18 trang 7 lượt tải

Báo cáo Thực tập Cơ bản - Mạch đếm Thuận | Thực tập cơ bản | Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

13

IC đếm 74LS90 về cơ bản là mạch đếm thập phân MOD-10 tạo ra mã BCD ở các ngõ ra. 74LS90 bao gồm bốn flip-flop JK chủ-tớ được kết nối bên trong để cung cấp mạch đếm MOD-2 (2 trạng thái đếm) và mạch đếm MOD-5 (5 trạng thái đếm). 74LS90 có một flip-flop độc lập được điều khiển bởi đầu vào CLKA và ba flip-flop JK tạo thành một bộ đếm không đồng bộ được điều khiển bởi đầu vào CLKB như hình bên dưới. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

Môn: Thực tập cơ bản 331 tài liệu

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội 5.6 K tài liệu

Tác giả:

Profile

Mai Nguyệt

1 tháng trước
Tải xuống
Báo cáo
Danh sách Quiz
Tải xuống
/18
1
ĐẠ ỘI HỌC BÁCH KHOA HÀ N I
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
────────────────────────
BÁO CÁO TH C T N Ự ẬP CƠ BẢ
Sinh viên th c hi n: ự ệ
Trần Phi Anh t Nhậ
20234029
Vũ Thế Phong
20234031
Mã l p: ớ
748517
Hà Nội, ngày 06 tháng 12 2024 năm
2
Mục L c ụ
I. Các IC và Led 7 thanh. ................................................................................................. 3
1. IC đếm 74LS90. ....................................................................................................... 3
2. IC SN7447. ............................................................................................................... 5
3. IC SN7400. ............................................................................................................... 7
4. Led 7 thanh. .............................................................................................................. 9
II. Tín hiệu s ................................................................................................................. 11 ố
III. Các cổng locgic cơ bản. ........................................................................................... 13
1. C ng NOT. ............................................................................................................. 13 ổ
2. C ng AND. ............................................................................................................ 13 ổ
3. C ng OR. ................................................................................................................ 14 ổ
4. C ng BUFFER. ...................................................................................................... 15 ổ
5. C ng NAND. .......................................................................................................... 15 ổ
6. C ng NOR. ............................................................................................................. 16 ổ
7. C ng EX- ......................................................................................................... 16 ổ OR.
8. C ng EX-NOR. ...................................................................................................... 17 ổ
9. C ng ph -INVERTER). ............................................................. 17 ổ ức AOI (AND-OR
IV. Kết luận. .................................................................................................................. 17
3
I. Các IC và Led 7 thanh.
1. m 74LS90. IC đế
IC 74LS90 là IC đếm thường được dùng trong các mạch số đếm lên và trong các mạch
chia tần s . ố
❖ Chức năng các chân:
S ố
chân
Tên chân
Mô tả
1
Clock input 2 (CLKA)
Ngõ vào xung đồng hồ 2 (xung kích cạn
xu ng) ố
2
Reset 1 (R0(1))
Chân Reset 1 (Reset v 0) c mề – Tích cự ức 1
3
Reset 2 (R0(2))
Chân Reset 2 (Reset v 0) c mề – Tích cự ức 1
4
Not connected (NC)
Không sử d ụng
5
Supply voltage
Chân c p ngu n 5V (4.75V 5.25V) ấ ồ –
6
Reset 3 (R9(1))
Chân Reset 3 (Reset v 9) c mề – Tích cự ức 1
7
Reset 4 (R9(2))
Chân Reset 4 (Reset v 9) c mề – Tích cự ức 1
4
8
Output 3 (QC)
Ngõ ra 3
9
Output 2 (QB)
Ngõ ra 2
10
Ground (0V)
Chân n t ối đấ
11
Output 4 (QD)
Ngõ ra 4
12
Output 1 (QA)
Ngõ ra 1
13
Not connected
Không sử d ụng
14
Clock input 1 (CLKA)
Ngõ vào xung đồng hồ 1 (xung kích cạnh
xu ng) ố
IC đế cơ bả ạch đếm 74LS90 về n là m m thập phân MOD-10 tạo ra mã BCD ở các
ngõ ra. 74LS90 bao g m b n flip-flop JK ch -t c k t n cung cồ ố ủ ớ đượ ế ối bên trong để ấp
m m MOD-2 (2 tr m) và m m MOD-5 (5 tr m). ạch đế ạng thái đế ạch đế ạng thái đế
74LS90 có m t flip- c l n b u vào CLKA và ba flip-flop ộ flop độ ập được điều khiể ởi đầ
JK t o thành m t b ng b u khi n bạ ộ ộ đếm không đồ ộ được điề ể ởi đầu vào CLKB như
hình bên dưới.
5
B n ngõ ra c c ký hi u là QA, QB, QC và QD. Th t m c a 74LS90 ố ủa IC đượ ệ ứ ự đế ủ
đượ ở ố ủ ồc kích hoạt b i cạnh xu ng c a tín hi ng hệu xung đồ , tức là khi tín hiệu xung
đồ ồng h CLK chuyển từ logic 1 (mức CAO) sang logic 0 (mức THẤP) thì xem như
có xung đồng h ng vào m ồ tác độ ạch đếm.
Các chân ngõ vào b sung R1, R2, R3 và R4 là các chân RESET. Khi các ngõ vào ổ
RESET R1 và R2 được k t n i v i logic 1, thì mế ố ớ ạch đếm s b RESET tr v 0 (0000) ẽ ị ở ề
còn khi các ngõ vào R3 và R4 đượ ạch đếm được kết nối với logic 1, thì m c RESET
v s 9 (1001) b t k s c v m hi n t ề ố ấ ể ố đếm hoặ ị trị đế ệ ại.
