BÀI GIẢNG MÔN ĐIỆN TỬ SỐ

Trang 1

Gi ng viên: ThS Tr n Thúy HƠ

Đi n tho i/E-mail: 0912166577 / thuyhadt@gmail.com

Học kỳ/Năm biên so n: Học kỳ 1 năm 2009

Trang 2

BƠi gi ng Đi n t s

V1.0www.ptit.edu.vn

GI NG VIÊN: ThS TR N THÚY HÀ

B MÔN: K THU T ĐI N T - KHOA KTDT1

BÀI GI NG MÔN : ĐI N T S

2

 Ch ng 1: H đ m

Ch ng 2: Đ i s Boole vƠ các ph ng pháp biểu di n hƠm

Ch ng 3: C ng logic TTL vƠ CMOS

Trang 3

V1.0www.ptit.edu.vn

GI NG ↑IểN: ThS TR N THÚY HÀ

B MỌN: KỸ THU T ĐI N T - KHOA KTDT1

Headline (Times New Roman Black 36pt.)BÀI GI NG MÔN : ĐI N T S

3

H đ m

Trang 4

Trang 5

 Giá tr bi u di n của các chữ khác nhau đ ợc phơn bi t thông qua tr ng

số của h Tr ng số của m t h đếm b t kỳ sẽ bằng ri, v i i lƠ số nguyên

d ng hoặc ơm

 Tên gọi, s kỦ hi u vƠ c s c a m t vƠi h đ m thông d ng

Chú Ủ: Ng i ta cũng có thể gọi h đ m theo c s c a chúng Ví d : H nhị phơn =

Trang 6

Trang 7

Trang 8

Trang 9

9

Chuyển đ i t h c s 10 sang các h khác

QUY T C:

 Đ i v i ph n nguyên:

 Chia liên tiếp ph n nguyên của số th p phơn cho c số của h

c n chuy n đến, số d sau m i l n chia viết đ o ng ợc tr t tự

lƠ kết qu c n tìm.

 Phép chia d ng l i khi kết qu l n chia cuối cùng bằng 0.

 Đ i v i ph n phơn s :

 Nhơn liên tiếp ph n phơn số của số th p phơn v i c số của

h c n chuy n đến, ph n nguyên thu đ ợc sau m i l n nhơn, viết tu n tự lƠ kết qu c n tìm.

 Phép nhơn d ng l i khi ph n phơn số tri t tiêu.

Trang 10

10

Đ i m t biểu di n trong h b t kì sang h 10

 Công th c chuyển đ i:

 Thực hi n l y tổng vế ph i sẽ có kết qu c n tìm Trong bi u thức trên, ai vƠ r lƠ h số vƠ c số h có bi u di n.

 Ví d : Chuyển 1101110.102 sang h th p phơn

Trang 11

đƣ phơn bằng ký hi u t ng ứng của h c n đổi t i.

Trang 12

Trang 13

 Có th bi u di n số âm theo ph ng pháp bù 2 xen kẽ: bắt đ u t

Trang 14

 Hai số khác dấu và số dương lớn hơn: c ng tr số của số

d ng v i bù 1 của số ơm Bit trƠn đ ợc c ng thêm vƠo kết

qu trung gian D u lƠ d u d ng.

 Hai số khác dấu và số dương lớn hơn: c ng tr số của số

d ng v i bù 1 của số ơm L y bù 1 của tổng trung gian

D u lƠ d u ơm

 Phép tr

 Nếu l u ý rằng, - (-) = + thì trình tự thực hi n phép tr trong

tr ng hợp nƠy cũng giống phép c ng.

Trang 15

 Hai số âm: bi u di n chúng d ng bù 1 vƠ c ng nh c ng nh

phơn, k c bit d u Bit trƠn c ng vƠo kết qu Chú ý, kết qu

đ ợc viết d i d ng bù 1.

 Hai số khác dấu và số dương lớn hơn: c ng số d ng v i bù 1

của số ơm Bit trƠn đ ợc c ng vƠo kết qu

 Hai số khác dấu và số âm lớn hơn: c ng số d ng v i bù 1 của

số ơm Kết qu không có bit trƠn vƠ d ng bù 1.

 Phép tr

 Đ thực hi n phép tr , ta l y bù 1 của số tr , sau đó thực hi n các

b c nh phép c ng.

Trang 16

 Hai số âm: l y bù 2 c hai số h ng vƠ c ng, kết qu d ng bù 2.

 Hai số khác dấu và số dương lớn hơn: l y số d ng c ng v i bù

2 của số ơm Kết qu bao gồm c bit d u, bit trƠn bỏ đi.

