Bài giảng kĩ thuật số

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT SỐ Giảng viên: ThS Trần Thúy Hà Điện thoại/E-mail: thuyhadt@gmail.com Bộ môn: Kỹ thuật điện tử- Khoa KTDT1 Học kỳ/Năm biên soạn: 2014 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ  Chương 1: Hệ đếm Chương 2: Cổng logic Chương 3: Mạch logic tổ hợp Chương 4: Mạch logic www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ SỐ Headline (Times New Roman Black 36pt.) BÀI GIẢNG MÔN : CHƯƠNG Hệ đếm www.khoaktdt1.ptit.edu.vn V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Group GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ Bài giảng Điện ĐIỆN tử số TỬ- KHOA KTDT13 BỘ MÔN: KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ  1.1 Biểu diễn số 1.2 Chuyển đổi số hệ đếm 1.3 Một số phép toán www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT 1.1 Biểu diễn số (1) BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ Tên hệ đếm Số ký hiệu Cơ số (r) Hệ nhị phân (Binary) Hệ bát phân (Octal) Hệ thập phân (Decimal) Hệ thập lục phân (Hexadecimal) 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F 10 16 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT 1.1 Biểu diễn số (2) BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ  Biểu diễn số tổng quát: N = a n −1 × r n −1 + + a1 × r1 + a × r + a −1 × r −1 + + a − m × r − m −m = ∑ × ri n −1  Hệ thập phân N10 = d n −1 × 10n −1 + + d1 ×101 + d ×100 + d −1 ×10 −1 + + d − m ×10 − m −m = ∑ di ×10i n −1 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : HỆ ĐẾM ĐIỆN TỬ SỐ  Hệ nhị phân (Binary number systems) gọi hệ số hai, gồm hai ký hiệu 1, số hệ 2, trọng số hệ n  Thập phân Nhị phân 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 10 1010 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : HỆ ĐẾM ĐIỆN TỬ SỐ  Trong hệ nhị phân, chữ số lấy giá trị hoặc gọi tắt "bit"(Binary digit)  Byte: bit  1K = 210 bit = 1024 MSB - Most Significant Bit  1001 = x 23 + x 22 + x 21 + x 20 = LSB – Least Significant Bit 10  Trong 23, 22, 21, 20 trọng số hệ 0 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ  Biểu diễn tổng quát N = b n −1 × 2n −1 + + b1 × 21 + b × 20 + b −1 × −1 + + b − m × − m −m = ∑ b i × 2i n −1 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : 1.1 Biểu diễn số (3) ĐIỆN TỬ SỐ N8 = O n −1 × 8n −1 + + O × 80 + O −1 × 8−1 + + O − m × 8− m −m = ∑ Oi × 8i n −1 N16 = H n −1 ×16n −1 + + H ×160 + H −1 ×16 −1 + + H − m ×16 − m −m = ∑ Hi × 16i n −1 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 10 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT a Tạo mã Hamming  Bit P1 kiểm tra tính chẵn/lẻ vị trí : 1, 3, 5, 7, 9, 11…  Bit P2 kiểm tra tính chẵn/lẻ vị trí : 2, 3, 6, 7, 10, 11…  Bit P4 kiểm tra tính chẵn/lẻ vị trí : 4, 5, 6, 7, 12,13…  Bit P8 kiểm tra tính chẵn/lẻ vị trí : 8, 9, 10, 11…  Nếu xây dựng mã Hamming chẵn phải thỏa mãn :  d1 ⊕ d2 ⊕ d3 ⊕…⊕ dn =  Nếu xây dựng mã Hamming lẻ phải thỏa mãn:  d1 ⊕ d2 ⊕ d3 ⊕…⊕ dn = BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT a Tạo mã Hamming BÀI GIẢNG MÔN :  Tìm P1:  Do bit P1 kiểm tra tính chẵn vị trí : 1, 3, 5, 7, 9, 11…nên ta viết biểu thức:  P1 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí =  Tìm P2:  Do bit P2 kiểm tra tính chẵn vị trí : 2, 3, 6, 7, 10, 11…nên ta viết biểu thức:  P2 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí 10 ⊕ vị trí 11 =  …… ĐIỆN TỬ SỐ www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : a Tạo mã Hamming  Ví dụ: Cho từ mã thông tin 101101, xây dựng từ mã Hamming