Giáo Trình Kỹ Thuật Số Nghề Sửa Chữa Thiết Bị Tự Động Hóa Trình Độ Cao Đẳng Năm 2020

Giáo trình kỹ thuật số nghề sửa chữa thiết bị tự động hóa trình độ cao đẳng trường cao đẳng dầu khí năm 2020 cung cấp kiến thức chuyên sâu và thực tiễn.

• Tác giả: ThS. Bùi Minh Thảo
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Sửa Chữa Thiết Bị Tự Động Hóa
• Đề tài: Giáo Trình Kỹ Thuật Số Nghề Sửa Chữa Thiết Bị Tự Động Hóa
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bà Rịa - Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• 1. BÀI 1: CƠ SỞ KĨ THUẬT SỐ
• 1.1. Công nghệ kĩ thuật số
• 1.2. Các cổng logic cơ bản
• 1.3. Các cổng biến đổi
• 1.4. Logic tổ hợp (Mạch tổ hợp)
• 1.4.1. Phân tích một mạch logic tổ hợp
• 1.4.2. Ví dụ về mạch logic tổ hợp
• 1.4.3. Các vấn đề liên quan đến mạch logic tổ hợp
• 2. BÀI 2: MẠCH NHỚ
• 2.1. Các phần tử nhớ cơ bản
• 2.2. RSFF cổng NAND
• 2.3. Logic đồng bộ
• 2.3.1. Các tín hiệu xung đồng bộ (Clock Signals)
• 2.3.2. Giản đồ thời gian (Timing Diagrams)
• 2.3.3. RSFF đồng bộ
• 2.4. Các thiết bị nhớ cỡ lớn
• 2.4.1. Các thanh ghi cơ bản (Basic Registers)
• 2.4.2. Các thanh ghi chuyên dụng (Specialized Registers)
• 3. BÀI 3: MẠCH ĐẾM
• 3.1. Các hệ thống số đếm
• 3.1.1. Hệ nhị phân (Binary number)
• 3.1.2. Hệ thập lục phân (Hexadecimal number)
• 3.2. Bộ đếm nhị phân
• 3.3. Bộ đếm BCD
• 3.4. Bộ đếm kiểu đếm lên/đếm xuống (Up/down counters)
• 4. BÀI 4: CÁC MẠCH SỐ HỌC VÀ GIẢI MÃ
• 4.1. Mạch số học
• 4.1.1. Nguyên tắc cộng
• 4.1.2. Mạch cộng số học
• 4.1.3. Sơ đồ mạch logic bộ cộng nhị phân
• 4.2. Bộ giải mã cơ bản (Basic Decoder)
• 4.3. Mạch giải mã BCD sang LED 7 đoạn hiển thị (IC 7447)
• PHỤ LỤC A: CÁC VI MẠCH CỔNG VÀ FF THÔNG DỤNG
• PHỤ LỤC B: CÁC VI MẠCH TỔ HỢP THÔNG DỤNG
• PHỤ LỤC C: CÁC VI MẠCH TUẦN TỰ THÔNG DỤNG
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Kỹ Thuật Số Nghề Sửa Chữa Thiết Bị Tự Động Hóa 2020

Giáo trình Kỹ Thuật Số Nghề Sửa Chữa Thiết Bị Tự Động Hóa 2020 được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản cho sinh viên ngành tự động hóa. Nội dung giáo trình bao gồm các khái niệm về công nghệ kỹ thuật số, các cổng logic cơ bản và các mạch số học. Đây là tài liệu quan trọng giúp sinh viên nắm vững kiến thức nền tảng trước khi bước vào thực hành.

1.1. Nội dung chính của giáo trình

Giáo trình bao gồm bốn bài học chính: Cơ sở kỹ thuật số, Mạch nhớ, Mạch đếm và Các mạch số học. Mỗi bài học đều có mục tiêu rõ ràng và hướng dẫn chi tiết để sinh viên có thể tự học và thực hành.

