TRUONG CAO DANG NGHE DONG THAP KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH MON HOC: KY THUAT SO NGANH, NGHE: CNKT DIEN, DIEN TU’ TRINH DQ: CAO DANG/TRUNG CAP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: /OD-CDNDT ngay.nam 2018 cua Hiéu truong Truong Cao dang nghé Dong Thap) Dong Thap, nam 2018 TUYỂN BO BAN QUYEN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích đùng 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 cam. LỜI GIỚI THIỆU Kỹ thuật số là một trong những mô đun cơ sở của nghề Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2017 của trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp trước đây dành cho nghề Công nghệ kỹ thuật Điện — Điện tử hệ Cao đẳng. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dung ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thi dy va bai tap tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phan lý thuyết.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, 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 găn với nhu cầu thực tế. Mặc dù đã cố gắng tô 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. Đồng Tháp,ngày tháng năm 2018 Tham gia biên soạn 1.
Chủ biên: Lâm Văn Vũ 2. Trần Thế Thông MỤC LỤC Trang TUYEN BO BAN QUYỀN. - St TT TH TEE HT 1811111111111. 1 LỜI GIỚI THIỆỆU.
Ốc BAI 01: DAI CUONG VE KY THUAT SO 1.Tổng quan về mạch tương tự và mạch TT. HE thong $6 PPPaađđ. Các công Logie cơ bản. Biểu thức Logic và mạch điện.
Đại số Boole và định lý Demorgan. Đơn giản biểu thức logic. Giới thiệu một số IC số cơ bản: .---- s2 se: BÀI 02: FLIP —FLOP. HH HH “ng TH HH kh ky 32 2.
FFR-S tác động theo xung lệnh 3. ElIp - FlOD TT. Ăn SH ng ng vn 5. Flip - Flop với ngõ vào Preset và CÏear.
Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản.-- +5: BÀI 03: MẠCH ĐÉM VÀ THANH GHI. Giới thiệu một số IC đếm và thanh ghi thông dụng. Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản. BAI 04: MACH LOGIC MSI.
- 5 SH ng ng vn 3. Mạch ghép kênh 4. Mạch tách kênh 5. Giới thiệu một số IC mã hóa và giải mã thông dụng.
Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản BÀI 05: HỌ VI MẠCH TTL — CMOS. Cấu trúc và thông số cơ bản của TT. ¿2-52 ©++s+2+2x+sz>+zxvz+zse2 2. Cấu trúc và thông số cơ bản của CMOS 3.
Giao tiếp TTL và CMOS. Giao tiệp giữa mạch logic và tải công SUẤT,. Tính toán, lắp ráp một sô mạch ứng dụng cơ bản :7)0038:090):9 7.cẰcẰ se "vì mm. Mở rộng dung lượng bộ nhớ 4.
Gidi thigu IC ae e. BÀI 07: KỸ THUẬT ADC - DẠC. Mạch chuyên đổi số sang tương tự (DAC) 2. Mạch chuyên đồi tương tự sang số (ADC) 3.
Giới thiệu ÏC.--- <5 {2c 3131111111151 1x5 xxx TÀI LIỆU THAM KHẢO BAI 01: DAI CUONG VE KY THUAT SO Ma Bai: MH15- 01 Giới thiệu: Trong khoa học, công nghệ hay cuộc sông đời thường, ta thường xuyên phải tiếp xúc với số lượng. Số lượng có thé do, 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 các khái niệm cơ bản về mạch tương tự và mạch sé. - Trinh bay được cau trúc của hệ thống số và mã số.
-Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các công logic cơ bản __ -Trình bày được các định luật cơ bản về kỹ thuật số, các biểu thức toán học của sô - Chủ động, sáng tạo và đảm bảo trong quá trình học tập Nội dung 1.Téng quan về mạch tương tự và mạch số 1.1 Định nghĩa -Tín hiệu Tín hiệu là biến thiên của biên độ, thường là điện áp hay dòng điện theo thời gian. Đường biểu diễn của tín hiệu là dang song - Tín hiệu tương tự ( hình 4.1) Tín hiệu tương tự là tín hiệu có biên độ liên tục theo thời gian. Trong thực tế các đại lượng vật lý như vận tốc, nhiệt độ môi trường, tiếng nói.đều là tín hiệu tương tự. Biên độ 0 t a- tin hiéu tuong tr Hinh 4.1 Trong kỹ thuật điện tử mạch tương tự là mạch xử lý các tín hiệu tương tự có dạng như hình vẽ có nghĩa là trong cùng một khoảng thời gian xác định mạch phải xử lý n mức tín hiệu khác nhau - Tín hiệu số ( hình 4.2 ) Tín hiệu số là tín hiệu có biên độ gián đoạn theo thời gian.
Biên độ chỉ có hai mức như hình vẽ, mức (1) đại diện cho biên độ cao, mức (0) đại điện cho biên độ thấp. Biên độ b- tín hiệu số Hình 4.2 Mạch số chỉ xử lý hai mức tín hiệu 0 hoặcI trong cùng một khoảng thời gian mà thôi.2 Ưu và nhược điểm của kỹ thuật số so với kỹ thuật tương tự Kỹ thuật số có nhiều ưu điểm so với kỹ thuật mạch tương tự khiến cho kỹ thật số ngày càng phô biến ở gần như hầu hết các lĩnh vực như: đo lường, điều khiển tính toán, thông tin. Tuy nhiên kỹ thuật mạch tương tự cũng có những đặc tính riêng mà mạch số không thê thay thế. Ưu điểm: Nhìn chung thiết bị số dễ thiết kế hơn: Đó là do mạch được sử dụng các vi mạch chuyên dùng đã được thiết kế với chức năng định trước.
Khả năng chống nhiễu và sự méo dạng cao: Do đặc thù của hệ thống là chỉ xử lí hai mức tín hiệu I và 0 và thời gian chuyên tiếp giữa chúng là rất nhanh nên khả năng chống nhiễu rất cao, hơn nữa biên độ của tín hiệu nhiễu không đủ khả năng làm thay đổi giữa hai mức tín hiệu từ 0 sang 1 va ngược lại từ 1 sang 0. Trong khi đó ở thiết bị tương tự độ chính xác bị giới han vì mạch phải xử lí các tín hiệu liên tục theo thời gian, hơn nữa các linh kiện sử dụng không thực sự tuyến tính. Do đó biên độ của tín hiệu nhiễu dễ dàng xâm nhập vào hệ thống và làm mắt tính ôn định của hệ thống. Lưu trữ và truy cập đễ dàng, nhanh chóng: Do tín hiệu số chỉ có hai mức nên việc lưu trữ ở những môi trường khác nhau (bộ nhớ bán dẫn, băng từ.) và truy cập rất thuận tiện.
Độ chính xác và độ phân giải cao: Trong việc đo đạc thời gian, tan số , điện thé v.kỹ thuật số cho độ chính xác và độ phân giải cao hơn kỹ thuật tương tự. Có thể lập trình hoạt động của hệ thống kỹ thuật số: Hoạt động của hệ thống kỹ thuật có thê điều khiển theo một qui luật định trước bằng một tập lệnh gọi là chương trình. Cùng với việc ra đời của các vi xử lí và vi điều khiến làm cho việc tự động điều khiển hệ thống trở nên dễ dang hon. s* Nhược điểm Hầu hết các đại lượng vật lý điều mang bản chất của tín hiệu tương tự.
Chính những đại lượng này thường là đầu vào và đầu ra của các hệ thống điều khiển. Ví dụ như các đại lượng nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, vận tốc.Phân tích các đại lượng này theo thời gian đó chính là các đại lượng tương tự. Trong kỹ thuật người ta thường phải thực hiện biến đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu sô và ngược lại. Điều này làm cho thiết bị thêm phức tạp và giá thành cao hơn.
Tuy nhiên những bất lợi này bị lan lướt bởi ưu điểm của kỹ thuật sô nên việc chuyền đổi qua lại giữa kỹ thuật số và kỹ thuật tương tự là việc cần thiết và trở nên phổ biến trong công nghệ ngày nay. Đề tận dụng được những ưu điểm của kỹ thuật số và kỹ thuật tương tự người ta sử dụng cả hai loại vào trong một hệ thống. Ở những hệ thống này khâu thiết kế cần quyêt định khâu nao dung ky thuật tương tự và khâu nào dùng kỹ thuật số. Hệ thống số và mã sô 2.1 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 phây dé chỉ vê lượng: Trong dãy số thập phân: dạ.
dạd¡dọ theo qui ước từ phải qua | trai vi tri cua ching thé hién hang don vi, hàng chục, hàng trăm, hàng nghìn. với phần nguyên và ngược lại từ trái qua phải là phần chục, phân trăm, phần nghìn. đối với phân lẻ sau dau phay. 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 sô) của nó.
Trọng số 102 101 10° 102 107 103 | 3| 7| 9| | 1 | 5 | 3 of Dau phay Hinh 4.3 Đối với một dãy số thập phân có n số hạng thì có 10° giá trị và giữa hai giá trị liền kề nhau chênh lệch nhau 10 lần 2.2 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: bạ-bz;. bạbịbọ Qui ước mỗi sé hạng là một bịt. 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 2" giá trị khác nhau.
Giá trị nhỏ nhất là 0.000 và giá trị lớn nhất là I. Trọng số các bit từ thấp đến cao lần lượt là I, 2, 4, § và giữa hai bit kề nhau chênh lệch nhau 2 lần. %* Chuyến đỗi từ số nhị phân sang thập phân. Quy tắc chuyên như sau: bạb„a.29 ¢ Chuyén đỗi từ số thập phân sang nhị phân.