Bài giảng Điện tử số (Digital Electronics) - Chương 1: Các vấn đề cơ bản về điện tử số

Chia sẻ: Bạch Nhược Đông | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:106

Thêm vào BST

Báo xấu

38
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điện tử số (Digital Electronics) - Chương 1: Các vấn đề cơ bản về điện tử số cung cấp cho học viên những kiến thức về 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,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử số (Digital Electronics) - Chương 1: Các vấn đề cơ bản về điện tử số

ĐIỆN TỬ SỐ Digital Electronics Giảng viên: ThS. Đoàn Thị Quế Email: quedt@hnue.edu.vn 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 Các Các thiết bị, linh kiện mạch hệ thống điện, điện tử điện tử điện tử (component) (circuit) (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:  Không cần giá trị chính xác U, I, chỉ cần dải (cao hoặc thấp) 2. Lưu trữ thông tin dễ  Có các mạch chốt có thể giữ thông tin lâu tùy ý 3. Độ chính dễ dàng được duy trì  thông tin chứa trong các tín hiệu được số hóa không 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 dòng chảy…  Dùng công nghệ số để thực hiện các thao tác của giải pháp tương tự Chuyển đổi các đầu vào Chuyển đổi thực tế Xử lý các đầu ra số ở dạng thông tin về dạng tương tự Số tương tự thành ở thực tế dạng số 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 số 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 Phần lẻ  Trong đó  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 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Hệ 10 (Decimal number system) Hệ nhị phân 0, 1 Hệ 2 (Binary number system) Hệ thập lục phân 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, Hệ 16 (Hexadecimal A, B, C, D, E, F number system ) 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