intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Sách hướng dẫn học tập Điện tử số: Phần 1 - Trường ĐH Thủ Dầu Một

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST
Báo xấu
16
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sách hướng dẫn học tập Điện tử số cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống số đếm, các lý thuyết cơ sở về đại số logic, các bước thiết kế mạch tổ hợp, mạch tuần tự, cụ thể như: mạch mã hóa, giải mã, phân kênh, dồn kênh, các mạch số học, FlipFlop, thanh ghi, mạch đếm không đồng bộ, đồng bộ;...Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 dưới đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sách hướng dẫn học tập Điện tử số: Phần 1 - Trường ĐH Thủ Dầu Một

  1. ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ***** ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm ĐIỆN TỬ SỐ (Lưu hành nội bộ) Thủ Dầu Một, tháng 7 năm 2016
  2. Mục Lục Mục lục hình ......................................................................................3 Mục lục bảng ......................................................................................7 Chương 1: HỆ THỐNG SỐ ............................................................10 1.1 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG ........................................................................ 10 1.2 HỆ THỐNG SỐ ............................................................................................ 10 1.3 SỐ NHỊ PHÂN ............................................................................................. 11 1.4 SỐ THẬP LỤC PHÂN ................................................................................. 13 1.5 HỆ BÁT PHÂN ............................................................................................ 16 1.6 TRƯỜNG HỢP SỐ CHUYỂN ĐỔI KHÔNG LÀ SỐ NGUYÊN ................. 18 1.7 SỐ BCD (Binary Coded Decimal) ................................................................ 20 1.8 SỐ CÓ BIT DẤU VÀ KHÔNG CÓ BIT DẤU ............................................. 20 1.9 BÀI TẬP ...................................................................................................... 25 Chương 2: CÁC CỔNG LOGIC - ĐẠI SỐ BOOLE .....................27 2.1 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG ........................................................................ 27 2.2 CỔNG LOGIC ............................................................................................. 27 2.3 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC CỔNG.............................................................. 37 2.4 ĐẠI SỐ BOOLE........................................................................................... 38 2.5 THIẾT LẬP HÀM BOOLE .......................................................................... 42 2.6 BÌA KARNAUGH ....................................................................................... 44 2.7 THIẾT KẾ MẠCH SỐ ................................................................................. 46 2.8 BÀI TẬP ...................................................................................................... 49 Chương 3: MẠCH TÍCH HỢP .......................................................53 3.1 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG ........................................................................ 53 3.2 GIỚI THIỆU VỀ IC ..................................................................................... 53 3.3 HỌ TTL........................................................................................................ 53 3.4 HỌ CMOS (Complementary Metal Oxid Semi-conductor) ........................... 63 3.5 GIAO TIẾP GIỮA TTL VÀ CMOS ............................................................. 64 3.6 BÀI TẬP ...................................................................................................... 67 Chương 4: MẠCH TỔ HỢP ...........................................................68 4.1 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG ........................................................................ 68 4.2 MẠCH SO SÁNH ........................................................................................ 68 4.3 MẠCH KIỂM TRA CHẴN LẺ .................................................................... 71 4.4 MẠCH ĐA HỢP VÀ GIẢI ĐA HỢP ........................................................... 72 4.5 MẠCH MÃ HÓA - GIẢI MÃ ...................................................................... 76 4.6 BÀI TẬP ...................................................................................................... 85 Chương 5: MẠCH TUẦN TỰ.........................................................86
