Giáo trình TT Kỹ thuật xung số (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC): Phần 2 - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình TT Kỹ thuật xung số cung cấp cho người học những kiến thức như: Các khái niệm cơ bản; Mạch dao động đa hài Phần 2: Kỹ thuật số; Đại cương; FLIP – FLOP; Mạch đếm và thanh ghi; Mạch logic MSI. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình TT Kỹ thuật xung số (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC): Phần 2 - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp

Phần 2: Kỹ thuật số BÀI 3: ĐẠI CƯƠNG MÃ BÀI: MĐ31-3 GIỚI THIỆU: Giới thiệu ưu nhược điểm cùa mạch số và mạch tương tự, các khái niện về mạch số và mạch tương tự, các phép tính nhị phân và các cổng logic cơ bản. Mục tiêu của bài: Trình bày được các khái niệm cơ bản về mạch tương tự và mạch số. Trình bày được cấu trúc của hệ thống số và mã số. Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cổng logic cơ bản Trình bày được các định luật cơ bản về kỹ thuật số, các biểu thức toán học của số Lắp ráp, cân chỉnh, kiểm tra được các cổng logic cơ bản hoạt động đúng yêu cầu kỹ thuật. Đảm bảo an toàn cho người, thiết bị, dụng cụ và vật tư. R n luyện tính chủ động, sáng tạo, tư duy, tỷ mỉ, chính xác và tác phong công nghiệp. B- Thiết bị , dụng cụ , vật tư thực hành: - Các linh kiện điện tử. - Bộ thực tập kỹ thuật xung – số - Máy hiện sóng, đồng hồ VOM - Mỏ hàn, chì hàn , dây nối mạch C- Nội dung thực hành : I . Kiến thức liên quan : 1. T NG QUAN VỀ MẠCH TƯƠNG T VÀ MẠCH SỐ: 1.1 Định nghĩa: 1.1.1 Mạch tương tự Analog circuit): là mạch điện tử xử lý các tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự ( Analog Signal ) là tín hiệu có biên độ biến thiên liên tục theo thời gian. 23
Biên độ V Biên độ V 5V 0 1 1 0 1 t t Hình 1.1 Tín hiệu tương tự Hình 1.2 Tín hiệu số 1.1.2 Mạch số igital circuit): còn gọi là mạch logic là loại mạch điện tử xử lý các tín hiệu số. Tín hiệu số ( Digital signal ) là tín hiệu có dạng xung, thời gian gián đoạn và biên độ chỉ có 2 trạng thái là trạng thái 1 (mức cao) và trạng thái 0 (mức thấp). 1.2 Ưu, như c điểm của kỹ thuật số so với kỹ thuật tương tự: 1.2.1 u đi m: - Khả năng chống nhiễu và sự méo dạng cao - Lưu trữ và truy cập dễ dàng, nhanh chống. - Tốc độ tính toán, lý luận rất nhanh - Độ chính xác và độ phân giải cao - Thuận tiện cho công nghệ tích hợp. 1.2.2 Như c đi m: Do các đại lượng vật lý là dạng tín hiệu tương tự, do đó để có thể xử lý tín hiệu bằng mạch số phải có một bộ chuyển đội ADC và DAC. Điều này làm cho một số thiết bị dùng kỹ thuật số có giá thành cao. Ví dụ: máy chụp hình kỹ thuật số, truyền hình số,… 2. HỆ THỐNG SỐ VÀ MÃ H A: 2.1 Hệ thống số thậ h n: D cimal syst m Hệ thống số thập phân là hệ dùng 10 con số theo thứ tự lớn dần là : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Khi lớn hơn 9 thì kết hợp các số lại thành các số quy ước về hàng đơn vị, hàng chục, hàng trăm, … 2.2 Hệ thống số nhị h n: Binary syst m Hệ thống số nhị phân là hệ chỉ dùng 2 con số là 0 và 1. Mỗi con số là 1 bit. Ví dụ : 0 là 1 bit , 01 là 2 bit, 101 là 3 bit… Đơn vị hệ nhị phân là bit ( binary digit). Thực tế đơn vị bit rất nhỏ nên thường dùng đơn vị là Byte, Kilôbyte (KB), Mêgabyte ( MB), Gigabyte(GB), … 24
- 1 Byte = 8 bit. - 1KB = 210byte = 1.024 byte. - 1MB = 210KB = 220byte = 1.048.576 byte. Ghi chú : - 4 bit 1 Nibble. 2 byte là 1 từ ( Word). - T ọ số là độ lớn của bit thứ n tính bằng 2n . Số thứ tự của các bit được tính tăng dần từ phải qua trái. Kể từ dấu ph y nhị phân đi về bên trái ta có bit 0, bit 1, bit 2, …và đi về bên phải ta có bit -1, -2, … bit nằm ở tận cùng bên trái gọi là bit có trọng số lớn nhất MSB ( Most Signi icant Bit ). Bit nằm ở tận cùng bên phải gọi là bit có trọng số nhỏ nhất LSB ( Low Signi icant Bit ). Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 , Bit -1 Bit -2 1 0 1 0 , 1 1 ( MSB) dấu ph y (LSB) 2.2.1 Biến đổi từ nhị phân sang thập phân : Để biến đổi từ hệ nhị phân sang hệ thập phân ta lấy từng con số trong số nhị phân nhân với ọ số của bit tương ứng và ộ các kết qủa lại. Ví dụ 1 Đổi số nhị phân (1010,11)2 thành số thập phân : (1010,11)2 = 1.23 + 0.22 + 1.21 + 0.20 + 1.2-1 + 1.2-2 = 8 + 0 + 2 + 0 + 0,5 + 0,25 = (10, 75)10 Từ ví dụ , ta thấy số thứ tự của các bit được tính tăng dần từ phải qua trái. Kể từ dấu ph y nhị phân đi về bên trái ta có bit 0, bit 1, bit 2, …và đi về bên phải ta có bit -1, -2, … Từ ví dụ trên ta thấy trọng số là 23, 22…. Chú ý : 20 = 1. Ví dụ 2 Đổi số nhị phân (10101,11)2 thành số nhị phân : (10101,11)2 = 1.24 + 0.23 + 1.22 + 0.21 + 1.20 + 1.2-1 + 1.2-2 = 16 + 0 + 4 + 0 + 2 + 0,5 + 0,25 = (21, 75)10 2.2.2. Biến đổi từ hệ thập phân sang hệ nhị phân : a. Trường hợp số thập phân là số nguyên : Ta lấy số thập phân chia cho cơ số 2 để đổi một số từ thập phân sang nhị phân. Số thừa của phép chia cho 2 đầu tiên là bit 0 ( LSB). Số của phép chia cho 2 đầu tiên lại chia tiếp cho cơ số 2 thứ nhì. Quá trình chia hết cho 2 được tiếp tục cho đến khi thương số bằng không. Số thừa trong lần chia cuối cùng này là MSB. 25
