Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 1: Một số khái niệm mở đầu - Đặng Ngọc Khoa

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 1: Một số khái niệm mở đầu - Đặng Ngọc Khoa

1. KỸ THUẬT SỐ (Digital Electronics) Th.S Đặng NgọcKhoa Khoa Điện-ĐiệnTử 1 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 11: Thiếtbị nhớ 2 1
2. Giáo 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-Hall 3 Chương 1 Mộtsố khái niệmmởđầu Th.S Đặng NgọcKhoa Khoa Điện-ĐiệnTử 4 2
3. Mô tả số học „ Tín hiệuanalog (tương tự) là tín hiệucó giá trị thay đổimộtcáchliêntục „ Tín hiệudigital (số) là tín hiệucógiátrị thay đổitheonhững bướcrờirạc. „ Analog == Tương tự. „ Digital == Rờirạc (step by step) 5 Tín hiệu analog và digital Tín hiệu analog Tín hiệudigital 6 3
4. Ví dụ 1.1 „ Những đạilượng sau đây là analog hay digital? „ Công tắc 10 trạng thái Digital „ Dòng ngõ ra củamột thiếtbịđiện. Analog „ Nhiệt độ phòng. Analog „ Tốc độ củamộtmôtơđiện. Analog „ Nút điềuchỉnh âm thanh củaradio. Analog 7 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 8 4
5. Ưu 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 thểđượctíchhợpvào trong mộtIC. 9 Hạnchế củakỹ thuậtsố „ Trong thựctế phầnlớncácđạilượng là analog. „ Để xử lý tín hiệuanalog, hệ thống cần thựchiệntheobabướcsau: „ Biến đổitínhiệu analog ngõ vào thành tín hiệusố (analog-to-digital converter, ADC) „ Xử lý thông tin số „ Biến đổitínhiệudigital ở ngõ ra thành tín hiệu analog (digital-to-analog converter,DAC) 10 5
6. Mộtsố ví dụ về hệ thống số 11 Hệ thống điềukhiểnnhiệt độ 12 6
7. Đĩa CD (Compact Disk) „ Âm thanh củacácnhạccụ và tiếng hát sẽ tạoramộttínhiệu điệnápanalog trong microphone. „ Tín hiệu analog này sẽđượcbiến đổi thành dạng số. „ Thông tin số sẽđượclưutrữ trong đĩaCD „ Trong quá trình playback, máy CD nhận thông tin số từđĩaCD vàbiến đổi thành tín hiệu analog, sau đókhuếch đạivàđưa ra loa. 13 Lựachọngiữa digital & analog „ Hệ thống số phảithêmvào2 bộ ADC và DAC (phứctạp, tốnkém) „ Hệ thống số yêu cầuthêmthờigiancho các quá trình biến đổi(hạnchế tốc độ) „ Trong phầnlớncácứng dụng, hệ thống số thường được ưutiênứng dụng do các ưu điểmcủanó. „ Mạch analog đượcsử dụng dễ dàng cho quá trình khuếch đạitínhiệu. Kếthợpgiữa analog và digital 14 7
8. Giá trịđiệnáptrongDigital „ Binary 1: Điệnáptừ 2V đến5V „ Binary 0: Điệnáptừ 0V đến0.8V „ Not used: Điệnáptừ 0.8V đến2V, vùng này có thể gây ra lỗitrongmạch số. 15 Mạch số „ Mạch số phải đượcthiếtkếđểđiệnáp ngõ ra nằmtrongkhoảng logic 0 hoặc logic 1 „ Mộtmạch số làm việcvớicácgiátrị ngõ vào là logic 0 hoặc 1 mà không quan tâm đếngiátrịđiệnápthựctế. „ Mỗimộtmạch số tuân theo mộttậphợp các quy luậtlogic nhất định. 16 8
9. Mạch số tích hợp „ Phầnlớncácmạch sốđượctíchhợptrong IC. „ Mộtsố kỹ thuậtchế tạoIC „ TTL „ CMOS „ Những họ IC này sẽđược đề cậptrong chương 8. 17 Truyềnsong song& nốitiếp „ Truyềnsong song „ Truyềnnốitiếp 18 9
10. Bộ nhớ 19 Bộ nhớ „ Trạng thái củamạch có thểđượclưutrữ sau khi chấmdứttínhiệu ngõ vào. „ Thuộctínhlưugiátrị củanótương ứng vớithiếtbị nhớ nên đượcgọilàbộ nhớ (memory) „ Bộ nhớ thường đượclàmtừ các mạch Latches (chốt) hoặc Flip-Flop. 20 10
11. Các phần chính củamáytính 21 Câu hỏi? 22 11