›
›

Giáo trình Thực hành Kỹ thuật số

pdf 127 trang ngocly 3161
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thực hành Kỹ thuật số", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_thuc_hanh_ky_thuat_so.pdf

Nội dung text: Giáo trình Thực hành Kỹ thuật số

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN TỬ TÀI LIỆU THỰC HÀNH Nội dung: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT SỐ. CÁC BÀI THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT SỐ. CÁC MẠCH ỨNG DỤNG. CÓ HIỆU CHỈNH VÀ BỔ SUNG. NGUYỄN ĐÌNH PHÚ
  2. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM VI MẠCH I. Khảo sát bộ thí nghiệm vi mạch: Sơ đồ bo mạch thí nghiệm số như hình 1-1. Hình 1-1. Bộ thí nghiệm vi mạch. Trong sơ đồ Bộ thí nhgiệm vi mạch gồm có các khối như sau: - Khối hiển thị 16 led đơn. - Khối switch ON-OFF. - Khối Reset High và Reset Low. - Khối hiển thị 4 led 7 đoạn. - Khối dao động tạo xung vuông – xung đơn ổn (mono). - Khối biến trở và Tụ thạch anh (crystal). - Khối bộ nhớ EEPROM và RAM. - Khối ADC 0809. - Khối DAC 0808 - Khối thu phát xung hồng ngoại. II. Khảo sát từng khối: Trong phần này trình bày sơ đồ nguyên lý – chức năng từng khối và cách kiểm tra mạch cho từng khối. 1. Khối switch ON-OFF: - Có 16 switch ON-OFF có chức năng tạo ra mức logic 0 và 1 để thực hiện các thí nghiệm số. - Sơ đồ nguyên lý của 1 Switch như hình 1-2: Trên bộ thí nghiệm có 2 switch màu đỏ (mỗi cái có 8 Switch) hoặc 16 switch gạt rời. 16 ngõ ra được nối 16 cột của testboard có tên từ SW0 đến SW15 xem trên bộ thí nghiệm. Khi Switch ở vị trí: • ON tức ngắn mạch ngõ ra nên ngõ ra ở mức logic 0. • OFF tức tức hở mạch thì ngõ ra ở mức logic 1. Thực hành kỹ thuật số. 1
  3. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Chú ý: khối Switch là khối tạo tín hiệu nên không được nối các ngõ ra này với nguồn 5V hay 0V. Cách thức kiểm tra: dùng 1 sợi dây điện nối 1 đầu với 1 ngõ vào của led đơn, đầu còn lại nối với SW0 rồi thay đổi vị trí ON – OFF sẽ thấy led sáng và tắt tương ứng với 2 mức logic 1 và 0. Tương tự kiểm tra các SW còn lại. Hình 1-2. Sơ đồ nguyên lý, vị trí của 16 SWITCH và tên các chốt cấm. 2. Khối hiển thị LED đơn: - Dùng để hiển thị. - Trong khối hiển thị led đơn gồm có 16 led đơn và mỗi led có sơ đồ nguyên lý như hình 1-3: Trong sơ đồ này led được khuếch đại bằng IC đệm 74245 và đã có điện trở hạn dòng. Ngõ vào nếu nối mức logic 0 [0V] thì led tắt, nếu nối với mức logic 1 thì led sáng. 16 led đơn được kết nối với 16 cột của testboard có tên từ LED0 đến LED15 như hình bộ thí nghiệm. • Chú ý: khối hiển thị led đơn là khối nhận tín hiệu [khối vào]. • Cách kiểm tra: dùng 1 sợi dây nối một đầu dây với nguồn 5V đầu còn lại nối vị trí cột LED0 của testboard thì Led0 sẽ sáng, tương tự cho các led đơn còn lại cho đến led 15 thì dừng lại. 2 Thực hành kỹ thuật số.
  4. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 1-3. Sơ đồ nguyên lý, vị trí 16 led và tên các chốt cấm. 3. Khối hiển thị Led 7 đoạn: Trong khối này có 4 led 7 đoạn được đánh theo số thứ tự led7_1 đến led7_4 từ phải sang trái. Sơ đồ kết nối các led như hình 1-4: Thực hành kỹ thuật số. 3
  5. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 1-4. Sơ đồ nguyên lý, vị trí 4led 7 đoạn và tên các chốt cấm. Led7_1 là loại kathode chung: chân kathode đã nối với 0V, các chân còn lại thì nối với các cột của testboard có tên là G, F, E, D, C, B, A . Led7_2 là loại Anode chung: chân Anode đã nối với nguồn +5V, các chân còn lại thì nối với các cột của testboard có tên là G , F , E , D , C , B , A . Led7_3 là loại anode chung: chân kathode đã nối với 0V, các ngõ vào của led này đã nối với các ngõ ra của IC giải mã 74247, 4 ngõ vào dạng số nhị phân hoặc BCD nối với các cột của testboard có tên là QB3QB2QB1 QB0. Led7_4 là loại anode chung: chân anode đã nối với +5V, các ngõ vào của led này đã nối với các ngõ ra của IC giải mã 74247. 4 ngõ vào dạng số nhị phân hoặc BCD nối với các cột của testboard có tên là QA3QA2QA1QA0. Cách kiểm tra các led 7 đoạn: Led7_1 [kathode chung]: dùng 1 sợi dây điện: 1 đầu nối với +5V, đầu còn lại nối lần lượt các cột của testboard có tên là G, F, E, D, C, B, A thì các đoạn tương ứng sẽ sáng. Led7_2 [anode chung]: dùng 1 sợi dây điện: 1 đầu nối với 0V, đầu còn lại nối lần lượt với các cột của testboard có tên là G , F , E , D , C , B , A thì các đoạn tương ứng sẽ sáng. Led7_3 [giải mã anode chung]: dùng 4 sợi dây điện nối 4 SWITCH gồm: SW1, SW2, SW3, SW4 với 4 ngõ vào [QB3QB2QB1 QB0] và chuyển đổi vị trí 4 SW tạo ra các trạng thái từ 0000 đến 1001 thì led sẽ sáng từ số 0 đến số 9. Led7_4 [giải mã anode chung]: dùng 4 sợi dây điện nối 4 SWITCH gồm: SW1, SW2, SW3, SW4 với 4 ngõ vào [QA3QA2QA1QA0] và chuyển đổi vị trí 4 SW tạo ra các trạng thái từ 0000 đến 1001 thì led sẽ sáng từ số 0 đến số 9. 4. Khối dao động tạo xung vuông và xung đơn ổn: 4 Thực hành kỹ thuật số.
  6. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Sơ đồ vị trí mạch dao động và tạo xung đơn ổn dùng vi điều khiển như hình 1-5: Hình 1-5. Mạch dao động. Trong sơ đồ bố trí có các ngõ ra cung cấp xung CLK1, CLK2, CLK3 với các cấp tần số khác nhau. Ngõ ra cung cấp xung MONO1 và xung MONO2. Đèn đỏ chóp tắt theo xung CLK. Đèn xanh chỉ sáng khi nhấn xung MONO1 hoặc MONO2. Hai nút nhấn để tạo ra xung là MONO1 và MONO2. Switch màu đỏ có 4 sw nhỏ tạo ra 16 trạng thái khác nhau để thay đổi tần số 16 cấp khác nhau. Chú ý khi thay đổi lên tần số cao thì led sáng luôn. 5. Khối Reset High và Reset Low – tụ thạch anh: Thực hành kỹ thuật số. 5
  7. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Trong bộ thí nghiệm có 2 mạch Reset High và Reset Low có sơ đồ nguyên lý như hình 1-6: Hình 1-6. Mạch reset L và reset H. Reset High: bình thường thì ngõ ra sẽ ở mức Low khi nhấn nút thì ngõ ra sẽ lên mức High và buông phím thì ngõ ra về lại mức Low. Reset Low: bình thường thì ngõ ra sẽ ở mức High khi nhấn nút thì ngõ ra sẽ xuống mức Low và buông phím thì ngõ ra về lại mức High. Hai ngõ ra của Reset được nối với chốt cấm xem trên hình 1-6. Tạo xung clock tần số cao: trong mạch sử dụng dao động dùng cổng NOT 74HC14 tao ra xung tần số cao có tên là CLK_H để cung cấp cho các ứng dụng tần số cao và cung cấp cho mạch chuyển đổi ADC 0809. Trong bo mạch thí nghiệm có 1 tụ thạch với 2 chân có tên XTAL1 và X XTAL2 – xem hình 1-6. 6. Khối nguồn: Có 2 chân nguồn Vcc và GND được nối với 2 cột của testboard dùng để cấp nguồn cho IC thực hiện các thí nghiệm – xem hình 1-6. Cách kiểm tra: dùng đồng hồ đo DVM có trên bộ thí nghiệm đo các điện áp tại các vị trí trên. Khi sử dụng nguồn cung cấp phải cẩn thận. Các khối còn lại được giới thiệu ở các phần thí nghiệm có liên quan. 6 Thực hành kỹ thuật số.
  8. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 2: KHẢO SÁT CỔNG LOGIC NAND, OR, NOT, AND, EX - OR A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát các cổng Logic cơ bản: làm quen với các vi mạch cổng logic, cách tra cứu sơ đồ chân, đọc bảng trạng thái, cách kiểm tra các cổng logic, vẽ đặc tuyến truyền đạt, xác định dãy điện áp của các mức logic của các cổng logic thuộc họ TTL và CMOS. 2. Thiết kế các mạch ứng dụng dùng các cổng Logic. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ đo DVM, dao động ký 2 tia. 2. Vi mạch 7400, 7404, 7408, 7414, 7410, 7432, 7486. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NAND ? 2. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NOT ? 3. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng AND ? 4. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng OR ? 5. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NOR ? 6. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng EX-OR ? 7. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng EX-NOR? Thực hành kỹ thuật số. 7
  9. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực tập: 1. Khảo sát cổng NAND – IC 74LS00: a. Khảo sát datasheet của IC cổng NAND 7400: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 2-1: Hình 2-1. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng NAND 74LS00. ♦ Hãy cho biết các thông tin: - IC 7400 có bao nhiêu cổng: - Chân cấp nguồn là chân số mấy: b. Kiểm tra IC cổng NAND 7400: • Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS00. • Kết nối các ngõ ra của Switch đến các ngõ vào của 4 cổng NAND của IC 74LS00. • Kết nối các ngõ ra của 4 cổng NAND đến các led như hình 2-2. Hình 2-2. Kiểm tra IC cổng NAND 74LS00. • Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái và ghi trạng thái của led: Chú ý : led sáng tương ứng với mức logic 1, led tắt tương ứng với mức logic 0. 8 Thực hành kỹ thuật số.
  10. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Cổng nand A Cổng nand B Cổng nand C Cổng nand D Inputs Output Inputs Output Inputs Output Inputs Output Led1 Led2 Led3 Led4 Led5 Led6 Led7 Led8 Led9 Led10 Led11 Led12 A B Y A B Y A B Y A B Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 c. Kết luận: hãy đánh dấu “x’ vào bảng cổng nào còn tốt và cổng nào hư: Số thứ tự cổng A B C D Tốt Hư 2. Khảo sát cổng AND – IC 74LS08: a. Khảo sát datasheet của IC cổng NAND 7408: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 2-3: Hình 2-3. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng AND 74LS08. ♦ Hãy cho biết các thông tin: - IC 7408 có bao nhiêu cổng: - Chân cấp nguồn là chân số mấy: b. Kiểm tra IC cổng NAND 7408: • Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS08. • Kết nối các ngõ ra của Switch đến các ngõ vào của 4 cổng AND của IC 74LS08. • Kết nối các ngõ ra của 4 cổng AND đến các led như hình 2-4. Thực hành kỹ thuật số. 9
  11. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 2-4. Kiểm tra IC cổng AND 74LS08. • Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái và ghi trạng thái của led: Cổng and A Cổng and B Cổng and C Cổng and D Inputs Output Inputs Output Inputs Output Inputs Output Led1 Led2 Led3 Led4 Led5 Led6 Led7 Led8 Led9 Led10 Led11 Led12 A B Y A B Y A B Y A B Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 c. Kết luận: hãy đánh dấu “x’ vào bảng cổng nào còn tốt và cổng nào hư: Số thứ tự 1 2 3 4 Tốt Hư 3. Khảo sát cổng OR – IC 74LS32: a. Khảo sát datasheet của IC cổng OR 7432: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 2-5: Hình 2-5. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng OR 74LS32. ♦ Hãy cho biết các thông tin: - IC 7432 có bao nhiêu cổng: - Chân cấp nguồn là chân số mấy: b. Kiểm tra IC cổng OR 7432: 10 Thực hành kỹ thuật số.