Ví dụ : Đổi số (11)10 thành số nhị phân : 11  5 thừa 1 ( LSB) 2 5  2 thừa 1 2 2  1 thừa 0 2 1  0 0 thừa 1 ( MSB) 2 1 0 1 1 - Kết qủa : 1011 2 b. Trường hợp số thập phân là số lẻ : Ta đổi phần nguyên của số thập phân sang số nhị phân giống như mục a. Phần lẻ được đổi sang nhị phân bằng phép nhân cho cơ số 2. Sau mỗi lần nhân phần lẻ cho 2 ta được một tích số, bao gồm 1 phần nguyên và 1 phần lẻ. Phần nguyên là trị số của bit và phần lẻ là được dùng cho phép nhân kế tiếp. Phép nhân cho 2 đầu tiên cho ta bit -1, phép nhân cho 2 kế tiếp là bít -2 và cứ thế tiếp tục. Ví dụ 1 Đổi (0,625)2 sang nhị phân : 0,625x2 = 1,25 0,25x2 = 0,5 0,5x2 = 1,0 1 0 1 2.2.3 Các ph p tính trong hệ nhị phân : Trong hệ nhị phân các phép tính như cộng, trừ, nhân, chia cũng thực hiện tương tự như trong hệ thập phân . a. Phép cộng : Khi cộng hai số thập phân, ta cộng hàng đơn vị trước, nếu tổng nhỏ hơn 10 thì ghi số tổng, nếu lớn hơn 10 thi ghi số hàng đơn vị và nhớ 1 để đưa sang hạng chục. Tương tự, khi cộng hai số nhị phân, ta cộng hai bit bên phải trước (LSB), nếu nhỏ hơn hay bằng 1 thì ghi số tổng, nếu lớn hơn thì cũng ghi số nhớ để đưa sang bit kế tiếp. 26
0+0=0 1+0=1 1 + 1 0 nhớ 1 bit cao kế tiếp. 1 + 1+ 1 1 nhớ 1 bit cao kế tiếp. Ví dụ : 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 +1 1 nhớ 1 1 0 0 1 b. Phép trừ : Khi trừ hai số thập phân, nếu số bị trừ hàng đơn vị nhỏ hơn số trừ thì phải mượn 1 ở hàng chục để thực hiện phép trừ, số mượn này phải trả lại hàng chục của số trừ. Tương tự, khi trừ hai số nhị phân, nếu số bị trừ nhỏ hơn số trừ (cụ thể khi 0 trừ đi 1) thì cũng phải mượn 1 bít kế bên trái để thực hiện phép trừ, số mượn này cũng phải trả lại cho bít kế bên trái của số trừ (cộng với bít kế bên trái của số trừ). 0–0=0 1 – 1= 0 1–0=1 0 – 1 1 (Mượn 1). Ví dụ : 1 0 1 1 ( số bị trừ) 0 1 0 1 ( số trừ) 0 1 1 0 * Số nhị phân có dấu: Trong tính toán số học, người ta dùng dấu cộng (+) để chỉ số dương, dấu trừ (-) để chỉ số âm, nhưng trong mạch số kế cả máy tính thì mọi việc được biểu thị bằng logic 0 và logic 1. Do đó phải có cách để biểu thị số nhị phân có dấu. Cách cơ bản là thêm 1 bit ở đầu (tận cùng bên trái) để chỉ dấu: bít 0 chỉ số dương, bit 1 chỉ số âm. Lúc này số có dấu gồm 2 thành phần là d u là bit đầu tiên và độ lớn là các bit còn lại. Ví dụ: + 24 = 0 11000 - 24 = 1 11000 Dấu Độ lớn Dấu Độ lớn 27
Để tránh nhầm lẫn giữa bít dấu và các bit độ lớn, người ta phải quy định số bít độ lớn trước để thêm các số 0 trước cho đủ số bit quy định. Ví dụ: quy định số có dấu là bit, trong đó 1 bit dấu và 7 bit độ lớn, để diễn tả + 24 và – 24: + 24 = 0 0011000 - 24 = 1 0011000 Bít được gạch dưới để chỉ bit dấu, các bit không gạch dưới để chỉ độ lớn. Cách biểu thị dấu, độ lớn cho số nhị phân có dấu như trên không cho phép thực hiện các phép tính, vì kết quả thường bị sai. Ví dụ: 1 1 0 0 0 (-8) 0 1 0 0 0 (+8) + + 1 0 1 1 0 ( - 6) 1 0 0 1 0 ( - 