Thiết Kế Lắp Ráp Mạch Đếm Thuận | Thực tập cơ bản | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ---- � � � ----
BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN
THIẾT KẾ LẮP RÁP MẠCH ĐẾM THUẬN
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Phan Văn Phương Sinh viên thực hiện: Dương Xuân Giang Mã số sinh viên: 20210978 Mã lớp: 726384 Hà Nội 11/2022 MỤC LỤC
A. LÝ THUYẾT.......................................................................................................3
I. Kỹ thuật số.........................................................................................................3
II. Đại số Boole......................................................................................................3
III. Sáu cổng logic cơ bản....................................................................................3
IV. Triger nhớ........................................................................................................4
V. Họ IC TTL và CMOS......................................................................................4
1. Họ IC TTL 74xx.............................................................................................4
2. CMOS.............................................................................................................5
B. THỰC HÀNH......................................................................................................6
I. Mục đích thực hành..........................................................................................6
II. Chuẩn bị...........................................................................................................6
III. Lắp mạch........................................................................................................6
C. KẾT LUẬN.........................................................................................................8 A. LÝ THUYẾT I. Kỹ thuật số
- Kỹ thuật số - kiểu tín hiệu và định dạng dữ liệu trong ngành điện tử, sử dụng các
trạng thái rời rạc (khác với tương tự, dùng những thay đổi liên tục của tín hiệu).
- Các tín hiệu số tồn tại như các chuỗi số theo thời gian. Thường sử dụng các bit (số) “0” và “1”. II. Đại số Boole
- Đại số Boole (đại số Boolean) là một cấu trúc đại số có các tính chất cơ bản của
cả các phép toán trên tập hợp và các phép toán logic. Bởi vì các đại lượng chỉ có
hai trạng thái nên đại số Boole rất khác đại số thường và dễ tính toán hơn. Ở đại số
Boole không có phân số, số thập phân, số ảo, số phức, căn số… mà chỉ thực hiện
chủ yếu 3 phép tính toán cơ bản sau:
+ Phép cộng thể hiện qua hàm OR
+ Phép nhân thể hiện qua hàm AND
+ Phép phủ định thể hiện qua hàm NOT
- Các phép tính trên khi áp dụng cho logic 0 và 1: HOẶC VÀ KHÔNG (OR) (AND) (NOT) 0 + 0 = 0 0.0 = 0 = 1 0 + 1 = 1 0.1 = 0 = 0 1 + 0 = 1 1.0 = 0 1 + 1 = 1 1.1 = 1
III. Sáu cổng logic cơ bản Tên Chức năng IC tương ứng Ký hiệu mạch Cổng NOT dùng để thực hiện phép NOT hay phép Cổng NOT IC 7404
phủ định trong đại số Boole. Cổng AND dùng thực hiện Cổng AND hàm AND của 2 hay nhiều IC 7408 biến. Cổng OR dùng thực hiện Cổng OR hàm OR của 2 hay nhiều IC7432 biến. Cổng NAND là kết hợp Cổng NAND của cổng AND và cổng IC7400 NOT.
Cổng NOR là kết hợp của Cổng NOR cổng OR và cổng NOT. IC7427 Cổng EX-NOR dùng để
Cổng EX-NOR thực hiện hàm EX-NOR. IV. Triger nhớ
- Flip – Flop đôi khi gọi là chốt trong kĩ thuật điện tử, là mạch có khả năng lật lại
trạng thái ngõ ra tùy theo sự tác động thích hợp của ngõ vào, điều này có ý nghĩa
quan trọng trong việc lưu trữ dữ liệu trong mạch và xuất dữ liệu ra khi cần.
- Các loại Flip – Flop: Flip – Flop RS, Flip – Flop RSH, Flip – Flop D, Flip – Flop JK, Flip – Flop T.
- Ứng dụng của các mạch flip flop chủ yếu liên quan đến lưu trữ dữ liệu, truyền dữ
liệu, thanh ghi, bộ đếm, phân chia tần số, bộ nhớ,… V. Họ IC TTL và CMOS 1. Họ IC TTL 74xx
- IC số TTL họ 74xx có các dòng sau đây:
+ 74LS (Low-power Schottky): Giống như IC bản gốc, sử dụng mạch TTL
(Transistor-Transistor Logic), tốc độ nhanh nhưng đòi hỏi nhiều điện hơn các IC sau này.
