"Don't study, don't know - Studying you will know!"

NGUYEN TRUNG HOA
Chỉång 3. Cạc pháưn tỉí logic cå bn Trang 27

Chỉång 3
CẠC PHÁƯN TỈÍ LOGIC CÅ BN

3.1. KHẠI NIÃÛM VÃƯ MẢCH SÄÚ
3.1.1. Mảch tỉång tỉû
Mảch tỉång tỉû (cn gi l mảch Analog) l mảch dng âãø xỉí l cạc
tên hiãûu tỉång tỉû. Tên hiãûu tỉång tỉû l tên hiãûu cọ biãn âäü biãún thiãn
liãn tủc theo thåìi gian.
Viãûc xỉí l bao gäưm cạc váún âãư: Chènh lỉu, khúch âải, âiãưu chãú,
tạch sọng.
Nhỉåüc âiãøm ca mảch tỉång tỉû :
- Âäü chäúng nhiãùu tháúp (nhiãùu dãù xám nháûp).
- Phán têch thiãút kãú mảch phỉïc tảp.
Âãø khàõc phủc nhỉỵỵng nhỉåüc âiãøm ny ngỉåìi ta sỉí dủng mảch säú.
3.1.2. Mảch säú
Mảch säú (cn gi l mảch Digital) l mảch dng âãø xỉí lï tên hiãûu säú.

R
B

R
cQ

v
0
+Vcc
v
i
R
c
Q

R
B
v
0
-
Vcc
a)
Hỗnh 3.2. Bióứu dióựn traỷng thaùi logic cuớa maỷch sọỳ bũng khoùa õióỷn tổớ duỡng BJT
b)

Hỗnh 3.2a:
- Khi v

0
= -v
ces
= - 0,2 (V).

Ngổồỡi ta phỏn bióỷt ra hai loaỷi logic:
- Choỹn: V
logic 1
> V
logic 0
hoỹ logic dổồng

: Logic dổồng.

0 logic
V
1 logic
V
0v
0 logic
V
5v
1 logic
V

=
=




3.2. CỉNG LOGIC
3.2.1. Khaùi nióỷm
Cọứng logic laỡ mọỹt trong caùc thaỡnh phỏửn cồ baớn õóứ xỏy dổỷng maỷch
sọỳ. Noù õổồỹc thióỳt kóỳ trón cồ sồớ caùc phỏửn tổớ linh kióỷn baùn dỏựn nhổ
Diode, BJT, FET õóứ hoaỷt õọỹng theo baớng traỷng thaùi cho trổồùc.
3.2.2 Phỏn loaỷi
Coù ba caùch phỏn loaỷi cọứng logic:
- Phỏn loaỷi cọứng theo chổùc nng.
- Phỏn loaỷi cọứng theo phổồng phaùp chóỳ taỷo.
- Phỏn loaỷi cọứng theo ngoợ ra.
3.2.2.1. Phỏn loaỷi cọứng theo chổùc nng
a. Cọứng khọng õaớo (BUFFER)
Cọứng khọng õaớo hay coỡn goỹi laỡ cọứng õóỷm (BUFFER) laỡ cọứng coù
mọỹt ngoợ vaỡo vaỡ mọỹt ngoợ ra vồùi kyù hióỷu vaỡ baớng traỷng thaùi hoaỷt õọỹng
nhổ hỗnh veợ.

+Baớng traỷng thaùi:
y
x
0
11
0
y
x
Hỗnh 3.3. Kyù hióỷu vaỡ baớng traỷng thaùi cuớa cọứng khọng õaớo

Phổồng trỗnh logic mọ taớ hoaỷt õọỹng cuớa cọứng: y = x
Bi ging K Thût Säú Trang 30
Trong âọ:
- Våïi x l ng vo cọ tråí khạng vo Z

âãûm âo vç tên hiãûu ng ra ngỉåüc pha våïi tên hiãûu ng vo.
Ghẹp hai cäøng âo ta âỉåüc cäøng khäng âo (hçnh 3.5):

x
x
xx =
x
Hçnh 3.5. Sỉí dủng 2 cäøng ÂO tảo ra cäøng ÂÃÛM Chỉång 3. Cạc pháưn tỉí logic cå bn Trang 31

c. Cäøng Vì (AND)
Cäøng AND l cäøng logic thỉûc hiãûn chỉïc nàng ca phẹp toạn nhán
logic våïi 2 ng vo v 1 ng ra k hiãûu nhỉ hçnh v:
Phỉång trçnh logic mä t hoảt âäüng ca cäøng AND:
y = x
1
.x
2
Bng trảng thại hoảt âäüng ca cäøng AND 2 ng vo:x
2
y
x
1
x
1

