Bài giảng Điện tử số: Chương 1 và 2 - Duy Tuân

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Điện tử số: Chương 1 và 2 - Duy Tuân" được biên soạn với các nội dung chính sau: Giới thiệu về thiết kế số; Sự phức tạp của thiết kế số; Giới thiệu về mạch số; Các biến và hàm số;... Mời quý thầy cô và các em sinh viên cùng tham khảo bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử số: Chương 1 và 2 - Duy Tuân

Tóm tắt nội dung môn học (Đọc qua) (Đọc thêm) (Đọc qua) Slide có tham khảo từ slide thầy Thang M. Hoang
Giới thiệu về thiết kế số BCORN
Phần cứng 1. Mạch logic  Dùng để xây dựng các máy Khối silic tính số, các thiết bị điện tử.  Khoảng cuối thập niên 60 và 2. Mạch tích hợp đầu 70 có sự bùng nổ về kích  Được xây dựng trên khối thước transitstor/chip lớn silic ➔các thiết bị điện tử dễ dàng  Các khối silic cắt và đóng thực hiện nhiều chức năng, gói thành CHIP tuy nhiên quá trình thiết kế  Trên một CHIP có đến phức tạp. hàng triệu transistor
Sự phức tạp của thiết kế số.  Hiện nay, mật độ transistor/cm2 là 16 triệu  10 năm tới sẽ là 100 triệu transistor/cm2 ⇒ Vượt qua khả năng của con người đòi hỏi có các kỹ thuật thiết kế dựa vào máy tính ( gọi là CAD – Computer Aided Design)
Các loại CHIP  Các chip chuẩn(cụ thể họ 74xxx):  Chứa số lượng nhỏ transistor (
Quá trình thiết kế Sản phẩm yêu cầu Thiết kế lại Sản phẩm thiết kế Chỉ ra các yes thông số Sửa chữa nhỏ ? Thiết kế thử Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật chưa ? no Mô phỏng Tái thiết kế Kiểm tra no Thiết kế đúng chưa ? yes Thực hiện prototype Chỉnh sửa
Môn này mang lại gì?  Hiểu các khái niệm, các mô hình, thuật toán và các quá trình liên quan đến thiết kế mạch logic  Môn này trang bị kiến thức làm cơ sở cho các môn khác và định hướng nghề nghiệp  Cung cấp kỹ năng giải quyết vấn đề gồm:  Mô tả và giải quyết các vấn đề mới  Cần cọ sát vấn đề ➔ nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề  Làm quen với thực tế thiết kế mạch số
Giới thiệu về mạch số BCORN
1,Mạch logic X1 Y1  Mạch logic hoạt động trên các tín hiệu số X2 Y2 Mạch logic với giá trị là các tín hiệu giới hạn về các X3 Y3 biến có giá trị rời rạc  Mạch logic nhị phân chỉ có 2 giá trị, 0 và 1 Xm Yn Các giá trị rời rạc A 1 U10A 3 B 2 1 U7A f 3 2 U4A 14071 Ví dụ về mạch logic 1 2 1 U11A 3 2 U5A 1 2
2, Các biến và hàm  Nếu một chuyển mạch được điều khiển bởi một biến x. Ta coi chuyển mạch đóng nếu x=1 và ngắt nếu x=0 S x=0 x=1 x  Giả sử dùng chuyển mạch để điều khiển đèn:  Trạng thái của đèn(L(x)=x) là hàm của x  L(x): hàm logic  x: biến vào S L(x) L(x)=1 ➔ đèn sáng, E L(x)=0 ➔ đèn tắt x