chẵn  Do D = => P = 10 P8 P4 P2 ĐIỆN TỬ SỐ P1  Tìm P? www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MƠN:Điện KỸ THUẬT Ví dụ:  Tìm P1:  P1 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí =  P1 ⊕ ⊕ ⊕ 1⊕ = → P1 =  Tìm P2:  P2 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí 10 =  P2 ⊕ ⊕ ⊕ 1⊕ = → P2 = BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MƠN : Ví dụ:  Tìm P4:  P4 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí =  P4 ⊕ D2 ⊕ D3⊕ D4 =  P4 ⊕ ⊕ 1⊕ = → P4 =  Tìm P8:  P8 ⊕ vị trí ⊕ vị trí 10 =  P8 ⊕ D5 ⊕ D6 =  P8 ⊕ ⊕ = → P8 =  =>> 1 1 0 ĐIỆN TỬ SỐ www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT Ví dụ: BÀI GIẢNG MƠN : ĐIỆN TỬ SỐ www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT b Giải mã Hamming  BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ Khi nhận từ mã, tiến hành tính Si Nếu mã Hamming chẵn Si = 0, Mã Hamming lẻ Si = Nếu kết nhận khơng tổ hợp giá trị Si vị trí lỗi (Đối với mã Hamming lẻ đảo Si vị trí lỗi)  Biểu thức Si (đối với ví dụ trên) là:  S1 = P1 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí ⊕  S2 = P2 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí 10 ⊕  S4 = P4 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕  S8 = P8 ⊕ vị trí ⊕ vị trí 10 ⊕  Tổ hợp S8S4S2 S1 vị trí lỗi www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : b Giải mã Hamming  ĐIỆN TỬ SỐ Ví dụ: Từ mã Hamming chẵn thu có dạng sau, hãykiểm tra tính đắn, sai sửa 0 1 0 0 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : b Giải mã Hamming  ĐIỆN TỬ SỐ Tìm Si 10 S1 = P1 ⊕ S2 = P2 ⊕ S4 = P4 ⊕ S8 = P8 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí = vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí 10 = vị trí ⊕ vị trí = vị trí 10 = S8S4S2 S1 = 10002 = 810 Vậy vị trí lỗi vị trí số 1 1 0 0 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT b Giải mã Hamming BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN :  ĐIỆN TỬ SỐ Ví dụ: cho từ mã 11001 tạo mã Hamming lẻ: www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MƠN :  ĐIỆN TỬ SỐ Ví dụ: cho từ mã 11001 tạo mã Hamming lẻ: P8 P4 P2 P1 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN : ĐIỆN TỬ SỐ  P1 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí = 1 P1 =  P2 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí =  P2 =  P4 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí =  P4 =  P8 ⊕ vị trí =  P8 =  Vậy từ mã phát là: 0100 0110  Giả sử từ mã thu là: 1100 0110 kiểm tra tính xác từ mã Hamming lẻ, sai sửa? www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN :  ĐIỆN TỬ SỐ Giả sử từ mã thu là: 1100 0110 kiểm tra tính xác từ mã Hamming lẻ, sai sửa? S1 = P1 ⊕ S2 = P2 ⊕ S4 = P4 ⊕ S8 = P8 ⊕ 1 vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí = vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7= vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí = vị trí = S8S4S2 S1 = 01112 S8 S4 S S1 = 10002 = 810 Vậy vị trí lỗi www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT BÀI GIẢNG MÔN :  S1 = P1 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7⊕ vị trí =  S2 = P2 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí 7=  S4 = P4 ⊕ vị trí ⊕ vị trí ⊕ vị trí =  S8 = P8 ⊕ vị trí =  S8S4S2 S1 = 01112 ĐIỆN TỬ SỐ S8 S4 S S1 = 10002 = 810 www.khoaktdt1.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS TRẦN THÚY HÀ tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1 V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài Group BỘgiảng MÔN:Điện KỸ THUẬT