1.2. Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình này được thiết kế dành cho sinh viên cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa, những người cần nắm vững kiến thức về công nghệ tự động hóa và kỹ thuật số.

II. Thách thức trong việc học Kỹ Thuật Số và Sửa Chữa Thiết Bị Tự Động Hóa

Việc học Kỹ Thuật Số và Sửa Chữa Thiết Bị Tự Động Hóa gặp nhiều thách thức. Sinh viên cần phải hiểu rõ các khái niệm phức tạp và áp dụng chúng vào thực tế. Đặc biệt, việc lắp ráp các mạch logic và hiểu cách hoạt động của chúng là một trong những khó khăn lớn nhất.

2.1. Khó khăn trong việc nắm bắt kiến thức lý thuyết

Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc hiểu các khái niệm lý thuyết như cổng logic, mạch số học và các thuật ngữ kỹ thuật. Điều này đòi hỏi sự kiên nhẫn và nỗ lực trong việc học tập.

2.2. Thực hành lắp ráp mạch số

Lắp ráp mạch số là một kỹ năng quan trọng nhưng cũng đầy thách thức. Sinh viên cần phải thực hành nhiều để có thể thành thạo trong việc sử dụng các linh kiện và thiết bị điện tử.

III. Phương pháp học hiệu quả trong Kỹ Thuật Số

Để học tốt Kỹ Thuật Số, sinh viên cần áp dụng các phương pháp học tập hiệu quả. Việc kết hợp giữa lý thuyết và thực hành sẽ giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết.

3.1. Học lý thuyết qua giáo trình

Giáo trình cung cấp kiến thức nền tảng về kỹ thuật số. Sinh viên nên đọc kỹ từng bài học và ghi chú lại những điểm quan trọng để dễ dàng ôn tập.

3.2. Thực hành lắp ráp mạch

Thực hành lắp ráp mạch là cách tốt nhất để hiểu rõ cách hoạt động của các linh kiện. Sinh viên nên tham gia các buổi thực hành để áp dụng kiến thức đã học vào thực tế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Kỹ Thuật Số trong ngành Tự Động Hóa

Kỹ Thuật Số có nhiều ứng dụng trong ngành Tự Động Hóa. Từ việc điều khiển máy móc đến xử lý tín hiệu, kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và độ chính xác của hệ thống tự động.

4.1. Điều khiển máy móc tự động

Kỹ thuật số cho phép điều khiển máy móc một cách chính xác và hiệu quả. Các mạch logic được sử dụng để thực hiện các phép toán và điều khiển hoạt động của thiết bị.

4.2. Xử lý tín hiệu trong tự động hóa

Việc xử lý tín hiệu số giúp cải thiện độ chính xác và tốc độ của hệ thống tự động. Các thiết bị số có khả năng xử lý thông tin nhanh chóng và hiệu quả.

V. Kết luận và tương lai của Kỹ Thuật Số trong Tự Động Hóa

Kỹ Thuật Số sẽ tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng trong ngành Tự Động Hóa. Việc nắm vững kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực này sẽ giúp sinh viên có nhiều cơ hội nghề nghiệp trong tương lai.

5.1. Tương lai của công nghệ kỹ thuật số

Công nghệ kỹ thuật số đang phát triển nhanh chóng, mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành tự động hóa. Sinh viên cần cập nhật kiến thức thường xuyên để không bị lạc hậu.

