Giáo trình Kỹ thuật xung số với mục tiêu giúp các bạn có thể phát biểu khái niệm về kỹ thuật số, các cổng logic cơ bản; Kí hiệu, nguyên lí hoạt động, bảng sự thật của các cổng lôgic; Trình bày được cấu tao, nguyên lý các mạch số thông dụng như: Mạch đếm, mạch đóng ngắt, mạch chuyển đổi, mạch ghi dịch, mạch điều khiển. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình!
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN: KỸ THUẬT XUNG - SỐ NGÀNH, NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số:257 /QĐ- TCĐNĐT ngày 13 tháng năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU thu t số nh ng mô đun c sở nghề Điện tử công nghiệp biên soạn dựa theo chư ng trình khung đ y dựng ban hành năm 20 trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp trước đ y dành cho nghề Điện tử công nghiệp hệ Cao đẳng Trung cấp Giáo trình biên soạn làm tài liệu học t p, giảng dạy nên giáo trình đ y dựng mức độ đ n giản d hiểu, m i học có thí dụ t p tư ng ứng để áp dụng làm sáng t ph n l thuyết hi biên soạn, nhóm biên soạn đ dựa kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo giáo trình có c p nh t nh ng kiến thức có liên quan để phù hợp với nội dung chư ng trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung biên soạn gắn với nhu c u thực tế Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 90 gồm có: Bài MĐ 4-01: Đại cư ng k thu t số Bài MĐ 4-02: FLIP – FLOP Bài MĐ 4-03: Mạch đếm ghi Bài MĐ 4-04: Mạch logic MSI Bài MĐ 4-05: Họ vi mạch TTL – CMOS Bài MĐ 4-06: Bộ nhớ Bài MĐ 4-07: thu t ADC – DAC Giáo trình tài liệu giảng dạy tham khảo tốt cho nghề Công nghệ k thu t Điện – Điện tử, Điện tử d n dụng, Điện công nghiệp Mặc dù đ cố gắng t chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh nh ng thiếu sót ất mong nh n đóng góp kiến th y, cơ, bạn đọc để nhóm biên soạn điều ch nh hoàn thiện h n Đồng Tháp, ngày tháng 10 năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ biên: Lâm Văn Vũ Trần Thế Thông MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC BÀI : ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT SỐ 1.T ng quan mạch tư ng tự mạch số Hệ thống số mã số 10 Các c ng Logic c 15 Biểu thức Logic mạch điện 20 Đại số Boole định lý Demorgan 25 Đ n giản biểu thức logic 25 Giới thiệu số IC số c bản: 30 BÀI 02: FLIP –FLOP 35 Flip - Flop R-S: 35 FF R-S tác động theo xung lệnh 36 Flip - Flop J-K 38 Flip - Flop T 38 Flip - Flop D 39 Flip - Flop M-S ( Master – Slaver): 39 Flip - Flop với ngõ vào Preset Clear 40 Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng c 41 BÀI 03: MẠCH ĐẾM VÀ THANH GHI 44 Mạch đếm 44 Thanh ghi 52 Giới thiệu số IC đếm ghi thơng dụng 53 Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng c 55 BÀI 04: MẠCH LOGIC MSI 58 Mạch mã hóa (Encoder) 58 Mạch giải mã (Decoder) 62 Mạch ghép kênh 68 Mạch tách kênh 70 Giới thiệu số IC mã hóa giải mã thông dụng 72 Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng c 75 BÀI 05: HỌ VI MẠCH TTL – CMOS 78 Cấu trúc thông số c TTL 78 Cấu trúc thông số c CMOS 87 Giao tiếp TTL CMOS 95 Giao tiếp gi a mạch logic tải công suất 97 Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng c 99 BÀI 06: BỘ NHỚ 101 ROM 102 RAM 109 Mở rộng dung lượng nhớ 111 Giới thiệu IC 113 BÀI 07: KỸ THUẬT ADC – DAC 115 Mạch chuyển đ i số sang tư ng tự (DAC) 115 Mạch chuyển đ i tư ng tự sang số (ADC) 121 Giới thiệu IC 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 136 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: MƠ ĐUN KỸ THUẬT SỐ M mô đun: MH 13 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun:: -Vị trí: Mơ đun bố trí dạy sau học ong môn c linh kiện diện tử, đo lường điện – điện tử, điện tử tư ng tự, mạch điện tử c bản… -Tính chất mô đun: Là mô đun k thu t c sở - ngh a: thu t số môn học c sở ngành Ðiện – Ðiện tử có vị trí quan trọng tồn chư ng trình học sinh viên học sinh, nhằm cung cấp kiến thức liên quan đến phư ng pháp đ i số, c ng logic, mạch số Công nghệ k thu t số đ đóng vai trị quang trọng cách mạng khoa học k thu t công nghệ Ngày nay, công nghệ số ứng dụng rộng r i có mặt h u hết thiết bị d n dụng đến thiết bị công nghiệp, đặc biệt l nh vực thông tin liên lạc, phát thanh, k thu t số đ thay d n k thu t tư ng tự Mục tiêu Mô đun: Sau học ong mô đun học viên có lực -Về kiến thức: + Phát biểu khái niệm k thu t số, c ng logic c í hiệu, nguyên lí hoạt động, bảng th t c ng lôgic + Trình bày cấu tao, nguyên l mạch số thơng dụng như: Mạch đếm, mạch đóng ngắt, mạch chuyển đ i, mạch ghi dịch, mạch điều khiển - Về k năng: + Lắp ráp, kiểm tra mạch số c panel thực tế - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + èn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, t m , ác học t p thực công việc Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Thực hành, Số Kiể Tên mô đun Lý thí nghiệm, TT Tổng số m thuyết thảo luận, tra tập Bài 1: Đại cương kỹ thuật số 12 10 T ng quan mạch tư ng tự mạch số Hệ thống số m số Thời gian:2 Các c ng logic c Thời gian:2 Biểu thức logic mạch điện 5.Đại số bool định l Demorgan Thời gian: ,5giờ Đ n giản biểu thức logic Thời gian:2 Giới thiệu số IC số c Thời gian: Bài 2: Flip - Flop 4 Flip - Flop R-S Thời gian: FF R-S tác động theo ung lệnh Flip - Flop J -K Thời gian: 6 Flip - Flop T Flip - Flop D Flip - Flop M-S Flip - Flop với ngõ vào Preset Clear Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng c Bài 3: Mạch đếm ghi Mạch đếm Thanh ghi Giới thiệu số IC đếm ghi thông dụng Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng c Kiểm tra Thời gian: Thời gian: Thời gian: Thời gian: 30 Thời gian:2 Thời gian: 0giờ 2 Bài 4: Mạch logic MSI Mạch m hóa Mạch giải m Mạch ghép kênh Mạch tách kênh Giới thiệu số IC m hóa giải m thơng dụng Tính toán, lắp ráp số mạch ứng dụng c Bài 5: Họ vi mạch TTL - CMOS Cấu trúc thông