Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 3: Hệ tổ hợp

F.A C1 C2 C3 
S0 S1 S2 S3 C4 
Kết quả: - C4 = 1 kết quả là số dương
- C4 = 0 kết quả là số âm
13
c. Bộ cộng/trừ nhị phân:
M0 N0M1 N1M2 N2M3 N3
C0 
x y
zC
S
F.A
x y
zC
S
F.A
x y
zC
S
F.A
x y
zC
S
F.A C1 C2 C3 
S0 S1 S2 S3 C4 
Phép toán C0 yi
0 NiCỘNG
TRỪ 1 Ni
T = 0: Cộng
T = 1: Trừ
Ngõ vào điều khiển
C0 = T
yi = T⊕ Ni
T
14
III. Hệ chuyển mã (Code Conversion):
- Hệ chuyển mã là hệ tổ hợp có nhiệm vụ làm cho 2 hệ thống
tương thích với nhau, mặc dù mỗi hệ thống dùng mã nhị
phân khác nhau. 
- Hệ chuyển mã có ngõ vào cung cấp các tổ hợp mã nhị phân A 
và các ngõ ra tạo ra các tổ hợp mã nhị phân B. Như vậy, ngõ
vào và ngõ ra phải có số lượng từ mã bằng nhau. 
Mã
nhị phân B
Hệ
chuyển
mã
Mã
nhị phân A
15
Vd: Thiết kế hệ chuyển mã từ mã BCD thành mã BCD quá 3. 
A B C D
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
W X Y Z
X X X X
X X X X 
X X X X 
X X X X 
X X X X
X X X X
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
W = A + B (C + D)
X = B ⊕ (C + D)
Y = C ⊕ D
Z = D
A
B
C
D
W
X
Z
Y
16
IV. Bộ giải mã (DECODER):
1. Giới thiệu:
- Bộ giải mã là hệ chuyển mã có nhiệm vụ chuyển từ mã nhị
phân cơ bản n bit ở ngõ vào thành mã nhị phân 1 trong m ở
ngõ ra. 
Mã
1 trong m
X0
X1
Xn-1
Mã
nhị phân
Y0
Y1
Ym-1
m = 2n
- Có 2 dạng: ngõ ra tích cực cao (mức 1) và ngõ ra tích cực
thấp (mức 0).
- Với giá trị i của tổ hợp nhị phân ở ngõ vào, thì ngõ ra Yi sẽ
tích cực và các ngõ ra còn lại sẽ không tích cực. 
17
a. Bộ giải mã ngõ ra tích cực cao:
X0 (LSB)
X1
Y0
Y1
Y2
Y3
X1 X0 Y3 Y2 Y1 Y0
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 0 0
Y0 = X1 X0 = m0
Y1 = X1 X0 = m1
Y2 = X1 X0 = m2
Y3 = X1 X0 = m3
X0
X1
Y0
Y1
Y2
Y3
Ngõ ra: Yi = mi
(i = 0, 1, .., 2n-1)
18
b. Bộ giải mã ngõ ra tích cực thấp:
X1 X0 Y3 Y2 Y1 Y0
0 0
0 1
1 0
1 1
1 1 1 0
1 1 0 1
1 0 1 1
0 1 1 1
X0
X1
Ngõ ra: Yi = Mi
(i = 0, 1, .., 2n-1)
X0 (LSB)
X1
Y0
Y1
Y2
Y3
Y0 = X1 +X0 = M0 = m0
Y1 = X1 +X0 = M1 = m1
Y2 = X1 +X0 = M2 = m2
Y3 = X1 +X0 = M3 = m3
Y0
Y1
Y2
Y3
19
c. Bộ giải mã có ngõ vào cho phép:
- Ngoài các ngõ vào dữ liệu, bộ giải mã có thể có 1 hay 
nhiều ngõ vào cho phép. 
