Giáo án điện tử công nghệ: mạch điot pptx

Trêng®¹ihäcküthuËtc«ngnghiÖpth¸inguyªn Khoa®iÖntö-Bém«nKüthuËt®iÖntö o0o Giảng viên: ThS. Phạm Duy Khánh Bộ môn: Kỹ thuật điện tử NỘI DUNG HỌC PHẦN Môn học trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về đại số lôgíc, các hệ thống số đếm, các cổng logic cơ bản, thông dụng, các hệ logic tổ hợp, các hệ logic tuần tự (trigơ, bộ đếm),các mạch chuyển đổi tín hiệu … Chương I: Cơ sở đại số Logic - Đại số lôgic - Các phương pháp biểu diễn hàm lôgic - Tối giản hoá hàm lôgic - Các hệ thống số đếm trong kỹ thuật số Chương II: Các phần tử logic cơ bản Phần tử ĐẢO (NOT), phần tử VÀ (AND), phần tử HOẶC (OR), phần tử NAND, NOR, cùng dấu, khác dấu NỘI DUNG HỌC PHẦN Chương III: Các mạch Trigơ - Trigơ R-S, M-S, J-K, T, D - Chuyển đổi giữa các loại trigơ Chương IV: Bộ đếm - Bộ đếm nhị phân với modun đếm đầy đủ - Bộ đếm nhị phân với modun đếm bất kỳ - Bộ đếm nhị phân thuận ngược Chương V: Các mạch logic tổ hợp - Bộ ghi dịch - Bộ chọn kênh, phân kênh - Bộ biến đổi mã và giải mã NỘI DUNG HỌC PHẦN Chương VI: Mạch chuyển đổi tín hiệu - Giới thiệu chung - Bộ chuyển đổi Số – Tương tự (DAC) - Bộ chuyển đổi Tương tự – Số (ADC) TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.PGS. TS Đỗ Xuân Thụ, Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản Giáo dục, 2008. 2.PGS. TS Đỗ Xuân Thụ, Bài tập Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản Giáo dục, 2008. 3.Bộ môn Điện tử, Cơ sở Kỹ thuật điện tử số, Đại học Thanh Hoa Bắc Kinh, Nhà xuất bản Giáo dục, . 4.Huỳnh Đắc Thắng, Kỹ Thuật số thực hành, Nhà xuất bản KHKT, Hà Nội 1997. 5.Nguyễn Thuý Vân, Kỹ thuật số, Nhà xuất bản Giáo dục, 1998. 6.Nguyễn Thuý Vân, Thiết kế lôgic mạch số , Nhà xuất bản KHKT, Hà Nội 1997. 7.Đặng Văn Chuyết, Kỹ thuật điện tử số, Nhà xuất bản Giáo dục, 1998. I C s i s Logic (i s Boole) Trong mạch số các tín hiệu th ờng cho ở hai mức điện áp 0(V) và 5(V). Những linh kiện điện tử dùng trong mạch số làm việc ở một trong hai trạng thái (ON hoặc OFF). Do vậy để mô tả mạch số ng ời ta dùng hệ nhị phân (Binary), hai trạng thái trong mạch đ ợc mã hoá t ơng ứng là "1" hoặc "0". Hệ nhị phân thể hiện đ ợc trạng thái vật lý mà hệ thập phân không thể hiện đ ợc. Môn đại số mang tên ng ời sáng lập ra nó - Đại số Boole hay còn đ ợc gọi là Đại số logic. CHNG I C S I S LOGIC I.1. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n I.1.1. TÝn hiÖu sè Møc logic cao U H : 5 ≥ U H ≥ 2 (V). Ký hiệu là “1” Møc logic thÊp U L : 0,8 ≥ U L ≥ 0(V). Ký hiệu là “0” U t U H U L 0 0 1 1 1 2 0,8 5 Không xác nhđị 0 0 0 * Nh vậy: Tín hiệu số là những tín hiệu gián đoạn mà: Biên độ của nó chỉ có hai giá trị là mức cao U H và mức thấp U L. Thời gian chuyển từ mức cao xuống mức thấp và ng ợc lại rất ngắn, có thể coi là tức thời. I.1.2. Biến và hàm logic f x 2 x 1 x n y Biến logic X i = 0 hoặc 1 Hàm logic: Y = f( x 1 , x 2 , x n ) y = 0 hoặc 1 Nh vậy: Biến logic: Đại l ợng biểu diễn bằng ký hiệu nào đó chỉ lấy giá trị "1" hoặc "0". Hàm logic: Biểu diễn nhóm các biến logic liên hệ với nhau thông qua các phép toán logic, một hàm logic cho dù là đơn giản hay phức tạp cũng chỉ nhận giá trị hoặc là "1" hoặc là "0". Các phép toán logic: Có 3 phép toán cơ bản. Phép nhân (và) - kí hiệu là AND. Phép cộng (hoặc) - kí hiệu là OR. Phép phủ định (đảo) - kí hiệu là NOT x 1 x 2 + E D x 2 x 1 E + D + D x E R D = x 1 . x 2 D = 1 khi: x 1 = x 2 =1 D = x 1 +x 2 D = 1 khi: x 1 =1 hoặc x 2 =1 D = 1 : Đèn sáng D = 0 : Đèn tắt x i = 1 : CT đóng x i = 0 : CT hở [...]