  3. Bài Giảng Điện Tử Số 5.1 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG ........................................................................ 86 5.2 FLIP FLOP (FF) .......................................................................................... 86 5.3 MẠCH ĐẾM LÊN NHỊ PHÂN KHÔNG ĐỒNG BỘ (KĐB) ....................... 94 5.4 MẠCH ĐẾM XUỐNG KHÔNG ĐỒNG BỘ .............................................. 108 5.5 MẠCH ĐẾM ĐỒNG BỘ (Synchronous Counter) ...................................... 114 5.6 THANH GHI DỊCH (Shift Register) .......................................................... 131 5.7 BÀI TẬP .................................................................................................... 146 Chương 6: MẠCH CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ - SỐ ................147 6.1 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG ...................................................................... 147 6.2 DAC (Digital to Analog Converter) ............................................................ 147 6.3 ADC (Analog to Digital Converter) ............................................................ 154 6.4 BÀI TẬP .................................................................................................... 164 Chương 7: VI MẠCH NHỚ ..........................................................165 7.1 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG ...................................................................... 165 7.2 KHÁI NIỆM VỀ VI MẠCH NHỚ.............................................................. 165 7.3 TỔ CHỨC VI MẠCH NHỚ ....................................................................... 172 7.4 MỞ RỘNG DUNG LƯỢNG BỘ NHỚ ...................................................... 177 7.5 GIỚI THIỆU VI MẠCH NHỚ ................................................................... 180 7.6 BÀI TẬP .................................................................................................... 183 Giới thiệu phần mềm Protues .......................................................184 Tài liệu tham khảo .........................................................................199 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 2
  4. Bài Giảng Điện Tử Số Mục lục hình Hình 2-1: Ký hiệu cổng NOT ..................................................................................... 27 Hình 2-2: Mạch tương đương công tắc cổng NOT ..................................................... 28 Hình 2-3: Mạch tương đương cổng NOT dùng BJT ................................................... 28 Hình 2-4: Ký hiệu cổng OR........................................................................................ 29 Hình 2-5: Mạch tương đương công tắc cổng OR........................................................ 30 Hình 2-6: Mạch tương đương Diode của cổng OR ..................................................... 30 Hình 2-7: Ký hiệu cổng AND ..................................................................................... 30 Hình 2-8: Mạch tương đương công tắc cổng AND ..................................................... 31 Hình 2-9: Ký hiệu cổng NOR ..................................................................................... 31 Hình 2-10: Mạch tương đương công tắc cổng NOR ................................................... 32 Hình 2-11: Ký hiệu cổng NAND................................................................................. 33 Hình 2-12: Mạch tương đương công tắc cổng NAND ................................................ 33 Hình 2-13: Ký hiệu cổng EX-OR................................................................................ 34 Hình 2-14: Mạch nửa cộng ........................................................................................ 35 Hình 2-15: Mạch nửa trừ ........................................................................................... 36 Hình 2-16: Ký hiệu cổng EX-NOR ............................................................................. 36 Hình 2-17: Cổng NAND, NOR sang NOT .................................................................. 37 Hình 2-18: Cổng NAND sang AND, NOR sang OR ................................................... 37 Hình 2-19: AND sang NAND, OR sang NOR ............................................................. 37 Hình 2-20: NAND sang OR, NOR sang AND ............................................................. 38 Hình 2-21: AND sang NOR, OR sang NAND ............................................................. 38 Hình 2-22: Các phép toán cộng ................................................................................. 39 Hình 2-23: Các phép toán nhân ................................................................................. 39 Hình 2-24: Đảo của đảo ............................................................................................ 39 Hình 2-25: Định lý kết hợp (phép nhân)..................................................................... 40 Hình 2-26: Định lý kết hợp (phép cộng) ..................................................................... 40 Hình 2-27: Định lý phân phối .................................................................................... 41 Hình 2-28: Định lý DeMorgan 1 ................................................................................ 42 Hình 2-29: Định lý DeMorgan 2 ................................................................................ 42 Hình 2-30: Hàm Boole ............................................................................................... 