›
›

Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 1: Hệ thống số đếm-số nhị phân - Nguyễn Trọng Luật

Download
Kỹ Thuật Số  
3B-1  
Giảng viên  
Tá c giả soạn slides: Nguyễn Trọng Luật  
3B-2  
Nội Dung Tóm Tắt  
• Mô n học này giới thiệu nhiều chủ đề về cá c nguyên tắc và  
thực hành thiết kế số, bao gồm: hệ thống số; đại số Boole,  
cá c cổng logic, tối thiểu hó a mạch; hệ tổ hợp; bộ nhớ  
ROM, RAM và logic khả lập trì nh, Hệ tuần tự: chốt, flip-  
flop, thanh ghi, bộ đếm, má y trạng thá i; cá c họ vi mạch số;  
ngô n ngữ mô tả phần cứng. Giới thiệu chuyển đổi tương  
tự-số và tổ chức má y tí nh.  
• Sau khi đạt mô n này SV có khả năng hiểu, thiết kế và xâ y  
dựng cá c hệ thống số tổ hợp và tuần tự.  
3B-3  
Sách và Tài Liệu  
• John F. Wakerly – Digital Design, Principles and  
Practices, 4th Ed–Prentice-Hall, 2006  
• Katz and Boriello – Contemporary Logic Design, 2nd Ed.–  
Prentice-Hall, 2005  
• M. Morris Mano and Charles R. Kime – Logic and  
Computer Design Fundamentals, 3rd Ed.–Prentice-Hall,  
2004  
• Nguyễn Như Anh – Kỹ Thuật Số 1, Nhà xuất bản Đại học  
Quốc gia TP.HCM.  
• Hồ Trung Mỹ – Kỹ Thuật Số 2, Nhà xuất bản Đại học  
Quốc gia TP.HCM  
• Lê Chí Thô ng – Kỹ Thuật Số cơ khí – Nhà xuất bản Đại  
học Quốc gia TP.HCM  
3B-4  
Nội Dung Chương Trình  
Chương 1: Hệ Thống Số Đếm  
Chương 2: Đại Số Boole  
Chương 3: Hệ Tổ Hợp  
Chương 4: Hệ Tuần Tự  
3B-5  
Chöông 1: HEÄ THOÁNG SOÁ ÑEÁM – SOÁ NHÒ PHAÂN  
I. Caùc heä thoáng soá ñeám:  
1. Caùc khaùi nieäm:  
- Cô soá (r - radix):  
laø soá löôïng kyù töï chöõ soá (kyù soá - digit)  
söû duïng ñeå bieåu dieãn trong heä thoáng soá ñeám  
- Troïng soá (weight):  
ñaïi löôïng bieåu dieãn cho vò trí cuûa 1 con soá  
trong chuoãi soá.  
Troïng soá = Cô soá Vò trí  
- Giaù trò (value):  
tính baèng toång theo troïng soá  
Giaù trò = (Kyù soá x Troïng soá)  
6
3B-6  
a. Soá thaäp phaân (Decimal): Cô soá r = 10  
4 0 7 . 6 2 5  
102  
4x102  
400  
101  
0x101  
0
100  
7x100  
7
.
.
.
10-1  
10-2  
10-3  
6x10-1 2x10-2 5x10-3  
0.6 0.02 0.005  
400 + 0 + 7 + 0.6 + 0.02 + 0.005 = 407.625  
b. Soá nhò phaân (Binary): Cô soá r = 2  
1 0 1 . 0 1 1  
22  
1x22  
4
21  
0x21  
0
20  
1x20  
1
.
.
.
2-1  
0x2-1  
0
2-2  
1x2-2  
0.25  
2-3  
1x2-3  
0.125  
4 + 0 + 1 + 0 + 0.25 + 0.125 = 5.375  
7
3B-7  
c. Soá thaäp luïc phaân (Hexadecimal): Cô soá r = 16  
Hexadecimal Decimal Binary  
Hexadecimal Decimal Binary  
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
0000  
0001  
0010  
0011  
0100  
0101  
0110  
0111  
8
9
8
9
1000  
1001  
1010  
1011  
1100  
1101  
1110  
1111  
A
B
C
D
E
F
10  
11  
12  
13  
14  
15  
5 A 0 . 4 D 1  
162  
5x162 10x161 0x160  
1280 160  
161  
160  
.
.
.