3, Đại số Boolean  Ứng dụng trực tiếp vào mạng chuyển mạch:  Làm việc với thiết bị 2 trạng thái(0 hoặc 1)  Biến chỉ có thể nhận một trong 2 giá trị 0(trong mạch điện ứng với điện áp mức thấp) hoặc 1(điện áp mức cao)  Dùng các biến Boolean (X,Y...) để biểu diễn đầu vào và đầu ra của mạch logic
a, Các tiên đề về đại số Boolean  Đại số Boolean dựa trên một tập các luật từ một số các giả sử cơ bản:  1.a: 0.0 =0 ◼3.a: 0.1 =1.0=0  1.b: 1+1=1 ◼3.b: 0+1=1+0=1  2.a: 1.1=1 ◼4.a: If x=0 then x’=1(phép phủ định)  2.b: 0+0=0 ◼4.b: If x=1 then x’=0 • Các tiên đề trên được diễn tả theo các cặp. Bởi nó thể hiện tính đối ngẫu. • đối ngẫu được hình thành bằng cách thay tất cả các phép “+” bằng phép “.” và ngược lại và thay tất cả giá trị 0 bằng 1 và ngược lại: • f(a,b)=a+b ➔ đối ngẫu của f(a,b)=a.b • f(x)=x+0 ➔ đối ngẫu của f(x)=x.1 • Đối ngẫu của bất kỳ phát biểu đúng nào cũng là đúng
b, Các định lý trên biến đơn  5.a: x.0=0 ◼Các tiên đề này có thể  5.b: x+1=1 dễ ràng chứng minh  6.a: x.1=x bằng cách thay các giá  6.b: x+0=x trị x=0 hoặc x=1 vào.  7.a: x.x=x  7.b: x+x=x  8.a: x.x’=0 ◼Phép phủ định của x  8.b: x+x’=1 là x’. Có thể kí hiệu  9: x’’=x khác là x
c, Các đặc điểm đối với 2 và 3 biến Tính giao hoán (commutative) Tính phối hợp (combining)  10.a: x.y=y.x  14.a: x.y+x.y’=x  10.b: x+y=y+x  14.b: (x+y).(x+y’)=x Tính kết hợp (associative)  11.a: x.(y.z)=(x.y).z Định lý DeMorgan  11.b: x+(y+z)=(x+y)+z  15.a: (x.y)’=x’+y’ Tính phân bố (Distributive)  15.b: (x+y)’=x’.y’  12.a: x.(y+z)=x.y+x.z  12.b: x+y.z=(x+y).(x+z) CT Chứng minh bằng bảng chân lý Tính thu hút (Absorption)  16.a: x+x’.y=x+y  13.a: x+x.y=x  16.b: x.(x’+y)=xy  13.b: x.(x+y)=x
d, Chứng minh dùng biến đổi đại số  Chứng minh: (X+A) (X’+A) (A+C) (A+D)X=AX ➔(X+A) (X’+A) (A+C) (A+D)X ➔(A) (A+C) (A+D) X Dùng 14b tính phối hợp ➔A (A+C) (A+D) X ➔(A) (A+CD)X Dùng 12.b tính phân bố ➔(A) (A+CD)X Dùng 13b tính thu hút ➔AX Chú ý: Khi làm bài thi phải ghi rõ tiên đề hoặc định lí gì
Ví dụ: Rút gọn biểu thức sau dùng các tiền đề, định lí boolean F1 =xy+xy’z+x’yz =xy+xyz+xy’z+x’yz (Tính thu hút) =xy+x(y+y’)z+x’yz (Tính phân bố) =xy+xz+x’yz =xy+xz+xyz+x’yz (Tính thu hút) =xy+xz+(x+x’)yz (Tính phân bố) =xy+xz+yz (Có thể nhóm theo cách khác)
Bài tập: 1. Chứng minh: a. AB’C’ + A’ + ABC’ = A’ + C’ b. ABC’ + BC’D’ + BC + C’D = B + C’D c. (A + B).(A + B’ + C)=(A + B).(A + C) 2. Rút gọn hàm sau a. Y= A’ + ABC’ + (A’ + ABC’)(A + A’B’C) b. Y= (A + B + C)’ + A’BC’ + AB’C’ + ABC’ + A’BC