❖ Bảng hoạt động Reset và đếm của IC đếm 74LS90 như sau:
Như đã trình bày ở trên, bên trong IC đế m 74LS90 g m có mồ ạch đếm chia 2 và m ch ạ
đếm chia 5. Như vậ ạch đếy, chúng ta có thể sử dụng một trong hai m m: hoặc chỉ
m m chia 2 t n s ho c ch b ạch đế ầ ố ặ ỉ ộ đếm chia 5 tần s ho c k t h p c hai mố ặ ế ợ ả ạch đếm
v t o ra m ới nhau để ạ ạch đếm BCD chia 10 như mong muốn.
2. IC SN7447.
74LS47 là IC điều khiển / giải mã BCD sang 7 đoạn. Nó chấp nh n m t s ậ ộ ố thập phân
đượ ộ điềc mã hóa nhị u vào và chuy i nó thành mphân làm đầ ển đổ t mẫu để u khiển 7
đoạn để 0 đế ập phân đượ hiển thị các chữ số từ n 9. Số th c mã hóa nhị phân (BCD)
6
làmộ ố ủ ột ki i chểu mã hóa trong đó mỗ ữ s c a m t số được bi u di n b ng chu i nh ể ễ ằ ỗ ị
phân c ng là b n bit). ủa chính nó (thườ ố
IC 74LS47 ch p nh n b n dòng d u vào BCD (8421) và t o ra ph n b sung ấ ậ ố ữ liệu đầ ạ ầ ổ
của chúng bên trong. Dữ liệu đượ ổng AND / OR đểc giải mã bằng bảy c điều khiển
trực tiếp LED 7 đoạn. Các đầu ra tương ứng v i c u hình cớ ấ ực dương chung (CA) của
7 đoạn.
Ứng dụ ị ống khi ta cần hiện th s trên LED 7 đoạn trong mạch số mà không cần dùng
vi điều khiển, hoặc muốn tiế ềt kiệm chân cho vi đi u khiển.
Sơ đồ ức năng củ chân và ch a chân 74LS47
Figure 15 Sơ đồ chân của IC 74LS47
Số chân
Tên chân
Mô tả
1
B
Đầu vào BCD của IC
2
Đầu vào BCD của IC
C
3
Display test / Lamp
test
Kiểm tra hiển thị LED
4
Blank input
Tắt các LED hiển thị
Lưu trữ hoặc nhấp nháy mã BCD
5
Store
6
D
Đầu vào BCD của IC
7
A
Đầu vào BCD của IC
8
GND
Chân nối mass
9
e
Đầu vào 1 LED 7 đoạn
10
d
Đầu vào 2 LED 7 đoạn
7
IC 74LS47 thường được sử dụng ở 4 chế độ hoạt động:
• Sáng bình thường đủ các tr ng thái t ạ ừ 0 ÷ 9 (thường dùng nh t). Chân BI/RBO ấ
ph i b ả ỏ trống ho c n i lên m c cao, chân RBI ph i b ng ho c n i lên mặ ố ứ ả ỏ trố ặ ố ức
cao, chân LT ph c nải bỏ trống hoặ ối lên mức cao.
• Chân BI/RBO n i xu ng m c th p thì t n c u không ố ố ứ ấ ất các các đoạ ủa LED đề
sáng bất chấp tr ng thái cạ ủa các ngõ vào còn lại.
• B ng thái s 0 (khi giá tr BCD t i ngõ vào b ng 0 thì t t c n cỏ trạ ố ị ạ ằ ấ ả các đoạ ủa
LED 7 đoạn đều tắt). Chân RBI ở mức thấp và chân BI/RBO phải bỏ trống
(và nó đóng vai trò là ngõ ra).
• Chân BI/RBO ph i b ả ỏ trố ống hoặc n i lên m c cao và chân LT ph i n i xu ng ứ ả ố ố
m c th p. T t c các thanh c u sáng, b t ch p các ngõ vào ứ ấ ấ ả ủa LED 7 đoạn đề ấ ấ
BCD. Dùng để ểm tra các đoạ ủa LED 7 đoạn (còn sáng hay đã chế Ki n c t).
3. IC SN7400.
IC SN7400 là h logic ph bi n nh t trong m ch tích h p, có th ọ ổ ế ấ ạ ợ ể được xây d ng v i mự ớ ột
s t b , cung c p t t c các cố thiế ị ấ ấ ả ổng logic cơ bản, FF (dép x ngón), b m ALU, và b ỏ ộ đế ộ
thu phát xe buýt. H IC s m r ng là IC 7400 series. Dòng IC này ch y u bao g m các ọ ố ở ộ ủ ế ồ
chip logic kín đáo khác nhau như cổng logic cùng v i các thanh ghi, b nh RAM và b ớ ộ ớ ộ
gi ải mã khác nhau.
IC 7400 là m t chip 14 chân và nó bao g m b n c u vào. M i c u ộ ồ ố ổng NAND 2 đầ ỗ ổng đề
s d u ra, b i 2 chân còn l i là ngu t. Con chip ử ụng chân 2 đầu vào & chân 1 đầ ở ạ ồn và đấ
này đượ các gói khác nhau như giá đỡc tạo ra với bề mặt và lỗ xuyên qua, bao gồm gói
g c) nh ng. ốm (hoặ ựa kép trong dòng và gói phẳ
❖ Sơ đồ ức năng củ chân và ch a IC SN7400:
8
Figure 16 Sơ đồ chân của IC SN7400
Số chân
Tên chân
Mô tả
1
1
A
Đây là cổng A-input-1
2
1
B
Cổng vào B-1
3
1
Y
Cổng ra Y-1
4
2
A
Cổng A-input-2
5
2
B
Cổng đầu vào B-2
6
2
Y
Cổng ra Y-2
7
GND
Thiết bị đầu cuối GND
8
3
Y
Cổng ra Y-3
9
3
A
Cổng A-input-3
10
3
B
Cổng đầu vào B-3
11
4
Y
Cổng đầu ra Y-4
9
4. Led 7 thanh.
LED 7 thanh hay còn đượ ọi là LED 7 đoạ ồm 7 đoạn đèn LED được g n, bao g c xếp lại
v i nhau thành hình ch nhớ ữ ật. Khi các đoạ ập trình đển l u sáng thì s hi n th s chiế ẽ ể ị chữ ố
của hệ thập phân ho c thặ ập l ục phân. Đôi khi LED số 8 được hiển th dị ấu thập phân khi
có nhi c n i v có th hi n th c các s l ều LED 7 thanh đượ ố ới nhau để ể ể ị đượ ố ớn hơn 2 chữ
s . ố
Với các đoạn LED trong màn hình đều đượ ối đểc nối với các chân kết n đưa ra ngoài.