  12. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử • Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS32. • Kết nối các ngõ ra của Switch đến các ngõ vào của 4 cổng OR của IC 74LS32. • Kết nối các ngõ ra của 4 cổng OR đến các led như hình 2-6. Hình 2-6. Kiểm tra IC cổng OR 74LS32. • Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái và ghi trạng thái của led: Cổng OR A Cổng OR B Cổng OR C Cổng OR D Inputs Output Inputs Output Inputs Output Inputs Output Led1 Led2 Led3 Led4 Led5 Led6 Led7 Led8 Led9 Led10 Led11 Led12 A B Y A B Y A B Y A B Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 c. Kết luận: hãy đánh dấu “x’ vào bảng cổng nào còn tốt và cổng nào hư: Số thứ tự 1 2 3 4 Tốt Hư 4. Khảo sát cổng EX - OR – IC 74LS86: a. Khảo sát datasheet của IC cổng EX-OR 7486: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 2-7: Hình 2-7. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng EX-OR 7486. ♦ Hãy cho biết các thông tin: Thực hành kỹ thuật số. 11
  13. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử - IC 7486 có bao nhiêu cổng: - Chân cấp nguồn là chân số mấy: b. Kiểm tra IC cổng EX-OR 7486: • Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS86. • Kết nối các ngõ ra của Switch đến các ngõ vào của 4 cổng EX-OR của IC 74LS86. • Kết nối các ngõ ra của 4 cổng EX-OR đến các led như hình 2-8. Hình 2-8. Kiểm tra IC cổng Ex-OR 74LS86. • Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái và ghi trạng thái của led: Cổng EXOR A Cổng EXOR B Cổng EXOR C Cổng EXOR D Inputs Output Inputs Output Inputs Output Inputs Output Led1 Led2 Led3 Led4 Led5 Led6 Led7 Led8 Led9 Led10 Led11 Led12 A B Y A B Y A B Y A B Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 c. Kết luận: hãy đánh dấu “x’ vào bảng cổng nào còn tốt và cổng nào hư: Số thứ tự 1 2 3 4 Tốt Hư 5. Khảo sát cổng NOT – IC 74LS14: a. Khảo sát datasheet của IC cổng NOT 74LS14: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 2-9: 12 Thực hành kỹ thuật số.
  14. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 2-9. Sơ đồ chân của IC cổng NOT 7414. ♦ Hãy cho biết các thông tin: - IC 74LS14 có bao nhiêu cổng: - Chân cấp nguồn là chân số mấy: b. Kiểm tra IC cổng NOT 74LS14: • Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS14. • Kết nối các ngõ ra của Switch đến các ngõ vào của 6 cổng NOT của IC 74LS14. Hình 2-10. Kiểm tra IC cổng NOT 74LS14. • Kết nối các ngõ ra của 6 cổng NOT đến các led như hình 2-10. • Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái và ghi trạng thái của led: Cổng NOT A Cổng NOT B Cổng NOT C Cổng NOT D Cổng NOT E Cổng NOT F Input Output Input Output Input Output Input Output Input Output Input Output Led1 Led2 Led 3 Led4 Led5 Led6 Led7 Led8 Led9 Led10 Led11 Led12 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 c. Kết luận: hãy đánh dấu “x’ vào bảng cổng nào còn tốt và cổng nào hư: Cổng số: 1 2 3 4 5 6 Tốt Hư Thực hành kỹ thuật số. 13
  15. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử E. Các mạch dao động dùng cổng logic: 1. Mạch dao động dùng cổng kiểu 1: a. Kết nối mạch: ♦ Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS14. ♦ Kết nối các linh kiện tụ và điện trở cùng với IC như hình 2-11: Hình 2-11. Mạch dao động dùng cổng. b. Trình tự đo: 9 Dùng dao động ký 2 tia đo dạng sóng: tại 2 điểm A và C so với mass, tại 2 điểm A và B so với mass, tại B và C so với mass. Vẽ các dạng sóng này chính xác về biên độ và tần số trên cùng 1 trục tọa độ. 9 Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Trình bày cách tính chu kỳ, tần số hoạt động của mạch. Thiết kế mạch dao động với tần số 1HZ, 10HZ, 100HZ. Chú ý dạng sóng không hiển thị cạnh lên hoặc cạnh xuống vì tần số cao, khi vẽ phải vẽ đầy đủ. 2. Mạch dao động dùng cổng kiểu 2: a. Kết nối mạch: ♦ Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS14. 14 Thực hành kỹ thuật số.
  16. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Kết nối các linh kiện tụ và điện trở cùng với IC như hình 2-12: Hình 2-12. Mạch dao động dùng cổng. b. Trình tự đo: 9 Dùng dao động ký 2 tia đo dạng sóng tại 2 điểm A, B so với mass và dạng sóng ra trên led1, led2 so với mass. Vẽ các dạng sóng này chính xác về biên độ và tần số trên cùng 1 trục tọa độ. 9 Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Trình bày cách tính chu kỳ, tần số hoạt động của mạch. Thiết kế mạch dao động với tần số 1HZ, 10HZ, 100HZ. Chú ý tụ C1 và C2 có thể chọn các tụ có giá trị từ 0.1μF đến 10μF. 3. Mạch dao động dùng cổng kiểu 3: a. Kết nối mạch: ♦ Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS14. Thực hành kỹ thuật số. 15
  17. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Kết nối các linh kiện tụ và điện trở cùng với IC như hình 2-13: Hình 2-13. Mạch dao động dùng cổng NOT. b. Trình tự đo: 9 Dùng dao động ký 2 tia đo dạng sóng tại 2 điểm A và C so với mass. Vẽ các dạng sóng này chính xác về biên độ và tần số trên cùng 1 trục tọa độ. 9 Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Trình bày cách tính chu kỳ, tần số hoạt động của mạch. Thiết kế mạch dao động với tần số 1HZ, 10HZ, 100HZ. 4. Mạch dao động thạch anh: a. Kết nối mạch: ♦ Kết nối nguồn +5V cho chân 14 và GND cho chân số 7 của IC 74LS14. ♦ Kết nối các linh kiện tụ và điện trở cùng với IC như hình 2-14: 16 Thực hành kỹ thuật số.
  18. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 2-14. Mạch dao động thạch anh. b. Trình tự đo: 9 Dùng dao động ký 2 tia đo dạng sóng tại 2 điểm A, B so với mass. Vẽ các dạng sóng này chính xác về biên độ và tần số trên cùng 1 trục tọa độ. Thạch anh Q1 có gắn sẳn trên bo mạch thí nghiệm. V. Trả lời các câu hỏi: 1. Dùng sổ tay tra cứu cho biết thêm một vài IC cổng NAND 2 ngõ vào, cổng NOT, cổng OR, cổng NOR, cổng AND họ TTL và CMOS. 2. Một IC 74LS00 có thể thành lập được bao nhiêu cổng AND 2 ngõ vào. 3. So sánh 2 IC 7400 và 7414. 4. IC 7404 có bao nhiêu cổng đảo. (a) 4 (c) 5 (b) 6 (d) 7 5. IC 7414 có bao nhiêu cổng đảo. (a) 4 (c) 5 (b) 6 (d) 7 6. IC nào là cổng AND (a) 7400 (c) 7408 (b) 7432 (d) 74142 7. Cổng trigger schmitt có chức năng gì ? 8. Cổng NOT 3 trạng thái là được kí hiệu như thế nào và bảng trạng thái của cổng? 9. TTL là gì ? Thực hành kỹ thuật số. 17
  19. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 10. CMOS là gì ? 11. IC TTL mang mã số như thế nào? 12. IC CMOS mang mã số như thế nào? 18 Thực hành kỹ thuật số.
  20. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 3: KHẢO SÁT FLIP FLOP VÀ ỨNG DỤNG FLIP FLOP A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát các hoạt động của các Flip Flop cơ bản. 2. Ứng dụng Flip Flop để chế tạo các mạch đếm, thanh ghi. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ VOM, DVM, dao động kí 2 tia. 2. Các vi mạch 74LS76, 74LS109, 74LS112, 74LS74, 74LS107, 74LS175 và các IC đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Flip Flop JK: kí hiệu FF: bảng trạng thái phương trình 2. Flip Flop D: kí hiệu FF: bảng trạng thái phương trình 3. Flip Flop T: kí hiệu FF: bảng trạng thái phương trình 4. Cho biết chức năng của xung CK trong các Flip Flop dùng để làm gì ? 5. Hãy cho biết chức năng của các ngõ vào không đồng bộ của các FF ? Thực hành kỹ thuật số. 19
  21. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực hành: 1. Khảo sát FLIP FLOP – IC 74LS112: a. Khảo sát datasheet của IC 74112: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 3-1: Hình 3-1. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC Flip Flop 74LS112. Bảng trạng thái hoạt động của IC flip flop 74LS112; ♦ Hãy cho biết các thông tin: - IC 74112 có bao nhiêu FF: Flip Flop tác động bằng cạnh gì: - Chân cấp nguồn là chân số mấy: Trạng thái Toggle là gì: b. Kiểm tra các Flip Flop: ♦ Kết nối mạch như hình 3-2: ♦ Thiết lập các trạng thái ở ngõ vào của Flip Flop theo bảng trạng thái, quan sát trạng thái ở ngõ ra xem có giống như trong datasheet đã cho không? ♦ Nếu đúng thì tiếp tục kiểm tra các trạng thái còn lại và kiểm tra flip flop thứ 2 và IC này còn tốt, nếu không đúng thì IC đã hỏng. Chú ý: không cần kiểm tra trạng thái cuối cùng trong bảng trạng thái . 20 Thực hành kỹ thuật số.
  22. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 3-2. Kiểm tra IC Flip Flop 74LS112. c. Kết luận: đánh dấu vào bảng để biết FLIP FLOP nào còn tốt và hư: Flip flop A B Tốt Hư 2. Thiết kế mạch đếm không đồng bộ: a. Mạch đếm lên 2 bit: ♦ Kết nối mạch như hình 3-3: Hình 3-3. Mạch đếm lên không đồng bộ 2 bit dùng IC 74LS112. ♦ Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào bảng trạng thái TT3-2: Bảng TT3-2. Bảng TT3-3. Clk LED1 LED0 Thập Clk LED1 LED0 Thập phân phân 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 Chú ý: trạng thái bắt đầu để điền vào bảng trạng thái khi các ngõ ra Q ở mức 0 [tất cả led đều tắt]. Các ngõ vào kí hiệu 1 là nối lên nguồn +5V. Thực hành kỹ thuật số. 21
  23. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử b. Mạch đếm xuống 2 bit: ♦ Kết nối mạch như hình 3-4. Hình 3-4. Mạch đếm xuống không đồng bộ 2 bit dùng IC 74LS112. ♦ Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào bảng trạng thái TT3-3: c. Mạch đếm lên 4 bit: ♦ Kết nối mạch như hình 3-5: Hình 3-5. Mạch đếm lên không đồng bộ 4 bit dùng IC 74LS112. ♦ Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên 4 led để lập bảng trạng TT3-4: Bảng TT3-4 Bảng TT3-5 Clk Led3 Led2 Led1 Led0 Led3 Led2 Led1 Led0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 22 Thực hành kỹ thuật số.
  24. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 11 12 13 14 15 16 d. Mạch đếm xuống 4 bit: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 3-6: Hình 3-6. Mạch đếm xuống không đồng bộ 4 bit dùng IC 74LS112. ♦ Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào bảng trạng thái TT3-5: 3. Thiết kế mạch đếm đồng bộ 2 BIT: ♦ Kết nối mạch như hình 3-7: Hình 3-7. Mạch đếm lên đồng bộ 2 bit dùng IC 74LS112. ♦ Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào bảng trạng thái TT3-6: Clk Led1 Led0 0 1 2 3 Thực hành kỹ thuật số. 23
  25. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 4. Thiết kế thanh ghi dịch: ♦ Thiết kế thanh ghi 4 bit: Kết nối mạch như hình 3-8: Hình 3-8. Thanh ghi dịch 4 bit dùng IC 74LS74. ♦ Cho ngõ vào SW1 = OFF (ngõ vào D tương ứng với mức logic 1, đèn LED0 sáng), nhấn nút RST_L (được nối đến tất cả các ngõ vào CLR) và quan sát trạng thái của xung CLK và các LED0, 1, 2, 3 cho đến khi các led đều sáng hết rồi điền vào bảng trạng thái TT3-10a: Bảng TT3-10a. Bảng TT3-10b. Input Output Input Output Clk D Led3 Led2 Led1 Led0 clk D Led3 Led2 Led1 Led0 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 ♦ Giữ nguyên mạch ở trên, chuyển ngõ vào SW1 = ON (ngõ vào D tương ứng với mức logic 0, đèn LED0 tắt), quan sát trạng thái của xung clk và các LED0, 1, 2, 3 cho đến khi các led đều tắt hết rồi điền vào bảng trạng thái TT3-10b. Hãy giải thích kết quả có được. 5. Mạch điều khiển ON/OFF : ♦ Kết nối mạch như hình 3-9: 24 Thực hành kỹ thuật số.
  26. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 3-9. Mạch điều khiển ON/OFF. ♦ Quan sát tín hiệu ngõ ra LED1 (Q) và LED2 khi ấn MONO1 lần thứ nhất, lần thứ 2, ♦ Mạch này có chức năng cho phép/không cho phép xung clk qua cổng AND. LED3 sáng theo đúng tần số của xung CLK. @ Khi ngõ ra Q = 1, LED1 sáng thì cổng AND được phép cho xung CLK qua và đèn LED2 sẽ chóp tắt theo tần số xung clk hay chóp tắt cùng đèn LED3. @ Khi ngõ ra Q = 0, LED1 tắt thì cổng AND không được phép cho xung CLK qua và đèn LED2 sẽ tắt. Muốn thay đổi trạng thái cho phép hay không cho phép ta dùng xung mono để thay đổi trạng thái. IV. Trả lời các câu hỏi: 1. Thiết kế mạch đếm xuống đồng bộ 2 bit, 3bit, 4bit sử dụng FF tác động cạnh xuống. 2. Thiết kế mạch đếm xuống đồng bộ 2 bit, 3bit, 4bit sử dụng FF tác động cạnh lên. 3. Thiết kế mạch đếm xuống đồng bộ 2 bit, 3bit, 4bit sử dụng FF tác động cạnh xuống, tín hiệu lấy ở các ngõ ra Q đảo. 4. Thiết kế mạch đếm xuống đồng bộ 2 bit, 3bit, 4bit sử dụng FF tác động cạnh lên, tín hiệu lấy ở các ngõ ra Q đảo. 5. Cho biết khái niệm MOD n dùng trong mạch đếm. Số MOD lớn nhất có thể có của 1 mạch đếm n Flip - Flop khi đếm đồng bộ và không đồng bộ giống nhau hay khác nhau. 6. IC 7474 là: (a) Flip flop T (c) flip flop D (b) Flip flop RS (d) flip flop JK 7. Một thanh ghi 8 bit được kết nối bằng: (a) 3 Flip Flop D (c) 16 Flip Flop D (b) 4 Flip Flop D (d) 8 Flip Flop D 8. Một thanh ghi gồm có: (a) Ngõ vào xung clk (c) Các ngõ ra dữ liệu. (b) Ngõ vào dữ liệu (d) Tất cả đều đúng. Thực hành kỹ thuật số. 25
  27. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 26 Thực hành kỹ thuật số.
