Bài giảng môn kỹ thuật điện tử - Chương 1

Đây là bài giảng môn kỹ thuật điện chuyên đề về mạch điện, mạch điện ba pha, máy biến áp gửi đến các bạn độc giả tham khảo. Kĩ thuật điện là một lĩnh vực kĩ thuật nghiên cứu và áp dụng

MÔN HỌC: KỸ THUẬT

MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐiỆN ĐiỆN TỬ TỬ

Tài

Tài liệu liệu tham tham khảo khảo::

1 Giáo Giáo trình trình Kỹ Kỹ thuật thuật điện điện tử tử, , Khoa Khoa điện điện

2 Kỹ Kỹ thuật thuật xung xung số số, , Châu Châu Văn Văn Bảo Bảo – – Trần Trần

Đức

Đức Ba Ba

3 Kỹ Kỹ thuật thuật số số 1, 1, Nguyễn Nguyễn Như Như Anh Anh

4 Giáo trình Kỹ thuật xung Giáo trình Kỹ thuật xung – – Nguyễn Tấn Nguyễn Tấn

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CƠ BẢN

GV: LÊ THỊ KIM LOAN

Nội Nội dung chính dung chính

 Hệ thống số đếm Hệ thống số đếm

 Đại số Boole

– Các tiên đề định lý của đại số Boole

– Hàm Hàm Boole Boole – – Phương Phương pháp pháp biểu biểu diễn diễn hàm hàm Boole

– Phương Phương pháp pháp tối tối thiểu thiểu hóa hóa hàm hàm Boole Boole

– Các Các phần phần tử tử logic logic cơ cơ bản bản

1 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM

 Hệ Hệ thập thập phân phân ( ( cơ cơ số số 10) 10)

 Hệ Hệ nhị nhị phân phân ( ( cơ cơ số số 2) 2)

 Hệ Hệ bát bát phân phân ((cơ cơ số số 8) 8)

 Hệ Hệ thập thập lục lục phân phân ( ( cơ cơ số số 16) 16)

1.1 HỆ THẬP PHÂN ( DECIMAL SYSTEM)

 Hệ Hệ thập thập phân phân ((hệ hệ cơ cơ số số 10 10)) bao bao gồm gồm 10 10 chữ

chữ số số đếm đếm ((ký ký số số)) :: 0 0,, 1 1,, 2 2,, 3 3,, 4 4,, 5 5,, 6 6,, 7 7,, 8 8,, 9

 Hệ Hệ thập thập phân phân là là một một hệ hệ thống thống theo theo vị vị trí trí,, giá giá trị

trị của của một một chữ chữ số số phụ phụ thuộc thuộc vào vào vị vị trí trí của của nó

nó ((hàng hàng đơn đơn vị vị,, hàng hàng chục chục,, hàng hàng trăm trăm … …))

 Để Để diễn diễn tả tả một một số số thập thập phân phân lẻ lẻ người người ta ta dùng

dùng dấu dấu chấm chấm thập thập phân phân để để chia chia phần phần nguyên

nguyên và và phần phần lẻ lẻ

 Ví dụ : 435.568 = 4x102 + 3x101 + 5x100 + 5x10 1 1

+ 6x10 2 2 + 8x10 3 3

 Hệ Hệ thống thống nhị nhị phân phân ((cơ cơ số số 2 2)) chỉ chỉ có có hai hai ký ký số số là

là 0 0 và và 1 1 Mỗi Mỗi ký ký số số gọi gọi là là 1 1 bit bit

 Người Người ta ta sử sử dụng dụng nhiều nhiều bit bit để để biểu biểu diễn diễn một một đại

đại lượng lượng bất bất kỳ kỳ mà mà các các hệ hệ thống thống số số khác khác có

có thể thể biểu biểu diễn diễn được được

 Để Để biểu biểu diễn diễn một một số số nhị nhị phân phân lẻ lẻ ta ta cũng cũng dùng

dùng dấu dấu chấm chấm thập thập phân phân để để phân phân cách cách phần

phần nguyên nguyên và và phần phần lẻ lẻ

1.2 HỆ NHỊ PHÂN ( BINARY SYSTEM)

 Ví dụ: 1100.101 = (1x 23) + (1x 22) + (0x21) + (0x20) + (1x2 1 1)) + (0x2+ (0x2 2 2) + (1x 2 3 3 ))