- Khi các ngõ vào cho phép ở trạng thái tích cực thì mạch
giải mã mới được hoạt động. Ngược lại, mạch giải mã sẽ không
hoạt động; khi đó các ngõ ra đều ở trạng thái không tích cực. 
Y0
Y1
Y2
Y3
X0 (LSB)
X1
EN
EN X1 X0 Y3 Y2 Y1 Y0
0 X X
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 0 0
X0
X1
Y0
Y1
Y2
Y3
EN
20
2. IC giải mã:
a. IC 74139: gồm 2 bộ giải mã 2 sang 4 ngõ ra tích cực thấp
1Y0
1Y1
1Y2
1Y3
1A (LSB)
1B
1G
2Y0
2Y1
2Y2
2Y3
2A (LSB)
2B
2G
1
2
3
15
14
13
4
5
6
7
12
11
10
9
G B A Y3 Y2 Y1 Y0
1 X X
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 1 1 1
1 1 1 0
1 1 0 1
1 0 1 1
0 1 1 1
21
b. IC 74138: bộ giải mã 3 sang 8 ngõ ra tích cực thấp
Y0
Y1
Y2
Y3
A (LSB)
B
C
Y4
Y5
Y6
Y7
G1
G2A
G2B
1
2
3
4
6
5
9
12
11
10
7
15
14
13
G1 G2A G2B C B A Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
0 X X X X X
X 1 X X X X
X X 1 X X X
1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 0
1 0 0 0 1 1
1 0 0 1 0 0
1 0 0 1 0 1
1 0 0 1 1 0
1 0 0 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 0 1 1 
1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1
22
3. Sử dụng bộ giải mã thực hiện hàm Boole:
Ngõ ra của bộ giải mã là minterm (ngõ ra tích cực cao) 
hoặc maxterm (ngõ ra tích cực thấp) của n biến ngõ vào. Do 
đó, ta có thể sử dụng bộ giải mã thực hiện hàm Boole theo
dạng chính tắc. 
z
y
x
0
1
0
F1 (x, y, z) = ∑ (2, 5, 7)
= m2 + m5 + m7
= M2 + M5 + M7
= M2M5M7
F2 (x, y, z) = ∏ (0, 1, 4)
= M0M1M4
F1
F2
Y0
Y1
Y2
Y3
A (LSB)
B
C
Y4
Y5
Y6
Y7
G1
G2A
G2B
74138
23
V. Bộ mã hóa (ENCODER):
1. Giới thiệu:
- Encoder là hệ chuyển mã thực hiện hoạt động ngược lại với
decoder. Nghĩa là encoder có m ngõ vào theo mã nhị phân 1 
trong m và n ngõ ra theo mã nhị phân cơ bản (với m ≤ 2n).
- Với ngõ vào Ii được tích cực thì ngõ ra chính là tổ hợp giá trị
nhị phân i tương ứng.
I0
I1
I2
I3
(LSB)Z0
Z1
I3 I2 I1 I0 Z1 Z0
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 0 0
Z1 = I3 + I2
Z0 = I3 + I1
Z1
Z0
I3
I2
I1
24
* Bộ mã hóa có ưu tiên (Priority Encoder):
Bộ mã hóa có ưu tiên là mạch mã hóa sao cho nếu có nhiều
hơn 1 ngõ vào cùng tích cực thì ngõ ra sẽ là giá trị nhị phân
của ngõ vào có ưu tiên cao nhất.