5.2. Cơ hội nghề nghiệp trong ngành tự động hóa

Ngành tự động hóa đang có nhu cầu cao về nhân lực có kỹ năng trong Kỹ Thuật Số. Việc trang bị kiến thức vững chắc sẽ giúp sinh viên dễ dàng tìm kiếm việc làm.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Kỹ thuật số (Mã mô đun: TĐH19MĐ04) được ban hành theo Quyết định số 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Tài liệu do ThS. Bùi Minh Thảo làm chủ biên cùng các tác giả Lương Quốc Kông và Tạ Ngọc Dũng thuộc Bộ môn Tự động hóa biên soạn và lưu hành nội bộ. Trong chương trình đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa trình độ cao đẳng (tổng khối lượng 97 tín chỉ/2190 giờ), môn học có khối lượng 3 tín chỉ (60 giờ: 28 giờ lý thuyết, 29 giờ thực hành/thảo luận và 3 giờ kiểm tra). Mô đun được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở như An toàn Tự động hóa (TĐH19MH01), Điện tử cơ bản (TĐH19MĐ02) và đặt trước mô đun chuyên ngành Thiết bị đo lường (TĐH19MH05).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình được xác định rõ qua các chuẩn đầu ra:

• Kiến thức (A1–A5): Nhận diện ký hiệu cổng logic, lập bảng chân trị, vẽ giản đồ thời gian; nắm vững cấu tạo và nguyên lý hoạt động của flip-flop, mạch chốt, thanh ghi dịch, bộ đếm nhị phân, bộ đếm BCD, mạch số học và bộ giải mã.
• Kỹ năng (B1–B2): Lắp ráp mạch logic tổ hợp theo sơ đồ nguyên lý; ghép nối các bộ đếm từ flip-flop; xác định đúng sơ đồ chân các vi mạch (IC) cổng logic, IC giải mã trên testboard.
• Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Rèn luyện tính cẩn thận, tuân thủ quy định an toàn điện khi thao tác với linh kiện và nguồn điện DC dải $1\text{--}5\text{ V}$ và $3\text{--}12\text{ V}$.

Cấu trúc giáo trình gồm 04 bài học chính và 03 phụ lục tra cứu vi mạch (Phụ lục A, B, C). Cách tiếp cận đi từ phần tử logic cơ bản, chuyển sang mạch tuần tự lưu trữ thông tin và kết thúc ở các khối chức năng số học và giải mã hiển thị. Điểm đặc thù của tài liệu là tích hợp các tiêu chuẩn an toàn công nghiệp (như tiêu chuẩn NFPA 86 trong điều khiển lò đốt) vào phân tích mạch số.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai tuần tự qua 04 bài học chuyên đề:

• Bài 1: Cơ sở kỹ thuật số (20 giờ): Trình bày khái niệm công nghệ số, nguồn cấp ($+5\text{ VDC}$, $+3.3\text{ VDC}$), ranh giới mức logic ngõ vào/ngõ ra của họ logic $5\text{ V}$. Phân tích 7 cổng logic cơ bản và biến đổi: AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR, XNOR theo cả hai chuẩn ký hiệu (truyền thống và chữ nhật IEC). Trình bày phương pháp phân tích mạch logic tổ hợp thông qua bảng sự thật trung gian, hiện tượng thời gian trễ truyền lan (propagation delay tính bằng nano giây -- $\text{ns} = 10^{-9}\text{ s}$), ứng dụng cổng đệm (buffer gate) và sơ đồ liên động an toàn lò đốt theo tiêu chuẩn NFPA 86.
• Bài 2: Mạch nhớ (14 giờ): Giới thiệu phần tử nhớ 1 bit Flip-Flop (FF) và nguyên lý hồi tiếp (feedback). Phân tích cấu trúc RSFF xây dựng từ cổng NOR và NAND với 4 trạng thái: SET, RESET, NHỚ (Memory) và BỊ CẤM (Illegal). Khảo sát logic đồng bộ với xung clock (dải tần từ $< 1\text{ Hz}$ đến $> 4\text{ GHz}$), phương pháp kích hoạt theo mức (level-triggered) và kích theo sườn (edge-triggered). Phân tích hoạt động và giản đồ thời gian của NOR RSFF đồng bộ, DFF, JKFF (đặc tính lật mạch Toggle khi $J=K=1$). Trình bày thanh ghi 4-bit ghép từ 4 DFF song song và các dạng thanh ghi chuyên dụng: SIPO, PISO, thanh ghi dịch (Shift Registers).
• Bài 3: Mạch đếm (14 giờ): Khảo sát các hệ thống số đếm gồm hệ nhị phân (Binary - cơ số 2, bit MSB, LSB, định dạng nibble, byte, word, doubleword, quadword), hệ thập lục phân (Hexadecimal - cơ số 16) và mã nhị-thập phân BCD-8421. Phân tích nguyên lý hoạt động của bộ đếm nhị phân 4-bit chia 16 sử dụng 4 JKFF kích sườn âm (phân chia tần số $f/2$, $f/4$, $f/8$, $f/16$), bộ đếm BCD (Mod-10) sử dụng cổng AND kìm hãm và đường hồi tiếp đặt lại trạng thái 0000, cùng sơ đồ bộ đếm lên/đếm xuống (up/down counters).
• Bài 4: Các mạch số học và giải mã (12 giờ): Trình bày nguyên tắc cộng nhị phân 1-bit, sơ đồ mạch cộng bán phần/toàn phần, ghép nối bộ cộng nhị phân 8-bit. Phân tích cấu trúc bộ giải mã cơ bản 3 sang 8 đường, nguyên lý LED 7 đoạn (loại Anode chung và Cathode chung) và sơ đồ kết nối IC giải mã chuyên dụng 74LS47 điều khiển hiển thị.
• Phụ lục A, B, C: Cung cấp thông số kỹ thuật và sơ đồ chân của các vi mạch cổng logic, vi mạch tổ hợp và vi mạch tuần tự thông dụng.

