Bài giảng kỹ thuật số 1 - CHƯƠNG 1 : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Hệ thống kỹ thuật số ( digital system) là tập hợp các thiết bị được thiết kế để điều khiển các đại lượng vật lý được diễn tả dưới dạng số tức là những đại lượng chỉ có thể có giá trị rời rạc. VD: đồng hồ số, máy tính điện tử số, máy vi tính, bộ điều khiển đèn giao thông…. - Hệ thống tương tự (analog system) là tập hợp các thiết bị được thiết kế để điều khiển các đại lượng vật lý biểu diễn dang tương tự, tức là những đại lượng có thể thay đổi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng kỹ thuật số 1 - CHƯƠNG 1 : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Bài giảng kỹ thuật số 1 Biên soạn Ks Ngô Văn Bình CHƯƠNG 1 : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN1.1 Hệ thống các số và hệ thống tương tự: - Hệ thống kỹ thuật số ( digital system) là tập hợp các thiết bị được thiết kế để điềukhiển các đại lượng vật lý được diễn tả dưới dạng số tức là những đại lượng chỉ có thể cógiá trị rời rạc. VD: đồng hồ số, máy tính điện tử số, máy vi tính, bộ điều khiển đèn giao thông…. - Hệ thống tương tự (analog system) là tập hợp các thiết bị được thiết kế để điềukhiển các đại lượng vật lý biểu diễn dang tương tự, tức là những đại lượng có thể thay đổitrong một khoảng giá trị liên tục. VD: biên độ tín hiệu đầu ra của loa của máy thu, máy thu băng từ, máy thu hình,…* Ưu điểm kỹ thuật số: - Hệ thống số dễ thiết kế: không đòi hỏi giá trị hiệu điện thế hay cường độ dòng điệnchính xác, chỉ quan tâm đến dãy điện áp mà chúng rơi vào ( cao hay thấp ). - Thông tin lưu trữ dễ dàng: việc lưu trữ không còn phức tạp mà nhờ vào một mạchchuyển chuyên dụng, mạch này khoá thông tin và giữ nguyên tố trong khoảng thời gianyêu cầu. - Tính chính xác và độ tin cậy cao: trong các hệ thống số có thể điều khiển nhiều consố để tăng thêm độ chính xác khi có yêu cầu bằng cách kết nối thêm nhiều mạch điệnswtitch. Còn trong hệ thống tương tự độ chính xác thường bị giới hạn nằm trong khoảng 3số hoặc 4 số bởi vì giá trị của điện áp và dòng điện phụ thuộc trực tiếp vào các giá trị cácphân tử mạch điện. - Các hoạt động có thể lập trình dễ dàng, rất dễ dàng thiết kế các hệ thống số mà cáchoạt động các hệ thống được điều khiển bởi một tập lệnh gọi là chương trình. Hệ thốngtương tự cũng có thể lập trình được những sự đa dạng và phức tạp của các thao tác bị giớihạn. - Các mạch điệnt tử số ít bị ảnh hưởng nhiều: vì mức điện áp của hệ thống số khôngquan trọng và tín hiệu nhiều không đủ lớn để gây ảnh hưởng đến sự phân biệt mức highvà low. - Nhiều mạch điện có thể tích hợp trên 1IC: thực ra sự phát triển vượt bậc của côngnghệ IC ( Integrated circuit) cũng mang lại nhiều thuận lợi cho mạch tương tự, nhưng domạch tương tự khá phức tạp và lại sử dụng những thiết bị không có hiệu quả kinh tế nênkhông thể đạt được kết quả mức độ tích hợp cao như mạch số.* Những hạn chế của kỹ thuật số: - Hầu hết các đại lượng vật lý trong tự nhiên là các tín hiệu tương tự và chính nhữngđại lượng này thường là đầu vào và đầu ra được một hệ thống theo dõi, kiểm tra, xử lý vàđiều khiển. - Để sử dụng kỹ thuật số điều khiển các đại lượng này với tín hiệu vào và tín hiệu rađều là tương tự cần thực hiện 3 bước sau:  Chuyển đổi các tín hiệu và tương tự sang dạng tín hiệu số.  Xử lý dữ liệu số theo yêu cầu.  Chuyển đổi dữ liệu số sang dạng tín hiệu tương tự. Trang 1 Bài giảng kỹ thuật số 1 Biên soạn Ks Ngô Văn Bình Thiết Nhiệt độ Chuyeån ñoåi xử lý dữ Chuyeån ñoåi soá bị đo (tương tự) liệu số töông töï sang sang töông töï tương tự ADC số số DAC điều chỉnh nhiệt độ Đây là sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển nhiệt độ1.2 Các hệ thống số : - Có rất nhiều hệ thống số được sử dụng trong kỹ thuật số, các hệ thống số th6ngdụng nhất là: hệ thập phân (docimal), nhị phân (binasy), bát phân (octal), thập lục phân( hexadecimal)….1.2.1 Hệ thập phân: bao gồm 10 con số hoặc những ký hiệu Ký hiệu: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. Trọng số của mỗi chữ số trong 1 số thập phân như sau: …104103102101100, 10-110-210-3… trong đó dấu , là dấu chấm thập phân. VD: số 258,9 = (2. 102) + (5.101) + (8. 100) + (9. 10-1) Trong số thập phân thì: Số tận cùng bên trái là số có giá trị lớn nhất MSD ( Most Significant Digit) Số tận cùng bên phải là số có giá trị nhỏ nhất LSD ( Least Significant Digit)1.2.2 Hệ nhị phân : gồm có 2 chữ số :0 và 1, ký số nhị phân gọi là bit (binary digit). Cơsố hệ nhị phân hay gọi là cơ số 2. VD: cho 1 số nhị phân 1100,1102 được minh hoạ như hình vẽ: 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 1 1 0 0, 1 1 0 dấu phẩy nhị phân LSB MSBGiá trị tương đương với số thập phân:1100,1102 = 1. 23 +trong hệ thống số nhị phân: Mỗi con số (0 hoặc 1) được gọi là bit ( 0 hay 1) Bit tận cùng bên trái là bit có giá trị lớn nh ...