2) 1 0 1110 (14) là sai 1101 0 (-10) là sai Bỏ * Số bù 1: Về phương diện mạch điện tử thì biểu diễn dấu, độ lớn là để biến phép trừ thành phép động (ví dụ như – 2 + (-2), nhưng ý đồ này không đạt được vì kết quả thường là sai. Do đó, để thực hiện các phép tính số học với số có dấu nhất là trong phạm vi mạch số thì người ta tìm cách biểu thị khác cho số âm. Số bù 1 của một số nhị phân nhận được bằng cách đảo dấu các bit kể cả bít dấu đế có số bù 1 của dãy số . Ví dụ 1: (-2)1 = 0.1101 (- 8)1 = 0.0111 Bài toán trừ 2 số A – B được đổi thành phép cộng như sau: A – B A -B A b 1 B Ví dụ 2: - 2 bù 1 (+2) bù 1 (0 0010) = 1 1101 - bù 1 (+ ) bù 1 (0 1000) = 1 0111 Ví dụ 3: – 2 + (-2) + bù 1 (+2) 0 1 0 0 0 (+8) + 1 1 1 0 1 ( bù 1 của + 2) 1 0 0101 (+5) là sai Bỏ Kết quả sai, nhưng ta hãy lấy số nhớ tràn (Over low) cộng với kết quả: 1 1 0 0 0 (+8) + 1 1 1 0 1 ( bù 1 của + 2) 28 1 0 0101 (+5) là sai + 1
Ví dụ : 2 – 2 + (- ) 2 + bù 1 (+ ) 0 0 0 1 0 (+2) + 1 0 1 1 1 ( bù 1 của + ) 1 1001 (- 9) là sai Kết quả sai, nhưng ta hãy lấy bù 1 của độ lớn kết quả, còn bit đầu chỉ số âm không kể: Bù 1 (1001) 0110 6 . tức kết quả - 6 là đúng. V Qua ví dụ trên ta thấy qua luật trừ 2 số nhị phân dương là: đổi hiệu thành A – B thành tổng A + (- B) rồi thế số âm – B bởi bù 1 của + B, sau đó cộng bình thường, nếu có bit nhớ tràn quá bit dấu thì đen bit tràn cộng với tổng để có kết quả cuối cùng, nếu tổng là âm thì thế độ lớn của tổng bằng số bù 1 của nó. * Số bù 2: Thường trong tính toán là các số nhị phân có dấu gồm 1 bít dâu và nhiều bit độ lớn. Hơn nữa, phép trừ A – B giữa hai số dương cũng thường được đổi thành phép cộng A + ( - B) khiến (- B) trở thành số âm. Do đó, phải có cách để biểu thị số âm. Cách một là dùng số bù 1 nhưng cách này chưa giải quyết chọn vẹn. Cách hiệu quả và được dùng phổ biến ở các vi xử lý và máy tính là dùng số bù 2. Thực hiện bài toán với số bù 2 cho phép thực hiện phép trừ với cả số âm lẫn số dương. Quy ước và nguyên tắc thực hiện như sau: - Số có dấu: thêm 1 bit vào cạnh MSB để chỉ dấu của dãy số nhị phân, bit 1 chỉ số âm và bit 0 chỉ số dương. Ví dụ 1: + 4 = 0.0100 + 8 = 0.1000 - 5 = 1.0101 - 7 = 1.0111 - Số bù 1: ta đảo dấu các bit kể cả bít dấu đế có số bù 1 của dãy số. Ví dụ 2: (4)1 = 1.1011 (8)1 = 1.0111 29