Các chân này đượ ến g, chúng đạc gán các ký tự từ a đ i diện cho từng LED riêng lẻ. Các
chân đư ế ể ạợc k t n có thối với nhau để t o thành m t chân chung. ộ
Chân Pin chung hi n th c s d có th nh lo i màn hình LED 7 ể ị thường đượ ử ụng để ể xác đị ạ
thanh đó là lo i LED 7 thanh đưại nào. Có 2 loạ ợc sử dụng đó là Cathode chung (CC) và
Anode chung (CA):
• Cathode chung (CC): Trong màn hình Cathode chung thì t t c các cấ ả ực
Cathode c ả các đèn LED được n i chung v i nhau v i mố ớ ớ ức logic “0” hoặc nối
Mass (Ground). Các chân còn l i là chân Anode s ạ ẽ đượ ố ớc n i v i tín hi u logic ệ
m c cao (HIGHT) hay m n tr i hứ ức logic 1 thông qua 1 điệ ở giớ ạn dòng điện
10
để ở ể ị có thể đưa điện áp vào phân cực Anode từ a đến G để có thể hi n th tùy
ý.
• Anode chung (CA): Trong màn hình hi n th Anode chung, t t c các k t nể ị ấ ả ế ối
Anode c a LED 7 thanh s c n i v i nhau mủ ẽ đượ ố ớ ở ức logic “1”, các phân đoạn
LED riêng l s sáng b ng cách áp d ng cho nó m t tín hiẻ ẽ ằ ụ ộ ệu logic “0” hoặc
m c th n tr gi giúp phù hứ ấp “LOW” thông qua một điệ ở ới hạn dòng điện để ợp
v c Cathode v n LED c t n g. ới các cự ới các đoạ ụ thể ừ a đế
Tùy thu c vào các ch s ộ ữ ố thập phân mà LED hi n th . LED s ể ị ẽ nên được phân c c thu n. ự ậ
Chẳng h n, n u hi n th s 0 thì chúng ta b t bu c c n ph n LED ạ ế ể ị chữ ố ắ ộ ầ ải làm sáng 6 đoạ
11
tương ứng đó à a, b, c, d, f. Do đó, các con số khác nhau sẽ được thể hiện từ 0 – 9 trên
màn hình.
❖ B ng chân lí c a LED 7 thanh: ả ủ
Decimal
Digit
Individual Segments Illuminated
a
b
c
d
e
f
g
0
x
x
x
x
x
x
1
x
x
2
x
x
x
x
x
3
x
x
x
x
x
4
x
x
x
x
5
x
x
x
x
x
6
x
x
x
x
x
x
7
x
x
x
8
x
x
x
x
x
x
x
9
x
x
x
x
x
II. Tín hi u s . ệ ố
Tín hi u s là tín hi c s d bi u di n d i d ng m t chu i các ệ ố ệu đượ ử ụng để ể ễ ữ liệu dướ ạ ộ ỗ
giá tr r i r c; t i b t k m nào, nó ch có th m nh n m t trong s các giá ị ờ ạ ạ ấ ỳ thời điể ỉ ể đả ậ ộ ố
trị ớ ộ ị hữu h n vạn. Điều này tương phả i m t tín hi i diệu tương tự, đạ ện cho các giá tr
liên t c; t i b t k m nào, tín hi i di n cho m t s c trong ụ ạ ấ ỳ thời điể ệu tương tự đạ ệ ộ ố thự
ph m vi giá tr liên t ạ ị ục.
Các tín hi u s n bi u th thông tin trong các d i r i r c c a các mệ ố đơn giả ể ị ả ờ ạ ủ ức tương
t . T t c các c p trong m t d i các giá tr i di n cho cùng m t tr ng thái thông tin. ự ấ ả ấ ộ ả ị đạ ệ ộ ạ
12
Trong h u h t các m ch k ầ ế ạ ỹ thuật s , tín hi u có th có hai giá tr có thố ệ ể ị ể; đây được gọi
là tín hi u nh phân ho c tín hi c bi u th b ng hai d n áp: ệ ị ặ ệu logic. Chúng đượ ể ị ằ ải điệ
m i g n giá tr tham chi c g t ho c 0 volt) và giá tr ột dả ầ ị ếu (thường đượ ọi là điện áp đấ ặ ị
kia g n áp cung c p. Các giá tr ng v i hai giá trần điệ ấ ị này tương ứ ớ ị “0” và “1” (hoặc
“sai” và “đúng”) của mi t k ền Boolean, do đó tại bấ ỳ thời điểm nào, tín hiệu nhị phân
đạ ộ ố ị ời diện cho m t chữ s nh phân (bit). Do sự r i rạc này, nh i ững thay đổi tương đố
nh i v i các m c tín hiỏ đố ớ ứ ệu tương tự không r i khờ ỏi đường bao r i r c và k t qu ờ ạ ế ả là
b b qua b i m ch c m bi n tr ng thái tín hi u. K t qu là, tín hi u s có khị ỏ ở ạ ả ế ạ ệ ế ả ệ ố ả năng
chố ớng nhiễu; nhi n tễu điệ ử, miễn là nó không quá l n, sẽ không n các ảnh hưởng đế
m ch k t s , trong khi nhi u luôn làm suy gi m ho ng c a tín hiạ ỹ thuậ ố ễ ả ạt độ ủ ệu tương tự
ở ộ ộ m t mức đ \ nào đó.
Tín hi u s có nhi c s d ng; m ch s d ng các tín ệ ố ều hơn hai trạng thái đôi khi đượ ử ụ ạ ử ụ
hi c g . Ví d , các tín hi u có th gi s ba tr ng thái ệu như vậy đượ ọi là logic đa trị ụ ệ ể ả ử ạ
có th c gể đượ ọi là logic ba giá trị.
