Bài giảng Kỹ thuật số - Phần 1: Mạch số

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Hệ thống số đếm và khái niệm về mã; Cổng Logic và đại số Boole. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật số - Phần 1: Mạch số MAÏCHSOÁMaõhoïcphaàn:VL264Soátínchæ:2Thôøigian:30tieátTaøilieäuthamkhaûo:1. NguyeãnHöõuPhöông,“MaïchSoá”,Nhaø xuaátbaûnthoángkeâ,2001.2. RonaldJ.Tocci,“DigitalSystems:principles andapplications”,PrenticeHallinternational, Inc.Veàhoïctaäp,thicöûvaøkieåmtra: Seminar: 2ñ Kieåm tra: 2ñ (2 đến 4 baøi kieåm tra (15 – 30 phuùt), moãi baøi 0.5ñ -1đ, sv thieáu12baøikieåmtraseõbòcaámthi) Thi cuoái kyø: 6ñ Noäp maïch thí nghieäm: moãi nhoùm toái ña 2 sv, moãi maïch toái ña 2ñ (ñaây laø ñieåm coäng theâm) Noäp baøi taäp: tröôøng hôïp ñieåm toång keát < 5ñ seõ ñöôïc xem xeùt neáu sv noäp baøi taäp ñaày ñuû Bài1 HỆTHỐNGSỐĐẾMVÀ KHÁINIỆMVỀMÃ I.Mạchtươngtựvàmạchsố Mạchtươngtự: Mạch tương tự (mạch Analog) xử lý các tín hiệu tương tự (là tín hiệu có biên độ biếnthiênliêntụctheothờigian).Việcxử lýbaogồmcácvấnđề:chỉnhlưu,khuếch đại,điềuchế,táchsóng. Nhượcđiểm: Chốngnhiễuthấp(nhiễudễxâmnhập) Phântích,thiếtkếmạchphứctạp Mạchsố: Mạchsố(mạchDigital)xửlýcáctínhiệu số(làtínhiệucóbiênđộbiếnthiênkhông liên tục theo thời gian hay rời rạc thời gian), nó được biểu diễn dưới dạng sóng xung với 2 mức điện thế cao và thấp mà tương ứng với 2 mức điện thế này là 2 mức logic của mạch số. Việc xử lý bao gồmcácvấnđề:lọcsố,điềuchếsố,gain điềuchếsố,mãhóa,giảimã,… Moätsoáöuñieåmcuûamaïchsoá: Ñôn giaûn, deã hieåu Deã phaân tích, thieát keá Ñoä chính xaùc cao, ít aûnhhöôûng bôûi nhieãu Khaû naêng löu tröõ, truyeàn taûi Deã taïo maïch tích hôïp Hoaït ñoäng coù theå laäp trình.Vì vaäy, hieän nay maïch soá ñöôïc söûduïng khaù phoå bieán trong taát caûcaùc lónh vöïc: ño löôøng soá, truyeànII.Hệthốngsốđếm• Hệđếmlàtậphợpcácphươngphápgọivà biểu diễn các con số bằng các ký hiệu có giátrịsốlượngxácđịnhgọilàchữsố• Hệđếmchialàm2loại: o Hệđếmtheovịtrí:làhệđếmmàtrongđó giátrịsốlượngcủachữsốcònphụthuộc vàovịtrícủanóđứngtrongconsố VD: 1991(hệthậpphân) 1111(hệnhịphân) o Hệ đếm không theo vị trí: là hệ đếm mà trongđógiátrịsốlượngcủachữsốkhông phụ thuộc vào vị trí của nó đứng trong consố VD:HệLamãI,II,III,… III.CƠSỐCHUYỂNĐỔICƠSỐ Baát cöù moät soá nguyeân döông R (R>1) ñeàu coù theå ñöôïc choïn laøm cô soá cho moät heä thoáng soá. Neáu heä thoáng coù cô soá R thì caùc soá töø 0 ñeán (R-1) ñöôïc söû duïng. Ví duï: neáu R=8 thì caùc chöõ soá caàn thieát laø 0,1,2,3,4,5,6,7.Caùc heä thoáng cô soá thoâng duïng trong kyõ thuaät soá: • Thaäp phaân (cô soá 10). • Nhò phaân (cô soá 2). • Baùt phaân (cô soá 8). • Thaäp luïc phaân (cô soá 16).