Tài Liệu Thực Hành Môn Kỹ Thuật Số Xung, tài liệu giúp các bạn sinh viên nắm vững kiến thức về môn thực hành Kỹ Thật số.....................................................................................................
Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh CHƯƠNG MẠCH CỘNG SỐ NHỊ PHÂN VÀ SO SÁNH NHỊ PHÂN 6.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Khảo sát vi mạch cộng 74LS283, so sánh bit 74LS85, ghép nối mạch so sánh, vi mạch so sánh bit 74LS688 Thiết kế mạch ứng dụng 6.2 NHIỆM VỤ GIẢNG VIÊN Kiểm tra mục 6.3 xem học viên làm chưa? Đánh dấu vào “√/×” vào phiếu đánh giá tương ướng với mục Hỏi nội dung để kiểm tra học sinh có đọc trước hay khơng? Đánh dấu vào “√/×” vào phiếu đánh giá học viên hỏi Trình bày mục đích thực hành, nội dung bài, hướng dẫn học viên thực trình tự thực hành, ôn tập lại kiến thức mạch, hướng dẫn đọc datasheet, bảng trạng thái, kí hiệu IC Thường xuyên quan sát học viên thực 6.3 NHIỆM VỤ HỌC VIÊN Hãy vẽ sơ đồ khối, bảng trạng thái, phương trình, sơ đồ mạch cộng bán phần số nhị phân bit với bit? Hãy vẽ sơ đồ khối, bảng trạng thái, phương trình, sơ đồ mạch cộng toàn phần số nhị phân bit với bit? Hãy vẽ sơ đồ khối mạch cộng nhị phân bit với bit? Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Page | 133 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Hãy vẽ sơ đồ khối, bảng trạng thái sơ đồ mạch so sánh số nhị phân bit, có ngõ cho biết lớn hơn, bằng, nhỏ hơn? Hãy vẽ sơ đồ khối, bảng trạng thái sơ đồ mạch so sánh số nhị phân bit, có ngõ cho biết lớn hơn, bằng, nhỏ hơn? Page | 134 Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh KHẢO SÁT IC CỘNG NHỊ PHÂN 74LS283 6.4 6.4.1 KHẢO SÁT DATASHEET CỦA IC 74LS283 Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức thông số IC, sau tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic bảng trạng thái IC: Hình 6-1 Sơ đồ chân sơ đồ kí hiệu IC giải mã 74LS283 Bảng 6-1 Các trạng thái hoạt động IC tên tín hiệu Bảng 6-2 Tên tín hiệu IC 74LS283 Hãy trả lời câu hỏi sau: Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Page | 135 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh 6.4.2 Các tên đặt lại tên từ bit thứ đến thứ thay cho thứ đến thứ Chức đường A3, A2, A1, A0: Chức đường B3, B2, B1, B0: Chức đường S3, S2, S1, S0: Đường CIN: Đường COUT: Chân cấp nguồn: SƠ ĐỒ CHÂN IC 74LS283 TRÊN BỘ THÍ NGHIỆM Có IC 74LS283 thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board hình 6-2 Hình 6-2 Sơ đồ kết nối tên ngõ vào IC 74LS283 Sơ đồ bố trí IC board thực hành hình 6-3 Hình 6-3 Hình ảnh IC 74LS283 board mạch tên tín hiệu vào 6.4.3 a KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỘNG SỐ NHỊ PHÂN BIT CỦA IC 74LS283 Hãy kết nối mạch hình 6-4: Hình 6-4 Mạch cộng số nhị phân bit 74LS283 Page | 136 Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Quan sát hoạt động mạch: b Hãy chuyển đổi SW theo tổ hợp trạng thái ngõ vào, quan sát ngõ điền kết vào bảng trạng thái 6-3: Bảng 6-3 Dữ liệu cộng số nhị phân bit TT 10 11 12 13 14 15 A3 0 0 0 0 1 1 1 1 A2 0 0 1 1 0 0 1 1 A1 0 1 0 1 0 1 0 1 A0 1 1 1 1 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 6.4.4 a INPUTS B3 B2 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 B1 0 1 0 1 0 1 0 1 B0 1 1 1 1 CI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 S3 OUTPUTS S2 S1 S0 CO KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỘNG SỐ NHỊ PHÂN BIT DÙNG IC 74LS283 Hãy kết nối mạch hình 6-5: Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Page | 137 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Hình 6-5 Mạch số nhị phân bit 74LS283 Quan sát hoạt động mạch: b Hãy chuyển đổi SW theo tổ hợp trạng thái ngõ vào, quan sát ngõ điền kết vào bảng trạng thái 6-4: sử dụng số hex cho đơn giản Bảng 6-4 Dữ liệu cộng số nhị phân bit TT HEX-A HEX-B CI (SW20) HEX-S CO (LED10) 25 32 47 62 A8 5B CD FC 3C 64 51 39 94 36 7A E8 D4 86 4C 73 25 32 10 11 47 62 12 A8 5B CD FC 13 14 3C 64 15 51 39 16 