Giáo trình Điện tử số - Học viện CN Bưu chính Viễn thông

Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang và sẽ tiếp tục đợc

ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuật

cũng như đời sống xã hội.

Việc xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số. Bởi

vậy việc hiểu sâu sắc về điện tử số là điều không thể thiếu được đối với kỹ sư điện tử hiện nay.

Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số không phải chỉ riêng đối với các kỹ sư điện tử mà còn đối với

nhiều cán bộ kỹ thuật chuyên ngành khác có sử dụng các thiết bị điện tử.

Tài liệu này giới thiệu một cách hệ thống các phần tử cơ bản trong các mạch điện tử số kết

hợp với các mạch điển hình, giải thích các khái niệm cơ bản về cổng điện tử số, các phương pháp

phân tích và thiết kế mạch logic cơ bản.

Tài liệu bao gồm các kiến thức cơ bản về mạch cổng logic, cơ sở đại số logic, mạch logic tổ

hợp, các trigơ, mạch logic tuần tự, các mạch phát xung và tạo dạng xung, các bộ nhớ thông dụng.

Đặc biệt là trong tài liệu này có bổ xung thêm phần logic lập trình và ngôn ngữ mô tả phần cứng

VHDL. Đây là ngôn ngữ phổ biến hiện nay dùng để tạo mô hình cho các hệ thống kỹ thuật số. Tất

cả gồm 9 chương. Trước và sau mỗi chương đều có phần giới thiệu và phần tóm tắt để giúp người

học dễ nắm bắt kiến thức hơn. Các câu hỏi ôn tập để người học kiểm tra mức độ nắm kiến thức

sau khi học mỗi chương. Trên cơ sở các kiến thức căn bản, tài liệu đã cố gắng tiếp cận các vấn đề

hiện đại, đồng thời liên hệ với thực tế kỹ thuật.

Tài liệu gồm có 9 chương được bố cục như sau:

Chương 1: Hệ đếm

Chương 2: Đại số Boole và các phương pháp biểu diễn hàm

Chương 3: Cổng logic TTL và CMOS

Chương 4: Mạch logic tổ hợp.

Chương 5: Mạch logic tuần tự.

Chương 6: Mạch phát xung và tạo dạng xung.

Chương 7: Bộ nhớ bán dẫn.

Chương 8: Logic lập trình.

Chương 9 : Ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL.

Do thời gian có hạn nên tài liệu này không tránh khỏi thiếu sót, rất mong người đọc góp ý.

Các ý kiến xin gửi về Khoa Kỹ thuật Điện tử 1- Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông.

pdf 246 trang Bích Ngọc 04/01/2024 220
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Điện tử số - Học viện CN Bưu chính Viễn thông", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Điện tử số - Học viện CN Bưu chính Viễn thông

Giáo trình Điện tử số - Học viện CN Bưu chính Viễn thông
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
ĐIỆN TỬ SỐ 
(Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa) 
Lưu hành nội bộ 
HÀ NỘI - 2006 
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
ĐIỆN TỬ SỐ 
 Biên soạn : ThS. TRẦN THỊ THÚY HÀ 
 1
LỜI GIỚI THIỆU 
Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang và sẽ tiếp tục đợc 
ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuật 
cũng như đời sống xã hội. 
Việc xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số. Bởi 
vậy việc hiểu sâu sắc về điện tử số là điều không thể thiếu được đối với kỹ sư điện tử hiện nay. 
Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số không phải chỉ riêng đối với các kỹ sư điện tử mà còn đối với 
nhiều cán bộ kỹ thuật chuyên ngành khác có sử dụng các thiết bị điện tử. 
Tài liệu này giới thiệu một cách hệ thống các phần tử cơ bản trong các mạch điện tử số kết 
hợp với các mạch điển hình, giải thích các khái niệm cơ bản về cổng điện tử số, các phương pháp 
phân tích và thiết kế mạch logic cơ bản. 
Tài liệu bao gồm các kiến thức cơ bản về mạch cổng logic, cơ sở đại số logic, mạch logic tổ 
hợp, các trigơ, mạch logic tuần tự, các mạch phát xung và tạo dạng xung, các bộ nhớ thông dụng. 
Đặc biệt là trong tài liệu này có bổ xung thêm phần logic lập trình và ngôn ngữ mô tả phần cứng 
VHDL. Đây là ngôn ngữ phổ biến hiện nay dùng để tạo mô hình cho các hệ thống kỹ thuật số. Tất 
cả gồm 9 chương. Trước và sau mỗi chương đều có phần giới thiệu và phần tóm tắt để giúp người 
học dễ nắm bắt kiến thức hơn. Các câu hỏi ôn tập để người học kiểm tra mức độ nắm kiến thức 
sau khi học mỗi chương. Trên cơ sở các kiến thức căn bản, tài liệu đã cố gắng tiếp cận các vấn đề 
hiện đại, đồng thời liên hệ với thực tế kỹ thuật. 
Tài liệu gồm có 9 chương được bố cục như sau: 
Chương 1: Hệ đếm 
Chương 2: Đại số Boole và các phương pháp biểu diễn hàm 
Chương 3: Cổng logic TTL và CMOS 
Chương 4: Mạch logic tổ hợp. 
Chương 5: Mạch logic tuần tự. 
Chương 6: Mạch phát xung và tạo dạng xung. 
Chương 7: Bộ nhớ bán dẫn. 
Chương 8: Logic lập trình. 
Chương 9 : Ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL. 
Do thời gian có hạn nên tài liệu này không tránh khỏi thiếu sót, rất mong người đọc góp ý. 
Các ý kiến xin gửi về Khoa Kỹ thuật Điện tử 1- Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông. 
Xin trân trọng cảm ơn. 
Chương 1: Hệ đếm 
 2 
CHƯƠNG 1: HỆ ĐẾM 
GIỚI THIỆU 
Khi nói đến số đếm, người ta thường nghĩ ngay đến hệ thập phân với 10 chữ số được ký 
hiệu từ 0 đến 9. Máy tính hiện đại không sử dụng số thập phân, thay vào đó là số nhị phân với hai 
ký hiệu là 0 và 1. Khi biểu diễn các số nhị phân rất lớn, người ta thay nó bằng các số bát phân 
(Octal) và thập lục phân (HexaDecimal). 
Đếm số lượng của các đại lượng là một nhu cầu của lao động, sản xuất. Ngừng một quá 
trình đếm, ta được một biểu diễn số. Các phương pháp đếm và biểu diễn số được gọi là hệ đếm. 
Hệ đếm không chỉ được dùng để biểu diễn số mà còn là công cụ xử lý. 
Có rất nhiều hệ đếm, chẳng hạn như hệ La Mã, La Tinh ... Hệ đếm vừa có tính đa dạng vừa 
có tính đồng nhất và phổ biến. Mỗi hệ đếm có ưu điểm riêng của nó nên trong kĩ thuật số sẽ sử 
dụng một số hệ để bổ khuyết cho nhau. 
Trong chương này không chỉ trình bày các hệ thập phân, hệ nhị phân, hệ bát phân, hệ thập 
lục phân và còn nghiên cứu cách chuyển đổi giữa các hệ đếm. Chương này cũng đề cập đến số nhị 
phân có dấu và khái niệm về dấu phẩy động. 
NỘI DUNG 
1.1. BIỂU DIỄN SỐ 
Nguyên tắc chung của biểu diễn là dùng một số hữu hạn các ký hiệu ghép với nhau theo qui 
ước về vị trí. Các ký hiệu này thường được gọi là chữ số. Do đó, người ta còn gọi hệ đếm là hệ 
thống số. Số ký hiệu được dùng là cơ số của hệ ký hiệu là r. Giá trị biểu diễn của các chữ khác 
nhau được phân biệt thông qua trọng số của hệ. Trọng số của một hệ đếm bất kỳ sẽ bằng ri, với i 
là một số nguyên dương hoặc âm. 
Bảng 1.1 là liệt kê tên gọi, số ký hiệu và cơ số của một vài hệ đếm thông dụng. 
 Tên hệ đếm Số ký hiệu Cơ số (r) 
Hệ nhị phân (Binary) 
Hệ bát phân (Octal) 
Hệ thập phân (Decimal) 
Hệ thập lục phân (Hexadecimal) 
0, 1 
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F 
2 
8 
10 
16 
Bảng 1.1 
Người ta cũng có thể gọi hệ đếm theo cơ số của chúng. Ví dụ: Hệ nhị phân = Hệ cơ số 2, Hệ 
