BI 2: MẠCH ĐA HỢP & GIẢI ĐA HỢP

Trang 1

 

 

 

Lm sao để 8 người ở 1 đầu ni v nghe được 8 người ở đầu bn kia cng một lc?. Ta khng thể dng 8 đường dy để kết nối cho 8 đường tn hiệu được v tốn km, bị nhiễu giữa cc đường dy hay suy giảm tn hiệu trn đường dy đặc biệt khi khoảng cch truyền xa ln hay c nhiều hơn số đường cần truyền (16, 32, 100,). C 1 cch l ghp cc đường tn hiệu lại với nhau để giảm bớt số đường truyền v r rng bn nhận được cũng phải tch đường nhận được trở lại 8 đường tn hiệu ban đầu nhưng để khng lẫn lộn giữa cc đường tn hiệu ghp lại th cần phải đặt cho mỗi đường một m ring. Mạch điện tử thực hiện chức năng ghp nhiều đường lại với nhau được gọi l mạch dồn knh cn mạch điện tử sẽ tch đường nhận được ra nhiều đường tn hiệu ban đầu được gọi l mạch tch knh. Mạch dồn knh v tch knh ngy nay được sử dụng rất rộng ri trong nhiều lĩnh vực hiện đại lin quan trực tiếp tới điện tử như ghp tch knh điện thoại, knh truyền hnh, truyền dữ liệu nối tiếp, mạng truyền internet, Với tần số hoạt động được của cc IC mạch số hng Mhz trở ln nn cho php ghp truyền được rất nhiều đường tn hiệu v dữ liệu đi coi như l đồng thời. Phần ny ta sẽ tm hiểu về cc mạch dồn knh, tch knh dng IC số v những ứng dụng lin quan.

 

Mạch dồn knh l g?

   Mạch dồn knh hay cn gọi l mạch ghp knh, đa hợp (Multiplexer-MUX) l 1 dạng mạch tổ hợp cho php chọn 1 trong nhiều đường ng vo song song (cc knh vo) để đưa tới 1 ng ra (gọi l knh truyền nối tiếp). Việc chọn đường no trong cc đường ng vo do cc ng chọn quyết định. Ta thấy MUX hoạt động như 1 cng tắc nhiều vị tr được điều khiển bởi m số. M số ny l dạng số nhị phn, tuỳ tổ hợp số nhị phn ny m ở bất k thời điểm no chỉ c 1 ng vo được chọn v cho php đưa tới ng ra.

   Cc mạch dồn knh thường gặp l 2 sang 1, 4 sang 1, 8 sang 1, Ni chung l từ 2n sang 1. Mục dưới sẽ ni đến mạch dồn knh 4 sang 1

 

1.1 Mạch dồn knh 4 sang 1

Hnh 2.2.1 Mạch dồn knh 4 sang 1 v bảng hoạt động

Mạch trn c 2 ng điều khiển chọn l S0 v S1 nn chng tạo ra 4 trạng thi logic. Mỗi một trạng thi tại một thời điểm sẽ cho php 1 ng vo I no đ qua để truyền tới ng ra Y. Như vậy tổng qut nếu c 2n ng vo song song th phải cần n ng điều khiển chọn.

Cũng ni thm rằng, ngoi những ng như ở trn, mạch thường cn c thm ng G : được gọi l ng vo cho php (enable) hay xung đnh dấu (strobe). Mạch tổ hợp c thể c 1 hay nhiều ng vo cho php v n c thể tc động mức cao hay mức thấp. Như mạch dồn knh ở trn,  nếu c thm 1 ng cho php G tc động ở mức thấp, tức l chỉ khi G = 0 th hoạt động dồn knh mới diễn ra cn khi G = 1 th bất chấp cc ng vo song song v cc ng chọn, ng ra vẫn giữ cố định mức thấp (c thể mức cao tuỳ dạng mạch)

Như vậy khi G = 0      

        S1S0 = 00, dữ liệu ở I0 sẽ đưa ra ở Y

        S1S0 = 01, dữ liệu ở I1 sẽ đưa ra ở Y

        S1S0 = 10, dữ liệu ở I2 sẽ đưa ra ở Y

        S1S0 = 11, dữ liệu ở I3 sẽ đưa ra ở Y

do đ biểu thức logic của mạch  khi c thm ng G l

        Y =G.S1S0I0 + G.S1SI1 + G.S1S0I2 + G.S1S0I3

Ta c thể kiểm chứng lại biểu thức trn bằng cch : từ bảng trạng thi  ở trn, viết biểu thức logic rồi rt gọn (c thể dng phương php rt gọn dng ba Kạc n.

