÐt mét c¸ch s©u s¾c yªucÇu thiÕt kÕ, ®ã lµ mét viÖc khã nh-ng quan träng trong vÊn ®Ò thiÕt kÕ.2. VÏ b¶ng ch©n lý:Nãi chung, ®Çu tiªn chóng ta liÖt kª thµnh b¶ng vÒ quan hÖ t-¬ng øngnhau gi÷a tr¹ng th¸i tÝn hiÖu ®Çu vµo víi tr¹ng th¸i hµm sè ®Çu ra. §ãlµ b¶ng kª yªu cÇu chøc n¨ng logic. gäi t¾t lµ b¶ng chøc n¨ng.TiÕp theo, ta thay gi¸ trÞ logic cho tr¹ng th¸i, tøc lµ dïng c¸c sè 0 vµ 1biÓu diÔn c¸c tr¹ng th¸i t-¬ng øng cña ®Çu vµo vµ ®Çu ra. KÕt qu¶, tacã b¶ng gi¸ trÞ thøc logic, gäi t¾t lµ b¶ng ch©n lý. §ã chÝnh lµ h×nh thøc®¹i sè cña yªu cÇu thiÕt kÕ. CÊn l-u ý r»ng tõ mét b¶ng chøc n¨ng cã thÓ ®-îc b¶ng sù thËt kh¸cnhau nÕu thay gi¸ trÞ logic kh¸c nhau (tøc lµ quan hÖ logic gi÷a ®Çu ravíi ®Çu vµo còng phô thuéc viÖc thay gi¸ trÞ).3. TiÕn hµnh tèi thiÓu ho¸: NÕu biÕn sè Ýt (d-íi 6 biÕn), th× th-ên dïng ph-¬ng ph¸p b¶ngKarnaugh. Cßn nÕu biÕn sè t-¬ng ®èi nhiÒu th× dïng ph-¬ng ph¸p ®¹isè. Ph-¬ng ph¸p Karnaugh: ViÖc s¾p xÕp c¸c biÕn trªn b¶ng mintec sao cho c¸c « ®øng c¹nhnhau ®-îc biÓu diÔn b»ng bé gi¸ trÞ chØ c¸ch nhau 1 bit. C¬ së cñaph-¬ng ph¸p Karnaugh dùa trªn tÝnh chÊt nuèt cña hµm sè logic, nghÜalµ: A. B + A. B = A( B + B ) = A. 1 = A ...