số c TTL Cấu trúc thông số c CMOS Giao tiếp TTL CMOS Giao tiếp gi a mạch logic tải cơng suất Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng c Bài 6: Bộ nhớ ROM RAM Mở rộng dung lượng nhớ Giới thiệu IC Bài 7: Kỹ thuật ADC - DAC Mạch chuyển đ i số - tư ng tự (DAC) Mạch chuyển đ i tư ng tự - số (ADC) Giới thiệu IC Kiểm tra 20 Thi kết thúc mô đun Thời gian:3giờ 26 Thời gian: Thời gian:4 gi 16 Thời gian: 4giờ Thời gian: 4giờ Thời gian:4 Thời gian:4 Thời gian:2 Thời gian:7 Thời gian: Thời gian:2 Thời gian:2 4 Thời gian:6 Thời gian: 3giờ Thời gian: 2giờ Thời gian: 2giờ Thời gian: Thời gian:3 Thời gian:3 2 Cộng 90 30 56 BÀI 01: ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT SỐ Mã Bài: MĐ14- 01 Giới thiệu: Trong khoa học, công nghệ hay sống đời thường, ta thường uyên phải tiếp úc với số lượng Số lượng đo, quản l , ghi chép, tính tốn nhằm giúp cho l , ước đốn trở nên phức tạp h n Mục tiêu: -Trình bày khái niệm c mạch tư ng tự mạch số - Trình bày cấu trúc hệ thống số m số -Trình bày cấu tạo, nguyên l hoạt động c ng logic c -Trình bày định lu t c k thu t số, biểu thức toán học số - Chủ động, sáng tạo đảm bảo trình học t p Nội dung 1.Tổng quan mạch tương tự mạch số 1.1 Định nghĩa -Tín hiệu Tín hiệu biến thiên biên độ, thường điện áp hay dòng điện theo thời gian Đường biểu di n tín hiệu dạng sóng - Tín hiệu tương tự ( hình 4.1) Tín hiệu tư ng tự tín hiệu có biên độ liên tục theo thời gian Trong thực tế đại lượng v t l v n tốc, nhiệt độ mơi trường, tiếng nói…đều tín hiệu tư ng tự Hình 4.1 Trong k thu t điện tử mạch tư ng tự mạch l tín hiệu tư ng tự có dạng hình vẽ có ngh a khoảng thời gian ác định mạch phải l n mức tín hiệu khác - Tín hiệu số ( hình 4.2 ) Tín hiệu số tín hiệu có biên độ gián đoạn theo thời gian Biên độ ch có hai mức hình vẽ, mức ( ) đại diện cho biên độ cao, mức (0) đại diện cho biên độ thấp Hình 4.2 Mạch số ch l hai mức tín hiệu khoảng thời gian mà 1.2 Ưu nhược điểm kỹ thuật số so với kỹ thuật tương tự thu t số có nhiều ưu điểm so với k thu t mạch tư ng tự khiến cho k th t số ngày ph biến g n h u hết l nh vực như: đo lường, điều khiển tính tốn, thơng tin…Tuy nhiên k thu t mạch tư ng tự có nh ng đặc tính riêng mà mạch số thay Ưu điểm: Nhìn chung thiết bị số d thiết kế h n: Đó mạch sử dụng vi mạch chuyên dùng đ thiết kế với chức định trước chống nhi u méo dạng cao: Do đặc thù hệ thống ch lí hai mức tín hiệu và thời gian chuyển tiếp gi a chúng nhanh nên khả chống nhi u cao, h n n a biên độ tín hiệu nhi u khơng đủ khả làm thay đ i gi a hai mức tín hiệu từ sang ngược lại từ sang Trong thiết bị tư ng tự độ ác bị giới hạn mạch phải lí tín hiệu liên tục theo thời gian, h n n a linh kiện sử dụng không thực tuyến tính Do biên độ tín hiệu nhi u d dàng m nh p vào hệ thống làm tính n định hệ thống Lưu tr truy c p d dàng, nhanh chóng: Do tín hiệu số ch có hai mức nên việc lưu tr nh ng môi trường khác (bộ nhớ bán dẫn, băng từ…) truy c p thu n tiện Độ ác độ ph n giải cao: Trong việc đo đạc thời gian, t n số , điện v.v…k thu t số cho độ ác độ ph n giải cao h n k thu t tư ng tự Có thể l p trình hoạt động hệ thống k thu t số: Hoạt động hệ thống k thu t điều khiển theo qui lu t định trước t p lệnh gọi chư ng trình Cùng với việc đời vi lí vi điều khiển làm cho việc tự động điều khiển hệ thống trở nên d dàng h n Nhược điểm H u hết đại lượng v t l điều mang chất tín hiệu tư ng tự Chính nh ng đại lượng thường đ u vào đ u hệ thống điều khiển Ví dụ đại lượng nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, v n tốc…Ph n tích đại lượng theo thời gian đại lượng tư ng tự Trong k thu t người ta thường phải thực biến đ i từ tín hiệu tư ng tự sang tín hiệu số ngược lại Điều làm cho thiết bị thêm phức tạp giá thành cao h n Tuy nhiên nh ng bất lợi bị lấn lướt ưu điểm k thu t số nên việc chuyển đ i qua lại gi a k thu t số k thu t tư ng tự việc c n thiết trở nên ph biến công nghệ ngày Để t n dụng nh ng ưu điểm k thu t số k thu t tư ng tự người ta sử dụng hai loại vào hệ thống Ở nh ng hệ thống kh u thiết kế c n định kh u dùng k thu t tư ng tự kh u dùng k thu t số Hệ thống số m số 2.1 Hệ thống số thập phân (Decimal system) Trong hệ th p ph n người ta sử dụng k tự từ đến kết hợp với dấu chấm, dấu phẩy để ch lượng: Trong d y số th p ph n: dn- …d2d1d0 theo qui ước từ phải qua trái vị trí chúng thể hàng đ n vị, hàng chục, hàng trăm, hàng nghìn với ph n nguyên ngược lại từ trái qua phải ph n chục, ph n trăm, ph n nghìn ph n lẻ sau dấu phẩy 10 - Giải m cho toàn m Nguyên lý: ứng với t hợp đ u vào đ u , đ u lại Ví dụ: Với giải m cho tồn từ m có đ u hình 4.14.Thì với AB=00, đ u S 1, S2 , S3 = 0.Tư ng tự với giá trị AB cịn lại Hình 7.10 2.2 Mạch giải m sang Thiết kế mạch Giải m đường sang đường ( ngõ vào, ngõ ra) có ngõ vào cho phép Để đ n giản, ta ét mạch giải m đường sang đường có ngõ vào tác động mức cao S đồ khối, bảng trạng thái, hàm ngõ s đồ mạch hình 7.11 Hình 7.11: Sơ đồ khối bảng trạng thái Các hàm ngõ mạch giải m sang hình 7.12 Y0 G A1 A0 Y1 G A1 A0 Y2 GA1 A0 Y3 GA1 A0 Hình 7.12: Sơ đồ mạch giải mã sang 2.3 Mạch giải m sang Sơ đồ khối 63 Hình 7.13: Sơ đồ khối Bảng trạng thái E I2 I1 I0 O0 O1 O2 O3 O4 x x x x x x x x 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 Hàm số biểu diễn mối quan hệ ngõ vào – ngõ ra: O5 x 0 0 0 O6 x 0 0 0 O7 x 0 0 0 Hình 7.14: Sơ đồ mạch giải mã sang 2.4 Mạch giải m BCD sang thập phân Mạch gồm bit ngõ vào số BCD 10 ngõ tượng trưng cho số th p phân Bảng trạng thái mạch sau: 64 hông c n bảng arnaugh ta viết hàm ác định ngõ ra: Hình 7.15:Sơ đồ mạch giải mã BCD sang thập phân 2.5 Mạch giải m BCD sang Led đoạn Đ y lọai đèn dùng hiển thị số từ đến 9, đèn gồm đọan a, b, c, d, e, f, g, bên m i đọan led (đèn nh ) nhóm led mắc song song (đèn lớn) Đèn LED đoạn có cấu tạo gồm đoạn, m i đoạn đèn LED hi t hợp đọan cháy sáng tạo số th p ph n từ 9.