thập phân = Hệ cơ số 10... 
Chương 1: Hệ đếm 
 3
Dưới đây, ta sẽ trình bày tóm tắt một số hệ đếm thông dụng. 
1.1.1 Hệ thập phân 
Các ký hiệu của hệ như đã nêu ở bảng 1.1. Khi ghép các ký hiệu với nhau ta sẽ được một 
biểu diễn. Ví dụ: 1265,34 là biểu diễn số trong hệ thập phân: 
3 2 1 0 1 21265.34 1 10 2 10 6 10 5 10 3 10 4 10− −= × + × + × + × + × + × 
Trong phân tích trên, n10 là trọng số của hệ; các hệ số nhân chính là ký hiệu của hệ. Như 
vậy, giá trị biểu diễn của một số trong hệ thập phân sẽ bằng tổng các tích của ký hiệu (có trong 
biểu diễn) với trọng số tương ứng. Một cách tổng quát: 
n 1 1 0 1 m
10 n 1 1 0 1 m
m
i
i
n 1
N d 10 ... d 10 d 10 d 10 ... d 10
d 10
− − −− − −
−
−
= × + + × + × + × + + ×
= ×∑ 
trong đó, 10N : biểu diễn bất kì theo hệ 10, 
 d : các hệ số nhân (ký hiệu bất kì của hệ), 
 n : số chữ số ở phần nguyên, 
 m : số chữ số ở phần phân số. 
Ưu điểm của hệ thập phân là tính truyền thống đối với con người. Đây là hệ mà con người 
dễ nhận biết nhất. Ngoài ra, nhờ có nhiều ký hiệu nên khả năng biểu diễn của hệ rất lớn, cách biểu 
diễn gọn, tốn ít thời gian viết và đọc. 
Nhược điểm chính của hệ là do có nhiều ký hiệu nên việc thể hiện bằng thiết bị kỹ thuật sẽ 
khó khăn và phức tạp. 
Biểu diễn số tổng quát: 
Với cơ số bất kì r và d bằng hệ số a tuỳ ý ta sẽ có công thức biểu diễn số chung cho tất cả 
các hệ đếm: 
n 1 1 0 1 m
n 1 1 0 1 m
m
i
i
n 1
N a r ... a r a r a r ... a r
a r
− − −− − −
−
−
= × + + × + × + × + + ×
= ×∑ 
Trong một số trường hợp, ta phải thêm chỉ số để tránh nhầm lẫn giữa biểu diễn của các hệ. 
Ví dụ: 10 8 1636 , 36 , 36 . 
1.1.2 Hệ nhị phân 
1.1.2.1. Tổ chức hệ nhị phân 
Hệ nhị phân (Binary number system) còn gọi là hệ cơ số hai, gồm chỉ hai ký hiệu 0 và 1, cơ 
số của hệ là 2, trọng số của hệ là 2n. Cách đếm trong hệ nhị phân cũng tương tự như hệ thập phân. 
Khởi đầu từ giá trị 0, sau đó ta cộng liên tiếp thêm 1 vào kết quả đếm lần trước. Nguyên tắc cộng 
nhị phân là : 0 + 0 = 0, 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 10 (102 = 210). 
Chương 1: Hệ đếm 
 4 
Trong hệ nhị phân, mỗi chữ số chỉ lấy 2 giá trị hoặc 0 hoặc 1 và được gọi tắt là "bit". Như 
vậy, bit là số nhị phân 1 chữ số. Số bit tạo thành độ dài biểu diễn của một số nhị phân. Một số nhị 
phân có độ dài 8 bit được gọi 1 byte. Số nhị phân hai byte gọi là một từ (word). Bit tận cùng bên 
phải gọi là bit bé nhất (LSB – Least Significant Bit) và bit tận cùng bên trái gọi là bit lớn nhất 
(MSB - Most Significant Bit). 
Biểu diễn nhị phân dạng tổng quát : 
2 n 1 n 2 1 0 1 2 mN b b ....b b .b b ....b− − − − −= 
Trong đó, b là hệ số nhân của hệ. Các chỉ số của hệ số đồng thời cũng bằng lũy thừa của 
trọng số tương ứng. Ví dụ : 
 1 1 0. 0 0 → số nhị phân phân số 
2 1 0 1 22 2 2 2 2− − → trọng số tương ứng. 
Các giá trị 210 = 1024 được gọi là 1Kbit, 220 = 1048576 - Mêga Bit ... 
Ta có dạng tổng quát của biểu diễn nhị phân như sau: 
n 1 1 0 1 m
2 n 1 1 0 1 m
m
i
i
n 1
N b 2 ... b 2 b 2 b 2 ... b 2
b 2
− − −
− − −
−
−
= × + + × + × + × + + ×
= ×∑ 
Trong đó, b là hệ số nhân lấy các giá trị 0 hoặc 1. 
1.1.2.2. Các phép tính trong hệ nhị phân 
a. Phép cộng 
Qui tắc cộng hai số nhị phân 1 bit đã nêu ở trên. 
b. Phép trừ 
Qui tắc trừ hai bit nhị phân cho nhau như sau : 
0 - 0 = 0 ; 1 - 1 = 0 ; 1 - 0 = 1 ; 10 - 1 = 1 (mượn 1) 
Khi trừ nhiều bit nhị phân, nếu cần thiết ta mượn bit kế tiếp có trọng số cao hơn. Lần trừ kế 
tiếp lại phải trừ thêm 1. 
c. Phép nhân 
Qui tắc nhân hai bit nhị phân như sau: 
0 x 0 = 0 , 0 x 1 = 0 , 1 x 0 = 0 , 1 x 1 = 1 
Phép nhân hai số nhị phân cũng được thực hiện giống như trong hệ thập phân. 
Chú ý : Phép nhân có thể thay bằng phép dịch và cộng liên tiếp. 
d. Phép chia 
Phép chia nhị phân cũng tương tự như phép chia hai số thập phân. 
Ưu điểm chính của hệ nhị phân là chỉ có hai ký hiệu nên rất dễ thể hiện bằng các thiết bị cơ, 
điện. Các máy vi tính và các hệ thống số đều dựa trên cơ sở hoạt động nhị phân (2 trạng thái). Do 
Chương 1: Hệ đếm 
 5
đó, hệ nhị phân được xem là ngôn ngữ của các mạch logic, các thiết bị tính toán hiện đại - ngôn 
ngữ máy. 
Nhược điểm của hệ là biểu diễn dài, mất nhiều thời gian viết, đọc. 
1.1.3 Hệ bát phân và thập lục phân 
1.1.3.1 Hệ bát phân 
1. Tổ chức của hệ : Nhằm khắc phục nhược điểm của hệ nhị phân, người ta thiết lập các hệ 
đếm có nhiều ký hiệu hơn, nhưng lại có quan hệ chuyển đổi được với hệ nhị phân. Một trong số 
