Thiết kế mạch cộng hai số nhị phân 4 bít, hiển thị kết quả trên LED 7 thanh Mạch cộng là mạch tổ hợp kỹ thuật số được sử dụng để cộng hai số. Mạch cộng gồm một bit tổng (ký hiệu là S) và một bit nhớ (ký hiệu là C) làm đầu ra. Thông thường mạch cộng thực hiện chức năng cộng hai số nhị phân nhưng cũng có thể được thực hiện các phép cộng cho mã BCD. Ngoài ra, mạch cộng có thể được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng khác trong điện tử kỹ thuật số như giải mã địa chỉ , phép tính chỉ số bảng, v.v ...
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Giới thiệu chung
1.1.1 Phân tích đề tài Đề tài thiết kế mạch cộng hai số nhị phân bốn bit là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực điện tử và máy tính Mục đích của đề tài này là thiết kế và xây dựng một mạch điện tử đơn giản và hiệu quả để tính toán tổng của hai số nhị phân bốn bit Quá trình thiết kế mạch cộng hai số nhị phân bốn bit bao gồm việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp và kỹ thuật để tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của mạch Để thiết kế mạch cộng hai số nhị phân bốn bit, chúng tôi đã sử dụng các phương pháp lý thuyết và kỹ thuật thực tiễn để tạo ra một mạch đơn giản và dễ sử dụng Mạch điện tử này sử dụng các cổng logic để thực hiện phép tính cộng hai số nhị phân bốn bit Đồng thời, chúng tôi đã sử dụng phần mềm mô phỏng để kiểm tra và xác minh tính đúng đắn của mạch thiết kế của chúng tôi Để đạt được mục tiêu của đề tài, chúng tôi đã nghiên cứu kỹ lưỡng và thực hiện các bước thiết kế mạch điện tử, từ đặc tả yêu cầu đến thiết kế cấu trúc, lựa chọn linh kiện và mô phỏng mạch Chúng tôi hy vọng rằng kết quả của đề tài này sẽ giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị điện tử và máy tính, đồng thời cung cấp cho các nhà thiết kế mạch điện tử và sinh viên các kiến thức cơ bản về thiết kế mạch cộng hai số nhị phân bốn bit
1.1.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là mạch cộng hai số nhị phân 4 bit có kết quả hiển thị trên led 7 thanh Mạch cộng 4 bit bao gồm các thành phần như cổng logic AND, OR, XOR, cổng logic NOT, … và các linh kiện khác
Các nội dung nghiên cứu của đề tài thiết kế mạch cộng hai số nhị phân 4 bit:
- Tìm hiểu về hệ thống cộng truyền thống và hệ thống cộng bù hai
- Thiết kế mạch cộng 4 bit bằng các khối logic cơ bản như cổng AND, OR, XOR, NOT, cổng đảo
- Phân tích và đánh giá hiệu suất của mạch cộng 4 bit
- Kiểm tra tính đúng đắn của mạch thông qua mô phỏng và thực nghiệm
- Nghiên cứu và đánh giá các ứng dụng của mạch cộng 4 bit trong việc xử lý số liệu và tính toán
- Đề xuất các cải tiến để cải thiện hiệu suất của mạch
- So sánh với các mạch cộng 4 bit khác và đánh giá ưu nhược điểm của từng loại mạch
- Đánh giá sự tiện lợi và tính thực tiễn của mạch cộng 4 bit trong các ứng dụng thực tế
- Đưa ra kết luận và đề xuất hướng phát triển tiếp theo cho đề tài
Mục đích nghiên cứu thiết kế mạch cộng hai số nhị phân 4 bit là nhằm hiểu và áp dụng các khái niệm cơ bản về hệ thống logic số học, thiết kế mạch điện tử và lập trình nhúng Mạch cộng số nhị phân có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như hệ thống điều khiển tự động, thiết bị đo lường, viễn thông và máy tính.
Nghiên cứu thiết kế mạch cộng số nhị phân 4 bit rất quan trọng để hiểu cách hoạt động của các mạch logic Việc này không chỉ giúp tối ưu hóa hoạt động của các hệ thống liên quan mà còn nâng cao hiệu suất của chúng.
Nghiên cứu và thiết kế mạch cộng số nhị phân 4 bit là bước khởi đầu quan trọng trong việc học tập và phát triển các mạch toán học cũng như mạch kiến trúc phức tạp hơn, góp phần vào sự tiến bộ của công nghệ điện tử hiện đại.
1.1.5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài a Ý nghĩa khoa học
- Thiết kế mạch cộng hai số nhị phân 4 bit là một phần của lý thuyết toán học và hệ thống điện tử kỹ thuật số
Đề tài này tập trung vào việc phát triển các giải pháp thiết kế mạch cộng số học hiệu quả và chính xác, đặc biệt khi làm việc với các số có độ dài nhị phân cố định Việc nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn quan trọng trong lĩnh vực công nghệ điện tử và viễn thông.
Thiết kế mạch cộng hai số nhị phân 4 bit đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng kỹ thuật số, bao gồm máy tính, viễn thông, điện tử tiêu dùng và nhiều lĩnh vực khác.
Trong lĩnh vực máy tính, việc cộng hai số nhị phân là một hoạt động thường xuyên, phục vụ cho việc tính toán trong các chương trình và xử lý dữ liệu Thiết kế mạch cộng hai số nhị phân 4 bit không chỉ nâng cao tốc độ tính toán mà còn giúp giảm chi phí sản xuất mạch tích hợp.
Trong lĩnh vực viễn thông, tín hiệu kỹ thuật số nhị phân đóng vai trò quan trọng trong việc truyền và nhận thông tin Mạch cộng hai số nhị phân 4 bit là một thành phần thiết yếu, giúp thực hiện các phép toán trên dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Tổng quan về mạch Logic
1.2.1 Khái niệm cơ bản về mạch Logic
Mạch logic là thành phần quan trọng trong vi mạch điện tử, có chức năng điều khiển và xử lý tín hiệu điện Chúng được cấu tạo từ các cổng logic như AND, OR, NOT, XOR và các thành phần logic bổ sung như bộ nhớ, bộ đếm, bộ giải mã và bộ mã hóa.
Mạch logic là thành phần quan trọng trong các thiết bị điện tử, cho phép thực hiện các phép toán số học, xử lý logic và kiểm tra điều kiện Chúng được ứng dụng rộng rãi trong máy tính, điện thoại, hệ thống điều khiển tự động và nhiều thiết bị khác.
1.2.2 Các bước thiết kế mạch
Để thiết kế mạch logic, có thể làm theo các bước sau:
Để xác định yêu cầu chức năng của mạch logic, trước tiên cần hiểu rõ mục đích và chức năng của mạch Việc này sẽ giúp xác định các đầu vào và đầu ra cần thiết cho thiết kế.
Vẽ sơ đồ logic: Tiếp theo, vẽ sơ đồ logic hoặc biểu đồ dòng tín hiệu để miêu tả hoạt động của mạch logic
Để xác định bảng chân trị, cần dựa vào sơ đồ logic để liệt kê tất cả các trường hợp đầu vào có thể xảy ra cùng với đầu ra tương ứng của mạch logic cho mỗi trường hợp.
Thiết kế hệ thống hàm logic là quá trình xây dựng các hàm logic dựa trên bảng chân trị, sử dụng các phép toán logic cơ bản như AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR và XNOR.
Sử dụng hệ thống hàm logic để vẽ sơ đồ logic kết hợp, giúp biểu diễn mạch logic một cách trực quan và dễ hiểu Sơ đồ logic kết hợp là công cụ quan trọng trong thiết kế và phân tích mạch điện tử, cho phép người dùng nắm bắt rõ ràng các mối quan hệ giữa các tín hiệu và hàm logic.
Kiểm tra mạch logic: Cuối cùng, kiểm tra mạch logic để đảm bảo nó hoạt động chính xác và đáp ứng các yêu cầu chức năng đã đề ra.
Mạch cộng
1.3.1 Khái niệm về mạch cộng
Mạch cộng là một loại mạch tổ hợp kỹ thuật số dùng để cộng hai số, bao gồm một bit tổng (S) và một bit nhớ (C) làm đầu ra Mạch này thường thực hiện phép cộng cho các số nhị phân, nhưng cũng có khả năng thực hiện phép cộng cho mã BCD Hơn nữa, mạch cộng còn được ứng dụng rộng rãi trong điện tử kỹ thuật số, như trong giải mã địa chỉ và các phép tính chỉ số bảng.
