دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرری دانشکده مهندسی برق
1) گیت AND :
2) گیت OR :
3) گیت NOT:
4) گیت Buffer:
5) گیت NAND :
6) گیت NOR :
7) گیت XOR :
8) گیت XNOR :
انواع مدارهای منطقی:
Full Adder :
مدار داخلی Full Adder :
مدار جمع کننده چهاربیتی:
در مدار زیر که یک جمع و تفریق کننده دودویی است زمانی که ) M Cin ( صفر باشد A+B میشود. اما زمانی که M ، یک است A-B صورت میگیرد.
مدار صفحه قبل را می توان بصورت شکل زیر نمایش داد که در آن اگر Cin برابر صفر شود مدار جمع کننده و اگر برابر یک شود، مدار تفریقگر
ساده سازی با جدول کارنو :
مثال: تابع سه متغیره­ای طراحی کنید به طوریکه اگر ورودی 0،1،2،3 باشد، خروجی یک واحد افزایش و اگر ورودی 4،5،6،7 باشد، خروجی یک
2) مدارهای ترتیبی :
* به طور کلی برای طراحی مدارهای ترتیبی باید مراحل زیر را طی نمود:
1.68M
Категория: МатематикаМатематика

سری 1[4351706]

1. دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرری دانشکده مهندسی برق

‫تهیه و تنظیم‪:‬‬
‫علی جاللی فراهانی ‪ ،‬حامد حاجی علی اکبری‪ ،‬امیرحسین احمدوند‪ ،‬مجتبی کونانی‪ ،‬حسن محمدی اقدم‬
‫دیماه ‪91‬‬

2. 1) گیت AND :

‫تابع جبری ‪:‬‬
‫‪F = AB‬‬
‫جدول درستی ‪:‬‬
‫سمبل گرافیکی ‪:‬‬
‫‪F‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬

3. 2) گیت OR :

‫تابع جبری ‪:‬‬
‫‪F = A+B‬‬
‫جدول درستی ‪:‬‬
‫سمبل گرافیکی ‪:‬‬
‫‪F‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬

4. 3) گیت NOT:

‫تابع جبری ‪:‬‬
‫´‪F = A‬‬
‫جدول درستی ‪:‬‬
‫سمبل گرافیکی ‪:‬‬
‫‪F‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬

5. 4) گیت Buffer:

‫تابع جبری ‪:‬‬
‫‪F=A‬‬
‫جدول درستی ‪:‬‬
‫سمبل گرافیکی ‪:‬‬
‫‪F‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬

6. 5) گیت NAND :

‫تابع جبری ‪:‬‬
‫´)‪F = (AB‬‬
‫جدول درستی ‪:‬‬
‫سمبل گرافیکی ‪:‬‬
‫‪F‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬

7. 6) گیت NOR :

‫تابع جبری ‪:‬‬
‫´)‪F = (A+B‬‬
‫جدول درستی ‪:‬‬
‫سمبل گرافیکی ‪:‬‬
‫‪F‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬

8. 7) گیت XOR :

‫تابع جبری ‪:‬‬
‫´‪F = A´B+AB‬‬
‫جدول درستی ‪:‬‬
‫سمبل گرافیکی ‪:‬‬
‫‪F‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬

9. 8) گیت XNOR :

‫تابع جبری ‪:‬‬
‫‪F = A´B´+AB‬‬
‫جدول درستی ‪:‬‬
‫سمبل گرافیکی ‪:‬‬
‫‪F‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪B‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬

10. انواع مدارهای منطقی:

‫‪ )1‬مدار ترکیبی ‪ :‬حافظه ندارد‪.‬‬
‫‪ )2‬مدار ترتیبی ‪ :‬حافظه دارد‪.‬‬
‫مدار ترکیبی به مدارهای ی گ فته میشود که خروجی در هر لحظه به ورودی در همان لحظه وابسته است‪.‬اما در‬
‫مدارهای ترتیبی خروجی هر لحظه وابسته به لحظه قبل است‪.‬‬
‫‪: Half Adder‬‬
‫به مدار ترکیبی که جمع حسابی دو بیت را انجام دهد نیم جمع کننده گ فته میشود‪ .‬برای ترسیم مدار داخلی نیم جمع‬
‫کننده جدول تغییرات ان را رسم کرده و سپس ارقام ‪ s‬و ‪ c‬مربوط به جمع دو بیت را محاسبه میکنیم‬