  28. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 4: MẠCH ĐẾM JOHNSON – ĐẾM VÒNG A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát mạch đếm Johnson, mạch đếm vòng. 2. Ưùng dụng mạch đếm để chia tần số tín hiệu, tạo tín hiệu lệch pha, điều khiển đèn giao thông B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ VOM, DVM, dao động kí 2 tia. 2. Vi mạch 4017B và các IC đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Hãy vẽ mạch đếm vòng 4 bit – dạng sóng vào ra – bảng trạng thái – và điều kiện để mạch có thể đếm được. [vẽ gọn gàng – rõ ràng- đẹp]. 2. Hãy vẽ mạch đếm Johnson 4 bit – dạng sóng vào ra – bảng trạng thái – và điều kiện để mạch có thể đếm được. Thực hành kỹ thuật số. 27
  29. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực hành 1. Khảo sát IC 4017: a. Khảo sát datasheet của IC 4017: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 4-1. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 4017. b. Kiểm tra IC 4017: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 4-2: Hình 4-2. Kiểm tra IC 4017. Chú ý: trong sơ đồ kí hiệu và sơ đồ mạch thí nghiệm các chân có các tên khác nhau nhưng chúng có cùng chức năng. Ví dụ chân clock enable thì có tên ngắn gọn là ENA (enable), tương tự các chân còn lại. 28 Thực hành kỹ thuật số.
  30. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Chuyển đổi các vị trí khác nhau của ngõ vào SW1, SW2 và CLK để kiểm tra các trạng thái thứ 2, thứ 3, thứ 4 và thứ 7 trong bảng trạng thái, các trạng thái còn lại không cần kiểm tra. ♦ Nếu hoạt động đúng thì IC còn tốt, nếu không đúng thì kiểm tra lại và có thể thay thế bằng IC khác. 2. Mạch đếm: a. Mạch đếm 2: ♦ Kết nối mạch điện như hình H4-3: [Có thể giử nguyên hình 2 nhưng chỉ cần quan tâm đến LED0, LED1]. Hình 4-3. Mạch đếm 2 trạng thái. ♦ Quan sát tín hiệu vào / ra và điền vào (BTT): Clk Q0 Q1 0 1 2 ♦ Dựa vào BTT hãy vẽ dạng sóng ngõ vào CLK và dạng sóng ngõ ra: [chú ý: ghi tên cho từng dạng sóng]. b. Mạch đếm 3: ♦ Kết nối mạch như hình 4-4: Thực hành kỹ thuật số. 29
  31. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 4-4. Mạch đếm 3 trạng thái. ♦ Quan sát tín hiệu vào / ra và điền vào (BTT): Clk Q0 Q1 Q2 0 1 2 3 4 ♦ Dựa vào bảng TT hãy vẽ dạng sóng ngõ vào CLK và dạng sóng ngõ ra: c. Muốn kết nối mạch đếm 4 thì thay đổi như thế nào: d. Muốn kết nối mạch đếm 5 thì thay đổi như thế nào: e. Muốn kết nối mạch đếm 6 thì thay đổi như thế nào: f. Muốn kết nối mạch đếm 7 thì thay đổi như thế nào: g. Muốn kết nối mạch đếm 8 thì thay đổi như thế nào: h. Muốn kết nối mạch đếm 9 thì thay đổi như thế nào: Chú ý các mạch đếm ở trên cũng chính là các mạch chia tần số. 3. Mạch đếm rồi dừng lại: a. Mạch đếm từ 1 đến 5 rồi dừng lại: ♦ Kết nối mạch như hình 4-5: 30 Thực hành kỹ thuật số.
  32. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 4-5. Mạch đếm từ 1 đến 5 rồi dừng. ♦ Nhấn nút RST-H và quan sát trạng thái vào ra và điền vào (BTT): Clk Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 0 1 2 3 4 5 ♦ Giải thích nguyên lý làm việc của mạch: b. Hãy thực hiện mạch đếm đến 6 rồi dừng lại: c. Hãy thực hiện mạch đếm đến 7 rồi dừng lại: 4. Mạch ứng dụng: a. Hãy kết nối mạch như hình 4-6: Hình 4-6. Mạch lệch pha 180 độ. Thực hành kỹ thuật số. 31
  33. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Quan sát tín hiệu vào và ra rồi điền vào bảng trạng thái: ♦ Giải thích nguyên lí làm việc của mạch: clk Led8 Led9 Led10 0 1 2 3 4 5 6 7 ♦ Dựa vào bảng trạng thái hãy vẽ dạng sóng vào ra:[chú ý vẽ đầy đủ 1 chu kỳ]. ♦ Hãy cho biết 1 chu kỳ hoạt động bao nhiêu xung ck: b. Mạch đèn điều khiển đèn giao thông: ♦ Hãy kết nối mạch theo sơ đồ hình 4-7: [chú ý nguồn cung cấp giống như mạch ở hình 4-6 và trên bo mạch có các led xanh vàng đỏ nên kết nối cho đúng ]. ♦ Hãy cho biết 1 chu kỳ hoạt động bao nhiêu xung ck: Hình 4-7. Mạch điều khiển đèn giao thông. ♦ Quan sát các đèn và điền vào BTT, sau đó vẽ các dạng sóng vào clk và các đèn. 32 Thực hành kỹ thuật số.
  34. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Clk Xanh 1 Vàng 1 Đỏ 1 Xanh 2 Vàng 2 Đỏ 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ♦ Hãy cho biết đèn xanh, vàng và đỏ sáng bao nhiêu xung ck: ♦ Nếu muốn thay đổi thời gian làm việc của mạch thì phải thực hiện như thế nào ? nếu muốn điều khiển bóng đèn công suất lớn sử dụng nguồn 220V thì phải làm gì ? c. Hãy kết nối mạch theo hình 4-8: Hình 4-8. Mạch sáng hết và tắt dần. Thực hành kỹ thuật số. 33
  35. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Vẽ dạng sóng các ngõ vào ra và cho biết chu kỳ làm việc của mạch, chức năng của mạch. ♦ Giải thích nguyên lý làm việc của mạch: ♦ Hãy đặt tên cho mạch: IV. Câu hỏi kiểm tra: 1. Cho biết tên và chức năng của IC 4017 khi tra số tay IC. 2. Thiết kế mạch đèn quảng cáo có 8 Led hiển thị với 4 chương trình như sau: • Điểm sáng chạy từ trái sang phải. • Điểm sáng chạy từ phải sang trái. • Hai điểm sáng chạy song song vào từ hai hướng. • Hai điểm sáng chạy song song từ chính giữa ra ngoài, sau đó chạy vào. 34 Thực hành kỹ thuật số.
  36. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 5: THANH GHI DỊCH A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát thanh ghi dịch, thanh ghi dịch trái / phải. 2. Thiết kế các mạch ứng dụng dùng thanh ghi. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ VOM, DVM, dao động kí 2 tia. 2. Vi mạch 74LS164, 74LS194 (nếu có) và các vi mạch đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Hãy cho biết thanh ghi dịch thường sử dụng loại Flip Flop nào ? 2. Hãy cho biết chức năng của thanh ghi dịch ? 3. Một thanh ghi dịch có bao nhiêu loại tín hiệu vào ra ? 4. Khi nào thì dữ liệu sẽ bị dịch đi ? 5. Có bao nhiêu loại thanh ghi ? hãy liệt kê tên ? 6. Hãy vẽ một thanh ghi dịch 3 bit sử dụng Flip Flop D 7. Hãy vẽ một thanh ghi dịch 3 bit sử dụng Flip Flop T Thực hành kỹ thuật số. 35
  37. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực hành: 1. Khảo sát IC 74164: a. Khảo sát datasheet của IC 74164: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 5-1. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu, so đồ mạch của IC 74164 Bảng trạng thái làm việc của IC 74164 ♦ Hãy cho biết các thông tin: - Thanh ghi này có bao nhiêu bit: - Có bao nhiêu ngõ vào nhận dữ liệu: - Trạng thái reset thì các ngõ ra ở mức logic gì: - Khi nào thì dịch chuyển mức 1: - Khi nào thì dịch chuyển mức 0: - Xung ck tác động cạnh gì: b. Kiểm tra IC 74164: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 5-2: 36 Thực hành kỹ thuật số.
  38. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 5-2. Kiểm tra các trạng thái làm việc của IC 74164. ♦ Chuyển đổi các SW1, SW2 để kiểm tra các trạng thái hoạt động của IC 74164 có trong bảng trạng thái ở trên. ♦ Hãy cho biết IC 74164 còn tốt hay đã hỏng: 2. Mạch ứng dụng: a. Mạch sáng dần lên và tắt hết: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 5-3: Hình 5-3. Mạch sáng dần lên và tắt hết sử dụng IC 74164. ♦ Quan sát các ngõ vào / ra điền vào BTT: CLK Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Thực hành kỹ thuật số. 37
  39. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch: ♦ Hãy cho biết tại sao Led8 không sáng: b. Mạch sáng dần lên và tắt dần: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 5-4: Hình 5-4. Mạch sáng dần và tắt dần sử dụng IC 74164. ♦ Nhấn Reset Low rồi quan sát các ngõ vào / ra điền vào BTT: CK Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ♦ Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch: c. Mạch 1 điểm tối và 1 điểm sáng dịch xen kẻ: ♦ Hãy kết mạch như hình 5-5: 38 Thực hành kỹ thuật số.
  40. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 5-5. Mạch một điểm sáng tắt xen kẻ sử dụng IC 74164. ♦ Nhấn Reset Low rồi quan sát các ngõ vào / ra điền vào BTT: CK Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ♦ Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch. ♦ Hãy tự kết nối mạch 2 điểm tối và 2 điểm sáng dịch xen kẻ: 3. Thiết kế mạch: Hình 5-6. Mạch sáng dần và tắt hết sử dụng 2 IC 74164. Thực hành kỹ thuật số. 39
  41. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Mạch sáng dần lên và tắt hết điều khiển 16 Led dùng 2 IC 74164 mắc nối tiếp như hình 5-6: Theo sơ đồ hình 5-6 thì mạch sử dụng 2 IC 74164, cùng 1 xung CLK, ngõ ra của cổng NOT điều khiển 2 ngõ vào reset của cả 2 IC 7464, ngõ ra Q7 của IC1 được nối đến ngõ vào A, B của IC2, điều khiển SW1 để tạo ra mức logic 1 ở ngõ vào để điều khiển 15 Led sáng dần và tắt hết. ♦ Mạch sáng dần lên và tắt dần điều khiển 16 Led dùng 2 IC 74164 mắc nối tiếp như hình 5-7 Hình 5-7. Mạch sáng dần và tắt dần điều khiển 16 led sử dụng 2 IC 74164 ♦ Làm lý thuyết: Thiết kế mạch đèn quảng cáo (có 8 Led hiển thị với thứ tự: Led 1, Led2, , Led8) với 4 chương trình như sau (có thể dùng thêm các IC khác): • Điểm sáng dần từ trái sang phải (từ Led 1 đến Led 8) sau đó tắt hết. • Điểm sáng dần từ phải sang trái (từ Led 8 trở lại Led 1) sau đó tắt hết. • Điểm sáng dần với thứ tự như sau: Led 1, Led8, Led 2, Led 7, , Led 4, Led 5. • Hai điểm sáng dần chạy song song từ chính giữa ra ngoài, sau đó tắt dần. 4. Khảo sát IC 74194: a. Hãy khảo sát datasheet của IC 74194 để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC: 40 Thực hành kỹ thuật số.
  42. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 5-8. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu logic của IC 74194. Bảng 5-x. Bảng trạng thái của IC 74194. b. Hãy cho biết các thông tin: - Thanh ghi này có bao nhiêu bit: - Có bao nhiêu ngõ vào nhận dữ liệu: - Trạng thái reset thì các ngõ ra ở mức logic gì: - Khi nào dịch chuyển dữ liệu sang trái, khi nào dịch sang phải: - Khi nào thì dịch chuyển mức 1: - Khi nào thì dịch chuyển mức 0: - Khi nào load dữ liệu vào song song: - Xung ck tác động cạnh gì: c. Kiểm tra các trạng thái của IC: hãy kết nối mạch như hình 5-9: Thực hành kỹ thuật số. 41
  43. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 5-9. Sơ đồ mạch kiểm tra IC 74194. Chuyển đổi các trạng thái khác nhau của các SW1, SW2, SW3, SW4 và các SW8, SW9, SW10, SW11, RST-L để kiểm tra các trạng thái khác nhau có trong bảng trạng thái như sau: Ví dụ muốn kiểm tra trạng thái shift left (dịch trái) ta thiết lập các ngõ vào như sau: S1= 1, S0 = 0, DSR = x (bất chấp): Nếu DSL = 1 thì khi có xung CLK thì mạch sẽ dịch mức logic 1 đến các ngõ ra, sau 4 xung clk thì 4 ngõ ra sẽ ở mức 1 – 4 đèn sẽ sáng hết, nhấn RST-L thì sẽ reset mạch và sẽ lặp lại. Nếu DSL = 1 thì khi có xung CLK thì mạch sẽ dịch mức logic 1 đến các ngõ ra, sau khi 4 đèn đã sáng hết thì chuyển DSL = 0 thì mạch sẽ dịch mức 0 vào và sau 4 xung clk thì 4 đèn sẽ tắt hết. Tương tự bạn có thể kiểm tra các trạng thái còn lại có trong bảng trạng thái. 5. Mạch ứng dụng: a. Mạch sáng dần lên từ trái sang phải (shift right) và tắt hết điều khiển 8 led sử dụng 2 IC 74194: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 5-10: Hình 5-10. Mạch sáng dần từ trái sang phải và tắt hết sử dụng 2 IC 74194. 42 Thực hành kỹ thuật số.
