Giáo trình TT Kỹ thuật xung số (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC): Phần 2 - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp

Giáo trình TT Kỹ thuật xung số cung cấp cho người học những kiến thức như: Các khái niệm cơ bản; Mạch dao động đa hài Phần 2: Kỹ thuật số; Đại cương; FLIP – FLOP; Mạch đếm và thanh ghi; Mạch logic MSI. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình TT Kỹ thuật xung số (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC): Phần 2 - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp Phần 2: Kỹ thuật số BÀI 3: ĐẠI CƯƠNG MÃ BÀI: MĐ31-3 GIỚI THIỆU: Giới thiệu ưu nhược điểm cùa mạch số và mạch tương tự, các kháiniện về mạch số và mạch tương tự, các phép tính nhị phân và các cổnglogic cơ bản.Mục tiêu của bài: Trình bày được các khái niệm cơ bản về mạch tương tự và mạch số. Trình bày được cấu trúc của hệ thống số và mã số. Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cổng logic cơ bản Trình bày được các định luật cơ bản về kỹ thuật số, các biểu thức toán họccủa số Lắp ráp, cân chỉnh, kiểm tra được các cổng logic cơ bản hoạt động đúngyêu cầu kỹ thuật. Đảm bảo an toàn cho người, thiết bị, dụng cụ và vật tư. R n luyện tính chủ động, sáng tạo, tư duy, tỷ mỉ, chính xác và tác phongcông nghiệp.B- Thiết bị , dụng cụ , vật tư thực hành: - Các linh kiện điện tử. - Bộ thực tập kỹ thuật xung – số - Máy hiện sóng, đồng hồ VOM - Mỏ hàn, chì hàn , dây nối mạchC- Nội dung thực hành : I . Kiến thức liên quan :1. T NG QUAN VỀ MẠCH TƯƠNG T VÀ MẠCH SỐ: 1.1 Định nghĩa: 1.1.1 Mạch tương tự Analog circuit): là mạch điện tử xử lý các tín hiệutương tự. Tín hiệu tương tự ( Analog Signal ) là tín hiệu có biên độ biến thiênliên tục theo thời gian. 23Biên độ V Biên độ V 5V 0 1 1 0 1 t t Hình 1.1 Tín hiệu tương tự Hình 1.2 Tín hiệu số 1.1.2 Mạch số igital circuit): còn gọi là mạch logic là loại mạch điện tử xửlý các tín hiệu số. Tín hiệu số ( Digital signal ) là tín hiệu có dạng xung, thờigian gián đoạn và biên độ chỉ có 2 trạng thái là trạng thái 1 (mức cao) và trạngthái 0 (mức thấp). 1.2 Ưu, như c điểm của kỹ thuật số so với kỹ thuật tương tự: 1.2.1 u đi m: - Khả năng chống nhiễu và sự méo dạng cao - Lưu trữ và truy cập dễ dàng, nhanh chống. - Tốc độ tính toán, lý luận rất nhanh - Độ chính xác và độ phân giải cao - Thuận tiện cho công nghệ tích hợp. 1.2.2 Như c đi m: Do các đại lượng vật lý là dạng tín hiệu tương tự, do đó để có thể xử lý tínhiệu bằng mạch số phải có một bộ chuyển đội ADC và DAC. Điều này làm chomột số thiết bị dùng kỹ thuật số có giá thành cao. Ví dụ: máy chụp hình kỹ thuậtsố, truyền hình số,…2. HỆ THỐNG SỐ VÀ MÃ H A: 2.1 Hệ thống số thậ h n: D cimal syst m Hệ thống số thập phân là hệ dùng 10 con số theo thứ tự lớn dần là : 0, 1, 2,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Khi lớn hơn 9 thì kết hợp các số lại thành các số quy ước về hàng đơn vị,hàng chục, hàng trăm, … 2.2 Hệ thống số nhị h n: Binary syst m Hệ thống số nhị phân là hệ chỉ dùng 2 con số là 0 và 1. Mỗi con số là 1 bit.Ví dụ : 0 là 1 bit , 01 là 2 bit, 101 là 3 bit… Đơn vị hệ nhị phân là bit ( binary digit). Thực tế đơn vị bit rất nhỏ nên thường dùng đơn vị là Byte, Kilôbyte (KB),Mêgabyte ( MB), Gigabyte(GB), … 24 - 1 Byte = 8 bit. - 1KB = 210byte = 1.024 byte. - 1MB = 210KB = 220byte = 1.048.576 byte. Ghi chú : - 4 bit 1 Nibble. 2 byte là 1 từ ( Word). - T ọ số là độ lớn của bit thứ n tính bằng 2n . Số thứ tự của các bit đượctính tăng dần từ phải qua trái. Kể từ dấu ph y nhị phân đi về bên trái ta có bit 0,bit 1, bit 2, …và đi về bên phải ta có bit -1, -2, … bit nằm ở tận cùng bên trái gọi là bit có trọng số lớn nhất MSB ( Most Signi icant Bit ). Bit nằm ở tận cùngbên phải gọi là bit có trọng số nhỏ nhất LSB ( Low Signi icant Bit ). Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 , Bit -1 Bit -2 1 0 1 0 , 1 1 ( MSB) dấu ph y (LSB) 2.2.1 Biến đổi từ nhị phân sang thập phân : Để biến đổi từ hệ nhị phân sang hệ thập phân ta lấy từng con số trong số nhịphân nhân với ọ số của bit tương ứng và ộ các kết qủa lại. Ví dụ 1 Đổi số nhị phân (1010,11)2 thành số thập phân : (1010,11)2 = 1.23 + 0.22 + 1.21 + 0.20 + 1.2-1 + 1.2-2 = 8 + 0 + 2 + 0 + 0,5 + 0,25 = (10, 75)10 Từ ví dụ , ta thấy số thứ tự của các bit được tính tăng dần từ phải qua trái. Kểtừ dấu ph y nhị phân đi về bên trái ta có bit 0, bit 1, bit 2, …và đi về bên phải tacó bit -1, -2, … Từ ví dụ trên ta thấy trọng số là 23, 22…. Chú ý : 20 = 1. Ví dụ 2 Đổi số nhị phân (10101,11)2 thành số nhị phân : (10101,11)2 = 1.24 + 0.23 + 1.22 + 0.21 + 1.20 + 1.2-1 + 1.2-2 = 16 + 0 + ...