Bài Giảng Kỹ Thuật Số

KỸ THUẬT SỐ TS Đặng Ngọc Minh Đức dangngocminhduc@tdt.edu.vn  Chương 1: Hệ thống số đếm  Chương 2: Đại số Boole  Chương 3: Hệ tổ hợp  Chương 4: Hệ dãy  Chương 5: Vi mạch số Tài liệu tham khảo:  Nguyễn Như Anh, Kỹ thuật số, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2000 2015年1月6日 NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: HỆ THỐNG SỐ ĐẾM CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Định nghĩa • Hệ thống số đếm tập hợp ký tự quan hệ ký tự • Trong kỹ thuật số có hệ thống số: - Nhị phân (Binary): 0,1 - Bát phân (Octal): 0,1, ,7 - Thập phân (Decimal): 0,1,…,9 - Thập lục phân (Hexadecimal): 0,1,…,9,A,B,…,F Cơ số: số lượng ký tự phân biệt hệ đếm Thập phân Nhị phân Bát phân Thập lục phân 0000 00 0001 01 0010 02 0011 03 0100 04 0101 05 0110 06 0111 07 1000 10 1001 11 10 1010 12 A 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E 152015年1月6日 1111 17 F CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Đổi số từ hệ S sang thập phân N   Ci S i Cn S n  Cn1S n1   C0 S  C1S 1   Ci  S  i số thứ tự vị trí chữ số, i = tương ứng với vị trí chữ số đứng trước dấu chấm ngăn cách phần phân Với: 3210 VD: 10102=1.23+0.22+1.21+0.20=10 -1 145.48=1.82+4.81+5.80+4 8-1=101.5 210 5B316 = 5.162 + 11.161 + 3.160 =1459 CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Đổi số từ hệ S sang thập phân VD: 11010.0112 = ?10 751.68 = ? 10 5CD16 = ? 10 A3F.4C16 = ? 10 CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Đổi số từ hệ thập phân sang hệ S * Phần nguyên: Chia cho số S, lấy phần dư, số dư có trọng số nhỏ VD: Đổi 8410 sang hệ bát phân - 84 : = 10 dư - 10 : = dư - : = dư 8410= 1248 CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Đổi số từ hệ thập phân sang hệ S VD: 143510 = ?2 348910 = ?16 CHƯƠNG 1: Đổi số từ hệ thập phân sang hệ S * Phần phân: Nhân với số S, lấy phần nguyên, phần nguyên có trọng số lớn VD: Đổi 0.687510 sang nhị phân - 0.6875 x = 1.375  - 0.375 x = 0.75  - 0.75 x = 1.5  - 0.5 x = 1.0  2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM 0.687510 = 0.10112 10 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 Diode Logic OR Gate Ngõ node 1; ngõ vào node 3, Nếu mức logic đặt vào anode diode, diode phân cực ngược Ngõ mức thấp Nếu mức logic đặt vào ngõ vào, diode phân cực thuận, ngõ mức cao 117 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 Diode Transistor Logic Nếu ngõ vào mức 1, hai diode tắt, Q1 dẫn, ngõ mức logic  Nếu ngõ vào mức logic 0 diode dẫn  Q1 tắt  ngõ mức logic  NAND Gate 118 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 Resistor–transistor logic  OR gate nối tiếp NOT gate NOR Gate 119 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 Transistor transistor logic Nếu A, B mức logic cao, transistor tắt dòng điện từ Vcc đổ qua tiếp xúc BC Q1, đổ vào cực B Q2, làm Q2 bão hòa Q mức thấp  Nếu có ngõ vào mức thấp, Q1 dẫn, Q2 tắtQ mức cao  Q1 Q2 120 NAND Gate CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 121 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 CM OS 122 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 CMOS Cả A, B mức cao NMOS dẫn, PMOS tắt  ngõ mức thấp  Nếu ngõ vào mức thấp, PMOS dẫn  ngõ mức cao  NAND Gate 123 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 SIP: Single in-line Package 124 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 DIP: Dual in-line Package 125 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 QFP: Quad Flat Package 126 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 PGA: Pin grid array 127 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 DIP switch 128 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 74LS04 2015年1月6日 74LS00 129 74LS02 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 MUX 74LS151 Decoder 74LS138 130 CHƯƠNG 5: VI MẠCH SỐ 2015年1月6日 Bộ nhớ bán dẫn:  RAM (Random Access Memory):Tốc độ truy cập nhanh, lưu trữ liệu tạm thời, liệu bị bị cắt nguồn điện  RAM tĩnh (SRAM)  RAM động (DRAM): SDR SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, …  ROM (Read Only Memory): Lưu trữ chương trình mà nguồn điện cung cấp không bị (xóa)  PROM (Programmable Read-Only Memory)  EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)  EAROM (Electrically Alterable Read-Only Memory)  EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only 131 Memory) [...]