  44. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Quan sát trạng thái làm việc của mạch và giải thích nguyên lý hoạt động: b. Mạch sáng dần lên và tắt dần từ trái sang phải (shift right) điều khiển 8 led sử dụng 2 IC 74194: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 5-11: Hình 5-11. Mạch sáng dần và tắt dần từ trái sang phải sử dụng 2 IC 74194. ♦ Quan sát trạng thái làm việc của mạch và giải thích nguyên lý hoạt động: c. Mạch sáng dần lên và tắt dần từ phải sang trái (shift left) điều khiển 8 led sử dụng 2 IC 74194: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 5-12: Hình 5-12. Mạch sáng dần và tắt dần từ phải sang trái sử dụng 2 IC 74194. Thực hành kỹ thuật số. 43
  45. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Quan sát trạng thái làm việc của mạch và giải thích nguyên lý hoạt động: d. Mạch điều khiển 8 led sáng dần tắt dần từ phải sang trái và từ trái sang phải sử dụng 2 IC 74194: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 5-13: Hình 5-13. Mạch sáng tắt dần từ phải sang trái và từ trái sang phải sử dụng 2 IC 74194. ♦ Quan sát trạng thái làm việc của mạch và giải thích nguyên lý hoạt động: IV. Câu hỏi kiểm tra: 1. So sánh 2 IC 74LS164 và 74LS194. 2. Thiết kế mạch đèn quảng cáo (có 8 Led hiển thị với thứ tự: Led 1, Led2, , Led8) với 4 chương trình như sau: • Điểm sáng dần từ trái sang phải (từ Led 1 đến Led 8) sau đó tắt hết. • Điểm sáng dần từ phải sang trái (từ Led 8 trở lại Led 1) sau đó tắt hết. 44 Thực hành kỹ thuật số.
  46. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử • Điểm sáng dần với thứ tự như sau: Led 1, Led8, Led 2, Led 7, , Led 4, Led 5. • Hai điểm sáng dần chạy song song từ chính giữa ra ngoài, sau đó tắt dần. 3. Hãy giải thích hoạt động của mạch sau: Hình 5-14. Mạch đèn quảng cáo. Thực hành kỹ thuật số. 45
  47. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 46 Thực hành kỹ thuật số.
  48. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 6: MẠCH ĐẾM GIẢI MÃ HIỂN THỊ A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát mạch đếm và mạch giải mã. 2. Thiết kế các mạch dùng IC đếm. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ đo DVM, dao động ký. 2. Vi mạch đếm 74LS90, 74LS92, 74LS93. 3. Vi mạch giải mã 4511, 74LS47, 74LS247 và các IC đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Hãy cho biết mã nhị phân 4 bit ABCD ? (điền vào bảng 1) 2. Hãy cho biết mã BCD ? (điền vào bảng 2) 3. Mã nhị phân 4 bit còn được gọi là mã gì 4. Hãy cho biết mã BCD của số 789 = 5. Cho số BCD = 0111 1001 0100 có giá trị thập phân bằng bao nhiêu . 6. Cho số nhị phân = 0111 1001 0100 có giá trị thập phân bằng bao nhiêu 7. Có bao nhiêu nhiêu IC giải mã cho led 7 đoạn: hãy nêu tên: 8. Có bao nhiêu led 7 đoạn ? hãy nêu tên: 9. Hãy vẽ kí hiệu của led 7 đoạn làm cách nào để xác định led 7 đoạn loại gì? Bảng 1 Bảng 2 Thập phân A B C D Thập phân A B C D Thực hành kỹ thuật số. 47
  49. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực tập: 1. Khảo sát IC đếm BCD 7490: a. Khảo sát datasheet của IC 7490: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 6-1. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 74LS90,74LS92 và 74LS93. Trình tự đếm của các IC tương ứng: 48 Thực hành kỹ thuật số.
  50. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hãy cho chú thích A ở phần LS90 cho biết điều gì: b. Hãy trả lời các câu hỏi sau: - IC 7490 có mấy ngõ vào reset: tác động mức logic nào: - Hai ngõ vào MS1 và MS2 ở mức logic H thì trạng thái ngõ ra là số thập phân bao nhiêu: - Chân cấp nguồn 5V và 0V là chân số mấy: - Xung ck tác động cạnh gì: - Trong IC 7490 có mấy mạch đếm: .; mạch đếm bao nhiêu: - Trong IC 7492 có mấy mạch đếm: .; mạch đếm bao nhiêu: - Trong IC 7493 có mấy mạch đếm: .; mạch đếm bao nhiêu: c. Mạch đếm mod 10 (mạch đếm BCD): ♦ Kết nối mạch điện như hình 6-2: Hình 6-2. Mạch đếm BCD (hay mod 10) sử dụng IC 74LS90. ♦ Nhấn nút RST_H để kiểm tra trạng thái reset của IC. ♦ Chuyển SW1 = H để kiểm tra trạng thái đặt trước số 9 = 1001. ♦ Chuyển SW1 = L để kiểm tra trạng thái đếm BCD của IC. d. Mạch đếm mod 2 (còn gọi là mạch chia 2): sử dụng mạch chia 2 của IC. ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 6-3: Thực hành kỹ thuật số. 49
  51. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 6-3. Mạch đếm mod 2 sử dụng IC 74LS90. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và ngõ ra Q0 (Led1) rồi vẽ dạng sóng clk và ngõ ra Q0: e. Mạch đếm mod 5 (mạch chia 5): sử dụng mạch chia 5 của IC. ♦ Hãy kết nối như mạch hình 6-4: Hình 6-4. Mạch đếm mod 5 sử dụng IC 74LS90. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và ngõ ra Q3 Q2 Q1 điền vào bảng trạng thái rồi vẽ dạng sóng clk và các ngõ ra: Đếm OUTPUTS clk Q3 Q2 Q1 0 1 2 3 4 5 50 Thực hành kỹ thuật số.
  52. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử f. Mạch đếm mod 6 sử dụng IC 74LS90 và IC 74LS08: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 6-5: ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và ngõ ra Q3Q2Q1Q0 điền vào bảng trạng thái rồi vẽ dạng sóng clk và các ngõ ra: Đếm OUTPUTS Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 Hình 6-5. Mạch đếm mod 6 sử dụng IC 74LS90 và 74LS08. ♦ Hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch: g. Mạch đếm mod 6 chỉ sử dụng IC 74LS90: Thực hành kỹ thuật số. 51
  53. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 6-6: ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và ngõ ra Q3Q2Q1Q0 và kiểm tra mạch hoạt động đúng với bảng trạng thái ở trên hay không, giải thích hoạt động của mạch. Hình 6-6. Mạch đếm mod 6 chỉ sử dụng IC 74LS90. h. Mạch đếm mod 7 sử dụng IC 74LS90 và các cổng logic: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 6-7: Hình 6-7. Mạch đếm mod 7 sử dụng IC 74LS90 và IC 74LS08. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và ngõ ra Q3 Q2 Q1 Q0 điền vào bảng trạng thái rồi vẽ dạng sóng clk và các ngõ ra: Đếm OUTPUTS Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 52 Thực hành kỹ thuật số.
  54. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy giải thích nguyên lí làm việc của mạch: i. Mạch đếm chia 7 sử dụng IC 74LS90: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 6-8: Hình 6-8. Mạch đếm mod 7 chỉ sử dụng IC 74LS90. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và ngõ ra Q3Q2Q1Q0 điền vào bảng trạng thái rồi vẽ dạng sóng clk và các ngõ ra: Đếm OUTPUTS Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 Thực hành kỹ thuật số. 53
  55. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy giải thích nguyên lí làm việc của mạch: j. Mạch đếm 8 và 9 sử dụng IC 74LS90 và cổng logic: sinh viên thực hiện đúng trình tự trên: k. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 (0000 0000 đến 1001 1001) sử dụng 2 IC 74LS90: ♦ Hãy kết nối 2 IC đếm 7490 như hình 6-9: Hình 6-9. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 sử dụng 2 IC 74LS90. Hãy cho biết IC nào đếm hàng đơn vị và đếm hàng chục: ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và ngõ ra Led8 Led7 Led6 Led5 Led4 Led3 Led2 Led1 điền vào bảng trạng thái. clk L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1 L0 clk L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1 L0 54 Thực hành kỹ thuật số.
  56. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử l. Mạch đếm BCD từ 00 đến 59 (0000 0000 đến 0101 1001) sử dụng 2 IC 74LS90: ♦ Hãy kết nối 2 IC đếm 7490 như hình 6-10a: ♦ Giải thích: mạch đếm BCD từ 00 đến 59 tương ứng với số BCD từ 0000 0000 đến 0101 1001, ta sử dụng trạng thái thứ 60 tương ứng với 0110 0000 làm trạng thái reset. Với trạng thái này thì IC đếm hàng đơn vị tự reset và ta chỉ cần reset IC đếm hàng chục. Để reset IC đếm hàng chục ta dùng 2 trạng thái 11 của Q3Q2 (led7 led6) kết nối với 2 chân reset 2 và 3 của IC đếm hàng chục. ♦ Trong mạch đếm hình 6-10a thì ta không thể reset được, nếu muốn reset thì ta phải kết nối mạch như hình 6-10b. Thực hành kỹ thuật số. 55
  57. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 6-10a. Mạch đếm BCD từ 00 đến 59 sử dụng 2 IC 74LS90. Hình 6-10B. Mạch đếm BCD từ 00 đến 59 sử dụng 2 IC 74LS90, có thể reset được. m. Mạch đếm BCD từ 00 đến 65 (0000 0000 đến 0110 0101) sử dụng 2 IC 74LS90 và cổng logic: ♦ Hãy kết nối 2 IC đếm 7490 như hình 6-11: 56 Thực hành kỹ thuật số.
  58. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 6-11. Mạch đếm BCD từ 00 đến 65 sử dụng 2 IC 74LS90 và cổng logic. Chú ý: 8 ngõ ra đã được ♦ Giải thích: mạch đếm BCD từ 00 đến 65 tương ứng với số BCD từ 0000 0000 đến 0110 0101, ta sử dụng trạng thái thứ 66 tương ứng với 0110 0110 làm trạng thái reset. Với trạng thái này thì IC ta phải dùng thêm cổng logic là cổng AND để and 4 trạng thái thái bằng 1 rồi điều khiển reset của cả 2 IC đếm. n. Sinh viên hãy thực hiện mạch đếm mod 70, 75, 80. 2. Khảo sát IC giải mã led 7 đoạn loại Anode chung 74247 (hoặc 7447): a. Khảo sát datasheet của IC giải mã 74247: ♦ Hãy khảo sát datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, các thông số của IC, sau đây là sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 6-12: Hình 6-12. Sơ đồ chân IC 74LS247 và hiển thị số tương ứng với mã nhị phân. Thực hành kỹ thuật số. 57
  59. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy cho biết IC giải mã 74247 là IC giải mã cho led 7 đoạn loại gì: ƒ Chân điều khiển LT có tác dụng gì: ƒ Chân điều khiển RBI và BI có tác dụng gì: ƒ Chân cấp nguồn cho IC là số mấy: b. Mạch đếm BCD hiển thị bằng led 7 đoạn: ♦ Kết nối mạch điện như hình 6-13: Hình 6-13. Mạch đếm BCD có giải mã hiển thị led 7 đoạn. Chú ý: Các ngõ ra của IC giải mã 74247 được nối với các ngõ vào led 7 đoạn loại anode chung chưa giải mã. ♦ Hãy chuyển đổi các trạng thái của SW1, SW2, SW3 để kiểm tra các trạng thái có trong bảng trạng thái ở trên. ♦ Khi mạch đang đếm ta nhấn Reset High thì mạch sẽ hoạt động như thế nào ? ♦ Khi thực hành mạch như hình 6-13 nhưng nếu led 7 đoạn chỉ hiển thị các số 1, 3, 5, 7, 9 hoặc 0, 2, 4, 6, 8 thì mạch bị hiện tượng gì? 58 Thực hành kỹ thuật số.
  60. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Nếu led 7 đoạn chỉ hiển thị các số như hình sau thì bị hiện tượng gì ? giải thích ? c. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị bằng led 7 đoạn: ♦ Kết nối mạch điện như hình 6-14: Hình 6-14. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 có giải mã hiển thị led 7 đoạn. Chú ý: các ngõ ra của IC đếm hàng đơn vị (IC1) được nối với các ngõ vào của IC đã giải mã kết nối sẳn trên bo thí nghiệm. ♦ Hãy quan sát kết quả đếm xem có đúng từ 00 đến 99 hay không? d. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị bằng led 7 đoạn có xoá số 0 vô nghĩa ở hàng chục: ♦ Kết nối mạch điện như hình 6-15: Chú ý: các ngõ ra của IC đếm hàng đơn vị (IC1) được nối với các ngõ vào của IC đã giải mã kết nối sẳn trên bo thí nghiệm. ♦ Hãy quan sát kết quả đếm xem có đúng với trình tự đếm như sau hay không: khi bắt đầu đếm thì ta nhấn nút reset. Led 7 đoạn hàng chục tắt, led 7 đoạn hàng đơn vị sáng. Khi có xung clock thì gia trị đếm tăng cho đến khi giá trị hàng đơn vị bắt đầu chuyển trạng thái từ 9 về 0 và hàng chục bắt đầu sáng số 1 là đúng. Quá trình đếm tiếp tục tăng cho đến khi bằng 99 thì tự động về lại 00. ♦ Ở chu kỳ tiếp theo để tiếp tục đếm và xoá số 0 vô nghĩa ở hàng chục thì ta phải nhấn nút reset. ♦ Nguyên lý xoá số 0 vỗ nghĩa hàng chục là: trong bảng trạng thái của IC giải mã nếu ngõ vào RBI = 0 và các trạng thái 4 ngõ vào Thực hành kỹ thuật số. 59
  61. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 6-14. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 có giải mã hiển thị led 7 đoạn. e. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị bằng led 7 đoạn và có nút nhấn điều khiển đếm/ ngừng đếm: ♦ Kết nối mạch điện như hình 6-15: Hình 6-15. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 có giải mã hiển thị led 7 đoạn. 60 Thực hành kỹ thuật số.
