BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN 1. Tên học phần: Mạch số ( Digital Circuit) - Mã số học phần : CT136 - Số tín chỉ học phần : 03 tín chỉ - Số tiết học phần : 45 tiết lý thuyết 2. Đơn vị phụ trách học phần: - Bộ môn: Điện tử Viễn thông - Khoa: Công Nghệ 3. Điều kiện tiên quyết: CT132 4. Mục tiêu của học phần: 4.1. Kiến thức: 4.1.1. Sinh viên nắm vững kiến thức cơ bản của một hệ thống số đơn giản, hiểu và phân biệt các các cổng logic, đọc được các thông số kỹ thuật của các IC số, hiểu được nguyên tắc hoạt động thông qua bảng sự thật và ứng dụng được chúng vào trong các thiết kế thực tế. 4.1.2. Sinh viên nắm vững về hệ số Fan –out, tầm quan trọng trong thiết kế ngõ vào ra số, các phương pháp ghép nối các họ CMOS và TTL. 4.1.3. Sinh viên được trang bị các phương pháp rút gọn tối ưu hóa, chuyển đổi qua lại giữa các hàm, các cổng khi thiết kế hệ thống số. 4.1.4. Sinh viên khả năng tư duy và nắm vững phương pháp phân tích, thiết kế các mạch số cơ bản như: mạch tổ hợp, tuần tự, làm toán, bộ nhớ bán dẫn cũng như phép biến đổi AD - DA 4.2. Kỹ năng: 4.2.1. Sau khi hoàn thành học phần, sinh viên có khả năng ứng dụng lý thuyết và các thuật toán chuyển đổi để thiết kế mộ hệ thống số đơn giản. 4.2.2. Có khả năng thiết kế và tiến hành thí nghiệm ảo độc lập thông qua phần mềm mô phỏng. 4.2.3. Có khả năng phân tích, thiết kế, thi công một hệ thống điều khiển đơn giản dùng mạch số thông qua các cổng logic, mạch tuần tự, tổ hơp, …. 4.2.4. Có khả năng sử dụng các phương pháp, kỹ thuật, kỹ năng và các công cụ kỹ thuật hiện đại cần thiết phục vụ cho học tập và nghiên cứu; khả năng phân tích, xây dựng và giải quyết vấn đề kỹ thuật liên quan đến khắc phục lỗi sự cố trong thiết kế mạch số 4.2.5. Sinh viên có khả năng lập kế hoạch và tổ chức công việc; khả năng làm việc nhóm; khả năng thuyết trình kỹ năng thuyết trình và kỹ năng giao tiếp ứng xử. Có khả năng đọc, hiểu các tài liệu kỹ thuật bằng tiếng Việt hoặc tiếng Anh một cách có hiệu quả. 4.3. Thái độ: 4.3.1. Sinh viên được rèn luyện thái độ chuyên nghiệp và đạo đức nghề nghiệp; sẳn sàng làm việc trong môi trường hiện đại, phức tạp và tự học tập suốt đời 4.3.2. Sinh viên có ý thức trách nhiệm với cộng đồng xã hội về pháp luật, bảo vệ môi trường trong các nghiên cứu thiết kế tạo ra. 4.3.3. Sinh viên có ý thức tổ chức kỷ luật và tinh thần trách nhiệm khi tham gia làm việc nhóm 5. Mô tả tóm tắt nội dung học phần: Trang bị cho sinh viên những kiến thức nền tảng của ngành điện tử hiện đại, cơ sở của các môn Vi xử lý, vi điều khiển và các môn có liên quan đến phần cứng máy tính. Bao gồm: Các hệ thống số thập phân, nhị phân, thập lục phân và mã BCD, GRAY; Các hàm logic AND, OR, NOT, Ex-OR và các phương pháp rút gọn hàm logic; Các cổng logic và IC số; Các loại Flip-Flop và mạch tuần tự; Mạch tổ hợp: mạch giải mã, mã hóa, mạch đa hợp và giải đa hợp, ; Mạch làm toán; Mạch biến đổi AD và DA; Các thiết bị logic khả trình (PLD); Cuối cùng là nguyên lý và vận hành của bộ nhớ bán dẫn. Sau khi học xong các học phần này, bước đầu giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế mạch điện tử kỹ thuật số dùng cổng logic, các IC số chuyên dùng trong thiết kế mạch tuần tự, tổ hợp, làm toán và mở rộng bộ nhớ. 6. Cấu trúc nội dung học phần: Lý thuyết Nội dung Số tiết Mục tiêu Chương 0: Mục tiêu, phương pháp học tập môn học