Trong tín hi u s ng v i di n cho thông tin có th n hoệ ố, đại lượ ật lý đạ ệ ể là dòng điệ ặc
điện áp thay đổi, cường độ ủa trườ ặc điệ, pha hoặc phân cực c ng quang ho n từ khác,
áp su t âm, t hóa cấ ừ ủa phương tiện lưu trữ từ tính, vân vân. Tín hi u s ệ ố được sử d ng ụ
trong t t b t sất c các thiả ế ị điện t k thuử ỹ ậ ố, đáng chú ý là thiết bị điện toán và truyền
d u. ữ liệ
13
Tín hi u s nh c có th b suy gi m do nhi u và bi n d ng mà không nh t thiệ ố ận đượ ể ị ả ễ ế ạ ấ ết
ảnh hưởng đến các số.
III. Các c ổng locgic cơ bản.
1. C ng NOT. ổ
• Còn gọi là c ổng đảo (Inverter), dùng để thực hi o. ện hàm đả
• Ký hi u di chuy n c a tín hi u và vòng tròn là ký ệu (fig. 2), mũi tên chỉ chiề ể ủ ệ
hi o. Trong nh ng h p không th m l n v ệu đả ững trườ ợ ể nhầ ẫ ề chiều này, người ta
có thể b ỏ mũi tên.
2. C ng AND. ổ
• Dùng thực hiện hàm AND 2 hay nhiều bi n. ế
• C ng AND có s ngã vào tùy thu c s bi n và m t ngã ra. Ngã ra c a c ng là ổ ố ộ ố ế ộ ủ ổ
hàm AND c n ngã vào. ủa các biế
• Ký hiệu c ng AND 2 ngã vào cho 2 bi n (fig. 3a). ổ ế
Nhận xét:
• Ngã ra cổ ỉng AND ch ở mức cao khi tất cả ngã vào lên cao.
14
• Khi có một ngã vào = 0, ngã ra = 0 bất chấp các ngã vào còn lại.
• Khi có mộ ủt ngã vào =1, ngã ra = AND c a các ngã vào còn lại.
Vậy v ng AND 2 ngã vào ta có th dùng 1 ngã vào làm ngã ki m soát (fig. 3b), khi ới cổ ể ể
ngã ki m soát = 1, c ng m cho phép tín hi u logic ngã vào còn l i qua c ng và khi ể ổ ở ệ ở ạ ổ
ngã ki m soát = 0, c , ngã ra luôn b ng 0, b p ngã vào còn l ể ổng đóng ằ ất chấ ại.
Với c ng AND có nhiổ ều ngã vào hơn, khi có một ngã vào được đưa lên mức cao thì ngã
ra bằng AND c a các bi n các ngã vào còn l ủ ế ở ại.
Hình (fig. 4) là giản đồ thời gian của cổng AND hai ngã vào. Trên gi , ngã ra Y ch ản đồ ỉ
lên mức 1 khi c c 1.ả u mA và B đề ở ứ
3. C ng OR. ổ
• Dùng để ệ ế thực hi n hàm OR 2 hay nhiều bi n.
• C ng OR có s ngã vào tùy thu c s bi n và mổ ố ộ ố ế ột ngã ra.
• Ký hiệu c ng OR 2 ngã vàoổ
• B ng chân lý: ả
15
Nhận xét:
• Ngã ra cổ ởng OR chỉ mức thấp khi c 2 ngã vào xu ng thả ố ấp.
• Khi có một ngã vào =1, ngã ra = 1 bất chấp ngã vào còn l ại.
• Khi có một ngã vào =0, ngã ra = OR các ngã vào còn lại.
Vậy v i c ng OR 2 ngã vào ta có th dùng 1 ngã vào làm ngã ki m soát, khi ngã kiớ ổ ể ể ểm
soát = 0, c ng m , cho phép tín hi u logic ngã vào còn l i qua c ng và khi ngã kiổ ở ệ ở ạ ổ ểm
soát = 1, c ng 1. ổng đóng, ngã ra luôn bằ
Với c ng OR nhi ng m c th p thì ngã ổ ều ngã vào hơn, khi có một ngã vào được đưa xuố ứ ấ
ra bằng OR c a các bi n ủ ế ở các ngã vào còn lại.
4. C ng BUFFER. ổ
Còn g i là c m. Tín hi u s qua c i tr ng thái logic. C ng ọ ổng đệ ệ ố ổng BUFFER không đổ ạ ổ
BUFFER đượ ục đích sau:c dùng với các m
• S ng tín hi u. ửa dạ ệ
• Đưa điệ đúng chuẩn thế của tín hiệu về n của các mức logic.
• Nâng khả p dòng cho m năng cấ ạch.
• Ký hiệu c a c ng BUFFER: ủ ổ
Tuy c i tr ng thái logic c a tín hi u vào c ổng đệm không làm thay đổ ạ ủ ệ ổng nhưng nó giữ
vai trò r t quan tr ng trong các m ch s . ấ ọ ạ ố
5. C ng NAND. ổ
16
• Là k t h p c a c ng AND và c ng NOT. ( xét c ng NAND 2 ngã vào, ế ợ ủ ổ ổ Ở đây chỉ ổ
độ ợc giả tự ng hsuy ra trườ p nhiều ngã vào).
• Ký hi u c a c ng NAND: G m AND và NOT, c ng NOT thu g n l i m t vòng ệ ủ ổ ồ ổ ọ ạ ộ
tròn.
• Tương tự như cổ ng AND, ở cổng NAND ta có thể dùng 1 ngã vào làm ngã kiểm
soát. Khi ngã ki m soát = 1, c ng m cho phép tín hi u logic ngã vào còn lể ổ ở ệ ở ại
qua c ng và b o, khi ngã ki m soát = 0, c ng 1. ổ ị đả ể ổng đóng, ngã ra luôn bằ
• Khi nối tất c i v i nhau, nó ho t cả ngã vào c ng NAND lủa cổ ạ ớ ạt động như mộ ổng
đảo.
