Báo cáo thực tập điện tử số tuần2

VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY ******** LAB REPORT ON DIGITAL ELECTRONICS DESIGN – ELT3103 24 Student Name: Nguyen The Anh Student ID: 19021404 Mentors: Pham Dinh Tuan Nguyen Thu Hang Tuần 1: Cổng logic 1.Định nghĩa bảng chân lí: 1.1,Yếu tố logic chứa bit thông tin: -Sơ đồ D1-0: -Sau chạy mô phỏng, ta có bảng số liệu D1-1: Cơng tắc LS8 Đèn LED Mức Kí hiệu trạng thái “1” Sáng V = 5v H(High – cao) “0” Tắt V = 0v L(Low – thấp) Kí hiệu tốn học -Định nghĩa mức logic: + Là mức điện áp đầu đầu vào tương ứng với mức logic “1”,”0” phụ thuộc vào điện áp nguồn nuôi cổng 1.2, Các cổng logic: Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D1-1a: 2.Khảo sát nguyên lí hoạt động cổng đảo (Inverter): -Sau mơ mạch D1-1a, ta có bảng số liệu sau: Công tắc LS8 Lối vào IC1/a bỏ lửng Lối vào A Lối C 1 Nhận xét: Trường hợp lối bỏ lửng tương ứng với trường hợp lối vào Định nghĩa: Cổng đảo cổng có trạng thái lối trạng thái ngược với trạng thái tín hiệu lối vào Cơng thức đại số cổng logic đảo: F = 𝑋̅ Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng không đảo với collector hở (O.C Open collector) -Sử dụng sơ đồ mạch D1-1b: -Sau mơ phỏng, ta có bảng D1-3: Cơng tắc LS8 Lối vào A Lối C 1 0 Lối vào IC2/a bỏ 1 lửng -Định nghĩa: Cổng khơng đảo cổng có trạng thái tín hiệu lối giống với trạng thái tín hiệu lối vào -Công thức đại số cổng không đảo: F = X -Nhận xét: Trường hợp lối vào bỏ lửng tương ứng với trạng thái lối vào “1” 1.4 Khảo sát ngun lý hoạt động cổng “KHƠNG VÀ” có hai lối vào (2Input NAND) -Sử dụng mơ hình mạch D1-1c: -Sau chạy mơ phỏng, ta có kết bảng chân lí sau: LS7 LS8 Lối vào A 1 0 1 1 0 Lối vào B 1 Lối C 1 -Định nghĩa cổng NAND: Lối mức thấp “0” hai lối vào mức cao “1”, trường hợp lại lối mức cao “1” ̅̅̅̅ -Biểu thức logic: 𝐹 = 𝑋𝑌 -Khi hai lối vào thấp “0”, lối mức cao “1” Cổng NAND không làm việc theo kiểu NOR với mức logic 0(tương tự mục 2.2) 1.5 Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng “NAND” có hai lối vào với lối collector hở (2-Input open collector NAND) -Sử dụng sơ đồ mạch D1-1d: -Sau chạy mô phỏng, ta có bảng chân lí D1-5: LS7 LS8 Lối vào A 1 1 1 Lối vào B 1 0 0 Lối C 1 Nhận xét: Kết bảng chân lí D1-5 giống với bảng chân lí D1-4 1.6 Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng “HOẶC” có hai lối vào (2-Input OR) -Sử dụng sơ đồ mạch D1-1e: -Sau chạy mơ phỏng, ta có kết bảng chân lí: Lối vào Lối C B 1 1 1 1 1 0 0 -Định nghĩa cổng OR hai lối vào: Là cổng logic có trạng thái lối “0” với trường hợp hai lối vào có trạng thái “0” “1” với trường hợp lại LS7 LS8 Lối vào A - Phương trình logic: 𝐹 = 𝑋 + 𝑌 -Khi hai lối vào thấp “0” lối nhận mức logic cao “1”, cổng OR không làm việc theo kiểu AND với mức logic 1.7 Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng “HOẶC – LOẠI TRỪ” có hai lối vào (2-Input XOR) -Sử dụng sơ đồ mạch D1-1f: -Sau chạy mô phỏng, ta có kết bảng chân lí D1-7: Lối vào Lối C B 1 1 1 1 1 0 0 -Định nghĩa cổng XOR: Khi hai lối vào lối 0, hai lối vào khác lối -Biểu thức: 𝐹 = 𝑋̅𝑌 + 𝑋𝑌̅ LS LS Lối vào A 1.8 Bằng lý luận, dựa kết thí nghiệm với cổng có hai lối vào, lập bảng chân lý viết biểu thức đại số logic: -Cổng AND hai lối vào: 𝐹 = 𝑋 𝑌 -Cổng NAND lối vào: 𝐹 = ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑋 𝑌 𝐴 𝐵 -Cổng OR lối vào: 𝐹 = 𝑋 + 𝑌 + 𝐴 