+ 74C: CMOS có cùng sơ đồ chân và chức năng với IC số TTL nếu có cùng số.
Hầu hết (nhưng không tất cả) các thông số của loạt 74C giống với 74 TTL nên ta
có thể thay thế 2 loại này cho nhau được.
+ 74HC (High speed CMOS): Đây là dòng cải tiến của 74C, có mạch CMOS tốc
độ cao, kết hợp tốc độ của IC số TTL với mức tiêu thụ điện năng rất thấp của dòng
40xx. Chúng là các vi mạch CMOS có cùng cách sắp xếp chân như dòng 74LS.
+ 74HCT: là phiên bản đặc biệt của 74HC với ngõ vào tương thích với dòng 74LS,
do đó 74HCT có thể được kết hợp với 74LS trong cùng một hệ thống. Nhược điểm
nhỏ của 74HCT là khả năng chống nhiễu thấp hơn, nhưng đây không phải là vấn
đề trong hầu hết các mạch. + 74AC và
(Advance CMOS) cải tiến của 74HC và HCT 74ACT về mặt chống
nhiễu bằng cách sắp xếp lại các chân, do đó nó không tương thích với TTL về sơ đồ chân. 2. CMOS
- CMOS (Complementary MOS) có cấu tạo kết hợp cả PMOS và NMOS trong
cùng 1 mạch nhờ đó tận dụng được các thế mạnh của cả 2 loại, nói chung là nhanh
hơn đồng thời mất mát năng lượng còn thấp hơn khi dùng rời từng loại một. Cấu
tạo cơ bản nhất của CMOS cũng là một cồng NOT gồm một transistor NMOS và
một transistor PMOS như hình dưới đây:
Hình 1: Cấu tạo của một cổng loại CMOS B. THỰC HÀNH I. Mục đích thực hành
- Vận dụng thành thạo các vi mạch số : IC 7447 để giải mã LED 7 thanh anôt
chung (Common Anode) ; IC 7490 để tạo bộ đếm. IC 7400 để tạo xung clock 1Hz
(không yêu cầu độ chính xác cao).
- Ổn định kỹ năng lắp ráp, đo, nhận dạng linh kiện rời rạc. II. Chuẩn bị
- Chuẩn bị Test Board, IC 74LS90, IC 74LS47, IC74LS00, LED 7SEG, điện trở, tụ
điện, kéo văn phòng phẩm, dây trần 0,5 cm. Cụ thể như sau: Tên linh kiện Số lượng Test Board 1 IC 74LS90 2 74LS47 2 IC74LS00 1 LED 7SEG 2 Điện trở 2 Tụ điện 1 III. Lắp mạch
- Lắp các linh kiện theo thứ tự từ phải sang trái tương ứng với sơ đồ > tuốt dây trần
với kích thước phù hợp sau đó để hai đầu của dây cắm vào các lỗ nhỏ trên Test Board với chân phù hợp. Hình 2: Sơ đồ mạch
- Ta được mạch đếm thuận từ 00 đến 59:
Hình 3: Mạch sau khi lắp ráp
- Cấp nguồn và quan sát mạch (mạch đúng và hoàn chỉnh thì Led sẽ chạy từ 00 đến 59)
=> Kết luận: Kết quả đo được đúng với đầu bài. C. KẾT LUẬN
Qua buổi thực hành, em đã biết các bước cơ bản để thiết kế, hoàn thiện, kiểm thử
một mạch cơ bản và nắm rõ nguyên lý hoạt động của mạch đếm thuận. Tuy còn
nhiều sai sót và cần cố gắng hơn nữa nhưng em xin trân trọng cảm ơn sự hướng
dẫn nhiệt tình của thầy để giúp em sửa lỗi trong quá trình thực hiện. Một lần nữa
em xin chân thành cảm ơn các thầy đã hướng dẫn giúp đỡ chúng
em hoàn thành bài thực hành này. Chúc thầy và gia đình luôn luôn
mạnh khoẻ và thành đạt, công tác tốt, ngày càng thành công trong tương lai. Em xin chân thành cảm ơn!