dien tu so dts chapter 1 2019 9189

ĐIỆN TỬ SỐ
Digital Electronics
Giảng viên: ThS. Đoàn Thị Quế
Email:



1


Mục tiêu
Môn học trang bị cho sinh viên kiến thức về:
 Các khái niệm cơ bản về điện tử số
 Nguyên lý phân tích và thiết kế các mạch số cơ
bản
 Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các
mạch số cơ bản

2


Nội dung môn học






Chương 1: Các vấn đề cơ bản về Điện tử số
Chương 2: Các phần tử logic cơ bản
Chương 3: Vi mạch số

Chương 4: Mạch tổ hợp
Chương 5: Mạch dãy

3


Tài liệu tham khảo






Nguyễn Thúy Vân, Kỹ thuật số, NXB KHKT, Hà Nội,
2008.
Nguyễn Nam Quân, Toán logic và kỹ thuật số, NXB
KHKT, Hà Nội, 2006.
Ronald J. Tocci, Neal S.Widmer and Gregory L. Moss,
Digital Systems: Principles and Applications, Prentice
Hall, 2007.

4


Phân bổ thời gian


Thời lượng: 2 tín chỉ



Lý thuyết: 20 tiết
Bài tập: 10 tiết

5


Đánh giá




Thường xuyên: 10%
Kiểm tra giữa kỳ (viết)+ bài tập: 30%
Thi cuối kỳ: viết, 60%

6


Chương 1
CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ ĐIỆN TỬ SỐ

7


Nội dung







Hệ thống tương tự và số
Hệ thống số đếm
Đại số Boole
Các phương pháp biểu diễn hàm logic
Tối thiểu hóa hàm logic

8


1.1 Hệ thống tương tự và số
Hệ thống điện tử, thiết bị điện tử
Các
linh kiện
điện, điện tử
(component)

Các
mạch
điện tử
(circuit)

Các
thiết bị,
hệ thống
điện tử
(equipment,
system)

Hệ thống tương tự và số


Hệ thống số (Digital system)






Là tổ hợp các thiết bị được thiết kế để xử lý các
thông tin logic hoặc các số lượng vật lý dưới dạng số
VD: Máy vi tính, các thiết bị hình ảnh âm thanh số, hệ
thống điện thoại

Hệ thống tương tự (Analog system)




Chứa các thiết bị cho phép xử lý các số lượng vật lý ở
dạng tương tự
VD: Hệ thống âm-ly, ghi băng từ
10


Ứng dụng của mạch số trong các hệ thống
Điện thoại số

Tổng đài số

Máy vi tính

11


Công nghệ số - ưu, nhược điểm so với tương tự


Ưu điểm của công nghệ số:
1. Các hệ thống số dễ thiết kế hơn:
 Khơng cần giá trị chính xác U, I, chỉ cần dải (cao hoặc thấp)

2. Lưu trữ thơng tin dễ
 Có các mạch chốt có thể giữ thơng tin lâu tùy ý

3. Độ chính dễ dàng được duy trì
 thơng tin chứa trong các tín hiệu được số hóa khơng bị suy giảm
khi nó được xử lý

4. Hoạt động có thể được lập trình
5. Ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu
6. Nhiều mạch số hơn có thể được chế tạo trên các IC

12


Công nghệ số - ưu, nhược điểm so với tương tự



Hạn chế:




Thế giới thực chủ yếu là tương tự
Các đại lượng vật lý trong thực tế, tự nhiên chủ yếu là ở dạng
tương tự.
VD: nhiệt độ, áp suất, vị trí, vận tốc, độ rắn, tốc độ dịng chảy…
 Dùng cơng nghệ số để thực hiện các thao tác của
giải pháp tương tự
Chuyển đổi
các đầu vào
thực tế
ở dạng
tương tự
thành
dạng số

Xử lý
thông tin
Số

Chuyển đổi
các đầu ra số
về dạng
tương tự
ở thực tế

13


Nội dung






Hệ thống tương tự và số
Hệ thống số đếm
Đại số Boole
Các phương pháp biểu diễn hàm logic
Tối thiểu hóa hàm logic

14


1.2 Hệ thống số đếm








Biểu diễn số tổng quát
Hệ thập phân

Hệ nhị phân
Hệ thập lục phân
Chuyển đổi giữa các hệ đếm
Các phép tính sớ học trong hệ nhị phân
Các hệ thống mã nhị phân thông dụng

15


1. Biểu diễn số tổng quát


Nguyên tắc chung của biểu diễn số:






Dùng một số hữu hạn các ký hiệu (chữ số)
Ghép với nhau theo qui ước về vị trí
Số ký hiệu được dùng gọi là cơ số của hệ, ký hiệu
là r
Trọng số của hệ là ri, với i là số nguyên dương
hoặc âm

16


1. Biểu diễn số tổng quát (tiếp)



Biểu diễn số A trong hệ đếm cơ số r:

A = (an-1an-2 … a0,a-1a-2 …a-m)r
Phần nguyên


Trong đó





Phần lẻ

ai: Các chữ số trong hệ đếm
r: cơ số của hệ đếm

Giá trị của A:

A = (an-1rn-1 + an-2rn-2 + … + a0r0
+ a-1r-1 + a-2r-2 + … + a-mr-m)10
17


1. Biểu diễn số tổng quát (tiếp)


Các hệ đếm cơ bản:

Bảng 1.1

Tên hệ đếm

Các ký hiệu

Gọi theo cơ số
(gọi tắt)

Hệ thập phân
(Decimal number
system)

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Hệ 10

Hệ nhị phân
(Binary number
system)

0, 1

Hệ 2

Hệ thập lục phân
(Hexadecimal
number system )

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
A, B, C, D, E, F

Hệ 16
18


2. Hệ thập phân (Decimal)




10 chữ số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Cơ số r = 10
Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được 10n
giá trị khác nhau:

00...000 = 0

99...999 = 10n – 1
Ví dụ: Dùng 2 chữ số biểu thị được 100 giá trị khác nhau
(từ 0 – 99)

19


2. Hệ thập phân (tiếp)


Biểu diễn số A trong hệ thập phân:

A = (an-1an-2 … a0,a-1a-2 …a-m)10


Giá trị của A được tính như sau:
A = an-110n-1 + an-210n-2 + … + a0100
+ a-110-1 + a-210-2 + … + a-m10-m

20