đề cương chi tiết học phần mạch số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN
1. Tên học phần: Mạch số ( Digital Circuit)
- Mã số học phần : CT136
- Số tín chỉ học phần : 03 tín chỉ
- Số tiết học phần : 45 tiết lý thuyết
2. Đơn vị phụ trách học phần:
- Bộ môn: Điện tử Viễn thông
- Khoa: Công Nghệ
3. Điều kiện tiên quyết: CT132
4. Mục tiêu của học phần:
4.1. Kiến thức:
4.1.1. Sinh viên nắm vững kiến thức cơ bản của một hệ thống số đơn giản, hiểu
và phân biệt các các cổng logic, đọc được các thông số kỹ thuật của các IC
số, hiểu được nguyên tắc hoạt động thông qua bảng sự thật và ứng dụng
được chúng vào trong các thiết kế thực tế.
4.1.2. Sinh viên nắm vững về hệ số Fan –out, tầm quan trọng trong thiết kế ngõ
vào ra số, các phương pháp ghép nối các họ CMOS và TTL.
4.1.3. Sinh viên được trang bị các phương pháp rút gọn tối ưu hóa, chuyển đổi
qua lại giữa các hàm, các cổng khi thiết kế hệ thống số.
4.1.4. Sinh viên khả năng tư duy và nắm vững phương pháp phân tích, thiết kế
các mạch số cơ bản như: mạch tổ hợp, tuần tự, làm toán, bộ nhớ bán dẫn
cũng như phép biến đổi AD - DA
4.2. Kỹ năng:
4.2.1. Sau khi hoàn thành học phần, sinh viên có khả năng ứng dụng lý thuyết và
các thuật toán chuyển đổi để thiết kế mộ hệ thống số đơn giản.

4.2.2. Có khả năng thiết kế và tiến hành thí nghiệm ảo độc lập thông qua phần
mềm mô phỏng.
4.2.3. Có khả năng phân tích, thiết kế, thi công một hệ thống điều khiển đơn giản
dùng mạch số thông qua các cổng logic, mạch tuần tự, tổ hơp, ….
4.2.4. Có khả năng sử dụng các phương pháp, kỹ thuật, kỹ năng và các công cụ
kỹ thuật hiện đại cần thiết phục vụ cho học tập và nghiên cứu; khả năng
phân tích, xây dựng và giải quyết vấn đề kỹ thuật liên quan đến khắc phục
lỗi sự cố trong thiết kế mạch số
4.2.5. Sinh viên có khả năng lập kế hoạch và tổ chức công việc; khả năng làm
việc nhóm; khả năng thuyết trình kỹ năng thuyết trình và kỹ năng giao tiếp

ứng xử. Có khả năng đọc, hiểu các tài liệu kỹ thuật bằng tiếng Việt hoặc
tiếng Anh một cách có hiệu quả.
4.3. Thái độ:
4.3.1. Sinh viên được rèn luyện thái độ chuyên nghiệp và đạo đức nghề nghiệp;
sẳn sàng làm việc trong môi trường hiện đại, phức tạp và tự học tập suốt
đời
4.3.2. Sinh viên có ý thức trách nhiệm với cộng đồng xã hội về pháp luật, bảo vệ
môi trường trong các nghiên cứu thiết kế tạo ra.
4.3.3. Sinh viên có ý thức tổ chức kỷ luật và tinh thần trách nhiệm khi tham gia
làm việc nhóm
5. Mô tả tóm tắt nội dung học phần:
Trang bị cho sinh viên những kiến thức nền tảng của ngành điện tử hiện đại, cơ sở của
các môn Vi xử lý, vi điều khiển và các môn có liên quan đến phần cứng máy tính. Bao
gồm: Các hệ thống số thập phân, nhị phân, thập lục phân và mã BCD, GRAY; Các
hàm logic AND, OR, NOT, Ex-OR và các phương pháp rút gọn hàm logic; Các cổng
logic và IC số; Các loại Flip-Flop và mạch tuần tự; Mạch tổ hợp: mạch giải mã, mã
hóa, mạch đa hợp và giải đa hợp, ; Mạch làm toán; Mạch biến đổi AD và DA; Các
thiết bị logic khả trình (PLD); Cuối cùng là nguyên lý và vận hành của bộ nhớ bán
dẫn. Sau khi học xong các học phần này, bước đầu giúp sinh viên làm quen với công

việc thiết kế mạch điện tử kỹ thuật số dùng cổng logic, các IC số chuyên dùng trong
thiết kế mạch tuần tự, tổ hợp, làm toán và mở rộng bộ nhớ.
6. Cấu trúc nội dung học phần:
Lý thuyết
Nội dung Số tiết Mục tiêu
Chương 0:

Mục tiêu, phương pháp học tập môn học và tổ
chức lớp học
2
1.1. Phương thức tổ chức học tập học phần Mạch số
1.2.
Giới thiệu môn học – các nguồn tài liệu cho học
phần – Phương pháp học tập hiệu quả

Chương 1.