  62. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Khi LED1 tắt tương ứng với ngõ ra Q ở mức 0 Ỉ khóa cổng AND Ỉ xung CLK không qua được cổng AND nên mạch ngừng đếm. ♦ Khi LED1 sáng tương ứng với ngõ ra Q ở mức 1 Ỉ mở cổng AND Ỉ xung CLK qua được cổng AND nên mạch đếm theo xung CLK. ♦ Để chuyển đổi trạng từ ngừng đếm sang đếm hoặc ngược lại ta nhấn nút MONO1 để kích FLIP FLOP lật trạng thái. ♦ Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch. 3. Khảo sát IC giải mã led 7 đoạn loại cathode chung 4511: a. Khảo sát datasheet của IC giải mã 4511: ♦ Hãy khảo sát datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, các thông số của IC, sau đây là sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 6-16: Hình 6-16. Sơ đồ chân và bảng trạng thái của IC giải mã 4511. b. Mạch đếm BCD hiển thị trên led 7 đoạn loại cathode chung dùng IC giải mã 4511: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 6-17: Hình 6-17. Mạch đếm BCD. Chú ý: Các ngõ ra của IC giải mã 4511 được nối với các ngõ vào led 7 đoạn loại cathode chung chưa giải mã. ♦ Hãy chuyển đổi các trạng thái của SW1, SW2, SW3 để kiểm tra các trạng thái có trong bảng trạng thái ở trên. 4. Khảo sát IC đếm nhị phân 4 bit 7493: Thực hành kỹ thuật số. 61
  63. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử a. Khảo sát datasheet của IC đếm nhị phân 4 bit 74LS93: ♦ Hãy khảo sát lại datasheet của IC 74LS93 ở hình 6-1 . b. Mạch đếm nhị phân 4 bit sử dụng 74LS93: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 6-18: Hình 6-18. Mạch đếm nhị phân 4 bit sử dụng IC 7493. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra để kiểm tra lại bảng trạng thái đếm và cho biết mạch đếm đúng hay sai. IV. Câu hỏi kiểm tra: 1. So sánh sự khác nhau của 2 IC giải mã 4511 và 74LS247. 2. Tra cứu IC 4518 và cho biết chức của IC. 3. Thiết kế mạch đếm giây - đếm phút cho đồng hồ số. 4. Cho biết sự giống nhau và khác nhau giữa mạch chia và mạch đếm. 5. Hãy cho biết IC 7492 có chức năng gì ? 62 Thực hành kỹ thuật số.
  64. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 7: MẠCH ĐẾM LÊN – ĐẾM XUỐNG – ĐẶT TRƯỚC SỐ ĐẾM A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát các mạch đếm đặt trước số đếm, đếm lên đếm xuống. 2. Thiết kế các mạch đếm dùng các IC đếm. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ đo VOM, DVM, dao động ký. 2. Vi mạch 74LS192, 74LS190, 74LS193 hoặc 40193 và các IC đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Hãy cho biết bảng trạng thái của mạch đếm lên 4 bit ABCD (điền vào bảng 1). 2. Hãy cho biết bảng trạng thái của mạch đếm xuống 4 bit ABCD (điền vào bảng 2). 3. Hãy vẽ mạch đặt trước số đếm 4 bit đồng sử dụng FF JK Bảng 1 Bảng 2 Thập phân A B C D Thập phân A B C D Thực hành kỹ thuật số. 63
  65. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực tập: 1. Khảo sát IC đếm BCD đặt trước số đếm 74192: a. Khảo sát datasheet của IC 74192 hoặc 40192: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 7-1. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 74LS192. ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu - Đường MR, TCU , TC D : - Đường PL và , PPPP3 2 1 0 : - Chân cấp nguồn: - Khi muốn đếm lên thì xung clk đưa đến ngõ vào nào: - Khi muốn đếm xuống thì xung clk đưa đến ngõ vào nào: b. Mạch đếm BCD – đếm lên – hiển thị trên led 7 đoạn: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 7-2: ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra rồi điền vào bảng trạng thái: Đếm OUTPUTS clk Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 64 Thực hành kỹ thuật số.
  66. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 7-2. Mạch đếm BCD – đếm lên sử dụng IC 74LS192. c. Mạch đếm BCD – đếm xuống – hiển thị trên led 7 đoạn: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 7-3: Hình 7-3. Mạch đếm BCD – đếm xuống sử dụng IC 74LS192. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra rồi điền vào bảng trạng thái: Đếm OUTPUTS clk Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thực hành kỹ thuật số. 65
  67. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử d. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 1 đến 5 (0001 Ỉ 0101) – hiển thị trên led 7 đoạn: ♦ Trình tự đếm được minh hoạ như sau: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 7-4: Hình 7-4. Mạch đếm từ 1 đến 5 sử dụng IC 74LS192. ♦ Với mạch đếm này ta phải sử dụng trường hợp đặt trước số đếm là ở các ngõ vào P3P2P1P0 = 0001 bằng các SW tương ứng. Khi có xung thì mạch đếm tăng giá trị đếm từ 0001 đến 0101, khi có xung tiếp theo thì mạch sẽ tăng đến giá trị là 0110 và ta lấy giá trị này qua cổng NAND để nạp lại số 0001 và mạch lặp lại trình tự đếm. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra rồi điền vào bảng trạng thái: Đếm OUTPUTS clk Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 ♦ Hãy cho biết chức năng của ngõ vào PL, chức năng của cổng NAND trong sơ đồ mạch. e. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 2 đến 7 (0010 Ỉ 0111) – hiển thị trên led 7 đoạn: ♦ Trình tự đếm được minh hoạ như sau: 66 Thực hành kỹ thuật số.
  68. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 7-5: ♦ Với mạch đếm này ta phải sử dụng trường hợp đặt trước số đếm ở các ngõ vào P3P2P1P0 = 0001 bằng các SW tương ứng. Trạng thái để điều khiển nạp lại là 1000. Hình 7-5. Mạch đếm từ 2 đến 7 sử dụng IC 74LS192. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra rồi điền vào bảng trạng thái: Đếm OUTPUTS Q0 Q1 Q2 Q3 0 1 2 3 4 5 6 7 ♦ Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch: f. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 5 xuống 1 (0101 Ỉ 0001) – hiển thị trên led 7 đoạn: ♦ Trình tự đếm được minh hoạ như sau: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 7-6: Thực hành kỹ thuật số. 67
  69. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 7-6. Mạch đếm từ 5 xuống 1 sử dụng IC 74LS192. ♦ Với mạch đếm này ta phải sử dụng trường hợp đặt trước số đếm ở các ngõ vào P3P2P1P0 = 0101 bằng các SW tương ứng. Mạch đếm bắt đầu từ 0101 và khi có xung thì giá trị đếm giảm xuống cho đến khi bằng 0000 thì ta sử dụng trạng thái này để nạp lại số 0101. ♦ Quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra rồi điền vào bảng trạng thái: Đếm OUTPUTS Q0 Q1 Q2 Q3 0 1 2 3 4 5 6 7 g. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 7 xuống 1 (0111 Ỉ 0001) – hiển thị trên led 7 đoạn: h. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 7 xuống 3 (0111 Ỉ 0011) – hiển thị trên led 7 đoạn: i. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 6 xuống 4 (0110 Ỉ 0100) – hiển thị trên led 7 đoạn: j. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 7 xuống 1 (0111 Ỉ 0001) – hiển thị trên led 7 đoạn: k. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 1 đến 8 (0001 Ỉ 1000) – hiển thị trên led 7 đoạn: l. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 3 đến 8 (0011 Ỉ 1000) – hiển thị trên led 7 đoạn: m. Mạch đếm đặt trước số đếm từ 2 đến 9 (0010 Ỉ 1001) – hiển thị trên led 7 đoạn: 2. Thiết kế các mạch ứng dụng: 68 Thực hành kỹ thuật số.
  70. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử a. Thiết kế mạch đếm lên từ 00 (0000 0000 BCD) đến 99 (1001 1001 BCD) dùng 2 IC đếm 74192: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 7-7: ♦ Trong sơ đồ mạch này sử dụng 2 IC giải mã có trên bộ thí nghiệm. ♦ Ngõ ra TCU của IC đếm hàng đơn vị được nối với ngõ vào CPU của IC đếm hàng chục – khi đếm lên và ngõ ra TCD của IC đếm hàng đơn vị được nối với ngõ vào CPD của IC đếm hàng chục. ♦ Quan sát hoạt động của mạch. Hình 7-7. Mạch đếm từ 00 đến 99 sử dụng 2 IC 74LS192. b. Thiết kế mạch đếm từ 01 (0000 0001 BCD) đến 12 (0001 0010 BCD) dùng 2 IC đếm 74192: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 7-8: Hình 7-8. Mạch đếm từ 99 xuống 00 sử dụng 2 IC 74LS192. Thực hành kỹ thuật số. 69
  71. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Mạch này còn được gọi là mạch đếm giờ từ 1 đến 12 giờ rồi về lại 1 giờ. Hãy giải thích hoạt động của mạch: c. Thiết kế mạch đếm từ 99 (1001 1001BCD) xuống 00 (0000 0000BCD) dùng 2 IC đếm 74192: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 7-9: Hình 7-9. Mạch đếm từ 99 xuống 00 sử dụng 2 IC 74LS192. d. Thiết kế mạch đếm từ 59 (0101 1001 BCD) xuống 00 (0000 0000BCD) dùng 2 IC đếm 74192: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 7-10: Hình 7-10. Mạch đếm từ 59 xuống 00 sử dụng 2 IC 74LS192. 70 Thực hành kỹ thuật số.
  72. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử e. Hãy thiết kế mạch đếm lên từ 00 đến 99 có một phím start/stop: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 7-11. Mạch có một nút nhấn điều khiển start/stop có chức năng: khi đang ngừng đếm nếu ta nhấn nút “start/stop” thì mạch bắt đầu đếm, khi mạch đang đếm nếu ta nhấn nút “start/stop” thì mạch sẽ ngừng đếm. ♦ Chú ý nút nhấn “start/stop” chính là nút “MONO1” Hình 7-11. Mạch đếm từ 00 đến 99 sử dụng 2 IC 74LS192 có thêm nút start/stop. f. Hãy thiết kế mạch đếm lên từ 00 đến 99 có một phím UP/DN: ♦ Hãy thêm vào mạch đếm ở hình 7-12 có một nút nhấn điều khiển UP/DN có chức năng: khi đang đếm lên nếu ta nhấn nút “UP/DN” thì mạch đếm xuống, khi đang đếm xuống nếu ta nhấn nút “UP/DN” thì mạch đếm lên. Hình 7-12. Mạch đếm từ 00 đến 99 sử dụng 2 IC 74LS192 có thêm nút UP/DN. Chú ý: nút mono1 chính là nút “UD/DN”. E. Yêu cầu thi công mạch ứng dụng: Thực hành kỹ thuật số. 71
  73. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hãy thi công mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến thu phát hồng ngoại có sơ đồ như hình 7-13. Các bước thực hiện: 1. Một nhóm thi công 1 mạch. 2. Phân tích hoạt động của mạch. 3. Vẽ lại mạch dùng các phần mềm Eagle hay Orcad. 4. Vẽ sơ đồ bo và tiến hành làm mạch in. 5. Thi công mạch và cân chỉnh mạch. F. Câu hỏi kiểm tra: 1. Cho biết dạng sóng ngõ ra của 2 chân 12 và 13 của IC 74LS192 so với xung CK. 2. So sánh 2 IC đếm 74LS90 và 74LS192. 72 Thực hành kỹ thuật số.
  74. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 8: MẠCH DỒN KÊNH - MULTIPLEXER A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát IC 74LS151. 2. Thiết kế các mạch dùng IC 74LS151. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ đo DVM, dao động ký. 2. Vi mạch 74LS151 và các IC đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Hãy cho biết bảng trạng thái – phương trình – sơ đồ mạch dồn kênh 4 ngõ vào; 2. Hãy cho biết bảng trạng thái – phương trình – sơ đồ mạch dồn kênh 8 ngõ vào; Thực hành kỹ thuật số. 73
  75. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực tập: 1. Khảo sát IC 74151: a. Khảo sát datasheet của IC 74151: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 8-1. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 74LS151. ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu - Đường G : - Đường A, B, C: - Đường D0, D1, , D7: - Đường Y, W: - Chân cấp nguồn: b. Kiểm tra IC 74151: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 8-2: ♦ Cho SW12 = L để cho phép đa hợp. ♦ Cho SW11SW10SW9 = CBA = 000 thì mạch sẽ cho phép truyền kênh dữ liệu D0 hay Y= D0: nếu chuyển SW0 = 0 thì LED0 = 0 (LED1tắt), nếu SW0 = 1 thì LED0=1 (LED0 sáng), bất chấp các kênh dữ liệu còn lại. ♦ Cho SW11SW10SW9 = CBA = 001 thì mạch sẽ cho phép truyền kênh dữ liệu D1 hay Y= D1: nếu chuyển SW2 = 0 thì LED0 = 0 (LED0 tắt), nếu SW2 = 1 thì LED0=1 (LED1sáng), bất chấp các kênh dữ liệu còn lại. ♦ Tương tự các kênh còn lại. 74 Thực hành kỹ thuật số.
