Bài giảng kỹ thuật xung số phần 1

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 chu

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

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

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

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

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)

- 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

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

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]

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)

* Phần nguyên N:

- Lấy N chia cho cơ số (2 hoặc 8 hoặc 16), thương số là N0, số dư là n0

- Lấy N0 chia cho cơ số (2 hoặc 8 hoặc 16), thương số là N1, số dư là n1

- Lấy N1 chia cho cơ số (2 hoặc 8 hoặc 16), thương số là N2, số dư là n2

- Lấy phần L nhân cơ số thành là L’ có phần nguyên là d1, phần thập phân là L1

- Lấy phần L1 nhân cơ số thành là L1’ có phần nguyên là d2, phần thập phân là L2

- Lấy phần L2 nhân cơ số thành là L2’ có phần nguyên là d3, phần thập phân là L3

 L[2] = 0.1011

Ví dụ 2 : L[10] = 0.6875  L[8]

_ 0.6875 x 8 = 5.5 (L’)  d1 = 5; L1 = 0.5 _ 0.5 x 8 = 4.0(L1’)  d2 = 4; L2 = 0

 L[8] = 0.54

Ví dụ 3 : L[10] = 0.6875  L[16]

_ 0.6875 x 16 = 11 (L’)  d1 = B; L1 = 0

 L[16] = 0.B 1.4 Các loại mã thông dụng

“bật”), đặc trưng cho hai mức tín hiệu (mức điện áp) là “thấp” và “cao”

b Mã BCD (Binary Coded Decimal) :

L[2] = d1 d2 d3 d4 … dk

Mã BCD là số thập phân mã hóa theo nhị phân Mã này dùng nhóm 4 bit để biểu thị số thập phân từ 0 đến 9 Lưu ý: mã BCD có giá trị 0 đến 9 nên khi ta chuyển đổi từ mã BCD sang giá trị thập phân cần chú ý trường hợp cấm (không tồn tại mã BCD)

G   

0110 0100

* (Gray)  

Thông thường để tính toán không nhầm lẫn ta có thể chuyển sang số thập phân tính toán, sau đó chuyển kết quả sang nhị phân Tuy nhiên, trong kĩ thuật điện tử cũng như máy tính, việc tính toán này được thực hiện rất đơn giản, ta không cần chuyển đổi

1.5.2 Số có dấu, không dấu, số bù 1, bù 2

a Số có dấu (signed number) :

Thường sử dụng thêm 1 bit gọi là bit dấu (thường đặt ở vị trí MSB): bit này là 0 để chỉ số dương, bit này là 1 để chỉ số âm

Ví dụ :

1 0101 = -5

Bit dấu 0 0101 = +5

b Số bù 1:

Số bù 1 được định nghĩa cho một số N có n số sẽ bằng: : r n -1 – N (với r là cơ số)

Trong hệ nhị phân, có thể tìm bù 1 của một số đơn giản bằng cách: thay 0  1; 1  0

c Số bù 2:

Số bù 2 được định nghĩa cho một số N có n số sẽ bằng: r n – N (Với r là cơ số)

Như vậy, số bù 2 chính là số bù 1 cộng 1

TỔNG KẾT CHƯƠNG 1 Sau khi học chương 1, sinh viên phải thực hiện được:

- Nhận diện và phân biệt được các hệ thống số đếm

- Chuyển đổi được giữa các hệ thống số đếm nhị phân, bát phân, thập lục phân và thập phân

- Biết cách xác định số bù 1, số bù 2, nhận diện được và hiểu ý nghĩa số BCD

- Nhận diện và chuyển đổi các mã nhị phân thông dụng

- Tính toán được trên các hệ thống số đếm đã học

Đây là những kiến thức cơ bản để chuẩn bị cho việc tiếp thu các kiến thức của kỹ thuật số và

kỹ thuật xung

BÀI TẬP CHƯƠNG 1 Bài 1 Chuyển các số thập phân sau sang số nhị phân, bát phân, thập lục phân:

CHƯƠNG 2 ĐẠI SỐ BOOLE

Mở đầu

Trong chương 2 cung cấp các kiến thức cơ bản về đại số Boole (hay còn gọi là đại số logic) Đây có thể coi là kiến thức cơ bản nền tảng cho kỹ thuật số Chương 2 giới thiệu về khái niệm, cấu trúc, tính chất, các phương pháp biễu diễn hàm Boole Cung cấp những kiến thức cơ bản về cổng logic (kí hiệu, bảng giá trị, chức năng) cũng như giới thiệu một số IC cổng logic thường gặp Một phần kiến thức quan trọng của chương 2 là phương pháp rút gọn tối ưu hóa hàm Boole, đặc biệt phương pháp rút gọn bằng bìa Karnaugh và thực hiện hàm bằng cổng logic

cơ bản Chương 2 cũng cung cấp phương pháp thực hiện hàm bằng cổng toàn NAND và toàn NOR để sử dụng tối ưu hiệu quả IC

Mục tiêu khi học chương 2:

- Nhận diện được đại số Boole và ứng dụng của đại số Boole

- Ký hiệu, chức năng, bảng giá trị các cổng logic cơ bản Biết các IC cổng logic cơ bản

- Biểu diễn hàm Boole bằng các phương pháp khác nhau: phương pháp đại số, bảng giá trị, sơ đồ logic, bìa Karnaugh

- Tối ưu hóa hàm Boole bằng phương pháp đại số và phương pháp bìa Karnaugh

- Thực hiện hàm Boole đã tối ưu bằng cổng logic cơ bản

- Thực hiện hàm Boole bằng toàn NAND hoặc toàn NOR

- Biết xác định các thông số cơ bản của một IC số, biết cách tra chân cũng như các thông

số kỹ thuật của IC

2.1 Khái niệm

Đại số Boole (hay còn gọi là đại số logic do George Boole, nhà toán học người Anh sáng tạo vào thế kỷ XIX) là một cấu trúc đại số được xây dựng trên tập các phần tử nhị phân (Binary) cùng với 2 phép toán cộng và nhân thỏa mãn các điều kiện sau:

a Kín với các phép toán cộng (+) và nhân (*) Tức là  A,B X thì A+BX và A.B X

b - Đối với phép toán cộng sẽ có phần tử trung hòa 0 (đồng nhất): x+0=x

- Đối với phép toán nhân sẽ có phần tử trung hòa 1 (đồng nhất): x*1=x

1.Cổng không đảo:

Kí hiệu:

Bảng giá trị (Truth table)

2.Cổng đảo (NOT gate )

Kí hiệu:

A

Bảng giá trị (Truth table)

3.Cổng AND (AND gate)

X= A

A

X=1 khi  1 ngõ vào =1 X=0 khi  ngõ vào =0

Bảng giá trị (Truth table)

Bảng giá trị (Truth table)

Cổng NOR 2 ngõ vào:

B A

Bảng giá trị (Truth table)

Cổng NOR 3 ngõ vào:

C B A

Bảng giá trị (Truth table)

A

B

Bảng giá trị (Truth table)

Hay sơ đồ tương đương như sau:

B

A

Lưu ý: Cổng EX-OR không có nhiều hơn 2 ngõ vào

8.Cổng EXNOR (EX_NOR gate)

B

Bảng giá trị (Truth table)

Sơ đồ tương đương:

2.4 Phương pháp biểu diễn hàm Boole

Một số nhị phân (x, y, z,…) có thể lấy giá trị 0 hoặc 1 Hàm Boole là một biểu thức tạo bởi các biến nhị phân, các phép toán cộng “+”; nhân “.”; phép bù (đảo); các dấu bằng “=”; dấu ngoặc “( )”

Một hàm Boole có thể được biểu diễn bằng các phương pháp khác nhau tùy theo đặc điểm từng hàm Thường dùng bốn phương pháp: biểu thức đại số, bảng giá trị, sơ đồ cổng logic và bìa Karnaugh

2.4.1 Bảng giá trị (hay bảng sự thật, bảng chân lí, Truth table)

Bảng giá trị là bảng miêu tả quan hệ giữa các giá trị của hàm số tương ứng với mọi giá trị có thể có của các biến số

Khi lập bảng ta cho biến số giá trị 0 và 1 để tạo thành các tổ hợp biến (không trùng nhau) rồi tính giá trị hàm Đặc điểm của phương pháp này tương đối rõ ràng, trực quan nhưng sẽ rắc rối nếu biến số nhiều, không áp dụng được các công thức và định lý logic để tính toán