16-1  
16-2  
16-3  
4x16-1 13x16-2 1x16-3  
0.25 0.0508 0.0002  
0
1280 + 160 + 0 + 0.25 + 0.0508 + 0.0002 = 1440.301  
8
3B-8  
2. Chuyeån ñoåi cô soá:  
a. Töø thaäp phaân sang nhò phaân  
8 . 625  
8 : 2 = 4 dö 0 (LSB)  
4 : 2 = 2 dö 0  
2 : 2 = 1 dö 0  
1 : 2 = 0 dö 1  
1 0 0 0 . 1 0 1 B  
0.625 x 2 = 1.25 phaàn nguyeân 1 (MSB)  
0.25 x 2 = 0.5 phaàn nguyeân 0  
0.5 x 2 = 1.0 phaàn nguyeân 1  
3B-9  
b. Töø thaäp phaân sang thaäp luïc phaân:  
1 4 8 0 . 4 2 9 6 8 7 5  
1480 : 16 = 92 dö 8 (LSD)  
92 : 16 = 5 dö 12  
5 : 16 = 0 dö 5  
5 C 8 . 6 E H  
0.4296875 x 16 = 6.875 phaàn nguyeân 6 (MSD)  
0.875 x 16 = 14.0 phaàn nguyeân 14  
3B-10  
c. Töø nhò phaân sang thaäp luïc phaân:  
0 0  
1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 . 0 1 1 0 1 0 1 B  
0
3 B 5 D . 6 A H  
d. Töø thaäp luïc phaân sang nhò phaân:  
2 C 9 . E 8 H  
0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 . 1 1 1 0 1 0 0 0 B  
3B-11  
II. Soá nhò phaân (Binary):  
1.Caùc tính chaát cuûa soá nhò phaân  
- Soá nhò phaân n bit coù 2n giaù trò töø 0 ñeán 2n - 1  
- Soá nhò phaân coù giaù trò 2n-1: 1 … … … 1 (n bit 1)  
vaø giaù trò 2n: 1 0 … … ... 0 (n bit 0)  
- Soá nhò phaân coù giaù trò leû laø soá coù LSB = 1;  
ngöôïc laïi giaù trò chaün laø soá coù LSB = 0  
- Caùc boäi soá cuûa bit:  
1 B (Byte) = 8 bit  
1 KB  
1 MB  
1 GB  
= 210 B = 1024 B  
= 210 KB = 220 B  
= 210 MB  
3B-12  
2. Caùc pheùp toaùn soá hoïc treân soá nhò phaân:  
a. Pheùp coäng:  
1 1 1  
1 0 1 1 1  
1 0 1  
0 + 0 = 0  
0 + 1 = 1  
1 + 0 = 1  
1 + 1 = 0 nhôù 1  
1 1 1 0 0  
b. Pheùp tröø:  
-1 -1 -1  
1 1 0 1 0  
1 1 1  
0 - 0 = 0  
0 - 1 = 1 möôïn 1  
1 - 0 = 1  
1 - 1 = 0  
1 0 0 1 1  
3B-13  
1 0 1 1  
1 0 0 1  
c. Pheùp nhaân:  
d. Pheùp chia:  
1 0 1 1  
0 0 0 0  
0 0 0 0  
1 0 1 1  
1 1 0 0 0 1 1  
1 0 0 1 0 0 0 1  
1 0 1 1  
1 0 1 1  
1 1 0 1  
0
1 1 1  
1 0 1 1  
0 1  
1 1  
1 0 1 1  
1 0  
3B-14  
3. Maõ nhò phaân:  
Töø maõ:  
laø caùc toå hôïp nhò phaân ñöôïc söû duïng trong loaïi maõ nhò phaân  
a. Maõ nhò phaân cho soá thaäp phaân (BCD – Binary Coded Decimal)  
Soá BCD BCD BCD Maõ 1 trong 10  
thaäp phaân (8 4 2 1) (2 4 2 1) quaù 3  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1  
0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0  
0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0  
0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0  
0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0  
0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0  
0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0  
0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0  
1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0  
15  
3B-15  
1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0  
b. Maõ Gray: laø maõ nhò phaân maø 2 giaù trò lieân tieáp nhau  
