Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp ®iƯn Nam ®Þnh Lời nói đầu Với thiết bị điện tử làm việc chế độ liên tục, thiết bị làm việc chế độ xung dòng điện điện áp tác dụng lên mạch cách rời rạc theo quy luật Ở thời điểm đóng ngắt điện áp mạch phát sinh trình độ phá hủy chế độ công tác tĩnh mạch Các thiết bị xung số ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật đại : Thông tin, điều khiển, rađa, vơ tuyến truyền hình, máy tính điện tử, điện tử ứng dụng Nội dung môn học kỹ thuật xung số đưa khái ,cơ sở đại số logic, linh kiện mạch điện điện tử số để làm tiền đề cho việc phát triển sâu vào chuyên ngành Lu hµnh néi bé Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp điện Nam định Bài giảng Kü thuËt xung sè Ch¬ng I Các Hệ thống số đếm (6 tiÕt) HƯ thèng sè thËp ph©n (decimal system) .5 Hệ thống số nhị phân (binary system) 1.3 HÖ thèng sè thËp lơc ph©n (hexa system) HƯ thống số bát phân (octal system) Chuyển đổi hệ thống số đếm 10 §ỉi mét sè tõ hƯ thập phân sang hệ nhị phân 10 Đổi số từ hệ nhị phân sang hệ thập phân 11 Đổi số từ hệ thËp ph©n sang hƯ thËp lơc ph©n 12 §ỉi mét sè tõ hƯ thËp lơc ph©n sang hƯ thập phân 13 Chơng II Cơ sở đại sè logÝc (18 tiÕt) 13 Trạng thái logíc mức logíc 13 2.1.1 trạng thái logíc 13 2.1.2 møc logÝc 15 2.1.3 biÕn logÝc vµ hµm logÝc .15 2.1.4 phép toán logíc 16 công thức ®Þnh lý 17 quan hệ số 17 quan hệ biến sè vµ h»ng sè 18 công thức đặc thù có đại số logíc 18 2.2.4 luật hoàn nguyên 18 2.3 c¸c c«ng thøc thêng dïng 19 2.4 Các cổng logic .20 2.4.1 Cổng (OR) 20 2.4.2 Cổng (AND) 21 2.4.3 Cổng đảo (NOT) 22 2.4.4 Cổng đảo (NOR) 23 2.4.5 Cổng đảo (NAND) 24 2.4.6 Cổng đảo loại trừ EX-OR .24 2.4.7 cổng đảo loại trừ EXNOR 25 2.4.8 Cổng đệm (buffer) 25 2.5 Thiết kế mạch logic .26 2.5.1 Các bước thiết kế mạch logic .26 2.5.2 Các ví dụ 26 2.6 phương pháp biểu thị hàm số logic 27 2.6.1 Bảng chân lí 27 2.6.2 Biểu thức hàm số 27 Lu hµnh néi bé Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp ®iƯn Nam ®Þnh 2.6.3 Bảng Karnaugh .27 2.6.4 Sơ đồ logic 28 2.7 Phương pháp tối thiểu hóa hàmlogic .28 2.7.1 PHương pháp tối thiểu hóa cơng thức 28 2.7.2 Dùng bảng karnaugh .29 2.3.2.1.Nguyên tắc 30 Chương : Mạch FLIP –FLOP (FF) 32 3.1 Các khái niệm FF 32 3.2 Mạch FF RS 32 3.3 Mạch FF – JK 33 Mạch FF- T 34 2.5 Mạch FF-D 34 Thanh ghi dịch 35 3.7 Mạch đếm 36 2.7.1 Mạch đếm đồng 36 3.7.2 5.3.2 Mạch đếm không đồng 37 Chương : Các mạch tổ hợp 38 4.1 Khái niệm : .38 4.2 Bộ mã hóa .38 4.2.1 Khái niệm mã hóa 38 4.2.2 Bộ mã hóa nhị phân .39 4.2.3 Bộ mã hóa nhị- thập phân .39 4.3 Mạch giải mã : 41 4.3.1 BỘ giải mã nhị phân 41 4.3.2 Bộ giải mã BCD- thập phân 42 5.1 Các thơng số đặc trưng tín hiệu : .45 5.1.1 Xung .45 5.3 Các phần tử tuyến tính mạch tạo xung 46 5.3 Khóa transistor 47 5.1.4 Khuếch đại thuật toán làm việc chế độ khóa 48 Chương : Các mạch tạo xung dùng TZT OP 48 6.1 Mạch tạo xung đơn dùng TZT 48 6.2 Mạch tạo dãy xung vng góc dùng TZT 50 6.3 Mạch tạo dãy xung vng góc dùng KĐTT .52 6.4 Mạch tạo dãy xung cưa tam giác .55 6.4.1 mạch tạo xung cưa dùng opamp 55 6.4.2 Mạch tạo dãy xung tam giác 56 Chương 57 Các mạch tạo xung dùng Vi mạch số IC555 57 7.1 Mạch phát xung đơn Dùng NAND /NOT 57 Lu hµnh néi bé Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp ®iƯn Nam ®Þnh 7.2 Mạch đa hài phiếm định dùng IC số không điều khiênr 59 7.3 Mạch định thời 555 59 Lu hành nội Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp điện Nam định Bài giảng Kỹ thuật xung số Chơng I Các Hệ thống sè ®Õm (6 tiÕt) Định nghĩa Một hệ thống số bao gồm ký tự