Điện tử số là nhánh quan trọng của kỹ thuật điện tử, xử lý các tín hiệu số trêncơ sở đại số logic, là cơ sơ để tạo ra các sản phẩm điện tử nhỏ gọn, tiêu thụ ít nănglượng, tích hợp nhiều tính năng. Giáo trình kỹ thuật số đề cập tới các nội dung: đại sốlogic, và mã hóa, chuyển đổi tín hiệu tương tựsố, các họ vi mạch số thực hiện cáchàm logic, phương pháp thiết kế, tối ưu mạch điện tử số, xây dựng các mạch tổ hợpthường gặp trong tính toán, mã hóa, và truyền dư liệu, cũng như các mạch điện tử sốdãy có nhớ như thanh ghi dịch, bộ đếm,..Cuốn sách phục vụ cho sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật ĐiệnĐiện tử và là tàiliệu tham khảo hữu ích cho các chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử, truyền thông và Kỹthuật điều khiển và tự động hóa… cũng như đọc giả quan tâm đến lĩnh vực điện tửsố.Giáo trình Kỹ thuật Điện tử số do TS. Đào Thanh Toản là chủ biên, đồng thờilà tác giả của chương 1,2,4,5,6; chương 3,7 do ThS. Hồ Thành Trung biên soạn.Trong quá trình hoàn thành cuốn giáo trình này, chúng tôi đã nhận được sựgiúp đỡ, thảo luận, và góp ý của nhiều đồng nghiệp tại bộ môn Kỹ thuật Điện tử,Khoa ĐiệnĐiện tử, Đại học Giao thông Vận tải, và các đồng nghiệp tại các TrườngĐại học khác.Mặc dù cố gắng sửa chữa, bổ sung cho tài liệu được hoàn chỉnh, nhưng chắcchắn không tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế. Chúng tôi mong nhận được thêmgóp ý của đọc giả để nâng cao hơn nữa chất lượng giáo trình này. Những ý kiến đónggóp cho chúng tôi xin gửi tới: Bộ môn Kỹ thuật Điện tử, Khoa ĐiệnĐiện tử
sGiá trị Mã nhì phân Mã dư Mã gray 0000 0011 0000 0001 0100 0001 0101 0011 4bit 0010 0011 0110 0010 0100 0111 0110 0101 1000 0111 0110 1001 0101 0111 1010 0100 1000 1011 1100 1001 1100 1101 10 1010 1101 1111 11 1011 1110 1110 12 1100 1111 1010 13 1101 0000 1011 14 1110 0001 1001 15 1111 0010 1000 bit STT Mã nhị phân Mã dư Mã gray 000 011 000 001 100 001 010 101 011 011 110 010 100 111 110 101 000 111 110 001 101 111 010 100 Mã BCD 8421 0000 0001 0010 42211 5421 0000 0001 0010 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 Mã 3-8 Các biến đầu vào A B C 0 0 1 0 1 0 1 1 1 AB CD 0011 1000 0111 1100 1101 1110 1111 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 Các biến đầu D0 D1 D2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 01 D3 0 0 0 D4 0 0 0 D5 0 0 0 11 D6 0 0 0 D7 0 0 0 10 00 01 11 10 11 12 10 13 14 15 16 TỐI THIỂU HÓA Cặp theo hàng ngang Cặp theo hàng dọc 1-2-3-4 CD 1-5-9-13 AB 5-6-7-8 CD 2-6-10-14 AB 9-10-11-12 CD 3-7-11-15 AB 13-14-15-16 CD 4-8-12-16 AB 1-4-5-8 BC 1-2-13-14 AD 5-9-8-12 BD 2-3-14-15 BD 9-13-12-16 BC 3-4-15-16 AD BD 1-4-13-16 hàng cặp ngang hàng cặp dọc 1-2-3-4-5-6-78 C 1-2-5-6-9-1013-14 A 5-6-7-8-9-1011-12 D 2-3-6-7-1011-14-15 B 9-10-11-1213-14-15-16 C 3-4-7-8-1112-15-16 A D 1-2-3-4-1314-15-16 1-5-9-13-4-812-16 