I0
I1
I2
I3
(LSB)Z0
Z1
V
I3 I2 I1 I0 Z1 Z0 V
X X 0 
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 1
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 X
0 1 X X
1 X X X
Z1 = I3 + I2
Z0 = I3 + I2 I1
V = I3 + I2 + I1 + I0
I3
I2
I1
I0
Z1
Z0
V
Thứ tự ưu tiên: I3 > I2 > I1 > I0
25
2. IC mã hóa ưu tiên 8 →3 (74148):
EI I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 A2 A1 A0 GS EO
1 X X X X X X X X
0 0 X X X X X X X
0 1 0 X X X X X X
0 1 1 0 X X X X X
0 1 1 1 0 X X X X
0 1 1 1 1 0 X X X
0 1 1 1 1 1 0 X X
0 1 1 1 1 1 1 0 X
0 1 1 1 1 1 1 1 0
0 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1
0 0 0 0 1
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 0 1
1 0 0 0 1
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 0 1
1 1 1 1 0
EI
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
1
5
3
12
14
9
A2
A1
(LSB)A0
GS
EO
7
6
15
4
2
13
11
10
Thứ tự ưu tiên: I7 > I6 > I5 > I4 > I3 > I2 > I1 > I0
26
VI. Bộ dồn kênh (Multiplexer - MUX):
1. Giới thiệu:
- MUX 2n→1 là hệ tổ hợp có nhiều ngõ vào nhưng chỉ có
1 ngõ ra. Ngõ vào gồm 2 nhóm: m ngõ vào dữ liệu (data input) 
và n ngõ vào lựa chọn (select input). 
- Với 1 giá trị i của tổ hợp nhị phân các ngõ vào lựa chọn, 
ngõ vào dữ liệu Di sẽ được chọn đưa đến ngõ ra. (m = 2n)
D0
D1
:
Dm-1
S0(LSB)
S1
:
Sn-1
Y
Ngõ vào dữ liệu
(Data Input)
Ngõ vào lựa chọn
(Select Input)
27
* Bộ MUX 4 → 1:
D0
D1
D2
D3
S0(LSB)
S1
Y
S1 S0 Y
0 0
0 1 
1 0
1 1
D0
D1
D2
D3
= m0 D0 + m1 D1 + m2 D2 + m3 D3
= ∑ mi Di (i = 0, 1, 2, 3)
Y = S1 S0 D0 + S1 S0 D1 + S1 S0 D2 + S1 S0 D3
S1
S0
D0
D1
D2
D3
Y
Tổng quát: Y = ∑ mi Di (với i = 0, 1, .., 2
n-1)
28
2. IC dồn kênh:
a. 74LS153: gồm 2 bộ MUX 4 →1
1G
1C0
1C1
1C2
1C3
A(LSB)
B
1Y
2G
2C0
2C1
2C2
2C3
2Y
14
15
10
11
12
13
2
1
6
5
4
3
7
9
G B A Y
1 X X
0 0 0
0 0 1 
0 1 0
0 1 1
0
C0
C1
C2
C3
29
b. 74151: bộ MUX 8 →1
EN
A(LSB)
B
C
YD0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Y
15
14
13
12
9
4
3
2
1
5
6
11
10
7
EN C B A Y
1 X X X
0 0 0 0
0 0 0 1 
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1 
0 1 1 0
0 1 1 1
0
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
30
3. Sử dụng bộ MUX thực hiện hàm Boole:
a. Bộ MUX 2n thực hiện hàm Boole n biến:
EN
A(LSB)
B
C
YD0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Y
F(x, y, z) = ∑ (0, 1, 4, 7)
= m0 + m1 + m4 + m7
= m0 1 + m1 1 + m2 0 + m3 0 
+ m4 1 + m5 0 + m6 0 + m7 1
Y = ∑ mi Di
= m0D0 + m1D1 + m2D2 + m3D3 
+ m4D4 + m5D5 + m6D6 + m7D7
D0 = D1 = D4 = D7 = 1
D2 = D3 = D5 = D6 = 0
z
y
x
0
1
0
F
31
b. Bộ MUX 2n thực hiện hàm Boole n+1 biến:
F(x, y, z) = ∑ (0, 1, 4, 7)
= x y z + x y z + x y z + x y z
= x y .1 + x y .0 + x y .z + x y .z
Y = m0D0 + m1D1 + m2D2 + m3D3
D0 = 1; D1 = 0; D2 = z; D3 = z
1G
1C0
1C1
1C2
1C3
A(LSB)
B
1Y
2G
2C0
2C1
2C2
2C3
2Y
y
x
0
1
0
z
F
= m0 .1 + m1 .0 + m2 .z + m3 .z
x y z F
0 0 0
0 0 1 
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1 
1 1 0
1 1 1
1
1
0
0
1
0
0
1
D0 = 1
D1 = 0
D3 = z
D2 = z
32
VII. Bộ phân kênh (DEMUX):
1. Giới thiệu:
- Bộ DEMUX 1→2n có chức năng thực hiện hoạt động ngược
lại với bộ MUX. Mạch có 1 ngõ vào dữ liệu, n ngõ vào lựa
chọn và 2n ngõ ra. 