6. C ng NOR. ổ
• Là kết hợp của cổ ổng OR và c ng NOT.
• Ký hi u c a c ng NOR: G m c ng NOT thu g n lệ ủ ổ ồ ổng OR và NOT, nhưng cổ ọ ại
m ột vòng tròn.
7. C ng EX-OR. ổ
• Dùng để ệ thực hi n hàm EX- OR.
• C ng EX- có 2 ngã vào và 1 ngã ra. ổ OR chỉ
• Ký hiệu (fig. 10a).
• M t quan tr ng c ng EX- ột tính ch t rấ ấ ọ ủa cổ OR:
➢ Tương đương vớ ổng đải một c o khi có một ngã vào nối lên mức cao, (fig.
10b).
➢ Tương đương vớ ổng đệi một c m khi có một ngã vào nối xuống mức thấp,
(fig. 10c).
17
8. C ng EX-NOR. ổ
• Là kết hợp của cổ ổng EX-OR và c ng NOT.
• C ng EX-NOR có 2 ngã vào và m ổ ột ngã ra.
• Các tính ch ng EX-NOR gi ng c ng EX- o l ất của cổ ố ổ OR nhưng có ngã ra đả ại.
9. C ng ph c AOI (AND- -INVERTER). ổ ứ OR
Ứng dụng các k t qu c i s ế ả ủa Đạ ố BOOLE, người ta có thể ế k t n i nhi u c ng khác nhau ố ề ổ
trên m t hàm logic ph t k t hột chip IC để thực hiện mộ ức tạp nào đó. Cổng AOI là mộ ế ợp
của 3 lo c hiại cổng AND (A), OR (O) và INVERTER (I). Thí d ụ để thự ện hàm logic.
❖ Ta có cổng phức sau:
IV. K t lu ế ận.
Qua bài th c hành này, nhóm b i s ng d n t n tình c a gi ng ự ọn em dướ ự hướ ẫ ậ ủ ảng viên hướ
d c nhi u ki n th c b ích t cách hi u nguyên lí c a m ch, s d ng các ẫn, đã học đượ ề ế ứ ổ ừ ể ủ ạ ử ụ
linh ki n t , s p x p linh ki p mà vện điệ ử ắ ế ện, đến cách đi dây sao cho đẹ ẫn đúng quy tắc.
Do th i gian không nhi u, nên không th c nh ng sai sót trong quá trình thiờ ề ể tránh đượ ữ ết
k m i cùng, nhóm chúng em xin chân thành cế ạch cũng như làm báo cáo. Cuố ảm ơn các
18
thầy cô gi và ch b o chúng em trong su t quá trình h c t p ảng viên đã tận tình giúp đỡ ỉ ả ố ọ ậ
và th ực hành.

Tài liệu khác của Đại học Bách Khoa Hà Nội

Preview text:

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
────────────────────────
BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN
MẠCH ĐẾM THUẬN
Sinh viên thực hiện: Trần Phi Anh Nhật 20234029 Vũ Thế Phong 20234031 Mã lớp: 748517
Hà Nội, ngày 06 tháng 12 năm 2024 1 Mục Lục
I. Các IC và Led 7 thanh. ................................................................................................. 3
1. IC đếm 74LS90. ....................................................................................................... 3
2. IC SN7447. ............................................................................................................... 5
3. IC SN7400. ............................................................................................................... 7
4. Led 7 thanh. .............................................................................................................. 9
II. Tín hiệu số................................................................................................................. 11
III. Các cổng locgic cơ bản. ........................................................................................... 13
1. Cổng NOT. ............................................................................................................. 13
2. Cổng AND. ............................................................................................................ 13
3. Cổng OR. ................................................................................................................ 14
4. Cổng BUFFER. ...................................................................................................... 15
5. Cổng NAND. .......................................................................................................... 15
6. Cổng NOR. ............................................................................................................. 16
7. Cổng EX-OR. ......................................................................................................... 16
8. Cổng EX-NOR. ...................................................................................................... 17
9. Cổng phức AOI (AND-OR-INVERTER). ............................................................. 17
IV. Kết luận. .................................................................................................................. 17 2 I. Các IC và Led 7 thanh. 1. IC đếm 74LS90.
IC 74LS90 là IC đếm thường được dùng trong các mạch số đếm lên và trong các mạch chia tần số. ❖ Chức năng các chân: Số Tên chân Mô tả chân 1
Clock input 2 (CLKA) Ngõ vào xung đồng hồ 2 (xung kích cạn xuống) 2 Reset 1 (R0(1))
Chân Reset 1 (Reset về 0) – Tích cực mức 1 3 Reset 2 (R0(2))
Chân Reset 2 (Reset về 0) – Tích cực mức 1 4 Not connected (NC) Không sử dụng 5 Supply voltage
Chân cấp nguồn 5V (4.75V – 5.25V) 6 Reset 3 (R9(1))
Chân Reset 3 (Reset về 9) – Tích cực mức 1 7 Reset 4 (R9(2))
Chân Reset 4 (Reset về 9) – Tích cực mức 1 3 8 Output 3 (QC) Ngõ ra 3 9 Output 2 (QB) Ngõ ra 2 10 Ground (0V) Chân nối đất 11 Output 4 (QD) Ngõ ra 4 12 Output 1 (QA) Ngõ ra 1 13 Not connected Không sử dụng 14
Clock input 1 (CLKA) Ngõ vào xung đồng hồ 1 (xung kích cạnh xuống)
IC đếm 74LS90 về cơ bản là mạch đếm thập phân MOD-10 tạo ra mã BCD ở các
ngõ ra. 74LS90 bao gồm bốn flip-flop JK chủ-tớ được kết nối bên trong để cung cấp
mạch đếm MOD-2 (2 trạng thái đếm) và mạch đếm MOD-5 (5 trạng thái đếm).
