Kỹ thuật số Digital Electronis - Chương 1

Kỹ thuật số là môn học nghiên cứu về các mức logic số phương pháp biểu diễn tối thiểu hoá bài toán về tín hiệu số, nghiên cứu các mạch số cơ bản: mạch tổ hợp, mạch dãy.

11KỸ THUẬT SỐ(Digital Electronics)Th.S Đặng NgọcKhoaKhoa Điện-ĐiệnTử2Nộidung mônhọcChương 1: Mộtsố khái niệmmởđầuChương 2: Hệ thống sốChương 3: Các cổng logic và đạisố BooleanChương 4: Mạch logicChương 5: Flip-FlopChương 6: Mạch số họcChương 7: BộđếmvàthanhghiChương 8: Đặc điểmcủacácIC sốChương 9: Các mạch số thường gặpChương 10: Kếtnốivớimạch tương tựChương 11: Thiếtbị nhớ 23Giáo trình và tài liệuthamkhảoBài giảng –Th.SĐặng NgọcKhoaKỹ thuậtsố -Nguyễn Thúy Vân, NXB.KHKTKỹ thuậtsố 1 -NguyễnNhư Anh, NXB. ĐHQGDigital Systems: Principles and Applications –Ronald J.Tocci, Prentice-Hall4Chương 1Mộtsố khái niệmmởđầuTh.S Đặng NgọcKhoaKhoa Điện-ĐiệnTử 35Mô tả số họcTín hiệuanalog (tương tự) là tín hiệucógiá trị thay đổimộtcáchliêntụcTín hiệudigital (số) là tín hiệucógiátrịthay đổitheonhững bướcrờirạc.Analog == Tương tự.Digital == Rờirạc (step by step)6Tín hiệu analog và digitalTín hiệu analog Tín hiệudigital 47Những đạilượng sau đây là analog hay digital?Công tắc 10 trạng tháiDòng ngõ ra củamột thiếtbịđiện.Nhiệt độ phòng.Tốc độ củamộtmôtơđiện.Nút điềuchỉnh âm thanh củaradio.Ví dụ 1.1DigitalAnalogAnalogAnalogAnalog8Hệ thống sốHệ thống số là mộtkếthợpcủacácthiếtbịđượcthiếtkếđểlàm việcvớicácđạilượng vậtlýđượcmiêutả dướidạng số.Ví dụ: máyvi tính, máytínhtay, cácthiếtbị audio/video số, điệnthoạisố, truyềnhình kỹ thuậtsố… 59Ưu điểmcủakỹ thuậtsốNhìn chung, hệ thống số dễ thiếtkế.Các thông tin đượclưutrữ dễ dàng.Độ chính xác cao.Có thể lập trình hoạt động củahệ thống.Các mạch số ít bịảnh hưởng bởi nhiễu.Nhiềumạch số có thểđượctíchhợpvàotrong mộtIC.10Hạnchế củakỹ thuậtsốTrong thựctế phầnlớncácđạilượng làanalog.Để xử lý tín hiệuanalog, hệ thống cầnthựchiệntheobabướcsau:Biến đổitínhiệu analog ngõ vào thành tínhiệusố (analog-to-digital converter, ADC)Xử lý thông tin sốBiến đổitínhiệudigital ở ngõ ra thành tínhiệu analog (digital-to-analog converter,DAC) 611Mộtsố ví dụ về hệ thống số12Hệ thống điềukhiểnnhiệt độ 713Đĩa CD (Compact Disk)Âm thanh củacácnhạccụ và tiếng hát sẽtạoramộttínhiệu điệnápanalog trongmicrophone.Tín hiệu analog này sẽđượcbiến đổithành dạng số.Thông tin số sẽđượclưutrữ trong đĩaCDTrong quá trình playback, máy CD nhậnthông tin số từđĩaCD vàbiến đổi thànhtín hiệu analog, sau đókhuếch đạivàđưara loa.14Lựachọngiữa digital & analogHệ thống số phảithêmvào2 bộ ADC vàDAC (phứctạp, tốnkém)Hệ thống số yêu cầuthêmthờigianchocác quá trình biến đổi(hạnchế tốc độ)Trong phầnlớncácứng dụng, hệ thốngsố thường được ưutiênứng dụng do cácưu điểmcủanó.Mạch analog đượcsử dụng dễ dàng choquá trình khuếch đạitínhiệu.Kếthợpgiữa analog và digital 815Giá trịđiệnáptrongDigitalBinary 1: Điệnáptừ 2V đến5VBinary 0: Điệnáptừ 0V đến0.8VNot used: Điệnáptừ 0.8V đến2V, vùngnày có thể gây ra lỗitrongmạch số.16Mạch sốMạch số phải đượcthiếtkếđểđiệnápngõ ra nằmtrongkhoảng logic 0 hoặclogic 1Mộtmạch số làm việcvớicácgiátrị ngõvào là logic 0 hoặc 1 mà không quan tâmđếngiátrịđiệnápthựctế.Mỗimộtmạch số tuân theo mộttậphợpcác quy luậtlogic nhất định. 917Mạch số tích hợpPhầnlớncácmạch sốđượctíchhợptrongIC.Mộtsố kỹ thuậtchế tạoICTTLCMOSNhững họ IC này sẽđược đề cậptrongchương 8.18Truyềnsong songTruyềnnốitiếpTruyềnsong song& nốitiếp 1019Bộ nhớ20Bộ nhớTrạng thái củamạch có thểđượclưutrữsau khi chấmdứttínhiệu ngõ vào.Thuộctínhlưugiátrị củanótương ứngvớithiếtbị nhớ nên đượcgọilàbộ nhớ(memory)Bộ nhớ thường đượclàmtừ các mạchLatches (chốt) hoặc Flip-Flop. [...].. .1 1 KỸ THUẬT SỐ (Digital Electronics) Th.S Đặng NgọcKhoa Khoa Điện-ĐiệnTử 2 Nộidung mônhọc  Chương 1: Mộtsố khái niệmmởđầu  Chương 2: Hệ thống số  Chương 3: Các cổng logic và đạisố Boolean  Chương 4: Mạch logic  Chương 5: Flip-Flop  Chương 6: Mạch số học  Chương 7: Bộđếmvàthanhghi  Chương 8: Đặc điểmcủacácIC số  Chương 9: Các mạch số thường gặp  Chương 10 : Kếtnốivớimạch tương tự  Chương. .. tương tự  Chương 11 : Thiếtbị nhớ 4 7  Những đạilượng sau đây là analog hay digital?  Công tắc 10 trạng thái  Dịng ngõ ra củamột thiếtbịđiện.  Nhiệt độ phịng.  Tốc độ củamộtmơtơđiện.  Nút điềuchỉnh âm thanh củaradio. Ví dụ 1. 1 Digital Analog Analog Analog Analog 8 Hệ thống số  Hệ thống số là mộtkếthợpcủacácthiết bịđượcthiếtkếđểlàm việcvớicácđại lượng vậtlýđượcmiêutả dướidạng số.  Ví dụ: máyvi... 1. 1 Digital Analog Analog Analog Analog 8 Hệ thống số  Hệ thống số là mộtkếthợpcủacácthiết bịđượcthiếtkếđểlàm việcvớicácđại lượng vậtlýđượcmiêutả dướidạng số.  Ví dụ: máyvi tính, máytínhtay, cácthiết bị audio/video số, điệnthoạisố, truyền hình kỹ thuậtsố… . 11 KỸ THUẬT SỐ (Digital Electronics)Th.S Đặng NgọcKhoaKhoa Điện-ĐiệnTử2Nộidung mônhọc Chương 1: Mộtsố khái niệmmởđầu Chương 2: Hệ thống số Chương. tínhiệusố (analog-to -digital converter, ADC)Xử lý thông tin số Biến đổitínhiệudigital ở ngõ ra thành tínhiệu analog (digital- to-analog converter,DAC) 611 Mộtsố