Bài giảng môn Kỹ thuật số - Đặng Ngọc Khoa

ảng, trong đó liệt
kê tất cả các trạng thái hiện tại và kế tiếp.
54
Trình tự thiết kế
„ Bước 4: trong bảng vừa tạo, thêm cột giá
trị J, K của các FF. Với mỗi trạng thái hiện
tại, xác định giá trị của J và K để bộ đếm
chuyển đến trạng thái kế tiếp.
„ Bước 5: thiết kế mạch logic để tạo ra các
mức logic cho mỗi ngõ vào J và K.
„ Bước 6: xác định sơ đồ mạch.
28
55
Ví dụ, thiết kế bộ đếm MOD-5
„ Sơ đồ chuyển đổi trạng thái
„ 000Æ001Æ010Æ011Æ100Æ000Æ
56
Trạng thái hiện tại và kế tiếp
0001118
0000117
0001016
0000015
0011104
1100103
0101002
100000Line 1
ABCABC
NEXTPRESENT
29
57
Bảng trạng thái của mạch
1x1x1x0001118
x01x1x0000117
1xx01x0001016
x0x01x0000015
1x1xx10011104
x10xx01100103
1xx1x00101002
x1x0x0100000Line 1
KAJAKBJBKCJCABCABC
NEXTPRESENT
58
Xác định các giá trị J và K
„ Tính giá trị của JA
30
59
Tương tự ta có
60
Sơ đồ mạch
31
61
Ví dụ 7-8
„ Sử dụng D-FF để thiết kế bộ đếm MOD-5
xxx000111
0xx000011
x0x000101
00x000001
xx1001110
1x0110010
x10010100
100100000
DADBDCABCABC
NEXTPRESENT
62
Ví dụ 7-8
„ Xác định giá trị các ngõ vào D
32
63
Ví dụ 7-8
„ Sơ đồ mạch
64
Mạch thanh ghi tích hợp
„ Thanh ghi có thể được phân loại dựa vào
cách dữ liệu được đưa vào và cách mà dữ
liệu được lấy ra:
„ Parallel in/parallel out (PIPO)
„ Serial in/serial out (SISO)
„ Parallel in/serial out (PISO)
„ Serial in/parallel out (SIPO)
33
65
Mạch thanh ghi tích hợp
„ Vào song song, ra song song : 
„ IC 74174 và 74178
1 0 1 0 1 1 0 1 
1 0 1 0 1 1 0 1 
Parallel out
Parallel inMSB LSB
66
PIPO – 74ALS174/74HC174
„ 74ALS174/74HC174
„ Thanh ghi 6 bit
„ D5, D0: ngõ vào song song
„ Q5, Q0: ngõ ra song song
„ Dữ liệu được đưa vào thanh ghi theo cạnh
dương của xung clock
„ Master reset có thể reset tất cả các FFs
một cách độc lập với xung clock
34
67
PIPO – 74ALS174/74HC174
68
PIPO – 74ALS174/74HC174
„ 74ALS174 được sử dụng để làm bộ thành
ghi dịch
35
69
Mạch thanh ghi tích hợp
„ Vào nối tiếp, ra nối tiếp: 
„ IC 4731B
1 0 1 0 1 1 0 1 
Serial In Serial out
0 1 1 0
70
SISO - 4731B
36
71
Mạch thanh ghi tích hợp
„ Vào song song, ra nối tiếp: 
„ IC 74165,74LS165,74HC165
1 0 1 0 1 1 0 1 
1 0 1 0 1 1 0 1 
Parallel In
MSB LSB
Serial Out
1 0
72
PISO - 74HC165
„ 74HC165
„ Thanh ghi 8 bit
„ Dữ liệu nối tiếp được đưa vào DS
„ Dữ liệu song song không đồng bộ được đưa
vào qua P0 - P7
„ Chỉ có ngõ ra Q7 được sử dụng
„ CP là ngõ vào xung clock
„ CP INH ngõ vào ngăn xung clock
„ SH/LD ngõ vào load dữ liệu
37
73
PISO - 74HC165
74
Mạch thanh ghi tích hợp
„ Vào nối tiếp, ra song song: 
„ IC 74164,74LS164,74HC164
Serial In
1 0 1 0 1 1 0 1 
1 0 1 0 1 1 0 1 
0 1
Parallel outMSB LSB
38
75
SIPO –74ALS164/74HC164
„ 74ALS164
„ Chứa thanh ghi dịch 8 bit
„ A và B là hai ngõ vào của một cổng AND, ngõ
ra của cổnf AND là đầu vào nối tiếp.