Có hai dạng để biểu diễn hàm số, đó là dạng chuẩn 1 (tổng các tích hay tích chuẩn – minterm)

và dạng chuẩn 2 (tích các tổng chuẩn hay tổng chuẩn – Maxterm)

Ví dụ :

(Dạng chuẩn 1)

(Dạng chuẩn 2)

a Dạng chuẩn 1: (tổng các minterm- tích chuẩn)

Khái niệm minterm:

 Các mintern có được là khi ta kết hợp n biến bằng phép toán AND

 Nếu có n biến ta sẽ có 2n tổ hợp biến  có 2n minterm

 Nếu biến có giá trị “1” ta sử dụng dạng nguyên biến số, ngược lại, nếu biến có giá trị “0”

7) 6, 4, (0, M C) B,

(A,

F

y z x z w

14) 13, 12, 9, 8, 6, 5, 4, 2, 1, (0, m z) y,

x,

(w,

F

i 2

i 1

+ Các biến x, y, z có dấu bù hoặc không bù là tùy thuộc vào giá trị “0” hoặc “1”

+ Giá trị của F1 hoặc F2 là giá trị hàm tương ứng (là giá trị tự cho và ta có thể chọn giá trị khác Đây chính là các trường hợp tác động của ngõ ra theo tổ hợp biến ngõ vào)

Căn cứ vào bảng trên ta có dạng chuẩn 1 (cả ba cách viết đều được) của hai hàm F1 và F2

F1 = x y z+ x y z+x yz = m1 + m2 + m3 =  (1, 2, 3)

F2 = x y z +x y z+x y z+ xyz = m1 + m4 + m5 + m7 =  (1, 4, 5, 7)

b Dạng chuẩn 2: (tích các Maxterm – tổng chuẩn)

Khái niệm Maxterm:

 Các Maxterm có được là khi ta kết hợp n biến bằng phép toán OR

 Nếu có n biến ta sẽ có 2n tổ hợp biến  có 2n Maxterm

 Nếu biến có giá trị “1” ta sử dụng dạng bù biến số, ngược lại, nếu biến có giá trị “0” ta

+ Các biến x, y, z có dấu bù hoặc không bù là tùy thuộc vào giá trị “1” hoặc “0”

+ Giá trị của F1 hoặc F2 là giá trị hàm tương ứng

Căn cứ vào bảng trên ta có dạng chuẩn 2 (cả ba cách viết đều được) của hai hàm F1 và F2

F1 = (x+y+z )(x+y+z).(x+y+z).(x+y+z).(x+y+z)

Bìa Karnaugh là phương pháp hình vẽ biểu thị hàm logic

Bìa Karnaugh là bìa có số ô bằng 2n, với n là số biến của hàm Boole, một ô sẽ tương đương với một tổ hợp của các biến đã cho

Hai ô được gọi là liên tiếp nhau (kế cận nhau) khi nó chỉ khác nhau 1 biến

Các biến phải được sắp xếp với nhau sao cho 2 ô kế cận nhau chỉ khác nhau 1 bit Nếu không tuân theo nguyên tắc này thì không còn là bìa Karnaugh nữa

a Bìa Karnaugh 2 biến

Số ô cần biểu diễn hàm là 22=4 ô (Có n biến sẽ cần 2n ô)

Ví dụ theo hình trên thì khi A=1, B=0 thì tổ hợp nhị phân là 10[2] =2[D] Do đó ô này có số thứ

Đây là dạng chuẩn 1 Nếu biểu diễn dưới dạng bảng giá trị, ta có như sau:

Ô số 0 và ô số 2 có giá trị là 1, các ô còn lại có giá trị là 0

Tuy nhiên ta có thể biểu diễn hàm trên như sau:

b Bìa Karnaugh 3 biến

c Bìa Karnaugh 4 biến

Ví dụ: Cho hàm Boole F(A,B,C,D)= ∑(0,1,2,7,8,11,14,15) Biểu diễn hàm bằng bìa Karnaugh

d Bìa Karnaugh 5 biến

+F(x,y) = x(x+y) = xx+xy = xy

+F(x,y,z) = xy+xz+yz = xy+xz+yz(x+x) = xy+xz+yzx+yzx = xy(1+z)+xz(1+y) = xy+xz

Nhận xét :