(H 7.16) cho thấy đoạn cháy để thể số từ đến 65 Hình 7.16 Tùy theo cách nối athode ( Catốt) Anode ( Anốt) LED đèn, mà người ta ph n thành loại: Loại Anode chung (H 7.17a), dùng cho mạch giải m có ngõ tác động thấp Hình 7.17a: LED đoạn loại Anode chung Loại catod chung (H 7.17b), dùng cho mạch giải m có ngõ tác động cao Hình 7.17b: LED đoạn loại Kathode chung Ứng với m i loại LED khác ta có mạch giải m riêng S đồ khối mạch giải m LED đoạn hình sau: Hình 7.18 Xét mạch giải m LED đoạn loại Anode chung: - Đối với LED đoạn loại anode chung hình 7.17a, Anode đoạn LED nối chung với đưa lên mức logic ( 5V), muốn đoạn LED tắt ta nối Kathode tương ứng lên mức logic (5V) ngược lại muốn đoạn LED sáng ta nối Kathode tương xứng xuống mass ( mức logic 0) Ví dụ: Để hiển thị số ta nối Cathode đoạn LED “ g” lên mức để đoạn “ g” tắt nối Cathode đoạn led a, b, c, d, f uống mass nên đoạn sáng cho ta thấy số 0, ta có bảng trạng thái sau: Bảng trạng thái: 66 - Dùng đồ arnaugh để rút gọn, phư ng trình viết dạng tắc 1(t ng tích số) dạng tắc (tích t ng số) sau: Phư ng trình logic ngõ (a): A + Dạng tắc 2: a B.D.(C A)(C A) BDA B.DC + Dạng tắc : a C BA BC DA Phư ng trình logic ngõ (b): + Dạng tắc 2: b C ( A B)( A B ) C ( AB AB ) + Dạng tắc : b C BA CB A C ( A B ) Phư ng trình logic ngõ (c): + Dạng tắc 2: c B AC + Dạng tắc : b B AC D Phư ng trình logic ngõ (d): + Dạng tắc 2: d D( A B C )( B C D)( A B)( A C ) ABCD ABCD ABCD + Dạng tắc : d C B A DC BA CBA Phư ng trình logic ngõ (e): + Dạng tắc 2: e ( B A)( A C ) + Dạng tắc : e C B A Phư ng trình logic ngõ (f): + Dạng tắc 2: f ( A B)( B C )( A B C ) D ABD AC D BC D + Dạng tắc : f BA AC D BC D Phư ng trình logic ngõ (g) + Dạng tắc 2: g D( A B)( B C )( B C ) BC D DCBA 67 + Dạng tắc : g ABC D BC D Tiến hành thực tư ng tự ta thực mạch giải m số BCD sang Led đoạn loại atode chung 2.6 Mạch giải m BCD sang thị tinh thể lỏng (Liquid Crystal Displays LCD) LCD gồm đoạn led thường có chung cực (backplane) Khi có tín hiệu oay chiều biên độ khoảng - 15 VRMS t n số khoảng 25 - 60 Hz áp gi a đoạn cực nền, đoạn tác động sáng lên Trên thực tế người ta tạo hai tín hiệu nghịch pha gi a đoạn để tác động cho đoạn cháy sáng Để hiểu cách v n chuyển ta dùng IC 45 kết hợp với c ng EX-O để thúc LCD (H 7.19) Các ngõ IC 45 (Giải m BCD sang đoạn, tác động cao) nối vào ngõ vào c ng EXOR, ngõ vào cịn lại nối với tín hiệu hình vng t n số khoảng 40 Hz (t n số thấp g y nhấp nháy), tín hiệu đồng thời đưa vào hi ngõ mạch giải m lên cao, ngõ c ng EX-OR cho tín hiệu đảo pha với tín hiệu ền, đoạn tư ng ứng em nh n tín hiệu có biên độ gấp đơi sáng lên Với ngõ mạch giải m mức thấp, ngõ c ng EX-O cho tín hiệu pha với tín hiệu nên đoạn tư ng ứng không sáng Người ta thường dùng IC CMOS với LCD hai lý do: - CMOS tiêu thụ lượng thấp phù hợp với việc dùng pin cho thiết bị dùng LCD - Mức thấp CMOS đạt trị tín hiệu thúc LCD