Đề tài: Mạch kĩ thuật số với bộ đếm thuận (từ 00 đến 59) | Thực tập cơ bản | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN ĐỀ TÀI:
MẠCH KĨ THUẬT SỐ VỚI BỘ ĐẾM THUẬN (từ 00 đến 59)
Giảng viên hướng dẫn: Tào Văn Cường
Sinh viên thực hiện: MSSV: Nguyễn Thanh Bình 20213822 Nguyễn Tuấn Anh 20210057 Mã lớp: 718115 Hà Nội, tháng 4/2023 1 LỜI NÓI ĐẦU
Thực tập cơ bản là một bộ môn quan trọng giúp cho sinh viên kỹ thuật nói
chung và sinh viên Điện tử-Viễn thông nói riêng có cơ hội được bước đầu cọ xát
với việc thiết kế mạch và làm quen với linh kiện. Từ những ý nghĩa thiết thực
trên, việc tham gia làm thực tập sẽ giúp cho sinh viên có những trải nghiệm thực
tế và nâng cao trình độ.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Tào Văn Cường đã nhiệt tình hướng dẫn.
Dù em đã cố gắng nhưng không tránh khỏi hạn chế thiếu xót vì thiếu kinh
nghiệm cũng như kiến thức chuyên môn. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của toàn thể các thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 28 tháng 4 năm 2023 Thay mặt nhóm Bình Nguyễn Thanh Bình 2 Mục lục I.Lý thuyết tìm hiểu
1: Tìm hiểu về tín hiệu số .Nêu một số ứng dụng trong dân dụng
hiện nay………………………………………………………………4
2: Các cổng logic cơ bản và các thuật toán logic…………………...4 II.Thực hành
Các linh kiện trong mạch………………………………….9
Sơ đồ khối………………………………………………......9
Sơ đồ nguyên lí……………………………………………10
Sơ đồ lắp ráp……………………………………………...10 III. Nhận xét 3 I. Lý thuyết tìm hiểu
1: Tìm hiểu về tín hiệu số .Nêu một số ứng dụng trong dân dụng hiện nay.
Tín hiệu số: là một nhóm xung được mã hóa theo giá trị lượng tử của tín hiệu
tại các thời điểm rời rạc cách đều nhau.
Mỗi xung của tín hiệu số biểu thị 1 bit của từ mã, nó chỉ có hai mức
điện áp ,mức thấp là giá trị logic “0” , mức cao là giá trị logic “1”.
Số xung (số bit) của tín hiệu số là độ dài của từ mã . Tín hiệu số có
8 bit được gọi là một byte, còn tín hiệu số có 16 bit bằng hai byte được gọi là một từ.
Giá trị mã của tín hiệu số được gọi là số liệu (data), nó chính là
thông tin chứa đựng trong tín hiệu. Số liệu là ánh xạ của tín hiệu số do
đó các tác động lên số liệu cũng chinh là tác động lên tín hiệu.
Như vậy, tín hiệu số là tín hiệu rời rạc ,có giá trị lượng tử và được mã hóa.
Một số ứng dụng trong dân dụng :
Y tế: Hình ảnh chẩn đoán CT, MRI, siêu âm, và điện tâm đồ phân tích, y tế hình ảnh
Ảnh chụp nâng cao, nén dữ liệu, phân tích điều khiển từ xa
Thương mai: Phim đặc biệt hiệu ứng, video cuộc gọi hội nghị, tín hiệu ghép kênh, lọc
Quân sự :Radar, Sonar, vũ khí hướng dẫn, bảo mật giao tiếp
2: Các cổng logic cơ bản và các thuật toán logic. 2.1. Cổng NOT
Còn gọi là cổng đảo (Inverter), dùng để thực hiện hàm đảo
Ký hiệu (H 3.2), 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. 2.2. 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. 4
-Ký hiệu cổng AND 2 ngã vào cho 2 biến (H 3.3a) Nhận xét:
Ngã ra cổng AND chỉ ở mức cao khi tất cả ngã vào lên cao.
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 (H
3.3b), 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 (H 3.4) 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. 2.3.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 5 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. 2.4. 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. 6 2.5. Cổng NAND
- Là kết hợp của cổng AND và cổng NOT, thực hiện hàm
(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 2.6. Cổng NOR
- Là kết hợp của cổng OR và cổng NOT, thực hiện hàm
- Ký hiệu của cổng NOR (Gồm cổng OR và NOT, nhưng cổng NOT thu gọn lại một vòng tròn)
- Các bảng sự thậ t và các giản đồ thời gian của các cổng BUFFER, NAND,
NOR, sinh viên có thể tự thực hiện lấy 2.7. Cổng EX-OR 7
- Dùng để thực hiện hàm EX-OR.
- Cổng EX-OR chỉ có 2 ngã vào và 1 ngã ra - Ký hiệu (H 3.9a)
- 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, (H3.9b)
+ Tương đương với một cổng đệm khi có một ngã vào nối xuống mức thấp, (H3.9c) 2.8. Cổng EX-NOR
- Là kết hợp của cổng EX-OR và cổng NOT
- Cổng EX-NOR có 2 ngã vào và một ngã ra
- Hàm logic ứng với cổng EX-NOR là - Ký hiệu (H 3.10)
- Các tính chất của cổng EX-NOR giống cổng EX-OR nhưng có ngã ra đảo lại.
2.9. Cổng phức AOI (AND-OR-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 hiệ n 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: 8 II.Thực hành 1. Tên bài thực hành.
MẠCH KỸ THUẬT SỐ VỚI BỘ ĐẾM THUẬN (từ 00 đến 59)
2. Các linh kiện trong mạch 2 IC 7447 2 IC 7490 1 IC 7400 2 led 7 thanh anot chung 2 điện trở 4.7KΩ 2 điện trở 10 Ω 1 tụ điện 100µF Nguồn điện Dây dẫn 3. Sơ đồ khối 4. Sơ đồ nguyên lý 9 5. Sơ đồ lắp ráp Mạch cắm trên test board Sơ đồ mạch: III. Nhận xét
- Mạch hoạt động bình thường, hiển thị đủ số đếm.
- Thiết kế và đi dây hợp lý 10