Các hệ thống số và mã 4
4.1.1, 4.2.1,
4.2.3, 4.3
1.1.
Các khái niệm: Số, số mã, trọng số, giá trị, bit,
byte, LSB, MSB

1.2.
Các hệ thống số và sự biến đổi qua lại giữa các
hệ thống số

1.3.
Mã hoá và một số loại mã thường dùng: BCD,

Gray

Chương 2.

Hàm logic và cổng logic
10
4.1.1, 4.1.2,
4.1.3,
4.2.1, 4.2.3,
4.3
2.1.
Các khái niệm: Trạng thái logic, biến logic, hàm


logic, trị riêng của hàm logic.
2.2.
Các phép toán logic cơ bản: AND, OR, NOT,
EXOR. Định lý De Morgan

2.3.
Biểu diễn hàm logic: Bảng sự thật, dạng tổng
các tích,dạng tổng chuẩn, dạng tích các tổng,
dạng tích chuẩn.

2.4.
Biến đổi qua lại giữa các dạng biểu diễn hàm
logic: Định lý Shanon I, định lý Shanon II.

2.5.
Tối giản hoá biểu thức logic: Phương pháp

Karnaugh, phương pháp Quine M. Cluskey

2.6.
Các khái niệm: Cổng, chân, cực, ngõ vào, ngõ
ra, mức logic, ngưỡng logic.

2.7.
Các loại cổng logic: Chức năng, sử dụng cổng
thay thế, tìm và đọc data sheet.

2.8.
Các họ IC số: Họ TTl, họ CMOS, các kiếu ngõ
ra của IC số: Ngõ ra kéo lên thụ động, ngõ ra
kéo lên tích cực, ngõ ra cực thu để hở, …

2.9.
Một số thông số kỹ thuật quan trọng của IC số:
Các mức ngưỡng, khả năng nhận dòng, khả năng
cấp dòng, fan-out,.

2.10.
Phân loại IC số theo qui mô cấu trúc: SSI, MSI,
LSI, VLSI

Chương 3.

Mạch tổ hợp
8
4.1.1, 4.1.2,
4.1.3, 4.1.4,

4.2, 4.3
3.1.
Nguyên tắc chung để thiết kế một mạch tổ hợp



3.2.
Mạch mã hoá


3.3.
Mạch giải mã


3.4.
Mạch đa hợp và mạch giải đa hợp


3.5.
Mạch so sánh độ lớn các số nhị phân.


3.6.
Mạch kiểm phát chẵn lẻ


Chương 4.

Mạch tuần tự

8
4.1.1, 4.1.2,
4.1.3, 4.1.4,

4.2, 4.3
4.1.
Các khái niệm: Tác động bằng mức, tác động
bằng cạnh, đồng bộ, không đồng bộ.


4.2.
Các loại mach flip flop: RS, RS chủ tớ, JK. T, D.



4.3.
Các loại mạch ghi dịch.


4.4.
Các loại mạch đếm và cách thiết kế.



4.5.
Dự đoán các trạng thái hoạt động của một mạch
tuần tự


Chương 5.

Mạch làm toán
5
4.1.1, 4.1.2,
4.1.3, 4.1.4,

4.2, 4.3
5.1.
Số nhị phân có dấu.


5.2.
Số bù một, số bù hai.


5.3.
Mạch cộng hai số nhị phân tự nhiên.


5.4.
Mạch trừ hai số nhị phân tự nhiên.


5.5.
Các phép cộng và trừ trên số nhị phân có dấu.


5.6.
Mạch cộng các số BCD.

5.7.
Hai giải pháp để thực hiện các phép tính: tính
toán song song, tính toán nối tiếp


Chương 6.

Bộ nhớ bán dẫn
5
4.1.1, 4.1.2,
4.1.3, 4.1.4,

4.2, 4.3
6.1.
Các khái niệm: Tế bào nhớ, từ nhớ, vị trí nhớ,
tác vụ đọc, tác vụ ghi, thời gian truy xuất.