không chứa thành ph n chiều, tu i thọ LCD kéo dài (Mức thấp TTL khoảng 0,4 V, thành ph n DC làm giảm tu i thọ LCD) Hình 7.19: Sơ đồ mạch giải mã BCD sang thị tinh thể lỏng Mạch ghép kênh 3.1 Tổng quát Mạch ghép kênh, đa hợp (Multiple er-MUX) dạng mạch t hợp cho phép chọn nhiều đường ngõ vào song song (các kênh vào) để đưa tới ngõ (gọi kênh truyền nối tiếp) Việc chọn đường đường ngõ vào điều khiển m số 68 M số dạng số nhị ph n, tuỳ t hợp số nhị ph n mà thời điểm ch có ngõ vào chọn cho phép đưa tới ngõ Các mạch ghép kênh thường gặp sang 1, sang 1, sang … Nói chung từ 2n sang Các mạch ghép kênh ngõ vào kết hợp với để tạo mạch ghép kênh nhiều ngõ vào Ví dụ để tạo mạch ghép kênh 6: ta dùng IC 74LS 50 IC tư ng tự, có cách khác ghép IC 74LS Các d liệu nhị ph n nhiều bit, chẳng hạn m ASCII, word, thường lí song song, tức tất chúng làm lúc Trong máy tính, d liệu di chuyển từ n i đến n i khác lúc đường dẫn điện song song gọi bus hi d liệu truyền qua khoảng cách dài chẳng hạn hàng chục mét cách truyền song song khơng cịn thích hợp tốn nhiều đường d y, g y nhi u, Lúc mạch dồn kênh dùng mạch chuyển đ i song song sang nối tiếp tư ng tự mạch ghi dịch mà ta đ ét ph n trước Các mạch dồn kênh với hoạt động logic đ ét trước cách dùng để ghép nhiều đường ngõ vào cịn dùng để thiết kế mạch t hợp đơi d dàng : hơng c n phải đ n giản biểu thức nhiều,thường dùng IC d thiết kế 3.2 Mạch ghép kênh sang Hình 7.20: Mạch ghép kênh sang Mạch điện logic: Hình 7.21: Mạch ghép kênh sang 3.3 Mạch ghép kênh sang Hình 7.22: Mạch ghép kênh sang bảng trạng thái 69 Khi EN = S S0 = 00, d liệu I0 đưa Y S S0 = , d liệu I đưa Y S S0 = 0, d liệu I2 đưa Y S S0 = , d liệu I3 đưa Y Do biểu thức logic mạch có thêm ngõ EN là: Y =EN.S1S0I0 + EN.S1SI1 + EN.S1S0I2 + EN.S1S0I3 Hình 7.23: Mạch ghép kênh sang dùng cổng logic Mạch tách kênh Bộ chuyển mạch ph n kênh hay gọi tách kênh, giải đa hợp (Demultiple er) có chức ngược lại với mạch dồn kênh tức : tách kênh truyền thành kênh d liệu song song tuỳ vào m chọn ngõ vào Có thể em mạch tách kênh giống công tắc c khí điều khiển chuyển mạch m số Tuỳ theo m số áp vào ngõ chọn mà d liệu từ đường đưa đường số đường song song Các mạch tách kênh thường gặp sang 2, sang 4, sang 8, Nói chung từ đường đưa 2n đường, số đường để chọn phải n Mục nói đến mạch tách kênh sang 4.2 Mạch tách kênh sang Hình 7.24 70 Hình 7.25 4.3 Mạch tách kênh sang Hình 7.26: Mạch tách kênh sang Mạch tách kênh từ đường sang đường nên số ngõ chọn phải Khi ngõ cho phép G mức cấm khơng cho phép d liệu vào truyền ngõ nên tất ngõ mức Như v y G = BA = 00 d liệu S đưa ngõ Y0, S = Y0 S = Y0 ,tức S đưa tới Y0; ngõ khác không đ i Tư ng tự với t hợp BA khác l n lượt S Y1, Y2, Y3 Biểu thức logic ngõ : Y0 GB A.S Y1 GBA.S Y2 GB A.S Y3 GBA.S Từ đ y dùng c ng logic để thiết kế mạch tách kênh hình 4.48 Hình 7.27: Cấu trúc mạch tách kênh sang 71 Giới thiệu số IC m hóa giải m thơng