74LS90 có một flip-flop độc lập được điều khiển bởi đầu vào CLKA và ba flip-flop
JK tạo thành một bộ đếm không đồng bộ được điều khiển bởi đầu vào CLKB như hình bên dưới. 4
Bốn ngõ ra của IC được ký hiệu là QA, QB, QC và QD. Thứ tự đếm của 74LS90
được kích hoạt bởi cạnh xuống của tín hiệu xung đồng hồ, tức là khi tín hiệu xung
đồng hồ CLK chuyển từ logic 1 (mức CAO) sang logic 0 (mức THẤP) thì xem như
có xung đồng hồ tác động vào mạch đếm.
Các chân ngõ vào bổ sung R1, R2, R3 và R4 là các chân RESET. Khi các ngõ vào
RESET R1 và R2 được kết nối với logic 1, thì mạch đếm sẽ bị RESET trở về 0 (0000)
còn khi các ngõ vào R3 và R4 được kết nối với logic 1, thì mạch đếm được RESET
về số 9 (1001) bất kể số đếm hoặc vị trị đếm hiện tại.
❖ Bảng hoạt động Reset và đếm của IC đếm 74LS90 như sau:
Như đã trình bày ở trên, bên trong IC đếm 74LS90 gồm có mạch đếm chia 2 và mạch
đếm chia 5. Như vậy, chúng ta có thể sử dụng một trong hai mạch đếm: hoặc chỉ
mạch đếm chia 2 tần số hoặc chỉ bộ đếm chia 5 tần số hoặc kết hợp cả hai mạch đếm
với nhau để tạo ra mạch đếm BCD chia 10 như mong muốn. 2. IC SN7447.
74LS47 là IC điều khiển / giải mã BCD sang 7 đoạn. Nó chấp nhận một số thập phân
được mã hóa nhị phân làm đầu vào và chuyển đổi nó thành một mẫu để điều khiển 7
đoạn để hiển thị các chữ số từ 0 đến 9. Số thập phân được mã hóa nhị phân (BCD) 5
làmột kiểu mã hóa trong đó mỗi chữ số của một số được biểu diễn bằng chuỗi nhị
phân của chính nó (thường là bốn bit).
IC 74LS47 chấp nhận bốn dòng dữ liệu đầu vào BCD (8421) và tạo ra phần bổ sung
của chúng bên trong. Dữ liệu được giải mã bằng bảy cổng AND / OR để điều khiển
trực tiếp LED 7 đoạn. Các đầu ra tương ứng với cấu hình cực dương chung (CA) của 7 đoạn.
Ứng dụng khi ta cần hiện thị số trên LED 7 đoạn trong mạch số mà không cần dùng
vi điều khiển, hoặc muốn tiết kiệm chân cho vi đ ề i u khiển.
Sơ đồ chân và chức năng của chân 74LS47
Figure 15 Sơ đồ chân của IC 74LS47 Số chân Tên chân Mô tả 1 B Đầu vào BCD của IC 2 Đầu vào BCD của IC C 3 Display test / Lamp test Kiểm tra hiển thị LED 4 Blank input Tắt các LED hiển thị
Lưu trữ hoặc nhấp nháy mã BCD 5 Store 6 D Đầu vào BCD của IC 7 A Đầu vào BCD của IC 8 GND Chân nối mass 9 e Đầu vào 1 LED 7 đoạn 10 d Đầu vào 2 LED 7 đoạn 6
IC 74LS47 thường được sử dụng ở 4 chế độ hoạt động:
• Sáng bình thường đủ các trạng thái từ 0 ÷ 9 (thường dùng nhất). Chân BI/RBO
phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao, chân RBI phải bỏ trống hoặc nối lên mức
cao, chân LT phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao.
• Chân BI/RBO nối xuống mức thấp thì tất các các đoạn của LED đều không
sáng bất chấp trạng thái của các ngõ vào còn lại.
• Bỏ trạng thái số 0 (khi giá trị BCD tại ngõ vào bằng 0 thì tất cả các đoạn của
LED 7 đoạn đều tắt). Chân RBI ở mức thấp và chân BI/RBO phải bỏ trống
(và nó đóng vai trò là ngõ ra).
• Chân BI/RBO phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao và chân LT phải nối xuống
mức thấp. Tất cả các thanh của LED 7 đoạn đều sáng, bất chấp các ngõ vào
BCD. Dùng để Kiểm tra các đoạn của LED 7 đoạn (còn sáng hay đã chết). 3. IC SN7400.
IC SN7400 là họ logic phổ biến nhất trong mạch tích hợp, có thể được xây dựng với một
số thiết bị, cung cấp tất cả các cổng logic cơ bản, FF (dép xỏ ngón), bộ đếm ALU, và bộ
thu phát xe buýt. Họ IC số mở rộng là IC 7400 series. Dòng IC này chủ yếu bao gồm các
chip logic kín đáo khác nhau như cổng logic cùng với các thanh ghi, bộ nhớ RAM và bộ giải mã khác nhau.
IC 7400 là một chip 14 chân và nó bao gồm bốn cổng NAND 2 đầu vào. Mỗi cổng đều
sử dụng chân 2 đầu vào & chân 1 đầu ra, bởi 2 chân còn lại là nguồn và đất. Con chip
này được tạo ra với các gói khác nhau như giá đỡ bề mặt và lỗ xuyên qua, bao gồm gói
gốm (hoặc) nhựa kép trong dòng và gói phẳng.
❖ Sơ đồ chân và chức năng của IC SN7400: 7
Figure 16 Sơ đồ chân của IC SN7400 Số chân Tên chân Mô tả 1 1 A Đây là cổng A-input-1 2 1 B Cổng vào B-1 3 1 Y Cổng ra Y-1 4 2 A Cổng A-input-2 5 2 B Cổng đầu vào B-2 6 2 Y Cổng ra Y-2 7 GND
Thiết bị đầu cuối GND 8 3 Y Cổng ra Y-3 9 3 A Cổng A-input-3 10 3 B Cổng đầu vào B-3 8 11 4 Y Cổng đầu ra Y-4 4. Led 7 thanh.