Progression logic phát triển tuyến tính: từ cổng logic phi trạng thái (mạch tổ hợp) $\rightarrow$ phần tử có hồi tiếp lưu trữ (mạch nhớ) $\rightarrow$ hệ thống ghép nối nhiều tầng có xung nhịp (mạch đếm) $\rightarrow$ ứng dụng số học và hiển thị giao tiếp người-máy.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Lý thuyết đại số Boole và bảng chân trị: Xây dựng phương pháp mô tả toán học cho mạch logic, thiết lập không gian $2^n$ trạng thái tương ứng với $n$ biến ngõ vào.
• Hệ thống cơ số và mã hóa số: Quy tắc biểu diễn số nguyên, phân cấp dữ liệu và phương pháp chuyển đổi tương đương giữa hệ thập phân, nhị phân, Hex và mã BCD-8421.
• Nguyên lý đồng bộ và giản đồ thời gian: Cơ chế định thì trong mạch số dựa trên tín hiệu clock, phân biệt tác động sườn dương/âm và tác động mức logic trên đồ thị sóng.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ thuật phần cứng: Kỹ năng đọc datasheet, nhận diện sơ đồ chân IC họ 74xx, cắm mạch trên testboard, đấu nối nguồn cấp DC ổn áp $5\text{ V}$ và sử dụng thiết bị đo VOM kiểm tra mức điện áp logic.
• Kỹ năng phân tích mạch: Lập bảng sự thật từng phần để giải mã mạch tổ hợp phức tạp; tính toán phân chia tần số qua các tầng flip-flop; thiết kế mạch logic điều khiển đóng/ngắt thiết bị an toàn.
• Kỹ năng thực hành lắp ráp: Ghép nối bộ đếm mod-10, kết nối mạch giải mã BCD sang LED 7 đoạn qua IC 74LS47 đúng thông số kỹ thuật phân cực điện trở.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp dạy học tích cực theo định hướng mô đun kỹ thuật nghề nghiệp:

