Giáo trình thực tập Kỹ thuật số - Bài 2: Cửa hoặc tuyệt đối (Exclusive Or)
Bµi 2: Cöa hoÆc tuyÖt ®èi
(Exclusive Or)
A. PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt
1. Cöa hoÆc tuyÖt ®èi hai ®Çu vµo
B¶ng ch©n lý
y
0
1
0
1
x
0
0
1
1
Q
0
1
1
0
Ký hiÖu logic:
Hµm logic:
Q
= x ⊕ y
= xy + xy
ë cöa hoÆc tuyÖt ®èi 2 ®Çu vµo ta thÊy:
Khi hai ®Çu vµo cã møc logic kh¸c nhau (x ≠ y) ®Çu ra ë møc logic 1.
Khi hai ®Çu vµo cã cïng møc logic , ®Çu ra ë møc logic 0.
§Ó thùc hiÖn ®−îc chøc n¨ng logic trªn ®©y, cã nhiÒu c¸ch thiÕt kÕ m¹ch. Ng−êi
®äc tù ph©n tÝch thÊy r»ng hai s¬ ®å sau ®©y ®Òu thùc hiÖn chøc n¨ng cña cöa
hoÆc tuyÖt ®èi 2 ®Çu vµo .
x
x
y
y
b)
a)
15
2. Cöa hoÆc tuyÖt ®èi 3 ®Çu vµo:
B¶ng ch©n lý
x
0
0
0
0
1
1
1
1
y
0
0
1
1
0
0
1
1
z
0
1
0
1
0
1
0
1
Q
0
1
1
0
1
0
0
1
Ký hiÖu logic:
Hµm logic:
Q
= x ⊕ y ⊕ z
Tõ kÕt qu¶ trªn ta thÊy :
-
-
NÕu sè møc logic 1 ë c¸c ®Çu vµo lµ sè lÎ, ®Çu ra ë møc logic 1.
NÕu sè møc logic 1 ë c¸c ®Çu vµo lµ sè ch½n, ®Çu ra ë møc logic 0.
Víi nguyªn t¾c nµy ta cã thÓ ¸p dông cho cöa hoÆc tuyÖt ®èi nhiÒu ®Çu vµo.
3. Cöa kh«ng hoÆc tuyÖt ®èi (Exclusive Nor)
Cöa hoÆc tuyÖt ®èi ghÐp nèi tiÕp víi cöa ®¶o t¹o thµnh cöa
kh«ng hoÆc tuyÖt ®èi (XNOR).
B¶ng ch©n lý
x
0
0
1
1
y
0
1
0
1
Q
1
0
0
1
Ký hiÖu logic:
Hµm logic:
Q
= x ⊕ y
DÔ dµng thÊy r»ng kÕt qu¶ ®Çu ra cña cöa kh«ng hoÆc tuyÖt ®èi lµ sè bï
(Complement) kÕt qu¶ ®Çu ra cña cöa hoÆc tuyÖt ®èi. KÕt luËn nµy ®óng
cho cöa kh«ng hoÆc tuyÖt ®èi víi sè l−îng ®Çu vµo bÊt kú.
16
b. PhÇn thùc nghiÖm
1. Nghiªn cøu sù ho¹t ®éng cña cöa hoÆc tuyÖt ®èi 2 ®Çu vµo
(2 Input XOR Gate)
C¸c lo¹i XOR 2 ®Çu vµo: 74LS86, 74LS386, 4030, 4070
S¬ ®å thÝ nghiÖm:
§Çu vµo
§Çu ra
Q
0V
0V
x
y
X
0
0
1
1
0
1
0
1
Q
Y
XOR
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
01 Cæng XOR 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in XOR]
02 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch]
01 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
(7)
(s)
(9)
Chó ý:
[ ] §−êng dÉn ®Ó lÊy linh kiÖn trong th− viÖn
( ) Ký hiÖu phÝm t¾t
B−íc 2
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c
logic switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q
B−íc 3
-
Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo x, y th«ng qua c¸c logic switch, quan
s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý.
-
So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt
17
2. X©y dùng cöa hoÆc tuyÖt ®èi 2 ®Çu vµo (2-in XOR) tõ cöa kh«ng
vµ 2 ®Çu vµo (2-in NAND)
S¬ ®å thÝ nghiÖm:
§Çu vµo
§Çu ra
Q
0V
0V
x
y
Q
x
y
0
0
1
1
0
1
0
1
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
04 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5)
02 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch]
01 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
(s)
(9)
B−íc 2
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña logic switch.
H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q
B−íc 3
-
Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo x, y th«ng qua logic switch, quan s¸t
gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý
-
So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt
3. X©y dùng cöa kh«ng hoÆc tuyÖt ®èi (XNOR) tõ
hoÆc tuyÖt ®èi (XOR) vµ cöa ®¶o.