V sau đ bạn c thể xy dựng mạch dồn knh trn bằng cc cổng logic. Cấu tạo logc của mạch như sau : (lưu l trn hnh khng xt đến chn cho php G)

 

Nhận thấy rằng tổ hợp 4 cổng NOT để đưa 2 đường điều khiển chọn S0, S1 vo cc cồng AND chnh l 1 mạch m ho 2 sang 4, cc ng ra mạch m ho như l xung mở cổng AND cho 1 trong cc đường I ra ngoi. Vậy mạch trn cũng c thể vẽ lại như sau :

Hnh 2.2.2 Cấu trc mạch dồn knh 4 sang 1

Hnh 2.2.3 Dồn knh 4 sang 1 từ giải m 2 sang 4

 

1.2 Một số IC dồn knh hay dng

 

Hnh 2.2.4 K hiệu khối của một số IC dồn knh hay dng

  • 74LS151 c 8 ng vo dữ liệu, 1 ng vo cho php G tc động ở mức thấp, 3 ng vo chọn C B A, ng ra Y cn c ng đảo của n : Y. Khi G ở mức thấp n cho php hoạt động ghp knh m chọn CBA sẽ quyết định 1 trong 8 đường dữ liệu được đưa ra ng Y. Ngược lại khi G ở mức cao, mạch khng được php nn Y = 0 bất chấp cc ng chọn v ng vo dữ liệu.

  • 74LS153 gồm 2 bộ ghp knh 4:1 c 2 ng vo chọn chung BA mỗi bộ c ng cho php ring, ng vo v ng ra ring. Tương tự chỉ khi G ở mức 0 ng Y mới giống 1 trong cc ng vo tuỳ m chọn.

  • 74LS157 gồm 4 bộ ghp knh 2:1 c chung ng vo cho php G tc động ở mức thấp, chung ng chọn A. Ng vo dữ liệu 1I0, 1I1 c ng ra tương ứng l 1Y, ng vo dữ liệu 2I0, 2I1 c ng ra tương ứng l 2Y, Khi G ở thấp v A ở thấp sẽ cho dữ liệu vo ở ng nI0 ra ở nY (n = 1,2,3,4) cn khi A ở cao sẽ cho dữ liệu vo ở nI1 ra ở nY. Khi  = 1 th Y = 0

Chẳng hạn với 74LS153, k hiệu khối, chn ra, bảng trạng thi v cấu tạo logic được minh hoạ ở những hnh dưới, với những IC khc cũng tương tự, bạn c thể tm thấy trong tờ dữ liệu ở phần phụ lục

Hnh 2.2.5 K hiệu khối v chn ra của 74LS153

Bảng sự thật của 74LS53

Hnh 2.2.6 Cấu tạo bn trong của 74LS153

 

 

1.3 Ứng dụng

a) Mở rộng knh ghp

Cc mạch ghp knh  t ng vo c thể được kết hợp với nhau để tạo mạch ghp knh nhiều ng vo. V dụ để tạo mạch ghp knh 16:1 ta c thể dng IC 74LS150 hoặc cc IC tương tự, nhưng c 1 cch khc l ghp 2 IC 74LS151

Sơ đồ ghp như sau :

Hnh 2.2.7 Hai cch mở rộng knh ghp 16 sang 1 từ IC74LS151

(74LS151 l IC dồn knh 8 sang 1)

 

b) Chuyển đổi song song sang nối tiếp :

Cc dữ liệu nhị phn nhiều bit, chẳng hạn m ASCII, word,... thường được xử l song song, tứ l tất cả chng được lm 1 lc. Trong my tnh, dữ liệu được di chuyển từ nơi ny đến nơi khc cng 1 lc trn cc đường dẫn điện song song gọi l cc bus. Khi dữ liệu được truyền đi qua khoảng cch di chẳng hạn hng chục mt th cch truyền song song khng cn thch hợp v tốn nhiều đường dy, rồi nhiễu, .... Lc ny mạch dồn knh c thể dng như mạch chuyển đổi song song sang nối tiếp tương tự như mạch ghi dịch m ta đ xt ở phần trước.