Đổitừcơsốdsangcơsố10:Vềphươngpháp,ngườitakhaitriểnconsốtrongcơsốddướidạngđathứctheocơsốcủanó.VD: 1101,đổisangthậpphânlà 1101(2)=1.23+1.22+0.21+1.20=13(10)Đổitừcơsố10sangcơsốd:Về phương pháp, người ta lấy con số trong cơ sốchialiêntiếpchocơsốd đếnkhinàothươngbằngkhôngthìthôi. IV.Hệnhịphân(hệcơsố2)Hệnhịphânlàhệđếmmàtrongđóchỉsửdụnghaikýhiệu0và1đểbiểudiễntấtcảcácsố.Haikýhiệu đógọichunglàbíthoặcdigitvànóđặctrưngchomạchđiệntửcóhaitrạngthái ổnđịnhhaycòngọilà2trạngtháibềnFlipFlop(kýhiệulàFF). Moät chöõ soá nhò phaân goïi laø bit. Chuoãi 4 bit nhò phaân goïi laø nibble. Chuoãi 8 bit goïi laø byte. Chuoãi 16 bit goïi laø word. Chuoãi 32 bit goïi laø doubleword. Chöõ soá nhò phaân beân phaûi nhaát cuûa chuoãi bit goïi laø bitcoùyùnghóanhoû nhaát(leastsignificantbit–LSB) Chöõ soá nhò phaân beân traùi nhaát cuûa chuoãi bit goïi laø bitcoùyù nghóa lôùn nhaát (mostsignificantbit–MSB). Thöôøng duøng chöõ B cuoái chuoãi bit ñeå xaùc ñònh ñoù laø soá nhò phaân.V.MãBCD(BinaryCodeDecimal)Trongđờisống,conngườigiaotiếpvớinhauthôngquamột hệ thống ngôn ngữ quy ước, nhưng máy tính chỉxửlýcácdữliệunhịphân.Dođó,vấnđềđặtralàlàmthế nào tạo ra một giao diện dễ dàng giữa người vàmáytính,nghĩalàmáytínhthựchiệnđượccácbàitoándo con người đặt ra. Để thực hiện điều đó, người tađặtravấnđềmãhóadữliệu.Các lĩnh vực mã hóa như: số thập phân, ký tự, âmthanh,hìnhảnh,… o Neáu moãi chöõ soá cuûa soá thaäp phaân ñöôïc moâ taû baèng soá nhò phaân töông öùng vôùi noù, keát quaû ta ñöôïc 1 maõ goïi laø maõ BCD, vì chöõ soá thaäp phaân lôùn nhaát laø 9, caàn 4 bit ñeå maõ hoùa.o Caùc soá 8,4,2,1 ñöôïc goïi laø troïng soá cuûa maõ vaø ñöôïc goïi laø maõ BCD 8-4- Löu yù: 2-1.  Maõ BCD phaûi vieát ñuû 4 bit  Söï töông öùng chæ aùp duïng cho soá thaäp phaân töø 0 ñeán 9 (soá nhò phaân töø 1010 ñeán 1111 cuûa soá nhò phaân 4 bit khoâng phaûi laø soá BCD) Thập BCDVD: phân 0 0000194110 = 111100101012 1 0001 2 00101941 = 0001 1001 0100 3 00110001BCD 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001 BAØI2COÅNGLOGICVAØÑAÏISOÁ BOOLEI ...