dụng 5.1 IC giải m hảo sát 74LS47 với mạch giải m ta dùng 74LS47 Đ y IC giải m đồng thời thúc trực tiếp led đoạn loại Anode chung có ngõ cực thu để hở khả nh n dòng đủ lớn S đồ ch n IC cấu trúc bên IC hình sau: Hình 7.28: Kí hiệu khối chân 74LS47 Trong đó: - A1, A2 ,A3, A0 ngõ vào mã BCD - BI ngõ vào ố gợn sóng - LT ngõ thử đèn - BI/RBO ngõ vào xoá - Từ a tới g ngõ (cực thu để hở) Hoạt động IC tóm tắt theo bảng đ y: Nh n thấy ngõ mạch giải m tác động mức thấp (0) led tư ng ứng sáng Ngoài số từ đến giải m , mạch giải m trạng thái 72 khác, đ y không dùng đến Để hoạt động giải m ảy bình thường ch n LT BI/ BO phải mức cao Muốn thử đèn led để led sáng hết kéo ch n LT uống thấp (ghi 5) Muốn oá số (tắt hết led) kéo ch n BI uống thấp hi c n giải m nhiều led đoạn ta ghép nhiều t ng IC, muốn ố số vơ ngh a trước nối ch n BI t ng đ u uống thấp, ch n BO uống thấp nối tới t ng sau muốn ố tiếp số vơ ngh a t ng iêng t ng cuối BI để trống hay để mức cao để hiển thị số cuối Ví dụ: H y em ứng dụng mạch giải m led đoạn hình 7.29: Hình 7.29: Ứng dụng giải mã 74LS47 5.2.Một số IC ghép kênh hay dùng Hình 7.30: Kí hiệu khối số IC dồn kênh hay dùng 74LS có ngõ vào d liệu, ngõ vào cho phép G tác động mức thấp, ngõ vào chọn C B A, ngõ Y cịn có ngõ đảo Y hi G mức thấp cho phép hoạt động ghép kênh m chọn CBA định đường d liệu đưa ngõ Y Ngược lại G mức cao, mạch không phép nên Y= bất chấp ngõ chọn ngõ vào d liệu 74LS 53 gồm ghép kênh 4: có ngõ vào chọn chung BA m i có ngõ cho phép riêng, ngõ vào ngõ riêng Tư ng tự ch G mức ngõ Y giống ngõ vào tuỳ m chọn 74LS157 gồm ghép kênh 2: có chung ngõ vào cho phép G tác động mức thấp, chung ngõ chọn A Ngõ vào d liệu I0, I có ngõ tư ng ứng Y, ngõ vào d liệu 2I0, 2I có ngõ tư ng ứng 2Y, … hi G thấp A thấp cho d liệu vào ngõ nI0 nY (n = ,2,3,4) A cao cho d liệu vào nI nY Khi = Y = 5.3 Một số IC giải m tách kênh hay dùng hảo sát IC tách kênh/giải m tiêu biểu 74LS 38, 74LS 38 IC MSI giải m đường sang đường hay tách kênh đường sang đường thường dùng có hoạt động logic tiêu biểu, thường dùng mạch giải m địa ch mạch điều khiển máy tính S đồ ch n kí hiệu logic hình 7.31dưới đ y : 73 Hình 7.31: Kí hiệu sơ đồ khối chân 74LS138 Trong đó: - A0, A , A2 đường địa ch ngõ vào - E , E2 ngõ vào cho phép (tác động mức thấp) - E3 ngõ vào cho phép tác động mức cao - O0 đến O7 ngõ (tác động mức thấp ) - Hoạt động giải m sau : Đưa d liệu nhị ph n 3bit vào C, B, A(LSB), lấy d liệu ngõ O0 đến O7; ngõ cho phép E2 E3 đặt mức thấp, ngõ cho phép E đặt mức cao Chẳng hạn CBA 00 ngõ O uống thấp cịn ngõ khác cao - Hoạt động tách kênh: D liệu vào nối tiếp vào ngõ E2, hay E3 (với ngõ lại đặt thấp) Đặt G = phép tách kênh Như v y d liệu song song lấy ngõ O0 đến O7 Chẳng hạn m chọn 00 d liệu nối tiếp S ngõ O không bị đảo Mở rộng đường giải m : 74LS 38 dùng thêm c ng đảo cho phép giải m địa ch từ sang 32 đường Hình 7.32 ghép nối sau: Hình 7.32: Ghép