đó là hệ bát phân (hay hệ Octal, hệ cơ số 8). 
Hệ này gồm 8 ký hiệu : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7. Cơ số của hệ là 8. Việc lựa chọn cơ số 8 là 
xuất phát từ chỗ 8 = 23. Do đó, mỗi chữ số bát phân có thể thay thế cho 3 bit nhị phân. 
Dạng biểu diễn tổng quát của hệ bát phân như sau: 
n 1 0 1 m
8 n 1 0 1 m
m
i
i
n 1
N O 8 ... O 8 O 8 ... O 8
O 8
− − −
− − −
−
−
= × + + × + × + + ×
= ×∑ 
Lưu ý rằng, hệ thập phân cũng đếm tương tự và có giải rộng hơn hệ bát phân, nhưng không 
thể tìm được quan hệ n10 2= (với n nguyên). 
2. Các phép tính trong hệ bát phân 
a. Phép cộng 
Phép cộng trong hệ bát phân được thực hiện tương tự như trong hệ thập phân. Tuy nhiên, 
khi kết quả của việc cộng hai hoặc nhiều chữ số cùng trọng số lớn hơn hoặc bằng 8 phải nhớ lên 
chữ số có trọng số lớn hơn kế tiếp. 
b. Phép trừ 
Phép trừ cũng được tiến hành như trong hệ thâp phân. Chú ý rằng khi mượn 1 ở chữ số có 
trọng số lớn hơn thì chỉ cần cộng thêm 8 chứ không phải cộng thêm 10. 
Các phép tính trong hệ bát phân ít được sử dụng. Do đó, phép nhân và phép chia dành lại 
như một bài tập cho người học. 
1.1.3.2 Hệ thập lục phân 
1.Tổ chức của hệ 
Hệ thập lục phân (hay hệ Hexadecimal, hệ cơ số 16). Hệ gồm 16 ký hiệu là 0, 1, 2, 3, 4, 5, 
6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. 
Trong đó, A = 1010 , B = 1110 , C = 1210 , D = 1310 , E = 1410 , F = 1510 . 
Cơ số của hệ là 16, xuất phát từ yếu tố 16 = 24. Vậy, ta có thể dùng một từ nhị phân 4 bit 
(từ 0000 đến 1111) để biểu thị các ký hiệu thập lục phân. Dạng biểu diễn tổng quát: 
Chương 1: Hệ đếm 
 6 
n 1 0 1 m
16 n 1 0 1 m
m
i
i
n 1
N H 16 .... H 16 H 16 .... H 16
H 16
− − −− − −
−
−
= × + + × + × + + ×
= ×∑ 
2. Các phép tính trong hệ cơ số 16 
a. Phép cộng 
Khi tổng hai chữ số lớn hơn 15, ta lấy tổng chia cho 16. Số dư được viết xuống chữ số tổng 
và số thương được nhớ lên chữ số kế tiếp. Nếu các chữ số là A, B, C, D, E, F thì trước hết, ta phải 
đổi chúng về giá trị thập phân tương ứng rồi mới cộng. 
b. Phép trừ 
Khi trừ một số bé hơn cho một số lớn hơn ta cũng mượn 1 ở cột kế tiếp bên trái, nghĩa là 
cộng thêm 16 rồi mới trừ. 
c. Phép nhân 
Muốn thực hiện phép nhân trong hệ 16 ta phải đổi các số trong mỗi thừa số về thập phân, 
nhân hai số với nhau. Sau đó, đổi kết quả về hệ 16. 
1.2. CHUYỂN ĐỔI CƠ SỐ GIỮA CÁC HỆ ĐẾM 
1.2.1. Chuyển đổi từ hệ cơ số 10 sang các hệ khác 
Để thực hiện việc đổi một số thập phân đầy đủ sang các hệ khác ta phải chia ra hai phần: 
phần nguyên và phân số. 
Đối với phần nguyên: ta chia liên tiếp phần nguyên của số thập phân cho cơ số của hệ cần 
chuyển đến, số dư sau mỗi lần chia viết đảo ngược trật tự là kết quả cần tìm. Phép chia dừng lại 
khi kết quả lần chia cuối cùng bằng 0. 
Ví dụ: Đổi số 5710 sang số nhị phân. 
Bước chia được dư 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
57/2 
28/2 
14/2 
7/2 
3/2 
1/2 
28 
14 
7 
3 
1 
0 
1 
0 
0 
1 
1 
1 
LSB 
MSB 
Viết đảo ngược trật tự, ta có : 5710 = 1110012 
Đối với phần phân số : ta nhân liên tiếp phần phân số của số thập phân với cơ số của hệ cần 
chuyển đến, phần nguyên thu được sau mỗi lần nhân, viết tuần tự là kết quả cần tìm. Phép nhân 
dừng lại khi phần phân số triệt tiêu. 
Ví dụ: Đổi số 57,3437510 sang số nhị phân. 
Chương 1: Hệ đếm 
 7
Phần nguyên ta vừa thực hiện ở ví dụ a), do đó chỉ cần đổi phần phân số 0,375. 
Bước Nhân Kết quả Phần nguyên 
1 
2 
3 
4 
0,375 x 2 
0,75 x 2 
0,5 x 2 
0,0 x 2 
0.75 
1.5 
1.0 
0 
0 
1 
1 
0 
Kết quả : 0,37510 = 0,01102 
Sử dụng phần nguyên đã có ở ví dụ 1) ta có : 57,37510 = 111001.01102 
1.2.2. Đổi một biểu diễn trong hệ bất kì sang hệ thập phân 
Muốn thực hiện phép biến đổi, ta dùng công thức : 
 n 1 0 1 m10 n 1 0 1 mN a r .... a r a r .... a r
− − −− − −= × + + × + × + + × 
Thực hiện lấy tổng vế phải sẽ có kết quả cần tìm. Trong biểu thức trên, ai và r là hệ số và cơ 
số hệ có biểu diễn. 
1.2.3. Đổi các số từ hệ nhị phân sang hệ cơ số 8 và 16 
Vì 8 = 23 và 16 = 24 nên ta chỉ cần dùng một số nhị phân 3 bit là đủ ghi 8 ký hiệu của hệ cơ 
số 8 và từ nhị phân 4 bit cho hệ cơ số 16. 
Do đó, muốn đổi một số nhị phân sang hệ cơ số 8 và 16 ta chia số nhị phân cần đổi, kể từ 
dấu phân số sang trái và phải thành từng nhóm 3 bit hoặc 4 bit. Sau đó thay các nhóm bit đã phân 
bằng ký hiệu tương ứng của hệ cần đổi tới. 
Ví dụ: 
a. Đổi số 110111,01112 sang số hệ cơ số 8 