6.2.
Phân loại bộ nhớ.


6.3.
Cấu tạo của IC nhớ.


6.4.
Cấu tạo của bộ nhớ và bộ giải mã địa chỉ bộ nhớ.

6.5.
Các thiết bị logic lập trình được (PLD) và cách
lập trình: PROM, PAL, PLA


Chương 7.

Phép biến đổi ADC - DAC
3
4.1.1, 4.1.2,
4.1.3, 4.1.4,

4.2, 4.3
7.1.
Các khái niệm: Điện thế toàn thang, mức giá trị,
kích thước nấc, độ phân giải.


7.2.
Các loại mạch biến đổi AD và DA



7. Phương pháp giảng dạy:
- Giảng giải các vấn đề cốt lõi. Sinh viên tự đọc trước tài liệu theo giáo trình bài
giảng được giảng viên cung cấp.
- Tổ chức cho sinh viên thảo luận, giải bài tập, thiết kế mạch nguyên lý theo
nhóm.

- Thảo luận, giải đáp các thắc mắc trên lớp sau khi kết thúc mỗi chương.
- Sinh viên phải làm bài tập yêu cầu và nộp lại bài tập cho giảng viên sau khi kết
thúc chương.
8. Nhiệm vụ của sinh viên:

Sinh viên phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
- Phải đọc trước bài giảng – giáo trình và tài liệu tham khảo do giảng viên cung
cấp.
- Tham dự tối thiểu 80% số tiết học lý thuyết.
- Tham gia thảo luận giải đáp thắc mắc các vấn đề liên quan đến học phần.
- Thực hiện đầy đủ các bài tập nhóm/ bài tập và được đánh giá kết quả thực hiện.
- Phải tham dự kiểm tra giữa học kỳ.
- Phải tham dự thi kết thúc học phần.
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học.
9. Đánh giá kết quả học tập của sinh viên:
9.1. Cách đánh giá
Sinh viên được đánh giá tích lũy học phần như sau:
TT

Điểm thành phần Quy định Trọng số Mục tiêu
1 Điểm chuyên cần
100% Số tiết tham dự học/tổng
số tiết
5% 4.3
2 Điểm bài tập
Làm và nộp đủ 100%Số bài tập
đã làm/số bài tập được giao
10% 4.1, 4.2, 4.3
3
Điểm kiểm tra giữa

kỳ
Thi viết 90 phút 15% 4.1, 4.2, 4.3
4
Điểm thi kết thúc
học phần
- Thi viết 90 phút
- Bắt buộc dự thi
70% 4.1, 4.2, 4.3
9.2. Cách tính điểm
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc học phần được chấm theo thang
điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
- Điểm học phần là tổng điểm của tất cả các điểm đánh giá thành phần của học phần
nhân với trọng số tương ứng. Điểm học phần theo thang điểm 10 làm tròn đến một
chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm
4 theo quy định về công tác học vụ của Trường.
10. Tài liệu học tập:
Thông tin về tài liệu Số đăng ký cá biệt
[1] Bài giảng Mạch số - Ths Trần Hữu Danh
[2] Giáo trình Kỹ thuật số - Nguyễn Trung Lập


[3] Kỹ thuật điện tử số - Đặng Văn Chuyết Tái bản lần thứ 6
Hà Nội: Giáo dục, 2006 304tr. ; minh họa, hình vẽ, 21cm
621.381/ Ch528 – CN.012443, CN.012444, CN.012445


[4] Digital systems: Principles and applications / Ronald J Tocci,
Neal S Widmer 6th Englewood Cliffs, New Jersey:
Prentice-Hall, 1995 827 p., 25 cm, 0132932008 621.381/
T631 – CN.013641.

11. Hướng dẫn sinh viên tự học:
Tuần Nội dung
Lý
thuyết

(tiết)
Thực
hành
(tiết)
Nhiệm vụ của sinh viên
1
Chương 0: Mục tiêu,
phương pháp học tập
môn học và tổ chức lớp
học

- Phương thức tổ chức học
tập học phần Mạch số
.
- Giới thiệu môn học – các
nguồn tài liệu cho học
phần – Phương pháp học
tập hiệu quả
Chương 1: Các hệ thống
số và mã
1.1 Các khái niệm: Số, số
mã, trọng số, giá trị, bit,

byte, LSB, MSB
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
2
Chương 1: Các hệ thống
số và mã
1.2. Các hệ thống số và sự
biến đổi qua lại giữa các hệ
thống số.
1.3. Mã hoá và một số loại
mã thường dùng: BCD,
Gray

3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài

giảng và giáo trình đã cho.
3
Chương 2: Hàm logic và
cổng logic
1.1. Các khái niệm: Trạng
thái logic, biến logic, hàm
logic, trị riêng của hàm
logic.
2.2. Các phép toán logic cơ
bản: AND, OR, NOT,
EXOR. Định lý De
Morgan.
2.3. Biểu diễn hàm logic:
Bảng sự thật, dạng tổng
các tích,dạng tổng chuẩn,
dạng tích các tổng, dạng
tích chuẩn.
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
4
2.4. Biến đổi qua lại giữa
các dạng biểu diễn hàm

logic: Định lý Shanon I,
định lý Shanon II.
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.

