Báo cáo cấu kiện điện tử: THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP MẠCH ĐẾM TỪ 0099

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Điện tử - Viễn thông THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP MẠCH ĐẾM TỪ 0099 Họ tên: Phạm Duy Khoa MSSV: 20172631 Lớp: ĐTVT.04-K62 Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2019 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tín Hiệu Số 1.1 Định Nghĩa Tín hiệu số loại tín hiệu thơng tin ban đầu chuyển đổi thành bit trước truyền.Tín hiệu bao gồm hai trạng thái, biểu diễn on off, Tín hiệu số u cầu khả bang thơng lớn tín hiệu analog 1.2 Đặc trưng -Có mức số số hữu hạn Ví dụ: tín hiệu nhị phân hay hai mức trạng thái, M=3 ta có tín hiệu số tam phân hay mức trạng thái Tổng qt tín hiệu M-ary - Có thời gian tồn Bộ máy truyền mã morse, tín hiệu dây mạng, USB… 1.3 Nguồn tin tín hiệu nguồn Nguồn tin hệ thống truyền tin nơi tạo chứa tin cần truyền Nguồn tin số tương tự.Một nguồn tin số tạo tập hữu hạn đoạn tin có.Vd: máy chữ Một nguồn tin tương tự tạo đoạn tin xác định dãy liên tục.Vd: microphon.Một hệ thống truyền tin số hệ thống truyền tin tức từ nguồn số nguồn tương tự rời rạc hoá, số hoá tới thu.Một hệ thống truyền tin tương tự hệ thống truyền tin tức từ nguồn tương tự tới thu.Trong hệ thống truyền tin điện tử, tín hiệu đại lượng vật lý mang thơng tin thường biểu thị hai dạng: tín hiệu tương tự tín hiệu số Thực chất, tín hiệu số dạng sóng số định nghĩa hàm thời gian có tập rời rạc giá trị tín hiệu tương tự dạng sóng tương tự hàm thời gian có liên tục giá trị Giá trị tin tức hệ thống truyền tin điện tử thường biểu thị dạng điện áp u(t), dòng điện i(t), liên tục gián đoạn Hình 1: Mơ tả dạng tín hiệu tương tự số Khi đường truyền tin thiết lập để truyền tin từ nguồn tin đến nơi nhận, dãy phần tử sở nguồn tin truyền với phân bố xác suất đó, dãy gọi đoạn tin Các nguồn tin nguyên thuỷ đưa trực tiếp vào kênh đểtruyền qua phép biến đổi xử lý trước đưa vàokênh truyền tin số phải số hoá mã hố Phép biến đổi tín hiệu nguồn tương thích với kênh truyền gọi phép điều chế Đại Số Boole 2.1 Định nghĩa Đại số Boole cấu trúc đại số có tính chất phép toán tập hợp phép toán logic Cụ thể, phép toán tập hợp quan tâm phép giao, phép hợp, phép bù; phép toán logic Và, Hoặc, Khơng 2.2 Thiết Kế Biểu Thức Logic Bởi đại lượng có hai trạng thái nên đại số Boole khác đại số thường dễ tính tốn Ở đại số Boole khơng có phân số, số thập phân, số ảo, số phức, số… mà thực chủ yếu phép tính tốn sau: Phép OR Phép AND Phép phủ định NOT 2.3 Các Định Lí Đại Số Boole Một biến số Giao hoán Phối hợp Phân phối Một số đẳng thức hữu dụng Định lý De Morgan Các định lý đại số Boole chứng minh hay kiểm chứng nhiều cách Các cách chứng minh hay kiểm chứng tương đối đơn giản, người đọc tự chứng minh hay kiểm chứng Ví dụ 1: Thiết kế mạch dùng hai cổng logic thỏa bảng thật sau Giải: Vì ngõ trường hợp nên ta viết hệ thức logic trường hợp Y= A= VÀ B = nên nên Để có Y ta đảo , Mạch thực cổng NOT để tạo A đảo, cổng NAND B (hình 1.30a) Mặt khác ta dựa vào bảng thật dể viết hàm logic cho Y kết là: sử dụng định lý đại số Boole ta