KTS1 c1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP Tp.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ KỸ THUẬT SỐ 30 TIẾT LÝ THUYẾT TS – NGUYỄN MINH NGỌC Lop ck5tlt Nguyen Van Thuong 0916225191 kobe_long1881984@yahoo.com.vn Mục tiêu học phần Sau hoàn tất học phần sinh viên có khả năng: • Nắm vững kỹ thuật điện tử dùng vi mạch số • Có khả phân tích, thiết kế mạch tổ hợp thơng thường mạch số bản, hàm logic, thiết kế hàm logic IC số Tóm tắt nội dung • Trang bị kiến thức kỹ thuật số: hệ đếm, mức logic, đại số Boole, cổng logic bản, chuyển mức logic, mạch logic tổ hợp, loại flip-flop, ghi, đếm, nhớ RAM, ROM • Phương pháp phân tích tổng hợp hàm logic, thiết kế hàm logic IC số Phân bố thời gian Tài liệu học tập: Sách, giáo trình [1]Giáo trình Điện tử số, ĐH Cơng nghiệp TP.HCM Tài liệu tham khảo [1] Bùi Minh Tiêu, Kỹ thuật số, tập 1, Nxb ĐH&THCN, 1977 [2] Huỳnh Đức Thắng, Kỹ thuật số thực hành, Nxb KH&KT, 1997 [3] Nguyễn Thúy Vân, Kỹ thuật số, Nxb KHKT, 1999 [4] John F Wakerly, Digital Design Principles and Practicé, Prentice Hall, 1991 [5] Richard F Tinder, Digital Engineering Design, Prentice Hall, 1991 [6] Ronald J Tocci, Digital System, 5th Ed., Prentice Hall, 1997 Thế hệ 2: Discrete transistors (1955-1965) • Năm 1947, William Shockley, John Bardeen, and Walter Brattain phát minh transistor Thế hệ 3: Integrated circuits (1965-1980) • Năm 1971, Ted Hoff chế tạo Intel 4004 theo đơn đặt hàng công ty Nhật để tạo chip sản xuất calculator Đây vi xử lý với 2400 transistor (microprocessor, processoron-a-chip) • bít liệu, 12 bit địa Hệ thống tương tự - hệ thống số Many systems use a mix of analog and digital electronics to CDtake drive advantage of each technology A typical CD player accepts digital data from the CD drive and converts it to an analog signal for amplification 10110011101 Digital-to-analog Linearamplifier Digital data converter Analog reproduction ofmusicaudio signal Speaker Sound waves Thế hệ 2: Discrete transistors (1955-1965) • Năm 1947, William Shockley, John Bardeen, and Walter Brattain phát minh transistor Thế hệ 3: Integrated circuits (1965-1980) • Năm 1971, Ted Hoff chế tạo Intel 4004 theo đơn đặt hàng công ty Nhật để tạo chip sản xuất calculator Đây vi xử lý với 2400 transistor (microprocessor, processor-on-a-chip) • bít liệu, 12 bit địa 10 1 1 0 c Phép nhân: 1 0 0 0 0 1 1 0 1 d Pheùp chia: 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 31 Mã nhò phân: Từ mã: tổ hợp nhò phân sử dụng loại mã nhò phân a Mã nhò phân cho số thập phân (BCD – Binary Coded Decimal) Số BCD BCD thập phân (8 1) (2 1) 0000 0000 0001 0001 0010 0010 0011 0011 0100 0100 0101 1011 0110 1100 0111 1101 1000 1110 1001 1111 BCD quaù 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 Maõ 10 0000000001 0000000010 0000000100 0000001000 0000010000 0000100000 0001000000 0010000000 0100000000 0 0 0 0320 b Mã Gray: mã nhò phân mà giá trò liên tiếp có tổ hợp bit biểu diễn khác bit Giá trò Binary 000 001 010 011 100 Gray 000 001 011 010 110 Đổi từ Binary sang Gray Đổi từ Gray sang Binary 1 1 1 0 1 0 Gray: 1 1 Gray: 0 33 c Mã LED đoạn: Giá trò a f g e b c d a b c d e f g 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 