- Với 1 giá trị i của tổ hợp nhị phân các ngõ vào lựa chọn, 
ngõ vào dữ liệu D sẽ được đưa đến ngõ ra Yi. 
Y0
Y1
:
Ym-1
S0(LSB)
S1
:
Sn-1
DNgõ vào dữ liệu(Data Input)
Ngõ vào lựa chọn
(Select Input)
Ngõ ra
33
* Bộ DEMUX 1 → 4:
Y0
Y1
Y2
Y3
D
S0 (LSB)
S1
S1 S0 Y3 Y2 Y1 Y0
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0 0 D
0 0 D 0
0 D 0 0
D 0 0 0
Y0 = S1 S0 D = m0 D
Y1 = S1 S0 D = m1 D
Y2 = S1 S0 D = m2 D
Y3 = S1 S0 D = m3 D
Y0
Y1
Y2
Y3
S1
S0
D
34
B A 1G 1C 1Y0 1Y1 1Y2 1Y3
2. IC phân kênh 74LS155: gồm 2 bộ phân kênh 1 → 4
1Y0
1Y1
1Y2
1Y3A (LSB)
B 2Y0
2Y1
2Y2
2Y3
2G
2C
1
2
15
13
3
7
6
5
4
12
10
11
9
14
1G
1C
X X
X X
0 0
0 1
1 0
1 1
1 X
X 0
0 1
0 1
0 1
0 1
1 1 1 1
1 1 1 1
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0
B A 2G 2C 2Y0 2Y1 2Y2 2Y3
X X
X X
0 0
0 1
1 0
1 1
1 X
X 1
0 0
0 0
0 0
0 0
1 1 1 1
1 1 1 1
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0
35
VIII. Bộ so sánh độ lớn (Comparator):
1. Giới thiệu:
- Bộ so sánh là hệ tổ hợp có nhiệm vụ so sánh 2 số nhị phân
không dấu A và B (mỗi số n bit). 
- Bộ so sánh có 3 ngõ ra (A>B), (A=B) và (A<B); chỉ có 1 ngõ ra
tích cực theo kết quả so sánh. 
* Bộ so sánh 3 bit:
A: A2 A1 A0
B: B2 B1 B0
Sử dụng biến trung gian:
xi = Ai ⊕ Bi (i = 0, 1, 2)
(A = B) = x2 x1 xo
(A > B) = A2 B2 + x2 A1 B1 +x2x1 A0 B0
(A < B) = A2 B2 + x2 A1 B1 +x2x1 A0 B0
(A>B)
(A=B)
(A<B)
A
B
= (A=B) + (A>B)
36
x0
x1
x2
(A=B)
B0
A0
B1
A1
B2
A2
(A>B)
(A<B)
37
2. IC so sánh 74LS85:
3
4
9
ALTBIN
AEQBIN
AGTBIN
B0
B1
B2
B3
10
12
13
15
11
14
1
7
5
A0
A1
A2
A3 ALTBOUT
AEQBOUT
AGTBOUT
6
2
AGTBOUT = (A>B) + (A=B)AGTBIN
AEQBOUT = (A=B) AEQBIN
ALTBOUT = (A<B) + (A=B)ALTBIN