Cch nối

Hnh 2.2.8 Chuyển đổi dữ liệu truyền từ song song sang nối tiếp

Mạch ở hnh trn cho php truyền dữ liệu 16 bit trn đường truyền nối tiếp thng qua IC dồn knh 74LS150. Tất nhin cần 1 mạch đếm để tạo m số nhị phn 4 bit cho 4 ng chọn của mạch dồn knh (chẳng hạn 74LS93). Mạch đếm hoạt động khiến m chọn thay đổi từ 0000 rồi 0001, rồi đến 1111 v lại vng trở lại 0000 đếm ln tiếp khiến dữ liệu vo song song được chuyển đổi lin tiếp sang nối tiếp. Cũng cần phải c một mạch dao động để tạo xung kch cho mạch đếm, nếu tần số dao động tạo xung kch cho mạch đếm  rất lớn th dữ liệu được lun chuyển nhanh, v với tốc độ lớn như vậy với cảm nhận của con người th dữ liệu dường như được truyền đồng thời. Nguyn l ny được p dụng cho ghp knh điện thoại v nhiều ứng dụng khtransistor

c) Dng dồn knh để thiết kế tổ hợp :

Cc mạch dồn knh với hoạt động logic như đ xt ở trước ngoi cch dng để ghp nhiều đường ng vo cn c thể dng để thiết kế mạch tổ hợp đi khi rất dễ dng v :

    Khng cần phải đơn giản biểu thức nhiều

    Thường dng t IC

    Dễ thiết kế

Bi ton thiết kế mạch tổ hợp như bảng dưới đy cho thấy r hơn điều ny

V dụ : Thiết kế mạch tổ hợp thoả bảng sự thật sau

Từ bảng sự thật ta c biểu thức logic l :

Y=ABC+ABC+ABC+ABC

Đy l biễu thức thuộc dạng tổng của cc tch. Như cch thiết kế ở trước ta sẽ sử dụng cc cổng logic gồm 3 cổng NOT, 4 cổng NAND, 1 cổng OR, cn nếu chuyển sang dng ton cổng NAND khng th phải cần tới 3 cổng NAND 2 ng vo, 4 cổng NAND 3 ng vo v 1 cổng NAND 4 ng vo chưa kể l phải đơn giản biểu thức nếu c thể trước khi thực hiện.

                                                    

By giờ ta sẽ sử dụng IC dồn knh 8 sang 1. 3 ng vo A, B, C sẽ được nối tới 3 ng chọn của IC, căn cứ vo thứ tự tổ hợp trong bảng nếu Y l 0 th sẽ phải nối ng vo ghp knh tương ứng xuống mass, cn nếu Y l 1 th nối ng vo ghp knh tương ứng ln nguồn (c thể qua R gi trị 1K). Hnh 2.2.9 sẽ minh hoạ cho cch nối trn v nếu bạn kiểm tra lại sẽ thấy mạch hon ton thoả điều kiện đề ra của bi ton.

             

Hnh 2.2.9 Thiết kế tổ hợp dng mạch dồn knh

Trang 2

Trở ln đầu trang
                Bi 1:Mạch chuyển đổi m
                Bi 2: Mạch đa hợp v giải đa hợp
                Bi 3: Mạch so snh
                Bi 4: Php tnh số học
                Bi 5: Pht v kiểm tra tnh chẵn / lẻ

 

 

   
Bản quyền thuộc trang thng tin Cơ Điện tử,vui lng ghi r nguồn Codientu.info khi pht lại thng tin từ trang ny.