C¸c lo¹i kh«ng hoÆc tuyÖt ®èi 2 ®Çu vµo (2-in XNOR): 74LS266,
4077
S¬ ®å thÝ nghiÖm:
18
5V
0V
0V
x
y
x
y
Q
XNOR
Q
=
74LS00
74LS86
74LS266
0V
§Çu vµo
§Çu ra
Q
x
y
0
0
1
1
0
1
0
1
B−íc 1
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
01 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5)
04 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch]
02 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
01 Cæng XOR 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in XOR]
(s)
(9)
(8)
B−íc 2:
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña logic switch.
H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q
B−íc 3
-
Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo x, y th«ng qua logic switch, quan s¸t
gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý
-
-
So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt
Gi¶i thÝch t¹i sao ta dïng cöa kh«ng hoÆc tuyÖt ®èi 2 ®Çu vµo
lµm m¹ch so s¸nh hai sè nhÞ ph©n 1 bit (1 – bit comparator).
4. X©y dùng m¹ch so s¸nh tõ nhÞ ph©n (Binary word comparator).
C¸c lo¹i kh«ng hoÆc tuyÖt ®èi 2 ®Çu vµo (2-in XNOR): 74LS266,
4077
S¬ ®å thÝ nghiÖm:
19
A4
0V
A3 A2 A1
0V
0V 0V
0V
0V
B1
B2
Q
0V
0V
B3
B4
§Çu vµo
A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1
§Çu ra
Q
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
M¹ch ®iÖn trªn lµ m¹ch so s¸nh tõ nhÞ ph©n. Ta gäi A vµ B lµ nh÷ng sè nhÞ
phËn 4 bÝt (ë ®©y A = A4 A3 A2 A1 , B = B4 B3 B2 B1). Khi A = B (nghÜa lµ A1
= B1 , A2 = B2 , A3 = B3 , A4 = B4 ) thi Q = 1. Ng−îc l¹i nÕu A ≠ B th× Q = 0
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
04 Cæng XNOR 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in XNOR] (8)
08 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch]
01 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
01 Cæng AND 4 lèi vµo [Digital Basic/Gates/4-in AND]
(s)
(9)
B−íc 2
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña logic switch.
H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q
B−íc 3
20
-
-
Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo A, B th«ng qua logic switch, quan s¸t
gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý
NhËn xÐt vµ gi¶i thÝch kÕt qu¶
5. KiÓm tra kiÕn thøc
a. M¹ch ®¶o tõ nhÞ ph©n (Binary word inverter)
-
M¹ch ®¶o tõ nhÞ ph©n lµ mét m¹ch cã thÓ chuyÓn mét sè nhÞ
ph©n thµnh sè bï mét cña sè nhÞ ph©n ®ã. Cöa hoÆc tuyÖt ®èi 2
®Çu vµo ®−îc sö dông ®Ó m¾c m¹ch ®¶o nµy.
-
H·y thiÕt kÕ m¹ch nh− h×nh vÏ sau:
ë ®©y An lµ nh÷ng ®Çu vµo, Bn lµ nh÷ng ®Çu ra cßn S lµ ®Çu “chän” (Selection)
0V
Q1
A1
§Çu vµo
§Çu ra
S
0
0
1
1
A4 A3 A2 A1 Q4 Q3 Q2 Q1
0V
0V
Q2
Q3
A2
A3
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0V
0V
Q4
A4
S
- TiÕn hµnh thÝ nghiÖm råi ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý
- Cã nhËn xÐt g× khi S = 1 vµ S = 0?
b. Cho s¬ ®å m¹ch nh− sau:
0V
Q1
A1
§Çu vµo
§Çu ra
S
0
0
1
1
A4 A3 A2 A1 Q4 Q3 Q2 Q1
0V
0V
Q2
Q3
Q4
A2
A3
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0V
0V
A4
S
-
21
TiÕn hµnh thÝ nghiÖm víi s¬ ®å trªn
- H·y cho biÕt m¹ch trªn cã gäi lµ m¹ch ®¶o tõ nhÞ ph©n kh«ng? T¹i sao?
22
C. Phô lôc
1. XOR
2 lèi vµo
(2-input XOR gate)
Tªn IC: 74x86 (TTL)
2. XOR
2 lèi vµo
(2-input XOR gate)
Tªn IC: 4030 (CMOS)
23
3. XNOR
2 lèi vµo
(2-input XNOR gate)
Tªn IC: 74x266 (TTL)
24
10 trang
21740
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình thực tập Kỹ thuật số - Bài 2: Cửa hoặc tuyệt đối (Exclusive Or)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_thuc_tap_ky_thuat_so_bai_2_cua_hoac_tuyet_doi_exc.pdf