... mã BCD thường 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM •Mỗi nhóm 4 bit biểu diễn một chữ số thập phân  decade •Trong mỗi decade, trọng số của 2 bit kế cận nhau hơn kém nhau 2 lần •Trọng số 2 decade kế cận hơn kém 10 lần decade VD: 1001 0110 0010 mã BCD 9 6 2 mã thập phân 20 CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Các phép tính nhị phân •Bù -1: của số nhị phân là một số khi cộng với số nhị phân đã cho thì tổng bằng 1... THỐNG SỐ ĐẾM Các phép tính nhị phân Phép cộng: Số hạng 1 Số hạng 2 0 0 0 1 1 0 1 1 1 VD: 1 Số nhớ 11011 (27) + 10010 (18) 101101 (45) Tổng 0 1 1 0 1 Số nhớ 0 0 0 1 11 10011 (19) + 10111 (23) 101010 (42) 23 CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Các phép tính nhị phân Phép cộng: VD: 10110 + 11001 + 110011 101111 101010 + 110111 24 CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Các phép tính nhị phân Phép trừ: Số bị...CHƯƠNG 1: Đổi số từ hệ thập phân sang hệ S 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM VD: 0.562510 = ?8 0.86510 = ?2 11 CHƯƠNG 1: Đổi bát phân ↔ nhị phân ↔ thập lục phân •Một chữ số bát phân tương đương nhóm ba chữ số nhị phân 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM •Một chữ số thập lục phân tương đương nhóm bốn chữ số nhị phân VD: 2 3 28 10011.0102 1101011.010112 6 B 5 7C.A16... ↔ nhị phân ↔ thập lục phân 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM VD: 100111000.0112 =?16 24.3758=?16 BC1216 =?8 13 CHƯƠNG 1: Hệ nhị phân 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM • Số nhị phân n bit (chữ số) biểu diễn 2n giá trị khác nhau từ 0 đến 2n-1 VD: Số nhị phân 4 bit biểu diễn 16 giá trị từ 0 đến 15 • Bit có trọng số lớn nhất ký hiệu MSB (Most Significant Bit) • Bit có trọng số nhỏ nhất ký hiệu LSB (Least Significant Bit)... THỐNG SỐ ĐẾM Cộng trừ số BCD A+B VD: Si = Ai + Bi Số nhớ do 1 hiệu đính 29 0010 1001 + + 35 0011 0101 64 0101 1110 + 0110 0110 0100 Hiệu đính nếu Si ≥ 10 hay Ci=1: Si = Si + 6 Si+1 = Si+1 + Ci 29 + 37 66 Số nhớ từ 1 decade S0 0010 1001 + 0011 0111 0110 0000 + 0110 0110 0110 30 CHƯƠNG 1: Cộng trừ số BCD VD: Cộng BCD: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM 19 + 59 = ? 36 + 28 = ? 31 CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM... bằng 1 ở các bit Tìm bù -1 bằng cách đổi 0  1, 1  0 •Bù -2 của một số nhị phân bằng số bù -1 cộng thêm 1 vào bit thấp nhất LSB Thập phân Nhị phân Bù -1 17 10001 01110 44 101100 010011 Bù 2 01111 010100 21 CHƯƠNG 1: Các phép tính nhị phân 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Số có dấu: Số dương: MSB = 0, các bit còn lại biểu diễn trị thực Số âm: MSB = 1, các bit còn lại biểu diễn bù -1 hoặc bù -2 VD: +17 :... – + 15 1110 1011 09 0000 1111 + 1010 0000 1001 *Số nhớ của decade cao nhất bị loại bỏ *Số nhớ của decade thấp khi hiệu đính bỏ 33 CHƯƠNG 1: Cộng trừ số BCD VD: Trừ BCD: 57 – 32 = ? 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM 97 – 39 = ? 61 – 18 = ? 34 CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG SỐ ĐẾM A-B VD: Di = Ai - Bi Hiệu đính Di: Di = Di + 6 Ci = 1 Lấy bù kết quả A≤B 2015年1月6日 Cộng trừ số BCD Di = Ai - Bi Không hiệu đính Di Ci = 0 Lấy... thập phân 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM VD: 11011 (27) 1001 (09) – 1001 11 (03) 01001 – 1001 0000 28 CHƯƠNG 1: Các phép tính nhị phân •Cộng trừ số có dấu biểu diễn bù -1, bù -2: -Cộng số nhớ bit lớn nhất MSB vào bit cuối cùng LSB đối với phép cộng của bù -1 -Bỏ số nhớ bit lớn nhất MSB phép cộng của bù -2 111111 VD: 27 – 18 09 011011 + 101101 001000 + 1 001001 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM bỏ 1 1 1 1 1 011011... CHƯƠNG 1: Hệ nhị phân • Một chữ số là 1 bit, 8 bit tạo thành 1 Byte • 1KB (Kilobyte) = 210 Byte = 1024 Byte • 1MB (Megabyte) = 210 KB = 220 Byte • 1GB (GigaByte) 210 MB • BitByteKBMBGBTB VD: 8MB = 223 Byte = 8388608 Byte = 67108864 bit 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM 15 CHƯƠNG 1: Các bộ mã thông dụng Số từ mã = 2n  mã đầy Số từ mã < 2n  mã vơi •Mã nhị phân: mã có trọng số 1,2,4,8,… •Mã quá 3: cộng... Cộng trừ số BCD •A – B = A + (-B): thực hiện phép cộng giữa A và bù của B •Bù của B: decade trọng số nhỏ nhất biểu diễn dạng bù -2 các decade còn lại biểu diễn dạng bù -1 •VD: 29-15=29+(-15) 32 CHƯƠNG 1: 2015年1月6日 HỆ THỐNG SỐ ĐẾM Cộng trừ số BCD A-B VD: A≥B bỏ 1 Di = Ai - Bi Không hiệu đính Di Ci = 1 Di = Ai - Bi Hiệu đính Di: Di = Di + 10 Ci = 0 29 0010 1001 – + 15 1110 1011 14 0001 0100 bỏ 1 Số nhớ