94 36 17 7A E8 D4 86 18 19 4C 73 MẠCH CỘNG SỐ BCD 6.4.5 Hãy kết nối mạch hình 6-6: a Page | 138 Các bạn xem lại mạch cộng số BCD dùng mạch cộng nhị phân mà bạn học thiết kế mạch cộng số BCD Cho sơ đồ mạch chưa kết nối hình 6-6 SV kết nối mạch điện để thực chức cộng số BCD: Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Hình 6-6 Mạch cộng số BCD: SV tự kết nối Quan sát hoạt động mạch: b Hãy chuyển đổi SW theo tổ hợp trạng thái ngõ vào, quan sát ngõ điền kết vào bảng trạng thái: Bảng 6-5 Dữ liệu cộng số BCD TT A3 0 0 0 0 1 A2 0 0 1 1 0 A1 0 1 0 1 0 A0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 INPUTS B3 B2 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 B1 0 1 0 1 0 B0 1 1 CI 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 S3 S2 OUTPUTS S1 S0 CO Chú ý: Có thể kết nối ngõ mạch cộng với IC giải mã đoạn để nhìn thấy số thập phân MẠCH TRỪ SỐ NHỊ PHÂN BẰNG CÁCH CỘNG BÙ HAI 6.4.6 Hãy kết nối mạch hình 6-7: a Mạch trừ A - B = A + (not B) + Cho sơ đồ mạch chưa kết nối hình 6-7 SV kết nối mạch điện để thực chức trừ số nhị phân 4bit: Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Page | 139 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Hình 6-7 Mạch cộng số BCD dạng bù 2: SV tự kết nối Quan sát hoạt động mạch: b Hãy chuyển đổi SW theo tổ hợp trạng thái ngõ vào, quan sát ngõ điền kết vào bảng trạng thái: Bảng 6-6 Dữ liệu trừ số nhị phân TT A3 0 0 0 0 1 A2 0 0 1 1 0 A1 0 1 0 1 0 A0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 B1 0 1 0 1 0 B0 1 1 CI 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 S3 S2 OUTPUTS S1 S0 CO THIẾT KẾ MẠCH CỘNG/TRỪ SỐ NHỊ PHÂN BIT CÓ SW LỰA CHỌN 6.4.7 Page | 140 INPUTS B3 B2 0 0 0 0 1 1 1 Mạch thực phép tốn cộng phép tốn trừ Gợi ý: cộng hai số A với B ta cộng bình thường, trừ đảo tín hiệu B nâng Cin lên Ta sử dụng cổng xor với ngõ vào tín hiệu B, ngõ vào lại nối chung với thành tín hiệu lựa chọn phép tốn ctrl Đồng thời nối tín hiệu đến Cin mạch cộng, tín hiệu ngõ nối với led Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Ngõ cổng xor đưa đến ngõ vào B cộng Khi tín hiệu ctrl mạch thực phép tốn cộng Tín hiệu B qua cổng xor khơng thay đổi vào, mạch cộng bình thường Khi tín hiệu ctrl mạch thực phép tốn trừ Tín hiệu B qua cổng xor bị đảo tín hiệu Cin 1, mạch thực phép tốn A+ (đảo B) + = A - B KHẢO SÁT IC SO SÁNH BIT 74LS85 6.5 6.5.1 KHẢO SÁT DATASHEET CỦA IC 74LS85 Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức thơng số IC, sau tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic bảng trạng thái IC: Hình 6-8 Sơ đồ chân sơ đồ kí hiệu IC so sánh 74LS85 Tên tín hiệu: Bảng 6-7 Trạng thái hoạt động IC 74LS85 Hãy cho biết chức đường tín hiệu sau: Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Page | 141 Bộ môn Điện tử Cơng nghiệp – Y sinh 6.5.2 Tín hiệu vào A3-A0 B3-B0: Tín hiệu vào (cascade input) IX Tín hiệu (output) OX Chân cấp nguồn: Mạch so sánh bit: Hãy giải thích trạng thái mạch: SƠ ĐỒ CHÂN IC 74LS85 TRÊN BỘ THÍ NGHIỆM Có IC 74LS85 thí nghiệm mang số thứ tự 42 43, có sơ đồ kết nối với tên hình 6-9 Hình 6-9 Sơ đồ kết nối tên ngõ vào IC 74LS85 Sơ đồ bố trí IC board thí nghiệm hình 6-10 Hình 6-10 Hình ảnh IC 74LS85 board mạch tên tín hiệu vào 6.5.3 a Page | 142 KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA IC SO SÁNH 74LS85 Hãy kết nối mạch hình 6-10: Chương Mạch cộng số nhị phân so sánh nhị phân Bộ môn Điện tử Cơng nghiệp – Y sinh Hình 6-10 Mạch kiểm tra IC so sánh 74LS85 Quan sát hoạt động mạch: b Chuyển đổi SW theo tổ hợp trạng thái ngõ vào, quan sát ngõ để kiểm tra lại bảng trạng thái Tương tự kiểm tra IC Bảng 6-8 Kết kiểm tra IC Số thứ tự IC42 IC43 Tốt/hư (“√/×”) MẠCH SO SÁNH BIT VỚI BIT DÙNG IC 74LS85 – GHÉP MẠCH SO SÁNH BIT 6.5.4 Hãy kết nối mạch hình 6-11: a Hình 6-11 Mạch so sánh bit dùng IC 74LS85 Quan sát hoạt động mạch: b Hãy tiến hành tạo liệu so sánh theo bảng điền trạng thái ngõ Bảng 6-9 Các trạng thái so sánh số bit TT HEX-A HEX-B OA>B OA=B OA