CẶP 1-2-5-6 AC 2-3-6-7 BC 3-4-7-8 AC 1-4-5-8 BC 5-6-9-10 AD 6-7-10-11 BD 7-8-11-12 AD 5-9-8-12 BD 9-10-13-14 AC 10-11-14-15 BC 11-12-15-16 AC 1-4-13-16 BD B Xây dựng cộng đầy đủ sử dụng giải mã 3→8 Bộ giải mã với cổng OR đầu sử dụng để xây dựng hàm Boolean Bộ giải mã có số đầu vào số biến hàm Boolean Bảng thật cộng nhị phân bit đầu giải mã Tương ứng đầu mạch giải mã 3> D A D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Đầu vào cộng Đầu cộng B 0 1 0 1 S 1 0 C 1 1 C0 0 1 1 Từ bảng trên, ta có: S = D1+ D2+ D4+ D7 C0 = D3+ D5+ D6+ D7 Vậy cộng nhị phân bit xây dựng từ giải mã 3→ 8, hình sau: Chương Vd Xây dựng mạch thực hàm: F= A C + A B + B C sử dụng: - Các cổng logic - Chỉ sử dụng cổng NAND - Chỉ sử dụng cổng NOR - Thực mạch cổng AND, OR, NOT - Thực chuyển cổng sang cổng NAND F= A C + A B + B C = A C+ A B+ B C =¿ = BBCC AACC AABB - Chuyển đổi cổng sang cổng NOR F= A C + A B + B C =( A+C )+( A+ B)+( B+C)= ( A+C )+( A+ B)(B +C) BÀI 2Xây dựng mạch số với hàm: F=(A+B)( A +C)(B+D) (a) Sử dụng cổng (b) Chỉ sử dụng cổng NAND (c) Chỉ sử dụng cổng NOR Hướng dẫn: (a) Sử dụng cổng bản: (b) Thực hàm sử dụng cổng NAND F=(A+B)( A +C)(B+D) =( A+C ) ( A+C )( B+ D) Chương Sử dụng phần tử logic co thiết kế mạch chuyển đổi mã, +biến đỗi mã từ mã nhị phân thành gray ( 3-4 bit ) + biến đỗi mã từ mã dư thành gray ( -4 bít) + biến đỗi mã từ mã gray thành nhị phân ( -4 bít) + biến đỗi mã từ mã gray thành nhị phân ( -4 bít) +biến đỗi mã từ mã nhị phân ( gray, nhị phân )( 3-4 bit ) thành vạch Bài làm Ta có bảng thật chọn mã đầu vào A , B ,C ,D Đầu X ,Y,Z,H Mã dư Mã gray A B C D X Y Z H 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 Ta có bảng kác nô Bảng K cho X Bảng K cho Y Tối thiểu hóa vẽ bảng Chương Dạng : Bảng K cho Z Bảng K cho H RS-FF Qn Qn+1 R S 0 x 0 1 1 1 x D-FF D-FF D Qn Qn+1 Qn Qn+1 D 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 T-FF T-FF T Qn Qn+1 Qn Qn+1 T 0 0 0 1 1 1 1 1 1 JK-FF JK-FF Qn Qn+1 J K J K Qn Qn+1 0 x 0 0 1 x 0 1 x 1 0 1 x Đầu Q Vào Q 1 0 1 1 0 1 Dạng Thiết kế đếm đếm đồng , sử dụng XX-FF , Kd = 12 Bài làm Gọi đầu vào đếm Xđ đầy Y Gọi trạng thái ( Kd -1 = số trạng thái) : S0 S1 S2 S3 …… S(kd-1) Nếu Kd ≥ => sử dụng bit Nếu Kd ≥16 => sử dụng bit Gọi mã sử dụng XX a – FF, XXb-FF,XXc-FF Chọn mã nhị phân dể làm mã hóa S0 : 000 S6: 110 S1: 001 S7 : 111 Sơ đồ mơ hình trạng thái S2:010 S3 :011 S4: 100 S5 :101 Trạng thái cuối Y = ABC Xđ Viết bảng xd đầu vào đk Qn Qn+1 XXa XXb XXc Mã nhị phân Qn tiến x x x Tối thiểu hóa Vẽ sơ đồ Dạng Vd thiết kế đếm sử dụng tăng ghi dịch Kd = Vì Kd = – sử dụng bit Từ đồ hình trạng thái ta chọn chu trình xuất phát từ Fht = 111000 Tối thiểu hóa fht cịn trạng thái 010 101 coi x để tối thiếu hóa C AB 00 01 X 1 11 10 X Fht = A ( A ngang) Bảng trạng thái A B C Fht 0 0 1 X 1 1 0 1 X 1 0 1 Trạng thái cuối Y = AB C Xđ Vẽ sơ đ