=∃
)n1,(i1x1
0x0
i
iVáûy, âàûc âiãøm ca cäøng AND l: ng
ra y chè bàòng 1 khi táút c cạc ng vo
âãưu bàòng 1, ng ra y bàòng 0 khi cọ êt
nháút mäüt ng vo bàòng 0.
x
1
y
x
n
Hçnh 3.7. Cäøng AND våïi n ng vo

Sỉí dủng cäøng AND âãø âọng måí tên hiãûu:
Xẹt cäøng AND cọ hai ng
vo x
1
v x
2
. Ta chn:
- x
1
âọng vai tr ng vo âiãưu khiãøn (control).
- x
2

qua cäøng AND
âãún ng ra.

Sỉí dủng cäøng AND âãø tảo ra cäøng logic khạc: Nãúu ta sỉí dủng 2 täø
håüp âáưu v cúi trong bng giạ trë ca cäøng AND v näúi cäøng AND
theo så âäư sau:
y
x
2
x
1
+x = 0 → x
1
= x
2
= 0 → y = 0
+x = 1 → x
1
= x
2
= 1 → y = 1 → y = x

Hçnh 3.8. Sỉí dủng cäøng AND tảo ra cäøng âãûm.

thç chụng ta cọ thãø sỉí dủng cäøng AND âãø tảo ra cäøng âãûm.
Trong thỉûc tãú, cọ thãø táûn dủng hãút cạc cäøng chỉa dng trong IC âãø
thỉûc hiãûn chỉïc nàng ca cạc cäøng logic khạc.

d. Cäøng Hồûc (OR)
L cäøng thỉûc hiãûn chỉïc nàng ca phẹp toạn cäüng logic, cäøng OR cọ

0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

Xeùt trổồỡng hồỹp tọứng quaùt õọỳi vồùi cọứng OR coù n ngoợ vaỡo.
Phổồng trỗnh logic:

y
OR
=



==
=
)n1,(i0x0
1x1
i
iỷc õióứm cuớa cọứng OR laỡ: Tờn hióỷu ngoợ ra chố bũng 0 khi vaỡ chố khi
tỏỳt caớ caùc ngoợ vaỡo õóửu bũng 0, ngổồỹc laỷi tờn hióỷu ngoợ ra bũng 1 khi
chố cỏửn coù ờt nhỏỳt mọỹt ngoợ vaỡo bũng 1.

Sổớ duỷng cọứng OR õóứ õoùng mồớ tờn hióỷu: Xeùt cọứng OR coù 2 ngoợ vaỡo
x
1
, x

.

Sổớ duỷng cọứng OR õóứ thổỷc hióỷn chổùc nng cọứng logic khaùc: Ta sổớ
duỷng hai tọứ hồỹp giaù trở õỏửu vaỡ cuọỳi cuớa baớng traỷng thaùi cuớa cọứng OR vaỡ
nọỳi maỷch cọứng OR nhổ sau:
- x = 0, x
1
= x
2
= 0 y = 0
- x = 1, x
1
= x
2
= 1 y = 1 y = x: cọứng OR õoùng vai troỡ cọứng
õóỷm.
Hỗnh 3.9. Cọứng OR n ngoợ vaỡo
y
x
n
x
1
Sồ õọử maỷch thổỷc hióỷn trón hỗnh 3.10.
Baỡi giaớng Kyợ Thuỏỷt Sọỳ Trang 34
y
x
1
x
2
x


Xeùt trổồỡng hồỹp tọứng quaùt: Cọứng NAND coù n ngoợ vaỡo.

y
NAND
=



==
=
)n1,(i1x0
0x1
i
i

x
n
y
x
1

Hỗnh 3.12.Cọứng NAND vồùi n ngoợ vaỡo

Vỏỷy, õỷc õióứm cuớa cọứng NAND laỡ: tờn hióỷu ngoợ ra chố bũng 0 khi tỏỳt
caớ caùc ngoợ vaỡo õóửu bũng 1, vaỡ tờn hióỷu ngoợ ra seợ bũng 1 khi chố cỏửn ờt
nhỏỳt mọỹt ngoợ vaỡo bũng 0.

Sổớ duỷng cọứng NAND õóứ õoùng mồớ tờn hióỷu: Xeùt cọứng NAND coù hai
ngoợ vaỡo, vaỡ choỹn x

2
vaỡ õóỳn ngoợ ra

Sổớ duỷng cọứng NAND õóứ taỷo caùc cọứng logic khaùc:
- duỡng cọứng NAND taỷo cọứng NOT:

x
y
y
x
1
x
2
x
y =
xxxxx =+=
2121
Hỗnh 3.13a.Duỡng cọứng NAND taỷo cọứng NOT

- duỡng cọứng NAND taỷo cọứng BUFFER (cọứng õóỷm):
xxy ==

x
x
1
x
2
x
y
y

x
1

x
2
1
x
x
1
y
y
x
2
2
x
y =
212121
. xxxxxx +=+=
Hỗnh 3.13d. Sổớ duỷng cọứng NAND taỷo ra cọứng OR

Bi ging K Thût Säú Trang 36
f. Cäøng Hồûc - khäng (NOR)
L cäøng thỉûc hiãûn chỉïc nàng ca phẹp toạn cäüng âo logic, l cäøng
cọ hai ng vo v mäüt ng ra cọ k hiãûu nhỉ hçnh v:
y
y
x

y
x
n
x
1
y
NOR
=
⎩
⎨
⎧
==∀
=∃
)n1,(i0x1
1x0
i
i

Hçnh 3.15. Cäøng NOR n ng vo
Váûy âàûc âiãøm ca cäøng NOR l: Tên hiãûu ng ra chè bàòng 1 khi táút
c cạc ng vo âãưu bàòng 0, tên hiãûu ng ra s bàòng 0 khi cọ êt nháút
mäüt ng vo bàòng 1.Sỉí dủng cäøng NOR âãø âọng måí tên hiãûu: Xẹt cäøng NOR cọ 2 ng
vo, chn x
1
l ng vo âiãưu khiãøn, x
2
l ng vo dỉỵ liãûu. Ta cọ:

Sổớ duỷng cọứng NOR õóứ thổỷc hióỷn chổùc nng cọứng logic khaùc:
- Duỡng cọứng NOR laỡm cọứng NOT :

x
1
y
x
2
y =
xxxxx
==+
2121
.
x y
x
Hỗnh 3.16a. Sổớ duỷng cọứng NOR taỷo cọứng NOT- Duỡng cọứng NOR laỡm cọứng OR :

y
x
2
x
1

y

x
1

212121
..
xxxxxx
==+
x
1
1
x
2
x
y
x
2
x
1
x
2
y

Hỗnh 3.16d. Sổớ duỷng cọứng NOR laỡm cọứng AND

Baỡi giaớng Kyợ Thuỏỷt Sọỳ Trang 38
- Duỡng cọứng NOR laỡm cọứng NAND:
y =

x
+
1
x
.x
2
= x
1

x
2

x
1
x
2
y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Hỗnh 3.17. Cọứng XOR
x
2
x
1
y

Cọứng XOR õổồỹc duỡng õóứ so saùnh hai tờn hióỷu vaỡo:
- Nóỳu hai tờn hióỷu vaỡo laỡ bũng nhau thỗ tờn hióỷu ngoợ ra bũng 0


(x
2

x
3
)
3. x
1
.(x
2

x
3
) = (x
1
.x
2
) (x

3
.x
1
)
C/m: Ta coù:
x
1.
(x
2


1
.x
3
+ x
1
x
1
.x
2
= x
1
x
2
x
3
+ x
1
x
2
x
3
+ x
1
x
1
.x
3
+ x
1
x

31
xx
+ x
1
x
3
21
xx

(x
1
x
2
) (x

1
x
3
) = x
1
x
2
31
xx
+ x
1
x
3
21
xx


h. Cọứng EX - NOR (XNOR)
ỏy laỡ cọứng logic thổỷc hióỷn chổùc nng cuớa maỷch cọỹng õaớo modulo 2
(cọỹng khọng nhồù), laỡ cọứng coù hai ngoợ vaỡo vaỡ mọỹt ngoợ ra coù kyù hióỷu vaỡ
baớng traỷng thaùi nhổ trón hỗnh 3.19.
Phổồng trỗnh logic mọ taớ hoaỷt õọỹng cuớa cọứng:
y =
212121
xxxxxx =+x
1
x
2
y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
y
x
2
Hỗnh 3.19. Cọứng XNOR
x
1 Tờnh chỏỳt cuớa cọứng XNOR: