Điện Tử Số-chuong1-Cac he so dem-2013.ppt

1
Giảng viên: NGÔ ĐÌNH PHONG
Khoa: Kỹ thuật điện tử 2
CHƯƠNG 1:
HỆ ĐẾM
BÀI GIẢNG MÔN HỌC
ĐIỆN TỬ SỐ

2
Học viện công nghệ BCVT
Khoa Kỹ Thuật Điện Tử II
►Tài liệu tham khảo
ĐIỆN TỬ SỐ
(Digital Electronics)
Bài giảng ĐIỆN TỬ SỐ

3
►Chương 1: Hệ Đếm
Chương 2:Đại số hàm Boole
Chương 3: Cổng logic TTL và CMOS
Chương 4: Mạch logic tổ hợp
Chương 5: Mạch logic tuần tự
Chương 6: Bộ nhớ bán dẫn
ĐIỆN TỬ SỐ
(Digital Electronic)

4
Bài giảng Điện Tử Số
Chương 1: Hệ Đếm
►1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.1 Hệ thập phân
1.1.2 Hệ nhị phân
1.1.3 Hệ 8 và hệ 16
1.2 CHUYỂN ĐỔI CƠ SỐ GIỮA CÁC HỆ ĐẾM
1.3 SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU
1.4 DẤU PHẨY ĐỘNG
1.5 CÁC HỆ THỐNG MÃ NHỊ PHÂN THÔNG
DỤNG

5
Mạch tương tự (analog)
1. Hệ thống tương tự (analog
system)
Mạch số (digital)
2. Hệ thống số (digital system)
VD: Bộ khuếch đại âm tần, thiết
bị thu phát băng từ…
VD: máy tính, điện thoại di
động, thiết bị nghe nhìn
số…
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

6
►Ứng dụng của mạch số trong các hệ thống:

7
Tín hiệu tương tự
(analog signal)
Tín hiệu số
(digital signal)
t(s)
0
xa(t)
V
1
t(s)
0
High
Low
Tín hiệu số: 11001001000

8
►Dễ thiết kế hơn
► Cho phép thông tin được lưu trữ và truy cập dễ
dàng,nhanh chóng
► Tính chính xác và độ tin cậy cao
► Có thể lập trình hoạt động.
► Khả năng chống nhiễu cao, cho phép các mạch có khả
năng phát hiện sai và sửa sai.
► Tích hợp trên một chíp IC (Integrated Circuit).
► Độ chính xác và độ phân giải cao.
Ưu điểm của mạch số

9
►Muốn sử dụng kỹ thuật số khi làm việc với tín hiệu đầu
vào và đầu ra dạng tương tự ta phải thực hiện sự chuyển
đổi từ dạng tương tự sang dạng số (ADC), sau đó xử lý
thông tin số và chuyển ngược lại từ dạng số đã xử lý sang
dạng tương tự (DAC) .
► Các bộ ADC,DAC có chấp nhận sai số
Nhược điểm

10
Các bước để sử dụng được hệ thống kỹ thuật số:
►Biến đổi thông tin đầu vào dạng tương tự thành dạng số
(ADC)
► Xử lý thông tin số
► Biến đổi đầu ra dạng số về lại dạng tương tự (DAC)
Ví dụ sơ đồ khối một hệ thống điều khiển nhiệt độ

11
►BIỂU DIỄN SỐ
1.1.1 HỆ THẬP PHÂN:

12
1.1.1 HỆ THẬP PHÂN:
Trọng số của 102010
= 1020
1 0 2 0 . 0 0 0
103 102 101 100 10-1 10-2 10-3
=1000 =100 =10 =1 =1/10 =1/100 =1/1000
MSB Dấu chấm
thập phân
LSB
Trong hệ thống số thập phân có mười cơ số là 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

13
1.1.2 HỆ NHỊ PHÂN (binary system)
Ý nghĩa một số nhị phân:
Trọng số của số nhị phân : 1100.1012
= (1x 23) + (1x 22) + (0x21) + (0x20) + (1x2-1) + (0x2-2)
+ (1x 2-3 )
= 8 + 4 + 0 + 0 + 0.5 + 0 + 0.125
= 12.125
1 1 0 1 . 1 0 1
23 22 21 20 2-1 2-2 2-3
=8 =4 =2 =1 =1/2 =1/4 =1/8
MSB Dấu chấm
nhị phân
LSB
►Trong hệ thống số nhị phân chỉ có hai cơ số là 0 và 1

14
1 0 1 1 0 1 0 1
Số nhị
phân:
MSB (Most
Significant Bit)
(Least
Significant
Bit) LSB
bit
nipple
byte
Thứ tự bit
1024
2
1 10


K
1.1.2 HỆ NHỊ PHÂN (binary system)

15
Bảng trị giá 2n
n 2n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
2
4
8
16
32
64
128
256
512
n 2n
10
11
12
13
14
15
16
20
21
30
1 K
2 K
4 K
8 K
16 K
32 K
64 K
1 M
2 M
1 G
1.1.2 HỆ NHỊ PHÂN (binary system) (tt)

16
Thập
phân
Nhị phân
0 0
1 1
2 10
3 11
4 100
5 101
6 110
7 111
Thập
phân
Nhị phân
8 1000
9 1001
10 1010
11 1011
12 1100
13 1101
14 1110
15 1111
Nếu sử dụng N bit có thể tổ hợp được 2N số độc lập nhau
VD: 2 bit, tổ hợp được 22 = 4 số ( 002 đến 112 )
4 bit, tổ hợp được 24 = 16 số ( 00002 đến 11112 )
1.1.2(tt)

17
►Phép cộng trong hệ nhị phân
0 + 0 = 0 ;
0 + 1 = 1 ;
1 + 0 = 1 ;
1 + 1 = 0 nhớ 1 (đem qua bit cao hơn).
1 1 1 (số nhớ)
1 0 1 1 (số hạng thứ 1)
+ 1 1 1 0 (số hạng thứ 2)
-------------------------------------
1 1 0 0 1 (tổng)
► Ví dụ
phép cộng

18
►Phép trừ trong hệ nhị phân
► Ví dụ
phép trừ
0 - 0 = 0 ;
1 - 1 = 0 ;
1 - 0 = 1 ;
0 - 1 = 1 mượn 1 ở bit cao hơn
1 1 (số mượn)
1 0 0 (số bị trừ)
- 0 1 1 (số trừ)
-------------------------------------
0 0 1 (hiệu)

19
►Phép nhân trong hệ nhị phân
► Ví dụ
phép nhân
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

20
1.1.3 HỆ CƠ SỐ 8
0 1 2 7 . 0 0 0
83 82 81 80 8-1 8-2 8-3
=512 =64 =8 =1 =1/8 =1/64 =1/512
MSB Dấu chấm
bát phân
LSB
Hệ thống số bát phân sử dụng 8 cơ số gồm : 0,1,2,3,4,5,6,7
Mỗi một ký tự số bát phân biểu diễn một nhóm 3 ký tự số nhị
phân.

21
1.1.3 HỆ CƠ SỐ 8 (tt)
►Phép cộng trong hệ cơ số 8: khi kết quả lớn hơn hoặc bằng
8 phải nhớ lên chữ số có trọng số lớn hơn kế tiếp
► Ví dụ phép cộng hệ cơ số 8:
► Phép trừ: Khi mượn 1 ở số có trọng số lớn hơn kế tiếp thì
chỉ cần cộng thêm 810
► Ví dụ phép trừ hệ cơ số 8:

22
0 1 1 A . 1 0 1
163 162 161 160 16-1 16-2 16-3
=4096 =256 =16 =1 =1/16 =1/256 =1/4096
MSB Dấu chấm
thập
lụcphân
LSB
Hệ thống số thập lục phân sử dụng 16 cơ số gồm :
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A, B, C, D, E, F.
Mỗi một ký tự số thập lục phân biểu diễn một nhóm 4 ký tự số
nhị phân.
1.1.4 HỆ CƠ SỐ 16 (Số HEX)

23
Thập
phân
Thập lục
phân
Nhị
phân
0 0 0000
1 1 0001
2 2 0010
3 3 0011
4 4 0100
5 5 0101
6 6 0110
7 7 0111
Thập
phân
Thập lục
phân
Nhị phân
8 8 1000
9 9 1001
10 A 1010
11 B 1011
12 C 1100
13 D 1101
14 E 1110
15 F 1111
1.1.4 HỆ CƠ SỐ 16 (Số HEX) (tt)

24
1.1.4 HỆ CƠ SỐ 16 (Số HEX) (tt)
►Phép cộng trong hệ cơ số 16: Khi thực hiện cộng số HEX
lưu ý khi kết quả lớn hơn F
► Ví dụ phép cộng số HEX:
► Phép trừ: Khi trừ một số bé hơn cho một số lớn hơn phải
mượn 1 ở cột kế tiếp bên trái, nghĩa là cộng thêm 16 rồi mới trừ
► Ví dụ phép trừ số HEX:

25
► 1.2 CHUYỂN ĐỔI CƠ SỐ GIỮA CÁC HỆ ĐẾM
1.2.1 Chuyển đổi hệ cơ số 10 sang hệ khác
1.2.2 Đổi biểu diễn hệ bất kỳ sang hệ thập phân
1.2.3 Đổi số nhị phân sang hệ cơ số 8 và 16
1.5 CÁC HỆ THỐNG MÃ NHỊ PHÂN THÔNG DỤNG

26
1.2.1 Chuyển đổi từ hệ cơ số 10 sang hệ khác
Đối với phần nguyên
Chia liên tiếp phần nguyên
cho cơ số của hệ cần chuyển
đến.
Kết quả là số dư sau mỗi lần
chia viết đảo ngược trật tự
Phép chia dừng lại khi kết quả
lần chia cuối cùng bằng 0
Nhân liên tiếp phần phân
số với cơ số của hệ cần
chuyển đến.
Kết quả là phần nguyên thu
được sau mỗi lần nhân, viết
tuần tự.
Đối với phần phân số

27
Ví dụ 1: Đổi số 35 sang số nhị phân.
1.2.1 Chuyển đổi từ hệ cơ số 10 sang hệ khác (tt)

28
Ví dụ 2: Đổi số 0,375 sang số nhị phân.

29
Ví dụ 3: Đổi số 35 sang số bát phân.
Ví dụ 4: Đổi số 0,375 sang số bát phân.

30
Ví dụ 5: Đổi số 35 sang số thập lục phân.
Ví dụ 6: Đổi số 0,375 sang số thập lục phân.

31
1.2.2 Chuyển đổi hệ bất kỳ sang hệ thập phân
►Công thức:
với ai và r là hệ số và cơ số hệ có biểu diễn
►Ví dụ:

32
1.2.3 Chuyển đổi từ hệ cơ số 2 sang hệ 8,16
►NP sang cơ số 8:
chia số NP thành các nhóm 3 bit
►NP sang cơ số 16: chia số NP thành các nhóm 4 bit

33
► 1.3 SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU
1.3.1 Biểu diễn số NP có dấu
1.3.2 Phép cộng trừ số NP có dấu
DỤNG

34
1.3.1 Biểu diễn số nhị phân có dấu
►3 phương pháp ► Biểu diễn theo bù 1
► Biểu diễn theo bù 2
►Biểu diễn theo bit dấu

35
1.3.1 Biểu diễn số nhị phân có dấu (tt)

36
►Bù 1: của số nhị phân được thực hiện bằng
cách lấy phủ định từng bit của số đó
►Bù 2: bằng bù 1 cộng 1
Ví dụ: Bù 2 của 11001101000
là 01000101000
Ví dụ: Bù 1 của 11001101000
là 00110010111
1.3.1 Biểu diễn số nhị phân có dấu (tt)

37
1.3.2 Cộng và trừ các số biểu diễn theo bit dấu
►Cộng hai
số cùng dấu:
Cộng hai
phần trị số
với nhau, dấu
là dấu chung
►Cộng hai
số khác dấu
trong đó số
âm có trị số
nhỏ hơn

39
1.3.2 Cộng và trừ các số biểu diễn theo bit dấu (tt)
►Cộng hai số khác dấu trong đó số âm có trị số lớn hơn
►Phép trừ: Nếu lưu ý rằng, - (-) = + thì trình tự thực hiện
phép trừ cũng giống phép cộng

40
►1.4 DẤU PHẨY ĐỘNG
1.4.1 Biểu diễn theo dấu phẩy động
1.4.2 Các phép tính với biểu diễn dấu phẩy động
DỤNG

41
►Dấu phẩy động: Dùng để biểu diễn rút gọn các số có giá trị
rất lớn hoặc rất bé.
►Biểu diễn:
m : là phần định trị, e là số mũ.
N2=2E x M

42
►Dấu phẩy động: 32 bit độ chính xác đơn ( IEEE – 754). Với
32 bit được chia ra 3 phần như sau:
1 bit 8 bit 23 bit
S E F
Sign (Dấu) Exponent (số mũ) Fraction/Mantissa
(phần phân số/
định trị)
Phần bit dấu: quy ước 0 là dương, 1 là âm.
Đây là biểu thị dấu, không phải bù 2
E = số mũ + 127
F = giá trị tính từ sau dấu chấm

43
Ví dụ 1: Tìm dạng dấu phẩy động của 0.75
B1: Đổi sang nhị phân: 0.75 = 0.112
B2: Đẩy lên hàng đơn vị một số 1: 0.112 =1.1 x 2-1
B3: Số dương nên S = 0
B4: E = -1 + 127 = 126 = 0111 11102
B5: F = 100 0000 0000 0000 0000 0000 (23 bit)