d Mã n: mã nhò phân n bit có từ mã có bit (hoặc 0) n-1 bit lại (hoặc 1) Mã 4: 0 0 0 0 0 0 hoaëc 1 1 1 1 1 1 34 d Mã ký tự ASCII: (Cột) b6 b5 b4 (Haøng) b3b2b1b Hex 000 001 010 011 100 101 110 111 NUL SOH STX ETX EOT ENQ ACK BEL BS HT LF VT FF CR SO SI DLE DC1 DC2 DC3 DC4 NAK SYN ETB CAN EM SUB ESC FS GS RS US SP ! ” # $ % & ’ ( ) * + , / : ; < = > ? @ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _ ` a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z { | } 35 ~ DEL 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 A B C D E F III Số nhò phân có dấu : Biểu diễn số có dấu: a Số có dấu theo biên độ (Signed_Magnitude): - Bit MSB bit dấu: số dương số âm, bit lại biểu diễn giá trò độ lớn + 13 : 01101 - 13 : 11101 - Phạm vi biểu diễn: - (2n-1 – 1) ÷ + (2n-1 – 1) 36 b Số bù_1 (1’s Complement): - Số bù_1 số nhò phân N có chiều dài n bit Bù_1 (N) = 2n – – N Buø_1 (1 0 1) = 24 - - 0 = 1111 - 1001 = 0110 - Có thể lấy Bù_1 số nhò phân cách lấy đảo bit (0 thành thành 0) - Biểu diễn số có dấu bù_1: * Số có giá trò dương: bit dấu = 0, bit lại biểu diễn độ lớn * Số có giá trò âm: lấy bù_1 số dương có độ lớn - Phạm vi biểu diễn - (2n-1 – 1) ÷ + (2n-1 – 1) 37 c Số bù_2 (2’s Complement): - Số bù_2 số nhò phân N có chiều dài n bit có n bit Bù_2 (N) = 2n – N = Buø_1 (N) + Buø_2 (1 0 1) = 24 - 1001 = 10000 - 1001 = 0111 Bù_2 (1 0 1) = Buø_1 (1 0 1) + = 0110 +1 = 0111 38 - Biểu diễn số có dấu bù_2: * Số có giá trò dương: bit dấu = 0, bit lại biểu diễn độ lớn * Số có giá trò âm: lấy bù_2 số dương có độ lớn - Phạm vi biểu diễn số nhò phân có dấu n bit - (2n-1 ) Giá trò dương 000 = 001 = + 010 = + 011 = + ÷ + (2n-1 - 1) Giá trò âm 100 = - 101 = - 110 = - 111 = - 39 - Để tìm giá trò số âm: ta lấy bù_2 nó; nhận số dương có biên độ Số âm Bù_2 15 0 có giá trò : -……… (1 0 1) = 0 1 1 : + 15 - Mở rộng chiều dài bit số có dấu: số dương thêm bit số âm thêm bit vào trước -3 : 101 = 11101 - Lấy bù_2 hai lần số số - Giá trò -1 biểu diễn … 11 (n bit 1) - Giá trò -2n biểu diễn 0 0 (n bit 0) - 32 = - 25 : 0 0 40 Các phép toán cộng trừ số có dấu: - Thực giống số không dấu - Thực toán hạng có chiều dài bit, kết có số bit - Kết nằm phạm vi biểu diễn số có dấu (nếu kết sai cần mở rộng chiều daøi bit) -6 : + +3 : -3 : 1010 0011 1101 +4 : 0100 + +5 : 0101 - : 0 (Kq sai) -2 : + -5 : -7 : 1110 1011 1001 00100 00101 01001 :+9 (Kq đú41ng) -6 : -2 : -4 : 1010 1110 1100 -7 : 1001 +5 : 0101 + : 0 (Kq sai) +2 : -5 : +7 : 0010 1011 0111 11001 00101 1 0 : - 12 (Kq đúng) 42 Trừ với số bù_2: A – B = A + Bù_2 (B) * Trừ với số dấu : 13 : -7 : 0110 1101 buø_2: 0110 + 0011 1001 bù_2: 1010 + 0011 1101 * Trừ với số có dấu -6 : -3 : -3 : 1010 1101 43 IV Cộng trừ số BCD: A+ B S= A+B D=A–B A-B =A+ Bù_2(B) (Kết bỏ bit Cn) Nếu tổng Si ≥ 10 có bit nhớ Ci = 1, hiệu đính Si : Si = Si + vaø Si+1 = Si+1 + Ci Cn = 1: kết Nếu Ci = không hiệu đính số dương Nếu Ci = hiệu ñính Di : (A≥B) D = D + 10 i i Cn = 0: kết Nếu Ci = hiệu đính Di : số âm (AB) Di = Di + Lấy bù kết Nếu C = không hiệu đính i 29 : 0 1 0 + 55 : 1 1 0111 1110 0110 84 : 0 0 0 28 : 0 1 0 + 19 : 0 1 0 0100 0001 0110 47 : 0 1 44 29 : 0 55 : 1 1001 0101 0010 1001 + 1010 1011 1101 0100 0110 -26 : 1 1 0010 0110 45