Đề cương bài giảng môđun Kỹ thuật số (Dùng cho trình độ Cao đẳng, Trung cấp)

Chia sẻ: Huyền Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:148

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình “Kỹ thuật số” là một môđun chuyên ngành quan trọng của ngành điện tử, hiện nay nó được ứng dụng trong hầu hết các ngành kỹ thuật và các lĩnh vực điều khiển khác. Nội dung chính của đề cương gồm có: Đại cương, FLIP - FLOP, mạch đếm và thanh ghi, mạch logic MSI, họ vi mạch TTL - CMOS, bộ nhớ, kỹ thuật ADC - DAC. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề cương bài giảng môđun Kỹ thuật số (Dùng cho trình độ Cao đẳng, Trung cấp)

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ NGHỆ II KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔĐUN: KỸ THUẬT SỐ (Dùng cho trình độ Cao đẳng, Trung cấp) GVBS: Nguyễn Thị Thanh Hằng TPHCM, tháng 03 năm 2018
1 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Kỹ thuật số” là một môđun chuyên ngành quan trọng của ngành điện tử, hiện nay nó được ứng dụng trong hầu hết các ngành kỹ thuật và các lĩnh vực điều khiển khác. Nó quan trọng đối với sinh viên các ngành trong trường, đặc biệt là ngành điện tử, điện công nghiệp và sửa chữa máy tính. Để tạo điều kiện cho sinh viên học tập và nghiên cứu môđun này, khoa Điện-Điện tử- trường CAO ĐẲNG KỸ NGHỆ II đã biên soạn tài liệu: KỸ THUẬT SỐ làm giáo trình lưu hành nội bộ. Trong quá trình biên soạn không khỏi có nhiều sai sót, bởi vậy chúng tôi rất mong được sự thông cảm và sự góp ý của đồng nghiệp và bạn đọc. Tp.Hồ Chí Minh, ngày …. tháng …. năm 2018 Nhóm tác giả
2 MỤC LỤC Lời giới thiệu Mục lục ......................................................................................................... 2 Phần 2: Kỹ thuật số Bài 4: Đại cương ............................................................................................ 3 Bài 5: FLIP - FLOP ...................................................................................... 33 Bài 6: Mạch đếm và thanh ghi ............................................................... 45 Bài 7: Mạch logic MSI ................................................................................. 68 Bài 8: Họ vi mạch TTL - CMOS .......................................................... 88 Bài 9: Bộ nhớ ................................................................................................ 108 Bài 10: Kỹ thuật ADC - DAC ..................................................................... 116 Tài liệu tham khảo ............................................................................................ 146
3 Bài 4: ĐẠI CƯƠNG Giới thiệu: Hệ thống số và mã là hệ thống gồm các số thập phân, nhị phân, bát phân, thập lục phân, mã BCD, mã ASCII. Mục tiêu: - Biểu diễn được các hệ thống số đếm - Chuyển đổi qua lại giữa các hệ số đếm Nội dung chính: 4.1. TỔNG QUAN VỀ MẠCH TƯƠNG TỰ VÀ MẠCH SỐ 4.1.1. Định nghĩa a. Hệ thống tương tự (analog system) Là thiết bị thao tác các đại lượng vật lý được biểu diễn dưới dạng tương tự. Trong hệ thống tương tự các đại lượng có thể thay đổi trong một khoảng giá trị liên tục. Một vài hệ thống tương tự thường gặp như: bộ khuếch đại âm tần, thiết bị thu phát băng từ,…Tín hiệu tương tự được minh hoạ bằng hình 4.1 Hình 4.1 b. Hệ thống số (digital system) Là tập hợp các thiết bị được thiết kế để thao tác thông tin logic hay đại lương vật lý được biểu diển dưới dạng số, tức là những đại lượng chỉ có giá trị rời rạc. Đây thường là các hệ thống điện tử nhưng đôi khi cũng có hệ thống từ, cơ hay khí nén. Một vài hệ thống kỹ thuật số ta thường gặp là: máy vi tính, máy tính tay, thiết bị nghe nhìn số và hệ thống điện thoại. Tín hiệu số được minh họa như hình 4.2 Hình 4.2 Mạch số có nhiều ưu điểm hơn so với mạch tương tự do đó mạch số ngày càng có nhiều ứng dụng trong ngành điện tử, cũng như trong hầu hết các lĩnh vực khác.