(-5)1 = 0.1010 (-7)1 = 0.1000 - Số bù 2: Ta cộng thêm 1 vào số bù 1 của dãy số để có số bù 2. Ví dụ 3: (4)2 = 1.1100 (8)2 = 1.1000 (-5)2 = 0.1011 (-7)2 = 0.1001 Viết số dương dưới dạng dấu và độ lớn. Viết số âm dưới dạng bù 2 của số dương tương ứng. Tiến hành phép cộng, nếu tổng là dương ta có kết quả đúng, nếu tổng là âm ta phải lấy bù 2 của tổng để có kết quả đúng. A – B A -B A b 2 B Ví dụ : 7 – 5 7 + bù 2 (+5) 0.0111 + 1.1011 0. 0 1 1 1 (7) + 1. 1 0 1 1 ( bù 2 của +5) 1 0. 0 0 1 0 Bỏ Ví dụ 5: 5 – 7 +5 + bù 2 (+7) 0.0101 + 1.1001 0. 0 1 0 1 (5) + 1. 1 0 0 1 ( bù 2 của +7) 1. 1 1 1 0 Do tổng là âm nên ta lấy bù 2 của kết quả: (1110)1= 0001; (0001)2 = 0010 = (2)10 c. Phép nhân : Thực hiện giống như nhân hai số thập phân 0x0 =0 0x1 =0 1x1 =1 Ví dụ 1 : 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 30
1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 Ví dụ 2 : 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 d. Phép chia : Giống như trong hệ thập phân. Bước 1: Lấy nhóm các bit từ MSB của số bị chia có số bit bằng hay lớn hơn số bít của số chia. Thương số sẽ bằng 1 khi chia được và bằng 0 khi không chia được. Bước 2: khi phép chia thực hiện được thì phải làm phép trừ để lấy số dư ( giữa nhóm số bị chia và số chia), sau đó lần lượt hạ các bít kế tiếp sau phía bên phải chưa sử dụng tới số hạn bị chia. Mỗi lần hạ 1 bit, thương số được điền thêm 1 nếu chia được hoặc điền thêm 0 nếu không chia được, tiếp tục làm cho đến khi hạ bít LSB của số bị chia. Ví dụ 1: 1001 11 11 11 0011 11 0000 Số dư 0 Ví dụ 2: 1101 100 100 11,01 0101 2.3 Hệ thống số bát 100h n : Octa syst m Hệ thống số bát000100 phân gồm támSốsốdưtheo 0 thứ tự : 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Có giá trị là: N = an8n + a n - 18n-1 + a n - 28n - 2 + . . + ai 8i +. . .+ a0 80 + a - 18-1 + a - 28-2 +. . .+ a - m8-m Ví dụ N = (1307,1)8 = 1x83 + 3x82 + 0x81 + 7x80 + 1x8-1 = (711,125)10 31
2. Hệ thống số thậ lục h n H xad cimal syst m : Hệ thống số thập lục phân là hệ dùng 16 con số theo thứ tự lớn dần là : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Số của hệ thập lục phân gọi tắt là HE . Để không nhầm lẫn với số thập phân người ta viết thêm chữ H hoặc số 16 phía sau số HE . Ví dụ : 2AF H, (2AF)16 . Bảng 1.1 Chỉ sự liên hệ tương đương giữa 3 hệ thống Hệ thập phân Hệ nhị phân Hệ thập lục phân 0 0000 0 1 0001 1 2 0010 2 3 0011 3 4 0100 4 5 0101 5 6 0110 6 7 0111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F 16 10000 10 17 10001 11 Giá trị vị trí của con số ở vị trí n là 16n . 2. .1 Biến đổi từ thập lục phân sang thập phân : Để biến đổi từ hệ Hex sang hệ thập phân ta lấy từng trị số của con số nhân với ị ị í a o số và sau đó lấy tổng tất cả. Ví dụ 1 Đổi số Hex (2AF )16 thành số thập phân : (2AF )16 = 2.162 + A.161+ F.160 = 2.256 + 10.16 + 15.1 = (687 )10 2. .2 Biến đổi từ thập phân sang thập lục phân : 32
