Báo cáo bài 10 thực hành điện điện tử cơ bản

Đây là báo cáo thực hành bài 10, môn Thực hành điện điện tử cơ bản, trường Đại học công nghệ thông tin. UITBài 10. Khảo sát cổng logic NAND, OR, NOT, AND, EXOR10.1 Mục tiêu Khảo sát các cổng logic cơ bản, làm quen với các vi mạch cổng logic, cách tra cứu sơ đồ chân, đọc bảng trạng thái, cách kiểm tra các cổng logic, vẽ đặc tuyến truyền đạt, xác định dãy điện áp của các mức logic của các cổng logic thuộc họ TTL và CMOS. Thiết kế các mạch ứng dụng dùng các cổng Logic.

Trang 1

BÁO CÁO BÀI 10 Môn: Thực hành Điện – Điện tử cơ bản

KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH

Trang 2

- -Bài 10 Khảo sát cổng logic NAND, OR, NOT, AND, EX-OR

10.1 Mục tiêu

Khảo sát các cổng logic cơ bản, làm quen với các vi mạch cổng logic, cách tra cứu

sơ đồ chân, đọc bảng trạng thái, cách kiểm tra các cổng logic, vẽ đặc tuyến truyền đạt, xác định dãy điện áp của các mức logic của các cổng logic thuộc họ TTL và CMOS

Thiết kế các mạch ứng dụng dùng các cổng Logic

10.2 Câu hỏi chuẩn bị

1 Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NAND?

Ký hiệu:

Phương trình:

Bảng trạng thái:

2 Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NOT?

Ký hiệu:

Trang 3

Phương trình:

3 Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng AND?

Kí hiệu:

Phương trình:

Out = A.B

4 Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng OR?

Kí hiệu:

Phương trình:

Out = A + B

Trang 4

0 1 1

5 Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NOR?

Kí hiệu:

Phương trình:

6 Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng EX-OR?

Kí hiệu:

Phương trình:

7 Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng EX-NOR?

Kí hiệu:

Trang 5

Phương trình:

10.3 Nội dung

10.3.1 Khảo sát cổng NAND – IC 7400

10.3.1.1 Khảo sát datasheet của IC cổng NAND 7400

Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông

số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như Hình 10-1:

Trang 6

Hình 10-1 Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng NAND 7400

10.3.1.2 Sơ đồ chân IC 7400 trên bộ thí nghiệm

IC cổng NAND 7400 đã gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board với các tên như Hình 10-2 IC nằm trong board số 5 và nguồn IC 7400 đã được cung cấp

Hình 10-2 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra cổng NAND

 Các tên A, B, C, D là thứ tự các cổng, số 00 là lấy 2 mã số sau cùng của 7400 A

và B là các ngõ vào, Y là ngõ ra Tương tự đối với cổng AND là IC 7408

Trang 7

 IC6 là cổng NAND 7400, IC7 là cổng AND 7408.

10.3.1.3 Kiểm tra IC cổng NAND 7400

 Kết nối các Switch đến các ngõ vào 4 cổng NAND của IC 7400

 Kết nối các ngõ ra 4 cổng NAND đến các led như Hình 10-3

Hình 10-3 Kiểm tra IC cổng NAND 7400

 Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái Bảng 10-1 và ghi trạng thái của led:

Chú ý: Led sáng tương ứng với mức logic 1, led tắt tương ứng với mức logic 0

Bảng 10-1

Cổng NAND A Cổng NAND B Cổng NAND C Cổng NAND D

Led1

A

Led2

B

Led3 Y

Led4 A

Led5 B

Led6 Y

Led7 A

Led8 B

Led9 Y

Led10 A

Led 11 B

Led12 Y

Kết luận: Hãy đánh dấu “×” nếu cổng hư, đánh dấu “√” nếu cổng tốt:

Bảng 10-2

Trang 8

Tốt/hư (“√/× ”) √ √ √ √

10.3.2 Khảo sát cổng AND – IC 74LS08

10.3.2.1 Khảo sát datasheet của IC cổng AND 7408

Hình 10-4 Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng AND 7408

IC cổng NAND 7408 đã gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối như Hình 10-5 Nguồn của IC 74LS08 đã được cung cấp