4 4.1.2. Ưu nhược điểm của kỹ thuật số so với kỹ thuật tương tự a. Ưu điểm của kỹ thuật số: - Thiết bị số dễ thiết kế hơn - Thông tin được lưu trữ và truy cập dễ dàng và nhanh chóng - Tính chính xác và độ tin cậy cao - Có thể lập trình hệ thống hoạt động của hệ thống kỹ thuật số. - Mạch số ít bị ảnh hưởng bị nhiễu. - Nhiều mạch số có thể được tích hợp trên một chíp IC. b. Nhược điểm của kỹ thuật số: Hầu hết các đại lượng vật lý có bản chất tương tự, và chính những đại lượng này thường là đầu vào và đầu ra được một hệ thống theo dõi, xữ lý và điều khiển. Như vậy muốn sử dụng kỹ thuât số khi làm việc với đầu vào và đầu ra dạng tương tự ta phải thực hiện sự chuyển đổi từ tương tự sang số sau đó lại số sang tương tự, đây là một nhược điểm lớn của kỹ thuật số. Để sử dụng được hệ thồng kỹ thuật số đối với đầu vào và đầu ra là dạng tương tự ta cần thực hiện các bước sau đây: Biến đổi đầu vào tương tự thành dạng số Xử lý thông tin số Biến đổi đầu ra dạng số về lại tương tự Để hiểu được quá trình chuyển đổi đó ta xem ví dụ minh họa hình 4.3 sau: Hình 4.3.Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển nhiệt độ Theo sơ đồ khối ở hình 4.3 thì nhiệt độ dưới dạng tương tự được đo, sau đó giá trị đo được sẽ được chuyển sang đại lượng số bằng hệ thống biến đổi tương tự sang số (Analog to Digital Converter – ADC). Đại lượng số này được xử lý qua một mạch số. Đầu ra số được đưa đến bộ biến đổi số sang tương tự (Digital to Analog Converter – DAC), cuối cùng đầu ra tương tự được đưa vào bộ điều khiển để tiến hành điều chỉnh nhiệt độ.
5 Một nhược điểm khác của hệ thống số đó là giá thành cao, ví dụ như truyền hình số sẽ tốn kém hơn truyền hình tương tự. -Tín hiệu: +Tương tự: Tín hiệu tương tự là một nguồn biến thiên về biên độ, mà thường là điện áp hay dòng điện, theo thời gian. Đường biểu diển của tín hiệu là dạng sóng liên tục theo thời gian. +Số: tín hiệu số là một dãy các con số (nhị phân), được biểu diễn theo từng khoản rời rạc với mức 5v biểu thị cho mức logic [1] và 0v biểu thị cho mức logic [0]. - Mạch tương tự: Là mạch xử lý tín hiệu tương tự, là tín hiệu có biên độ liên tục theo thời gian. - Mạch số là mạch xử lý tín hiệu số, là tín hiệu sóng có dạng xung (gọi là tín hiệu nhị phân) mà biên độ gồm có 2 mức: Hình 4.4 Mức cao hay còn gọi là mức 1 ký hiệu là [1]: Là mức mà tại đó xung có xuất hiện. Đối với TTL mức cao có tầm điện áp từ 2,4v đến 5v. Mức thấp hay còn gọi là mức 0 ký hiệu là [0]: Là mức tín hiệu mà tại đó xung không xuất hiện. Đối với TTL mức thấp có tầm điện áp từ 0v đến 0,8v. - Nói đến analog ta nghĩ ngay đến sự liên tục(continuous), còn nói đến digital ta liên tưởng đến sự rời rạc(discrete # step by step) đó là sự khác nhau cơ bản giữa kĩ thuật tương tự và kĩ thuật số. Sự khác biệt đó cũng như khả năng của kĩ thuật số sẽ được làm sáng tỏ dần khi chúng ta lần lượt đi vào chương trình. 4.2. HỆ THỐNG SỐ VÀ MÃ SỐ 4.2.1. Hệ thống số thập phân(Decade System) Hệ thập phân – hay còn gọi là hệ cơ số 10. Bao gồm 10 chữ số (ký hiệu) đó là 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Sử dụng những chữ này ta có thể biểu thị được đại lượng bất kỳ. Hệ thập phân là một hệ thống theo vị trí vì trong đó giá trị của một chữ số phụ thuộc vào vị trí của nó. Để hiểu rõ điều này ta xét ví dụ sau: xét số thập phân 345. Ta biết rằng chữ số 3 biểu thị 3 trăm, 4 biểu thị 4 chục, 5 là 5 đơn vị. Xét về bản chất, 3 mang giá trị lớn nhất trong ba chữ số, được gọi là chữ số có nghĩa lớn nhất (MSD). Chữ số 5 mang giá trị nhỏ nhất, gọi là chữ số có nghĩa nhỏ nhất (LSD).