LED 7 thanh hay còn được gọi là LED 7 đoạn, bao gồm 7 đoạn đèn LED được xếp lại
với nhau thành hình chữ nhật. Khi các đoạn lập trình để chiếu sáng thì sẽ hiển thị chữ số
của hệ thập phân hoặc thập lục phân. Đôi khi LED số 8 được hiển thị dấu thập phân khi
có nhiều LED 7 thanh được nối với nhau để có thể hiển thị được các số lớn hơn 2 chữ số.
Với các đoạn LED trong màn hình đều được nối với các chân kết nối để đưa ra ngoài.
Các chân này được gán các ký tự từ a đến g, chúng đại diện cho từng LED riêng lẻ. Các
chân được kết nối với nhau để có thể tạo thành một chân chung.
Chân Pin chung hiển thị thường được sử dụng để có thể xác định loại màn hình LED 7
thanh đó là loại nào. Có 2 loại LED 7 thanh được sử dụng đó là Cathode chung (CC) và Anode chung (CA):
• Cathode chung (CC): Trong màn hình Cathode chung thì tất cả các cực
Cathode cả các đèn LED được nối chung với nhau với mức logic “0” hoặc nối
Mass (Ground). Các chân còn lại là chân Anode sẽ được nối với tín hiệu logic
mức cao (HIGHT) hay mức logic 1 thông qua 1 điện trở giới hạn dòng điện 9
để có thể đưa điện áp vào phân cực ở Anode từ a đến G để có thể hiển thị tùy ý.
• Anode chung (CA): Trong màn hình hiển thị Anode chung, tất cả các kết nối
Anode của LED 7 thanh sẽ được nối với nhau ở mức logic “1”, các phân đoạn
LED riêng lẻ sẽ sáng bằng cách áp dụng cho nó một tín hiệu logic “0” hoặc
mức thấp “LOW” thông qua một điện trở giới hạn dòng điện để giúp phù hợp
với các cực Cathode với các đoạn LED cụ thể từ a đến g.
Tùy thuộc vào các chữ số thập phân mà LED hiển thị. LED sẽ nên được phân cực thuận.
Chẳng hạn, nếu hiển thị chữ số 0 thì chúng ta bắt buộc cần phải làm sáng 6 đoạn LED 10
tương ứng đó à a, b, c, d, f. Do đó, các con số khác nhau sẽ được thể hiện từ 0 – 9 trên màn hình.
❖ Bảng chân lí của LED 7 thanh: Decimal
Individual Segments Il uminated Digit a b c d e f g 0 x x x x x x 1 x x 2 x x x x x 3 x x x x x 4 x x x x 5 x x x x x 6 x x x x x x 7 x x x 8 x x x x x x x 9 x x x x x
II. Tín hiệu số.
Tín hiệu số là tín hiệu được sử dụng để biểu diễn dữ liệu dưới dạng một chuỗi các
giá trị rời rạc; tại bất kỳ thời điểm nào, nó chỉ có thể đảm nhận một trong số các giá
trị hữu hạn. Điều này tương phản với một tín hiệu tương tự, đại diện cho các giá trị
liên tục; tại bất kỳ thời điểm nào, tín hiệu tương tự đại diện cho một số thực trong
phạm vi giá trị liên tục.
Các tín hiệu số đơn giản biểu thị thông tin trong các dải rời rạc của các mức tương
tự. Tất cả các cấp trong một dải các giá trị đại diện cho cùng một trạng thái thông tin. 11
Trong hầu hết các mạch kỹ thuật số, tín hiệu có thể có hai giá trị có thể; đây được gọi
là tín hiệu nhị phân hoặc tín hiệu logic. Chúng được biểu thị bằng hai dải điện áp:
một dải gần giá trị tham chiếu (thường được gọi là điện áp đất hoặc 0 volt) và giá trị
kia gần điện áp cung cấp. Các giá trị này tương ứng với hai giá trị “0” và “1” (hoặc
“sai” và “đúng”) của miền Boolean, do đó tại bất kỳ thời điểm nào, tín hiệu nhị phân
đại diện cho một chữ số nhị phân (bit). Do sự rời rạc này, những thay đổi tương đối
nhỏ đối với các mức tín hiệu tương tự không rời khỏi đường bao rời rạc và kết quả là
bị bỏ qua bởi mạch cảm biến trạng thái tín hiệu. Kết quả là, tín hiệu số có khả năng
chống nhiễu; nhiễu điện tử, miễn là nó không quá lớn, sẽ không ảnh hưởng đến các
mạch kỹ thuật số, trong khi nhiễu luôn làm suy giảm hoạt động của tín hiệu tương tự
ở một mức độ nào đó.\
Tín hiệu số có nhiều hơn hai trạng thái đôi khi được sử dụng; mạch sử dụng các tín
hiệu như vậy được gọi là logic đa trị. Ví dụ, các tín hiệu có thể giả sử ba trạng thái
có thể được gọi là logic ba giá trị.
Trong tín hiệu số, đại lượng vật lý đại diện cho thông tin có thể là dòng điện hoặc
điện áp thay đổi, cường độ, pha hoặc phân cực của trường quang hoặc điện từ khác,
áp suất âm, từ hóa của phương tiện lưu trữ từ tính, vân vân. Tín hiệu số được sử dụng
trong tất cả các thiết bị điện tử kỹ thuật số, đáng chú ý là thiết bị điện toán và truyền dữ liệu. 12
Tín hiệu số nhận được có thể bị suy giảm do nhiễu và biến dạng mà không nhất thiết
ảnh hưởng đến các số.
III. Các cổng locgic cơ bản. 1. Cổng NOT.
• Còn gọi là cổng đảo (Inverter), dùng để thực hiện hàm đảo.
• Ký hiệu (fig. 2), mũi tên chỉ chiều di chuyển của tín hiệu và vòng tròn là ký
hiệu đảo. Trong những trường hợp không thể nhầm lẫn về chiều này, người ta có thể bỏ mũi tên. 2. Cổng AND.