và tổ chức lớp học 2 1.1. Phương thức tổ chức học tập học phần Mạch số 1.2. Giới thiệu môn học – các nguồn tài liệu cho học phần – Phương pháp học tập hiệu quả Chương 1. Các hệ thống số và mã 4 4.1.1, 4.2.1, 4.2.3, 4.3 1.1. Các khái niệm: Số, số mã, trọng số, giá trị, bit, byte, LSB, MSB 1.2. Các hệ thống số và sự biến đổi qua lại giữa các hệ thống số 1.3. Mã hoá và một số loại mã thường dùng: BCD, Gray Chương 2. Hàm logic và cổng logic 10 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3, 4.2.1, 4.2.3, 4.3 2.1. Các khái niệm: Trạng thái logic, biến logic, hàm logic, trị riêng của hàm logic. 2.2. Các phép toán logic cơ bản: AND, OR, NOT, EXOR. Định lý De Morgan 2.3. Biểu diễn hàm logic: Bảng sự thật, dạng tổng các tích,dạng tổng chuẩn, dạng tích các tổng, dạng tích chuẩn. 2.4. Biến đổi qua lại giữa các dạng biểu diễn hàm logic: Định lý Shanon I, định lý Shanon II. 2.5. Tối giản hoá biểu thức logic: Phương pháp Karnaugh, phương pháp Quine M. Cluskey 2.6. Các khái niệm: Cổng, chân, cực, ngõ vào, ngõ ra, mức logic, ngưỡng logic. 2.7. Các loại cổng logic: Chức năng, sử dụng cổng thay thế, tìm và đọc data sheet. 2.8. Các họ IC số: Họ TTl, họ CMOS, các kiếu ngõ ra của IC số: Ngõ ra kéo lên thụ động, ngõ ra kéo lên tích cực, ngõ ra cực thu để hở, … 2.9. Một số thông số kỹ thuật quan trọng của IC số: Các mức ngưỡng, khả năng nhận dòng, khả năng cấp dòng, fan-out,. 2.10. Phân loại IC số theo qui mô cấu trúc: SSI, MSI, LSI, VLSI Chương 3. Mạch tổ hợp 8 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3, 4.1.4, 4.2, 4.3 3.1. Nguyên tắc chung để thiết kế một mạch tổ hợp 3.2. Mạch mã hoá 3.3. Mạch giải mã 3.4. Mạch đa hợp và mạch giải đa hợp 3.5. Mạch so sánh độ lớn các số nhị phân. 3.6. Mạch kiểm phát chẵn lẻ Chương 4. Mạch tuần tự 8 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3, 4.1.4, 4.2, 4.3 4.1. Các khái niệm: Tác động bằng mức, tác động bằng cạnh, đồng bộ, không đồng bộ. 4.2. Các loại mach flip flop: RS, RS chủ tớ, JK. T, D. 4.3. Các loại mạch ghi dịch. 4.4. Các loại mạch đếm và cách thiết kế. 4.5. Dự đoán các trạng thái hoạt động của một mạch tuần tự Chương 5. Mạch làm toán 5 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3, 4.1.4, 4.2, 4.3 5.1. Số nhị phân có dấu. 5.2. Số bù một, số bù hai. 5.3. Mạch cộng hai số nhị phân tự nhiên. 5.4. Mạch trừ hai số nhị phân tự nhiên. 5.5. Các phép cộng và trừ trên số nhị phân có dấu. 5.6. Mạch cộng các số BCD. 5.7. Hai giải pháp để thực hiện các phép tính: tính toán song song, tính toán nối tiếp Chương 6. Bộ nhớ bán dẫn 5 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3, 4.1.4, 4.2, 4.3 6.1. Các khái niệm: Tế bào nhớ, từ nhớ, vị trí nhớ, tác vụ đọc, tác vụ ghi, thời gian truy xuất. 6.2. Phân loại bộ nhớ. 6.3. Cấu tạo của IC nhớ. 6.4. Cấu tạo của bộ nhớ và bộ giải mã địa chỉ bộ nhớ. 6.5. Các thiết bị logic lập trình được (PLD) và cách lập trình: PROM, PAL, PLA Chương 7. Phép biến đổi ADC - DAC 3 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3, 4.1.4, 4.2, 4.3 7.1. Các khái niệm: Điện thế toàn thang, mức giá trị, kích thước nấc, độ phân giải. 7.2. Các loại mạch biến đổi AD và DA 7. Phương pháp giảng dạy: - Giảng giải các vấn đề cốt lõi. Sinh viên tự đọc trước tài liệu theo giáo trình bài giảng được giảng viên cung cấp. - Tổ chức cho sinh viên thảo luận, giải bài tập, thiết kế mạch nguyên lý theo nhóm. - Thảo luận, giải đáp các thắc mắc trên lớp sau khi kết thúc mỗi chương. - Sinh viên phải làm bài tập yêu cầu và nộp lại bài tập cho giảng viên sau khi kết thúc chương. 