Kỹ thuật số - Chương 1 Khái niệm về hệ thống số pot

1
Kỹ Thuật Số
Kỹ Thuật Số
2
Ph
Ph
ươ
ươ
ng th
ng th
ức
ức


đánh
đánh
gi
gi
á
á

Điểm quá trình: 30%

Chuyên cần: 10%

Kiểm tra giữa kỳ: 20%

Điểm thi cuối kỳ: 70%
3
Tài liệu tham khảo
Tài liệu tham khảo


Nguyễn Như Anh, “Kỹ thuật số 1”, NXB Đại học Quốc Gia,
2002.

Charles H.Roth, “Fundamentals of logic design”, 5th edition,
Brooks/Cole Publishing, 2003

R.J.Tocci, N.S.Widmer, “Digital systems, Principles and
Applications”, 8th edition, Prentice Hall, 2001

R.J.Tocci, N.S.Widmer, “Digital systems, Principles and
Applications”, 8th edition, Prentice Hall, 2001

John F.Wakerly, “Digital design, Principles and Practices”, 3rd
edition, Prentice Hall, 2001

S.Brown and Z.Vranesic, “Fundamentals of digital logic with
VHDL design”, 2nd edition, McGraw Hill, 2005
4
Chương 1
Khái niệm về hệ thống số
5

Biểu diễn tương tự và biểu diễn số.

Hệ thống tương tự và hệ thống số.

Các hệ thống số đếm.

Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân.


Các mã ký tự.

Truyền tín hiệu song song và nối tiếp.

Giới thiệu về máy tính số.
6
1.1
1.1
Biểu diễn một thông số
Biểu diễn một thông số

Biểu diễn tương tự: (Analog)
-
Một thông số được biểu diễn bằng một thông số khác tỉ lệ với
nó
-
Biểu diễn tương tự mang tính liên tục.
-
Ví dụ:
Có hai cách để biểu diễn một thông số
Có hai cách để biểu diễn một thông số
7
1.1
1.1
Biểu diễn một thông số
Biểu diễn một thông số

Biểu diễn số: (Digital)
-

Một thông số được biểu diễn bằng một dãy số
-
Biểu diễn số mang tính gián đoạn hay rời rạc.
-
Ví dụ:
Có hai cách để biểu diễn một thông số
Có hai cách để biểu diễn một thông số
8

Hệ thống tương tự: là một tập hợp các thiết bị được thiết kế để
điều khiển một thông tin hay một thông số vật lý và được biểu diễn
dưới dạng tương tự.

Hệ thống số: là một tập hợp các thiết bị được thiết kế để điều
khiển một thông tin hay một thông số vật lý và được biểu diễn dưới
dạng số.
Khái niệm
Khái niệm
1.2
1.2
Hệ thống tương tự và hệ thống số
Hệ thống tương tự và hệ thống số
9

Dễ dàng thiết kế.

Dễ dàng lưu trữ thông tin.

Độ chính xác cao.


Dễ dàng lập trình.

Ít bị ảnh hưởng của nhiễu.

Có thể được tích hợp với mật độ cao trong các chip tích hợp có
kích thước nhỏ.
Ưu điểm của hệ thống số:
Ưu điểm của hệ thống số:
1.2
1.2
Hệ thống tương tự và hệ thống số
Hệ thống tương tự và hệ thống số
10

Tăng tính phức tạp của hệ thống.

Tăng thời gian truyền tín hiệu.

Tăng giá thành của hệ thống.
Khuyết điểm của hệ thống số:
Khuyết điểm của hệ thống số:
1.2
1.2
Hệ thống tương tự và hệ thống số
Hệ thống tương tự và hệ thống số
11
1.3
1.3
Các hệ thống số đếm
Các hệ thống số đếm


Một số trong hệ thống số được tạo ra từ một hoặc nhiều ký số,
có thể bao gồm hai phần, phần nguyên và phần lẻ được cách nhau
bằng dấu chấm cơ số.

Trọng số của mỗi ký số phụ thuộc vào vị trí của ký số đó.
Trọng số= Cơ số
vị

trí

Vị trí của ký số được đánh thứ tự từ 0 cho số hàng đơn vị, thứ tự
này tăng thêm 1 cho ký số bên trái và giảm đi 1 cho ký số bên phải.

Giá trị của số được tính bằng tổng các tích của trọng số với ký
số.
)soá Troïng soá (Kyùtrò Giaù
∑
×=
12

Có cơ số là 10, sử dụng 10 ký số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Ví dụ: 123,4D hoặc 123,4
10
Hệ thập phân (Decimal)
Hệ thập phân (Decimal)
Hệ nhị phân (Binary)
Hệ nhị phân (Binary)


Có cơ số là 2, sử dụng 2 ký số: 0,1.

Ký số của hệ nhị phân được gọi là bit (binary digit)

Ví dụ: 1101,01B hoặc 1101,01
2
1.3
1.3
Các hệ thống số đếm
Các hệ thống số đếm
13
Hệ nhị phân (Binary)
Hệ nhị phân (Binary)

Chuyển đổi giữa hệ nhị phân và hệ thập phân:
-
Hệ nhị phân → Hệ thập phân
-
Hệ thập phân → Hệ nhị phân
+ Phần nguyên.
+ Phần lẻ.

1.3
1.3
Các hệ thống số đếm
Các hệ thống số đếm
14
Một số tính chất của hệ nhị phân:

Số nhị phân N bit có tầm giá trị từ 0÷(2

N
-1).

Số nhị phân chẵn (chia hết cho 2) có LSB=0.

Số nhị phân lẻ (chia hết cho 2) có LSB=1.

Bit còn được dùng để làm đơn vị đo lường thông tin. Các bội số
của bit là: 1 byte=8 bit
1 KB=2
10
byte =1024 byte.
1 MB= 2
10
KB
1 GB=2
10
MB
Hệ nhị phân (Binary)
Hệ nhị phân (Binary)
1.3
1.3
Các hệ thống số đếm
Các hệ thống số đếm
15

Có cơ số là 8, sử dụng 8 ký số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Ví dụ: 367O hoặc 367
8


Chuyển đổi giữa hệ bát phân và hệ thập phân:
-
Hệ bát phân → Hệ thập phân.
-
Hệ thập phân → Hệ bát phân.

Chuyển đổi giữa hệ bát phân và hệ nhị phân
-
Hệ bát phân → Hệ nhị phân.
-
Hệ nhị phân → Hệ bát phân.
1.3
1.3
Các hệ thống số đếm
Các hệ thống số đếm
Hệ bát phân (Octal)
Hệ bát phân (Octal)
16

Có cơ số là 16, sử dụng 16 ký số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B,
C, D, E, F.

Ví dụ: 16EH hoặc 16E
16

Chuyển đổi giữa hệ thập lục phân và hệ thập phân:
-
Hệ thập lục phân → Hệ thập phân.
-

Hệ thập phân → Hệ thập lục phân.

Chuyển đổi giữa hệ thập lục phân và hệ nhị phân
-
Hệ thập lục phân → Hệ nhị phân.
-
Hệ nhị phân → Hệ thập lục phân.
1.3
1.3
Các hệ thống số đếm
Các hệ thống số đếm
Hệ thập lục phân (Hecxadecimal)
Hệ thập lục phân (Hecxadecimal)
17

Mã BCD còn được gọi là mã 8421 dùng
để mã hóa các ký số của một số thập phân.
1.4
1.4
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Mã BCD (Binary-Coded-Decimal)
Mã BCD (Binary-Coded-Decimal)
18

Mã BCD 2421 cũng được dùng để biểu
diễn một số thập phân.

Là một tổ hợp nhị phân 4 bit có trọng số
2-4-2-1.


Mã BCD 2421 có tính tự bù.
1.4
1.4
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Mã BCD 2421:
Mã BCD 2421:
19

Mã quá 3 được tạo từ mã 8421 bằng
cách cộng thêm 3.

Là loại mã không có trọng số.

Mã quá 3 cũng có thể dùng để diễn tả
một ký số thập phân.

Mã quá 3 có tính tự bù.
1.4
1.4
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Mã Quá 3:
Mã Quá 3:
20

Mã Gray là loại mã không có trọng số.

Đặc điểm: Hai giá trị mã liên tiếp chỉ

khác nhau tại 1 bit.
1.4
1.4
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Mã Gray:
Mã Gray:
21

Sử dụng 7 bit để biểu diễn các ký số
thập phân từ 0 đến 9.

Ưu điểm của mã Biquinary là có tính
phát hiện sai.
1.4
1.4
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Mã Biquinary:
Mã Biquinary:
22

Là loại mã không có trọng số.

Ưu điểm: có tính phát hiện sai.
1.4
1.4
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Mã 1 trong 10:

Mã 1 trong 10:
1.4
1.4
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Mã 1 trong 10:
Mã 1 trong 10:
23
1.4
1.4
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Các mã thường dùng để mã hóa số thập phân
Mã LED 7 đoạn:
Mã LED 7 đoạn:
24
25

Mã ký tự bao gồm 26 ký tự thường, 26 ký tự hoa, 10 chữ số, 7
dấu và khoảng 20 đến 40 ký tự khác như +, -, #, %,….

Bộ mã ký tự ASCII là bộ mã được sử dụng phổ biến nhất trong
tất cả các loại máy tính hiện nay.

Bộ mã ASCII sử dụng 7 bit tức là có 2
7
=128 ký tự được mã hóa.
1.5
1.5
Các mã ký tự
Các mã ký tự