11. Full Adder :

‫ترسیم مدار‪:‬‬
‫محاسبه ارقام ‪ c‬و ‪:s‬‬
‫‪C = XY‬‬
‫‪S = XY’+X’Y‬‬
‫مدار ‪ HA‬را بطور خالصه می توان به شکل مقابل نشان داد‬
‫به مدار ترکیبی که جمع حسابی سه بیت را انجام دهد تمام جمع کننده گ فته میشود‪.‬‬
‫‪S‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Y‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪X‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬

12. مدار داخلی Full Adder :

‫پس از محاسبه ‪ C‬و ‪ S‬مدار داخیل تمام جمع کننده به شکل زیر‬
‫در یماید‬
‫‪S‬‬
‫‪A B Cin C‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬

13. مدار جمع کننده چهاربیتی:

‫مدار ‪ FA‬را میتوان با استفاده از دو ‪ HA‬به شکل‬
‫مقابل ساخت‬
‫برای ساختن یک مدار جمع کننده چهار بیتی میتوان از چهار ‪ FA‬استفاده کرد‪ .‬طریقه اتصال بین انها در‬
‫صفحه بعد امده است‪.‬‬

14.

‫به منظور تفریق دو عدد باید از عدد دوم متمم ‪ 2‬گرفته شود‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫روش متمم ‪:2‬‬
‫‪A - B = A + B’+1‬‬
‫به طور مثال ‪:‬‬
‫)‪1101 – 1011 = 1101 + (0100+1‬‬

15. در مدار زیر که یک جمع و تفریق کننده دودویی است زمانی که ) M Cin ( صفر باشد A+B میشود. اما زمانی که M ، یک است A-B صورت میگیرد.

b3
b2
b1
b0
M

16. مدار صفحه قبل را می توان بصورت شکل زیر نمایش داد که در آن اگر Cin برابر صفر شود مدار جمع کننده و اگر برابر یک شود، مدار تفریقگر

‫مدار جمع کننده ‪ 4‬بیتی‬

17. ساده سازی با جدول کارنو :

‫سریعترین و راحتترین راه برای ساده سازی توابع بولی دو‪ ،‬سه و چهار متغیره استفاده از جدول کارنو است‪.‬‬
‫بدین صورت که مقدار خروجی (که بصورت ‪ 0‬و ‪ 1‬است) در جدول قرار میگیرد‪ .‬نقشه جدول کارنو برای توابع دو‬
‫‪ ،‬سه و چهار متغیره به همراه محل قرار گرفتن خروجیها به شکل زیر میباشد‪:‬‬

18.

‫* دو روش به منظور ساده سازی در جدول کارنو وجود دارد‪:‬‬
‫‪ -1‬استفاده از جمع حاصلضربها (مینترمها) ‪ :‬در این روش ان خانههای ی از جدول که با ‪ 1‬پر شده اند به‬
‫دستههای ‪ 4 ، 2 ، 1‬و بیشتر تقسیم میشوند (دستههای با ظرفیت باالتر در اولویت هستند)‪ .‬سپس هر دسته به‬
‫صورت ضربی از متغیرهای ی که در ستونش قرار گرفته نوشته شده و در پایان عبارات مربوط به هر دسته با هم جمع‬
‫میشوند‪.‬‬
‫‪-2‬استفاده از ضرب حاصلجمعها (ماکسترمها) ‪ :‬این روش نیز همانند روش ‪ 1‬است‪ ،‬با این تفاوت که دستهبندی‬
‫برای خانههای ی انجام میشود که با ‪ 0‬پر شدهاند‪ .‬در پایان چون عبارات بدست امده متمم خروجی است ‪ ،‬یکبار ان‬
‫را ‪ Not‬کرده تا خروجی مورد نظر بصورت ضرب حاصلجمعها بدست اید‪.‬‬

19.

‫در دو مثال زیر با استفاده از روشهای گ فته شده تابع ‪ F‬را بدست اورید‪.‬‬
‫‪-1‬مثال از مینترم)‬
‫)‪F(x,y,z) = Σ (0,3,4,6,7‬‬
‫الف‪ -‬تشکیل جدول کارنو برای خروجیها ‪:‬‬
‫ب‪ -‬ترسیم مدار ‪:‬‬
‫= )‪F X,Y,Z‬‬
‫‪Y´Z´+YZ+XY‬‬

20.

‫‪-2‬مثال از ماکسترم)‬
‫)‪F(x,y,z) = π(1,5,7‬‬
‫الف‪-‬تشکیل جدول کارنو برای خروجیها ‪:‬‬
‫)’‪F = (y+z’) (x’+z‬‬
‫ب‪-‬ترسیم مدار ‪:‬‬

21. مثال: تابع سه متغیره­ای طراحی کنید به طوریکه اگر ورودی 0،1،2،3 باشد، خروجی یک واحد افزایش و اگر ورودی 4،5،6،7 باشد، خروجی یک

x
y
z
M
N
W
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0

22.