8. Nhiệm vụ của sinh viên: Sinh viên phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Phải đọc trước bài giảng – giáo trình và tài liệu tham khảo do giảng viên cung cấp. - Tham dự tối thiểu 80% số tiết học lý thuyết. - Tham gia thảo luận giải đáp thắc mắc các vấn đề liên quan đến học phần. - Thực hiện đầy đủ các bài tập nhóm/ bài tập và được đánh giá kết quả thực hiện. - Phải tham dự kiểm tra giữa học kỳ. - Phải tham dự thi kết thúc học phần. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Đánh giá kết quả học tập của sinh viên: 9.1. Cách đánh giá Sinh viên được đánh giá tích lũy học phần như sau: TT Điểm thành phần Quy định Trọng số Mục tiêu 1 Điểm chuyên cần 100% Số tiết tham dự học/tổng số tiết 5% 4.3 2 Điểm bài tập Làm và nộp đủ 100%Số bài tập đã làm/số bài tập được giao 10% 4.1, 4.2, 4.3 3 Điểm kiểm tra giữa kỳ Thi viết 90 phút 15% 4.1, 4.2, 4.3 4 Điểm thi kết thúc học phần - Thi viết 90 phút - Bắt buộc dự thi 70% 4.1, 4.2, 4.3 9.2. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc học phần được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm học phần là tổng điểm của tất cả các điểm đánh giá thành phần của học phần nhân với trọng số tương ứng. Điểm học phần theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định về công tác học vụ của Trường. 10. Tài liệu học tập: Thông tin về tài liệu Số đăng ký cá biệt [1] Bài giảng Mạch số - Ths Trần Hữu Danh [2] Giáo trình Kỹ thuật số - Nguyễn Trung Lập [3] Kỹ thuật điện tử số - Đặng Văn Chuyết Tái bản lần thứ 6 Hà Nội: Giáo dục, 2006 304tr. ; minh họa, hình vẽ, 21cm 621.381/ Ch528 – CN.012443, CN.012444, CN.012445 [4] Digital systems: Principles and applications / Ronald J Tocci, Neal S Widmer 6th Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, 1995 827 p., 25 cm, 0132932008 621.381/ T631 – CN.013641. 11. Hướng dẫn sinh viên tự học: Tuần Nội dung Lý thuyết (tiết) Thực hành (tiết) Nhiệm vụ của sinh viên 1 Chương 0: Mục tiêu, phương pháp học tập môn học và tổ chức lớp học - Phương thức tổ chức học tập học phần Mạch số . - Giới thiệu môn học – các nguồn tài liệu cho học phần – Phương pháp học tập hiệu quả Chương 1: Các hệ thống số và mã 1.1 Các khái niệm: Số, số mã, trọng số, giá trị, bit, byte, LSB, MSB 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 2 Chương 1: Các hệ thống số và mã 1.2. Các hệ thống số và sự biến đổi qua lại giữa các hệ thống số. 1.3. Mã hoá và một số loại mã thường dùng: BCD, Gray 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 3 Chương 2: Hàm logic và cổng logic 1.1. Các khái niệm: Trạng thái logic, biến logic, hàm logic, trị riêng của hàm logic. 2.2. Các phép toán logic cơ bản: AND, OR, NOT, EXOR. Định lý De Morgan. 2.3. Biểu diễn hàm logic: Bảng sự thật, dạng tổng các tích,dạng tổng chuẩn, dạng tích các tổng, dạng tích chuẩn. 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 4 2.4. Biến đổi qua lại giữa các dạng biểu diễn hàm logic: Định lý Shanon I, định lý Shanon II. 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. 2.5. Tối giản hoá biểu thức logic: Phương pháp Karnaugh, phương pháp Quine M. Cluskey. 2.6. Các khái niệm: Cổng, chân, cực, ngõ vào, ngõ ra, mức logic, ngưỡng logic. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 5 2.7. Các loại cổng logic: Chức năng, sử dụng cổng thay thế, tìm và đọc data sheet. 2.8. Các họ IC số: Họ TTl, họ CMOS, các kiếu ngõ ra của IC số: Ngõ ra kéo lên thụ động, ngõ ra kéo lên tích cực, ngõ ra cực thu để hở, … 2.9. Một số thông số kỹ thuật quan trọng của IC số: Các mức ngưỡng, khả năng nhận dòng, khả năng cấp dòng, fan-out,. 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 6 2.10. Phân loại IC số theo qui mô cấu trúc: SSI, MSI, LSI, VLSI Chương 3: Mạch tổ hợp 3.1. Nguyên tắc chung để thiết kế một mạch tổ hợp. 3.2. Mạch mã hoá 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 7 3.3. Mạch giải mã 3.4. Mạch đa hợp và mạch giải đa hợp . 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 8 3.5. Mạch so sánh độ lớn các số nhị phân. 3.6. Mạch kiểm phát chẵn lẻ Giải bài tập chương 1+2 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 9 Chương 4: Mạch tuần tự 4.1. Các khái niệm: Tác động bằng mức, tác động bằng cạnh, đồng bộ, không đồng bộ. 4.2. Các loại mach flip flop: RS, RS chủ tớ, JK. T, D. 4.3. Các loại mạch ghi dịch. 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 10 4.4. Các loại mạch đếm và cách thiết kế. 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 11 4.5.Dự đoán các trạng thái hoạt động của một mạch tuần tự. Chương 5: Mạch làm toán 5.1. Số nhị phân có dấu. 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 12 5.2. Số bù một, số bù hai. 5.3. Mạch cộng hai số nhị phân tự nhiên. 5.4. Mạch trừ hai số nhị phân tự nhiên. 5.5. Các phép cộng và trừ trên số nhị phân có dấu. 5.6. Mạch cộng hai số BCD 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 13 5.6. Hai giải pháp để thực hiện các phép tính: tính toán song song, tính toán nối tiếp. Chương 6: Bộ nhớ bán dẫn 6.1. Các khái niệm: Tế bào nhớ, từ nhớ, vị trí nhớ, tác 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. vụ đọc, tác vụ ghi, thời gian truy xuất. 6.2. Phân loại bộ nhớ. 6.3. Cấu tạo của IC nhớ . 14 6.4. Cấu tạo của bộ nhớ và bộ giải mã địa chỉ bộ nhớ. 6.5. Các thiết bị logic lập trình được (PLD) và cách lập trình: PROM, PAL, PLA 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. 15 Chương 7: Phép biến đổi ADC – DAC 7.1. Các khái niệm: Điện thế toàn thang, mức giá trị, kích thước nấc, độ phân giải. 7.2 Các loại mạch biến đổi AD và DA 3 0 - Nghiên cứu trước: Xem trước phương pháp học tập học phần, đọc trước nội dung bài học có liên qua thông qua bài giảng và giáo trình tham khảo do giảng viên cung cấp. Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng kết quả suy luận của cá nhân. Làm bài tập theo yêu cầu trong sách bài giảng và giáo trình đã cho. Cần Thơ, ngày 22 tháng 03 năm 2014 TL. HIỆU TRƯỞNG TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN TS. Lương Vinh Quốc Danh . TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN 1. Tên học phần: Mạch số ( Digital Circuit) - Mã số học phần : CT136 - Số tín. trúc nội dung học phần: Lý thuyết Nội dung Số tiết Mục tiêu Chương 0: Mục tiêu, phương pháp học tập môn học và tổ chức lớp học 2 1.1. Phương thức tổ chức học tập học phần Mạch số 1.2. Giới. tập học phần Mạch số . - Giới thiệu môn học – các nguồn tài liệu cho học phần – Phương pháp học tập hiệu quả Chương 1: Các hệ thống số và mã 1.1 Các khái niệm: Số, số mã, trọng số, giá