Báo cáo môn thí nghiệm lý thuyết mạch và kỹ thuật điện tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO MÔN: THÍ NGHIỆM LÝ THUYẾT MẠCH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Họ tên sinh viên: THẨM QUANG PHONG TRẦN ĐÌNH MẠNH HÀ TIẾN PHƯƠNG Nhóm: 06 Lớp: Thí nghiệm lý thuyết mạch kỹ thuật điện tử-2-22 (64KTRB02) Giáo viên hướng dẫn: MAI VĂN LẬP HÀ NỘI, NĂM 2023 Tài liệu thí nghiệm điện tử số THIẾT BỊ CHÍNH CUNG CẤP NGUỒN VÀ CÁC TÍN HIỆU MƠ PHỎNG Tổng quan thí nghiệm điện tử số Bộ thí nghiệm điện tử số với chức nhận điện áp nguồn 220VAC sau chuyển thành điện áp DC AC phù hợp để cung cấp cho module thí nghiệm, đồng hồ số đo dòng điện điện áp AC DC để đáp ứng thực hành, máy phát chức để tạo dạng sóng sin, vng, tam giác với tần số biên độ điều chỉnh được, tạo tín hiệu logic ngõ vào tín hiệu logic ngõ ra, biến trở để kết nối với cách mạch riêng bên ngoài, khối xung đơn để tạo xung kích cho cách IC chức khối loa để khuếch đại tín hiệu âm ngõ vào Khối testboard để học viên tự lắp thêm mạch cần thiết bên theo yêu cầu giáo viên Các khối chức Bộ thực hành thiết kế với khối nguồn cấp ngõ vào 220VAC, với công tắc liền đèn báo, bảo vệ ngắn mạch cầu chì tích hợp bên Khối nguồn ni DC: - Điện áp -12V với dịng tối đa 750mA - Điện áp +12V, +5V với dòng tối đa 1A Trang Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Bảo vệ tải ngắn mạch ngõ - Đèn báo trạng thái nguồn - Điện áp điều chỉnh được: 0-15V với dòng ngõ tối đa 1A, bảo vệ trải cầu chì Khối nguồn ni AC: - Điện áp ngõ ra: 9-0-9 VAC - Dòng ngõ tối đa: 0.5A - Bảo vệ tải cầu chì Khối máy phát xung chức năng: - Tín hiệu xung sin, vng, tam giác kết nối chốt 2mm - Công tắc xoay dùng để chọn dãi tần số cần điều khiển, có dãi tương ứng với mức điều chỉnh tần số, sau chọn dãi tần số biến trở tần số điều chỉnh tần số ngõ dạng xung giới hạn dãi tần số chọn - Biên độ dạng xung điều chỉnh độc lập với thông qua biến trở - Tín hiệu 0V phát xung đồng với tín hiệu 0V nguồn ni DC Bộ đo dòng - số 1/2: - Giới hạn đo dòng điện 20mA 200mA, lựa chọn giới hạn đo công tắc - Giới hạn đo điện áp 20V 200V, lựa chọn giới hạn đo cơng tắc - Vì đồng hồ đo điện áp DC nên phải cấp tín hiệu dương âm tương ứng với chốt “+” chốt “-” đồng hồ Tránh mắc ngược đồng hồ gây nguy hiểm giảm tuổi thọ thiết bị Bộ giải mã led thanh: - Giải mã hiển thị với led kích thước inch, số lượng led: - Tín hiệu ngõ vào dạng mã BCD bit, IC giải mã sử dụng 74247, tích cực mức cao, bit thấp A bit cao D Trạng thái khơng có tín hiệu vào hiển thị số tương ứng với tín hiệu mức thấp bit ngõ vào - Tín hiệu 0V đồng với tín hiệu 0V khối nguồn ni DC Bộ led đơn 8bit: - Led đơn loại 5mm, màu đỏ - Trở hạn dòng bên led kOhm, đáp ứng tín hiệu ngõ vào 5V - Led tác động mức cao, điện áp vào mức cao (5V) led sáng, mức thấp led tắt Bộ cơng tắc mơ tín hiệu ngõ vào: - Số lượng công tắc: 8, loại công tắc vị trí - Tín hiệu cơng tắc ngõ có led hiển thị trạng thái tương ứng, ngõ mức cao (5V) led sáng, ngõ mức thấp (0V) led tắt Đồng hồ đo AC: Trang Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Đồng hồ đo dòng điện AC loại 100mA 1A - Đồng hồ đo điện áp AC loại 20VAC - Các chốt kết nối với đồng hồ chốt 2mm Khối loa: - Loa sử dụng thí nghiệm loại loa Ohm, 0,25W - Tích hợp mạch khuếch đại cơng suất loa bên với nguồn ni 12VDC - Tín hiệu âm ngõ vào đáp ứng dạng tín hiệu xung tương tự Khối biến trở: - Biến trở loại kOhm, 10 kOhm, 100 kOhm Mohm - Các chân biến trở kết nối bên bằng chốt 2mm có sơ đồ tương ứng biến trở Khối bo thử: - Dùng để lắp ráp cách mạch rời khơng có module thực hành - Các tiếp điểm bo thử chống oxi hóa Khối xung đơn: - Xung tác động chống dội phím, dùng để cung cấp xung clock cho IC chức cần tín hiệu xung clock ngõ vào - Khi nhấn ngõ mức khơng nhấn ngõ mức Các module gá vali để thuận tiện cho thực hành, thuận tiện cấp nguồn DC, tín hiệu mơ ngõ vào tín hiệu ngõ cần hiển thị led Các module thực hành Trang Tài liệu thí nghiệm điện tử số BÀI MODULE THÍ NGHIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH LOGIC SỐ - Thiết bị thực tập cần thiết cho thực hành gồm có:  Vali thí nghiệm điện tử số  Module thí nghiệm mạch logic số  Dây cắm thí nghiệm CỔNG AND - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối công tắc SW1 SW2 từ công tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt A, B cổng AND - Chuyển đối công tắc sang trạng thái OFF Trang Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng - Bảng trạng thái IC 7408 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp - Bật công tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON, chuyển đổi trạng thái logic công tắc theo bảng trạng thái bên ghi nhận kết vào bảng sau Ngõ vào - Ngõ A B Trạng thái led Y L L Tắt L L H Tắt L H L Tắt L H H Sáng H Nhận xét hoạt động mạch Mạch hoạt động lý thuyết học: Y = A.B Trang Tài liệu thí nghiệm điện tử số – CỔNG NAND - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối cơng tắc SW1 SW2 từ công tắc mô tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt A, B cổng NAND - Chuyển đối công tắc sang trạng thái OFF - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng - Bảng trạng thái IC 7400 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, X không quan tâm trạng thái - Bật cơng tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON, chuyển đổi trạng thái logic công tắc theo bảng trạng thái bên ghi nhận kết vào bảng sau Ngõ vào Ngõ A B Trạng thái led Y L L Sáng H L H Sáng H H L Sáng H Trang Tài liệu thí nghiệm điện tử số H - H Tắt L Nhận xét hoạt động mạch Mạch hoạt động lý thuyết học: Y= CỔNG OR - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối công tắc SW1 SW2 từ công tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt A, B cổng OR - Chuyển đối công tắc sang trạng thái OFF - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng Trang Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Bảng trạng thái IC 7432 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, X không quan tâm trạng thái - Bật công tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON, chuyển đổi trạng thái logic công tắc theo bảng trạng thái bên ghi nhận kết vào bảng sau Ngõ vào - Ngõ A B Trạng thái led Y L L Tắt L L H Sáng H H L Sáng H H H Sáng H Nhận xét hoạt động mạch Mạch hoạt động lý thuyết học: Y=A+B Trang Tài liệu thí nghiệm điện tử số CỔNG NOR - Chuyển công tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối công tắc SW1 SW2 từ cơng tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt A, B cổng NOR - Chuyển đối công tắc sang trạng thái OFF - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng - Bảng trạng thái IC 7402 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp - Bật cơng tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON, chuyển đổi trạng thái logic công tắc theo bảng trạng thái bên ghi nhận kết vào bảng sau Ngõ vào Ngõ A B Trạng thái led Y L L Sáng H L H Tắt L H L Tắt L H H Tắt L Trang 10 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, Z trạng thái hở mạch - Bật công tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON, chuyển đổi trạng thái logic công tắc theo bảng trạng thái bên ghi nhận kết vào bảng sau Ngõ vào A - Ngõ Trạng thái led Y Nhận xét hoạt động mạch BÀI MODULE THÍ NGHIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH LOGIC SỐ - Thiết bị thực tập cần thiết cho thực hành gồm có:  Vali thí nghiệm điện tử số  Module thí nghiệm mạch logic số Trang 15 Tài liệu thí nghiệm điện tử số  Dây cắm thí nghiệm JK FLIP-FLOP - Chuyển công tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối ngõ khối xung đơn vali thí nghiệm điện tử số đến chốt Clk khối JK Flip-Flop - Kết nối công tắc SW1, SW2, SW3 SW4 từ công tắc mô tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt Clr, J, K, PR khối JK Flip-Flop - Chuyển đối công tắc sang trạng thái OFF - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng Trang 16 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Bảng trạng thái IC 74112 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, X không quan tâm - Bật công tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON - Điều chỉnh trạng thái công tắc kết nối với chốt ngõ vào Clr, J, K, PR, thay đổi giá trị theo bảng trạng thái bên trên, quan sát trạng thái led kết nối với chốt Q Q đảo mạch Flip-Flop JK, ghi nhận trạng thái led mức logic ngõ vào - Nhấn vào nút nhấn xung đơn để tạo tín hiệu xung Clock ngõ vào - Nhận xét hoạt động mạch so với bảng trạng thái Trang 17 Tài liệu thí nghiệm điện tử số D-TYPE FLIP-FLOP - Chuyển công tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối ngõ khối xung đơn vali thí nghiệm điện tử số đến chốt Clk khối DType Flip-Flop - Kết nối công tắc SW1, SW2 SW3 từ cơng tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt Clr, D, PR khối D-Type Flip-Flop - Chuyển đối công tắc sang trạng thái OFF - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng - Bảng trạng thái IC 7474 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, X không quan tâm - Bật cơng tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON - Điều chỉnh trạng thái công tắc kết nối với chốt ngõ vào Clr, D, PR, thay đổi giá trị theo bảng trạng thái bên trên, quan sát trạng thái led kết nối với chốt Q Q đảo mạch Flip-Flop D, ghi nhận trạng thái led mức logic ngõ vào - Nhấn vào nút nhấn xung đơn để tạo tín hiệu xung Clock ngõ vào Trang 18 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Nhận xét hoạt động mạch so với bảng trạng thái SET/RESET FLIP-FLOP - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối công tắc SW1 SW2 từ công tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt S, R khối Set/Reset Flip-Flop - Chuyển đổi công tắc sang trạng thái OFF - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng - Bảng trạng thái Set/Reset Flip-Flop Trang 19 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Bật cơng tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON - Điều chỉnh trạng thái công tắc kết nối với chốt ngõ vào S, R, thay đổi giá trị theo bảng trạng thái bên trên, quan sát trạng thái led kết nối với chốt Q Q đảo mạch Flip-Flop SR, ghi nhận trạng thái led mức logic ngõ vào - Nhận xét hoạt động mạch so với bảng trạng thái T FLIP-FLOP FROM JK FLIP-FLOP - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối ngõ khối xung đơn vali thí nghiệm điện tử số đến chốt Clk khối JK Flip-Flop - Kết nối công tắc SW1, SW2 SW3 từ cơng tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt Clr, T, PR khối T Flip-Flop - Chuyển đối công tắc sang trạng thái OFF Trang 20 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng - Bảng trạng thái IC 74112 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, X không quan tâm - Bật cơng tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON - Điều chỉnh trạng thái công tắc kết nối với chốt ngõ vào Clr, T, PR, thay đổi giá trị theo bảng trạng thái bên trên, quan sát trạng thái led kết nối với chốt Q Q đảo mạch Flip-Flop T, ghi nhận trạng thái led mức logic ngõ vào - Nhấn vào nút nhấn xung đơn để tạo tín hiệu xung Clock ngõ vào - Nhận xét hoạt động mạch so với bảng trạng thái Trang 21 Tài liệu thí nghiệm điện tử số BÀI MODULE THÍ NGHIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH SỐ 1, MẠCH - Thiết bị thực tập cần thiết cho thực hành gồm có:  Vali thí nghiệm điện tử số  Module thí nghiệm mạch số 1, mạch  Dây cắm thí nghiệm SEGMENT DRIVER/DISPLAY - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối công tắc SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, SW7 từ cơng tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt liệu A, B, C, D liệu điều khiển LT, BI, RBI - Chuyển đổi công tắc sang trạng thái OFF Trang 22 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Bảng trạng thái IC 74LS247 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, X không quan tâm - Bật cơng tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON - Điều chỉnh trạng thái công tắc kết nối với chốt điều khiển LT, BI, RBI, thay đổi giá trị liệu ngõ vào A, B, C, D theo bảng trạng thái bên trên, quan sát trạng thái led đoạn so với liệu ngõ vào, ghi nhận trạng thái led mức logic ngõ vào - Nhận xét hoạt động mạch so với bảng trạng thái Trang 23 Tài liệu thí nghiệm điện tử số BIT ADDER (CỘNG BIT) - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối công tắc SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, SW7, SW8 từ cơng tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt liệu A1, B1, A2, B2, A3, B3, A4, B4 cộng 4bit - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng - Chuyển đổi công tắc sang trạng thái OFF - Bảng trạng thái IC 74LS283 Trang 24 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, X không quan tâm - Bật công tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON - Có thể kiểm tra trạng thái bit nhớ Co IC cách kết nối chốt Co lên mức (nguồn 5V) mức (chốt 0V) - Khi kết nối chân Co lên mức - Điều chỉnh trạng thái công tắc kết nối với chốt liệu ngõ vào A1, B1, A2, B2, A3, B3, A4, B4, quan sát trạng thái led ngõ ra, ghi nhận trạng thái led mức logic ngõ vào - Nhận xét hoạt động mạch so với bảng trạng thái Trang 25 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Khi kết nối chân Co xuống mức - Điều chỉnh trạng thái công tắc kết nối với chốt liệu ngõ vào A1, B1, A2, B2, A3, B3, A4, B4, quan sát trạng thái led ngõ ra, ghi nhận trạng thái led mức logic ngõ vào - Nhận xét hoạt động mạch so với bảng trạng thái BIT COMPARATOR (SO SÁNH BIT) - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối chốt 0V, +5V từ khối nguồn cấp DC vali thí nghiệm điện tử số đến chốt 0V, 5V module thí nghiệm - Kết nối công tắc SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, SW7, SW8 từ cơng tắc mơ tín hiệu ngõ vào vali thí nghiệm điện tử số đến chốt liệu A0, B0, A1, B1, A2, B2, A3, B3 so sánh 4bit - Led báo trạng thái led ngõ tương ứng với mức logic, mức “0” tương ứng led tắt, mức “1” tương ứng led sáng - Chuyển đổi công tắc sang trạng thái OFF Trang 26 Tài liệu thí nghiệm điện tử số - Bảng trạng thái IC 74LS85 - Trong đó: H mức logic cao, L mức logic thấp, X không quan tâm - Bật công tắc nguồn thí nghiệm điện tử số sang trạng thái ON - Có thể tạo tín hiệu ngõ vào điều khiển so sánh cách kết nối chốt A>B, A