43 Hình 2-31: Mạch thiết kế ........................................................................................... 48 Hình 3-1: Đặc tính của TTL ...................................................................................... 55 Hình 3-2: TTL có ngõ ra dạng cột chạm ................................................................... 57 Hình 3-3: TTL có ngõ ra cực thu để hở ...................................................................... 58 Hình 3-4: TTL có ngõ ra 3 trạng thái......................................................................... 58 Hình 3-5: Cổng NAND 3 trạng thái ........................................................................... 59 Hình 3-6: Cổng NOT Schmitt trigger và giản đồ tín hiệu ........................................... 60 Hình 3-7: TTL lái CMOS ........................................................................................... 65 Hình 3-8: TTL lái CMOS với Vcc khác Vdd ............................................................... 65 Hình 3-9: CMOS lái TTL ........................................................................................... 66 Hình 3-10: CMOS lái TTL với Vdd khác Vcc ............................................................. 67 Hình 4-1: Mạch so sánh............................................................................................. 69 Hình 4-2: Sơ đồ chân IC 7485 ................................................................................... 70 Hình 4-3: Mạch nguyên lý 7485 ................................................................................. 70 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 3
  5. Bài Giảng Điện Tử Số Hình 4-4: Mạch thu phát Parity chẵn ........................................................................ 71 Hình 4-5: Sơ đồ khối mạch đa hợp............................................................................. 73 Hình 4-6: Sơ đồ logic của bộ đa hợp từ 4 sang 1 ....................................................... 73 Hình 4-7: Sơ đồ chân IC đa hợp ................................................................................ 74 Hình 4-8: IC 74151A thực hiện đa hợp từ 16 sang 1 .................................................. 74 Hình 4-9: Sơ đồ khối giải đa hợp ............................................................................... 75 Hình 4-10: Mã hóa 10 đường sang 4 ......................................................................... 77 Hình 4-11: IC mã hóa ................................................................................................ 79 Hình 4-12: Sơ đồ nguyên lý IC 7442 .......................................................................... 81 Hình 4-13: LED 7 đoạn ............................................................................................. 81 Hình 4-14: LED Anode chung.................................................................................... 82 Hình 4-15: LED Cathode chung ................................................................................ 82 Hình 4-16: Giải mã BCD sang LED 7 đoạn CA ......................................................... 84 Hình 4-17: Giải mã BCD sang LED 7 đoạn CC ......................................................... 85 Hình 5-1: Ký hiệu FF................................................................................................. 87 Hình 5-2: RS-FF dùng cổng NAND ........................................................................... 88 Hình 5-3: RS-FF dùng cổng NOR .............................................................................. 89 Hình 5-4: RS-FF có xung CK ..................................................................................... 90 Hình 5-5: Thời gian trễ khi tác động .......................................................................... 91 Hình 5-6: Ký hiệu JK-FF ........................................................................................... 91 Hình 5-7: D-FF ......................................................................................................... 93 Hình 5-8: D-FF từ JK-FF .......................................................................................... 93 Hình 5-9: Mạch đếm lên 4 bit .................................................................................... 95 Hình 5-10: Giản đồ thời gian mạch đếm lên dùng 4 FF ............................................. 96 Hình 5-11: Mạch đếm lên MOD10............................................................................. 98 Hình 5-12: Mạch đếm lên MOD 6.............................................................................. 99 Hình 5-13: Mạch đếm chặn từ số 210 đến số 810 ....................................................... 100 Hình 5-14: Sơ đồ logic của IC 7490......................................................................... 101 Hình 5-15: Sơ đồ chân IC 7490 ............................................................................... 102 Hình 5-16: Mạch đếm lên MOD 10 dùng 7490 ........................................................ 103 Hình 5-17: Mạch đếm lên MOD 6 dùng IC 74LS90 ................................................. 104 Hình 5-18: Mạch đếm lên MOD 6 dùng IC 74LS90 ................................................. 