= 8 + 4 + 0 + 0 + 0.5 + 0 + 0.125

= 12.175

 MSB ( Most Significant Bit): Bit MSB ( Most Significant Bit): Bit có có trọng trọng số số lớn

lớn nhất nhất

 LSB ( Least Significant Bit): Bit LSB ( Least Significant Bit): Bit có có trọng trọng số số thấp

thấp nhất nhất

 Byte: Byte: nhóm nhóm 8 bit 8 bit

 Nibble: Nibble: nhóm nhóm 4 bit 4 bit

 Word: 16bit; Double Word : 32bit

 1K = 210

 1M = 220

 1G = 230

 Cách đếm một số nhị phân:

 Hệ Hệ thống thống bát bát phân phân ((cơ cơ số số 8 8)) có có 8 8 ký ký số số là là 0 0,, 1

1,, 2 2,, 3 3,, 4 4,, 5 5,, 6 6 và và 7 7

1.3 HỆ BÁT PHÂN ( OCTAL SYSTEM)

 Hệ Hệ thống thống thập thập lục lục phân phân ((cơ cơ số số 16 16)) có có 16 16 ký ký số

số :: 0 0,, 1 1,, 2 2,, 3 3,, 4 4,, 5 5,, 6 6,, 7 7,, 8 8,, 9 9,, A, A, B, B, C, C, D, D, E, E, F

 Mỗi Mỗi một một ký ký số số thập thập lục lục phân phân được được biểu biểu diễn diễn bởi

bởi 4 4 bit bit nhị nhị phân phân

 Mối Mối quan quan hệ hệ giữa giữa số số thập thập lục lục phân phân,, thập thập phân

phân và và nhị nhị phân phân được được biểu biểu diễn diễn bởi bởi bảng bảng sau

sau::

1.4 HỆ THẬP LỤC PHÂN ( HEXADECIMAL SYSTEM)

1.5 PHÉP CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ

THỐNG SỐ

 Khi Khi thực thực hiện hiện phép phép biến biến đổi đổi từ từ hệ hệ nhị nhị phân phân ((hoặc hoặc bát bát phân phân hay hay thập thập lục lục phân phân)) sang sang hệ hệ thập

thập phân phân,, ta ta lấy lấy tổng tổng trọng trọng số số của của từng từng vị vị trí

trí ký ký số số

 Khi Khi đổi đổi từ từ hệ hệ thập thập phân phân sang sang hệ hệ nhị nhị phân phân ((bát bát phân phân hay hay thập thập lục lục phân phân), ), ta ta áp áp dụng dụng phương

phương pháp pháp lặp lặp lại lại phép phép chia chia cho cho 2 2 ((8 8 hay hay 16

16)) và và kết kết hợp hợp các các số số dư dư

 Khi Khi đổi đổi từ từ số số nhị nhị phân phân sang sang bát bát phân phân (hay (hay thập

thập lục lục phân phân), ), ta ta nhóm nhóm các các bit bit thành thành từng từng nhóm

nhóm 3 3 ((hoặc hoặc 4 4)) bit bit và và đổi đổi từng từng nhóm nhóm này này sang

sang ký ký số số bát bát phân phân (hay (hay thập thập lục lục phân phân)) tương

tương đương đương

 Khi Khi đổi đổi từ từ số số bát bát phân phân (hay (hay thập thập lục lục phân phân)) sang

sang nhị nhị phân phân,, ta ta đổi đổi mỗi mỗi ký ký tự tự thành thành số số nhị nhị phân

phân 3 3 ((hoặc hoặc 4 4)) bit bit tương tương đương đương

 Khi Khi đổi đổi từ từ số số bát bát phân phân sang sang thập thập lục lục phân phân (hay