„ Quá trình dịch xảy ra khi có cạnh âm của
xung clock
76
IC 74ALS164
39
77
Ví dụ IC 74ALS164
78
Thanh ghi dịch
3684368363
Ví dụ về thanh
ghi dịch trong
máy tính
40
79
Bộ đếm thanh ghi dịch
„ Bộ đếm vòng (FF cuối nối đến FF đầu tiên)
„ FF cuối cùng sẽ dịch giá trị của nó đến FF đầu
tiên
„ D-FF được sử dụng (JK-FF cũng có thể được
sử dụng)
„ Phải bắt đầu với trạng thái chỉ có một FF có
giá trị 1 và những cái còn lại ở trạng thái 0.
80
Dịch vòng MOD-4
41
81
Dịch vòng 4 bit
„ Bộ đếm MOD-4
82
Câu hỏi?
11
Chương 8
Đặc điểm của IC số
Th.S Đặng Ngọc Khoa
Khoa Điện - Điện Tử
2
Thông số dòng và áp
23
Thông số dòng và áp
„ Mức điện áp
„ VIH(min): Điện áp ngõ vào mức cao: giá trị
điện áp thấp nhất cho mức logic 1 ở ngõ vào.
„ VIL(max): Điện áp ngõ vào mức thấp: giá trị
điện áp cao nhất cho mức logic 0 ở ngõ vào.
„ VOH(min): Điện áp ngõ ra mức cao: giá trị
điện áp thấp nhất cho mức logic 0 ở ngõ ra.
„ VOL(max): Điệp áp ngõ ra mức thấp: giá trị
điện áp cao nhất cho mức logic 0 ở ngõ ra.
4
Thông số dòng và áp
„ Mức dòng điện
„ IIH: Dòng điện ngõ vào mức cao: dòng điện
chảy vào ở mức logic 1
„ IIL: Dòng điện ngõ vào mức thấp: dòng điện
chảy vào ở mức logic 0
„ IOH: Dòng điện ngõ ra mức cao: dòng điện
chảy ra ở mức logic 1
„ IOL: Dòng điện ngõ ra mức thấp: dòng điện
chảy ra ớ mức logic thấp
35
Thời gian trễ
„ Xét tín hiệu đi qua một cổng đảo:
„ tPLH thời gian trễ khi chuyển logic 0 sang logic 1
„ tPHL thời gian trễ khi chuyển logic 1 sang logic 0
„ tPLH và tPHL không nhất thiết phải bằng nhau
„ Thời gian trễ liên quan đến tốc độ của mạch
logic. Thời gian trễn càng nhỏ thì tốc độ của
mạch càng cao.
6
Thời gian trễ
Thời gian trễ khi đi
qua cổng đảo (NOT)
47
Nguồn cung cấp
„ Dòng điện trung bình
„ Công suất
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +=
2)(
CCLCCH
avgCC
III
( ) CCavgCCavg VIP .)( =
8
Ảnh hưởng của nhiễu
59
Mức điện áp
„ Mạch hoạt động đúng yêu cầu điện áp
ngõ vào nằm trong khoảng xác định nhỏ
hơn VIL(max) hoặc lớn hơn VIH(min)
„ Điện áp ngõ ra có thể nằm ngoài khoảng
xác định phụ thuộc vào nhà sản xuất hoặc
trong trường hợp quá tải.