 Hai số khác dấu và số âm lớn hơn: số d ng đ ợc c ng v i bù 2

của số ơm, kết qu d ng bù 2 của số d ng t ng ứng Bit d u

là 1.

 Phép tr

 Phép tr hai số có d u lƠ các tr ng hợp riêng của phép c ng

Trang 17

Trang 18

18

Biểu di n theo d u ph y đ ng

 G m hai ph n: s mũ E (ph n đặc tính) và ph n định trị M (tr ng phân s ) E có thể có đ dài t 5 đ n 20 bit, M t 8

đ n 200 bit ph thu c vào t ng ng d ng và đ dài t máy

tính Thông th ng dùng 1 s bit để biểu di n E và các bit

còn l i cho M v i đi u ki n:

 E và M có thể đ ợc biểu di n d ng bù 2 Giá trị c a

chúng đ ợc hi u chỉnh để đ m b o m i quan h trên đơy

đ ợc gọi là chu n hóa.

x

Trang 19

 x

Trang 20

Trang 21

Trang 22

Trang 23

23

Ch ng 2: Đ i s Boole vƠ các ph ng pháp biểu di n hƠm

Ch ng 1: H đ m

• Ch ng 2: Đ i s Boole vƠ các ph ng pháp biểu di n hƠm

Ch ng 3: C ng logic TTL vƠ CMOS

Trang 24

24

Đ I S BOOLE

Trang 25

Trang 26

Trang 27

27

2.2.1 Ph ng pháp B ng tr ng thái

 Li t kê giá trị (tr ng thái) m i

bi n theo t ng c t vƠ giá trị

hƠm theo m t c t riêng

= 0 † 2n - 1 vƠ có tên gọi lƠ các

hạng tích hay còn gọi lƠ

Trang 28

28

2.2.2 Ph ng pháp B ng Các nô (Karnaugh)

 T ch c c a b ng Các nô:

 Các tổ hợp biến đ ợc viết theo m t dòng

(th ng lƠ phía trên) vƠ m t c t (th ng

Trang 29

29

2.2.3 Ph ng pháp đ i s

 Có 2 d ng biểu di n lƠ d ng tuyển (tổng các tích) vƠ d ng hội (tích các tổng)

 D ng tuy n: M i số h ng lƠ m t hạng tích hay mintex, th ng kí hi u bằng chữ "mi".

 D ng h i: M i th a số lƠ hạng tổng hay maxtex, th ng đ ợc kí hi u bằng chữ "Mi".

 N u trong t t c m i h ng tích hay h ng t ng có đ mặt các bi n, thì d ng

t ng các tích hay tích các t ng t ng ng đ ợc gọi lƠ d ng chuẩn D ng

chu n lƠ duy nh t.

 T ng quát, hƠm logic n bi n có thể biểu di n chỉ bằng m t d ng t ng các

Trang 30

Trang 31

Trang 32

g p nhiều l n trong các nhóm khác nhau.

Nếu g p theo các ô có giá tr „0‟ ta sẽ thu

Trang 33

33

2.3.3 Ph ng pháp Quine Mc Cluskey

 Ph ng pháp này có th tối thi u hóa đ ợc hàm nhiều biến và có

th tiến hành công vi c nh máy tính.

 Các b c t i thiểu hóa:

1 L p b ng li t kê các h ng tích d i d ng nh phân theo t ng

nhóm v i số bit 1 giống nhau và xếp chúng theo số bit 1 tăng

d n.

2 G p 2 h ng tích của m i cặp nhóm chỉ khác nhau 1 bit đ t o

Lặp l i cho đến khi trong các nhóm t o thành không còn kh năng

g p nữa M i l n rút g n, ta đánh d u # vào các h ng ghép cặp

đ ợc Các h ng không đánh d u trong m i l n rút g n sẽ đ ợc

t p hợp l i đ lựa ch n bi u thức tối gi n.

Trang 34

Trang 35

C NG LOGIC

35

Trang 36

Trang 37

Trang 38

38

3.1.1 C ng AND

 HƠm ra c a c ng AND 2 vƠ nhi u bi n vƠo nh sau:

B ng tr ng thái c ng AND 2 l i vƠo

Theo giá trị logic Theo mức logic

ABC

Trang 39

A B

A B C

Trang 40

Trang 41

Trang 42

42

3.2.1 C ng NAND

 Ghép n i ti p m t c ng AND v i m t c ng NOT ta đ ợc c ng NAND.