  76. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 8-2. Mạch kiểm tra hoạt động của IC 74LS151. ♦ Hãy chuyển đổi các SW để kiểm tra hoạt động của IC theo bảng trạng thái ở trên hoặc kiểm tra như sau: c. Mạch chọn lần lượt từng kênh điều khiển chọn bằng switch: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 8-3: ♦ Hãy chuyển đổi các SW để chọn kênh: - IC2 4017 có chức năng đếm thập phân đã khảo sát – mức 1 sẽ lần lượt xuất hiện ở các ngõ ra khi có xung CLK. Trạng thái của các ngõ ra được hiển thị trên các led. - Cho SW12 = L để cho phép đa hợp. Hình 8-3. Mạch chọn lần lượt từng kênh bằng switch. - Cho SW11SW10SW9 = CBA = 000 thì mạch sẽ cho phép truyền kênh dữ liệu Y= D0 = Q0 có nghĩa là nếu Q0 = 0 thì Y = 0 (LED0 tắt), nếu Q0 = 1 thì Y = 1 (LED0 sáng). Hay có thể xem LED0 sáng theo trạng thái của LED8. Bất chấp các led còn lại. - Cho SW11SW10SW9 = CBA = 001 thì mạch sẽ cho phép truyền kênh dữ liệu Y= D1 = Q1 có nghĩa là nếu Q1 = 0 thì Y = 0 (LED0 tắt), nếu Q1 = 1 thì Y = 1 (LED1 sáng). Hay có thể xem LED1 sáng theo trạng thái của LED9. Bất chấp các led còn lại. - Tương tự các kênh còn lại. d. Mạch chọn lần lượt từng kênh điều khiển chọn bằng contact: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 8-4: Thực hành kỹ thuật số. 75
  77. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 8-4. Mạch chọn lần lượt từng kênh bằng contact. ♦ Hoạt động của mạch giống như mạch trên chỉ khác là phần chọn kênh ta dùng IC3 – đếm nhị phân khi có xung MONO1, giá trị đếm từ 000 đến 111 hiển thị ở 3 LED4, 5, 6 sẽ lần lượt chọn từng kênh từ D0 đến D7. E. Câu hỏi kiểm tra: 1. Hãy cho biết một mạch chọn kênh có n ngõ lựa chọn thì có bao nhiêu ngõ vào ? 2. Hãy cho biết một mạch chọn kênh có n ngõ vào thì có bao nhiêu ngõ lựa chọn? 3. Hãy tra sổ tay cho biết IC có chức năng Demultiplexer. 4. Hãy giải thích hoạt động của mạch điện sau: Hình 8-5. Mạch dùng 2 IC 74151. 5. Hãy thiết kế mạch đa hợp 32 ngõ vào: 76 Thực hành kỹ thuật số.
  78. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 9: MẠCH ĐẾM – MẠCH GIẢI MÃ A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát các vi mạch đếm 4040, 4020. 2. Khảo sát các vi mạch giải mã 74138. 3. Thiết kế các mạch ứng dụng IC 4040, 4020. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ đo VOM, dao động ký. 2. Vi mạch 4040, 4020, 74138 và các IC đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Một bộ đếm nhị phân 10 bit thì dùng bao nhiêu Flip Flop ? số trạng thái đếm được là bao nhiêu? Số thập phân lớn nhất bằng bao nhiêu ? 2. Hãy cho biết mạch giải mã có 2 ngõ vào thì có bao nhiêu ngõ ra ? cho biết bảng trạng thái – sơ đồ mạch ? 3. Hãy cho biết mạch giải mã có 3 ngõ vào thì có bao nhiêu ngõ ra ? cho biết bảng trạng thái – sơ đồ mạch ? 4. Hãy cho biết mạch giải mã có 4 ngõ vào thì có bao nhiêu ngõ ra ? cho biết bảng trạng thái – sơ đồ mạch ? Thực hành kỹ thuật số. 77
  79. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực hành: 1. Khảo sát IC đếm 4040: a. Khảo sát datasheet của IC 4040: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 9-1. Sơ đồ chân của IC đếm 4040. Hình 9-2. Dạng sóng của IC đếm 4040. 78 Thực hành kỹ thuật số.
  80. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu - Mạch đếm này bao nhiêu bit: - Đường R: - Đường C: - Đường Q1, Q2, , Q12: - Chân cấp nguồn: b. Kiểm tra IC đếm 4040: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-3: ♦ Hãy kiểm tra hoạt động của IC theo bảng trạng thái ở trên. Hình 9-3. Sơ đồ mạch kiểm tra hoạt động của IC đếm. ♦ Hãy quan sát các ngõ ra rồi điền vào bảng trạng thái sau: CL Q11 Q10 Q9 Q8 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Thực hành kỹ thuật số. 79
  81. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 19 ♦ Mạch chia tần số: nếu tần số ngõ vào CLK là 20480 Hz, hãy cho biết tần số của từng ngõ ra Q của mạch hình H9-1b khi SW1 On (ở mức Low): Q CLK Q Clk 0 6 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 c. Mạch đếm mod 16 sử dụng IC đếm 4040: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-4: Hình 9-4. Sơ đồ mạch đếm mod 16. ♦ Hãy kiểm tra hoạt động của mạch xem đếm đúng mod 16 hay không: ♦ Quan sát ngõ vào, ngõ ra rồi điền vào bảng trạng thái: clk Q3 Q2 Q1 Q0 clk Q3 Q2 Q1 Q0 d. Mạch đếm mod sử dụng IC đếm 4040: 80 Thực hành kỹ thuật số.
  82. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-5: Hình 9-5. Sơ đồ mạch đếm mod ♦ Quan sát ngõ vào, ngõ ra rồi điền vào bảng trạng thái: Clk Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 clk Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 Thực hành kỹ thuật số. 81
  83. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy cho biết mạch đếm mod bao nhiêu ? làm sao để biết ? e. Hãy thiết kế mạch đếm mod: Đối với từng mạch phải trình bày phần khống chế reset: ♦ Mạch đếm mod 31: ♦ Mạch đếm mod 40: ♦ Mạch đếm mod 100: ♦ Mạch đếm mod 200: ♦ Mạch đếm mod 300: ♦ Mạch đếm mod 400: ♦ Mạch đếm mod 500: ♦ Mạch đếm mod 600: ♦ Mạch đếm mod 700: ♦ Mạch đếm mod 800: ♦ Mạch đếm mod 900: ♦ Mạch đếm mod 1000: f. Mạch chia tần số sử dụng IC 4040 có thể điều khiển bằng 1 phím nhấn thường hở: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-6: Hình 9-6. Sơ đồ mạch chia tần số có lựa chọn tần số. ♦ Chú ý: ngõ ra của IC đếm 74LS93N được nối với các ngõ vào của IC đã giải mã, vì chỉ có 8 trạng thái nên ngõ vào QA3 của IC giải mã trên bo phải nối mass. Để thay đổi kênh ngõ vào ta nhấn phím “MONO1”. ♦ Quan sát ngõ vào, ngõ ra và cho biết tần số của ngõ ra Led 1: ♦ Khi led 7 đoạn hiển thị số 0: ♦ Khi led 7 đoạn hiển thị số 1: ♦ Khi led 7 đoạn hiển thị số 2: ♦ Khi led 7 đoạn hiển thị số 3: ♦ Khi led 7 đoạn hiển thị số 4: ♦ Khi led 7 đoạn hiển thị số 5: ♦ Khi led 7 đoạn hiển thị số 6: ♦ Khi led 7 đoạn hiển thị số 7: ♦ Hãy cho biết chức năng của IC 7493, IC 74151. 82 Thực hành kỹ thuật số.
  84. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 2. Khảo sát IC đếm 4020: a. Khảo sát datasheet của IC 4020: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 9-7. Sơ đồ chân của IC đếm 4020. Hình 9-8. Dạng sóng của IC đếm 4020. ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu - Mạch đếm này bao nhiêu bit: - Đường R: Thực hành kỹ thuật số. 83
  85. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử - Đường C: - Đường Q1, Q4, , Q14: - Chân cấp nguồn: b. Kiểm tra hoạt động của IC 4020: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-9: ♦ Hãy quan sát trạng thái đếm nhị phân của các ngõ ra: ♦ Hãy so sánh sự khác nhau giữa IC đếm 4040 và 4020: Hình 9-9. Sơ đồ kiểm tra của IC đếm 4020. c. Mạch bổ sung các ngõ ra còn thiếu Q3Q2 của IC 4020: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-10: Hình 9-10. Mạch đếm bổ sung thêm 2 ngõ ra Q3Q2 cho IC đếm 4020. ♦ Hãy nhấn nút RST-H để đồng bộ quá trình đếm: 84 Thực hành kỹ thuật số.
  86. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Chú ý: mạch chỉ hoạt động đúng khi cả 2 IC tác động theo xung CLK hoặc cạnh lên hoặc cạnh xuống, nếu một IC tác động cạnh lên và 1 IC tác động cạnh xuống thì ta phải thêm cổng Not để đồng bộ chúng. Tương tự trạng thái reset IC cũng vậy. ♦ Hãy giải thích mạch. 3. Khảo sát IC giải mã 74138: a. Khảo sát datasheet của IC 74138: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 9-11. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC giải mã 74LS138. ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu - Đường A, B, C: - Đường G1: - Đường GA2 , GB2 : - Đường Y7, Y6, , Y0: - Chân cấp nguồn: - Mạch này giải mã mấy đường sang mấy đường: b. Kiểm tra hoạt động của IC giải mã 74138: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-12: Thực hành kỹ thuật số. 85
  87. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 9-12. Mạch kiểm tra IC giải mã 74LS138. ♦ Chuyển đổi các SW theo các tổ hợp trạng thái của các ngõ vào, quan sát ngõ ra để kiểm tra lại bảng trạng thái ở trên. c. Mạch cho phép 4 xung CLK sử dụng IC đếm 4040 và IC giải mã 74138: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-13: Hình 9-13. Mạch cho phép 4 xung. ♦ Hãy quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra Led rồi điền vào bảng trạng thái: Inputs Outputs clk Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 hex Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 1 01 2 0 0 0 1 0 02 3 0 0 0 1 1 03 4 0 0 1 0 0 04 5 0 0 1 0 1 05 6 0 0 1 1 0 06 7 0 0 1 1 1 07 8 0 1 0 0 0 08 9 0 1 0 0 1 09 10 0 1 0 1 0 0A 11 0 1 0 1 1 0B 12 0 1 1 0 0 0C 13 0 1 1 0 1 0D 86 Thực hành kỹ thuật số.
  88. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 14 0 1 1 1 0 0E 15 0 1 1 1 1 0F 16 1 0 0 0 0 10 17 1 0 0 0 1 11 18 1 0 0 1 0 12 19 1 0 0 1 1 13 20 1 0 1 0 0 14 21 1 0 1 0 1 15 22 1 0 1 1 0 16 23 1 0 1 1 1 17 24 1 1 0 0 0 18 25 1 1 0 0 1 19 26 1 1 0 1 0 1A 27 1 1 0 1 1 1B 28 1 1 1 0 0 1C 29 1 1 1 0 1 1D 30 1 1 1 1 0 1E 31 1 1 1 1 1 1F 32 0 0 0 0 0 20 33 0 0 0 0 1 21 ♦ Hãy cho biết Led1 sáng bao nhiêu xung clk . và tắt bao nhiêu xung clk ♦ Hãy cho biết led1 tắt trong vùng số hex từ bao nhiêu đến bao nhiêu ? ♦ Hãy cho biết led5 tắt trong vùng số hex từ bao nhiêu đến bao nhiêu ? ♦ Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch: d. Hãy thiết kế mạch giải mã mà mỗi led tắt trong vòng 8 xung clk: ♦ Từ sơ đồ mạch hình 9-14, sinh viên hãy tự kết nối các ngõ ra Q của IC đếm 4040 với 3 ngõ vào của IC giải mã để mỗi led tắt trong vòng 8 xung CLK: Hình 9-14. Mạch cho phép xung. e. Hãy thiết kế mạch giải mã mà mỗi led tắt trong vòng 128 xung clk: ♦ Từ sơ đồ mạch hình 9-15, sinh viên hãy tự kết nối các ngõ ra Q của IC đếm 4040 với 3 ngõ vào của IC giải mã để mỗi led tắt trong vòng 128 xung CLK: Thực hành kỹ thuật số. 87
  89. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 9-15. Mạch cho phép xung. f. Hãy thiết kế mạch giải mã mà mỗi led tắt trong vòng 256 xung clk: ♦ Từ sơ đồ mạch hình 9-16, sinh viên hãy tự kết nối các ngõ ra Q của IC đếm 4040 với 3 ngõ vào của IC giải mã để mỗi led tắt trong vòng 128 xung CLK: Hình 9-16. Mạch cho phép xung. g. Hãy thiết kế mạch giải mã 4 đường sang 16 đường dùng 2 IC 74138: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 9-17. Hình 9-17. Mạch giải mã 4 đường sang 16 đường sử dụng 2 IC 74LS138. 88 Thực hành kỹ thuật số.