6 X = a n1 .10 n1 + ……+ a n0 .10 n0 VD: 270 = 2 X 10 2 + 7 X 10 1 + 0 X 10 0 = 200 + 70 + 0 = 270 2151 =2 X 10 3 + 1 X 10 2 + 5 X 10 1 + 1 X 10 0 = 2000 + 100 + 50 + 1 = 2151 Để diển tả một số thập phân lẻ người ta dùng dấu chấm thập phân để chia phần nguyên và phần phân số. VD: Số 123.456 123.456= 1x102 + 2x101 + 3x100 + 4x10-1 + 5x10-2 + 6x10-3 4.2.2. Hệ thống số nhị phân(Binary System) Trong hệ thống nhị phân (binary system) chỉ có hai giá trị số là 0 và 1. Tất cả các phát biểu về hệ thập phân đều có thể áp dụng được cho hệ nhị phân. Hệ nhị phân cũng là hệ thống số theo vị trí. Mỗi nhị phân đều có giá trị riêng, tức trọng số, là luỹ thừa của 2. Để biểu diễn một số nhị phân lẻ ta cũng dùng dấu chấm thập phân để phân cánh phần nguyên và phần lẻ. Ví dụ: 1000.1012 = (1x 23) + (0x 22) + (0x21) + (0x20) + (1x2-1) + (0x2-2) + (1x 2-3) = 8 + 0 + 0 + 0 + 0.5 + 0 + 0.125 = 8.125 Cách gọi nhị phân Một con số trong số nhị phân được gọi 1 bit (Binary Digital). Bit đầu (hàng tận cùng bên trái) có giá trị cao nhất được gọi là MSB (Most Significant Bit – bit có nghĩa lớn nhất), bit cuối (hàng tận cùng bên phải) có giá trị nhỏ nhất và được gọi LSB (Least Significant Bit – bit có nghĩa nhỏ nhất). Số nhị phân có 8 bit được gọi là 1 byte. Lũy thừa của 210 = 1024 được gọi là 1K (kilo) 220 = 210 . 210 = 1K . 1K = 1M (Mega) 230 = 210 . 220 = 1K. 1M = 1G (Giga) Tín hiệu số và biểu đồ thời gian
7 Biểu đồ thời gian dùng để biểu diễn sự thay đổi theo thời gian của tín hiệu số, đặc biệt là biểu diển hai hay nhiều tín hiệu số trong cùng một mạch điện hay một hệ thống. Cách đếm nhị phân Cách đếm một số nhị phân được trình bày theo bảng sau: Nếu sử dụng N bit hoặc N chữ số thì ta có thể đếm được 2N số độc lập nhau Ví dụ: 2 bit ta đếm được 22 = 4 số ( 002 đến 112 ) 4 bit ta đếm được 24 = 16 số ( 00002 đến 11112 ) Ở bước đếm cuối, tất cả các bit đều ở trạng thái 1 và bằng 2N – 1 trong hệ thập phân. Ví dụ: sử dụng 4 bit, bước đếm cuối cùng là 11112 = 24 – 1 = 1510 4.2.3. Hệ thống số bát phân(Octal Number System) Hệ bát phân có cơ số 8 nghĩa là có 8 ký số : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, mỗi ký số của số bát phân có giá trị bất ký từ 0 đến 7. Mỗi vị trí ký số của hệ bát phân có trọng số như sau:
8 Ví dụ: 1378 = 1X82 + 3X81 +7X80 = 64+24+7 = 95D Cách chuyển đổi từ một số bát phân sang các hệ thống số khác và đổi ngược lại cũng có qui luật như hệ thống số nhị phân hay thập lục phân. Điều đáng lưu ý là mỗi ký số của số bát phân tương ứng với 3 bit của số nhị phân. Ở ví dụ trên đã cho biết cách chuyển đổi từ một số bát phân sang số thập phân quen thuộc. Hệ bát phân đã có một thời dùng trong máy tính nhưng hiện nay không còn được sử dụng nữa.Để tăng cường khả năng xử lí số liệu(xử lí bit), chúng ta sẽ xem qua bảng sau là bảng liên hệ giữa các hệ thống số và các phép tính đối với số nhị phân: cộng, trừ.  