104 Hình 5-19: Sơ đồ chân IC 7493 ............................................................................... 105 Hình 5-20: Mạch đếm lên MOD 16 dùng IC 74LS93 ............................................... 105 Hình 5-21: Mạch đếm lên MOD 9 dùng IC 74LS93 ................................................. 106 Hình 5-22: Sơ đồ chân IC 4017 ............................................................................... 106 Hình 5-23: Giản đồ thời gian IC 4017 ..................................................................... 107 Hình 5-24: Sơ đồ chân IC 4040 ............................................................................... 107 Hình 5-25: Sơ đồ chân IC 4060 ............................................................................... 108 Hình 5-26: Mạch đếm xuống dùng 4 FF .................................................................. 109 Hình 5-27: Giản đồ thời gian của mạch đếm xuống dùng 4 FF ................................ 110 Hình 5-28: Mạch đếm xuống MOD 7 ....................................................................... 112 Hình 5-29: Mạch đếm xuống chặn từ số 910 đến số 410 ............................................. 113 Hình 5-30: Mạch đếm lên đồng bộ 3 bit ................................................................... 115 Hình 5-31: Giản đồ thời gian cho mạch đếm lên đồng bộ 3 bit ................................ 116 Hình 5-32: Thời gian trễ trong đếm đồng bộ............................................................ 116 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 4
  6. Bài Giảng Điện Tử Số Hình 5-33: Giản đồ trạng thái của đếm đồng bộ ...................................................... 117 Hình 5-34: Mạch đếm lên đồng bộ MOD10 dùng JK-FF ......................................... 120 Hình 5-35: Sơ đồ chân IC 74190, 74191 .................................................................. 120 Hình 5-36: Giản đồ thời gian IC 74190 ................................................................... 121 Hình 5-37: Mạch đếm lên MOD 10 dùng 74190 ...................................................... 122 Hình 5-38: Mạch đếm xuống MOD 10 dùng 74190.................................................. 122 Hình 5-39: Mạch đếm lên MOD 8 dùng 74190 ........................................................ 123 Hình 5-40: Mạch đếm xuống MOD 8 dùng 74190.................................................... 124 Hình 5-41: Mạch nguyên lý đếm lên từ số 3 đến số 8 ............................................... 125 Hình 5-42: Mạch nguyên lý đếm xuống từ số 8 đến số 3 .......................................... 125 Hình 5-43: Sơ đồ chân IC 74192 ............................................................................. 126 Hình 5-44: Giản đồ thời gian IC 74192 ................................................................... 127 Hình 5-45: Mạch đếm lên MOD 10 dùng 74192 ...................................................... 128 Hình 5-46: Mạch đếm xuống MOD 10 dùng 74192.................................................. 128 Hình 5-47: Mạch đếm lên MOD 6 dùng 74192 ........................................................ 129 Hình 5-48: Mạch đếm xuống MOD 6 dùng 74192.................................................... 129 Hình 5-49: Mạch nguyên lý đếm lên từ số 3 đến số 8 dùng IC 74192 ....................... 130 Hình 5-50: Mạch nguyên lý đếm xuống từ số 8 đến số 4 dùng IC 74192 .................. 131 Hình 5-51: Thanh ghi vào nối tiếp ra nối tiếp ......................................................... 132 Hình 5-52: Thanh ghi vào nối tiếp ra song song ...................................................... 132 Hình 5-53: Thanh ghi vào song song ra song song .................................................. 133 Hình 5-54: Quy trình thiết kế thanh ghi ................................................................... 134 Hình 5-55: Thanh ghi 4 bit có hai điểm sáng, 2 điểm tắt .......................................... 135 Hình 5-56: Sơ đồ chân IC 74164, 74194 .................................................................. 141 Hình 5-57: Thanh ghi dịch 5 sáng, 3 tắt dịch xen kẽ 8 bit dùng IC 74164 ................ 143 Hình 5-58: Thanh ghi dịch 4 sáng, 6 tắt dịch xen kẽ 8 bit dùng IC 74164 ................ 143 Hình 5-59: Thanh ghi dịch 3 sáng, 7 tắt dịch xen kẽ 8 bit dùng IC 74164 ................ 144 Hình 5-60: Thanh ghi dịch phải 2 sáng, 1 tắt dịch xen kẽ 4 bit dùng IC 74194 ........ 144 Hình 5-61: Thanh ghi dịch trái 4 sáng, 4 tắt dịch xen kẽ 4 bit dùng IC 74194.......... 145 Hình 6-1: Sơ đồ khối của một bộ chuyển đổi DAC ................................................... 148 Hình 6-2: Dạng sóng bậc thang của DAC 4 bit ........................................................ 149 Hình 6-3: DAC 4 bit dùng điện trở và bộ khuếch đại đảo ........................................ 151 Hình 6-4: Sơ đồ chân IC DAC0800.......................................................................... 153 Hình 6-5: Mạch nguyên lý IC 0800 .......................................................................... 153 Hình 6-6: Sơ đồ chân IC DAC0808.......................................................................... 