2.5. Tối giản hoá biểu thức
logic: Phương pháp
Karnaugh, phương pháp
Quine M. Cluskey.
2.6. Các khái niệm: Cổng,
chân, cực, ngõ vào, ngõ ra,
mức logic, ngưỡng logic.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
5
2.7. Các loại cổng logic:
Chức năng, sử dụng cổng
thay thế, tìm và đọc data
sheet.
2.8. Các họ IC số: Họ TTl,
họ CMOS, các kiếu ngõ ra
của IC số: Ngõ ra kéo lên
thụ động, ngõ ra kéo lên
tích cực, ngõ ra cực thu để

hở, …
2.9. Một số thông số kỹ
thuật quan trọng của IC số:
Các mức ngưỡng, khả
năng nhận dòng, khả năng
cấp dòng, fan-out,.
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
6
2.10. Phân loại IC số theo
qui mô cấu trúc: SSI, MSI,
LSI, VLSI
Chương 3:
Mạch tổ hợp
3.1. Nguyên tắc chung để
thiết kế một mạch tổ hợp.
3.2. Mạch mã hoá

3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên

qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
7
3.3. Mạch giải mã
3.4. Mạch đa hợp và mạch
giải đa hợp
.
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
8
3.5. Mạch so sánh độ lớn
các số nhị phân.
3.6. Mạch kiểm phát chẵn
lẻ
Giải bài tập chương 1+2
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học

phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.

9
Chương 4: Mạch tuần tự
4.1. Các khái niệm: Tác
động bằng mức, tác động
bằng cạnh, đồng bộ, không
đồng bộ.
4.2. Các loại mach flip
flop: RS, RS chủ tớ, JK. T,
D.
4.3. Các loại mạch ghi
dịch.

3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.

10
4.4. Các loại mạch đếm và
cách thiết kế.

3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
11
4.5.Dự đoán các trạng thái
hoạt động của một mạch
tuần tự.
Chương 5: Mạch làm toán

5.1. Số nhị phân có dấu.
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài

giảng và giáo trình đã cho.
12
5.2. Số bù một, số bù hai.
5.3. Mạch cộng hai số nhị
phân tự nhiên.
5.4. Mạch trừ hai số nhị
phân tự nhiên.
5.5. Các phép cộng và trừ
trên số nhị phân có dấu.
5.6. Mạch cộng hai số
BCD
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
13
5.6. Hai giải pháp để thực
hiện các phép tính: tính
toán song song, tính toán
nối tiếp.
Chương 6: Bộ nhớ bán
dẫn
6.1. Các khái niệm: Tế bào
nhớ, từ nhớ, vị trí nhớ, tác

3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.

vụ đọc, tác vụ ghi, thời
gian truy xuất.
6.2. Phân loại bộ nhớ.
6.3. Cấu tạo của IC nhớ
.

14
6.4. Cấu tạo của bộ nhớ và
bộ giải mã địa chỉ bộ nhớ.
6.5. Các thiết bị logic lập
trình được (PLD) và cách
lập trình: PROM, PAL,
PLA

3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình

tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.
15
Chương 7: Phép biến đổi
ADC – DAC
7.1. Các khái niệm: Điện
thế toàn thang, mức giá trị,
kích thước nấc, độ phân
giải.
7.2 Các loại mạch biến đổi
AD và DA
3 0
- Nghiên cứu trước:
Xem trước phương pháp học tập học
phần, đọc trước nội dung bài học có liên
qua thông qua bài giảng và giáo trình
tham khảo do giảng viên cung cấp.
Dùng phần mền mô phỏng để kiểm
chứng kết quả suy luận của cá nhân.
Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài
giảng và giáo trình đã cho.

Cần Thơ, ngày 22 tháng 03 năm 2014
TL. HIỆU TRƯỞNG
TRƯỞNG KHOA

TRƯỞNG BỘ MÔN



TS. Lương Vinh Quốc Danh