Tính từ dấu phân số, ta chia số này thành các nhóm 3 bit như sau : 
 110 111 , 011 100 
 ↓ ↓ ↓ ↓ 
 6 7 3 4 
Kết quả: 110111,01112 = 67,348. ( Ta đã thêm 2 số 0 để tiện biến đổi). 
b. Đổi số nhị phân 111110110,011012 sang số hệ cơ số 16 
Ta phân nhóm và thay thế như sau : 
0001 1111 0110 0110 1000 
 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 
 1 F 6 6 8 
Kết quả: 111110110,011012 = 1F6,6816 
Chương 1: Hệ đếm 
 8 
1.3 SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU 
1.3.1 Biểu diễn số nhị phân có dấu 
Có ba phương pháp thể hiện số nhị phân có dấu sau đây. 
1. Sử dụng một bit dấu. Trong phương pháp này ta dùng một bit phụ, đứng trước các bit trị 
số để biểu diễn dấu, ‘0’ chỉ dấu dương (+), ‘1’ chỉ dấu âm (-). 
2. Sử dụng phép bù 1. Giữ nguyên bit dấu và lấy bù 1 các bit trị số (bù 1 bằng đảo của các 
bit cần được lấy bù). 
3. Sử dụng phép bù 2 
Là phương pháp phổ biến nhất. Số dương thể hiện bằng số nhị phân không bù (bit dấu bằng 
0), còn số âm được biểu diễn qua bù 2 (bit dấu bằng 1). Bù 2 bằng bù 1 cộng 1. 
Có thể biểu diễn số âm theo phương pháp bù 2 xen kẽ: bắt đầu từ bit LSB, dịch về bên trái, 
giữ nguyên các bit cho đến gặp bit 1 đầu tiên và lấy bù các bit còn lại. Bit dấu giữ nguyên. 
1.3.2 Các phép cộng và trừ số nhị phân có dấu 
Như đã nói ở trên, phép bù 1 và bù 2 thường được áp dụng để thực hiện các phép tính nhị 
phân với số có dấu. 
1. Biểu diễn theo bit dấu 
a. Phép cộng 
Hai số cùng dấu: cộng hai phần trị số với nhau, còn dấu là dấu chung. 
Hai số khác dấu và số âm có trị số nhỏ hơn: cộng trị số của số dương với bù 1 của số âm. 
Bit tràn được cộng thêm vào kết quả trung gian. Dấu là dấu dương. 
Hai số khác dấu và số âm có trị số lớn hơn: cộng trị số của số dương với bù 1 của số âm. 
Lấy bù 1 của tổng trung gian. Dấu là dấu âm. 
b. Phép trừ. Nếu lưu ý rằng, - (-) = + thì trình tự thực hiện phép trừ trong trường ... THIỆU...................................................................................................................................................... 2 
NỘI DUNG........................................................................................................................................................ 2 
1.1. BIỂU DIỄN SỐ ....................................................................................................................................... 2 
1.2. CHUYỂN ĐỔI CƠ SỐ GIỮA CÁC HỆ ĐẾM ....................................................................................... 6 
1.3 SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU........................................................................................................................ 8 
1.4. DẤU PHẨY ĐỘNG............................................................................................................................... 9 
TÓM TẮT.......................................................................................................................................................... 9 
CÂU HỎI ÔN TẬP.......................................................................................................................................... 10 
CHƯƠNG 2: ĐẠI SỐ BOOLE VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN HÀM............................................ 11 
GIỚI THIỆU CHUNG..................................................................................................................................... 11 
NỘI DUNG...................................................................................................................................................... 12 
2.1 ĐẠI SỐ BOOLE........................................................................................................................................ 12 
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN HÀM BOOLE ............................................................................. 12 
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP RÚT GỌN HÀM.............................................................................................. 14 
2.4 CỔNG LOGIC VÀ CÁC THAM SỐ CHÍNH ....................................................................................... 16 
TÓM TẮT........................................................................................................................................................ 26 