... "1" hoặc "0" kề nhau hoặc đối xứng thành các nhóm dán hình vuông hoặc hình chữ nhật (khi viết hàm dạng tuyển ta nhóm các ô có giá trị "1", dạng hội nhóm các ô có giá trị "0") Sao cho: Số ô trong một nhóm phải là tối đa và thỏa mãn bằng 2n ô Số nhóm dán phải ít nhất (ti thiu) và độc lập với nhau Chú ý: Một ô có thể tham gia đồng thời vào nhiều nhóm dán Các ô tại đó giá trị hàm không xác định ta coi... "1" hoặc "0" tuỳ từng trờng hợp cụ thể có lợi cho cách nhóm  i vi nhúm dỏn gm 2n ụ thỡ trong biu thc logic s loi c n bin Hàm logic tối giản có số số hạng hay số thừa số chính bằng số nhóm dán Trong một nhóm dán các biến có trị thay đổi ta loại, các biến có trị không đổi ta giữ lại Khi viết hàm logic dới dạng tuyển các biến còn lại nhận trị "1" ta giữ nguyên, nhận trị "0" ta lấy phủ định Khi viết... với một tổ hợp biến + Các ô kề nhau, hoặc đối xứng nhau chỉ khác nhau 1 giá trị của biến + Trong mỗi ô ghi giá trị thực của hàm tại tổ hợp biến đó Chú ý: Các ô tại đó hàm có giá trị không xác định đợc đánh bằng dấu "X" Khi đó hàm có thể nhận giá trị 0 hoặc 1 tùy ý sao cho có lợi cho cách tối giản hàm Có thể minh họa tổ hợp biến mà hàm có giá trị không xác định nh sau: x2 Xi l các cảm biến để nhận biết... 4 biến F 1 Giá trị của hàm bằng 1 tại tổ hợp 0111 Vd: Hàm 6 biến F Y E Trục đối xứng D I.2.4 Mối quan hệ giữa các cách biểu diễn hàm logic Tìm mối quan hệ giữa D và các xi x1 x3 + U x2 x4 D = 1 : Đèn sáng D = 0 : Đèn tắt xi = 1 : CT đóng D xi = 0 : CT hở x1 D = (x1+x2 )(x3+X4) x3 x2 x4 + U D x3 x1 X1 Bảng trạng thái X1X2 00 01 11 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 X3X4 D 0 D x4 x2 X4 0... 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 Bảng Cácnô 1 I.3 Tốiưthiểuưhoáưcácưhàmưlogic I.3.1.Phơng pháp đại số Biến đổi biểu thức logic dựa trên cơ sở tính chất của đại số Boole Cơ sở tính chất của đại số Boole Luật hoán vị: x+y = y+x xy = yx Luật kết hợp: x+y+z = (y+x)+z xyz = (xy)z = x(yz) Luật phân phối: x(y+z) = xy+xz Định lý Demogran: Đảo của một tổng bằng tích các đảo, đảo của một tích bằng tổng các đảo X +... phép cộng: Tính chất của phép nhân: X + X = X X X = X X + X =1 X + 0 = X X + 1 =1 X X = 0 X 0 = 0 Luật phủ định: X =0 X =1 X =1 X =0 (X ) = X ; X = X X 1 = X * Cỏc nh lut trong i s logic: Luật hoán vị: x+y = y+x xy = yx Luật kết hợp: x+y+z = (y+x)+z = x+(y+z) xyz = (xy)z = x(yz) Luật phân phối: x(y+z) = xy+xz Định lý Demorgan: Đảo của một tổng bằng tích các đảo, đảo của một tích bằng tổng các... Y Trờng hợp tổng quát : X Y = X + Y f[x i ,,+] = f[ x i ,+,] I.2.CáC PHƯƠNG PHáP BIểU DIễN HàM I.2.1 Biểu diễn gii tớch: LOGIC Biểu diễn mối quan hệ của hàm logic với biến logic thông qua các phép toán logic: AND, OR, NOT Có hai dạng giải tích đợc sử dụng là: Dạng tuyển: Hàm đợc cho dới dạng tổng của tích các biến Tuyển không chính quy f(X,Y,Z) = X Y + XY Z + XYZ + XZ (1.1) Số hạng Số hạng Nếu . Xuân Thụ, Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản Giáo dục, 2008. 2.PGS. TS Đỗ Xuân Thụ, Bài tập Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất bản Giáo dục, 2008. 3.Bộ môn Điện tử, Cơ sở Kỹ thuật điện tử số, Đại học Thanh. thuật điện tử số, Nhà xuất bản Giáo dục, 1998. I C s i s Logic (i s Boole) Trong mạch số các tín hiệu th ờng cho ở hai mức điện áp 0(V) và 5(V). Những linh kiện điện tử dùng trong mạch. Chương II: Các phần tử logic cơ bản Phần tử ĐẢO (NOT), phần tử VÀ (AND), phần tử HOẶC (OR), phần tử NAND, NOR, cùng dấu, khác dấu NỘI DUNG HỌC PHẦN Chương III: Các mạch Trigơ - Trigơ R-S,