coù toå hôïp bit bieåu dieãn chæ khaùc nhau 1 bit  
Giaù trò Binary Gray  
0
1
2
3
4
0 0 0  
0 0 1  
0 1 0  
0 1 1  
1 0 0  
0 0 0  
0 0 1  
0 1 1  
0 1 0  
1 1 0  
Ñoåi töø Binary sang Gray  
1 0 1 1  
Ñoåi töø Gray sang Binary  
1 0 0 0  
Gray:  
1 0 1 1 0  
1 1 0 0 1  
Gray:  
1 1 1 0 1  
1 0 0 0 1  
3B-16  
Giaù trò  
a b c d e f g  
c. Maõ LED 7 ñoaïn:  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 1 1 1 1 1 0  
0 1 1 0 0 0 0  
1 1 0 1 1 0 1  
1 1 1 1 0 0 1  
0 1 1 0 0 1 1  
1 0 1 1 0 1 1  
1 0 1 1 1 1 1  
1 1 1 0 0 0 0  
1 1 1 1 1 1 1  
1 1 1 1 0 1 1  
a
f
b
c
g
d
e
d. Maõ 1 trong n:  
laø maõ nhò phaân n bit coù moãi töø maõ chæ coù 1 bit laø 1  
(hoaëc 0) vaø n-1 bit coøn laïi laø 0 (hoaëc 1)  
1 0 0 0  
0 1 1 1  
0 1 0 0  
0 0 1 0  
0 0 0 1  
1 0 1 1  
1 1 0 1  
1 1 1 0  
Maõ 1 trong 4:  
hoaëc  
3B-17  
d. Maõ kyù töï ASCII:  
(Coät) b6 b5 b4  
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1  
(Haøng)  
b3b2b1b Hex 0  
1
2
3
4
5
6
7
0
0 0 0 0 0 NUL DLE SP  
0 0 0 1 1 SOH DC1  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
:
@
A
B
C
D
E
F
P
Q
R
S
`
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
m
n
o
p
!
q
0 0 1 0 2 STX DC2 ”  
r
0 0 1 1 3 ETX DC3  
0 1 0 0 4 EOT DC4  
#
$
s
T
U
V
W
X
Y
Z
[
t
0 1 0 1 5 ENQ NAK %  
0 1 1 0 6 ACK SYN &  
0 1 1 1 7 BEL ETB ’  
u
v
G
H
I
w
1 0 0 0 8  
1 0 0 1 9  
BS CAN  
HT EM  
(
)
x
y
1 0 1 0 A LF SUB *  
J
z
1 0 1 1 B  
1 1 0 0 C  
VT ESC  
FF FS  
+
,
-
.
/
;
K
L
M
N
O
{
<
=
>
?
\
|
1 1 0 1 D CR GS  
]
}
1 1 1 0 E  
1 1 1 1 F  
SO  
SI  
RS  
US  
^
~
18  
_
DEL3B-18  
III. Soá nhò phaân coù daáu :  
1. Bieåu dieãn soá coù daáu:  
a. Soá coù daáu theo bieân ñoä (Signed_Magnitude):  
- Bit MSB laø bit daáu: 0 laø soá döông vaø 1 laø soá aâm,  
caùc bit coøn laïi bieåu dieãn giaù trò ñoä lôùn  
+ 13 : 0 1 1 0 1  
1 1 1 0 1  
- 13 :  
- Phaïm vi bieåu dieãn:  
- (2n-1 – 1) ÷ + (2n-1 – 1)  
3B-19  
b. Soá buø_1 (1’s Complement):  
- Soá buø_1 cuûa 1 soá nhò phaân N coù chieàu daøi n bit  
Buø_1 (N) = 2n – 1 – N  
Buø_1 (1 0 0 1) = 24 - 1 - 1 0 0 1  
= 1 1 1 1 - 1 0 0 1  
= 0 1 1 0  
- Coù theå laáy Buø_1 cuûa 1 soá nhò phaân baèng caùch laáy  
ñaûo töøng bit cuûa noù (0 thaønh 1 vaø 1 thaønh 0)  
- Bieåu dieãn soá coù daáu buø_1:  
* Soá coù giaù trò döông:  
bit daáu = 0, caùc bit coøn laïi bieåu dieãn ñoä lôùn  
* Soá coù giaù trò aâm:  
laáy buø_1 cuûa soá döông coù cuøng ñoä lôùn  
- Phaïm vi bieåu dieãn  
3B-20  
- (2n-1 – 1) ÷ + (2n-1 – 1)  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 38 trang baolam 28/04/2022 4261
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kỹ thuật số - Chương 1: Hệ thống số đếm-số nhị phân - Nguyễn Trọng Luật", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_ky_thuat_so_chuong_1_he_thong_so_dem_so_nhi_phan_n.pdf