M = xy+yz+xz
N = x´y´z+x´yz´+xy´z´+xyz
W = z´
‫ ترسیم دیاگرام مدار‬-3

23. 2) مدارهای ترتیبی :

‫مدارهای ترتیبی مدارهای ی هستند که دارای حافظه میباشند ‪ .‬کوچک ترین جزء هر حافظه که قادر است ‪ 1‬بیت اطالعات را‬
‫در خود ذخیره کند ‪ ،‬فلیپ فالپ میگویند ‪ .‬در مدارهای ترتیبی نیاز است از یک پالس ساعت استفاده گردد تا تمام‬
‫قطعات با نظم کار کنند ‪ .‬تمامی مدارهای ترتیبی از بالک دیاگرام زیر تبعیت میکنند‪:‬‬
‫انواع مختلف فلیپ فالپها عبارتند از ‪ :‬فلیپ فالپ ‪ JK ، D ، SR‬و ‪T‬‬

24.

‫‪ -1‬فلیپ فالپ ‪SR‬‬
‫‪R‬‬
‫×‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪S‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫×‬
‫‪Qt+1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Qt‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫جدول تحریک فلیپ فالپ ‪SR‬‬
‫‪Qt‬‬
‫‪Qt‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫تعریف‬
‫نشده‬
‫‪R‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪S‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫جدول حالت فلیپ فالپ ‪SR‬‬
‫‪ -2‬فلیپ فالپ ‪( :D‬از به هم وصل شدن پایههای ورودی فلیپ فالپ ‪ SR‬بدست میاید‪).‬‬
‫‪D‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Qt+1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Qt‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫جدول تحریک فلیپ فالپ ‪D‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪D‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫جدول حالت فلیپ فالپ ‪D‬‬

25.

‫‪ -3‬فلیپ فالپ ‪JK‬‬
‫‪K‬‬
‫‪J‬‬
‫‪Qt Qt+1‬‬
‫×‬
‫×‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫×‬
‫×‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫جدول تحریک فلیپ فالپ ‪JK‬‬
‫‪Qt‬‬
‫‪Qt‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫’ ‪Qt‬‬
‫‪J K‬‬
‫‪0 0‬‬
‫‪0 1‬‬
‫‪1 0‬‬
‫‪1 1‬‬
‫جدول حالت فلیپ فالپ ‪JK‬‬
‫‪ -4‬فلیپ فالپ ‪( :T‬از به هم وصل شدن پایههای ورودی فلیپ فالپ ‪ JK‬بدست میاید‪).‬‬
‫‪T‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Qt+1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Qt‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫جدول تحریک فلیپ فالپ ‪T‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪Q‬‬
‫’‪Q‬‬
‫‪T‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫جدول حالت فلیپ فالپ ‪T‬‬

26. * به طور کلی برای طراحی مدارهای ترتیبی باید مراحل زیر را طی نمود:

‫‪ -1‬رسم دیاگرام حالت به صورت اشکال خط و دایره که هر حالت را با یک دایره و مسیر حرکت را از یک حالت به حالت‬
‫دیگر نمایش میدهد‪.‬‬
‫‪ -2‬رسم جدول تحریک ‪.‬‬
‫‪ -3‬رسم جداول کارنو و ساده سازی ‪.‬‬
‫‪ -4‬رسم مدار ‪.‬‬

27.

‫مداری طراحی نمایید که در صورتی که ورودی خارجی ‪ X‬مساوی صفر است شمارشی صورت‬
‫نگیرد و در زمانی که ‪ X‬مساوی یک است رشته ی ‪ 00 11 10 01 00‬و تکرار ان را ادامه دهد‪.‬‬

28.

29.

30.

31.

32.

33.

‫تمرین ‪:‬‬
‫شمارنده ‪ 2‬بیتی طراحی کنید که دارای ‪ 2‬ورودی ‪ E , X‬باشد زمانیکه ‪ X‬یک است و ‪ E‬صفر رشته ‪ 00 11 10 01 00‬و‬
‫تکراری از ان و زمانی که ‪ X‬یک و ‪E‬یک می باشد رشته ی ‪ 11 00 01 10 11‬و تکرار ان و زمانی که ‪X‬صفر است در جای‬
‫خود باقی بماند ‪.‬‬

34.

0000
0001
0010
0100

35.

A
B
C
D
English     Русский Правила