„ Nguồn cung cấp có mức điện áp không
đúng có thể sẽ gây ra mức điện áp ngõ ra
không đúng.
10
Current-Sourcing và Current- Sinking
Ở trạng thái logic cao, 
cổng lái cung cấp
dòng cho cổng tải
Ở trạng thái logic thấp, 
cổng lái nhận dòng
từ cổng tải
611
Họ IC TTL
„ Sơ đồ mạch của cổng NAND TTL
12
IC TTL cổng NAND
„ Ngõ ra ở trạng thái thấp
713
IC TTL cổng NAND
„ Ngõ ra ở trạng thái cao
14
Kết nối giữa các mạch logic
815
Họ IC TTL
„ Mạch TTL có cấu trúc tương tự như trên
„ Ngõ vào là cathode của tiếp giáp PN
„ Ngõ vào ở mức cao sẽ turn off mối nối và chỉ
có dòng rò rỉ chạy qua.
„ Ngõ vào mức thấp sẽ turns on mối nối và có
dòng tương đối lớn chạy qua.
„ Phần lớn mạch TTL có cùng cấu trúc ngõ
ra, tương tự như trên.
16
Mạch TTL cổng NOR
917
Ký hiệu họ TTL
„ Ký hiệu đầu tiên của IC TTL là số series 
54/74
„ Series 54 hoạt động trong khoảng nhiệt độ rộng
hơn.
„ Ký hiệu chữ thể hiện hãng sản xuất
„ SN – Texas Instruments
„ DM – National Semiconductor
„ S – Signetics
„ DM7402, SN7402, S7402 có cùng một chức năng
18
Ký hiệu họ TTL
„ Chuẩn 74 TTL có thể phân loại thành:
„ Standard TTL, 74 series
„ Schottky TTL, 74S series
„ Low power Schottky TTL, 74LS series (LS-TTL)
„ Advanced Schottky TTL, 74AS series (AS-TTL)
„ Advanced low power Schottky TTL, 74ALS series
„ 74F fast TTL
„ Bảng 8-6 so sánh giữa các phân loại khác nhau
10
19
Phân loại họ TTL
20
DataSheet họ TTL
11
21
Tải và Fan-Out
„ Fan out thể hiện khả năng ngõ ra của một
IC có thể lái được bao nhiên ngõ vào của
những IC khác.
„ Một ngõ ra TTL bị giới hạn dòng chảy vào nó
khi ở trạng thái thấp.
„ Một ngõ ra TTL bị giới hạn dòng cung cấp
(dòng chảy ra) khi nó ở trạng thái cao.
„ Nếu dòng điện vượt quá những giới hạn trên
thì điện áp ngõ ra sẽ nằm ngoài khoảng cho
phép.
22
Tải và Fan-Out
12
23
Tải và Fan-Out
„ Xác định fan out
„ Cộng IIH của tất cả các ngõ vào có kết nối
đến ngõ ra đang xét. Tổng phải nhỏ hơn IOH.
„ Cộng IIL của tất cả các ngõ vào có kết nối đến
ngõ ra đang xét. Tổng phải nhỏ hơn IOL.
24
Tải và Fan-Out
„ Ví dụ: ngõ ra của 74ALS00 có thể lái bao
nhiêu ngõ vào 74ALS00?
13
25
DataSheet của 74ALS00
26
Tính Fan - out
IOHMAX
IIHMAX = 20uAmps
IOHMAX = -400 uAmps
FanoutHIGH = 400uAmp / 20 uAmp = 20
High Output
IOHMAX
IILMAX = - 0.1 mAmps
IOLMAX = 8 mAmps
FanoutLOW = 8 mAmp / 0.4 mAmp = 80
Low Output
14
27
Công nghệ MOS
„ MOSFETs - Metal Oxide Semiconductor 
Field Effect Transistors
„ Sản xuất đơn giản và rẻ hơn
„ Tiêu tốn ít năng lượng
„ Có thể thực hiện được nhiều mạch hơn
„ Dễ bị tác động bởi tĩnh điện
28
Công nghệ MOS
„ Ký hiệu MOSFET kênh N và kênh P
15
29
Công nghệ MOS
„ Trạng thái của MOSFET
30
Logic MOSFET kênh N
16
31
Logic MOSFET kênh P
32
Cổng đảo CMOS
17
33
Cổng NAND CMOS
34
Cổng NOR CMOS
18
35
Ký hiệu họ CMOS
„ 4000/1400
„ 74C
„ 74HC/HCT (high-speed CMOS)
„ 74AC/ACT (advanced CMOS)
„ 74AHC/AHCT (advanced high-speed CMOS)
36
IC điện áp thấp
„ Họ CMOS :
„ 74LVC (low voltage CMOS)
„ 74ALVC (advanced low voltage CMOS)
„ 74LV (low voltage)
„ 74AVC (advanced very low voltage CMOS)
„ 74AUC (advanced ultra-low voltage CMOS)
„ 74AUP (advanced ultra-low power)
„ 74CBT (cross bar technology)
„ 74CBTLV (cross bar technology low voltage)
„ 74GTLP (gunning transceiver logic plus)
„ 74SSTV (stub series terminated logic)
„ 74TVC (translation voltage clamp)
19
37
Cổng Tristate
„ Ba trạng thái đó là: HIGH, LOW và tổng trở cao.
38
Cổng Tristate
„ Tristate được sử dụng làm bộ đệm
20
39
Cổng Tristate
„ Bộ đệm Tristate được sử dụng khi nhiều
tín hiệu sử dụng chung bus
40
Giao tiếp giữa các IC
„ Lái (driver) – cung cấp tín hiệu ngõ ra.
„ Tải (load) – nhận tín hiệu.
„ Mạch giao tiếp (interface circuit) – kết nối
giữa thiết bị lái và tải.
„ Kết nối giữa những họ IC khác nhau trong
cùng một mạch.
21
41
Giao tiếp giữa các IC
42
TTL lái CMOS
„ Về dòng điện, TTL hoàn toàn có thể lái được CMOS.
„ Về điện áp, cần phải có điện trở kéo lên khi
22
43
CMOS lái TTL
„ Trạng thái HIGH
„ Không có vấn đề gì xảy ra khi CMOS lái TTL
„ Trạng thái LOW
„ Không có vấn đề với họ 74HC, 74HCT 
„ Những họ khác tùy theo từng trường hợp mà
có sự tương thích với nhau
44
Câu hỏi?
11
Chương 9
Các mạch số thường gặp
Th.S Đặng Ngọc Khoa
Khoa Điện - Điện Tử
2
Nội dung
„ Mạch giải mã/Mạch mã hóa
„ Mạch ghép kênh
„ Mạch phân kênh
„ Mạch so sánh
„ Chuyển mã
„ Data Bus
23
Mạch giải mã
„ Ứng với mỗi trạng thái của ngõ vào chỉ có
một ngõ ra ở trạng thái tích cực.
