TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Kỹ thuật số là một trong những mô đun cơ sở của nghề Điện tử công nghiệp được biên soạn dựa theo chương trình đào tạo đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử công nghiệp hệ trung cấp. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, thiết bị thực hành của trường, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 75 giờ gồm có: Bài 1 MĐ17-01: Cổng logic Bài 2 MĐ17-02: FLIP – FLOP Bài 3 MĐ17-03: Mạch đếm và thanh ghi Bài 4 MĐ17-04: Mạch logic MSI Bài 5 MĐ17-05: Họ vi mạch TTL – CMOS Bài 6 MĐ17-06: Bộ nhớ Bài 7 MĐ17-07: Kỹ thuật ADC – DAC Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các nghề điện tử dân dụng, cơ điện tử, điện công nghiệp và điện dân dụng. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Đỗ Hữu Hậu 2 MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN. 1 LỜI GIỚI THIỆU. 3 BÀI 1: CỔNG LOGIC.
Các cổng Logic cơ bản. Biểu thức Logic và mạch điện. Đại số Boole và định lý Demorgan. Đơn giản biểu thức logic.
25 BÀI 2: FLIP –FLOP. FF R-S tác động theo xung lệnh. Flip - Flop với ngõ vào Preset và Clear. 34 BÀI 3: MẠCH ĐẾM VÀ THANH GHI.
47 BÀI 4: MẠCH LOGIC MSI. Mạch ghép kênh. Mạch tách kênh. 64 BÀI 5: HỌ VI MẠCH TTL – CMOS.
Cấu trúc và thông số cơ bản của TTL. Cấu trúc và thông số cơ bản của CMOS. Giao tiếp TTL và CMOS. Giao tiếp giữa mạch logic và tải công suất.
82 BÀI 6: BỘ NHỚ. Mở rộng dung lượng bộ nhớ. 96 BÀI 07: KỸ THUẬT ADC – DAC. Mạch chuyển đổi số sang tương tự (DAC).
Mạch chuyển đổi tương tự sang số (ADC). 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 115 3 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: KỸ THUẬT SỐ Mã mô đun: MĐ 17 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun - Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau khi học xong các môn cơ bản như linh kiện điện tử, đo lường điện – điện tử, mạch điện tử… - Tính chất: Là mô đun kỹ thuật cơ sở. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Công nghệ kỹ thuật số đã và đang đóng vai trò quang trọng trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật và công nghệ.
Ngày nay, công nghệ số được ứng dụng rộng rãi và có mặt hầu hết trong các thiết bị dân dụng đến thiết bị công nghiệp, đặc biệt trong các lĩnh vực thông tin liên lạc, phát thanh,. và kỹ thuật số đã và đang được thay thế dần kỹ thuật tương tự Mục tiêu của Mô đun: Sau khi học xong mô đun này học viên có năng lực - Về kiến thức: + Phát biểu được khái niệm về kỹ thuật số, các cổng logic cơ bản. Kí hiệu, nguyên lí hoạt động, bảng sự thật của các cổng logic. + Trình bày được cấu tao, nguyên lý các mạch số thông dụng như: Mạch đếm, mạch đóng ngắt, mạch chuyển đổi, mạch ghi dịch, mạch điều khiển, bộ nhớ, mạch DAC, ADC… - Về kỹ năng: + Lắp ráp, kiểm tra được các mạch số cơ bản trên panel và trong thực tế.
+ Khảo sát, kiểm tra được các mạch số có sẳn trong thực tế. + Thiết kế được các mạch số cơ bản - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và trong thực hiện công việc. Nội dung của mô đun Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên các bài trong mô đun Lý Kiểm TT Tổng số nghiệm, thuyết tra thảo luận, bài tập 1 Bài 1: Cổng logic 8 2 6 1. Hệ thống số và mã số 0.5 Thời gian:2 giờ 2.
Các cổng logic cơ bản 0.25 Thời gian:2 giờ 3. Biểu thức logic và mạch điện 0. Đại số bool và định lý Demorgan 0.5 Thời gian: 1,5giờ 5. Đơn giản biểu thức logic 0.5 Thời gian:2 giờ 6.
Thực hành Thời gian:1 giờ 6 2 Bài 2: Flip - Flop 12 3 9 1.25 Thời gian: 1 giờ 2. FF R-S tác động theo xung lệnh 0.5 Thời gian:1 giờ 4.5 Thời gian:1 giờ 4 5.5 Thời gian:1 giờ 6.5 Thời gian:1 giờ 7. Flip - Flop với ngõ vào Preset và 0.5 Clear Thời gian:1 giờ 8. Thực hành Thời gian:3giờ 9 3 Bài 3: Mạch đếm và thanh ghi 16 2 13 1 1.
Mạch đếm 1 Thời gian: 9 giờ 2. Thanh ghi 1 Thời gian:4 gi 3. Thực hành Thời 13 gian:2 giờ Kiểm tra 1 4 Bài 4: Mạch logic MSI 16 2 14 1.5 Thời gian: 4giờ 2. Mạch giải mã 0.5 Thời gian: 4giờ 3.
