SLIDE BÀI GIẢNG KỸ THUẬT SỐ pdf

1
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
Khoa Điện Điện Tử
Bộ Môn Kỹ Thuật Máy Tính
Slide Bài Giảng
KỸ THUẬT SỐ
Giảng Viên: NGUYỄN THỊ BÉ TÁM
Email:
2
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Phân bố thời gian
•
Thời gian học: 45 tiết
–
Lý thuyết: 30 tiết, giảng trên lớp
–
Bài tập: 7 tiết, trên lớp
–
Thực hành: 8 tiết, tại phòng thí nghiệm
•
Đánh Giá
–
Thi cuối kỳ: 70% (thi vấn đáp, không sử dụng tài liệu)
–
Điểm quá trình: 30%
•
Kiểm tra giữa kỳ: 15% (thi viết, không dùng tài liệu)
•

Thực hành (bài tập lớn) : 10%
•
Chuyên cần, bài tập: 5%
•
Tài liệu chính
–
Slide Bài Giảng
–
Sách “Kỹ thuật số” – Trần Hoài An, Phạm Hồng Sơn
•
Tài liệu tham khảo
–
Kỹ thuật số 1 – Nguyễn Như Anh
–
Digital Systems – RONALD J. TOCCI
–
Các sách về Kỹ thuật số
–
Phần mềm mô phỏng: Circuimaker
3
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Nội dung môn học
•
Lý thuyết
–
C1: Các hệ thống số đếm – Bài tập
–
C2: Các cổng logic cơ bản và đại số boole – Bài tập
–

C3: Các họ vi mạch số - Thực hành
–
C4: Mạch tổ hợp – Bài tập
–
C5: Mạch tuần tự - Bài tập
–
C6: Mạch số học – Bài tập
–
C7: Bộ nhớ -Thực hành
•
Thực hành
–
Mô phỏng phần mềm Circuimaker
–
Các kit thí nghiệm về các mạch số cơ bản
4
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Chương 1: Các hệ thống số đếm
•
Khái niệm hệ thống số đếm
•
Cách chuyển đổi các hệ thống số đếm
•
Mã số học
5
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
1.1 Khái niệm hệ thống số đếm
•

Cơ số: Số ký tự dùng để biểu diễn trong hệ một thống số đếm, ký
hiệu r.
•
Trọng số: biểu diễn cho vị trí của một con số trong chuỗi số
Trọng số vị trí i = Cơ số
vị trí i
•
Giá trị một chuỗi số:
Giá trị =
Σ
Ký số x trọng số
Chương 1: Các hệ thống số đếm
6
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
1.1 Khái niệm hệ thống số đếm
•
Số thập phân (Decimal), cơ số r = 10
Chương 1: Các hệ thống số đếm
7
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
1.1 Khái niệm hệ thống số đếm
•
Số nhị phân (binary) cơ số r = 2
Chương 1: Các hệ thống số đếm
8
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
1.1 Khái niệm hệ thống số đếm

•
Bát phân, cơ số r = 8
Chương 1: Các hệ thống số đếm
9
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
1.1 Khái niệm hệ thống số đếm
•
Thập lục phân (Hexa), cơ số r =16
Chương 1: Các hệ thống số đếm
10
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Chuyển nhị phân, bát phân, thập lục phân
sang hệ thập phân
Giá trị thập phân=
Σ
Ký số x trọng số
Chương 1: Các hệ thống số đếm
11
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Chuyển đổi từ thập phân sang nhị phân (1)
•
Chuyển đổi từ thập phân sang nhị phân
–
Phần nguyên:
Chương 1: Các hệ thống số đếm
12
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính

Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Chuyển đổi từ thập phân sang nhị phân(2)
•
Phần thập phân
Chương 1: Các hệ thống số đếm
13
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Chuyển đổi từ thập phân sang bát phân và
thập lục phân
•
Cách thực hiện:
Tương tự như cách chuyển từ hệ thập
phân sang nhị phân
Chương 1: Các hệ thống số đếm
14
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Nhị phân sang bát phân
•
Gián tiếp: Nhị phân -> thập phân -> bát phân
•
Trực tiếp:
–
Phần nguyên: Từ dấu chấm thập phân
•
Nhóm lần lượt 3 bit về phía bên trái và thành một số
bát phân. Ví dụ: 11010110
2
= 328

8

–
Phần phân: Từ dấu chấm thập phân
•
Nhóm lần lượt 3 bit về phía bên phải và thành một số
bát phân. Ví dụ: .10011101
2
= . 472
8
Chương 1: Các hệ thống số đếm
15
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
•
Gián tiếp: Bát phân -> Thập phân->Nhị phân
•
Trực tiếp: Mỗi chữ số bát phân chuyển thành số nhị
phân 3 bit:
–
Ví dụ: 5431
8
= 101100011001
2

Bát phân sang nhị phân
Chương 1: Các hệ thống số đếm
16
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số

Nhị phân sang thập lục phân
•
Gián tiếp: Nhị phân -> thập phân -> thập lục phân
•
Trực tiếp:
–
Phần nguyên: Từ dấu chấm thập phân
•
Nhóm lần lượt 4 bit về phía bên trái và thành một số
bát phân. Ví dụ: 1110100110=3A6
16
–
Phần phân: Từ dấu chấm thập phân
•
Nhóm lần lượt 3 bit về phía bên phải và thành một số
bát phân. Ví dụ: .10011111001
2
= .9F2
16
Chương 1: Các hệ thống số đếm
17
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Tóm tắt chuyển đổi các hệ thống số đếm
•
Chú ý: Có nhiều cách để chuyển đổi giữa các hệ
thống số đếm, tuy nhiên ta nên chọn cách nào để
thực hiên nhanh nhất?
Chương 1: Các hệ thống số đếm
18

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Bảng chuyển đổi
Chương 1: Các hệ thống số đếm
19
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Mã số học
•
Định nghĩa: để biểu diễn chữ số thập phân
•
Phân loại:
–
Mã nhị phân
–
Mã BCD
–
Mã Quá 3
–
Mã Gray
–
Mã LED 7 đoạn…
Chương 1: Các hệ thống số đếm
20
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Mã BCD ( binary code decimal)
•
Mỗi chữ số thập phân được biễu diễn bằng 4 bit nhị phân
•

So sánh mã BCD và mã nhị phân
Nhận xét:
–
Mã nhị phân dùng số bit ít hơn nhưng tính toán phức tạp ngược lại mã BCD dùng
nhiều bit nhưng tính toán đơn giản
Chương 1: Các hệ thống số đếm
21
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Mã BCD
22
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Mã Gray
23
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
Chương 2:Các cổng logic cơ bản
và đại số Boole
2.1 Biến và hằng trong đại số boole
2.2 Bảng chân trị
2.3 Các tiên đề và định lý đại số Boole
2.4 Các cổng logic cơ bản
2.5 Các phương pháp biểu diễn hàm Boole
2.6 Tối thiểu hóa hàm Boole
2.7 Bài tập
24
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
2.1 Biến và hằng trong đại số boole

•
Biến:
–
biểu diễn đại lượng nào đó chỉ nhận giá trị 0 và 1
•
Hằng: chỉ nhận giá trị 0 và 1
–
0: không có phần tử của không gian
–
1: toàn bộ không gian
–
Ví dụ: Xét khu dân cư có 100 người
•
Gọi x: nữ (60 người), nam: ? người
•
Gọi y: già (20 người), trẻ: ? Ngừơi
•
Các phép toán cơ bản
–
Cộng logic: OR
–
Nhân logic: AND
–
Lấy bù: NOT
Chương 2: Các cổng logic cơ bản và đại số Boole
25
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải - Khoa Điện Điện Tử - Bộ môn: Kỹ Thuật Máy Tính
Bài Giảng: Kỹ Thuật Số
2.1 Biến và hằng trong đại số boole
•

Giá trị 0 và 1 trong đại số Boole mang ý
nghĩa miêu tả các trạng thái hay mức logic
Chương 2: Các cổng logic cơ bản và đại số Boole