Bài giảng Điện tử số - Chương 2: Các cổng logic cơ bản
Vẽ mạch thực hiện hàm logic đã được rút gọn sử dụng các cổng logic cơ bản
Vẽ mạch thực hiện hàm logic đã được rút gọn sử dụng các cổng NAND
Vẽ mạch thực hiện hàm logic đã được rút gọn sử dụng các cổng NOR
30 trang |
Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 20/02/2024 | Lượt xem: 55 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Điện tử số - Chương 2: Các cổng logic cơ bản, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1CHƯƠNG 2
CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN
2Nội dung
Các cổng logic cơ bản
Biến đổi tương đương các cổng logic
Thực hiện hàm logic
32.1 Các cổng logic cơ bản
Có 3 phép toán logic cơ bản:
VÀ (AND)
HOẶC (OR)
ĐẢO (NOT)
Cổng logic cơ bản (mạch logic, phần tử logic cơ bản)
là một phần tử mạch điện tử thực hiện phép toán
logic cơ bản:
Cổng VÀ (AND gate)
Cổng HOẶC (OR gate)
Cổng ĐẢO (NOT inverter)
Các mạch số đặc biệt khác: các cổng NAND, NOR,
XOR, NXOR
41. Cổng ĐẢO (NOT inverter)
Chức năng:
Thực hiện phép toán logic ĐẢO (NOT)
Cổng ĐẢO chỉ có 1 đầu vào:
Ký hiệu: Bảng chức năng:
Biểu thức ngõ ra:
A out
0 1
1 0
Aout
5Mạch điện cổng NOT
Transistor lưỡng cực:
Có 2 loại: NPN và PNP
Transistor có 3 cực:
B: Base – cực gốc
C: Collector – cực góp
E: Emitter – cực phát
Chức năng: Dùng để khuếch đại (thông) dòng IC bằng việc
điều khiển dòng IB, khóa điện tử
Hoạt động:
IB = 0, Transistor làm việc ở chế độ không khuếch đại (tắt), IC =
0
IB > 0, Transistor làm việc ở chế độ khuếch đại (thông), IC =
.IB, trong đó là hệ số khuếch đại.
6Mạch điện cổng NOT (tiếp)
Xét mạch ở hình sau:
Lần lượt đặt điện áp 0V và 5V vào đầu vào A và chọn
Rb đủ nhỏ sao cho Transistor thông bão hòa, sau đó đo
điện áp tại đầu ra S, ta có:
AS
72. Cổng VÀ (AND gate)
Chức năng:
Thực hiện phép toán logic VÀ (AND)
Đầu ra chỉ bằng 1 khi tất cả các đầu vào bằng 1
Cổng VÀ 2 đầu vào:
Ký hiệu:
Bảng chức năng:
Biểu thức ngõ ra:
out = A.B
A B out
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
8Mạch điện cổng AND 2 đầu vào
Diode:
Kí hiệu:
Chức năng: cho dòng điện đi qua theo 1 chiều
từ A đến K
Hoạt động:
Nếu UA > UK thì IAK > 0, Diode làm việc ở chế độ
Thông
Nếu UA ≤ UK thì IAK = 0, Diode làm việc ở chế độ Tắt
9Mạch điện cổng AND 2 đầu vào (tiếp)
Xét mạch ở hình bên.
Lần lượt đặt điện áp 0V và 5V
vào 2 đầu vào A và B, sau đó
đo điện áp tại đầu ra S, ta có:
S = A.B
10
3. Cổng HOẶC (OR gate)
Chức năng:
Thực hiện phép toán logic HOẶC (OR)
Đầu ra chỉ bằng 0 khi tất cả các đầu vào bằng 0
Cổng HOẶC 2 đầu vào:
Ký hiệu:
Bảng chức năng:
Biểu thức ngõ ra: out = A + B
A B out
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
11
Mạch điện cổng OR 2 đầu vào
Xét mạch ở hình bên.
Lần lượt đặt điện áp 0V và 5V
vào 2 đầu vào A và B, sau đó
đo điện áp tại đầu ra S, ta có:
S = A+B
12
Bài tập áp dụng
Cho các biểu đồ thời gian sau, hãy cho biết từng biểu
đồ thời gian biểu diễn hoạt động của cổng nào?