CÂU HỎI ÔN TẬP.......................................................................................................................................... 26 
CHƯƠNG 3: CỔNG LOGIC TTL VÀ CMOS................................................................................................ 29 
GIỚI THIỆU.................................................................................................................................................... 29 
NỘI DUNG...................................................................................................................................................... 30 
3.1. CÁC HỌ CỔNG LOGIC ...................................................................................................................... 30 
3.2. GIAO TIẾP GIỮA CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN TTL-CMOS VÀ CMOS-TTL.............................. 40 
TÓM TẮT........................................................................................................................................................ 43 
CÂU HỎI ÔN TẬP.......................................................................................................................................... 43 
CHƯƠNG 4: MẠCH LOGIC TỔ HỢP ........................................................................................................... 48 
GIỚI THIỆU CHUNG..................................................................................................................................... 48 
NỘI DUNG...................................................................................................................................................... 49 
4.1 KHÁI NIỆM CHUNG............................................................................................................................ 49 
4.2 PHÂN TÍCH MẠCH LOGIC TỔ HỢP ................................................................................................. 50 
4.3 THIẾT KẾ MẠCH LOGIC TỔ HỢP..................................................................................................... 50 
4.4 HAZARD TRONG MẠCH TỔ HỢP .................................................................................................... 51 
4.5. MẠCH MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ .......................................................................................................... 59 
4.6 BỘ HỢP KÊNH VÀ PHÂN KÊNH....................................................................................................... 64 
4.7. MẠCH CỘNG....................................................................................................................................... 66 
Mục lục 
 242
4.8. MẠCH SO SÁNH. ................................................................................................................................67 
4.9. MẠCH TẠO VÀ KIỂM TRA CHẴN LẺ. ............................................................................................68 
4.10. ĐƠN VỊ SỐ HỌC VÀ LOGIC (ALU). ...............................................................................................70 
TÓM TẮT........................................................................................................................................................70 
CÂU HỎI ÔN TẬP..........................................................................................................................................71 
CHƯƠNG 5: MẠCH LOGIC TUẦN TỰ..........................................................................................................75 
GIỚI THIỆU. ...................................................................................................................................................75 
NỘI DUNG......................................................................................................................................................75 
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG VÀ MÔ HÌNH TOÁN HỌC ............................................................................75 
5.2. PHẦN TỬ NHỚ CỦA MẠCH TUẦN TỰ ...........................................................................................76 
5.3. PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ MẠCH TUẦN TỰ. .....................................................................................81 