Tương tự như khi biến đổi từ hệ thập phân sang hệ nhị phân, nhưng nếu là phần nguyên thì ta chia cho 16, còn phần lẻ thì ta nhân cho 16. Ví dụ1 Đổi số thập phân (95)10 thành số thập lục phân. 95 : 16 = 5 thừa 15 5 : 16 0 thừa 5 5 F Ví dụ 2 Đổi số thập phân (1993)10 thành số thập lục phân. 1993 : 16 124 thừa 9 124 : 16 7 thừa 12 7 : 16 0 thừa 7 7 C 9 2.4.3 Biến đổi từ hệ thập lục phân sang nhị phân và ngư c lại : Ở bảng 1.1 ta thấy mỗi số trong số Hex tương ứng với 4 bit trong số nhị phân. Ngược lại, kể từ dấu ph y nhị phân về 2 phía, cứ mỗi nhóm gồm 4 bit liên tiếp sẽ tạo thành một con số của Hex tương ứng. Ví dụ 1 Đổi số thập lục (37)16 sang hệ nhị phân : (37)16 = (0011 0111)2 3 7 Ví dụ 2 Đổi số thập lục (A5)16 sang hệ nhị phân : (A5)16 = (1010 0101)2 A 5 Ví dụ 3 Đổi số nhị phân (110011011)2 sang hệ thập lục : ( 1 1001 1011)2 = (19B)16 1 9 B Ví dụ 4 Đổi số nhị phân (1101110011)2 sang hệ thập lục : ( 11 0111 0011)2 = (373)16 3 7 3 2.5 Mã BCD Binary Cod d D cimal : Mã BCD ( Số thập phân được mã hóa theo nhị phân) nghĩa là cứ mỗi con số thập phân được đổi thành một nhóm gồm 4 bit nhị phân. Ví dụ 6 2 5 (Thập phân) 0110 0010 0101 (BCD) Việc biến đổi này được mạch điện tử thực hiện rất dễ và mã BCD sẽ hiển thị dưới dạng thập phân bằng LED 7 đoạn . 33
Mã BCD biểu diễn mỗi số trong số thập phân bằng số nhị phân 4 bit. Nhận thấy chỉ có các số nhị phân từ 000 đến 1001 được sử dụng, ngoài ra các nhóm số nhị phân 4 bit này thì hoàn toàn không sử dụng làm mã BCD. 2.6 Mã ASCII: (American Standard Code for Information Interchange – Mã chu n cho việc trao đổi thông tin Mỹ) Bộ mã chữ – số phải gồm 10 số thập phân, 26 chữa cái La Tinh viết thường, 26 chữ cái viết hoa và vàu chục các dấu và các lệnh, tổng gần 100 ký tự. Mặt khác, số nhị phân 2 bit diễn tả 22 4 mã nhị phân khác nhau (00, 01, 10, 11 số nhị phân 3 bit diễn tả 23 mã nhị phân khác nhau (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111). Tương tự, số nhị phân 7 bit diễn tả tối đa 27 12 mã số nhị phân khác nhau đủ cho các ký tự chữ – số. Mã thông dụng nhất là mã ASCII. Mã ASCII dùng số nhị phân 7 bit gồm 12 mã số cho 12 ký tự chữ số. Bảng 1.2 Bảng danh sách mã ASCII Hệ 2 Hệ 10 Hệ 16 Đồ hoạ Nhị h n Thậ h n Thậ lục h n Hiển thị ra đư c 010 0000 32 20 Khoảng trống (␠ ) 010 0001 33 21 ! 010 0010 34 22 " 010 0011 35 23 # 010 0100 36 24 $ 010 0101 37 25 % 010 0110 38 26 & 010 0111 39 27 ' 010 1000 40 28 ( 010 1001 41 29 ) 010 1010 42 2A * 010 1011 43 2B + 010 1100 44 2C , 010 1101 45 2D - 010 1110 46 2E . 010 1111 47 2F / 011 0000 48 30 0 34