(hay ngược ngược lại lại), ), ta ta đổi đổi sang sang nhị nhị phân phân trước trước,, sau

sau đó đó đổi đổi sang sang hệ hệ thống thống số số mong mong muốn muốn

1.6 CÁC PHÉP TOÁN TRÊN HỆ NHỊ PHÂN

 Phép Phép trừ trừ

–

– ThíThí dụdụ: :

– Thí Thí dụ dụ::

 Dấu Dấu của của số số nhị nhị phân phân::

 Quy Quy tắc tắc chung chung tìm tìm bù bù 2 2 của của một một số số::

2 ĐẠI SỐ BOOLE

 Các Các tiên tiên đề đề và và định định lý lý của của đại đại số số Boole Boole

 Hàm Hàm Boole Boole – – Phương Phương pháp pháp biểu biểu diễn diễn hàm hàm Boole

 Phương Phương pháp pháp tối tối thiểu thiểu hóa hóa hàm hàm Boole Boole

 Các Các phần phần tử tử logic logic cơ cơ bản bản

 Tiên Tiên đề đề giao giao hoán hoán:: X+Y X+Y = = Y+X Y+X

 Tiên Tiên đề đề phối phối hợp hợp::

•• (X+Y)+Z(X+Y)+Z == X+(Y+Z)X+(Y+Z) == X+Y+ZX+Y+Z

•• (X(X Y)Y) ZZ == XX (Y(Y Z)Z) == XX YY ZZ

 Tiên Tiên đề đề phân phân phối phối::

•• XX (Y+Z)(Y+Z) == XX YY ++ XX ZZ

•• X+(YX+(Y Z)Z) == (X+Y)(X+Y) (X+Z)(X+Z)

2.1 CÁC TIÊN ĐỀ, ĐỊNH LÝ CỦA ĐẠI SỐ

BOOLE

 Tiên Tiên đề đề về về phần phần tử tử trung trung hòa hòa::

 Luật Luật nuốt nuốt::

 Luật Luật đồng đồng nhất nhất của của phép phép cộng cộng và và phép phép nhân

nhân logic logic

 Các Các tính tính chất chất của của hàm hàm Boole: Boole:

Boole thìthì::

•• ff1(x1,x2,,……,,xxn)) ++ ff2(x1,x2,,……,,xxn)) cũngcũng làlà 11 hàmhàmBoole

•• ff1(x1,x2,,……,,xxn)) ff2(x1,x2,,……,,xxn)) cũngcũng làlà 11 hàmhàm BooleBoole

2.3.1

2.3.1 Biểu Biểu diễn diễn hàm hàm bằng bằng bảng bảng giá giá trị trị

 MộtMột phầnphần dànhdành chocho biếnbiến đểđể ghighi cáccác tổtổ hợphợp giágiá trịtrịcó

có thểthể cócó củacủa biếnbiến vàovào

 MộtMột phầnphần dànhdành chocho hàmhàm đểđể ghighi cáccác giágiá trịtrị củacủa hàmhàmra

ra tươngtương ứngứng vớivới cáccác tổtổ hợphợp biếnbiến vàovào

 BảngBảng giágiá trịtrị còncòn đượcđược gọigọi làlà bảngbảng chânchân trịtrị hayhaybảng

bảng chânchân lýlý (TRUE(TRUE TABLE)TABLE)

 NhưNhư vậyvậy vớivới 11 hàmhàm BooleBoole nn biếnbiến bảngbảng chânchân lýlý sẽsẽcó

có::

•• (n+ (n+1 1)) cột cột:: n n cột cột tương tương ứng ứng với với n n biến biến vào vào,, 1 1 cột cột tương tương ứng

ứng với với giá giá trị trị ra ra của của hàm hàm

•• 2 2 n hàng hàng:: 2 2 n giá giá trị trị khác khác nhau nhau của của tổ tổ hợp hợp n n biến biến