E0 (EA, EB) = ?
13
Bài tập áp dụng (tiếp)
E0 (EA, EB) = ?
14
4 Các cổng logic khác
Cổng VÀ ĐẢO (NAND gate)
Cổng HOẶC ĐẢO (NOR gate)
Cổng XOR (XOR gate)
Cổng NXOR (NXOR gate)
15
a. Cổng VÀ ĐẢO (NAND gate)
Chức năng:
Thực hiện phép ĐẢO của
phép toán logic VÀ
Đầu ra chỉ bằng 0 khi tất
cả các đầu vào bằng 1
Cổng VÀ ĐẢO 2 đầu
vào:
Ký hiệu:
Bảng chức năng:
Biểu thức ngõ ra:
A B out
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
BAout .
16
b. Cổng HOẶC ĐẢO (NOR gate)
Chức năng:
Thực hiện phép ĐẢO của phép toán logic HOẶC
Đầu ra chỉ bằng 1 khi tất cả các đầu vào bằng 0
Cổng HOẶC ĐẢO 2 đầu vào:
Ký hiệu:
Bảng chức năng:
Biểu thức: out = A + B
A B out
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
17
c. Cổng XOR (XOR gate)
Chức năng:
Thực hiện phép toán XOR - hay còn là phép cộng module 2
Cổng XOR 2 đầu vào:
Đầu ra bằng 1 khi 2 đầu vào khác nhau
Ký hiệu:
Bảng sự thật:
Biểu thức:
BABABAout ..
A B out
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
18
d. Cổng NXOR (NXOR gate)
Chức năng:
Thực hiện phép ĐẢO của phép toán XOR
Cổng NXOR 2 đầu vào:
Đầu ra bằng 1 khi 2 đầu vào bằng nhau
Ký hiệu:
Bảng sự thật:
Biểu thức:
A B out
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
BABABAout ..
19
Nội dung
Các cổng logic cơ bản
Biến đổi tương đương các cổng logic
Thực hiện hàm logic
20
2.2 Biến đổi tương đương các cổng logic
Các cổng logic cơ bản
21
Các cổng logic tương đương
22
Nội dung
Các cổng logic cơ bản
Biến đổi tương đương các cổng logic
Thực hiện hàm logic
23
2.3 Thực hiện các hàm logic
Các bước thực hiện hàm logic bằng các
cổng logic cơ bản:
Biểu diễn hàm logic cần thực hiện dưới dạng
biểu thức
Dùng các cổng:
NOT để tạo ra các giá trị đảo của các biến
Các cổng AND để thực hiện các tích
Các cổng OR để thực hiện các phép cộng
Nối lối ra của các cổng AND vào các lối vào
của cổng OR
24
Ví dụ 1
Thực hiện hàm logic sau:
CABCBABCAABCCBAf ),,(
Mạch điện thực hiện hàm logic đã cho:
25
Ví dụ 2
Thực hiện hàm logic cho ở ví dụ 1
CABCBABCAABCCBAf ),,(
Rút gọn hàm ta được:
ABACBCCBAf ),,(
Vẽ mạch:
26
Ví dụ 3:
BCABCBAf ),,(
27
Ví dụ 4
Thực hiện hàm logic cho ở ví dụ 2 chỉ bằng các cổng
NAND:
Biến đổi hàm logic về dạng chỉ chứa các phép NAND
Sử dụng các cổng NAND để thực hiện hàm đã biến đổi
28
Lưu ý
Khi thiết kế mạch logic, người thiết kế có thể rút gọn
biểu thức logic của hàm cần thực hiện và sử dụng
các sơ đồ logic tương đương có cùng chức năng để
có thể giảm thiểu số cổng cần dùng.
29
Bài tập áp dụng
Cho hàm logic:
Vẽ mạch thực hiện hàm logic đã được rút gọn
sử dụng các cổng logic cơ bản
Vẽ mạch thực hiện hàm logic đã được rút gọn
sử dụng các cổng NAND
Vẽ mạch thực hiện hàm logic đã được rút gọn
sử dụng các cổng NOR
)7,5,4,1,0(),,,( mDCBAF
30
Hết chương 2
Các file đính kèm theo tài liệu này:
bai_giang_dien_tu_so_chuong_2_cac_cong_logic_co_ban.pdf