định nghĩa phép toán cộng, trừ, nhân, chia Hệ số hệ thống số tổng ký tự có hệ thống số Trong kỹ thuật số có hệ thống số sau đây: Binary, Octal, Decimal, Hexa-decimal Hệ thống số Cơ số Các ký tự có hệ thống Decimal 10 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, , Binary 0, Octal 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, Hexadecimal 16 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, , A, B, C, D, E, F HÖ thèng sè thËp ph©n (decimal system) HƯ thèng sè thËp ph©n dùa sở 10 đầu ngón tay, dùng chữ số (digit) từ ữ để biẻu diễn số đó, số biểu diễn có giá trị lớn ngờ ta quy ớc hàng đơn vị, hàng chục, hàng trăm, hàng nghìn theo công thức tỉng qu¸t: X = an-1.10n – + an-2.10n – ++ a0.100 với a: nhận giá trị từ ữ n: chữ số tự nhên có mặt từ mà Lu hành nội Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp điện Nam định ví dụ: 150 = 1.10 + 5.101 + 0.100 = 100 + 50 + Lu hành nội Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp điện Nam định Hệ thống số nhị phân (binary system) Hệ nhị phân hay hệ đếm số hai dùng hai số 1để biểu diễn số Mỗi số nhị phận đợc gọi bít Nh bít đơn vị thông tin nhỏ nhất, lấy giá trị Hệ nhị phân đợc biểu diễn theo công thức tổng quát X = an-1.2n – + an-2.2n – +………+ a0.20 Trong ®ã a: chØ cã thĨ nhËn mét hai gi¸ trị n: số tự nhiên có mặt từ mà ví dụ : 10101 = 24 + 23 + 22 + 21 + 20 00110 = 24 + 23 + 22 + 21 + 20 Nếu số nhị phân biểu diễn giá trị có bít, bít đợc gäi lµ 1bye 16 bÝt = tõ (1 word) 32 bÝt = tõ dµi (1 long word) 1024 bÝt (210) = 1k 1048576 bÝt (220) = 1M 1.3 Hệ thống số thập lục phân (hexa system) Mà ngời ta dùng chữ số từ đến chữ từ A đến F để biểu diƠn mét hƯ thèng sè víi träng sè cđa hƯ 16 công thức tổng quát nh sau X = an - 1.16n – + an-2.16n – +………+ a0.160 Lu hành nội Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp điện Nam định Với a: nhận giá trị từ đến chữ từ A đến F n: chữ số hexa có mặt từ mà ví dụ : 1B5 = 1.162 + B.161 +5.160 => Nhân bit nhị phân: Lu hµnh néi bé A B AxB 0 0 1 0 1 Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp điện Nam định Hệ thống số bát phân (octal system) Mà ngời ta dùng chữ sè tõ “0” ®Õn “7” ®Ĩ biĨu diƠn mét hƯ thống số với trọng số hệ công thøc tỉng qu¸t nh sau X = an - 1.8n – + an-2.8n – +………+ a0.80 Víi a: nhận giá trị từ đến n: chữ số OCTAL có mặt từ mà Ví dụ: 224 = 2.82+ 2.81 +4.80 Sau bảng tóm tắt hệ thống số Lu hành nội Giáo trình Kỹ thuật xung số Trờng trung cấp điện Nam định Mà decimal sè §ỉi 10 tõ 11 12 13 hƯ 14 15 ®ỉi …… tõ hƯ …… ph©n M· Hexa M· A B C D binary 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 E F …… …… 1110 1111 ……… …… M· octal 10 11 12 13 14 15 16 17 Chuyển đổi hệ thống đếm số hệ thập phân sang nhị phân số thập sang hệ nhị phân ta tiến hành chia liên tiếp số thập phân cho số d (0 )trong lần chia chức số hệ nhị phân tơng ứng ghi theo trật tự ngợc lại ví dụ: Đổi số 2510 sang hệ nhị phân 25/2 = 12 d1 12/2 = d0 6/2 = d0 Lu hµnh néi bé 10 ... Mạch tạo xung đơn dùng TZT 48 6.2 Mạch tạo dãy xung vng góc dùng TZT 50 6.3 Mạch tạo dãy xung vng góc dùng KĐTT .52 6.4 Mạch tạo dãy xung cưa tam giác .55 6.4.1 mạch tạo xung cưa... dùng để biể thị điều có sở quan hệ nhân ki? ??n Mỗi biến số biểu thị ®iỊu ki? ?n ®Ĩ ®iỊu ki? ?n cã thĨ ph¸t sinh ®iỊu ki? ??n có hay không hàm số biểu thị thân ki? ??n phát sinh hay không số biểu thị kí hiệu... tự cổng AND, cổng NAND ta dùng ngã vào làm ngã ki? ??m so? ?t Khi ngã ki? ??m so? ?t = 1, cổng mở cho phép tín hiệu logic ngã vào lại qua cổng bị đảo, ngã ki? ??m sốt = 0, cổng đóng, ngã ln - Khi nối tất ngã