 HƠm ra c a c ng NAND 2 vƠ nhi u bi n vƠo nh sau:

A B

A B C

Trang 43

A B

A B C

Trang 44

44

3.2.3 C ng XOR - c ng khác d u

 Cổng XOR còn gọi lƠ cổng khác dấu, hay cộng modul 2.

 HƠm ra c a c ng XOR 2 bi n vƠo nh sau:

A B

A B C

Trang 45

45

3.2.4 C ng XNOR - c ng đ ng d u

 Cổng XNOR còn gọi lƠ cổng đồng dấu.

 HƠm ra c a c ng XNOR 2 bi n vƠo nh sau:

A B

A B C

A

B A

Trang 46

46

3.2.5 Logic d ng vƠ logic ơm

 Logic dương lƠ logic có đi n th m c cao H luôn l n h n đi n th m c

th p L (VH > VL).

 Logic âm lƠ đ o c a logic d ng (VH < VL).

 Khái ni m logic ơm th ng đ ợc dùng đ bi u di n tr các biến.

 Logic ơm vƠ mức ơm của logic lƠ hoƠn toƠn khác nhau.

VH

L

tV

H

L0

a) Logic d ng v i mức d ng

b) Logic d ng v i mức ơm

Trang 47

Trang 48

48

3.3.1 M c logic

M c logic là m c đi n th trên đ u vào và đ u ra c a c ng

t ng ng v i logic "1" và logic "0", nó ph thu c đi n th ngu n nuôi c a c ng (Vcc đ i v i họ TTL (Transistor

Transistor Logic) và Vdd đ i v i họ MOS (Metal Oxide

VRHmax VVHmax VRHmax

Trang 49

49

3.3.2 Đ ch ng nhi u

 Đ ch ng nhi u (hay đ phòng v nhi u) là m c nhi u l n nh t

tác đ ng t i l i vào hoặc l i ra c a c ng mà ch a làm thay đ i

Trang 50

50

3.3.3 H s ghép t i K

 Cho bi t kh năng n i đ ợc bao nhiêu l i vào t i đ u ra c a 1

c ng đƣ cho.

 H s ghép t i ph thu c dòng ra (hay dòng phun) c a c ng chịu

t i và dòng vào (hay dòng hút) c a các c ng t i c hai tr ng

Cổng ch u t i

AB

RL

I K

I



Trang 51

51

3.3.4 Công su t tiêu th

Hai trạng thái tiêu thụ dòng của cổng logic

ICCH - LƠ dòng tiêu th khi đ u ra l y m c H,

ICCL - LƠ dòng tiêu th khi đ u ra l y m c L.

 Theo th ng kê, tín hi u s có t l bit H / bit L kho ng 50% Do đó, dòng tiêu th trung bình ICC đ ợc tính theo công th c:

+Vcc

ICCLH

H

Trang 52

52

3.3.5 Tr truy n lan

 Tín hi u đi qua m t c ng ph i m t m t kho ng th i gian,

đ ợc gọi lƠ tr truy n lan.

 Tr truy n lan x y ra t i c hai s n c a xung ra N u kí

hi u tr truy n lan ng v i s n tr c lƠ tTHL vƠ s n sau

lƠ tTLH thì tr truy n lan trung bình lƠ:

Trang 53

Trang 54

B

D1

A

R1 +5V

B a) C ổng AND

R1

f D2

Trang 55

55

3.4.2 Họ DTL

 Để th c hi n ch c năng đ o, ta có thể đ u n i ti p v i các c ng

DDL m t transistor công tác ch đ khoá M ch c ng nh th

đ ợc gọi là họ DTL (Diode Transistor Logic).

 Ví d các c ng NOT, NAND thu c họ DTL

 Bằng cách t ng t , ta có thể thi t l p c ng NOR hoặc các c ng

liên hợp ph c t p h n.

5k

Q1

2kf+5V

D3D1

4k+5V

D2A

D4

Q1

2kf+5V

D3D1

4k+5V

D2A

Trang 56

56

3.4.3 Họ RTL

 Họ RTL (Resistor Transistor Logic) lƠ các c ng logic đ ợc

c u t o b i các đi n tr vƠ transistor.

A B

Tiêu đề	Điện Tử Số
Tác giả	ThS. Trần Thúy Hà
Người hướng dẫn	PTS. Nguyễn Văn A
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Thể Thao Hà Nội
Chuyên ngành	Điện Tử Số
Thể loại	Bài Giảng
Năm xuất bản	2009
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	273
Dung lượng	3,04 MB