bài giảng kĩ thuật số chương 1

Kỹ Thuật Số (EE1009) Nội Dung Tóm Tắt • Mơn học giới thiệu nhiều chủ đề nguyên tắc thực hành thiết kế số, bao gồm: – – – – – Hệ thống số; Đại số Boole, cổng logic, tối thiểu hóa mạch; Hệ tổ hợp: cộng, giải mã, so sánh,… Hệ tuần tự: chốt, flip-flop, ghi, đếm, máy trạng thái,… Ngơn ngữ mơ tả phần cứng • Sau đạt mơn SV có khả hiểu, thiết kế xây dựng hệ thống số tổ hợp Nội Dung Chương Trình Chương 1: Hệ Thống Số Đếm Chương 2: Đại Số Boole Chương 3: Hệ Tổ Hợp Chương 4: Hệ Tuần Tự Chương 5: Ngôn Ngữ Mô Tả Phần Cứng (HDL) Sách Tài Liệu • Slides giảng tập • Charles H Roth, Jr – Fundamentals of Logic Design, Seventh Edition, Cengage Learning, 2013 • M Morris Mano and Charles R Kime – Logic and Computer Design Fundamentals, 5th Ed., Pearson, 2015 • John F Wakerly – Digital Design, Principles and Practices, 4th Ed– Prentice-Hall, 2006 • Katz and Boriello – Contemporary Logic Design, 2nd Ed.–PrenticeHall, 2005 • Nguyễn Như Anh – Kỹ Thuật Số 1, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM • Hồ Trung Mỹ – Kỹ Thuật Số 2, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM • Lê Chí Thơng – Kỹ Thuật Số khí – Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM https://b-ok.asia/ • Charles H Roth, Jr., Larry Fundamentals of Logic Design L Kinney, • M Morris Mano, Charles R Kime, Tom Martin, Logic and Computer Design Fundamentals Website • https://www.youtube.com/user/nesoacademy/playlists • Phần mềm mô Proteus 10 III Số nhị phân có dấu : Biểu diễn số có dấu: a Số có dấu theo biên độ (Signed_Magnitude): - Bit MSB bit dấu: số dương số âm, bit lại biểu diễn giá trị độ lớn + 13 : 01101 - 13 : 11101 - Phạm vi biểu diễn: - (2n-1 – 1) ÷ + (2n-1 – 1) 34 b Số bù_1 (1’s Complement): - Số bù_1 số nhị phân N có chiều dài n bit Bù_1 (N) = 2n – – N Buø_1 (1 0 1) = 24 - - 0 = 1111 - 1001 = 0110 - Có thể lấy Bù_1 số nhị phân cách lấy đảo bit (0 thành thành 0) - Biểu diễn số có dấu bù_1: * Số có giá trị dương: bit dấu = 0, bit lại biểu diễn độ lớn * Số có giá trị âm: lấy bù_1 số dương có độ lớn - Phạm vi biểu diễn - (2n-1 – 1) ÷ + (2n-1 – 1) 35 c Số bù_2 (2’s Complement): - Số bù_2 số nhị phân N có chiều dài n bit có n bit Bù_2 (N) = 2n – N = Buø_1 (N) + Buø_2 (1 0 1) = 24 - 1001 = 10000 - 1001 = 0111 Bù_2 (1 0 1) = Buø_1 (1 0 1) + = 0110 +1 = 0111 36 - Biểu diễn số có dấu bù_2: * Số có giá trị dương: bit dấu = 0, bit lại biểu diễn độ lớn * Số có giá trị âm: lấy bù_2 số dương có độ lớn - Phạm vi biểu diễn số nhị phân có dấu n bit - (2n-1 ) Giá trị dương 000 = 001 = + 010 = + 011 = + ÷ + (2n-1 - 1) Giá trị âm 100 = - 101 = - 110 = - 111 = - 37 - Để tìm