1.3.2 Phân loại mạch cộng a Mạch cộng bán phần
Một mạch bán cộng là mạch luận lý thực hiện việc cộng 2 số A và B và xuất ra tổng S và số dư của phép tính C
Bảng 1 1 Bảng chân lý mạch cộng bán phần
Hình 1 1 Sơ đồ mạch cộng bán phần b Mạch cộng toàn phần
Mạch cộng toàn phần là mạch điện tử cho phép thực hiện phép cộng ba bit nhị phân, bao gồm A, B và Cin (số dư từ phép tính trước) Mạch này sẽ xuất ra hai kết quả: tổng S và số dư Cout.
Bảng 1 2 Bảng chân lý mạch cộng toàn phần
Hình 1 2 Sơ đồ mạch cộng toàn phần
Có thể xây dựng mạch logic cho phép cộng nhiều bit số N bằng hai phương pháp chính: phương pháp nối tiếp và phép cộng bán song song Phương pháp nối tiếp thực hiện phép cộng từng cặp bit một cách tuần tự, đảm bảo tính chính xác nhưng có thể chậm hơn.
Để thực hiện phép tính, bắt đầu với 2 bit đầu tiên thông qua mạch cộng toàn phần và áp dụng kết quả vào các phép tính tiếp theo cho đến khi hoàn tất Mặc dù phương pháp này đơn giản và dễ thiết kế, nhưng nó có thể mất thời gian do phải chờ kết quả của phép tính trước đó.
Sơ đồ khối mạch cộng 4 bit cho phép thực hiện phép cộng bán song song, giúp giảm thời gian tính toán Kỹ sư đã phát triển carry lookahead adder, một phương pháp nhanh chóng để cộng hai số bằng cách tạo ra hai tín hiệu P và G, tối ưu hóa quá trình tính toán.
Đối với mỗi vị trí bit, việc xác định khi nào carry được truyền qua từ vị trí thấp hơn là rất quan trọng Trong mọi trường hợp, P đại diện cho phép bán cộng của các đầu vào, trong khi G biểu thị carry của phép tổng.
Hình 1 4 Sơ đồ khối chip cộng 4 bit 4008 dựa trên phép cộng song song
CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG
Các loại IC sử dụng
IC 74LS83 là một bộ cộng đầy nhị phân 4 bit tốc độ cao, cho phép chấp nhận hai từ nhị phân 4 bit (A1 – A4, B1 – B4) cùng với một đầu vào mang (C0) Nó sản xuất các đầu ra tổng nhị phân (R1 – R4) và đầu ra mang (C4) từ bit quan trọng nhất Đầu ra của IC luôn ở dạng TTL, giúp dễ dàng tích hợp với các thiết bị TTL và vi điều khiển khác Với kích thước nhỏ gọn và tốc độ nhanh, IC 74LS83 được coi là giải pháp đáng tin cậy cho nhiều loại thiết bị.
Vi mạch tích hợp thực hiện phép cộng full 4 bit cho phép người dùng chỉ cần cung cấp hai số 4 bit đầu vào cùng với nguồn cấp mà không cần nối mạch phức tạp Điều này giúp đơn giản hóa quá trình thiết kế mạch cộng full 4 bit.
- Thích hợp làm mạch nghiên cứu, học tập
Hình 2 1 Ảnh thực tế IC 74LS83
Hình 2 2 Sơ đồ chân IC 74LS83
Hình 2 3 Sơ đồ mạch logic của IC 74LS83
Mạch tích hợp IC 74LS85 là một thiết bị so sánh độ lớn, chuyên dùng để so sánh dữ liệu nhị phân với kích thước nhỏ gọn và nhiều tùy chọn đóng gói Nó có khả năng so sánh hai dữ liệu nhị phân 4 bit và cung cấp đầu ra ở dạng trạng thái cao và thấp IC 74LS85 nhận 8 đầu vào song song cho hai dữ liệu nhị phân 4 bit và cho ra đầu ra 3 bit song song Với mức tiêu thụ điện năng thấp và đầu ra TTL1, IC này tương thích tốt với các thiết bị và bộ vi điều khiển dựa trên TTL khác.