Hệ 2 Hệ 10 Hệ 16 Đồ hoạ Nhị h n Thậ h n Thậ lục h n Hiển thị ra đư c 011 0001 49 31 1 011 0010 50 32 2 011 0011 51 33 3 011 0100 52 34 4 011 0101 53 35 5 011 0110 54 36 6 011 0111 55 37 7 011 1000 56 38 8 011 1001 57 39 9 011 1010 58 3A : 011 1011 59 3B ; 011 1100 60 3C < 011 1101 61 3D = 011 1110 62 3E > 011 1111 63 3F ? 100 0000 64 40 @ 100 0001 65 41 A 100 0010 66 42 B 100 0011 67 43 C 100 0100 68 44 D 100 0101 69 45 E 100 0110 70 46 F 100 0111 71 47 G 100 1000 72 48 H 100 1001 73 49 I 100 1010 74 4A J 100 1011 75 4B K 100 1100 76 4C L 35
Hệ 2 Hệ 10 Hệ 16 Đồ hoạ Nhị h n Thậ h n Thậ lục h n Hiển thị ra đư c 100 1101 77 4D M 100 1110 78 4E N 100 1111 79 4F O 101 0000 80 50 P 101 0001 81 51 Q 101 0010 82 52 R 101 0011 83 53 S 101 0100 84 54 T 101 0101 85 55 U 101 0110 86 56 V 101 0111 87 57 W 101 1000 88 58 X 101 1001 89 59 Y 101 1010 90 5A Z 101 1011 91 5B [ 101 1100 92 5C \ 101 1101 93 5D ] 101 1110 94 5E ^ 101 1111 95 5F _ 110 0000 96 60 ` 110 0001 97 61 a 110 0010 98 62 b 110 0011 99 63 c 110 0100 100 64 d 110 0101 101 65 e 110 0110 102 66 f 110 0111 103 67 g 110 1000 104 68 h 36
Hệ 2 Hệ 10 Hệ 16 Đồ hoạ Nhị h n Thậ h n Thậ lục h n Hiển thị ra đư c 110 1001 105 69 i 110 1010 106 6A j 110 1011 107 6B k 110 1100 108 6C l 110 1101 109 6D m 110 1110 110 6E n 110 1111 111 6F o 111 0000 112 70 p 111 0001 113 71 q 111 0010 114 72 r 111 0011 115 73 s 111 0100 116 74 t 111 0101 117 75 u 111 0110 118 76 v 111 0111 119 77 w 111 1000 120 78 x 111 1001 121 79 y 111 1010 122 7A z 111 1011 123 7B { 111 1100 124 7C | 111 1101 125 7D } 111 1110 126 7E ~ 3. CÁC C NG LOGIC CƠ BẢN : Trong hệ thống số có loại cổng cơ bản khác nhau giống với các toán tử của đại số Boole : AND, OR, NOT, EX-OR, NAND, NOR, EX-NOR, BUFFER. 3.1. Cổng AND 7 08, 7 11, 081, 073… : Là cổng có 2 hay nhiều ngõ vào và một ngõ ra. Nó dùng để thực hiện phép nhân logic giữa 2 hay nhiều biến nhị phân. Có biểu thức là : Y= A.B 37
- Sơ đồ mạch điện tử: A Y = A.B B Hình 1.3 Nếu A 0V, B 0V thì hai didoe D1 và D2 dẫn nên 0,2 0,6V (mức 0). Nếu A 0V, B 5V thì hai diode D1 dẫn điện nên 0,2 0,6V (mức 0). Nếu A 5V, B 0V thì hai diode D2 dẫn điện nên 0,2 0,6V (mức 0). Nếu A 5V, B 5V thì hai diode D1 và D2 ngưng dẫn nên 5V (mức 1). Vậy, ngõ ra 1 khi cả hai ngõ vào A và B đều bằng 1. - Ký hiệu và bảng sự thật: Bảng sự thật A A B Y Y A Y 0 0 0 B B & 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Hình 1.4  xé cổng AND có tính chất như phép nhân logic. Ngõ ra chỉ bằng 1 khi tất cả các ngõ vào bằng 1. Cách thử IC : cấp điện cho IC cỗng AND chỉ khi nào 2 ngõ A và B đều hở hoặc nối lên Vcc thì LED sáng. Vcc A Y B 330Ω Hình 1.5 3.2. Cổng OR 7 32, 071, 075… : Là cổng có 2 hay nhiều ngõ vào và 1 ngõ ra. Cổng OR dùng để thực hiện phép ộ logic giữa hai hay nhiều biến nhị phân. Có biểu thức là : 38