„ Mức tích cực có thể là mức thấp hoặc cao
4
Mạch giải mã 1 sang 8
35
IC giải mã 74LS138
6
Bộ giải mã 1 sang 32
„ Có thể sử dụng 4 IC 75LS138 để làm bộ
giải mã 1 sang 32
47
Giải mã BCD - Decimal
„ Một số mạch giải mã không sử dụng tất
cả 2N ngõ vào của nó
„ Mạch giải mã BCD – Decimal có 4 ngõ vào
và 10 ngõ ra
„ Ngõ ra ở trạng thái tích cực (mức thấp) 
chỉ khi mã BCD tương ứng với nó được
đưa đến ngõ vào
„ Khi ngõ vào không phải là giá trị BCD thì
không có ngõ ra nào tích cực
„ IC 74LS42 giải mã BCD - Decimal
8
Giải mã BCD - Decimal
59
Ứng dụng mạch giải mã
„ Kết hợp bộ đếm và bộ giải mã để cung
cấp tín hiệu theo trình tự thời gian cho các
thiết bị
„ Bộ đếm không đồng bộ 74LS239 hoạt
động ở MOD-16
„ Ngõ ra của bộ đếm được đưa đến ngõ vào
của mạch giải mã
10
Ứng dụng mạch giải mã
611
Giải mã BCD – LED 7 đoạn
„ LED 7 đoạn được chế tạo từ 7 LED thông
thường
12
IC hiển thị LED 7 đoạn
LED
713
LED và LCD
„ Đèn LED (Light Emitting Diode) phát sáng
khi có dòng điện chạy qua nó
„ LCD (Liquid Crystal Display) hiển thị tinh
thể lỏng
„ LCD hoạt động với tín hiệu xoay chiều
điện áp thấp, tần số thấp
„ Đèn LED tạo ra ánh sáng mạnh hơn, LCD 
sử dụng ít công suất hơn
14
Nguyên lý hoạt động của LCD
„ Control = low, ngõ ra của EX-OR sẽ giống với
ngõ vào. Điện áp trên LCD = 0, LCD = off
„ Control = high, ngõ ra của EX-OR sẽ ngược
với sóng ngõ vào. Điện áp trên LCD là sóng
vuông 5 và -5V, LCD ở trạng thái on
815
LCD 7 đoạn
16
Nguyên lý hoạt động của LCD 7 đoạn
917
Mạch mã hóa
„ Hoạt động ngược lại với mạch giải mã
„ Mạch mã hóa có một số ngõ vào nhưng vào một
thời điểm chỉ có một ngõ vào ở trạng thái tích cực
18
Mạch mã hóa octal-binary
10
19
Ưu tiên trong mã hóa
„ Trong trường hợp có nhiều ngõ vào ở
trạng thái tích cực thì ngõ ra sẽ tương
ứng với ngõ vào có trọng số cao nhất
20
Ví dụ mạch mã hóa
11
21
Ví dụ mạch mã hóa
„ Sử dụng IC 74LS147
„ Các công tắc tương ứng với các nút nhất
từ 0 đến 9
„ Bình thường tất cả các công tắc mở, các
ngõ vào ở trạng thái cao, BCD ngõ ra là
0000
„ Khi có một phím nhấn, mạch sẽ tạo ra
một mã BCD tương ứng
22
Mạch ghép kênh
12
23
Mạch ghép kênh
„ Mạch ghép kênh còn được gọi là mạch
chọn dữ liệu.
„ Mạch có nhiều ngõ vào.
„ Tại một thời điểm chỉ có một ngõ vào
được đưa đến ngõ ra.
„ Các đường select quyết định ngõ vào nào
được chọn.
24
Mạch ghép kênh 2 ngõ vào
„ Mạch ghép kênh 2 ngõ vào Z = I0S’ + I1S
13
25
Mạch ghép kênh 4 ngõ vào
26
Mạch ghép kênh 8 ngõ vào IC 74151
14
27
Mạch ghép kênh 8 ngõ vào IC 74151
28
Mạch ghép kênh 16 ngõ vào
„ Sử dụng 2 IC 
74151 để tạo
ra bộ đếm 16 
ngõ vào
15
29
Mạch ghép kênh 2 ngõ vào 4 bit
„ Mạch có 2 nhóm
ngõ vào, mỗi
ngõ vào có 4 bit.