Để IC hoạt động, cần kết nối với nguồn điện và thiết bị TTL hoặc vi điều khiển Trong các vi mạch như bộ cộng, hoạt động bắt đầu từ LSB2, trong khi bộ so sánh bắt đầu từ MSB3 Dữ liệu được so sánh từ MSB và chuyển đến LSB; nếu dữ liệu A lớn hơn B hoặc ngược lại, kết quả đầu ra sẽ được xác định Dữ liệu đầu vào của IC gồm hai phần 4 bit, trong khi dữ liệu đầu ra có 3 bit Dữ liệu đầu vào có thể là bất kỳ số nhị phân nào, nhưng trong đầu ra, chỉ một bit cao còn lại thấp, với ba bit mô tả đầu ra dựa trên đầu vào.
- 74LS85 có thể được sử dụng để so sánh 4-bit cùng một lúc
- Nó có thể được mở rộng hơn nữa để so sánh dữ liệu nhiều hơn 4-bit
- 7485 cho đầu ra ở dạng TTL, giúp nó tương thích với các thiết bị TTL và bộ vi điều khiển khác
- Nó có hai gói, SOIC4 và PDIP5
Hình 2 4 Ảnh thực tế IC 74LS85
Hình 2 5 Sơ đồ chân của IC 74LS85
Hình 2 6 Sơ đồ mạch logic của IC 74LS85
IC 74LS247 là một mạch tích hợp TTL chuyên dụng dùng để giải mã BCD (Mã số thập phân mã hóa theo nhị phân) sang mã 7 thanh Anot chung, giúp dễ dàng điều khiển LED 7 thanh hiển thị số Mạch này bao gồm 4 đầu vào và 7 đầu ra, với các chân tín hiệu vào bổ sung để cung cấp thêm một số chức năng phụ cho IC.
Hình 2 7 Ảnh thực tế IC 74LS247
Hình 2 8 Sơ đồ chân của IC 74LS247
Hình 2 9 Sơ đò mạch logic IC 74LS247
Kiểm tra đèn và đảm bảo đầy đủ các điều khiển đầu vào hoặc đầu ra gợn sóng là rất quan trọng Tất cả các loại điều khiển tự động đều có chức năng xóa khoảng trống ở đầu và cuối, cùng với một đầu vào khoảng trống ghi đè để điều khiển cường độ đèn bằng cách tạo xung hoặc ngăn chặn đèn đầu ra Kiểm tra có thể thực hiện bất kỳ lúc nào khi nút BI/RBO ở mức cao Mẫu hiển thị cho số lượng đầu vào BCD trên 9 sử dụng các ký hiệu duy nhất để xác thực các điều kiện đầu vào.
Chức năng: Đây là IC chuyển từ mã nhị phân sang các số tương ứng được hiển thị trên led
7 đoạn IC có ngõ ra tích cực mức thấp IC có 8 ngõ ra , 4 ngõ vào dữ liệu
Bảng 2 1 Bảng chức năng cụ thể của IC 74LS247
74LS32 là cổng OR đầu vào kép với bốn cổng độc lập, mỗi cổng thực hiện chức năng logic OR Mỗi cổng có hai đầu vào, do đó nó được gọi là cổng OR đầu vào kép Các cổng logic như 74LS32 và flip-flop6 đóng vai trò quan trọng trong thiết bị điện tử kỹ thuật số.
Hình 2 10 Ảnh thực tế IC 74LS32
Hình 2 11 Sơ đồ chân IC 74LS32
IC 74LS32 là một mạch tích hợp với 12 chân đầu vào và đầu ra, bao gồm bốn cổng OR Để sử dụng IC này, chỉ cần cấp nguồn cho chân Vcc và chân Ground Điện áp hoạt động tiêu chuẩn của IC là +5V, nhưng nó cũng có thể hoạt động ở +7V Điện áp đầu ra tại chân Y sẽ tương đương với điện áp hoạt động của IC Theo bảng chân lý của cổng OR, đầu ra sẽ ở mức cao khi một trong hai hoặc cả hai đầu vào đạt mức cao.
- Sử dụng để học tập
- Dùng cho các mạch logic, các mạch điển tử
- Ứng dụng nhiều trong các mạch điện tử
- So sánh trạng thái tín hiệu
- Họ TTL dùng để tính toán mạch logic
- IC so sánh, IC đếm mã BCD, tính toán mạch logic,
Mạch cổng logic AND đơn thủ công thường có kích thước lớn, nhưng IC 74LS08 đã tích hợp bốn cổng AND, cho phép sử dụng riêng biệt mà không ảnh hưởng đến nhau IC này chỉ cần một nguồn điện duy nhất và có nhiều dạng để phù hợp với yêu cầu mạch Đầu ra của IC tương thích với TTL, dễ dàng kết nối với các thiết bị TTL và vi điều khiển khác Với kích thước nhỏ gọn và tốc độ xử lý nhanh, IC 74LS08 mang lại độ tin cậy cao so với các linh kiện khác.
Hình 2 12 Ảnh thực tế IC 74LS08
Hình 2 13 Sơ đồ chân IC 74LS08
IC 74LS08 có thời gian tăng và giảm là 18ns, hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ từ 0 đến 70 độ C, và có khả năng chịu đựng nhiệt độ từ -65 đến 150 độ C.
Chức năng: IC 74LS08 được sử dụng để thực hiện các toán tử logic phổ biến của cổng AND Nó cũng được sử dụng trong các thiết bị sau:
- Linh kiện điện tử số
- IC được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống digital
IC 74LS04 là cổng logic NOT 2 đầu vào 4x8bit, có chức năng đảo ngược giá trị logic đầu vào thành mức cao hoặc thấp Cổng NOT, hay còn gọi là bộ đảo trạng thái logic, được thiết kế đơn giản bằng cách sử dụng transistor NMOS và PMOS, với một đầu vào và một đầu ra Chức năng chính của transistor trong mạch này là cung cấp đầu ra ngược lại với tín hiệu đầu vào Mạch cơ bản của cổng NOT thường phức tạp và tốn kém do sử dụng transistor có kích thước lớn hơn so với các giải pháp khác.
Khi gộp hai cổng NOT trong IC 74LS04, ngõ ra không bị đảo trạng thái do cổng NOT thứ nhất chuyển đổi trạng thái và cổng NOT thứ hai khôi phục lại trạng thái ban đầu Nếu không có cổng NOT, giá trị đầu ra sẽ không thay đổi Số lượng cổng NOT chẵn sẽ triệt tiêu hiệu ứng lẫn nhau, trong khi số lẻ cho phép thay đổi trạng thái logic, có thể là 1, 3 hoặc 5 Chúng ta sẽ chứng minh điều kiện này trong Proteus bằng cách kết nối cổng NOT với các trạng thái logic và kiểm tra hoạt động theo bảng sự thật.
Hình 2 14 Ảnh thực tế IC 74LS04
Hình 2 15 Sơ đồ chân IC74LS04
- Chuyển đổi đến logic phổ biến74LS04 được sử dụng như một bộ đảo trong máy chủ
- Trong bộ nhớ, cổng NOT được sử dụng rộng rãi
- PC, Máy tính xách tay và các máy tính thông minh khác đều cổng NOT bên trong
- Trong điện tử kỹ thuật số hoặc bất kỳ hệ thống kỹ thuật số nào như mạng cũng sử dụng các cổng để đảo ngược trạng thái logic.
Phần tử tạo tín hiệu (Công tắc DIP SW_4 )
Trong lĩnh vực điện tử, DIP là viết tắt của "gói nội tuyến kép", chỉ các công tắc gói nội tuyến kép Công tắc DIP bao gồm một tập hợp các công tắc điện tử thủ công nhỏ, được thiết kế để tích hợp với các mạch khác Thuật ngữ này có thể chỉ một công tắc đơn lẻ trong một thiết bị nhiều công tắc hoặc toàn bộ thiết bị đó.
Công tắc DIP đóng vai trò quan trọng trong việc cho phép người dùng điều chỉnh dòng điện trên bảng mạch in (PCB), thẻ mở rộng và các thiết bị điện tử khác, từ đó thay đổi chế độ hoạt động của thiết bị.
Hình 2 16 Ảnh thực tế công tắc DIP SW-4
Bộ chuyển mạch DIP hiện nay ít được sử dụng hơn do xu hướng giảm quy mô và chi phí cho các giải pháp tương đương khác, nhưng vẫn phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp và mạch thử nghiệm Chúng cung cấp một tùy chọn hiệu quả về chi phí để điều khiển thiết bị và dễ dàng kết nối vào thiết kế mạch PCB hoặc bảng mạch bánh mì Bộ chuyển mạch DIP cho phép xem nhanh các cài đặt hiện tại mà không cần bật nguồn hệ thống, giúp giảm nhu cầu chi tiêu cho phần cứng bổ sung để thực hiện nhiều tác vụ đầu ra.
