THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 5

Mạch số học(Arithmetric circuits)A. Phần tóm tắt lý thuyết1. Cộng nhị phân (Binary Addition). a) Nguyên tắc cộng nhị phân : Nguyên tắc 1 : Nguyên tắc 2 : Nguyên tắc 3 : Nguyên tắc 4 : Nguyên tắc 5 : 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0 và chuyển đi 1 = 10 1 + 1 + 1 = 1 và chuyển đi 1 = 11b) Tổng bán phần (Half Adder, viết tắt HA). Mạch tổng bán phần có hai đầu vào là A và B,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 5 Bµi 5: m¹ch sè häc (Arithmetric circuits)A. PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt1. Céng nhÞ ph©n (Binary Addition).a) Nguyªn t¾c céng nhÞ ph©n : Nguyªn t¾c 1 : 0+0=0 Nguyªn t¾c 2 : 0+1=1 Nguyªn t¾c 3 : 1+0=1 Nguyªn t¾c 4 : 1 + 1 = 0 vµ chuyÓn ®i 1 = 10 Nguyªn t¾c 5 : 1 + 1 + 1 = 1 vµ chuyÓn ®i 1 = 11b) Tæng b¸n phÇn (Half Adder, viÕt t¾t HA). M¹ch tæng b¸n phÇn cã hai ®Çu vµo lµ A vµ B, cã hai ®Çu ra lµ tæng S (Sum)vµ chuyÓn ®i C0 (Carry - out). B¶ng ch©n lý, hµm logic vµ m¹ch logic sau ®©y dïngcho m¹ch céng hai sè nhÞ ph©n 1 bit. Hµm logic HA S=A⊕B C0 = AB §Çu vµo §Çu ra A B S C0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1c) Tæng toµn phÇn (Full Adder, viÕt t¾t FA). M¹ch tæng toµn phÇn cã ba ®Çu vµo lµ A, B, Ci (viÕt t¾t cña ch÷ Carry - in cãnghÜa lµ chuyÓn néi bé hay chuyÓn trong). Hai ®Çu ra lµ tæng S vµ ®−îc chuyÓn ®i C0. B¶ng ch©n lý, hµm logic vµ m¹chlogic cho FA ®−îc tr×nh bµy d−íi ®©y dïng cho ba sè nhÞ ph©n 1 bit. Hµm logic FA : 52 = ⊕ ⊕ S A B Ci C0 = AB + AC i + BC i M¹ch logic FA x©y dùng tõ HA. §Çu vµo §Çu ra A B Ci S C0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1NhËn xÐt : Tõ m¹ch logic cña FA ta cã thÓ dÔ dµng thÊy r»ng m¹ch logic FA ®−îc - x©y dùng tõ hai m¹ch HA vµ thªm mét cöa hoÆc ë lèi ra C0. NÕu Ci = 0 (nèi ®Êt) th× m¹ch FA trë vÒ m¹ch HA. -2. Trõ nhÞ ph©n (Binary Subtraction)a) Nguyªn t¾c trõ nhÞ ph©n : Nguyªn t¾c 1 : 0-0=0 Nguyªn t¾c 2 : 0 - 1 = 1 vµ m−în 1 Nguyªn t¾c 3 : 1-0=1 Nguyªn t¾c 4 : 1-1=0b) HiÖu b¸n phÇn (Half Subtractor, viÕt t¾t HS). HiÖu b¸n phÇn lµ mét m¹ch logic thùc hiÖn trõ hai sè nhÞ ph©n 1 bit. §Çu vµolµ A vµ B , ®Çu ra lµ hiÖu D (Difference) vµ m−în ngoµi B0 (Borrow out). B¶ngch©n lý, hµm logic vµ m¹ch logic cho trªn h×nh sau: Hµm logic HS : = ⊕ D A B B0 = AB So víi m¹ch HA ta thÊy m¹ch HS chØ kh¸c ë chç cã thªm cöa ®¶o ë ®Çu vµoA cña cöa vµ. 53 §Çu vµo §Çu ra AB S C0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0c) HiÖu toµn phÇn (Full Subtractor, viÕt t¾t FS) M¹ch hiÖu toµn phÇn cã ba ®Çu vµo lµ A, B, Bi (viÕt t¾t cña ch÷ Borrow - in cãnghÜa lµ m−în néi bé hay m−în trong). Hai ®Çu ra lµ hiÖu D vµ m−în ngoµi B0. Hµm logic FS : = ⊕ ⊕ D A B Bi B0 = + + AB AB i BB i §Çu vµo §Çu ra A B Bi D B0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 M¹ch logic FS x©y dùng tõ HS : 54NhËn xÐt : Cã thÓ x©y dùng m¹ch FS tõ hai m¹ch HS vµ thªm mét cöa hoÆc ë lèi - ra B0. NÕu Bi = 0 (nèi ®Êt) th× FS trë vÒ HS. -3. M¹ch tæng hoÆc hiÖu hai sè nhÞ ph©n n bit (n bit Adder or Subtractor)a) Tæng n bit ë trªn ta míi nãi m¹ch tæng hai sè nhÞ ph©n 1 bit. Gi¶ sö cã hai sè nhÞ ph©n 4bit A vµ B ( A = A4A3A2A1 vµ B4B3B2B1) cÇn céng víi nhau th× cÇn dïng bèn m¹chFA. L−u ý r»ng FA thø nhÊt cã Ci = 0 (low) lµm nhiÖm vô nh− ...