• Phương pháp giảng dạy của giảng viên: Giảng viên sử dụng phối hợp giữa thuyết trình nguyên lý, vấn đáp gợi mở và dạy học giải quyết vấn đề (problem-based learning). Các giờ lý thuyết được tổ chức tập trung; giờ thực hành chia ca tại phòng thực tập Điện -- Điện tử để đảm bảo điều kiện vận hành thiết bị.
• Tổ chức học tập của sinh viên: Sinh viên hoạt động theo mô hình nhóm 8--10 người để thảo luận các tình huống kỹ thuật được giao trước mỗi buổi học, kết hợp tự học và nghiên cứu tài liệu chuyên ngành. Quy định bắt buộc yêu cầu sinh viên tham dự tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết để đủ điều kiện dự thi kết thúc mô đun.
• Hệ thống bài tập và thực hành: Sau mỗi bài học đều có bộ câu hỏi củng cố trắc nghiệm và bài tập thực hành cụ thể (ví dụ: dùng cổng NAND để xây dựng các cổng NOT, AND, OR; lắp mạch đếm 4-bit trên testboard).
• Quy trình kiểm tra và đánh giá:
  • Kiểm tra thường xuyên: 01 bài đánh giá thông qua vấn đáp hoặc bài kiểm tra viết $\le 30$ phút.
  • Kiểm tra định kỳ: Gồm 03 bài kiểm tra (45--60 phút/bài), trong đó Bài kiểm tra 1 đánh giá lý thuyết Bài 1 và Bài 2; Bài kiểm tra 2 đánh giá lý thuyết Bài 3 và Bài 4; Bài kiểm tra 3 đánh giá kỹ năng thực hành tổng hợp cả 4 bài học.
  • Thi kết thúc môn học: Gồm 2 phần bắt buộc: thi trắc nghiệm lý thuyết (45--60 phút) và thi thao tác lắp ráp thực hành (60--120 phút), đối chiếu toàn bộ các chuẩn đầu ra từ A1--A5, B1--B2 và C1--C2.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Tài liệu được biên soạn dựa trên việc kế thừa và cập nhật các nguồn tài liệu học thuật trong và ngoài nước:

• Nguồn tài liệu tham khảo chuẩn hóa: Giáo trình tích hợp trực tiếp kiến thức từ cuốn Giáo trình Kỹ thuật số của tác giả Nguyễn Đình Phú -- Nguyễn Trường Duy (Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, NXB ĐHQG, 2016), tài liệu đào tạo nghề quốc tế Instrumentation Level 4 (Third Edition, NCCER, 2016) và giáo trình kinh điển Digital Systems: Principles & Applications (12th Edition của Ronald Tocci, Neal S. Widmer, Gregory L. Moss).
• Gắn liền ứng dụng công nghiệp thực tế: Đưa bài toán kỹ thuật thực tế vào giảng dạy, tiêu biểu là sơ đồ mạch logic bảo vệ lò đốt theo tiêu chuẩn NFPA 86 (Hiệp hội Phòng cháy chữa cháy Quốc gia Hoa Kỳ). Sơ đồ kết hợp tín hiệu từ đầu dò áp suất nhiên liệu thấp/cao, đầu dò lưu lượng khí và đầu dò lửa thông qua mạng cổng logic NOT, OR để điều khiển van ngắt nhiên liệu tự động.
• Chuẩn hóa hệ thống ký hiệu kép: Cung cấp đồng thời ký hiệu cổng logic truyền thống (sử dụng từ 1950) và ký hiệu hình chữ nhật chuẩn IEC (áp dụng từ 1980), giúp người học dễ dàng đọc hiểu cả sơ đồ mạch điện tử lẫn ngôn ngữ lập trình thiết bị điều khiển logic (PLC).
• Phân tích các yếu tố phi lý tưởng: Đề cập trực diện vấn đề trễ truyền lan (propagation delay) trong các hệ thống an toàn công nghiệp quy mô lớn, ranh giới dung sai điện áp ngõ vào/ngõ ra của chuẩn logic $5\text{ V}$, cùng chức năng khuếch đại dòng của cổng đệm (Buffer).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên mục tiêu: Sinh viên hệ cao đẳng và trung cấp nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp khối kỹ thuật.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành môn học An toàn Tự động hóa (mã số TĐH19MH01), có kiến thức nền tảng từ các môn học cơ sở như Điện kỹ thuật 1 (KTĐ19MĐ05) và Điện tử cơ bản (TĐH19MĐ02) trước khi tiếp cận mô đun này.
• Giảng viên chuyên ngành: Tài liệu đóng vai trò là khung chương trình chuẩn (60 giờ) để giáo viên thiết kế giáo án lý thuyết, giáo án tích hợp và phiếu hướng dẫn thực hành phân tích - lắp ráp vi mạch số.
• Kỹ thuật viên tự học và tham khảo: Kỹ thuật viên bảo dưỡng, vận hành hệ thống đo lường điều khiển tự động tại các nhà máy có thể sử dụng giáo trình để tra cứu nguyên lý mạch số cơ bản, bảng chân trị và sơ đồ chân các họ vi mạch cổng, flip-flop, IC giải mã tại các Phụ lục A, B, C.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?
Tài liệu được thiết kế chính thức cho sinh viên trình độ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa, đồng thời áp dụng cho hệ trung cấp nghề tự động hóa và kỹ thuật viên bảo dưỡng thiết bị công nghiệp.