Mạch ghép kênh 0.5 Thời gian:4 giờ 4. Mạch tách kênh 0.5 Thời gian:4 giờ 5. Thực hành Thời 14 gian:7 giờ 5 Bài 5: Họ vi mạch TTL - CMOS 8 2 5 1 1. Cấu trúc và thông số cơ bản của 0.5 TTL Thời gian: 2 giờ 2.
Cấu trúc và thông số cơ bản của 0.5 CMOS Thời gian:2 giờ 3. Giao tiếp TTL và CMOS 0. Giao tiếp giữa mạch logic và tải 0.5 công suất Thời gian:2 giờ 5. Thực hành 5 Kiểm tra Thời gian:6 giờ 1 6 Bài 6: Bộ nhớ 4 1.5 Thời gian: 3giờ 2.5 Thời gian: 2giờ 3.
Mở rộng dung lượng bộ nhớ 0.5 Thời gian: 2giờ 4.5 Thời gian: 1giờ 7 Bài 7: Kỹ thuật ADC - DAC 11 2. Mạch chuyển đổi số - tương tự 1.5 (DAC) Thời gian:3 giờ 2. Mạch chuyển đổi tương tự - số 1 (ADC) Thời gian:3 giờ 3.5 Kiểm tra 1 Cộng 75 15 57 03 5 BÀI 1: CỔNG LOGIC Mã Bài: MĐ17- 01 Giới thiệu: Trong khoa học, công nghệ hay cuộc sống đời thường, ta thường xuyên phải tiếp xúc, xử lý số lượng rất nhiều. Số lượng có thể đo, quản lý, ghi chép, tính toán nhằm giúp cho các xử lý, ước đoán trở nên ít phức tạp hơn.
Mục tiêu: - Trình bày được cấu trúc của hệ thống số và mã số - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cổng logic cơ bản - Trình bày được các định luật cơ bản về kỹ thuật số, các biểu thức toán học của số - Lắp ráp, kiểm tra được các mạch số cơ bản dùng cổng logic - Chủ động, sáng tạo và đảm bảo trong quá trình học tập Nội dung chính: 1. Hệ thống số và mã số 1. Hệ thống số thập phân (Decimal system) Trong hệ thập phân người ta sử dụng 10 ký tự từ 0 đến 9 kết hợp với các dấu chấm, dấu phẩy để chỉ về lượng: Trong dãy số thập phân: dn-1…d2d1d0 theo qui ước từ phải qua trái vị trí của chúng thể hiện hàng đơn vị, hàng chục, hàng trăm, hàng nghìn. với phần nguyên và ngược lại từ trái qua phải là phần chục, phần trăm, phần nghìn.
đối với phần lẻ sau dấu phẩy. Nói tóm lại bất kì số nào cũng là tổng các tích giữa giá trị của mỗi chữ số với giá trị (gọi là trọng số) của nó.1: Trọng số các bit Đối với một dãy số thập phân có n số hạng thì có 10n giá trị và giữa hai giá trị liền kề nhau chênh lệch nhau 10 lần 1. Hệ thống số nhị phân (Binary system) - Ký tự số: 0,1 - Cơ số: 2 Để biểu diễn số nhị phân người ta dùng hai kí số (digit) 0 và 1 để diễn tả về lượng của một đại lượng nào đó.Một dãy số nhị phân chỉ tính phần nguyên được biểu diễn như sau: bn-1bn-2.b2b1b0 Qui ước mỗi số hạng là một bit. Bit tận cùng bên trái gọi là MSB (tức là bit có giá trị lớn nhất) và bit ở tận cùng bên phải gọi là LSB (tức là bit có giá trị nhỏ nhất).
Như vậy số nhị phân có n bit thì sẽ có 2n giá trị khác nhau. Giá trị nhỏ nhất là 0.000 và giá trị lớn nhất là 1. Trọng số các bit từ thấp đến cao lần lượt là 1, 2, 4, 8 và giữa hai bit kề nhau chênh lệch nhau 2 lần. 6 Chuyển đổi từ số nhị phân sang thập phân.
Quy tắc chuyển như sau: bn-1bn-2.20 Chuyển đổi từ số thập phân sang nhị phân. Quy tắc chuyển như sau: Sử dụng qui tắc chia 2 liên tiếp số A10 và lấy phần dư - Phần dư đầu tiên của phép chia là bit LSB - Phần dư cuối cùng cùng của phép chia là bit MSB 1. Hệ thống số bát phân (Octal system) - Ký tự số: 0,1,2,3,4,5,6,7 - Cơ số: 8 Trong hệ thống số bát phân người ta dùng các số từ 0 đến 7 để mô tả về lượng của một đại lượng và cũng theo luật vị trí trọng số của 8 m (m=. Một dãy số octal được biểu diễn như sau: 0n-10n-2.020100 Trong đó một dãy số bát phân có n số hạng thì sẽ có 8n giá trị khác nhau, giá trị thấp nhất là 0.000 và giá trị lớn nhất là 7.
Trọng số các bit từ thấp đến cao lần lượt là 1, 8, 64.và giữa hai số liền kề nhau chênh lệch nhau 8 lần Chuyển đổi từ bát phân sang thập phân Quy tắc chuyển như sau: 0n-10n-2.