Công tắc DIP là loại công tắc cơ điện hai đầu cuối (bật/tắt hoặc 1/0) được lắp trên bề mặt tiêu chuẩn, thường được bán trong vỏ nhựa chịu nhiệt Mặc dù thường được gọi là 'jumper', chúng thực sự là sự thay thế cho jumper truyền thống, với chức năng tổng thể tương tự.
Phần tử hiển thị ( Led 7 đoạn Anode chung )
Led 7 đoạn là thiết bị hiển thị điện tử để hiển thị số Khi mỗi đoạn chiếu sáng thì một phần của chữ số sẽ được hiển thị Led 7 đoạn được sủ dụng rộng rãi tỏng đồng hồ số, máy tính
Hình 2 17 Ảnh thực tế LED 7 thanh
Hình 2 18 Sơ đồ chân led 7 thanh
Để LED sáng, cần phải phân cực thuận cho từng LED Để tạo ra các chữ số, chỉ cần kích hoạt các LED ở vị trí tương ứng Bảng mô tả cung cấp hướng dẫn cách hiển thị các chữ số trên màn hình LED 7 đoạn.
Điện trở
Điện trở (Resistor) là linh kiện điện tử thụ động với hai tiếp điểm, có chức năng điều chỉnh tín hiệu và hạn chế cường độ dòng điện trong mạch Nó được sử dụng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor, và đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng điện khác nhau.
MÔ PHỎNG VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG
Phân tích đề tài
Số nhị phân 4 bit có giá trị tối đa là 15, do đó, khi cộng hai số nhị phân 4 bit, giá trị lớn nhất đạt được là 30 Để hiển thị kết quả này, chúng ta sử dụng 2 đèn LED 7 đoạn để thể hiện các hàng đơn vị và hàng chục.
Từ phân tích trên tôi chia thành 3 khối mạch chính như sau:
- Khối cộng 2 số nhị phân 4 bit
- Khối xử lý đổi số nhị phân (kết quả của phép cộng 2 số nhị phân 4 bit) sang BCD (hàng chục, hàng đơn vị)
- Khối giải mã lên 2 LED 7 đoạn.
Giải quyết vấn đề
3.2.1 Giải mã hàng dơn vị lên LED
Để chuyển đổi hai mã nhị phân 4 bit đầu vào thành mã BCD, trước tiên, cần so sánh hai số nhị phân bằng IC so sánh Nếu giá trị lớn hơn 9, chúng ta sẽ cộng thêm 6 vào giá trị nhị phân đó để đảm bảo nó nằm trong khoảng từ 0 đến 9, từ đó tạo ra mã BCD hợp lệ.
Cộng 2 mã BCD vừa chuyển đổi thì ta thu được kết quả 0 đến 18 Để chuyển kết quả này thành dạng BCD để giải mã lên LED 7 đoạn thì ta sẽ hiệu chỉnh bằng mạch cộng nhị phân
Hinh 3 1 Mạch chuyển đổi hai số nhị phân 4 bit sang mã BCD
Bảng 3 1Bảng mã tương đương giữa 5 loại mã
Khi giá trị 0 đến 9 thì mã nhị phân và BCD hoàn toàn giống nhau
Sử dụng bìa Karnaugh để tối thiểu cho tín hiệu Y:
Bảng 3 3 Bìa Karnaugh tối thiểu cho tín hiệu Y
Từ bìa Karnaugh ta có:
3.2.2 Giải mã hàng chục lên LED
Vì hàng chục hiển thị giá trị 0 đến 3 nên trạng thái của đầu ra sẽ gồm 2 bit nhị phân
Sử dụng bìa Karnaugh để tối thiểu cho tín hiệu Y1 và Y2:
Bảng 3 5Bìa Karnaugh tối thiểu cho tín hiệu Y1 và Y2
Từ bìa Karnaugh ta có:
3.2.3 Hiển thị trên LED 7 đoạn
Chúng ta sẽ sử dụng IC giải mã 74LS247 để giải mã LED 7 đoạn anode chung
Hinh 3 2 Hiển thị LED 7 thanh
Thiết kế mạch trên phần mềm Proteus
Hinh 3 3 Thiết kế mạch trên phần mềm Proteus
Thiết kế mạch trên phần mềm Altium
Hinh 3 4 Thiết kế mạch trên phần mềm Altium
Hinh 3 5 Sơ đồ mạch điện
Thiết kế mạch thực tế
Hinh 3 6 Mạch sau khi hoàn thiện