5.4. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MẠCH TUẦN TỰ. .......................................................................................83 
5.5 MẠCH TUẦN TỰ ĐỒNG BỘ...............................................................................................................90 
5.6. MẠCH TUẦN TỰ KHÔNG ĐỒNG BỘ ..............................................................................................98 
5.7. HIỆN TƯỢNG CHU KỲ VÀ CHẠY ĐUA TRONG MẠCH KHÔNG ĐỒNG BỘ ..........................104 
5.8. MỘT SỐ MẠCH TUẦN TỰ THÔNG DỤNG ...................................................................................108 
TÓM TẮT......................................................................................................................................................116 
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5...................................................................................................................116 
CHƯƠNG 6: MẠCH PHÁT XUNG VÀ TẠO DẠNG XUNG.......................................................................125 
GIỚI THIỆU ..................................................................................................................................................125 
NỘI DUNG....................................................................................................................................................126 
6.1. MẠCH PHÁT XUNG .........................................................................................................................126 
6.2. TRIGƠ SCHMIT.................................................................................................................................129 
6.3. MẠCH ĐA HÀI ĐỢI ..........................................................................................................................130 
6.4. IC ĐỊNH THỜI....................................................................................................................................134 
TÓM TẮT......................................................................................................................................................137 
CÂU HỎI ÔN TẬP........................................................................................................................................137 
CHƯƠNG 7: BỘ NHỚ BÁN DẪN...................................................................................................................141 
GIỚI THIỆU ..................................................................................................................................................141 
NỘI DUNG....................................................................................................................................................141 
7.1. KHÁI NIỆM CHUNG.........................................................................................................................141 
7.2. DRAM .................................................................................................................................................144 
7.3. SRAM..................................................................................................................................................145 
7.3. BỘ NHỚ CỐ ĐỊNH - ROM ................................................................................................................146 
7.4. BỘ NHỚ BÁN CỐ ĐỊNH ...................................................................................................................147 
7.5. MỞ RỘNG DUNG LƯỢNG BỘ NHỚ...............................................................................................151 
TÓM TẮT......................................................................................................................................................152 
CÂU HỎI ÔN TẬP........................................................................................................................................153 
CHƯƠNG 8: LOGIC LẬP TRÌNH (PLD)......................................................................................................155 
GIỚI THIỆU ..................................................................................................................................................155 