IC 74LS138 để có mạch giải mã đường sang 32 đường 5.4 Mạch ghép kênh hảo sát IC 405 hình 7.33 hi dồn kênh d liệu vào ch n COM OUT/IN, kênh CHANNEL I/O từ đến Ngược lại, tách kênh d liệu song song vào ch n CHANNEL I/O đến ch n COM OUT/IN; ngõ chọn A, B, C Ch n INH (inhibit) cho phép d liệu phép truyền 74 Hình 7.33: Cấu trúc mạch 4051 Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng 6.1 Mạch ghép kênh Các mạch ghép kênh ngõ vào kết hợp với để tạo mạch ghép kênh nhiều ngõ vào Ví dụ để tạo mạch ghép kênh 6: ta dùng IC 74LS 50 IC tư ng tự, có cách khác ghép IC 74LS151 S đồ ghép hình 4.61sau : 75 Hình 7.34: Hai cách mở rộng kênh ghép 16 sang từ IC74LS151 (74LS151 IC dồn kênh sang 1) 6.2 Dùng mạch ghép kênh để thiết kế tổ hợp Các mạch ghép kênh với hoạt động logic, ngồi cách dùng để ghép nhiều đường ngõ vào cịn dùng để thiết kế mạch t hợp đơi d dàng : hơng c n phải đ n giản biểu thức nhiều - Thường dùng IC - D thiết kế - Bài toán thiết kế mạch t hợp bảng đ y cho thấy rõ h n điều Ví dụ: Thiết kế mạch t hợp th a bảng trạng thái sau: Từ bảng trạng thái, ta có biểu thức logic : Y C BA CBA C B A CB A Đ y bi u thức thuộc dạng t ng tích Như cách thiết kế trước ta sử dụng c ng logic gồm c ng NOT, c ng NAND, c ng O , cịn chuyển sang dùng tồn c ng NAND khơng phải c n tới c ng NAND ngõ vào, c ng NAND ngõ vào c ng NAND ngõ vào chưa kể phải đ n giản biểu thức trước thực Sử dụng IC dồn kênh sang ngõ vào A, B, C nối tới ngõ chọn IC, vào thứ tự t hợp bảng Y phải nối ngõ vào ghép kênh tư ng ứng uống mass, cịn Y nối ngõ vào ghép kênh tư ng ứng lên nguồn 76 (có thể qua giá trị ) Hình 7.35 minh hoạ cho cách nối kiểm tra lại thấy mạch hoàn toàn thoả điều kiện đề tốn Hình 7.35 U CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI Nội dung: + Về kiến thức: Trình bày khái niệm ph n biệt khác gi a mạch m hóa giả m , hiểu chức họ IC + Về k năng: sử dụng thành thạo dụng cụ đo để đo ch n tín hiệu điện áp ngõ vào – IC, lắp ráp số mạch c bản, + Năng lực tự chủ trách nhiệm: Đảm bảo an tồn vệ sinh cơng nghiệp Phư ng pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm + Về k năng: Đánh giá k thực hành đo thông số mạch điện theo yêu c u bài, lắp ráp số mạch c + Năng lực tự chủ trách nhiệm: T m , cẩn th n, ác, ngăn nắp cơng việc 77 ... 011 0 7 011 1 8 10 00 9 10 01 10 A 10 10 12 11 B 10 11 12 C 11 00 13 D 11 01 14 E 11 10 15 F 11 11 2.5 Mã BCD (Binary code decimal) Thơng tin lí mạch số điều số nhị ph n nên thông tin d liệu dù số lượng,... Với A16 = BCD2 suy A2 = 10 11 110 0 11 01 0 010 Bảng hình 4.2 mơ tả quan hệ hệ thập phân, thập lục phân nhị phân bit Th p ph n Th p lục ph n Nhị ph n 0 0000 1 00 01 2 0 010 3 0 011 4 010 0 5 010 1 6 011 0... Trọng số bit l n lượt , 6, 256 trọng số hai số hạng kề chênh lệch l n Chuyển đổi số thập lục phân sang số thập phân Ví dụ: E16 = 2 .16 1 + 14 .16 0 = 4 610 C , D16 = 0 .16 3 + 1. 162 + 2 .16 1 + 12 .16 0