„ Mạch có 1 ngõ
select để chọn 1 
trong 2 nhóm
ngõ vào
30
Ứng dụng mạch ghép kênh
16
31
Hiển thị bộ đếm 2 chữ số
32
Biến đổi Parallel - Serial
17
33
Tạo hàm logic
34
Mạch phân kênh
„ Mạch phân kênh (DEMUX) có một ngõ vào
và ngõ vào này sẽ được phân đến một
trong nhiều ngõ ra
18
35
Mạch phân kênh 1 - 8
36
Mạch phân kênh
„ IC giải mã 74LS138 có thể được sử dụng để làm
bộ phân kênh với ngõ vào E1 làm ngõ vào data
19
37
Hiển thị hệ thống báo động
38
Mạch so sánh biên độ
„ IC so sánh 4 bit 74HC85
20
39
IC 74HC85
„ So sánh nhóm bit A và nhóm bit B
„ IC có 3 ngõ ra tương ứng với A>B, A<B, 
A=B.
„ Ngõ vào tầng được sử dụng trong trường
hợp dùng nhiều IC 74HC85 để là bộ so 
sánh nhiều hơn 4 bit.
„ Trong trường hợp so sánh 4 bit, IAB
được nối đất, IA=B nối nguồn +5V
40
Bảng chân trị IC 74HC85
21
41
So sánh nhiều hơn 4 bit
42
Ứng dụng điều khiển nhiệt độ
22
43
Chuyển mã
„ Mạch chuyển mã có chức năng biết đổi dữ
liệu thành ra mã nhị phân hay ngược lại
Biến đổi 2 số BCD sang nhị phân
44
Chuyển mã
Sử dụng bộ cộng
song song 4 bit
74HC83 để thực
hiện bộ biến đổi
BCD sang nhị phân
23
45
Data Bus
„ 3 thiết bị có thể chung một đường truyền
để truyền tín hiệu đến CPU
46
Data Bus
„ Phương pháp miêu tả kết nối data bus, 
“/8” ký hiệu data bus có 8 đường
24
47
Data Bus
„ Thanh ghi 3 trạng thái được sử dụng để
kết nối với data bus
48
Data Bus
„ Miêu tả đơn giản tổ chức của BUS
25
49
Câu hỏi?
11
Chương 10
Kết nối với mạch tương tự
Th.S Đặng Ngọc Khoa
Khoa Điện - Điện Tử
2
Kết nối với mạch tương tự
„ Transducer: biến đổi đại lượng vật lý thành tín hiệu điện
„ Analog-to-digital converter (ADC)
„ Digial system: xử lý tín hiệu
„ Digital-to-analog converter (DAC)
„ Thực thi kết quá
23
Biến đổi D/A
„ Nhiều phương pháp ADC sử dụng DAC
„ Vref được sử dụng để xác định ngõ ra full-
scale.
„ Trong trường hợp tổng quát, ngõ ra analog 
= K x giá trị số ngõ vào
4
Biến đổi D/A
„ DAC 4 bit, ngõ ra điện áp tương tự
35
Ngõ ra tương tự
„ Ngõ ra của bộ biến đổi DAC không hoàn
toàn là tín hiệu analog bởi vì nó chỉ xác
định ở một số giá trị nhất định.
„ Với mạch trên, ngõ ra chỉ có thể có những
giá trị, 0, 1, 2, , 15 volt.
„ Khi số ngõ vào tăng lên thì tín hiệu ngõ ra
càng giống với tín hiệu tương tự.
6
Bước nhảy
„ Bước nhảy của bộ biến đổi D/A được định
nghĩa là khoảng thay đổi nhỏ nhất của ngõ ra
khi có sự thay đổi giá trị ngõ vào.
„ Bộ biến đổi D/A N bit: số mức ngõ ra khác
nhau =2^N, số bước nhảy =2^N-1
„ Bước nhảy = K = Vref/(2^N-1)
47
Bước nhảy
„ Bước nhảy = 1 volt
8
Ví dụ 10-1
„ Cần sử dụng bộ DAC bao nhiêu bit để có thể
điều khiển motor thay đổi tốc độ mỗi 2 vòng.