154 Hình 6-7: Mạch nguyên lý IC 0808 .......................................................................... 154 Hình 6-8: Sơ đồ khối của một lớp ADC đơn giản ..................................................... 155 Hình 6-9: Cách lấy mẫu tín hiệu tương tự đầu vào .................................................. 157 Hình 6-10: Sơ đồ của mạch lấy mẫu và nhớ mẫu ..................................................... 158 Hình 6-11: Sơ đồ của một ADC nhanh ..................................................................... 159 Hình 6-12: Sơ đồ chân IC ADC0804........................................................................ 161 Hình 6-13: Mạch nguyên lý ADC0804 ..................................................................... 162 Hình 6-14: Sơ đồ chân IC 0808 ............................................................................... 163 Hình 6-15: Mạch nguyên lý IC0808 ......................................................................... 163 Hình 7-1: Bộ nhớ bán dẫn ....................................................................................... 165 Hình 7-2: Bộ nhớ cơ bản 32x4 ................................................................................. 167 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 5
  7. Bài Giảng Điện Tử Số Hình 7-3: Ba nhóm truyền (bus) kết nối bộ nhớ trong với CPU................................ 171 Hình 7-4: Cấu trúc bên trong của RAM 64X4 .......................................................... 176 Hình 7-5: Kết hợp 2 chip 16x4 thành bộ 16x8 .......................................................... 178 Hình 7-6: Kết hợp 2 chip 16x4 thành bộ 32x4 .......................................................... 180 Hình 7-7: (a) Kí hiệu logic của EPROM M2732A; (b) Sơ đồ chân; (c) Vỏ EPROM với cửa sổ tia tử ngoại; (d) Chế độ hoạt động của EPROM M2732A ....................... 181 Hình 7-8: Ký hiệu EPROM, chức năng các chân IC 2764........................................ 182 Hình 7-9: Hình dạng và sơ đồ chân IC 2764............................................................ 183 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 6
  8. Bài Giảng Điện Tử Số Mục lục bảng Bảng 1-1: Trọng số bit của số nhị phân ..................................................................... 11 Bảng 1-2: Bảng chuyển đổi giữa các hệ đếm ............................................................. 14 Bảng 1-3: Bit mẫu của một vài số nhị phân tiêu biểu. ................................................ 22 Bảng 2-1: Bảng sự thật cổng NOT ............................................................................. 27 Bảng 2-2: Bảng sự thật cổng OR ............................................................................... 29 Bảng 2-3: Bảng sự thật cổng AND ............................................................................. 31 Bảng 2-4: Bảng sự thật cổng NOR ............................................................................. 32 Bảng 2-5: Bảng sự thật cổng NAND .......................................................................... 33 Bảng 2-6: Bảng sự thật cổng EX-OR ......................................................................... 34 Bảng 2-7: Bảng sự thật mạch nửa cộng ..................................................................... 35 Bảng 2-8: Bảng sự thật mạch nửa trừ ........................................................................ 35 Bảng 2-9: Bảng sự thật cổng EX-NOR ....................................................................... 36 Bảng 2-10: Bảng trạng thái định lý hoán đổi ............................................................. 40 Bảng 2-11: Bìa K 4 biến ............................................................................................ 45 Bảng 2-12: Bìa K ....................................................................................................... 46 Bảng 2-13: Vị trí giá trị số trong bìa K ...................................................................... 46 Bảng 2-14: Bảng trạng thái hàm Ysp ......................................................................... 47 Bảng 2-15: Bảng trạng thái 4 biến ............................................................................. 48 Bảng 2-16: Bìa K 4 biến ............................................................................................ 49 Bảng 3-1: Các họ TTL ............................................................................................... 54 Bảng 3-2: Công suất tiêu thụ điển hình cho 1 số họ TTL............................................ 56 Bảng 3-3: Giao tiếp TTL với CMOS .......................................................................... 64 Bảng 3-4: Giao tiếp CMOS với TTL .......................................................................... 66 Bảng 4-1: Bảng so sánh 2 số nhị phân 3 bit ............................................................... 69 Bảng 4-2: Dữ liệu cho mạch phát parity 4 bit ............................................................ 72 Bảng 4-3: Bảng trạng thái mạch đa hợp .................................................................... 73 Bảng 4-4: Bảng trạng thái mạch giải đa hợp ............................................................. 