Vi mạch lập trình số

Vi mạch lập trình số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTKHOA ĐIỆN - ĐIỆN TƯÛBỘ MÔN ĐIỆN TƯÛLUẬN VĂN TỐT NGHIỆPĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRƯƠNG PHƯỚC TOÀN LỚP : 95KĐĐ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TRẦN VĂN TRỌNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNGTP HỒ CHÍ MINH THÁNG 3- 2000BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐẠI HỌC QUỐC GIA T/P HCM Độc lập – Tự do – hạnh phúcTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCMKHOA ĐIỆNBỘ MÔN ĐIỆN TƯÛNHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPHọ và tên sinh viên : Trương Phước ToànLớp : 95KĐĐNgành : Kỹ thuật Điện – Điện tử 1 . Tên đề tài : ỨNG DỤNG VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH 2 . Các số liệu ban đầu :……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3 . Nội dung phần thuyết minh tính toán:………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG 4 . Các bản vẽ:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5 . Giáo viên hướng dẫn : TRẦN VĂN TRỌNG. 6 . Ngày giao nhiệm vụ : 13/12/1999 7 . Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/2/2000 Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn Ngày tháng năm 2000 Trần Văn TrọngỨng dụng vi mạch số lập trình Trang 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNGBẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPHọ và tên sinh viên : Trương Phước Toàn Lớp : 95KĐĐNgành : Kỹ thuật Điện – Điện tửTên đề tài : ỨNG DỤNG VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNHNội dung đồ án :……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNGNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn Trần Văn TrọngỨng dụng vi mạch số lập trình Trang 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNGNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Giáo viên phản biệnỨng dụng vi mạch số lập trình Trang 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNGLỜI MƠÛ ĐẦUVới sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lónh vực điều khiển, từ khi công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm so với việc sử dụng các mạch điều khiển được lắp ráp từ các linh kiện rời như kích thước mạch nhỏ, gọn, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy và công suất tiêu thụ thấp .Ngày nay lónh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bò, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ điện tử . nhằm giúp cho đời sống ngày càng hiện đại và tiện lợi hơn.Đề tài ứng dụng vi mạch số lập trình rất phong phú đa dạng, có nhiều loại hình khác nhau dựa vào công dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo tiếng việt hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tiễn còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót.Rất mong được nhận những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân tình, quý báu của quý thầy cô cùng các bạn sinh viên.Tháng 2 năm 1999Trương Phước ToànỨng dụng vi mạch số lập trình Trang 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNGLỜI CẢM TẠCon xin tỏ lòng biết ơn vô hạn đến ba mẹ và giình, những người thân yêu nhất, đã hết lòng dạy dỗcho con ăn học nên người.Con xin tỏ lòng biết ơn đến thầy hướng dẫnTRẦN VĂN TRỌNG đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn,đóng góp nhiều ý kiến quý báu và tạo điều kiện cho emtrong thời gian qua.Em xin cảm ơn quý thầy cô trong khoa Điện -Điện tử trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật đã hết lòngdạy dỗ em trong thời gian học ở trường.Xin cảm ơn các bạn cùng khoá đã tận tình giúpđỡ để tôi hoàn thành tốt luận văn này.Sinh viên thực hiệnTrương Phước ToànỨng dụng vi mạch số lập trình Trang 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNGMỤC LỤC Trang PHẦN I LÝ THUYẾT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1CHƯƠNGI GIỚI THIỆU CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN . . . . . . . . . . . 2 I/ CỔNG LOGIC VÀ (AND) ,HOẶC (OR) ,KHÔNG (NOT) . . . . . . . . 2 1/ Cổng logic VÀ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 2/ Cổng logic HOẶC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 3/ Cổng logic KHÔNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 II/ CỔNG LOGIC KHÔNG-VÀ (NAND) ,KHÔNG-HOẶC (NOR). . . . . 4 1/ Cổng NAND. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2/ Cổng NOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 III/ CỔNG LOGIC EXOR ,EXNOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1/Cổng EXOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 2/Cổng EXNOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 IV/ BIẾN ĐỔI CÁC HÀM QUAN HỆ RA HÀM LOGIC NAND, NOR . 6CHƯƠNG II MẠCH LOGIC TỔ HP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 I/ ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA MẠCH TỔ HP . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 II/ PHƯƠNG PHÁP BIỂU THỊ VÀ PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LOGIC 8 III/ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ LOGIC MẠCH TỔ HP . . . . . . . . . . . .91/ Phân tích yêu cầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 2/ Lập bảng sự thật . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93/ Tiến hành đơn giản hóa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 CHƯƠNG III GIỚI THIỆU VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH . . . . . . . . . .12 1/ LỊCH SƯÛ PHÁT TRIỂN CỦA VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH . . . . . . 12 2/ CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA CÁC HỌ VI MẠCH LẬP TRÌNH . . . .16 3/ CÁC PHẦN MÈM HỔ TR CỦA PLD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4/ GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SYNARYO . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 PHẦN II THI CÔNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48PHẦN III KẾT LUẬN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 10 [...]... hệ vi mạch PAL được phổ biến rộng rãi (đặc biệt là nhóm vi mạch 20 chân) và PAL được xem là họ vi mạch đại diện cho họ vi mạch số lập trình. Ngoài ra các công ty chế tạo PAL có chọn lựa trong vi c ký hiệu các số trên một vi mạch. Điều này cung cấp cho người sử dụng những thông tin cần thiết có liên quan đến ứng dụng của vi mạch. Các ký hiệu trong vi c đánh số của họ PAL nói chung bao gồm 2 số. .. TRỌNG Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 39 Vào/Clk Ngỏ vào Ngỏ vào Ngỏ vào Ngỏ vào Ngỏ vào Ngỏ vào Ngỏ vào Ngỏ vào Vào/ra Vào/ra Vào/ra Vào/ra Vào/ra Vào/ra Vào/ra Vào/ra 9 13 8 14 7 15 6 16 5 17 4 18 3 19 2 11 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG CHƯƠNG III VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH I/ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH . Trước thời kỳ vi mạch số lập trình (Programmable... ký tự. Số đần tiên trong tên vi mạch cho biết số ngõ vào của vi mạch (đây chính là số biến ngõ vào của mảng AND). Số thứ hai biểu thị số ngỏ ra của vi mạch. Ký tự nằm giữa 2 số chỉ ra ý nghóa các thuộc tính của ngỏ ra. Một số mã ký tự có ý nghóa là: H tác động mức thấp. L tác động mức cao. P tác động ngỏ ra có thể lập trình. C phần bổ sung các ngỏ ra. S bộ tuần tự. Các ký hiệu của vi mạch họ... NOR, hai biến dùng để điều khiển mạch lật và có 30 biến dùng cho cổng lập trình. Hình 3.17 trình bày sơ đồ logic của cổng lập trìnhtrong vi mạch XL78C800.Có ba ngỏ vào của tín hiệu J,K,O được đưa vào cổng lập trình. Với hai biến J,K để điều khiển FF JK. Từ cổng lập trình cũng có 4 đường tín hiệu được đưa về mảng NOR. Chân của vi mạch kết hợp với các cổng lập trình được kết nốùi với ngỏ vào của... Birkner đã đưa ra khái niệm mới về vi mạch số lập trình, vi mạch này cũng tương tự FLA nhưng thay vì có hai mảng lập trình thì PAL (Programmable Array Logic ) chỉ có một mảng AND lập trình và theo sau là mảng OR được giữ cố định (không lập trình ). Như vậy mỗi cổng OR sẽ có một tích số cố định được nối với ngỏ vào của nó, do vậy sẽ giảm được kích thước của vi mạch và cho phép tín hiệu được truyền... BIỆN ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Giáo vi n phản biện Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG Hình 3.6 . Sơ đồ logic của FPGA PLS151 Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 33 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG Hình 3.16. Sơ đồ chức năng PLS 501 10. Họ vi mạch ERASIC(Erasable Programmable Application Specific IC). Họ vi mạch ERASIC được giới thiệu bởi công... phân. Lý do là khi cả hai biến số đều là 1 thì Y = 1 thay vì là 0. Mặc dù HOẶC như vậy vẫn có ý nghóa thực tế nên vẫn được dùng, nhưng người ta phải định nghóa một cổng Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 14 A Y A B & Y B LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 46 Hình 3.15 . Mạch lật RS và D sử dụng cấu trúc PML b) Mạch lật D a) Mạch lật RS I 23 . . I 0 ... Logic Device) ra đời, thiết kế logic số truyền thống thì bao gồm nhiều vi mạch TTL loại MSI và SSI kết hợp lại để tạo ra các hàm logic mong muốn. Những nhà thiết kế dựa vào những sách tra cứu các vi mạch số để tìm hiểu các thông số kỹ thuật, sau đó mới quyết định sử dụng các vi mạch số cần thiết cho yêu cầu thiết kế của họ. Điều bất lợi của vi c thiết kế này là trong một board sử dụng nhiều vi mạch, ... : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG Mảng NAND MxN Hình 3.13 . Sơ đồ logic lập trình macro a) b) Hình 3.14. Mạch logic sử dụng cấu trúc “ flodback” Ứng dụng vi mạch số lập trình Trang 45 Ngỏ vào macro 1 Ngỏ ra macro 0 Ngỏ ra macro 0 Hàm macro I 23 . . I 0 I 0 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TRẦN VĂN TRỌNG được điều khiển bởi một tích số riêng cho... 1980, mạch logic lập trình đã được thừa nhận cùng với sự phát triển tính đa dạng của IFL và PAL đã có nhiều giá trị cho những người thiết kế. Mặc dù sự khởi đầu thành công của PLD, tuy nhiên chỉ một số ít các nhà thiết kế quen với vi c dùng PLD, một số trường đại học đã đưa vi mạch logic lập trình vào những khóa học thiết kế của họ. Tuy thế, kó thuật logic lập trình tiếp tục cải tiến và những vi mạch . VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH . . . . . . . . . .12 1/ LỊCH SƯÛ PHÁT TRIỂN CỦA VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH . . . . . . 12 2/ CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA CÁC HỌ VI. thuộc vi c thay giá trò ). Ví dụ: Sơ đồ mạch nguyên lí hình 2-3 dùng hai chuyển mạch A,B mắc nối tiếp điều khiển bóng đèn Y.Ứng dụng vi mạch số lập trình