Bảng liên hệ giữa các hệ thống số: Thập Phân Thập Lục Phân Bát Phân Nhị Phân 0 0 0 0000 1 1 1 0001 2 2 2 0010 3 3 3 0011 4 4 4 0100 5 5 5 0101 6 6 6 0110 7 7 7 0111 8 8 10 1000 9 9 11 1001 10 A 12 1010 11 B 13 1011 12 C 14 1100 13 D 15 1101 14 E 16 1110 15 F 17 1111 16 10 20 10000 17 11 21 10001 4.2.4. Hệ thống số thập lục phân(Hexadecimal Number System) Hệ thống số thập lục phân sử dụng cơ số 16, nghĩa là có 16 ký số. Hệ thập lục phân dùng các ký số từ 0 đến 9 cộng thêm 6 chữ A, B, C, D, E, F. Mỗi một ký số thập lục phân biểu diễn một nhóm 4 ký số nhị phân. Trình tự đếm được minh họa như dưới đây: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F, 10, 11, 12, 13,...,1A, 1B,..., ……………1F, 20…………………………………………………2F,…..FF Ví dụ: số 7AC2H = 7*163 + 10*162 +12*161 + 2*160 = 28672 +2560 +192 +2 = 31426D
9 Liên hệ giữa số Hex và số nhị phân: Mỗi ký số của số Hex sẽ tương ứng với 4 bit của số nhị phân. Ví dụ như số 6H có giá trị là 6D và số nhị phân là 0110B , số CH có giá trị là 12D và số nhị phân là 1100B . Tương tự cho các ký số khác. Như vậy một ký số thập lục sẽ tương ứng với 4 bit nhị phân. Do đó số Hex có n ký số thì sẽ có 4*n bit số nhị phân hay có n nhóm bit số nhị phân. Đây cũng chính là phép biến đổi từ số Hex sang số nhị phân. Ví dụ: 7AC2H = 111 1010 1100 0010B * Cách đổi từ số nhị phân sang số Hex: Nếu có một số nhị phân cho trước ta chia số này ra thành từng nhóm 4 bit theo chiều từ phải sang trái, sau đó ứng với một nhóm ta sẽ được tương ứng một ký số Hex. Ví dụ: 101.1010.0111B = 5A7H. 4.2.5. Mã BCD Mã này dùng 4 bit nhị phân để biểu diễn một số nào đó VD: 9 10 = 1001 BCD ; 13 10 = 1101 BCD ; 15 10 = 1111 BCD Như vậy mỗi nhóm bit chỉ biểu diễn được 1 số tương ứng lớn nhất là 15 của hệ 10. Nếu số thập phân lớn hơn 15 người ta dùng nhiều nhóm mã BCD để biểu diễn. 4.2.6. Mã ASCII Mã chữ số được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là mã ASCII. Mã ASCII là mã 7bit, nên có 2 7 = 128 nhóm mã, đủ để biểu thị tất cả ký tự của một bàn phím chuẩn cũng như các chức năng điều khiển. Bảng dưới đây minh họa một phần danh sách mã ASCII: Kí tự Mã ASCII 7 bit Bát phân Thập phân A 100 0001 101 41 B 100 0010 102 42 C 100 0011 103 43 D 100 0100 104 44 E 100 0101 105 45 F 100 0110 106 46 / 010 1111 057 2F , 010 1100 054 2C = 010 1101 075 2D 000 1101 015 0D 000 1010 012 0A
10 4.3. CHUYỂN ĐỔI QUA LẠI GIỮA CÁC HỆ THỐNG SỐ ĐẾM 4.3.1. Đổi từ nhị phân sang thập phân Mỗi ký số nhị phân (bit) có một trọng số dựa trên vị trí của nó. Bất kỳ số nhị phân nào cũng đều có thể đổi thành số thập phân tương đương bằng cách cộng các trọng số tại những vị trí có bit 1. Để hiểu rõ hơn ta xét một vài ví dụ sau đây: 4.3.2. Đổi từ thập phân sang nhị phân Chuyển đổi từ số thập phân nguyên sang nhị phân là dùng phương pháp lặp lại phép chia cho 2. Ví dụ, với một số thập phân 27 ta thực hiện phép chia số này cho 2 và ghi lại số dư sau mỗi lần chia cho đến khi thu được thương số bằng 0, và kết quả nhị phân hình thành bằng cách viết số dư đầu tiên là LSB và số dư cuối cùng là MSB.