biến đổi kết cuối Ví dụ 2: Chứng tỏ (hình 1.30b) Giải: Vận dụng công thức ta dể dang biến đổi được: Một cách chứng minh khác ta dùng bảng thật để chứng minh biểu thức 2.4 Sự Chuyển Đổi Giữa Các Loại Cổng Logic Các cổng logic chuyển dổi qua lại lẫn từ cổng thành cổng khác Để thuận tiện cho việc thiết kế mạch logic nên phải chuyển đổi cổng với nhau, chủ yếu chuyển đổi AND thành OR ngược lại, chuyển đổi AND – OR thành NAND – NAND Đa số toán thiết kế logic yêu cầu sử dụng cổng NAND(việc chế tạo cổng NAND đơn giản cổng khác) Để thuận lợi cho việc chuyển đổi cần phải nắm vững định lý đại số Boole đặc biệt định lý De Morgan Sau số chuyển đổi cổng với nhau: Giới Thiệu IC Và Nguyên Lý 3.1 IC 74LS93 IC 74LS93 thuộc họ TTL có cơng dụng đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa BCD Cứ xung vào đếm tiến lên mã hóa chân Khi đếm đến 10 tự reset trở ban đầu, IC có ứng dụng rộng mạch số ứng đếm 10 mạch chia tần số hình1: IC 74LS93 Hai chân thiết lập R0(1), R0(2) Khi đặt R0(1)= R0(2)= H mực đếm xóa đầu mức thấp Chân NC bỏ trống Chân chân 14 hai chân nhân xung điểm CK Bốn chân 8, 9, 11, 12: chân ngõ rả tương Qc, Qd, Qb, Qa Chân 5: cấp nguồn cho IC Chân 10: chân nối mass 3.2 IC 74LS47 Đây IC giải mã giành riêng cho LED đoạn anode chung IC chuyển đổi từ mã BCD sang mã LED đoạn anode chung Ứng dụng ta cần số LED đoạn mạch số mà không cần dùng vi điều khiển muốn tiết kiệm chân cho vi điểu khiển hình2: IC 74LS47 Hoạt động: IC 74LS47 thường sử dụng chế độ • Sáng bình thường đủ trạng thái từ 0-9 Chân phải bỏ trống nối liền mức cao, chân RBI phải bỏ trông nối liền lên mức cao, chân LT phải bỏ trống nối liền mức cao • Chân BI/RBO nối xuống mức thấp tất đoạn LED khơng sáng bất chấp trạng thái ngõ vào lại • Bỏ trạng thái số ( giá trị BCD ngõ vào tất đoạn LED đoạn tắt) Chân RBI mức thấp chân BI/RBO phải bỏ trống đóng vai trog ngõ • Chân BI/RBO phải bỏ trống nối lên mức cao chân LT phải nối xuống mức thấp Tất LED đoạn sáng, bất chấp ngõ vào BCD Dùng để kiểm tra đoạn LED đoạn Ứng dụng:Đây IC giải mã kí giành riêng cho LED anot chung Ứng dụng ta cần thị số LED mạch mà không cần dùng vi xử lý muốn tiết kiệm chân 3.3 IC 74LS00 IC 7400 ( NAND ) dung tạo xung nhịp cho đếm hình3: IC 74LS00 Nguyên lí hoạt động: Chân vào : 1,2,4,5,9,10,12,13 Chân : 3,6,8,11 Chân nối đất , chân 14 nối dương nguồn 4.Tìm hiểu mạch đếm Mạch đếm hay Counter mạch tích hợp thực đếm chứa số lần xảy kiện trình đó, thơng thường có gắn với xung nhịp clock PHẦN II: MẠCH NGUYÊN LÝ Mạch Nguyên Lý ... cho đếm hình3: IC 74LS00 Nguyên lí hoạt động: Chân vào : 1,2,4,5,9,10,12,13 Chân : 3,6,8,11 Chân nối đất , chân 14 nối dương nguồn 4.Tìm hiểu mạch đếm Mạch đếm hay Counter mạch tích hợp thực đếm. .. kiểm chứng Ví dụ 1: Thiết kế mạch dùng hai cổng logic thỏa bảng thật sau Giải: Vì ngõ trường hợp nên ta viết hệ thức logic trường hợp Y= A= VÀ B = nên nên Để có Y ta đảo , Mạch thực cổng NOT... cổng với nhau: Giới Thiệu IC Và Nguyên Lý 3.1 IC 74LS93 IC 74LS93 thuộc họ TTL có cơng dụng đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa BCD Cứ xung vào đếm tiến lên mã hóa chân Khi đếm đến 10 tự reset trở ban