Trang 9

Hình 10-5 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra cổng AND

10.3.2.3 Kiểm tra IC cổng NAND 7408

 Kết nối các switch đến các ngõ vào cổng AND của IC 7408

 Kết nối các ngõ ra 4 cổng AND đến các led như Hình 10-6

Hình 10-6 Kiểm tra IC cổng AND 7408

Bảng 10-3

Trang 10

Cổng AND A Cổng AND B Cổng AND C Cổng AND D

Led1

A Led2B Led3Y Led4A Led5B Led6Y Led7A Led8B Led9Y Led10A Led 11B Led12Y

Kết luận: hãy đánh dấu “×” nếu cổng hư, đánh dấu “√” nếu cổng tốt:

Bảng 10-4

Tốt/hư (“√/× ”) √ √ √ √

10.3.3 Khảo sát cổng OR – IC 74LS32

10.3.3.1 Khảo sát datasheet của IC cổng OR 7432

Hình 10-7 Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng OR 7432

Có 2 IC cổng OR 7432 đã gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board với các tên như Hình 10-8 IC nằm trong board số 5 và nguồn IC 7432 đã được cung cấp

Trang 11

Hình 10-8 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra cổng OR

Do có 2 IC cổng OR nên phải kiểm tra cả 2 IC Tên cho 8 cổng được đặt từ A đến H

10.3.3.3 Kiểm tra IC cổng OR 7432

 Kết nối các switch đến các ngõ vào 4 cổng OR của IC 7432

 Kết nối các ngõ ra 4 cổng OR đến các led như Hình 10-9

Hình 10-9 Kiểm tra IC cổng OR 7432

Bảng 10-5

Trang 12

Cổng OR A Cổng OR B Cổng OR C Cổng OR D

Led1

A Led2B Led3Y Led4A Led5B Led6Y Led7A Led8B Led9Y Led10A Led11B Led12Y

Thực hiện kiểm tra tương tự cho IC cổng OR thứ 2 và ghi vào Bảng 10-6

Bảng 10-6

Cổng OR E Cổng OR F Cổng OR G Cổng OR H

Led1

A Led2B Led3Y Led4A Led5B Led6Y Led7A Led8B Led9Y Led10A Led11B Led12Y

Bảng 10-7

S th t c ngố thứ tự cổng ứ tự cổng ự cổng ổng A B C D E F G H

Tốt/hư (“√/× ”) √ √ √ √ √ √ √ √

10.3.4 Khảo sát cổng EX-OR – IC 7486

Trang 13

Hình 10-10 Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng EX-OR 7486.

10.3.5 Khảo sát cổng NOT – IC 74LS14

10.3.5.1 Khảo sát datasheet của IC cổng NOT 7414

IC cổng NOT 7414 đã gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board với các tên như Hình 10-12 IC nằm trong board số 5 và nguồn IC 7414 đã được cung cấp

Trang 14

10.3.5.3 Kiểm tra IC cổng NOT 7414

 Kết nối các switch đến các ngõ vào 6 cổng NOT của IC 7414

 Kết nối các ngõ ra 6 cổng NOT đến các led như Hình 10-13

 Chuyển các switch theo trình tự trong Bảng 10-8 và ghi trạng thái của led

Trang 15

Bảng 10-8

Cổng NOT A Cổng NOT B Cổng NOT C Cổng NOT D Cổng NOT E Cổng NOT F

Input Output Input Output Input Output Input Output Input Output Input Output Led

1

Led 2 Led

3

Led 4 Led

5

Led 6 Led7 Led 8 Led 9 Led 10 Led

11 Led 12

Bảng 10-9

S th t c ngố thứ tự cổng ứ tự cổng ự cổng ổng A B C D E F

Tốt/hư (“√/× ”) √ √ √ √ √ √

10.4 Tổng kết

Bài này khảo sát các IC chứa các cổng logic cơ bản như NAND, AND, OR, EX-OR, NOT, cũng như kiểm tra chức năng của các cổng này