1000rpm/2rpm(per step) = 500 steps
2N - 1 > 500 steps. Suy ra N = 9?
59
Ngõ vào BCD
„ Trọng số của những ngõ vào khác nhau
„ Ngõ vào 2 số BCD
10
Mạch đảo Mạch không đảo
Vi
Mạch biến đổi D/A
„ Tính chất của Opamp
Vo/Vi = 1+R2/R1
Rin = infinity
Vo /Vi = - R2/R1
Rin = R1
611
V1
V2
V3
R1
R2
R3
Rf
Mạch biến đổi D/A
„ Trọng số của những ngõ vào khác nhau
Vo = -Rf(V1/R1 + V2/R2 + V3/R3) 
12
Mạch biến đổi D/A
Bước nhảy= |5V(1K/8K)| = .625V
Max out = 5V(1K/8K + 1K/4K + 1K/2K + 1K/1K) = -9.375V
713
Bộ DAC 4 bit
14
DAC với ngõ ra dòng điện
Biến đổi dòng sang áp
815
Mạch biến đổi D/A
„ Với những mạch biến đổ D/A ở trên, trọng
số các bit được xác định dựa vào giá trị
của các điện trở.
„ Trong một mạch phải sử dụng nhiều điện
trở với những giá trị khác nhau
„ Bộ DAC 12 bit
„ Điện trở MSB = 1K
„ Điện trở LSB = 1x212 = 2M
„ Mạch sau chỉ sử dụng 2 giá trị điện trở
16
Mạch biến đổi D/A
„ DAC R/2R
917
DAC – Thông số kỹ thuật
„ Nhiều bộ DAC được tích hợp vào trong
những IC, một số thông số tiêu biểu của nó
„ Resolution: bước nhảy của bộ DAC
„ Accuracy: sai số sai số của bộ DAC
„ Offset error: ngõ ra của DAC khi tất cà ngõ vào
bằng 0
„ Settling time: thời gian yêu cầu để DAC thực
hiện biến đổi khi ngõ vào chuyển đổi từ trạng
thái all 0 đến trạng thái all 1
18
IC DAC
„ AD7524 (Figure 11-9)
„ CMOS IC
„ 8 bit D/A
„ Sử dụng R/2R
„ Max settling time: 100 ns
„ Full range accuracy: +/- 0.2% F.S.
10
19
IC DAC
•Khi ngõ vào CS và WR ở mức thấp, OUT1 là ngõ ra analog. 
•Khi cả 2 ở mức cao, OUT1 được chốt và giá trị nhị phân ngõ vào
không được biến đổi ở ngõ ra. 
•OUT2 thông thường được nối đất
20
Ứng dụng DAC
„ Control
„ Sử dụng ngõ ra số của máy tính để điều
chỉnh tốc độ của motor hay nhiệt độ.
„ Automatic testing
„ Tạo tín hiệu từ máy tính để kiểm tra mạch
annalog
„ Signal reconstruction
„ Tái tạo tín hiệu analog từ tín hiệu số. Ví dụ hệ
thống audio CD
„ A/D conversion
11
21
Ví dụ 10-2
„ Sử dụng DAC để điều chỉnh biên độ của
tín hiệu analog
22
Biến đổi A/D
„ ADC – miêu tả giá trị analog ngõ vào bằng
giá trị số nhị phân.