11 4.3.3. Đổi từ bát phân sang thập phân Ta dể dàng đổi số bát phân sang thập phân tương đương bằng cách nhân từng ký số bát phân với trọng số của nó, rồi cộng kết quả với nhau. Ví dụ: Đổi số bát phân 4708 thành số thập phân 4758 = 4x(82) + 7x(81) + 5x(80) = 4x64 + 7x8 + 5x1 = 31710 4.3.4. Đổi từ thập phân sang bát phân Có thể dùng phương pháp lặp lại phép chia để đổi một số nguyên thập phân sang bát phân tương đương, với số chia là 8. Ví dụ 9: Đổi số thập phân 365 thành số bát phân tương đương 4.3.5. Đổi từ thập lục phân sang thập phân Một số thập lục phân có thể được đổi thành số thập phân tương đương dựa vào dữ liệu mỗi vị trí ký số thập lục phân có trọng số là lũy thừa 16. LSD có trọng số là 160, ký số thập lục phân ở vị trí tiếp theo có số mũ tăng lên. Quá trình chuyển đổi như sau: Ví dụ đổi số thập lục phân 4BE16 thành số thập phân tương đương 4BE16 = 4x162 + 11x161 + 14x160 = 1024 + 176 + 14 = 121410 Chú ý, trong ví dụ trên thay 11 vào B và 14 vào E khi đổi sang thập phân. 4.3.6. Đổi từ thập phân sang thập lục phân Tương tự như cách đổi từ thập phân sang nhị phân hay bát thân, khi đổi từ thập phân sang thập lục phân ta cũng dùng cách lặp lại phép chia cho 16 và lấy số dư như trước. Ví dụ : đổi số 76510 thành số thập lục phân. Ta thực hiện phép chia, ta được:
12 → 76510 = 2FD16 Chúng ta nên nhớ rằng bất kỳ một số dư nào trong phép chia lớn hơn 9 đều được biểu diễn bởi các chữ từ A đến F khi đổi sang số thập lục phân. 4.3.7. Đổi từ thập lục phân sang nhị phân Cách đổi từ số thập lục phân sang số nhị phân cũng giống như đổi từ bát phân sang nhị phân, nghĩa là mỗi ký số thập lục phân được đổi sang giá trị nhị phân 4 bit tương đương. Ví dụ: Đổi số 8D216 4.3.8. Đổi từ nhị phân sang thập lục phân Để đổi từ số nhị phân sang thập lục phân ta làm ngược lại cách đổi từ thập lục phân sang nhị phân. Nghĩa là ta nhóm thành từng nhóm 4 bit, mỗi nhóm được đổi sang ký số thập lục phân tương đương. Ví dụ 1: Đổi số 110011011012 thành số thập lục phân Ví dụ 2: Đổi số 10101001112 thành số thập lục phân
13 4.4. CÁC PHÉP TÓAN TRONG HỆ THỐNG SỐ NHỊ PHÂN 4.4.1. Cộng nhị phân Phép cộng hai số nhị phân được tiến hành giống như cộng số thập phân. Các bước của phép cộng nhị phân được áp dụng cho số nhị phân. Tuy nhiên, chỉ có bốn trường hợp có thể xảy ra trong phép cộng hai số nhị phân (bit) tại vị trí bất kỳ. Đó là: 0+0=0 1+0=1 1 + 1 = 1 0 = 0 + nhớ 1 cộng vào vị trí tiếp theo 1 + 1 + 1 = 11 = 1+ nhớ 1 cộng vào vị trí tiếp theo Dưới đây là một vài ví dụ về cộng hai số nhị phân: Phép cộng là phép toán số học quan trọng nhất trong hệ thống kỹ thuật số. Như ta sẽ thấy, các phép trừ, nhân và chia được thực hiện ở hầu hết máy vi tính và máy tính bấm tay hiện đại nhất thực ra chỉ dùng phép cộng làm phép toán cơ bản của chúng. 4.4.2. Trừ nhị phân Trong phép trừ nếu số trừ nhỏ hơn số trừ, cụ thể là khi 0 trừ 1, thì phải mượn 1 ở hàng cao kế và là 2 ở ở hàng đang trừ và số mượn này phải trả lại cho hàng cao kế tương tự như phép trừ của hai số thập phân. Ví dụ: trường hợp trừ hai số nhị phân 1 bit Ví dụ: Trừ hai số nhị phân nhiều bit