44
Ví dụ 2: Tìm dạng dấu phẩy động của -9.125
B1: Đổi sang nhị phân: 9.125 = 1001.0012
B2: Đẩy lên hàng đơn vị một số 1: 1001.0012 =1.001001 x 23
B3: Số âm nên S = 1
B4: E = 3 + 127 = 130 = 1000 00102
B5: F = 001 0010 0000 0000 0000 0000(23 bit)

45
1.4.2 Các phép tính với biểu diễn dấu phẩy động
►Tổng và hiệu: cần đưa các số hạng về cùng số mũ,
sau đó số mũ của tổng và hiệu sẽ lấy số mũ chung,
còn định trị của tổng và hiệu sẽ bằng tổng và hiệu các
định trị thành phần.
►Nhân
►Chia

46
1.4.2 Các phép tính với biểu diễn dấu phẩy động (tt)
►Ví dụ các phép toán cộng/ trừ/ nhân/ chia

47
► 1.5 CÁC HỆ THỐNG MÃ NHỊ PHÂN THÔNG DỤNG
1.5.1 Các dạng mã BCD
1.5.2 Các phép tính trong số NBCD
1.5.3 Các dạng mã nhị phân khác

48
1.5.1 Các dạng mã nhị thập phân (BCD- Binary
Coded Decimal)
MÃ BCD (Binary Coded Decimal) là mã được cấu tạo
bằng cách dùng từ nhị phân 4 bit để mã hóa 10 kí hiệu
thập phân, nhưng cách biểu diễn vẫn theo thập phân.
VD: 910 có mã BCD là 1001
8610 Có mã BCD là 1000 0110
Mã NBCD (Nature BCD): các chữ số thập phân được nhị
phân hoá theo trọng số như nhau 23, 22, 21, 20

49
Bảng
Mã
BCD
các
loại
1.5.1 Mã BCD- Binary Coded Decimal (tt)
NBCD

50
1.5.2 Các phép tính trong mã NBCD
►Phép cộng: Khi thực hiện cộng số BCD lưu ý khi kết
quả lớn hơn 9 cần hiệu chỉnh bằng cách cộng thêm 01102
(số 610)
►Ví dụ:

51
1.5.2 Các phép tính trong mã NBCD (tt)
►Phép trừ: Phép trừ số thập phân được thực hiện trên
cơ sở phép cộng bằng cách cộng với số bù 9 của số trừ
►Ví dụ:

52
1.5.3 Các dạng mã nhị phân khác
Gray 1 bit
0
1
Gray 3 bit
000
001
011
010
110
111
101
100
Mã Gray còn được gọi là mã cách 1,
các tổ hợp mã kế nhau chỉ khác nhau
duy nhất 1 bit.
Gray 4 bit
0000
0001
0011
0010
0110
0111
0101
0100
Gray 2 bit
00
01
11
10
1100
1101
1111
1110
1010
1011
1001
1000

53
1.5.3 Các dạng mã nhị phân khác (tt)
Mã Dư-3 được hình thành từ mã NBCD bằng cách cộng
thêm 3 vào mỗi tổ hợp mã.
Mã Johnson (vòng xoắn) sử dụng 5 bit nhị phân để biểu
diễn 10 ký hiệu thập phân. Mã này có số bit 1 tăng dần từ
trái qua phải cho đến khi đầy, sau đó giảm dần bit 1
Mã vòng sử dụng 10 bit nhị phân để biểu diễn 10 ký hiệu
thập phân với các trọng số 9876543210. Mỗi tổ hợp mã
chỉ bao gồm một bit 1 chạy vòng từ phải qua trái

54

55
►Mã ASCII
dùng số nhị
phân 7 bit gồm
128 mã số cho
128 ký tự chữ số

56
Mã ASCII dùng
số nhị phân 7 bit
gồm 128 mã số
cho 128 ký tự
chữ số

57
►Ví dụ: Mã ASCII Biểu diễn chử “REST”

58
Tóm tắt
Hệ thập phân
Hệ nhị phân
Hệ 8 và hệ 16
Phương pháp chuyển đổi giữa các hệ đếm
Tổ chức của các hệ đếm
Phép tính số học trong các hệ đếm
Mã nhị phân thông dụng: mã BCD, mã Gray,
mã vòng xoắn, mã ASCII…

Điện Tử Số-chuong1-Cac he so dem-2013.ppt

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Điện Tử Số-chuong1-Cac he so dem-2013.ppt

Similar to Điện Tử Số-chuong1-Cac he so dem-2013.ppt (20)

Điện Tử Số-chuong1-Cac he so dem-2013.ppt