10.5 Câu hỏi ôn tập

1 Một IC 74LS00 có thể thành lập được bao nhiêu cổng AND 2 ngõ vào?

 Một IC 74LS00 không thể thành lập được cổng AND 2 ngõ vào

2 So sánh 2 IC 7400 và 7414.

IC 7400: Cổng NAND với 2 đầu vào

IC 7414: Cổng NOT với 6 ngõ vào

3 IC 7404 có bao nhiêu cổng đảo:

(b) 6 (d) 7

4 IC 7414 có bao nhiêu cổng đảo:

(b) 6 (d) 7

5 IC nào là cổng AND:

Trang 16

(a) 7400 (c) 7408

(b) 7432 (d) 74142

6 Cổng trigger Schmitt có chức năng gì?

=> Cổng nảy schmitt trigger: là loại cổng logic cho phép chuyển trạng thái dứt khoát giữa mức cao và mức thấp Với cổng logic thường khi tín hiệu vào có chuyển tiếp chậm thì tín hiệu ra thường có thể bị rung Với cổng nảy schmitt thì không Khi tín hiệu chuyển tiếp từ mức thấp lên mức cao nếu đạt tới 1 áp ngưỡng VT+ thì lập tức tín hiệu ra lên cao Còn khi tín hiệu chuyển tiếp từ mức cao xuống thấp nếu đạt đến 1 áp ngưỡng VT- thì lập tức tín hiệu ra xuống mức thấp VT+ phải lớn hơn VT- Chính sai khác giữa VT+ và VT- còn gọi là độ trễ mà cổng nảy schmitt có thể giảm ảnh hưởng của nhiễu rất nhiều Cổng nảy chmitt có thể dùng làm mạch chuyển mức tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại thành tín hiệu mức logic kích cho mạch đếm trong ứng dụng mạch đếm sự kiện mà

ta sẽ tìm hiểu ở chương 3, hay nó cũng có thể dùng để chuyển dạng sóng sin khi đã giảm

áp thành song vuông mức TTL

7 Cổng NOT 3 trạng thái là được kí hiệu như thế nào và bảng trạng thái của cổng?

=> Kí hiệu:

Trang 17

8 TTL là gì?

Transistor–Transistor Logic (TTL)

- Mức logic tạo ra do 2 transistor mắc nối tiếp nhau và không cùng dẫn

- Thường thì loại này xài nguồn 5v

- Ngõ vào có trở kéo lên (~50K)

- Ngõ ra áp cao khoảng 4v, dòng ra khoảng 10mA

- Ngõ ra áp thấp khoảng 0.2v, dòng vào khoảng 40 mA (lớn hơn dòng ra để tương thích với input có trở kéo lên)

- 1 ngõ ra của TTL có thể kéo được 10 ngõ vào, nếu dùng ở tần số cao thì con số này nhỏ hơn

- Có 1 loại TTL khác ngõ ra hở (OC: open Collector) khi dùng bạn có 1 điện trở kéo lên nguồn V+ Loại này có tiện lợi là bạn có thể nối các ngõ ra với nhau được (nối như kiểu OR) hoặc đổi mức logic lên 12v

- TTL có 1 trạng thái được dùng trong bus là trạng thái tổng trở cao (trạng thái Z), khi đó ngõ ra được thả nổi, mất điều khiển bởi IC

9 CMOS là gì?

- CMOS viết tắt từ Complementary Metaloxide Semiconductor – chất bán dẫn oxit bổ sung, một công nghệ tốn ít năng lượng

Trang 18

- CMOS là chất làm nên ROM trên mainboard, ROM chưa BIOS( Basic Input/Outout System) hệ thống các lệnh nhập xuất cơ bản để kiểm tra phần cứng, nạp hệ điều hành khởi động máy

10 IC TTL mang mã số như thế nào?

IC TTL mang mã số:

TTL bắt đầu bằng mã số 54 (dùng trong quân đội) và 74 (dùng trong thương mại

và dân sự và thông dụng) Dựa vào công nghệ chế tạo ta có:

- 74xx: TTL loại thường

- 74Lxx: TTL công suất thấp

- 74Hxx: TTL công suất cao

- 74Sxx và 74LSxx: TTL dùng công nghệ schottky (tăng tốc độ chuyển mạch)

- 74Sxx và 74ALS: TTL dùng công nghệ schottky tiên tiến

- 74Fxx: TTL dùng công nghệ tích hợp mới nhất

11 IC CMOS mang mã số như thế nào?

IC CMOS mang mã số: