bài giảng điện tử số

Bài giảng điệntử số
Ths. Phạm ĐứcAn
Bộ môn GCVL & DCCN – Viện
CK – ĐHBK Hà Nội
Chương 1 Các khái niệmcơ bản
“Digital Concept”
•1-1 Cácđạilượng (quantities) số và tương tự
•1-2 Số nhị phân, mức logic, dạng sóng số
• 1-3 Các toán tử logic cơ bản
•1-4 Tổng quan về các hàm logic
•1-5 Cácmạch tích hợpcóchứcnăng xác định
(Fixed – Function IC)
•1-6 Giớithiệuvề Logic lậptrìnhđược
(Programmable Logic)
•1-7 Dụng cụđolường và kiểmtra
Mục đích
•Giải thích sự khác biệtgiữacácđạilượng tương tự và
số
•Môtả cách sử dụng mức điệnápđể biểudiễncácđại
lượng tương tự và số
•Môtả các tham số củadạng sóng xung “pulse
waveform” như thờigianlênmức cao ‘rise time”, thời
gian xuống mứcthấp “fall time”, độ rộng xung ‘pulse
width”, tầnsố “frequency”, chu trình “period”, và chu kỳ
hoạt động “ duty cycle”
•Giải thích các toán tử logic cơ bản: And, Or, Not
•Môtả các chứ
cnăng logic củacácbộđếm – Counter,
bộ cộng – Adder, bộ so sánh – Comparator - , bộ chuyển
đổi – Code Converter, bộ mã hóa – Encoder, bộ giảimã
– Decoder, bộ dồn kênh – Multiplexer, và bộ tách kênh –

De Multiplexer
Mục đích (tiếp)
•Xácđịnh các mạch tích hợpcóchứcnăng xác
định theo độ phứctạpcủanóvàtheokiểu đóng
gói củamạch
•Xácđịnh số chân trên các bộ IC
•Môtả logic lậptrìnhđược, bàn luậnvề mộtsố
loại logic lậptrìnhđượcvàmôtả cách PLDs
đượclậptrình
•Nhậndạng các loạidụng cụ và hiểu cách chúng
đượcsử dụng để đovàhệ thống và mạch dùng
để gỡ rối
•Môtả mộ
thệ thống số hoàn chỉnh đượcthiếtlập
bằng cách tổ hợp nhiều hàm cơ bảntrongmột
ứng dụng thựctế
Các thuậtngữ
1-1 Các đạilượng số và tương tự
•Nội dung
– Định nghĩatương tự và số
–Sự khác nhau giữacácđạilượng tương tự và
số
–Môtả những ưu điểmcủasố so vớitương tự
–Cácvídụ về sử dụng các đạilượng số và
tưong tự trong điệntử nói chung
1-1 Các đạilượng số và tương tự
•Tương tự: là đạilượng liên tục
•Số: là tậpcácđạilượng rờirạc
1-1 Các đạilượng số và tương tự
• Ưu điểm

–Tínhiệusố dễ xử lý và dễ truyền đihơnvàcó
độ tin cậycaohơnso vớitương tự, ít bịảnh
hưởng bởi nhiễu bên ngoài
–Dữ liệulưutrữ dạng số dễđọclạivới độ
chính xcác cao hơn vàrõrànghơn
1-1 Các đạilượng số và tương tự
Hệ thống loa dạng tương tự
1-1 Các đạilượng số và tương tự
Hệ thống loa dạng số
Tóm lược1-1
• Định nghĩaTương tự
• Định nghĩaSố
•Giảithíchsự khác nhau giưatương tự và
số
•Vídụ về hệ thống tương tự và số
1-2 Số nhị phân, mức logic, dạng
sóng số.
•Nội dung
– Định nghĩasố nhị phân
– Định nghĩabit
– Đặt tên các bit trong hệ thống số
–Giải thích cách sử dụng mức điệnápđể mô tả các bit
–Môtả các đặc tính chung củamột xung
–Xácđịnh các đạilượng như biên độ, tầnsố, chu trình,
chu kỳ củadạng sóng số
–Giảithíchbiểu đồ thờigianvàmôtả mục đích củanó
–Giải thích các truyềndữ liệunốitiếp và song song
cùng vớinhững ưu điểmvànhược điểmcủa chúng.
Số nhị phân
•Cácsố trong hệ nhị phân đượcgọilàbit

• HIGH = 1 và LOW = 0 (mức điệnáp)
•Nếu HIGH = 0 và LOW = 1 gọilàlogic đảo
•Tổ hợpcủa các bit tạo thành các mã dùng để
mô tả các chữ số, các ký tự các mã lệnh hay
các thông tin khác cho các ứng dụng.
Mức logic
• Điện áp dùng để mô tả trạng thái 0 và 1
gọilàmức logic
•Vídụ
–CMOS V
H
= 2V – 3V
–CMOS V
L
= 0 – 0.8V
Dạng sóng số
•Môtả các mức logic HIGH và LOW, và mô
tả quá trình chuyển đổigiữa hai trạng thái
này.
Lý tưởng
Dạng sóng số (tiếp)
•Thựctế
Ý nghĩacácđạilượng
• Overshoot: Độ vượt quá biên độ
• Ringing: Độ dao động quanh biên độ
• Droop: Độ trôi – do điện dung rò và điệntrở tạolên
mạch dao động RC vớihằng số thờigianthấp
• Rise time (t
r
) thờigiannhảylênmứccao(đotừ 10% đến

90% biên độ)
• Fall time (t
f
) thờigiannhảyxuống mứcthấp(đotừ 90%
đến 10% biên độ)
• Amplitude: Biên độ - độ cao của đường mức
• Độ rộng xung (t
w
) chỉđộdài về mặtthờigiancủa xung
và đượcbằng khoảng thờigiangiữacácđiểm50% của
sườnlênvớisườnxuống
Đoròảnh hưởng
củaròđiệncảmvà
điện dung
Đặc tính củadạng sóng số
Dạng sóng số thường là mộtchuỗi các xung
(pulse trains) gồm2 loại
•Cóchukỳ (period) T, f (Hz)
• Không có chu kỳ (nonperiod)
Ví dụ
•Xácđịnh các đạilượng sau củadạng sóng có chu kỳ
a)Chu kỳ b) Tầnsố c) Chu kỳ hoạt động
•Mộtdạng sóng số có chu kỳ có độ rộng xung là
0.025ms và chu kỳ là 0.15ms. Tính tầnsố và chu kỳ
hoạt động củanó
Thông tin về số nhị phân trên dạng
sóng số
•Hệ thống số sử dụng thông tin dạng nhị phân
biểudiễndướidạng sóng số (mộtdạng chuỗi
các bit) HIGH = 1, LOW = 0, bit time: thờigian

tồntạicủa 1 bit.
• Đồng hồ (clock): Trong các hệ thống số, tấtcả
các dạng sóng đều được đồng bộ vớimột sóng
thờigiancơ bảngọilàđồng hồ (clock). Đồng hồ
là mộtdạng xung có chu kỳ vớithờigiangiữ
a
mỗi xung bằng vớithờigiancủa 1 bit.
Thông tin về số nhị phân trên dạng
sóng số
• Xung đồng hồ không mang thông tin
Thông tin về số nhị phân trên dạng
sóng số
•Lược đồ thời gian (timing diagram)
–Môtả mối quan hệ giữacácdạng sóng số và cho biết
cách sự tác động củacácdạng sóng số này đếnsự
thay đổitrạng thái củadạng sóng số khác
Thông tin về số nhị phân trên dạng
sóng số
•Truyềndữ liệu: nốitiếp (serial), song song
paralell)
8 bit cầnthờigian
là 8 T, 1 line
8 bit cầnthời
gian là T, 8 line
Tóm lược1-2
• Định nghĩasố nhị phân
•Bit?
•Cácđạilượng củadạng sóng số, cách đo
chúng
•Chukỳ và tầnsố củadạng sóng số

• Xung đồng hồ
•Truyềnthống nốitiếp và song song.
1-3 Các toán tử logic cơ bản