Nhược điểm :

- Bắt buộc phải nhớ các công thức, các tiên đề, các quy tắc, các định lý

- Kết quả cuối cùng không biết là đã tối ưu chưa

Khắc phục : dùng phương pháp rút gọn hàm Boole bằng bìa Karnaugh

2.5.2 Phương pháp bìa Karnaugh :

- Một ô có thể được gom trong nhiều nhóm

- Khi gom các ô kế cận nhau : ta loại bỏ những biến khác nhau, chỉ giữ lại những biến giống nhau Nếu biến đó có giá trị là 1 thì giữ nguyên biến, nếu biến đó có giá trị là 0 thì lấy bù biến

- Mỗi tổ hợp gom lại là tích các biến Kết quả hàm là tổng các tổ hợp đã gom ở trên

Ví dụ: Có 2 tổ hợp được gom có giá trị là :

BC

Loại bỏ biến AC Loại bỏ biến AD

Loại bỏ biến ABC

Ví dụ 1: Cho hàm Boole có bảng giá trị như sau Rút gọn hàm bằng bìa Karnaugh

Thường ký hiệu là d (vị trí của ô tùy định) Ví dụ hàm Boole F(A,B,C)=(0,1,4,5,6)+d2

hoặc F(A,B,C)=)=(0,1,4,5,6)+d(2) Có nghĩa là khi biểu diễn bằng bìa Karnaugh ta có thể cho

ô thứ 2 nhận giá trị là 0 hoặc 1 tùy ý sao cho có lợi nhất khi rút gọn

Trong bìa Karnaugh ta có thể dùng dấu x cho ô tùy định

Nhìn vào bìa Karnaugh ta thấy: nếu chọn ô tùy định giá trị 1 thì việc rút gọn sẽ tối ưu

F2(A,B,C)= C +B b) Theo dạng chuẩn 2

Phương pháp: Làm tương tự như dạng chuẩn 1 Nhưng ta gom các ô kế cận có giá trị là 0 Biến khác nhau thì loại, biến giống nhau thì giữ Nếu biến có giá trị là 0 thì lấy nguyên biến, biến có giá trị 1 thì lấy bù biến Mỗi tổ hợp gom được tổng các biến, kết quả hàm cuối cùng là tích các tổng đó

Nhận xét: Khi thực hiện hàm Boole dùng cổng logic cơ bản:

- Mặc dù hàm đã được tối ưu nhưng vẫn phải dùng nhiều loại cổng logic

- Trên thực tế, một IC cổng logic thường chứa nhiều cổng

Do vậy, lãng phí linh kiện

Phương pháp thực hiện hàm dùng toàn NAND:

+ Dùng chuẩn 1 (Tổng của các tích chuẩn)

+ Lấy bù F 2 lần

+ Áp dụng định lí Demorgan: phủ định của một tổng bằng tích các phủ định

2.5.4 Thực hiện hàm dùng toàn NOR

Phương pháp thực hiện hàm dùng toàn NOR:

+ Dùng chuẩn 2 (Tích của các tổng chuẩn)

+ Áp dụng định lí Demorgan: phủ định của một tích bằng tổng các phủ định

PHỤ LỤC CHƯƠNG 2

1 Các thông số cơ bản của vi mạch số

a Các thông số cơ bản của họ vi mạch số:

* Mức logic: là giá trị điện áp vào, ra được quy định cho các số nhị phân (mức logic) 0 và 1 Thông thường, các nhà chế tạo sẽ đưa ra giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của điện áp cho phép đối với mức logic 0 và logic 1

- Cống suất:

+ Công suất tiêu tán: là tiêu chuẩn đánh giá lượng công suất tiêu thụ (tổn hao) trên các phần tử trong vi mạch Công suất lớn khi mạch có nhiều điện trở và Transistor làm việc chế độ bão hoà + Công suất điều khiển: là công suất của tín hiệu điều khiển ở đầu vào đảm bảo sự hoạt động đúng của mạch

Họ PMOS và CMOS tiêu thụ công suất nhỏ so với các họ logic khác

- Độ ổn định nhiễu: (Mức độ chống tạp âm): là giá trị điện áp nhiễu tối đa trên đầu vào không làm thay đổi trạng thái logic của mạch

* Khả năng mắc tải vào/ra:

+ Hệ số tải đầu ra: là số tải có thể nối được với đầu ra của mạch mà vẫn đảm bảo được sự hoạt động tin cậy, đảm bảo tốc độ, giới hạn nhiệt độ và các thông số khác

Có 2 cách cơ bản để nối tải vào đầu ra:

Đất chung: các tải được nối giữa đẩu ra của mạch và đất

Nguồn chung: các tải được nối giữa các đầu ra của mạch và nguồn cung cấp

+ Hệ số tải đầu vào: là số đầu vào cực đại của mạch mà vẫn đảm bảo mạch làm việc tin cậy Mong muốn hệ số tải đầu vào, đầu ra lớn

b Các loại vi mạch số:

Phân loại vi mạch số:

- Lưỡng cực (RTL, DTL, TTL, ECL)

- Đơn cực MOS (Kênh P/ Kênh N và CMOS)

* Một số chỉ tiêu kĩ thuật của TTL:

- Thời gian trễ: 10ns

- Công suất tiêu tán: 10mW

- Khả năng tải: 10

S: Schottky

AS: Advanced Schottky

ALS: Advanced Low Power Schottky

HC: High Speed CMOS

HCU: HCMOS unbuffered (không đệm)

HCT: HCMOS with TTL inputs

+N: đóng vỏ

J: Ceramic dual in line (2 hàng chân song song)

N: Plastic dual in line

W: Ceramic flat pack (dạng hộp)

FN: Plastic lead chip carrier

FH: Single layer(Leadress ceramic chip carrier)

FK: Three layer(Leadress ceramic chip carrier)

NT: Plastic 300mll wide 24 pin dual in line

JT: Ceramic 300mll wide 24 pin dual in line

JD: Ceramic side-brazed dual in line

D: SO (Small - Outline)

c Giao tiếp giữa các họ vi mạch

- Với điện áp 5V: CMOS giao tiếp thẳng với TTL Tổng trở vào của CMOS rất lớn, TTL có thể tải vô số cổng CMOS mà không làm mất Fan out ở trạng thái Low

- Trạng thái High của TTL thường chỉ có 3,5V Nên mắc vào ngõ ra của TTL một điện trở nâng

áp (pull up resistor) từ 1K đến 10K với điện áp 5V để trạng thái High được kéo lên đến 4,5V hay hơn Khi CMOS hoạt động với điện áp >5V, sự giao tiếp thẳng với TTL không thể thực hiện IC4104B (Quad level translator): chuyển mức TTL lên cao 15V

Các IC 4009, 4010, 4049 và 4050 tạo sự giao tiếp giữa mức điện CMOS và TTL khi CMOS dùng điện áp >5V

2 Một số vi mạch cổng logic cơ bản

SN54/74LS04 – IC cổng NOT

SN74LS08- IC cổng AND 2 ngõ vào

74LS15- IC cổng AND 3 ngõ vào

74LS32 – IC cổng OR 2 ngõ vào

74LS00 – IC cổng NAND 2 ngõ vào

7 6

5 4

3 2

Vcc B4 A4 Y4 B3 A3 Y3

TỔNG KẾT CHƯƠNG 2 Chương 2 cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về đại số Boole, bao gồm:

- Ký hiệu, chức năng, bảng giá trị các cổng logic cơ bản

- Khái niệm đại số Boole, các phương pháp biểu diễn hàm Boole: phương pháp đại số, bảng giá trị, sơ đồ cổng logic, bìa Karnaugh

- Các phương pháp rút gọn hàm Boole: phương pháp đại số, phương pháp dùng bìa Karnaugh

- Thực hiện hàm Boole bằng các cổng logic cơ bản, bằng toàn NAND, toàn NOR

- Ngoài ra chương 2 còn giới thiệu một số IC cổng logic cơ bản và cách xác định các thông số của IC

BÀI TẬP CHƯƠNG 2 Bài 1 Vẽ sơ đồ cổng logic của các hàm: