60 60 Bài 4 Mạch dồn kênh, phân kênh Mạch đồn kênh và phân kênh là các mạch logic tổ hợp đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị điện tử số cũng như các mạch điều khiển Trong các thiết bị này thườn[.]
60 Bài 4: Mạch dồn kênh, phân kênh Mạch đồn kênh phân kênh mạch logic tổ hợp đóng vai trị quan trọng thiết bị điện tử số mạch điều khiển Trong thiết bị thường có nhiều đầu vào dự liệu, tình làm việc theo yêu cầu chế độ làm việc khác phải lựa chọn đường dự liệu cần thiết để xử lý,đồng thời có chế độ làm việc mà thiết bị phải đưa từ nhuồn liệu vào địa khác Mục tiêu: - Trình bày kiến thức mạch dồn kênh, phân kênh; - Vẽ giải thích sơ đồ cấu trúc mạch dồn kênh, phân kênh; - Thiết kế mạch dồn kênh, phân kênh đơn giản; - Lựa chọn, kiểm tra linh kiện lắp ráp mạch ứng dụng hoạt động theo yêu cầu; - Rèn luyện ý thức, tác phong làm vi8eecj nghiêm túc, khoa học, ý thức an toàn lao động Nội dung: Mạch dồn kênh 1.1 Khái quát chung: 1.1.1 Khái Niệm: Mạch dồn kênh mạch logic tổ hợp có chức lựa chọn kênh liệu đầu vào để đưa đầu Mạch dồn kênh sử dụng rộng rãi thiết bị điện tử số Máy tính, điện thoại, máy thu hình số, hệ thống tự động điều khiển …vvv.Sơ đồ khối mạch dồn kênh mô tả sau: 1.1.2 Sơ đồ cấu trúc: ĐK D0 D1 Di MẠCH DỒN KÊNH F Dn-1 A0 Ai Ak-1 60 61 Trong đó: - D0 ÷ Dn-1 Là đường liệu đầu vào - F đầu lấy dự liệu - A0 ÷ Ak-1 Là đường đầu vào điều khiển - ĐK : Đầu vào điều kiện cho phép không cho phép mạch dồn kênh làm việc Đầu vào điều kiện có mức logic, lựa chọn phương pháp điều khiển tích cực thì: + ĐK = chế độ không cho phép mạch làm việc, đầu khơng kết nối với đầu vào + ĐK = cho phép mạch làm việc 1.1.3 Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc mạch dồn kênh sau: Ứng với trạng thái logic sử dụng đầu vào điều khiển đầu kết nối với đầu vào Số lượng đầu vào điều khiển phải thỏa mãn theo yên cầu sau: 2k ≥ n, đó: - k: Là số lượng đầu vào điều khiển, 2k số trạng thái logic tối đa đầu vào điều khiển - n số lượng đầu vào liệu 1.2 Thiết kế mạch dồn kênh; 1.2.1 Mạch dồn kênh 4/1 Mạch dồn kênh 4/1 mạch dồn kênh với đầu vào liệu ta lựa chọn số lượng đầu vào điều khiển k = ( 2k = 4) a Sơ đồ cấu trúc mạch sau: ĐK D0 D1 D2 MẠCH DỒN KÊNH 4/1 D3 A0 A1 61 F 62 b Lập bảng trạng thái: Với đầu vào điều khiển ta có trạng thái logic điều khiển 00, 01,10,11 để điều khiển kết nối đầu vào đữ liệu từ D đến D3 Đầu vào điều kiện chọn phương pháp điều khiển tích cực ( ĐK =1 mức điều khiển cho phép mạch làm việc) Với việc lựa chọn ta có bảng trạng thái sau: ĐK 1 1 A0 0 1 A1 1 F D0 D1 D2 D3 c Phương trình logic hàm đầu ra: F = ĐK(A0A1D0 + A0A1D1 + A0A1D2 + A0A1D3) d Mạch logic tổ hợp: Từ phương trình logic hàm đầu ta vẽ mạch logic tổ hợp sau: ĐK D0 D1 F D2 D3 A0 A1 62 63 1.2.2 Mạch dồn kênh 8/1: Mạch dồn kênh 8/1 gồm có đầu vào liệu (n=8) vậu số lượng đầu vào điều khiển k = a, Sơ đồ cấu trúc: ĐK D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 MẠCH DỒN KÊNH 8/1 A0 F A1 A2 b Bảng trạng thái: Với đầu vào điều khiển ta có trạng thái logic đầu vào điều khiển : 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 Được sư rdungj để điều khiển việc kết nối đầu vào liệu từ D0 đến D7 với đầu ta lập bảng trạng thái sau: ĐK A0 A1 A2 F 0 D0 0 D1 1 D2 1 D3 1 0 D4 1 D5 1 D6 1 1 D7 c Phương trình logic hàm đầu ra: Từ bảng trạng thái ta có phương trình logic hàm đầu sau: 63 64 F = ĐK( A0A1A2D0 + A0A1A2 D1+ A0A1A2 D2+ A0A1A2D3 + A0A1A2D4 + A0A1A2D5 + A0A1A2 D6+ A0A1A2 D7) Từ phương trình logic hàm đầu ta có mạch logic tổ hợp sau: ĐK D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 64 65 1.3 Thực hành lắp ráp mạch chọn kênh 4/1: Khi thực hành lắp ráp, khảo sát mạch chọng kênh 4/1 ta thực theo trình tự sau: Bước 1: Lựa chọn, kiểm tra linh kiện: Trong mạch logic tổ hợp mạch chọn kênh 4/1 ta sử dụng cổng NOT, OR, AND ta lựa chọn vi mạch cổng có mã hiệu số lượng sau: - IC 74LS04: số lượng 01 - IC 74LS08: Số lượng 03 - IC 74LS32: Số lượng 01 Khi kiểm tra ta gắn IC vào bo cắm đa sau cấp nguồn cho IC tiến hành kiểm tra cổng theo bảng trạng thái cổng logic Bước 2: Kết nối mạch điện theo sơ đồ mạch logic tổ hợp: - Do IC cổng OR, AND có cửa vào thực cho cổng logic nhiều cửa vào ta cộng, nhân dần cặp theo thứ tự - Các đầu vào điều khiển ta kết nối với SW1,SW2 mô đun thực hành để điều khiển tạo trạng thái logic khác - Đầu ta kết nối với led - Các đầu vào ta kết nối với SW3, SW4, SW5, SW6 - Nguồn cấp cho vi mạch cổng ta sử dụng nguồn +5V - Đầu vào điều kiện ta kết nối vào SW7 Bước 3: Kiểm tra tính đắn sơ đồ Bước 4: Cấp nguồn chạy thử khảo sát trạng thái hoạt động mạch: - Bật công tắc nguồn - Chuyển SW7 Lên mức - Dùng SW1, SW2 Thay đổi mức logic đầu vào liệu theo trình tự 00, 01, 10, 11, Ở trạng thái ta dùng SW thay đổi mức logic đầu vào tương ứng, quan sát mức logic đầu thơng qua đèn led để từ rút kết luận Mạch phân kênh: 2.1 Khái quát chung: 2.1.1 Khái niệm: Mạch phân kênh mạch chức có vai trị quan trọng thiết bị điện tử số Mạch phân kênh mạch logic tổ hợp có nhiệm vụ phân phối dự liệu đầu vào tới đầu khác theo yêu cầu q trình điều khiển Ở mạch phân kênh có đầu vào liệu có nhiều đầu khác nhau, làm việc mạch phân kênh phải điều khiển cho đầu vào liệu phải kết nối với đầu 65 66 theo yêu cầu Gọi n số lượng đầu số lượng đầu vào điều khiển (k) phải thỏa mãn điều kiện 2k ≥ n 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc: Một mạch phân kênh có sơ đồ cấu trúc sau: ĐK F0 D F1 MẠCH PHÂN KÊNH Fi Fn-1 A0 Ai Ak-1 Trong đó: - D đầu vào liệu - A0 ÷ Ak-1 Là đầu vào điều khiển - F0 ÷ Fn-1 Là đầu liệu - ĐK đầu vào điều khiện cho phép không cho phép mạch phân kênh việc Khi lựa chọn mức điều khiển tích cực ĐK = Thì đầu vào khơng kết nối với đầu nào; Khi ĐK = đầu vào kết nối với đầu tùy theo trạng thái điều khiển 2.1.3 Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc mạch phân kênh sau: Ứng với trạng thái logic sử dụng đầu vào điều khiển đầu vào kết nối với đầu số lượng đầu vào điều khiển phải thỏa mãn theo yên cầu sau: 2k ≥ n Với: - k: Là số lượng đầu vào điều khiển, 2k số trạng thái logic tối đa đầu vào điều khiển - n số lượng đầu 2.2 Thiết kế mạch phân kênh 66 67 2.2.1 Mạch phân kênh 1/4 Mạch phân kênh 1/4 mạch phân kênh gồm có đầu số lượng đầu vào điều khiển 2(k =2) a, Sơ đồ cấu trúc: ĐK F0 MẠCH PHÂN KÊNH 1/4 D F1 F2 F3 A0 A1 b, Bảng trạng thái: ĐK A0 A1 F0 F1 F2 F3 0 D 0 1 D 0 1 0 D 1 0 D c, Phương trình logic hàm đầu ra: - F0 = ĐK.D.A0A1 - F1 = ĐK.D.A0A1 - F2 = ĐK.D.A0A1 - F3 = ĐK.D.A0A1 d, Mạch logic tổ hợp: Từ phương trình logic hàm đầu ta có mạch logic tổ hợp sau: ĐK D F0 F1 F2 F3 A0 A1 67 68 2.2.2 Mạch phân kênh 1/8 Mạch phân kênh 1/8 gồm đầu cần đầu vào điền khiển a, Sơ đồ cấu trúc: ĐK F0 F1 D MẠCH PHÂN KÊNH 1/8 F2 F3 F4 F5 F6 F7 A0 A1 A2 b, Bảng trạng thái: ĐK A0 A1 A2 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 0 D 0 0 0 0 D 0 0 1 0 D 0 0 1 0 D 0 1 0 0 0 D 0 1 0 0 D 1 0 0 0 D 1 1 0 0 0 Từ bảng trạng thái ta có phương trình logic hàm đầu sau: - F0 = ĐK.D.A0A1A2; F1 = ĐK.D.A0A1A2 - F2 = ĐK.D.A0A1A2; F3 = ĐK.D.A0A1A2 - F4 = ĐK.D.A0A1A2; F5 = ĐK.D.A0A1A2 - F6 = ĐK.D.A0A1A2; F7 = ĐK.D.A0A1A2 68 F7 0 0 0 D 69 c, Mạch logic tổ hợp: Từ phương trình logic hàm đầu ta có mạch logic tổ hợp mạch phân kênh 1/8 sau: ĐK D F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 A0 A1 A2 2.3 Thực hành : Lắp ráp, khảo sát mạch phân kênh ¼ 69 ... ĐK.D.A0A1A2; F1 = ĐK.D.A0A1A2 - F2 = ĐK.D.A0A1A2; F3 = ĐK.D.A0A1A2 - F4 = ĐK.D.A0A1A2; F5 = ĐK.D.A0A1A2 - F6 = ĐK.D.A0A1A2; F7 = ĐK.D.A0A1A2 68 F7 0 0 0 D 69 c, Mạch logic tổ hợp: Từ phương trình. .. A0A1A2D3 + A0A1A2D4 + A0A1A2D5 + A0A1A2 D6+ A0A1A2 D7) Từ phương trình logic hàm đầu ta có mạch logic tổ hợp sau: ĐK D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 64 65 1.3 Thực hành lắp ráp mạch chọn kênh... mãn theo yên cầu sau: 2k ≥ n Với: - k: Là số lượng đầu vào điều khiển, 2k số trạng thái logic tối đa đầu vào điều khiển - n số lượng đầu 2. 2 Thiết kế mạch phân kênh 66 67 2. 2.1 Mạch phân kênh 1/4