Phân loại cổng Lôgic : 2.1 Cổng logic AND loại DL -Sử dụng sơ đồ mạch D1-2a: -Sau chạy mơ phỏng, ta có kết bảng chân lí D1-8: LS7 LS8 Lối vào A 1 0 1 1 0 Lối vào B 1 Lối C 0 -Nguyên tắc hoạt động AND loại DL: Khi lối vào A mức “1”, lối vào B mức “1” D1 D2 cấm dẫn tới C mức Vcc = 5V (mức cao) Khi A B mức D1 D2 thông dẫn tới C mức thấp “0” -Ưu điểm sơ đồ: Mạch điện đơn giản, dễ tạo cổng AND, OR có nhiều lối vào Ưu điểm cho phép xây dựng ma trận Diode với nhiều ứng dụng khác Tần số cơng tắc đạt cao cách chọn diode chuyển mạch nhanh, công suất tiêu thụ nhỏ 2.2 Cổng NAND loại Resistor – Transistor Logic (RTL) -Sử dụng sơ đồ mạch D1-2b: -Sau chạy mô phỏng, ta có kết bảng chân lí D1-9: LS7 LS8 Lối vào A 1 0 1 1 0 Lối vào B 1 Lối C 1 -Nguyên tắc hoạt động cổng NAND loại RTL: Khi hai lối vào mức cao transistor dẫn làm cho lối C mức thấp, hai lối vào lối vào mức transistor hở làm cho lối C mức Vcc (mức cao) -Ưu điểm: Số lượng transistor tối thiểu cần sử dụng làm giảm giá thành mạch điện -Nhược điểm: Công suất tiêu thụ lớn, chống nhiễu 2.4 Cổng NAND loại Diode – Transistor Logic (DTL): -Sử dụng sơ đồ mạch D1-2c: -Sau chạy mô phỏng, ta có kết bảng chân lí D1-10: LS7 Lối vào A LS8 1 0 1 Lối vào B 1 0 Lối C 1 0 1 -Nguyên tắc hoạt động: Khi lối vào A B mức cao làm cho diode cấm, Vb transistor mức cao làm transistor đóng dẫn tới lối C mức thấp Khi hai lối vào A B lối vào đểu mức thấp làm cho diode thông dẫn tới Vb transistor mức thấp làm transistor hở dẫn tới lối C mức cao -Ưu điểm: Độ chống nhiễu hệ số Fan-out cao RTL -Nhược điểm: Do sử dụng nhiều diode nên tốc độ mạch chậm 2.5 Cổng NAND loại Transistor – Transistor Logic (TTL) -Sử dụng sơ đồ mạch D1-2d: -Sau chạy mô phỏng, ta có kết bảng D1-11: LS7 LS8 1 0 1 Lối vào A Lối vào B Lối C 1 1 1 0 -Nguyên tắc hoạt động: Khi lối vào A B mức cao làm Q4 Q5 hở dẫn Vb Q3 mức cao làm cho Q3 dẫn làm cho Vb Q1 Q2 mức cao làm Q1 Q2 dẫn làm cho C mức thấp Khi lối vào A B A B mức thấp Q4 Q5 dẫn làm Vb Q3 mức thấp làm Q3 không dẫn, lúc Vb Q1 mức cao làm Q1 dẫn, Vb Q2 mức thấp làm Q2 không dẫn từ suy lối C mức cao -Ưu điểm: Tốc độ cao -Nhược điểm: dùng nhiều transistor làm tiêu hao lượng lớn, chống nhiễu 2.6 Cổng NAND collector hở (OPEN-COLLECTOR OUTPUT) -Sử dụng sơ đồ mạch D1-2e: LS1 LS2 1 0 0 Cổng CMOS: Lối vào A 1 0 Lối vào B C (Nối J1) C (Không nối J1) 1 0 1 0 0 -Sử dụng sơ đồ mạch D1-3: -Sau chạy mơ phỏng, ta có kết bảng chân lí D1-13: DS1 DS2 1 0 1 Lối vào Lối vào B A 1 0 0 Bảng D1-13 Lối C 1 Bộ chuyển đổi mức TTL – CMOS & CMOS – TTL -Sử dụng sơ đồ mạch D1-1b: -Sau chạy mô phỏng, ta có kết bảng D1-14: Cơng tắc LS1 Trạng thái V(A) V(B) V(C-D) V(E) 5V 0V 0.12V 15V 15V 0.02V 0.05V 0.05V 5V 5V TTL CMOS CMOS TTL -hết - V(F) TTL ... phỏng, ta có bảng số liệu D1-1: Cơng tắc LS8 Đèn LED Mức Kí hiệu trạng thái “1” Sáng V = 5v H(High – cao) “0” Tắt V = 0v L(Low – thấp) Kí hiệu tốn học -Định nghĩa mức logic: + Là mức điện áp đầu đầu... phụ thuộc vào điện áp nguồn nuôi cổng 1.2, Các cổng logic: Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D1-1a: 2.Khảo sát nguyên lí hoạt động cổng đảo (Inverter): -Sau mơ mạch D1-1a, ta có bảng số liệu sau:... C mức thấp “0” -Ưu điểm sơ đồ: Mạch điện đơn giản, dễ tạo cổng AND, OR có nhiều lối vào Ưu điểm cho phép xây dựng ma trận Diode với nhiều ứng dụng khác Tần số cơng tắc đạt cao cách chọn diode