2. Cần hoàn thành những môn học nào trước khi học giáo trình này?
Sinh viên bắt buộc phải hoàn thành môn An toàn Tự động hóa (TĐH19MH01) và cần có kiến thức cơ sở về Điện kỹ thuật 1, Điện tử cơ bản để đáp ứng yêu cầu an toàn nguồn điện $1\text{--}5\text{ V}$ và $3\text{--}12\text{ V}$.

3. Giáo trình có điểm khác biệt gì so với các sách kỹ thuật số thuần túy lý thuyết?
Giáo trình phân bổ thời lượng thực hành thực tế cao ($29/60$ giờ), lược bỏ các chứng minh toán học phức tạp, tập trung vào kỹ năng nhận diện IC, đọc giản đồ thời gian, cắm mạch trên testboard và tích hợp các ca ứng dụng bảo vệ liên động thực tế theo tiêu chuẩn công nghiệp NFPA 86.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả?
Người học cần nghiên cứu bài học trước khi lên lớp, phân tích bảng chân trị thành phần của từng cổng logic, vẽ lại giản đồ thời gian của các loại flip-flop (RSFF, DFF, JKFF) và trả lời đầy đủ hệ thống câu hỏi củng cố trắc nghiệm cùng bài tập thực hành ở cuối mỗi bài.

5. Có những tài liệu tham khảo nào được trích dẫn trong giáo trình?
Giáo trình trích dẫn 03 tài liệu chính: Giáo trình Kỹ thuật số (Nguyễn Đình Phú - Nguyễn Trường Duy, NXB ĐHQG 2016), Instrumentation Level 4 (NCCER, 3rd Edition, 2016) và Digital Systems Principles & Applications (Ronald Tocci, 12th Edition).

---

Kết luận

Giáo trình mô đun Kỹ thuật số của Trường Cao đẳng Dầu khí cung cấp khối kiến thức hệ thống và thực dụng về kỹ thuật logic số, từ cấu trúc cổng cơ bản, mạch nhớ flip-flop, thanh ghi, bộ đếm đến mạch số học và giải mã hiển thị. Đây là học phần tiền đề kỹ thuật, tạo nền tảng trực tiếp để sinh viên tiếp thu các mô đun chuyên sâu tiếp theo trong chương trình đào tạo như Thiết bị đo lường (TĐH19MH05), PLC (TĐH19MĐ15) và Hệ thống điều khiển phân tán DCS (TĐH19MĐ17). Hệ thống bảng chân trị chi tiết, bài tập củng cố và 03 phụ lục vi mạch chuẩn là nguồn dữ liệu hỗ trợ toàn diện cho quá trình học tập và thực hành nghề nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: KỸ THUẬT SỐ NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) 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. LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Kỹ Thuật Số được dịch và biên soạn dành cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) của Trường Cao Đẳng Dầu Khí và thuộc môn học cơ sở ngành. Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước khi học môn học này cần hoàn thành môn học an toàn tự động hóa.

