1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÁI BÌNH
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BÀI GIẢNG
KỸ THUẬT XUNG SỐ
Ths Đào Thị Mơ
Ths Nguyến Thị Nga
Ths Tống Thị Lan
2
MỤC LỤC
Chương 1. Hệ thống số đếm .................................................................................... 1
1.1. Biểu diễn số ........................................................................................................ 1
1.2. Các hệ thống số đếm .......................................................................................... 1
1.3. Chuyển đổi giữa các hệ số đếm .......................................................................... 2
1.4. Các loại mã thông dụng ....................................................................................... 4
1.5. Phép toán trong hệ nhị phân .............................................................................. 5
Tổng kết chương 1 ............................................................................................................ 8
Bài tập chương 1 .............................................................................................................. 9
Chương 2: Đại số Boole .......................................................................................... 11
2.1. Khái niệm ............................................................................................................. 11
2.2. Các cổng logic cơ bản .......................................................................................... 12
2.3. Các tiên đề, định lý cơ bản của đại số Boole ...................................................... 18
2.4. Phương pháp biểu diễn hàm Boole .................................................................... 19
2.4.1. Bảng giá trị ................................................................................................ 19
2.4.2. Biểu thức hàm số ...................................................................................... 20
2.4.3. Bìa Karnaugh ............................................................................................. 22
2.4.4. Sơ đồ mạch logic ....................................................................................... 25
2.5. Phương pháp rút gọn hàm Boole ....................................................................... 25
2.5.1. Phương pháp đại số .................................................................................. 25
2.5.2. Phương pháp bìa Karnaugh ...................................................................... 25
2.5.3. Thực hiện hàm dùng toàn NAND .............................................................. 29
2.5.4. Thực hiện hàm dùng toàn NOR ................................................................ 29
Phụ lục chương 2 ............................................................................................................. 30
Tổng kết chương 2 ........................................................................................................... 37
Bài tập chương 2 ............................................................................................................. 38
Chương 3: Hệ tổ hợp ............................................................................................... 42
3.1. Khái niệm ............................................................................................................ 42
3.2. Mạch cộng .......................................................................................................... 42
3.3. Mạch hợp kênh .................................................................................................... 44
3.4. Mạch phân kênh ................................................................................................. 48
3.5. Mạch giải mã ..................................................................................................... 49
3.6. Mạch mã hóa ...................................................................................................... 59
3.7. Mạch so sánh ..................................................................................................... 62
Tổng kết chương 3 .......................................................................................................... 65
Bài tập chương 3 ............................................................................................................ 65
Chương 4: Hệ tuần tự ........................................................................................... 69
4.1. Khái niệm ........................................................................................................... 69
4.2. Các phần tử cơ bản của hệ tuần tự ................................................................... 69
4.2.1. Chốt .......................................................................................................... 69
4.2.2. FF .............................................................................................................. 70
4.3. Hệ đếm .............................................................................................................. 75
4.3.1. Đếm không đồng bộ ................................................................................ 75
4.3.2. Đếm đồng bộ .......................................................................................... 78
3
Phụ lục chương 4 ........................................................................................................... 82
Tổng kết chương 4 ......................................................................................................... 90
Bài tập chương 4 ............................................................................................................. 91
Chương 5: Tín hiệu xung và mạch RLC ..................................................................... 94
5.1. Khái niệm và các dạng xung ............................................................................... 94
5.2. Các thông số tín hiệu xung ................................................................................. 95
5.3. Mạch tích phân ................................................................................................... 96
5.3.1. Mạch ch phân RC .................................................................................... 96
5.3.2. Mạch ch phân RL .................................................................................... 99
5.3.3. Mạch ch phân dùng Op-amp .................................................................. 99
5.4. Mạch vi phân ..................................................................................................... 100
5.4.1. Mạch vi phân RC ....................................................................................... 100
5.4.2. Mạch vi phân RL ........................................................................................ 102
5.4.2. Mạch vi phân dùng Op-amp ..................................................................... 102
Tổng kết chương 5 ........................................................................................................... 104
Bài tập chương 5 ............................................................................................................. 105
Chương 6: Mạch xén và mạch ghim điện áp ........................................................... 110
6.1. Mạch xén ............................................................................................................ 110
6.1.1. Mạch xén dương ......................................................................................... 110
6.1.2. Mạch xén âm ............................................................................................... 111
6.1.3. Mạch xén 2 mức .......................................................................................... 113
6.2. Mạch ghim ............................................................................................................ 115
6.2.1. Mạch ghim đỉnh trên ................................................................................... 115
6.2.2. Mạch ghim đỉnh dưới .................................................................................. 116
Tổng kết chương 6 ........................................................................................................... 118
Bài tập chương 6 .............................................................................................................. 119
Chương 7: Mạch dao động đa hài ........................................................................... 121
7.1. Khái niệm .............................................................................................................. 121
7.2. Trạng thái tắt, dẫn bão hòa của BJT .................................................................... 121
7.3. Mạch dao động lưỡng ổn .................................................................................. 122
7.4. Mạch dao động đơn ổn ..................................................................................... 124
7.5. Mạch dao động phi ổn ......................................................................................... 128
7.6. Mạch dao động dùng khuếch đại thuật toán ..................................................... 130
7.7. Dao động dùng vi mạch LM555 ........................................................................... 133
7.8. Mạch dao động dùng cổng logic ......................................................................... 138
Tổng kết chương 7 ........................................................................................................... 143
Bài tập chương 7 ............................................................................................................. 143
Chương 8: Mạch Schmitt Trigger .............................................................................. 148
8.1. Khái niệm ............................................................................................................ 148
8.2. Mạch Schmitt Trigger cơ bản ............................................................................... 149
8.3. Mạch Schmitt Trigger dùng Op-amp .................................................................... 151
Tổng kết chương 8 ........................................................................................................... 153
Bài tập chương 8 ............................................................................................................. 153
4
CHƯƠNG 1. HỆ THỐNG SỐ ĐẾM
Mở đầu
Chương 1 giới thiệu về hệ thống số, thường sử dụng là hệ thống số có vị trí. Trong đó,
một số được biểu diễn bằng một chuỗi các kí tự số (digit). Ở mỗi vị trí của kí tự số có một
trọng số nhất định. Các hệ thống số đếm thường gặp: hệ nhị phân (Binary), hệ bát phân (Octal),
hệ thập phân (Decimal), hệ thập lục phân (Hexa-Decimal hoặc gọi tắt là Hexa). Chương 1 cũng
đề cập đến phương pháp chuyển đổi giữa các hệ thống số đếm, các mã nhị phân thông dụng và
các phép tính nhị phân.
Mục tiêu khi học chương 1:
- Nhận diện và phân biệt được các hệ thống số đếm (hệ nhị phân, hệ bát phân, hệ thập
phân, hệ thập lục phân).
- Chuyển đổi được giữa các hệ thống số đếm trên.
- Biết cách xác định số bù 1, số bù 2 của số nhị phân.
- Nhận diện được và hiểu ý nghĩa số BCD. Biết cách chuyển đổi giữa số thập phân và số
BCD.
- Nhận diện và chuyển đổi các mã nhị phân thông dụng.
- Tính toán được (cộng, trừ, nhân, chia) trên các hệ thống số đếm đã học.
- Hoàn thành các bài tập cuối chương.
1.1. Biểu diễn số
- Hệ thống số thường sử dụng là hệ thống số có vị trí. Trong đó, một số được biểu diễn bằng
một chuỗi các kí tự số (digit). Ở mỗi vị trí của kí tự số có một trọng số nhất định.
Trọng số: là cơ lũy thừa vị trí của kí tự số trong chuỗi. Số có trọng số cao nhất kí hiệu MSB
(Most Significant Bit), số có trọng số thấp nhất kí hiệu là LSB (Less Significant Bit).
Cơ số: là số kí tự số được dùng để biểu diễn trong một hệ thống.
- Các hệ thống số đếm thường gặp: hệ nhị phân (Binary), hệ bát phân (Octal), hệ thập phân
(Decimal), hệ thập lục phân (Hexa-Decimal hoặc gọi tắt là Hexa)
1.2. Các hệ thống số đếm
a. Hệ thống số đếm thập phân
- Kí tự số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
- Cơ số: 10
b. Hệ thống số đếm nhị phân
- Kí tự số: 0, 1
- Cơ số: 2
c. Hệ thống số đếm bát phân
- Kí tự số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
5
- Cơ số: 8
d. Hệ thống số đếm thập lục phân
- Kí tự số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
- Cơ số: 16
1.3. Chuyển đổi giữa các hệ số đếm
a. Chuyển đổi cơ số nhị phân, bát phân, thập lục phân sang cơ số thập phân.
Nguyên tắc: Lấy mỗi số hạng trong chuỗi số nhân với cơ số lũy thừa vị trí của nó, sau đó lấy
tổng tất cả kết quả
b. Chuyển đổi cơ số từ nhị phân sang bát phân.
Nguyên tắc: Nhóm từ phải qua trái đủ ba số (ba bit); nhóm cuối cùng nếu thiếu thì ta thêm các
số 0 vào. Thay thế các nhóm 3 bit nhị phân thành các mã bát phân tương ứng.
Nhị phân
000 001 010 011 100 101 110 111
Bát phân
0 1 2 3 4 5 6 7
c. Chuyển đổi cơ số từ nhị phân sang thập lục phân.
Nguyên tắc: Nhóm từ phải qua trái đủ bốn số (bốn bit); nhóm cuối cùng nếu thiếu thì ta thêm
các số 0 vào. Thay thế các nhóm 4 bit nhị phân thành các mã thập lục phân tương ứng.
Nhị phân
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
Thập lục
phân
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
d. Chuyển đổi cơ số từ bát phân sang nhị phân
Nguyên tắc: Thay thế một ký tự số bằng một số nhị phân ba bit tương ứng.
Ví dụ :
3 4 5[8] = 11100101[2] 1 3 7[8] = 1011111[2]
011 100 101 001 011 111
e. Chuyển đổi cơ số từ thập lục phân sang nhị phân
Nguyên tắc: Thay thế một ký tự số bằng một số nhị phân bốn bit tương ứng.
Ví dụ :
2 F E (H) = 1011111110[2]
0010 1111 1110
f. Chuyển đổi cơ số thập phân sang cơ số nhị phân, bát phân, thập lục phân.
Chia làm hai phần: phần nguyên (phần N) và phần thập phân (phần L).