Y=A+B - Sơ đồ mạch điện tử: A B Y= A+B Hình 1.6 Nếu A 0V, B 0V thì hai didoe D1 và D2 ngưng dẫn nên 0,2 0,6V (mức 0). Nếu A 0V, B 5V thì diode D2 dẫn điện nên 5V (mức 1). Nếu A 5V, B 0V thì diode D1 dẫn điện nên 5V (mức 1). Nếu A 5V, B 5V thì diode D1 và D2 dẫn nên 5V (mức 1). Vậy, ngõ ra 0 khi cả hai ngõ vào A và B đều bằng 0. - Ký hiệu và bảng sự thật: Bảng sự thật A B Y A A Y B 1 Y 0 0 0 B 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Hình 1.7 Cách thử IC : cấp điện cho IC cổng OR chỉ khi nào 2 ngõ A và B nối mass thì LED tắt. Vcc A Y B 330Ω 39
Hình 1. 3.3. Cổng NOT 7 0 , 009 … : Là cổng có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra. Cổng này dùng để thực hiện phép đảo. Có biểu thức: Y=A - Sơ đồ mạch điện tử: Y= A Hình 1.9 Nếu A 0V thì transistor Q không dẫn nên 5V (mức 1). Nếu A 5V thì transistor Q dẫn nên 0V (mức 0). Vậy, ngõ ra luôn ngược trạng thái với ngõ vào A. - Ký hiệu và bảng sự thật : Bảng sự thật A Y A Y A Y 0 1 1 0 Hình 1.10 Mạch có tính chất đảo tín hiệu vào, khi ngõ vào ở mức thấp thì ngõ ra ở mức cao và ngược lại. 3. . Cổng NAND 7 03, 7 10, 011, 023,… : Là cổng có 2 hoặc nhiều ngõ vào và có 1 ngõ ra. Nó thực hiện một lúc 2 chức năng của cổng AND và cổng NOT. Biểu thức : Y = A.B - Ký hiệu : Bảng sự thật 40
A B Y A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Hình 1.11 3.5. Cổng NOR 7 02, 7 27, 001, 025… : Là cổng có 2 hai nhiều ngõ vào và 1 ngõ ra. Nó thực hiện một lúc 2 chức năng của cổng OR và cổng NOT. Biểu thức : Y=A+B - Ký hiệu : Bảng sự thật A A B Y Y 0 0 1 B 0 1 0 1 0 0 1 1 0 Hình 1.12 3. 6. Cổng EX-OR 7 86, 070… : Exclusiv – OR) Là cổng có 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Nó dùng để thực hiện phép toán Hoặc- Loại trừ” giữa 2 biến nhị phân. Biểu thức : Y = A  B = A.B + B.A - Ký hiệu - Bảng sự thật A A B Y Y B 0 0 0 A 0 1 1 Y B  1 0 1 1 1 0 Hình 1.13 3.7. Cổng EX-NOR 7 266, 077,… : Là cổng có 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Nó thực hiện 2 chức năng của cổng E - OR và NOT. Biểu thức : Y = A  B = A.B + A.B 41
- Ký hiệu - Bảng sự thật A B Y A Y 0 0 1 B 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Hình 1.14 3.8. Cổng BUFFER : Cổng đệm 7 07, 010,… Cổng này được dùng như một mạch khuếch đại ngõ vào tín hiệu số và cho ngõ ra tín hiệu : vuông hơn, mức logic có điện thế chu n và nâng dòng ra. Biểu thức : A - Ký hiệu : Bảng sự thật A Y A Y 0 0 1 1 Hình 1.15 * Ghi chú : Ta có thể biến đổi cổng NAND và cổng NOR thành cổng NOT khi nối chung 2 ngõ vào cổng NAND và cổng NOR lại với nhau. A Y A Y A Y Hình 1.16 3.9. Các cổng hụ : a. Cổng Logic 3 trạng thái 7 126, … : Thí dụ ta dùng cổng NOT, các cổng khác cũng tương tự. Chân C để cho phép hoặc không cho phép cổng hoạt động. Ký hiệu : Bảng sự thật 42