Nội dung của giáo trình gồm 04 bài: Bài 1: Cơ sở kỹ thuật số Bài 2: Mạch nhớ Bài 3: Mạch đếm Bài 4: Các mạch số học và giải mã Tác giả chân thành gửi lời cám ơn đến các đồng nghiệp bộ môn Tự Động Hóa đã giúp tác giả hoàn thiện giáo trình này. Tuy đã nỗ lực nhiều, nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để lần ban hành tiếp theo được hoàn thiện hơn. Bà Rịa, Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: ThS.

Bùi Minh Thảo 2. Lương Quốc Kông 3. Tạ Ngọc Dũng Bài 1: Cơ sở kĩ thuật số Trang 1 MỤC LỤC 1. BÀI 1: CƠ SỞ KĨ THUẬT SỐ.1 Công nghệ kĩ thuật số .2 Các cổng logic cơ bản.3 Các cổng biến đổi .4 Logic tổ hợp (Mạch tổ hợp) .1 Phân tích một mạch logic tổ hợp .2 Ví dụ về mạch logic tổ hợp.3 Các vấn đề liên quan đến mạch logic tổ hợp.

BÀI 2: MẠCH NHỚ .1 Các phần tử nhớ cơ bản .2 RSFF cổng NAND.2 Logic đồng bộ .1 Các tín hiệu xung đồng bộ (Clock Signals) .2 Giản đồ thời gian (Timing Diagrams) .3 RSFF đồng bộ .3 Các thiết bị nhớ cỡ lớn.1 Các thanh ghi cơ bản (Basic Registers) .2 Các thanh ghi chuyên dụng (Specialized Registers) .41 Bài 1: Cơ sở kĩ thuật số Trang 2 3. BÀI 3: MẠCH ĐẾM .1 Các hệ thống số đếm .1 Hệ nhị phân (Binary number) .2 Hệ thập lục phân (Hexadecimal number) .2 Bộ đếm nhị phân .3 Bộ đếm BCD.4 Bộ đếm kiểu đếm lên/đếm xuống (Up/down counters). BÀI 4: CÁC MẠCH SỐ HỌC VÀ GIẢI MÃ .1 Mạch số học .1 Nguyên tắc cộng .2 Mạch cộng số học .3 Sơ đồ mạch logic bộ cộng nhị phân.1 Bộ giải mã cơ bản (Basic Decoder) .2 Mạch giải mã BCD sang LED 7 đoạn hiển thị (IC 7447) .64 PHỤ LỤC A: CÁC VI MẠCH CỔNG VÀ FF THÔNG DỤNG. 64 PHỤ LỤC B: CÁC VI MẠCH TỔ HỢP THÔNG DỤNG.

66 PHỤ LỤC C: CÁC VI MẠCH TUẦN TỰ THÔNG DỤNG. 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO.70 Bài 1: Cơ sở kĩ thuật số Trang 3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Ví dụ về mức logic ngõ vào và mức logic ngõ ra .15 Hình 1-2: Các kiểu ký hiệu logic .16 Hình 1-3: Kí hiệu cổng AND .17 Hình 1-4: Mạch điện cổng AND .17 Hình 1-5: Kí hiệu cổng OR .18 Hình 1-6: Mạch điện cổng NOR .18 Hình 1-7: Kí hiệu cổng XOR .19 Hình 1-8: Kí hiệu cổng NOT .19 Hình 1-9: Cổng NOT sử dụng cùng với các cổng logic khác .20 Hình 1-10: Kí hiệu cổng NAND .20 Hình 1-11: Kí hiệu cổng logic NOR .21 Hình 1-12: Kí hiệu cổng logic XNOR .