  90. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Quan sát 16 ngõ ra theo xung clk và cho biết mạch hoạt động giải mã từ 4 đường sang 16 đường đúng hay sai ? ♦ Hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch: 4. Khảo sát IC giải mã 74139: h. Khảo sát datasheet của IC 74139: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 9-18. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC giải mã 74LS139. ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu - Đường A0, A1: - Đường E : - Đường Q3 , Q2 , Q1, Q0 : - Chân cấp nguồn: - Mạch này giải mã mấy đường sang mấy đường: i. Kiểm tra hoạt động của IC giải mã 74139: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-19: Thực hành kỹ thuật số. 89
  91. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 9-19. Mạch kiểm tra IC giải mã 74LS139. ♦ Chuyển đổi các SW theo các tổ hợp trạng thái của các ngõ vào, quan sát ngõ ra để kiểm tra lại bảng trạng thái ở trên. j. Mạch giải mã 3 đường sang 8 đường sử dụng IC giải mã 74139: ♦ Hãy kết nối mạch điện như hình 9-20: Hình 9-20. Mạch giải mã 3 đường sang 8 đường sử dụng IC 74139. ♦ Hãy quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra Led và giải thích hoạt động của mạch: E. Câu hỏi kiểm tra: 1. Khi nối tiếp 2 IC 4040 và 4020 thì sẽ được bộ đếm bao nhiêu bit và trình bày sơ đồ mạch kết nối. 2. Hãy dùng IC 74LS93 có thể thiết kế thành mạch đếm 4040 và 4020 được hay không, nếu được hãy vẽ sơ đồ mạch thiết kế. 3. Hãy giải thích hoạt động của 2 mạch điện sau: 90 Thực hành kỹ thuật số.
  92. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 9-21. Mạch giải mã 4 đường sang 16 đường sử dụng 2 IC 74LS138. Thực hành kỹ thuật số. 91
  93. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 9-22. Mạch giải mã 4 đường sang 16 đường sử dụng 2 IC 74LS138. 92 Thực hành kỹ thuật số.
  94. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 10: KHẢO SÁT BỘ NHỚ EPROM - RAM A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát bộ nhớ: cách đọc bộ nhớ EPROM 2764. Cách ghi và đọc bộ nhớ RAM 6116 hoặc 6264. 2. Thiết kế các mạch dùng bộ nhớ EPROM và RAM. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ đo VOM, DVM, dao động ký. 2. Các bộ nhớ EPROM, bộ nhớ RAM và các IC đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Hãy cho biết chức năng của bộ nhớ ? 2. ROM là bộ nhớ như thế nào? PROM là bộ nhớ như thế nào? EPROM là bộ nhớ như thế nào? 3. EEPROM là bộ nhớ như thế nào? 4. RAM là bộ nhớ như thế nào ? 5. Một bộ nhớ có bao nhiêu loại tín hiệu ? hãy liệt kê tên của các loại tín hiệu ? 6. Nội dung của ô nhớ EPROM khi chế tạo hoặc sau khi xóa bằng bao nhiêu ? 7. Cách xác định dung lượng của bộ nhớ ? 8. Cách xác định khả năng lưu trữ của 1 ô nhớ ? 9. Hãy cho biết trình tự ghi dữ liệu vào bộ nhớ RAM ? 10. Hãy cho biết trình tự đọc dữ liệu từ bộ nhớ RAM ? 11. Hãy cho biết trình tự ghi dữ liệu vào bộ nhớ EPROM? 12. Hãy cho biết trình tự đọc dữ liệu từ bộ nhớ EPROM? Thực hành kỹ thuật số. 93
  95. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử D. Các bước thực tập: 1. Khảo sát IC nhớ eprom 2764 hoặc Eeprom 2864: a. Khảo sát datasheet của IC 2764: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 10-1. Sơ đồ chân của IC nhớ 2764 và họ EPRPOM 27xx. Hình 10-2. Sơ đồ khối của IC nhớ 2764. 94 Thực hành kỹ thuật số.
  96. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bảng 10-1. Bảng trạng thái của IC nhớ 2764. ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu - Đường CE : - Đường OE : - Đường PGM : - Đường VPP : - Đường O0, O1, , O7: - Đường A12 A0: - Bộ nhớ này bao nhiêu bit: - Bộ nhớ này có bao nhiêu byte: - Chân cấp nguồn: - Giải thích các trạng thái hoạt động có trong bảng trạng thái: b. Quan sát kết nối bộ nhớ EPROM 2764 hoặc EEPROM 2864 trên bo thí nghiệm: - IC nhớ gắn trên bo thí nghiệm đã được cấp nguồn. - Các đường địa chỉ chỉ dùng từ A0 đến A11 cho phép kết nối với các ứng dụng. Đường A12 đã nối đất nên chỉ dùng khoảng 4kbyte. - Các đường dữ liệu kí hiệu là D0 đến D7. - Đường điều khiển đọc RD (hay còn gọi là OE ) và cho phép CE . Thực hành kỹ thuật số. 95
  97. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 10-3. Sơ đồ nguyên lý, vị trí trên bộ thí nghiệm. c. Đọc nội dung các ô nhớ Eprom 2764 bằng Switch: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 10-4: chú ý nguồn và các chân A12, PGM, VPP đã kết nối. Hình 10-4. Mạch đọc nội dung các ô nhớ của IC nhớ 2764 bằng switch. 96 Thực hành kỹ thuật số.
  98. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử ♦ Hãy chuyển đổi các SW4 ÷ SW0 tương ứng với 5 đường địa chỉ A4A3A2A1A0 theo bảng trạng thái bên dưới để đọc nội dung của 32 ô nhớ rồi điền vào bảng sau: Inputs - Address Output - Data A4 A3 A2 A1 A0 HEX O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 0 0 0 0 0 0000 0 0 0 0 1 0001 0 0 0 1 0 0002 0 0 0 1 1 0003 0 0 1 0 0 0004 0 0 1 0 1 0005 0 0 1 1 0 0006 0 0 1 1 1 0007 0 1 0 0 0 0008 0 1 0 0 1 0009 0 1 0 1 0 000A 0 1 0 1 1 000B 0 1 1 0 0 000C 0 1 1 0 1 000D 0 1 1 1 0 000E 0 1 1 1 1 000F 1 0 0 0 0 0010 1 0 0 0 1 0011 1 0 0 1 0 0012 1 0 0 1 1 0013 1 0 1 0 0 0014 1 0 1 0 1 0015 1 0 1 1 0 0016 1 0 1 1 1 0017 1 1 0 0 0 0018 1 1 0 0 1 0019 1 1 0 1 0 001A 1 1 0 1 1 001B 1 1 1 0 0 001C 1 1 1 0 1 001D 1 1 1 1 0 001E 1 1 1 1 1 001F Bảng 10-2. Bảng ghi nội dung của IC nhớ 2764. d. Đọc nội dung các ô nhớ Eprom 2764 bằng IC đếm 4040: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 10-5: chú ý nguồn và các chân A12, PGM, VPP đã kết nối. ♦ Quan sát dữ liệu ra ở các Led – cho biết chức năng của IC 4040 và vùng nhớ mà Eprom bị truy xuất là bao nhiêu ? (tính theo địa chỉ đầu và địa chỉ cuối). Thực hành kỹ thuật số. 97
  99. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 10-5. Mạch đọc nội dung IC nhớ 2764 dùng IC đếm 4040. e. Đọc nội dung các ô nhớ Eprom 2764 bằng IC đếm 4040 giao tiếp với 1 led 7 đoạn: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 10-6: chú ý nguồn và các chân A12, PGM, VPP đã kết nối. ♦ SW11 = ON và SW10 = OFF (tương ứng với 2 trạng thái A11A10 = 01): quan sát dữ liệu ra ở Led 7 đoạn loại anode chung và ghi kết quả vào bảng 10-3. ♦ Cho biết chức năng của IC 4040 và vùng nhớ mà Eprom bị truy xuất là bao nhiêu ? (tính theo địa chỉ đầu và địa chỉ cuối). ♦ Chức năng của đường Q4 nối về Reset của IC 4040? Inputs - Address Output - Data A3 A2 A1 A0 HEX O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 0 0 0 0 0000 0 0 0 1 0001 0 0 1 0 0002 0 0 1 1 0003 0 1 0 0 0004 0 1 0 1 0005 0 1 1 0 0006 0 1 1 1 0007 1 0 0 0 0008 1 0 0 1 0009 1 0 1 0 000A 1 0 1 1 000B 1 1 0 0 000C 1 1 0 1 000D 1 1 1 0 000E 1 1 1 1 000F Bảng 10-3. Bảng ghi nội dung của IC nhớ 2764 A11A10=01. 98 Thực hành kỹ thuật số.
  100. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 10-6. Mạch đọc nội dung IC nhớ 2764 – giải mã led 7 đoạn. f. Đọc nội dung các ô nhớ Eprom 2764 bằng IC đếm 4040 giao tiếp với 2 IC giải mã led 7 đoạn: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 10-6: chú ý nguồn và các chân A12, PGM, VPP đã kết nối. ♦ SW11 = OFF và SW10 = ON (tương ứng với 2 trạng thái A11A10 = 10): quan sát dữ liệu ra ở 2 Led 7 đoạn loại anode chung và ghi kết quả vào bảng 10-4. ♦ Cho biết chức năng của IC 4040 và vùng nhớ mà Eprom bị truy xuất là bao nhiêu ? (tính theo địa chỉ đầu và địa chỉ cuối). ♦ Hãy cho biết chức năng của các cổng AND: Inputs - Address Output - Data A3 A2 A1 A0 HEX O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 0 0 0 0 0000 0 0 0 1 0001 0 0 1 0 0002 0 0 1 1 0003 0 1 0 0 0004 0 1 0 1 0005 0 1 1 0 0006 0 1 1 1 0007 1 0 0 0 0008 1 0 0 1 0009 1 0 1 0 000A 1 0 1 1 000B 1 1 0 0 000C 1 1 0 1 000D 1 1 1 0 000E 1 1 1 1 000F Bảng 10-4. Bảng ghi nội dung của IC nhớ 2764 A11A10=10. Thực hành kỹ thuật số. 99
  101. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 10-6. Mạch đọc nội dung IC nhớ 2764 – điều khiển mạch giải mã. 2. Khảo sát IC nhớ RAM 6264 : a. Khảo sát datasheet của IC 6264: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 10-7. Sơ đồ chân và sơ đồ khối của IC nhớ 6264. 100 Thực hành kỹ thuật số.
  102. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bảng 10-5. Bảng trạng thái của IC nhớ 6264. ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu - Đường CE1, CE2 : - Đường OE : Đường WR : - Đường I/O1, I/O2, , I/O7: - Đường A12 A0: - Bộ nhớ này bao nhiêu bit: - Bộ nhớ này có bao nhiêu byte: - Chân cấp nguồn: - Giải thích các trạng thái hoạt động có trong bảng trạng thái: b. Kết nối của IC nhớ 6264 trong bo thí nghiệm: ♦ IC nhớ gắn trên bo thí nghiệm như hình 10-8 đã được cấp nguồn. ♦ Các đường địa chỉ chỉ dùng từ A0 đến A7 cho phép kết nối với các ứng dụng. Các đường từ A8 đến A12 đã nối đất nên chỉ dùng khoảng 256 byte. ♦ Các đường dữ liệu kí hiệu là D0 đến D7. ♦ Đường điều khiển đọc RD (hay còn gọi là OE ), điều khiển ghi WR và cho phép CE . Thực hành kỹ thuật số. 101
  103. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 10-8. Sơ đồ nguyên lý, vị trí trên bộ thí nghiệm. c. Đọc nội dung các ô nhớ của IC 6264: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 10-9: chú ý nguồn, chân CE1 và các đường A12÷A8 đã kết nối. Hình 10-9. Mạch đọc nội dung IC nhớ 6264. ♦ Chuyển đổi SW4 ÷ SW0 để đọc nội dung của 32 ô nhớ rồi điền vào bảng sau: Inputs - Address Output - Data A4 A3 A2 A1 A0 HEX O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 0 0 0 0 0 0000 0 0 0 0 1 0001 102 Thực hành kỹ thuật số.
  104. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 0 0 0 1 0 0002 0 0 0 1 1 0003 0 0 1 0 0 0004 0 0 1 0 1 0005 0 0 1 1 0 0006 0 0 1 1 1 0007 0 1 0 0 0 0008 0 1 0 0 1 0009 0 1 0 1 0 000A 0 1 0 1 1 000B 0 1 1 0 0 000C 0 1 1 0 1 000D 0 1 1 1 0 000E 0 1 1 1 1 000F 1 0 0 0 0 0010 1 0 0 0 1 0011 1 0 0 1 0 0012 1 0 0 1 1 0013 1 0 1 0 0 0014 1 0 1 0 1 0015 1 0 1 1 0 0016 1 0 1 1 1 0017 1 1 0 0 0 0018 1 1 0 0 1 0019 1 1 0 1 0 001A 1 1 0 1 1 001B 1 1 1 0 0 001C 1 1 1 0 1 001D 1 1 1 1 0 001E 1 1 1 1 1 001F Bảng 10-6. Bảng ghi nội dung của IC nhớ 6264. Chú ý: Nội dung của các ô nhớ RAM khi đọc ra là ngẫu nhiên. d. Ghi dữ liệu vào điều khiển led đơn IC RAM 6264 bằng các switch: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 10-10: chú ý nguồn, chân CE1 và các đường A12÷A8 đã kết nối. ♦ Chú ý: dữ liệu trong bộ nhớ RAM sẽ bị mất khi mất điện nên trong quá trình ghi ta không nên làm mất nguồn điện cung cấp cho IC. ♦ Để SW6 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). ♦ Trình tự ghi dữ liệu cho ở bảng 10-7 vào RAM: (a) Để SW7 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (b) Các switch từ SW0 đến SW4 (để tạo địa chỉ) và từ SW8 đến SW15 (để tạo dữ liệu) được điều chỉnh để tạo ra mức logic đã cho như trong bảng. (c) Chuyển SW7 sang vị trí ON rồi chuyển lại sang vị trí OFF – để tạo ra 1 xung cho ngõ vào WR – khi đó dữ liệu đã ghi vào ô nhớ. (d) Lập lại các bước (b) và (c) để ghi dữ liệu vào các ô nhớ tiếp theo cho đến hết bảng dữ liệu. Thực hành kỹ thuật số. 103
  105. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 10-10. Mạch ghi đọc nội dung IC nhớ 6264. Inputs - Address Output - Data A4 A3 A2 A1 A0 HEX O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 0 0 0 0 0 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0001 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0002 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0003 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0004 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0005 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0006 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0007 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0008 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0009 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 000A 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 000B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 000C 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 000D 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 000E 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 000F 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0010 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0011 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0012 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0013 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0014 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0015 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0016 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0017 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0018 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0019 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 001A 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 001B 1 1 1 0 0 1 1 1 104 Thực hành kỹ thuật số.