giá trị số âm: ta lấy bù_2 nó; nhận số dương có biên độ Số âm Bù_2 15 0 có giá trị : -……… (1 0 1) = 0 1 1 : + 15 - Mở rộng chiều dài bit số có dấu: số dương thêm bit số âm thêm bit vào trước -3 : 101 = 11101 - Lấy bù_2 hai lần số số - Giá trị -1 biểu diễn … 11 (n bit 1) - Giá trị -2n biểu diễn 0 0 (n bit 0) - 32 = - 25 : 0 0 38 Các phép toán cộng trừ số có dấu: - Thực giống số không dấu - Thực toán hạng có chiều dài bit, kết có số bit - Kết nằm phạm vi biểu diễn số có dấu (nếu kết sai cần mở rộng chiều dài bit) -6 + +3 -3 +4 : + +5 : -7 : : 1010 : 0011 : 1101 0100 0101 0 (Kq sai) -2 : 1110 + -5 : 1011 -7 : 1001 00100 00101 0 : + (Kq đú39ng) -6 : -2 : -4 : 1010 1110 1100 -7 : 1001 +5 : 0101 + : 0 (Kq sai) +2 : -5 : +7 : 0010 1011 0111 11001 00101 1 0 : - 12 (Kq đúng) 40 Trừ với số bù_2: A – B = A + Bù_2 (B) * Trừ với số có dấu -6 : -3 : -3 : 1010 1101 bù_2: 1010 + 0011 1101 41 IV Cộng trừ số BCD: Cộng Trừ Nếu decade Si > có bit nhớ Ci = hiệu đính Si: Si = Si + 0110 (6D) S= A+B D=A–B = A + Bù_9 (B) Nếu decade Di > Ci = hiệu đính Di: Di = Di + 0110 (6D) Cn = 1: kết D số dương D=D+1 Cn = 0: kết D số âm Lấy bù_9 (D) Cn bit nhớ tạo từ decade cao nhất, Ci số nhớ tạo từ decade thứ i 29 : 0 1 0 + 55 : 1 1 0111 1110 0110 84 : 0 0 0 28 : 0 1 0 + 19 : 0 1 0 0100 0001 0110 47 : 0 1 42 29 : 0 14 : 0 1001 0100 Bù 0010 1001 + 1000 0101 1010 1110 + Kết quả: + 15 0110 D0, D1 > 0110 Cn =1 0 + 0100 0 1 = 15 56 : 1 18 : 0 0110 1000 Kết quả: + 38 Bù Cn =1 0101 0110 + 1000 0001 1 1 1 D1> + 0110 0011 0011 + 0111 1 0 = 38 21 : 0 55 : 1 0001 0101 0010 0001 Bù + 0100 0100 Cn =0 1 0 1 Bù Kết quả: - 34 34 : 0011 0100 45 29 : 0 55 : 1 1001 0101 Kết quả: - 26 Bù 0010 1001 + 0100 0100 1 1 D0 > + 0110 Cn =0 1 0011 Bù 26 : 0010 0110 46 16 : 0 40 : 0 0110 0000 Kết quả: - 24 Bù 0001 0110 + 0101 1001 1 1 1 D0 > + 0110 Cn =0 1 0101 Bù 24 : 0010 0100 47 18 : 0 40 : 0 1000 0000 Kết quả: - 22 Bù 0001 1000 + 0101 1001 1 0 C1 = + 0110 Cn =0 1 0111 Bù 22 : 0010 0010 48 ... 0 010 0 011 010 0 010 1 011 0 011 1 A B C D E F A 16 2 5x162 12 80 16 1 10 x1 61 160 16 0 0x160 16 -1 4x16 -1 0.25 Binary 10 11 12 13 14 15 D 10 00 10 01 1 010 10 11 110 0 11 01 111 0 11 11 16-2 16 -3 13 x16-2 1x16-3... 15 011 0 D0, D1 > 011 0 Cn =1 0 + 010 0 0 1 = 15 56 : 1 18 : 0 011 0 10 00 Kết quả: + 38 Bù Cn =1 010 1 011 0 + 10 00 00 01 1 1 1 D1> + 011 0 0 011 0 011 + 011 1 1 0 = 38 21 : 0 55 : 1 00 01 010 1 0 010 00 01. .. số thập phân (BCD – Binary Coded Decimal) Số BCD BCD thập phân (8 1) (2 1) 0000 0000 00 01 00 01 0 010 0 010 0 011 0 011 010 0 010 0 010 1 10 11 011 0 11 00 011 1 11 01 1000 11 10 10 01 111 1 BCD quaù 0 011 010 0