75 Bảng 4-5: Bảng trạng thái mạch mã hóa 10 đường sang 4 ........................................ 76 Bảng 4-6: Bảng trạng thái IC 74147 .......................................................................... 78 Bảng 4-7: Bảng trạng thái IC 4512............................................................................ 79 Bảng 4-8: Bảng trạng thái mạch giải mã 4 đường sang 10 ........................................ 80 Bảng 4-9: Hoạt động của 7447 .................................................................................. 83 Bảng 4-10: Một số IC giải mã.................................................................................... 84 Bảng 5-1: Bảng sự thật RS-FF dùng cổng NAND ...................................................... 88 Bảng 5-2: Bảng sự thật RS-FF dùng cổng NOR ......................................................... 89 Bảng 5-3: Bảng sự thật RS-FF có xung CK ................................................................ 90 Bảng 5-4: Bảng sự thật JK-FF ................................................................................... 92 Bảng 5-5: Bảng sự thật D-FF .................................................................................... 93 Bảng 5-6: Bảng sự thật mạch đếm 3 bit ..................................................................... 94 Bảng 5-7: Bảng trạng thái mạch đếm lên 4 bit .......................................................... 97 Bảng 5-8: Bảng chức năng các chân không đồng bộ của IC 7490............................ 102 Bảng 5-9: Bảng chức năng các chân không đồng bộ của IC 7493............................ 105 Bảng 5-10: Bảng trạng thái mạch đếm xuống 4 bit .................................................. 111 Bảng 5-11: Bảng trạng thái mạch đếm đồng bộ 3 bit .............................................. 115 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 7
  9. Bài Giảng Điện Tử Số Bảng 5-12: Bảng trạng thái JK cho thiết kế đồng bộ ................................................ 118 Bảng 5-13: Bảng trạng thái JK thiết kế mạch đếm lên đồng bộ MOD 10 ................. 118 Bảng 5-14: Bảng trạng thái thanh ghi 2 sáng, 2 tắt 4 bit.......................................... 134 Bảng 5-15: Bìa K thanh ghi 2 sáng, 2 tắt ................................................................. 135 Bảng 5-16: Chế độ dịch của IC 74194 ..................................................................... 142 Bảng 6-1: Mối quan hệ điện áp ra tương ứng ngõ vào số ........................................ 152 Bảng 6-2: Mối quan hệ điện áp vào tương ứng ngõ ra số......................................... 160 Bảng 6-3: Mối quan hệ giữa điện áp Vref/2 với Vin ................................................. 162 Bảng 7-1: Cách bố trí các địa chỉ và vị trí ô nhớ. .................................................... 168 Bảng 7-2: Hoạt động đọc và ghi .............................................................................. 169 Bảng 7-3: Bảng minh họa dữ liệu tại mỗi địa chỉ ..................................................... 173 Bảng 7-4: Bảng minh họa dữ liệu tại mỗi địa chỉ với hệ Hex ................................... 174 Bảng 7-5: Chế độ hoạt động của EPROM ............................................................... 182 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 8
  10. Bài Giảng Điện Tử Số LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, điện tử số ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống - xã hội. Ở Việt Nam có rất nhiều tài liệu nói về lĩnh vực kỹ thuật điện tử số. Một số tài liệu được dịch từ sách nước ngoài, một số tài liệu được những giáo sư, tiến sĩ đầu ngành biên soạn. Xuất phát từ việc phải có một tài liệu giảng dạy phù hợp với điều kiện giảng dạy và học tập riêng của khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại học Thủ Dầu Một. Chúng tôi đã biên soạn sách hướng dẫn học tập Điện tử số nhằm tạo điều kiện thuận lợi nhất cho giảng viên và sinh viên của khoa trong việc dạy và học tập môn học này. Tài liệu sách hướng dẫn học tập Điện tử số biên soạn phù hợp với chương trình môn học Điện tử số đã được phê duyệt. Nó cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống số đếm, các lý thuyết cơ sở về đại số logic, các bước thiết kế mạch tổ hợp, mạch tuần tự, cụ thể như: mạch mã hóa, giải mã, phân kênh, dồn kênh, các mạch số học, Flip- Flop, thanh ghi, mạch đếm không đồng bộ, đồng bộ, v.v…, Tài liệu này giúp sinh viên có khả năng thực hiện logic các hệ thống trên bằng cổng logic, bằng mạch giải mã, Mux, v.v… Tuy nhiên, đây là lần đầu biên soạn nên sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp của bạn đọc để có một sản phẩm hoàn thiện hơn trong lần in ấn sau! Mọi góp ý xin gửi về Khoa Điện - Điện tử Trường Đại Học Thủ Dầu Một. Tác giả Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 9
  11. Bài Giảng Điện Tử Số Chương 1: HỆ THỐNG SỐ 1.1 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG Trong chương này, chúng ta khảo sát các hệ số thường dùng và cách chuyển đổi qua lại giữa các hệ số này. Ngoài ra, vấn đề số có dấu và không có dấu cũng được trình bày. Chương này cung cấp các kiến thức cơ bản phục vụ cho các chương sau. Cho nên, sinh viên phải thực hiện lại được các ví dụ và bài tập. Từ đó, tự cho mình các ví dụ, bài tập tương tự và giải chúng để tự khám phá tri thức. 1.2 HỆ THỐNG SỐ Hệ thống số thường dùng gồm có 4 hệ cơ bản sau: - Hệ nhị phân: Bin (cơ số 2) - Binary: Hệ này dùng 2 phân số 0, 1 để biểu diễn. Khi viết số nhị phân, thường viết kèm theo cơ số 2 của nó. Ví dụ: 1012; 11002 - Hệ bát phân: Oct (cơ số 8) - Octal: Hệ này dùng 8 phân số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7 để biểu diễn. Khi viết số bát phân, thường viết kèm theo cơ số 8 của nó. Ví dụ: 1018; 568 - Hệ thập phân: Dec (cơ số 10) - Decimal: Hệ này dùng 10 phân số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 và 9 để biểu diễn. Khi viết số thập phân, thường viết kèm theo cơ số 10 của nó. Ví dụ: 11010; 5610 - Hệ thập lục phân: Hex (cơ số 16) - Hexa Decimal: Hệ này dùng 16 phân số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E và F để biểu diễn. Khi viết số thập lục phân, thường viết kèm theo cơ số 16 của nó. Ví dụ: 1A16; F016 Trong kỹ thuật số, hệ nhị phân và hệ thập lục phân được sử dụng phổ biến. Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 10
  12. Bài Giảng Điện Tử Số 1.3 SỐ NHỊ PHÂN 1.3.1 Khái niệm Số nhị phân được dùng để mã hóa các số thập phân nhằm đáp ứng cho các mạch điện tử sử dụng kỹ thuật tín hiệu số. Trong hệ thống số, mỗi một con số đều mang một “trọng số” của nó. Trọng số này nói lên giá trị của con số đó trong một chữ số. Số nhị phân cũng được xác định theo cách này. Với một số nhị phân 8 bit là B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 thì bit thứ 8 (B7) là bit có ý nghĩa (trọng số) lớn nhất, được gọi là MSB (Most Significant Bit) và ý nghĩa của các bit còn lại giảm dần đến B0. Bit B0 là bit có ý nghĩa (trọng số) thấp nhất được gọi là LSB (Less Significant Bit). Trọng số bit được biểu diễn bởi vị trí bit trong số nhị phân đó, nó được tăng dần từ phải sang trái. Bảng 1-1 cho ví dụ về vị trí và trọng số bit của 1 ký số nhị phân. Bảng 1-1: Trọng số bit của số nhị phân Vị trí bit 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Trọng số bit 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 Giá trị Dec 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 1.3.2 Mã hóa từ thập phân sang nhị phân (X10 → X2) Phương pháp: Ta lấy số thập phân cần đổi chia cho 2 (2 là cơ số của số nhị phân) và lưu lại số dư. Đến khi thương số bằng không thì dừng lại, số dư được lấy ngược từ dưới lên chính là số nhị phân cần chuyển đổi. Ví dụ: Mã hoá số 3710 sang số nhị phân Ta thực hiện như sau: 37 : 2 = 18 dư 1 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 11
  13. Bài Giảng Điện Tử Số 18 : 2 = 9 dư 0 9 : 2 = 4 dư 1 4 : 2 = 2 dư 0 2 : 2 = 1 dư 0 1: 2 = 0 dư 1 Vậy: 3710 = 1001012 Ta có thể thực hiện việc mã hóa trên dựa vào giá trị trọng số bit của số đó. Ví dụ: Mã hoá số 3710 sang số nhị phân 64 32 16 8 4 2 1 1 0 0 1 0 1 37 5 1 -32 -4 -1 05 1 0 Kết quả: 3710 = 1001012 Bài tập Đổi các số thập phân sau đây ra số nhị phân: 1. 6310 → X2 2. 8910 → X2 3. 1710 → X2 4. 56710 → X2 5. 12810 → X2 6. 4710 → X2 7. 102310 → X2 8. 48310 → X2 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 12
  14. Bài Giảng Điện Tử Số 1.3.3 Giải mã từ nhị phân sang thập phân (X2 →X10) Phương pháp: Lấy tổng các số hạng, trong đó mỗi số hạng là từng chữ số nhân với 2 mũ trọng số của chính chữ số đó. Dựa vào bảng trên ta có thể đổi một số nhị phân bất kỳ thành số thập phân tương ứng. Ví dụ: 101101012 = X10 Ta sẽ đổi từng bit nhị phân ứng với trọng số của nó ra số thập phân. Như vậy số thập phân tương ứng với số nhị phân 101101012 là: 1*27 + 0*26 + 1*25 + 1*24 + 0*23 + 1*22 + 0*21 + 1*20 = 128 + 0 + 32 + 16 + 0 + 4 + 0 + 1 = 18110 Bài tập Đổi các số nhị phân sau đây ra thập phân: 1. 01102 → X10 2. 1000110112 → X10 3. 1010102 → X10 4. 10101100112 → X10 5. 001001112 → X10 1.4 SỐ THẬP LỤC PHÂN 1.4.1 Khái niệm Hệ thập lục phân được dùng khá rộng rãi trong hệ thống vi xử lý. Nó dùng hai ký số để biểu diễn bởi 8 bit, mỗi một nhóm 4 bit cho một kí số. Các kí số biểu diễn trong hệ thập lục phân được biểu diễn bởi 0-9 và A-F, 16 kí số này thể hiện được một hệ đếm cơ số 16. Bảng dưới đây thể hiện mối quan hệ giữa các hệ đếm: thập phân, nhị phân, thập lục phân. Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 13
  15. Bài Giảng Điện Tử Số Bảng 1-2: Bảng chuyển đổi giữa các hệ đếm Số thập phân Số nhị phân Số bát phân Số thập lục phân 0 0000 00 0 1 0001 01 1 2 0010 02 2 3 0011 03 3 4 0100 04 4 5 0101 05 5 6 0110 06 6 7 0111 07 7 8 1000 10 8 9 1001 11 9 10 1010 12 A 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E 15 1111 17 F Một nhóm 8 bit theo trình tự được mã hóa như sau: cứ 1 nhóm 4 bit (tính từ bit có trọng số thấp nhất trở đi) thành 1 ký số của số thập lục phân, tương tự như vậy cho 1 ký số tiếp theo. Đối với số bát phân thì một nhóm 3 bit sẽ thành 1 ký số. Ví dụ: Biểu diễn số nhị phân 8 bit 010110102 sang thập lục phân Ta có: 0101 10102 = 5A16 Như vậy, số nhị phân 8 bit 010110102 được biểu diễn sang thập lục phân là 5A16. Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 14
