Giáo trìnhlý thuyết môn Điện tử số

Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đã, đang và sẽ được ứng dụng rộng rãi, mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuật cũng 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. Do đó, việc nắm vững kiến thức về điện tử số là yêu cầu bắt buộc đối với kỹ sư điện, điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin cũng như cần...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trìnhlý thuyết môn Điện tử sốHỌC 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.Tài liệu gồm 6 chương và một phần phụ lục (bạn đọc tự nghiên cứu), trước và sau mỗi chươngđều có phần giới thiệu và phần tóm tắt để giúp người học dễ nắm bắt kiến thức hơn. Các câu hỏiôn tập để người học kiểm tra mức độ nắm kiến thức sau khi học mỗi chương. Trên cơ sở các kiếnthức căn bản, tài liệu đã cố gắng tiếp cận các vấn đề hiện đại, đồng thời liên hệ với thực tế kỹthuật. Tài liệu gồm có 6 chương được bố cục như sau: Chương 1: Đại số Boole và các phương pháp biểu diễn hàm Chương 2: Cổng logic TTL và CMOS Chương 3: Mạch logic tổ hợp. Chương 4: Mạch logic tuần tự. Chương 5: Mạch phát xung và tạo dạng xung. Chương 6: Bộ nhớ bán dẫn. 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.Chương 1: Đại số Boole và các phương pháp biểu diễn hàmCHƯƠNG 1: ĐẠI SỐ BOOLE VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN HÀMGIỚI THIỆU CHUNG Trong mạch số, các tín hiệu thường cho ở hai mức điện áp, ví dụ 0 V và 5 V. Những linhkiện điện tử dùng trong mạch số làm việc ở một trong hai trạng thái, ví dụ transistor lưỡng cựclàm việc ở chế độ khóa (tắt), hoặc thông.. Do vậy, để mô tả hoạt động của các mạch số, người ta dùng hệ nhị phân (Binary), haitrạng thái của các linh kiện trong mạch được mã hóa tương ứng thành 1 và 0. Một bộ môn đại số được phát triển từ cuối thể kỷ 19 mang tên chính người sáng lập ra nó,đại số Boole, còn được gọi là đại số logic rất thích hợp cho việc mô tả mạch số. Đại số Boole làcông cụ toán học quan trọng để thiết kế và phân tích mạch số. Các kỹ sư, các nhà chuyên môntrong lĩnh vực điện tử, tin học, thông tin, điều khiển.. đều cần phải nắm vững công cụ này để cóthể đi sâu vào mọi lĩnh vực liên quan đến kỹ thuật số. 84 năm sau, đại số Boole đã được Shannon phát triển thành lý thuyết chuyển mạch. Nhờcác công trình của Shannon, về sau này, các nhà kỹ thuật đã dùng đại số Boole để phân tích vàthiết kế các mạch vi tính. Trạng thái đúng, sai trong bài toán logic được thay thế bằng trạngthái đóng, ngắt của một chuyển mạch (CM). Mối quan hệ nhân quả trong bài toán logic đượcthay bởi mối quan hệ giữa dòng điện trong mạch với trạng thái các CM gắn trên đoạn mạch ấy.Mối quan hệ này sẽ được thể hiện bằng một hàm toán học, có tên là hàm chuyển mạch. Khi đó,các trạng thái của CM : đóng = 1 và ngắt = 0. Hình 1-1 mô tả điều vừa nói. Ở đây, trạng tháicủa CM được kí hiệu bằng chữ cái A. Về thực chất, hàm chuyển mạch là một trường hợp cụ thể của hàm logic. Do đó, đại số Boole ứng với trường hợp này cũng được gọi là đại số chuyển mạch. Mặc dù vậy, trong CM ở trạng một số tài liệu người ta vẫn thường gọi nó là đại số logic hay thái Ngắt: đại số Boole. A= 0 Ngày nay, đại số Boole không chỉ giới hạn trong lĩnh vực kĩ thuật chuyển mạch mà còn là công cụ phân tích và thiết kế các mạch số, đặc biệt là lĩnh vực máy tính. Cấu kiện CM ở trạng làm chuyển mạch được thay bằng Diode, Transistor, các mạch thái Đóng: tích hợp, băng từ... Hoạt động của các cấu kiện này cũng được ...