  106. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 1 1 1 0 0 001C 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 001D 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 001E 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 001F 1 1 1 1 1 1 1 1 Bảng 10-7. Bảng dữ liệu điều khiển led đơn cho IC nhớ 6264. ♦ Hãy cho biết với bảng dữ liệu trên thì số lượng ô nhớ cần để ghi là bao nhiêu ? ♦ Trình tự đọc lại dữ liệu đã ghi vào RAM bằng tay: (e) Để SW7 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (f) Để SW6 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (g) Các switch từ SW8 đến SW15 được đặt ở vị trí OFF để tạo ra mức logic 1 hoặc tháo ra khỏi mạch – để tránh làm hỏng IC. (h) Các Switch từ SW0 đến SW4 (để tạo địa chỉ) được điều chỉnh để tạo ra mức logic đã cho như trong bảng. (i) Chuyển SW6 sang vị trí ON –khi đó dữ liệu của ô nhớ sẽ xuất ra các ngõ dữ liệu và hiển thị trên các Led. (j) Lập lại bước (h) để đọc dữ liệu vào các ô nhớ tiếp theo cho đến hết. ♦ Hãy cho biết tại sao phải đặt các SW8 đến SW15 ở vị trí OFF ? e. Ghi dữ liệu điều khiển 1 led 7 đoạn vào IC RAM 6264 bằng các switch: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 10-11: ngõ ra của IC nhớ kết nối với các ngõ vào của led 7 đoạn anode chung. Hình 10-11. Mạch ghi đọc IC nhớ 6264 điều khiển led 7 đoạn. ♦ Hãy điền mã của led 7 đoạn anode chung của các số từ 0 đến F vào bảng 10-8: ♦ Để SW6 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). ♦ Trình tự ghi dữ liệu vào RAM: (a) Để SW7 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (b) Các Switch từ SW0 đến SW4 (để tạo địa chỉ) và từ SW8 đến SW15 (để tạo dữ liệu) được điều chỉnh để tạo ra mức logic đã cho như trong bảng. (c) Chuyển SW7 sang vị trí ON rồi chuyển lại sang vị trí OFF – để tạo ra 1 xung cho ngõ vào WR – khi đó dữ liệu đã ghi vào ô nhớ. (d) Lập lại các bước (b) và (c) để ghi dữ liệu vào các ô nhớ tiếp theo cho đến hết dữ liệu trong bảng. Thực hành kỹ thuật số. 105
  107. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Inputs - Address Output - Data A4 A3 A2 A1 A0 HEX O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 0 0 0 0 0 0000 0 0 0 0 1 0001 0 0 0 1 0 0002 0 0 0 1 1 0003 0 0 1 0 0 0004 0 0 1 0 1 0005 0 0 1 1 0 0006 0 0 1 1 1 0007 0 1 0 0 0 0008 0 1 0 0 1 0009 0 1 0 1 0 000A 0 1 0 1 1 000B 0 1 1 0 0 000C 0 1 1 0 1 000D 0 1 1 1 0 000E 0 1 1 1 1 000F Bảng 10-8. Bảng ghi nội dung của IC nhớ 6264. ♦ Trình tự đọc lại dữ liệu đã ghi vào RAM bằng tay: (e) Để SW7 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (f) Để SW6 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (g) Các Switch từ SW8 đến SW15 được đặt ở vị trí OFF để tạo ra mức logic 1. (h) Các Switch từ SW0 đến SW4 (để tạo địa chỉ) được điều chỉnh để tạo ra mức logic đã cho như trong bảng. (i) Chuyển SW7 sang vị trí ON – khi đó dữ liệu của ô nhớ sẽ xuất ra các ngõ dữ liệu và hiển thị trên các Led. (j) Lập lại bước (h) để đọc dữ liệu vào các ô nhớ tiếp theo cho đến hết. f. Ghi dữ liệu điều khiển 2 led 7 đoạn vào IC RAM 6264 bằng các switch: ♦ Hãy kết nối mạch như hình 10-12: ngõ ra bộ nhớ kết nối với các ngõ vào của IC giải mã có trên bộ thí nghiệm. ♦ Hãy điền mã BCD từ 00 đến 15 vào bảng 10-9: ♦ Để SW6 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). ♦ Trình tự ghi dữ liệu vào RAM: (k) Để SW7 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (l) Các Switch từ SW0 đến SW4 (để tạo địa chỉ) và từ SW8 đến SW15 (để tạo dữ liệu) được điều chỉnh để tạo ra mức logic đã cho như trong bảng. (m) Chuyển SW8 sang vị trí ON rồi chuyển lại sang vị trí OFF – để tạo ra 1 xung cho ngõ vào WR – khi đó dữ liệu đã ghi vào ô nhớ. (n) Lập lại các bước (b) và (c) để ghi dữ liệu vào các ô nhớ tiếp theo cho đến hết. Inputs - Address Output - Data A4 A3 A2 A1 A0 HEX O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 0 0 0 0 0 0000 0 0 0 0 1 0001 0 0 0 1 0 0002 106 Thực hành kỹ thuật số.
  108. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 0 0 0 1 1 0003 0 0 1 0 0 0004 0 0 1 0 1 0005 0 0 1 1 0 0006 0 0 1 1 1 0007 0 1 0 0 0 0008 0 1 0 0 1 0009 0 1 0 1 0 000A 0 1 0 1 1 000B 0 1 1 0 0 000C 0 1 1 0 1 000D 0 1 1 1 0 000E 0 1 1 1 1 000F Bảng 10-9. Bảng ghi nội dung của IC nhớ 6264. Hình 10-12. Mạch ghi đọc IC nhớ 6264 điều khiển 2 IC giải mã led 7 đoạn. ♦ Trình tự đọc lại dữ liệu đã ghi vào RAM bằng tay: (o) Để SW7 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (p) Để SW6 ở vị trí OFF (tạo ra mức 1). (q) Các Switch từ SW8 đến SW15 được đặt ở vị trí OFF để tạo ra mức logic 1. (r) Các Switch từ SW0 đến SW4 (để tạo địa chỉ) được điều chỉnh để tạo ra mức logic đã cho như trong bảng. (s) Chuyển SW7 sang vị trí ON – khi đó dữ liệu của ô nhớ sẽ xuất ra các ngõ dữ liệu và hiển thị trên các Led. (t) Lập lại bước (h) để đọc dữ liệu vào các ô nhớ tiếp theo cho đến hết. E. Câu hỏi kiểm tra: Hãy đọc dạng sóng, lưu đồ và bảng các thông số rồi trả lời các câu hỏi sau: 1. Các thông số thời gian nào cần phải quan tâm khi sử dụng bộ nhớ ? 2. Thế nào vể thời gian truy xuất của bộ nhớ ? 3. Các đường địa chỉ của bộ nhớ là vào hay ra ? 4. Các đường dữ liệu có bao nhiêu trạng thái ? 5. Khi nào thì các đường dữ liệu ở trạng thái tổng trở cao ? 6. Cho biết ứng dụng của bộ nhớ EPROM và bộ nhớ RAM ? Thực hành kỹ thuật số. 107
  109. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 7. Dữ liệu của một ô nhớ RAM bất kỳ khi mới cấp điện là bao nhiêu ? 8. Thế nào là bộ nhớ RAM tĩnh, ram động ? 9. Cho biết trình tự lập trình cho EPROM được thực hiện như thế nào ? Hãy thiết kế mạch nạp EPROM? Hình 10-13. Dạng sóng lập trình của IC nhớ 2764. 108 Thực hành kỹ thuật số.
  110. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 10-14. Lưu đồ cho biết trình tự nạp của IC nhớ 2764. Thực hành kỹ thuật số. 109
  111. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bảng 10-10. Các thông số của IC nhớ 2764. 110 Thực hành kỹ thuật số.
  112. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Bài số 11: MẠCH TẠO DAO ĐỘNG – MẠCH ĐƠN ỔN A. Mục đích yêu cầu: 1. Khảo sát các mạch dao động, mạch tạo xung đơn ổn dùng vi mạch 555 và các vi mạch số. B. Dụng cụ thực tập: 1. Bộ thí nghiệm vi mạch, đồng hồ đo DVM, dao động ký. 2. Các vi mạch 74121 - 74122 – 74123 - 74221 - 74222 và các IC đã khảo sát. C. Câu hỏi chuẩn bị trước khi thực hành: 1. Hãy cho biết mạch đơn ổn là mạch như thế nào? 2. Trong mạch đơn ổn cần phải quan tâm đến các vấn đề gì ? 3. Hãy vẽ một mạch đơn ổn mà bạn đã học? 4. Muốn chuyển từ trạng thái ổn định sang trạng thái bất ổn thì phải làm gì hoặc cung cấp gì cho mạch? 5. Thời gian duy trì ở trạng thái bất ổn thường phụ thuộc vào các linh kiện nào trong mạch? D. Các bước thực tập: Thực hành kỹ thuật số. 111
  113. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử 1. Khảo sát IC 74122 - 74123: a. Khảo sát datasheet của IC 74122 -74123: ♦ Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Hình 11-1. Sơ đồ chân của IC 74122 và 74123. ♦ Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu: - Chân cấp nguồn: - Thời gian tồn tại của xung đơn ổn được tính như thế nào: - Mạch được phép kích lại hay không: - Giải thích các trạng thái hoạt động có trong bảng trạng thái: b. Kiểm tra hoạt động của IC 74122: nếu không có IC thì làm phần tiếp theo ♦ Hãy kết nối mạch như hình 11-2: chú ý tụ C1 = 1μF và R1 = 10kΩ. ♦ Chú ý: xem bộ thí nghiệm có vi mạch loại nào thì thực hành theo vi mạch đó. ♦ Hãy chuyển đổi các SW1 đến SW4 và RST-L để kiểm tra các trạng thái trong bảng trạng thái ở trên. ♦ Chú ý: các mũi tên có trong bảng trạng thái là các trường hợp mạch tác động bằng xung cạnh lên hoặc xung cạnh xuống. 112 Thực hành kỹ thuật số.
  114. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Khoa Điện Điện Tử Hình 11-2. Mạch kiểm tra hoạt động của IC 74122. ♦ Công thức tính thời gian duy trì của trạng thái bất ổn là T = 0,45RC. Hãy tính toán các giá trị của R và C sao cho thời gian delay của trạng thái bất ổn là 1s, 2s. Đối với từng yêu cầu hãy thử mạch nếu có đủ các linh kiện và tính sai số giữa lý thuyết và thực tế: 9 Thời gian 1s: C = R = 9 Thời gian 2s: C = R = ♦ Hãy tính toán các giá trị của R và C sao cho thời gian delay của trạng thái bất ổn là 1ms: 9 Thời gian 1ms: C = R = 9 Với các khoảng thời gian nhỏ 1ms như trên thì ta phải dùng 1 mạch tạo xung kích có chu kì khoảng 3ms đến 20ms với độ rộng xung phải nhỏ hơn 1ms để làm xung kí liên tục cho mạch. Dùng dao động kí để đo cả tín hiệu kích và tín hiệu ngõ ra mới có thể tính được thời gian. c. Kiểm tra hoạt động của IC 74123: nếu không có IC thì làm phần tiếp theo ♦ Hãy kết nối mạch như hình 11-3: chú ý tụ C1 = 1μF và R1 = 10kohm. ♦ Hãy chuyển đổi các SW1 đến SW2 và RST-L để kiểm tra các trạng thái trong bảng trạng thái ở trên. ♦ Chú ý: các mũi tên có trong bảng trạng thái là các trường hợp mạch tác động bằng xung cạnh lên hoặc xung cạnh xuống. ♦ Công thức tính thời gian duy trì của trạng thái bất ổn là T = 0,45RC. Hãy tính toán các giá trị của R và C sao cho thời gian delay của trạng thái bất ổn là 1s, 2s. Đối với từng yêu cầu hãy thử mạch nếu có đủ các linh kiện và tính sai số giữa lý thuyết và thực tế: 9 Thời gian 1s: C = R = 9 Thời gian 2s: C = R = Hình 11-3. Mạch kiểm tra hoạt động của IC 74123. ♦ Hãy tính toán các giá trị của R và C sao cho thời gian delay của trạng thái bất ổn là 1ms: 9 Thời gian 1ms: C = R = 9 Với các khoảng thời gian nhỏ 1ms như trên thì ta phải dùng 1 mạch tạo xung kích có chu kì khoảng 3ms đến 20ms với độ rộng xung phải nhỏ hơn 1ms để làm xung kí liên tục cho Thực hành kỹ thuật số. 113