  16. Bài Giảng Điện Tử Số 1.4.2 Chuyển đổi từ thập phân sang thập lục phân Phương pháp: Ta lấy số thập phân cần đổi chia cho 16 (16 là cơ số của số thập lục phân) và lưu lại số dư. Đến khi thương số bằng không thì dừng lại, số dư được lấy ngược từ dưới lên thì chính là số thập lục phân cần chuyển đổi. Ví dụ: Chuyển đổi số 201010 sang thập lục phân 2010 : 16 = 125 dư 10 = A 125 : 16 = 7 dư 13 = D 7: 16 = 0 dư 7 Vậy: 201010 = 7DA16 Ngoài ra, sẽ có những phương pháp chuyển đổi hữu hiệu hơn là dựa vào bảng chuyển đổi ở trên. Ví dụ: Chuyển đổi số 7810 sang thập lục phân. Bước 1: Chuyển 7810 sang nhị phân: 7810 =10011102 Bước 2: Chuyển nhị phân sang thập lục phân : 10011102 = 4E16 Kết quả: 7810 = 4E16. Bài tập Đổi các số thập phân sau sang số thập lục phân: 1. 6910 → X16 2. 10110 → X16 3. 9910 → X16 4. 201610 → X16 5. 12510 → X16 6. 2110 → X16 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 15
  17. Bài Giảng Điện Tử Số 1.4.3 Chuyển đổi từ thập lục phân sang thập phân Phương pháp: Lấy tổng các số hạng, trong đó mỗi số hạng là từng chữ số nhân với 16 mũ trọng số của chính chữ số đó. Ví dụ: Chuyển đổi số thập lục phân 10D16 sang số thập phân. 10D16 = 1*162 + 0*161 + 12*160 = 256 + 0 + 12 = 26710 Ngoài ra, ta có thể sử dụng những phương pháp chuyển đổi khác là dựa vào bảng chuyển đổi ở trên. Sau đây, lấy một ví dụ minh hoạ cho cách chuyển đổi dựa vào bảng này như sau: Chuyển đổi 1A016 sang số thập phân Bước 1: Chuyển đổi từ thập lục phân sang nhị phân 1A016 = 0001.1010.00002 Bước 2: Chuyển đổi từ nhị phân sang thập phân 0001101000002 = 256 + 128 + 32 = 41610 Bài tập Chuyển đổi các số thập lục phân sau về thập phân: 1. 1BA16 → X10 2. 10116 → X10 3. 30C16 → X10 4. F616 → X10 5. 9116→ X10 6. 1F016 → X10 1.5 HỆ BÁT PHÂN 1.5.1 Khái niệm Đây là hệ đếm ít thông dụng hơn, người ta dùng 8 ký tự số để biểu diễn một số: 0, 1, 2, …., 7. Như vậy, một số ở hệ bát phân thì không có ký tự số lớn hơn 7. Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 16
  18. Bài Giảng Điện Tử Số 1.5.2 Cách đổi từ thập phân sang bát phân Phương pháp: Tương tự cách đổi từ thập phân sang nhị phân, từ thập phân sang thập lục phân: ta lấy số thập phân cần đổi chia cho 8 và lưu lại số dư. Đến khi thương số bằng không thì dừng lại, số dư được lấy ngược từ dưới lên thì chính là số bát phân cần chuyển đổi. Ví dụ: Đổi số thập phân 9810 thành bát phân. 98 : 8 = 12 dư 2 12 : 8 = 1 dư 4 1 : 8 = 0 dư 1 Như vậy: 9810 = 1428 1.5.3 Cách đổi từ bát phân sang thập phân Phương pháp: Tương tự như cách đổi nhị phân sang thập phân, thập lục phân sang thập phân. Các số bát phân cũng có các trọng số của nó. Chúng ta lấy tổng các số hạng, trong đó mỗi số hạng là từng chữ số nhân với 8 mũ trọng số của chính chữ số đó. Ví dụ: Đổi số 258 thành thập phân 258 = 2* 81 + 5* 80 = 2110 Như vậy: 258 = 2110 Bài tập Chuyển đổi các số bát phân sau về thập phân: 1. 1078 → X10 2. 7008 → X10 3. 308 → X10 4. 718 → X10 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 17
  19. Bài Giảng Điện Tử Số 1.6 TRƯỜNG HỢP SỐ CHUYỂN ĐỔI KHÔNG LÀ SỐ NGUYÊN 1.6.1 Mã hóa từ thập phân sang nhị phân Khi gặp những trường hợp này thì phần nguyên của số ta tiến hành tương tự như trên. Phần thập phân giải quyết bằng cách: lấy phần thập phân lần lượt nhân cho 2, đến khi nào phần thập phân bằng 0 thì kết thúc. Ví dụ: chuyển đổi số 22,37510 sang số nhị phân Phần nguyên: 2210 = 101102 Phần thập phân: 0,375 x 2 = 0,75 = nhớ 0 0,75 x 2 = 1,5 = 0,5 nhớ 1 0,5 x 2 = 1,0 = 0,0 nhớ 1 Vậy: 22,37510 = 10110,0112 1.6.2 Giải mã từ nhị phân sang thập phân Tương tự như cách đổi trên, ta sẽ đổi từng bit nhị phân ứng với trọng số của nó ra thập phân. Phần thập phân của số nhị phân sẽ có trọng số từ trái sang phải lần lượt là: 2-1, 2-2, 2- 3 ,2-4,…… Ví dụ: Đổi số 11010,1012 sang X10 Phần nguyên: 110102 = 2610 Phần thập phân: 0,1012 = 1 x 2-1 + 0 x 2-2 + 1 x 2-3 = 0,5 + 0 + 0,125 =0,62510 Vậy: 11010,1012 = 26,62510 1.6.3 Mã hóa từ thập phân sang bát phân Phần nguyên của số thập phân như trên, phần thập phân ta lần lượt nhân cho 8, đến khi nào phần thập phân bằng 0 thì kết thúc. Ví dụ: Đổi số 37,312510 sang X8 Phần nguyên: 3710 = 458 Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 18
  20. Bài Giảng Điện Tử Số Phần thập phân: 0,3125 x 8 = 2,5 = 0,5 nhớ 2 0,5 x 8 = 4,0 = 0 nhớ 4 Vậy: 37,312510 = 45,248 1.6.4 Giải mã từ bát phân sang thập phân Tương tự như cách đổi trên, ta sẽ đổi từng số hạng bát phân ứng với trọng số của nó ra thập phân. Phần thập phân của số bát phân sẽ có trọng số từ trái sang phải lần lượt là: 8-1, 8-2, 8- 3 ,8-4,…… Ví dụ: Đổi số 152,648 sang X10 Phần nguyên: 1528 = 10610 Phần thập phân: 0,648 = 6 x 8-1 + 4 x 8-2 = 0,812510 Vậy: 152,648 = 106,812510 1.6.5 Mã hóa từ thập phân sang thập lục phân Phần nguyên của số thập phân như trên, phần thập phân ta lần lượt nhân cho 16, đến khi nào phần thập phân bằng 0 thì kết thúc. Ví dụ: Đổi số 28,7812510 sang X16 Phần nguyên: 2810 = 1C16 Phần thập phân: 0,78125 x 16 = 12,5 = 0,5 nhớ 12 (=C) 0,5 x 16 = 8,0 = 0,0 nhớ 8 Vậy: 28,7812510 = 1C,C816 1.6.6 Giải mã từ thập lục phân sang thập phân Tương tự như cách đổi trên, ta sẽ đổi từng số hạng thập lục phân ứng với trọng số của nó ra thập phân. Biên soạn: ThS. Ngô Sỹ - ThS. Đỗ Đắc Thiểm 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2