Các Họ Vi Mạch Số Thông Dụng

Hệ thống tương tự (Analog System) là thiết bị thao tác các đại lượng vật lý được biểu diễn dưới dạng tương tự. Trong hệ thống tương tự các đại lượng có thể thay đổi trong một khoảng giá trị liên tục. Một vài hệ thống tương tự thường gặp như: bộ khuếch đại âm tần, thiết bị thu phát băng từ,…
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các Họ Vi Mạch Số Thông Dụng SÁCHCÁC HỌ VI MẠCH SỐ THÔNG DỤNG CHƯƠNG 1:HỆ THỐNG SỐ1.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG SỐ VÀ QUI UỚC CỦA HỆ THỐNGSỐ1.1.1 Hệ thống tương tự (Analog System) Là thiết bị thao tác các đại lượng vật lý được biểu diễn dưới dạng tươngtự. Trong hệ thống tương tự các đại lượng có thể thay đổi trong một khoảnggiá trị liên tục. Một vài hệ thống tương tự thường gặp như: bộ khuếch đại âmtần, thiết bị thu phát băng từ,…Tín hiệu tương tự được minh hoạ bằng hình1.1 Hình 1.11.1.2 Hệ thống số (digital system)Là tập hợp các thiết bị được thiết kế để thao tác thông tin logic hay đại lươngvật lý được biểu diển dưới dạng số, tức là những đại lượng chỉ có giá trị rờirạc. Đây thường là các hệ thống điện tử nhưng đôi khi cũng có hệ thống từ,cơ hay khí nén. Một vài hệ thống kỹ thuật số ta thường gặp là: máy vi tính,máy tính tay, thiết bị nghe nhìn số và hệ thống điện thoại. Tín hiệu số đượcminh họa như hình 1.2 1 Hình 1.2Mạch số có nhiều ưu điểm hơn so với mạch tương tự do đó mạch số ngàycàng có nhiều ứng dụng trong ngành điện tử, cũng như trong hầu hết cáclĩnh vực khác. Một số ưu điểm của kỹ thuật số:- Thiết bị số dễ thiết kế hơn- Thông tin được lưu trữ và truy cập dễ dàng và nhanh chóng- Tính chính xác và độ tin cậy cao- Có thể lập trình hệ thống hoạt động của hệ thống kỹ thuật số.- Mạch số ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu, có khả năng tự lọc nhiễu,tự phát hện saivà sửa sai.- Nhiều mạch số có thể được tích hợp trên một chíp IC.- Độ chính xác và độ phân giải cao. Nhược điểm của kỹ thuật sốHầu hết các đại lượng vật lý có bản chất tương tự, và chính những đại lượngnày thường là đầu vào và đầu ra được một hệ thống theo dõi, xử lý và điềukhiển. Như vậy muốn sử dụng kỹ thuật số khi làm việc với đầu vào và đầu radạng tương tự ta phải thực hiện sự chuyển đổi từ dạng tương tự sang dạngsố, sau đó xử lý thông tin số từ ngõ vào và chuyển ngược lại từ dạng số đãxử lý sang dạng tương tự, đây là một nhược điểm lớn của kỹ thuật số. Để sử dụng được hệ thồng kỹ thuật số đối với đầu vào và đầu ra là dạngtương tự ta cần thực hiện các bước sau đây: Biến đổi thông tin đầu vào dạng tương tự thành dạng số Xử lý thông tin số Biến đổi đầu ra dạng số về lại dạng tương tựĐể hiểu được quá trình chuyển đổi đó ta xem ví dụ minh họa hình 1.3 sau: 2Theo sơ đồ khối ở hình 1.3 thì nhiệt độ dưới dạng tương tự được đo, sau đógiá trị đo được sẽ được chuyển sang đại lượng số bằng hệ thống biến đổitương tự sang số (Analog to Digital Converter – ADC). Đại lượng số này đượcxử lý qua một mạch số. Đầu ra số được đưa đến bộ biến đổi số sang tương tự(Digital to Analog Converter – DAC), cuối cùng đầu ra tương tự được đưa vàobộ điều khiển để tiến hành điều chỉnh nhiệt độ.Một nhược điểm khác của hệ thống số đó là giá thành cao, ví dụ như truyềnhình số sẽ tốn kém hơn truyền hình tương tự.1.1.3 Hệ thập phânTrong các hệ thống số thì hệ thập phân gần gũi nhất vì nó được ta sử dụnghằng ngày. Khi hiểu các đặc điểm của nó sẽ giúp hiểu hơn những hệ thốngsố khác.Hệ thập phân – hay còn gọi là hệ cơ số 10. Bao gồm 10 chữ số (ký hiệu) đólà 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.Hệ thập phân là một hệ thống theo vị trí vì trong đó giá trị của một chữ sốphụ thuộc vào vị trí của nó. Để hiểu rõ điều này ta xét ví dụ sau: xét số thậpphân 345. Ta biết rằng chữ số 3 biểu thị 3 trăm, 4 biểu thị 4 chục, 5 là 5 đơnvị. Xét về bản chất, 3 mang giá trị lớn nhất trong ba chữ số, được gọi là chữsố có nghĩa lớn nhất (MSD). Chữ số 5 mang giá trị nhỏ nhất, gọi là chữ số cónghĩa nhỏ nhất (LSD). 3Để diển tả một số thập phân lẻ người ta dùng dấu chấm thập phân để chiaphần nguyên và phần phân số.Ý nghĩa của một số thập phân được mô tả như sau:Ví dụ 1: Số 435.568 435.568 = 4x102 + 3x101 + 5x100 + 5x10-1 + 6x10-2 + 8x10-3Tóm lại, một số thập phân; nhị phân hay thập lục đều là là tổng của các tíchgiữa các giá trị của mỗi chữ số với giá trị vị trí (còn gọi là trọng số) của nó.1.1.4 Hệ nhị phânTrong hệ thống nhị phân (binary system) chỉ có hai giá trị số là 0 và 1.Nhưng có thể biểu diễn bất kỳ đại lượng nào mà hệ thập phân và hệ các hệthống số khác có thể biểu diễn được, tuy nhiên phải dùng nhiều số nhị phânđể biểu diễn đại lượng nhất định.Tất cả các phát biểu về hệ thập phân đều có thể áp dụng được cho hệ nhịphân. Hệ nhị phân cũng là hệ thống số theo vị trí. Mỗi nhị phân đều có giátrị riêng, tức trọng số, là luỹ thừa của 2. Để biểu diễn một số nhị phân lẽ tacũng dùng dấu chấm thập phân để phân cánh phần nguyên và phần lẻ. ...