Giáo trình Điện tử số - ThS. Trần Thị Thúy Hà

Tài liệu bao gồm các kiến thức cơ bản về mạch cổng logic, cơ sở đại số logic tổ hợp, các trigơ, mạch logic tuần tự các mạch phát xung và tạo dạng xung, các bộ nhớ thông dụng. Đặc biệt là trong tài liệu này có bổ sung thêm phần logic lập trình và ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL. Đây là ngôn ngữ phổ biến hiện nay dùng để tạo mô hình cho các hệ thống kỹ thuật số. Tất cả gồm 9 chương. Trước và sau mỗi chương đều có phần giới thiệu và tóm tắt để giúp người học dễ nắm bắt kiến thức hơn. Các câu hỏi ôn tập để người học kiểm tra mức độ nắm kiến thức sau khi học mỗi chương. Trên cơ sở các kiến thức căn bản, tài liệu này đã cố gắng tiếp cận các vấn đề hiện đại, đồng thời liên hệ với thực tế kỹ thuật.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Điện tử số - ThS. Trần Thị Thúy HàHỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐIỆN TỬ SỐ (Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa) Lưu hành nội bộ HÀ NỘI - 2006HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐIỆN TỬ SỐ Biên soạn : ThS. TRẦN THỊ THÚY HÀ LỜI GIỚI THIỆU Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang và sẽ tiếp tục đợcứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuậtcũng như đời sống xã hội. Việc xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số. Bởivậy việc hiểu sâu sắc về điện tử số là điều không thể thiếu được đối với kỹ sư điện tử hiện nay.Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số không phải chỉ riêng đối với các kỹ sư điện tử mà còn đối vớinhiều cán bộ kỹ thuật chuyên ngành khác có sử dụng các thiết bị điện tử. Tài liệu này giới thiệu một cách hệ thống các phần tử cơ bản trong các mạch điện tử số kếthợp với các mạch điển hình, giải thích các khái niệm cơ bản về cổng điện tử số, các phương phápphân tích và thiết kế mạch logic cơ bản. Tài liệu bao gồm các kiến thức cơ bản về mạch cổng logic, cơ sở đại số logic, mạch logic tổhợp, các trigơ, mạch logic tuần tự, các mạch phát xung và tạo dạng xung, các bộ nhớ thông dụng.Đặc biệt là trong tài liệu này có bổ xung thêm phần logic lập trình và ngôn ngữ mô tả phần cứngVHDL. Đây là ngôn ngữ phổ biến hiện nay dùng để tạo mô hình cho các hệ thống kỹ thuật số. Tấtcả gồm 9 chương. Trước và sau mỗi chương đều có phần giới thiệu và phần tóm tắt để giúp ngườihọc dễ nắm bắt kiến thức hơn. Các câu hỏi ôn tập để người học kiểm tra mức độ nắm kiến thứcsau khi học mỗi chương. Trên cơ sở các kiến thức căn bản, tài liệu đã cố gắng tiếp cận các vấn đềhiện đại, đồng thời liên hệ với thực tế kỹ thuật. Tài liệu gồm có 9 chương được bố cục như sau: Chương 1: Hệ đếm Chương 2: Đại số Boole và các phương pháp biểu diễn hàm Chương 3: Cổng logic TTL và CMOS Chương 4: Mạch logic tổ hợp. Chương 5: Mạch logic tuần tự. Chương 6: Mạch phát xung và tạo dạng xung. Chương 7: Bộ nhớ bán dẫn. Chương 8: Logic lập trình. Chương 9 : Ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL. Do thời gian có hạn nên tài liệu này không tránh khỏi thiếu sót, rất mong người đọc góp ý.Các ý kiến xin gửi về Khoa Kỹ thuật Điện tử 1- Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông. Xin trân trọng cảm ơn. 1 Chương 1: Hệ đếm CHƯƠNG 1: HỆ ĐẾMGIỚI THIỆU Khi nói đến số đếm, người ta thường nghĩ ngay đến hệ thập phân với 10 chữ số được kýhiệu từ 0 đến 9. Máy tính hiện đại không sử dụng số thập phân, thay vào đó là số nhị phân với haiký hiệu là 0 và 1. Khi biểu diễn các số nhị phân rất lớn, người ta thay nó bằng các số bát phân(Octal) và thập lục phân (HexaDecimal). Đếm số lượng của các đại lượng là một nhu cầu của lao động, sản xuất. Ngừng một quátrình đếm, ta được một biểu diễn số. Các phương pháp đếm và biểu diễn số được gọi là hệ đếm.Hệ đếm không chỉ được dùng để biểu diễn số mà còn là công cụ xử lý. Có rất nhiều hệ đếm, chẳng hạn như hệ La Mã, La Tinh ... Hệ đếm vừa có tính đa dạng vừacó tính đồng nhất và phổ biến. Mỗi hệ đếm có ưu điểm riêng của nó nên trong kĩ thuật số sẽ sửdụng một số hệ để bổ khuyết cho nhau. Trong chương này không chỉ trình bày các hệ thập phân, hệ nhị phân, hệ bát phân, hệ thậplục phân và còn nghiên cứu cách chuyển đổi giữa các hệ đếm. Chương này cũng đề cập đến số nhịphân có dấu và khái niệm về dấu phẩy động.NỘI DUNG1.1. BIỂU DIỄN SỐ Nguyên tắc chung của biểu diễn là dùng một số hữu hạn các ký hiệu ghép với nhau theo quiước về vị trí. Các ký hiệu này thường được gọi là chữ số. Do đó, người ta còn gọi hệ đếm là hệthống số. Số ký hiệu được dùng là cơ số của hệ ký hiệu là r. Giá trị biểu diễn của các chữ khácnhau được phân biệt thông qua trọng số của hệ. Trọng số của một hệ đếm bất kỳ sẽ bằng ri, với ilà một số nguyên dương hoặc âm. Bảng 1.1 là liệt kê tên gọi, số ký hiệu và cơ số của một vài hệ đếm thông dụng. Tên hệ đếm Số ký hiệu Cơ số (r) Hệ nhị phân (Binary) 0, 1 2 Hệ bát phân (Octal) 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 8 Hệ thập phân (Decimal) 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 10 Hệ thập lục phân (Hexadecimal) 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F 16 Bảng 1.1 Người ta cũng có thể gọi hệ đếm theo cơ số của chúng. Ví dụ: Hệ nhị phân = H ...