„ ADC phức tạp và tốn nhiều thời gian biến đổi
hơn DAC
„ Một số ADC sử dụng bộ DAC là một phần
của nó
„ Một opamp được sử dụng làm bộ so sánh
trong ADC
12
23
Biến đổi A/D
„ Bộ đếm nhị phân được sử dụng như là một
thanh ghi và cho phép xung clock tăng giá trị bộ
đếm cho đến khi VAX ≥VA
24
Hoạt động của bộ ADC
„ Lệng START bắt đầu quá trình biến đổi
„ Control unit thay đổi giá trị nhị phân trong thanh
ghi
„ Giá trị nhị phân trong thanh ghi được biến đổi
thành giá trị nhị phân VAX
„ Bộ so sánh so sánh VAX với VA. Khi VAX < VA, ngõ
ra bộ so sánh ở mức cao. When VAX > VA, ngõ ra
có mức thấp, quá trình biến đổi kết thúc, giá trị nhị
phân nằm trong thanh ghi. 
„ Bộ phận điều khiển sẽ phát ra tín hiệu end-of-
conversion signal, EOC.
13
25
Biến đổi A/D
26
Biến đổi A/D
Dạng sóng thể hiện quá trình máy
tính thiết lập một chu trình biến đổi
là lưu giá trị nhị phân vào bộ nhớ.
14
27
Sai số lượng tử
„ Có thể giảm sai số lượng tử bằng cách tăng số
bit nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn
28
Khôi phục tín hiệu
„ Sau khi kết thúc một quá trình ADC ta sẽ
có giá trị nhị phân của một mẫu.
„ Quá trì khôi phục tín hiệu analog như sau
15
29
Khôi phục tín hiệu
„ Aliasing
„ Nguyên nhân là do tần số lấy mẫu không đúng
„ Giới hạn Nyquist
„ Tần số lấy mẫu phải ít nhất lớn hơn 2 lần tần số cao
nhất của tín hiệu ngõ vào.
„ Lấy mẫu ở tần số nhỏ hơn 2 lần tần số ngõ vào sẽ
tạo nên kết quả sai khi khôi phục tín hiệu.
30
Quá trình lấy mẫu không đúng
16
31
ADC xấp xỉ liên tục (SDC)
„ Sử dụng rộng rãi hơn ADC
„ Phức tạp hơn nhưng có thời gian biết đổi
ngắn hơn
„ Thời gian biến đổi cố định, không phụ
thuộc vào giá trị analog ngõ vào
„ Nhiều SAC được tích hợp trong những IC
32
Successive-approximation ADC
17
33
Successive-approximation ADC
„ SAC 4 bit sử dụng DAC có bước nhảy 1 V
34
ADC0804 – SAC 8 bit
18
35
ADC0804 – SAC 8 bit
„ Có hai ngõ vào analog cho phép hai ngõ vào vi sai.
„ Ngưỡng xác định tại ±1/2LSB. Ví dụ, bước nhảy là
10mV, bit LSB sẽ ở trạng thái 1 tại 5mV.
„ IC có thanh ghi xung clock bên trong tạo ra tần số
f = 1/(1.1RC). Hoặc có thể sử dụng xung clock bên
ngoài.
„ Nếu sử xung clock có tần số 606kHz, thời gian biến
đổi xấp xỉ 100us.
„ Sử dụng nối đầt riêng bởi vì đất của thiết bị số tồn
tại nhiễu do quá trình thay đổi dòng đột ngột khi
thay đổi trạng thái.
36
Ứng dụng của IC ADC0804 
19
37
Flash ADC
„ Tốc độ biến đổi cao
„ Mạch phức tạp hơn nhiều
„ Flash ADC 6 bit yêu cầu 63 bộ so sánh tương tự
„ Flash ADC 8 bit yêu cầu 255 bộ so sánh tương tự
„ Flash ADC 10 bit yêu cầu 1023 bộ so sánh tương tự
„ Thời gian biến đổi – không sử dụng xung clock 
do vậy quá trình biến đổi là liên tục. Thời gian
biến đổi rất ngắn chỉ khoảng 17 ns.
„ Bộ biến đổi flash 3 bit được miêu tả như hình sau
38
Flash ADC 3 bit
20
39
Mạch lấy mẫu và giữ
40
Câu hỏi?