Mục lục 
 243
NỘI DUNG.................................................................................................................................................... 156 
8.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LOGIC KHẢ TRÌNH (PLD) ................................................................... 156 
8.2 SPLD................................................................................................................................................... 157 
8.3. CPLD (Complex PLD)....................................................................................................................... 157 
8.4. FPGA................................................................................................................................................... 159 
8.5. SO SÁNH GIỮA CPLD VÀ FPGA.................................................................................................... 161 
8.6. QUY TRÌNH THIẾT KẾ CHO CPLD/FPGA..................................................................................... 161 
TÓM TẮT...................................................................................................................................................... 168 
CHƯƠNG 9: NGÔN NGỮ MÔ TẢ PHẦN CỨNG VHDL ........................................................................... 169 
GIỚI THIỆU.................................................................................................................................................. 169 
NỘI DUNG.................................................................................................................................................... 170 
9.1. GIỚI THIỆU NGÔN NGỮ MÔ TẢ PHẦN CỨNG VHDL ............................................................... 170 
9.2. CẤU TRÚC NGÔN NGỮ CỦA VHDL ............................................................................................. 171 
9.3. CÁC MỨC ĐỘ TRỪU TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔ TẢ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG SỐ.... 199 
TÓM TẮT...................................................................................................................................................... 212 
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 8 VÀ CHƯƠNG 9....................................................................................... 213 
ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI............................................................................................................ 236 
CHƯƠNG 1 ................................................................................................................................................... 236 
CHƯƠNG 2 ................................................................................................................................................... 236 
CHƯƠNG 3 ................................................................................................................................................... 237 
CHƯƠNG 4 ................................................................................................................................................... 237 
CHƯƠNG 5 ................................................................................................................................................... 237 
CHƯƠNG 6 ................................................................................................................................................... 238 
CHƯƠNG 7 ................................................................................................................................................... 238 
CHƯƠNG 8 VÀ CHƯƠNG 9 ....................................................................................................................... 239 
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................................. 240 
MỤC LỤC.......................................................................................................................................................... 241 
ĐIỆN TỬ SỐ 
Mã số : 497DTS210 
Chịu trách nhiệm bản thảo 
TRUNG TÂM ÐÀO TẠO BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 1 

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_dien_tu_so_hoc_vien_cn_buu_chinh_vien_thong.pdf