được viếtviết ởở dạngdạng phủphủ địnhđịnh củacủa biếnbiến đóđó

•• BiểuBiểu thứcthức củacủa hàmhàm làlà TổngTổng củacủa cáccác TíchTích đóđó

 DạngDạng chínhchính tắctắc thứthứ haihai:: TÍCHTÍCH CỦACỦA CÁCCÁC TỔNGTỔNG

•• ChỉChỉ quanquan tâmtâm đếnđến cáccác tổtổ hợphợp biếnbiến màmà hàmhàm cócógiá

giá trịtrị 00 SốSố lầnlần hàmhàm cócó giágiá trịtrị 00 sẽsẽ làlà sốsố tổngtổngcủa

của biểubiểu thứcthức

•• TrongTrong mỗimỗi tổngtổng,, cáccác biếnbiến cócó giágiá trịtrị 00 đượcđược viếtviếtnguyên

nguyên biếnbiến đóđó,, cáccác biếnbiến cócó giágiá trịtrị 11 đượcđược viếtviếtở

ở dạngdạng phủphủ địnhđịnh củacủa biếnbiến đóđó

•• BiểuBiểu thứcthức củacủa hàmhàm làlà TíchTích củacủa cáccác TổngTổng đóđó

2.3.3

2.3.3 Biểu Biểu diễn diễn hàm hàm bằng bằng bảng bảng Karnaugh Karnaugh

 BảngBảng KarnaughKarnaugh đượcđược thiếtthiết lậplập nhưnhư sausau::

•• Hàm Hàm có có n n biến biến ta ta lập lập bảng bảng Karnaugh Karnaugh có có 2 2 n ô, ô, mỗi mỗi ô ô ứng ứng với

với một một tổ tổ hợp hợp biến biến Các Các ô ô ở ở cạnh cạnh nhau nhau hoặc hoặc đối đối xứng xứng nhau

nhau chỉ chỉ khác khác nhau nhau một một biến biến Các Các cột cột và và hàng hàng cạnh cạnh nhau

nhau hoặc hoặc đối đối xứng xứng nhau nhau cũng cũng chỉ chỉ khác khác nhau nhau một một biến biến Trong

Trong mỗi mỗi ô ô ghi ghi giá giá trị trị của của các các hàm hàm ứng ứng với với tổ tổ hợp hợp biến biến đó

để trống trống Với Với ô ô hàm hàm không không xác xác định định ta ta ghi ghi đấu đấu “X” “X”

•• Với Với bảng bảng Karnaugh Karnaugh dạng dạng CT CT2 2 chỉ chỉ ghi ghi giá giá trị trị 0 0 của của hàm hàm vào

vào ô ô tương tương ứng ứng và và các các ô ô ở ở đó đó hàm hàm có có giá giá trị trị 1 1 được được để

để trống trống Với Với ô ô hàm hàm không không xác xác định định ta ta ghi ghi đấu đấu “X” “X”

Dưới đâyđây làlà bảngbảng KarnaughKarnaugh chocho cáccác trườngtrường hợphợp

hàmhàm 2 2 biếnbiến, 3 , 3 biếnbiến, 4 , 4 biếnbiến vàvà 5 5 biếnbiến

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỐI THIỂU HÓA

HÀM BOOLE

 Phương Phương pháp pháp đại đại số số

•• DựaDựa vàovào cáccác tiêntiên đềđề,, địnhđịnh lýlý,, tínhtính chấtchất củacủa đạiđạisố

số BooleBoole

 Phương Phương pháp pháp bảng bảng Karnaugh Karnaugh

•• KhiKhi gomgom 22n ôô kếkế cậncận vòngvòng tròntròn sẽsẽ loạiloại đượcđược nnbiến

biến NhữngNhững biếnbiến bịbị loạiloại làlà nhữngnhững biếnbiến khikhi tata điđivòng

vòng quaqua cáccác ôô kếkế cậncận màmà giágiá trịtrị củacủa chúngchúngthay

thay đổiđổi

CỔNG NOT ( ĐẢO)

CỔNG AND

CỔNG OR

CỔNG NAND

CỔNG NOR

CỔNG EX

CỔNG EX OROR

CỔNG EX

CỔNG EX NORNOR