14 4.4.3. Biểu diễn các số có dấu Do đa số máy tính xử lý cả số âm lẫn số dương nên cần có dấu hiệu nào đó để biểu thị dấu của số ( + hay - ). Thường thì người ta thêm vào một bit phụ gọi là bit dấu. Thông thường chấp nhận bit 0 là bit dấu biểu thị số dương, bit 1 là bit dấu biểu thị số âm. Dạng bù 1 Để có bù 1 của số nhị phân, ta thay mỗi bit 0 thành bit 1 và mỗi bit 1 thành bit 0. Nói cách khác, ta thay đổi mỗi bit trong số nhị phân đã cho thành bit bù (đảo) tương ứng. Ví dụ : 1 1 0 1 1 0 số nhị phân ban đầu ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 0 0 1 0 0 1 Bù (đảo) mỗi bit để thành lập dạng bù 1 Dạng bù 2 Bù 2 của một số nhị phân được hình thành bằng cách lấy bù 1 của số và cộng 1 vào vị trí nhỏ nhất. Ví dụ : Tìm dạng bù 2 của số 1101012 = 5310 Ví dụ : Biểu diễn số có dấu bằng bù 2: Nếu là số dương, thì trị tuyệt đối được biểu diễn theo dạng nhị phân thực sự của nó, và bit dấu là 0 được đặt vào trước MSB. Nếu là số âm, trị tuyệt đối được biểu diễn ở dạng bù 2, và bit dấu là 1 được đặt trước MSB. Ví dụ minh họa:
15 Các phép tính trong bù 2 tương tự như phép tính số nhị phân bình thường. 4.4.4. Nhân các số nhị phân Phép nhân số nhị phân được thực hiện tương tự như nhân số thập phân. Quá trình thật ra đơn giản hơn vì ký số của số nhân chỉ là 0 và 1, vì vậy ta chỉ nhân cho 0 hay 1. Ví dụ: 4.4.5. Chia số nhị phân Phép chia một số nhị phân (số bị chia) cho một số khác (số chia) được thực hiện giống như phép chia số thập phân. Tiến trình thức tế còn đơn giản hơn do khi kiểm tra xem có bao nhiêu lần số chia “ đi vào” số bị chia, chỉ có hai khả năng đó là 0 và 1. Quá trình chia được minh họa bằng ví dụ sau:
16 Trong ví dụ đầu tiên ta có 10012 chia cho 112, tương đương 910 chia cho 310 Thương số là 00112 = 310. Trong ví dụ thứ 2, 10102 chia cho 1002 tức là 1010 chia cho 410 kết quả là 0010.12 = 2.510 Phép chia số có dấu được thực hiện như phép nhân. Số âm được biến thành số dương bằng phép bù, sau đó mới thực hiện phép chia. Nếu số bị chia và số chia có dấu ngược nhau, thương số đổi sang số âm bằng cách lấy bù 2 nó và gán bit dấu là 1. Nếu số bị chia và số chia cùng dấu, thương số sẽ là số dương và được gán bit dấu là 0. 4.5. CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN 4.5.1. Cổng AND Là cổng logíc có hai ngõ vào (hoặc nhiều hơn) và một ngõ ra sao cho ngõ ra chỉ lên mức [1] khi tất cả các ngõ vào đều ở mức [1]. - Ký hiệu: Hàm Logic Hình 4.5. Ký hiệu, hàm logic, bảng trạng thái A,B là 2 tín hiệu ngõ vào, Y là tín hiệu ngõ ra Y=A.B là hàm biểu diển tín hiệu ngõ ra theo 2 biến vào A,B Bảng sự thật (bảng trạng thái) Trên đây là cổng AND 2 ngõ vào ngoài ra ta cũng có cổng AND 3 ngõ vào, 4 ngõ vào ...Ở bảng sự thật ta nhận thấy rằng tín hiệu ngõ ra Y chỉ bằng 1 khi cả 2 ngõ vào A và B đều bằng 1. - Ghi nhớ: Ngõ ra của một cổng AND chỉ lên 1 khi tất cả các ngõ vào đều lên 1. Điều này cũng đúng cho các cổng AND lớn hơn 2 ngõ vào. - Bên cạnh bảng sự thật ta có 2 hình vẽ mô tả cổng AND. Ta cho công tắt mở là mức 0, đóng là mức 1, còn bóng đèn tắt là mức 0 và sáng là mức 1. Như vậy bóng đèn Y chỉ sáng (ở mức 1) khi cả 2 công tắt AB đều được đóng. Ở hình dưới, Y=1 (5v) khi cả 2 Diode ngưng dẫn tương ứng với A=B=1=5v. @Lưu ý: A=0 suy ra Y=0 B A=1 suy ra Y=B.
17 4.5.2. Cổng OR Cổng OR là cổng logic có chức năng chỉ cho ngõ ra ở mức [0] khi tất cả ngõ vào đều có mức [0], nếu một ngõ vào có mức [1] thì ngõ ra cũng ở mức [1]. Ký hiệu Hàm Logic Hình 4.6. Ký hiệu, hàm logic, bảng trạng thái Ghi nhớ: Ngõ ra Y chỉ bằng 0 khi cả 2 ngõ vào đều bắng 0. Điều này cũng được áp dụng cho cổng OR nhiều ngõ vào. Lưu ý : Khi A=1 suy ra Y=1 B Khi A=0 suy ra Y=B . Bên cạnh bảng sự thật có 2 mạch diển tả cổng OR 4.5.3. Cổng NOT Là một loại cổng logic (tích hợp từ linh kiện điên tử rời) nhằm chuyển đổi tín hiệu có mức logic thấp ( [0]) ở ngõ vào (A) thành tín hiệu có mức logíc cao ([1]) ở ngõ ra (Y); và nếu tín hiệu ở ngõ vào ở mức cao [1] thì tín hiệu ngõ ra sẽ ở mức thấp [0].  Ký hiệu Hàm Logic Hình 4.7. Ký hiệu, hàm logic, bảng trạng thái
18 4.5.4. Cổng NAND: là cổng phủ định của cổng AND. Ký hiệu Hàm Logic Hình 4.8. Ký hiệu, hàm logic, bảng trạng thái Cổng NAND thực chất là sự kết hợp giữa cổng AND và cổng NOT vì vậy ta có thể áp dụng những tính chất của các cổng tương ứng đã biết. 4.5.5. Cổng NOR Cổng NOR thực chất là sự kết hợp giữa cổng OR và cổng NOT vì vậy ta cũng có thể áp dụng những tính chất của các cổng tương ứng đã biết. Ký hiệu Hàm Logic Hình 4.9. Ký hiệu, hàm logic, bảng trạng thái
19 4.5.6. Cổng EX – OR Hình 4.10. Ký hiệu, hàm logic, bảng trạng thái Ghi nhớ: Ngõ ra của cổng Ex-Or có 2 ngõ vào chính là mạch cộng nhị phân 2 số mỗi số có 1 bit. 4.5.7. Cổng EX – NOR Là phủ định của cổng EX-OR. Tức là kết hợp giữa cổng EX-OR và cổng NOT. Học viên tự viết ký hiệu, bảng trạng thái, hàm logic. 4.5.8. Cổng đệm (Buffer) Là loại cổng dùng để nắn dạng tín hiệu Vo, nhưng không làm dạng tín hiệu Vo thay đổi mà chỉ có tác dụng sửa(nắn) tín hiệu, làm cho tín hiệu trở nên rõ ràng hơn sau khi đi qua nhiều tầng IC. Ký hiệu Mạch diễn tả Vcc Y A Y A Bảng trạng thái Hàm logic A Y 0 0 Y=A 1 1 Hình 4.11. Ký hiệu, hàm logic, bảng trạng thái