• Dùng thực hiện hàm AND 2 hay nhiều biến.
• Cổng AND có số ngã vào tùy thuộc số biến và một ngã ra. Ngã ra của cổng là
hàm AND của các biến ngã vào.
• Ký hiệu cổng AND 2 ngã vào cho 2 biến (fig. 3a). Nhận xét:
• Ngã ra cổng AND chỉ ở mức cao khi tất cả ngã vào lên cao. 13
• Khi có một ngã vào = 0, ngã ra = 0 bất chấp các ngã vào còn lại.
• Khi có một ngã vào =1, ngã ra = AND của các ngã vào còn lại.
Vậy với cổng AND 2 ngã vào ta có thể dùng 1 ngã vào làm ngã kiểm soát (fig. 3b), khi
ngã kiểm soát = 1, cổng mở cho phép tín hiệu logic ở ngã vào còn lại qua cổng và khi
ngã kiểm soát = 0, cổng đóng, ngã ra luôn bằng 0, bất chấp ngã vào còn lại.
Với cổng AND có nhiều ngã vào hơn, khi có một ngã vào được đưa lên mức cao thì ngã
ra bằng AND của các biến ở các ngã vào còn lại .
Hình (fig. 4) là giản đồ thời gian của cổng AND hai ngã vào. Trên giản đồ, ngã ra Y chỉ
lên mức 1 khi cả A và B đều ở mức 1. 3. Cổng OR.
• Dùng để thực hiện hàm OR 2 hay nhiều biến.
• Cổng OR có số ngã vào tùy thuộc số biến và một ngã ra.
• Ký hiệu cổng OR 2 ngã vào • Bảng chân lý: 14 Nhận xét:
• Ngã ra cổng OR chỉ ở mức thấp khi cả 2 ngã vào xuống thấp.
• Khi có một ngã vào =1, ngã ra = 1 bất chấp ngã vào còn lại.
• Khi có một ngã vào =0, ngã ra = OR các ngã vào còn lại.
Vậy với cổng OR 2 ngã vào ta có thể dùng 1 ngã vào làm ngã kiểm soát, khi ngã kiểm
soát = 0, cổng mở, cho phép tín hiệu logic ở ngã vào còn lại qua cổng và khi ngã kiểm
soát = 1, cổng đóng, ngã ra luôn bằng 1.
Với cổng OR nhiều ngã vào hơn, khi có một ngã vào được đưa xuống mức thấp thì ngã
ra bằng OR của các biến ở các ngã vào còn lại. 4. Cổng BUFFER.
Còn gọi là cổng đệm. Tín hiệu số qua cổng BUFFER không đổi trạng thái logic. Cổng
BUFFER được dùng với các mục đích sau: • Sửa dạng tín hiệu.
• Đưa điện thế của tín hiệu về đúng chuẩn của các mức logic.
• Nâng khả năng cấp dòng cho mạch.
• Ký hiệu của cổng BUFFER:
Tuy cổng đệm không làm thay đổi trạng thái logic của tín hiệu vào cổng nhưng nó giữ
vai trò rất quan trọng trong các mạch số. 5. Cổng NAND. 15
• Là kết hợp của cổng AND và cổng NOT. (Ở đây chỉ xét cổng NAND 2 ngã vào,
độc giả tự suy ra trường hợp nhiều ngã vào).
• Ký hiệu của cổng NAND: Gồm AND và NOT, cổng NOT thu gọn lại một vòng tròn.
• Tương tự như cổng AND, ở cổng NAND ta có thể dùng 1 ngã vào làm ngã kiểm
soát. Khi ngã kiểm soát = 1, cổng mở cho phép tín hiệu logic ở ngã vào còn lại
qua cổng và bị đảo, khi ngã kiểm soát = 0, cổng đóng, ngã ra luôn bằng 1.
• Khi nối tất cả ngã vào của cổng NAND lại với nhau, nó hoạt động như một cổng đảo. 6. Cổng NOR.
• Là kết hợp của cổng OR và cổng NOT.
• Ký hiệu của cổng NOR: Gồm cổng OR và NOT, nhưng cổng NOT thu gọn lại một vòng tròn. 7. Cổng EX-OR.
• Dùng để thực hiện hàm EX-OR.
• Cổng EX-OR chỉ có 2 ngã vào và 1 ngã ra. • Ký hiệu (fig. 10a).
• Một tính chất rất quan trọng của cổng EX-OR:
➢ Tương đương với một cổng đảo khi có một ngã vào nối lên mức cao, (fig. 10b).
➢ Tương đương với một cổng đệm khi có một ngã vào nối xuống mức thấp, (fig. 10c). 16 8. Cổng EX-NOR.
• Là kết hợp của cổng EX-OR và cổng NOT.
• Cổng EX-NOR có 2 ngã vào và một ngã ra.
• Các tính chất của cổng EX-NOR giống cổng EX-OR nhưng có ngã ra đảo lại .
9. Cổng phức AOI (AND-O - R INVERTER).
Ứng dụng các kết quả của Đại số BOOLE, người ta có thể kết nối nhiều cổng khác nhau
trên một chip IC để thực hiện một hàm logic phức tạp nào đó. Cổng AOI là một kết hợp
của 3 loại cổng AND (A), OR (O) và INVERTER (I). Thí dụ để thực hiện hàm logic. ❖ Ta có cổng phức sau:
IV. Kết luận.
Qua bài thực hành này, nhóm bọn em dưới sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng
dẫn, đã học được nhiều kiến thức bổ ích từ cách hiểu nguyên lí của mạch, sử dụng các
linh kiện điện tử, sắp xếp linh kiện, đến cách đi dây sao cho đẹp mà vẫn đúng quy tắc.
Do thời gian không nhiều, nên không thể tránh được những sai sót trong quá trình thiết
kế mạch cũng như làm báo cáo. Cuối cùng, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn các 17
thầy cô giảng viên đã tận tình giúp đỡ và chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình học tập và thực hành. 18

Tài liệu liên quan: