Đang tải... (xem toàn văn)
Chương trước đã đề cập đến các mạch tổ hợp từ các cổng logic đơn giản đến các mạch tích hợp MSI phức tạp hơn như mạch chuyển đổi mã, dồn kênh, tách kênh. Chúng có một đặc điểm là ngõ ra sẽ thay đổi trạng thái theo trạng thái ngõ vào mà không kể tới các trạng thái trước đó của nó, nghĩa là chúng không có tính nhớ. Đơn giản như mạch trên hình 3.1.1, nếu A = 1 thì Y = 0
Vi mach so Bài 1: Các khái niệm Chương trước đề cập đến mạch tổ hợp từ cổng logic đơn giản đến mạch tích hợp MSI phức tạp mạch chuyển đổi mã, dồn kênh, tách kênh Chúng có đặc điểm ngõ thay đổi trạng thái theo trạng thái ngõ vào mà không kể tới trạng thái trước nó, nghĩa chúng tính nhớ Đơn giản mạch hình 3.1.1, A = Y = Hình 3.1.1 Cổng NOT Ở chương này, ta nói đến loại lớn khác mạch số, mạch Khác với mạch tổ hợp, trạng thái ngõ mạch tuỳ thuộc vào trạng thái ngõ vào mà vào trạng thái trước ngõ Không thế, trạng thái ngõ không thay đổi ngõ vào thay đổi mà lại phải đợi đến có xung lệnh gọi xung đồng hồ (clock) Như mạch vừa có tính nhớ vừa có tính đồng Cả mạch tổ hợp sử dụng nhiều hệ thống số Một hệ biểu diễn cách tổng quát sau: Hình 3.1.2 Hệ Phần tổ hợp nhận tín hiệu logic từ đầu vào bên từ đầu phần tử nhớ, tính toán dựa vào đầu vào đầu khác nhau, phần đem sang khối phần tử nhớ để cất giữ đi; đầu phần tử nhớ đưa hay đưa điều khiển phần tổ hợp Phần điều khiển cho phép phần nhớ tổ hợp hoạt động theo số yêu cầu đề Như vậy, đầu hệ thống số vừa phụ thuộc vào đầu vào vừa liên quan đến thông tin lưu trữ bên phần tử nhớ Phần tử nhớ mạch logic có đường nối phản hồi từ ngõ ngõ vào 1.1 Mạch chốt cổng Nand Hãy xem cấu tạo mạch : Mạch gồm cổng logic Nand mắc chéo nhau, có ngõ vào S (set : có nghĩa đặt) R (reset : có nghĩa đặt lại) ngõ kí hiệu Q (đầu bình thường) Q(đầu đảo, tức Hình 3.1.3 Mạch chốt cổng Nand o có trạng thái logic ngược lại với Q) Hoạt động mạch nào? o Khi thiết lập mạch chốt đặt S = 0, R = Do S = nên Q = bất chấp ngõ lại Vậy ngõ ổn định Q = Q = o Khi xoá mạch chốt S = R = Do R = nên Q = bất chấp ngõ lại Vậy ngõ ổn định Q = Q = Vì lí đối xứng nên hoạt động thiết lập xoá mạch chốt ngược o Khi để ngõ vào thường nghỉ S= R=1 Rõ ràng chưa thể biết ngõ Q Q Hãy xét đến trạng thái trước đó: Vì S=1 R=1 trạng thái không thay đổi tức trước sau (Qo Qo) o Khi thiết lập xoá lúc S=0, R=0 Rõ ràng cổng NAND có mức vào nên mức 1, điều kiện không mong muốn quy ước Q có trạng thái logic ngược Hơn S, R trở lại mức cao(1) dự đoán Q Q thay đổi; trạng thái không sử dụng gọi trạng thái cấm Như vậy, mạch có trạng thái ổn định 1; mạch nhận tín hiệu số vào (trong trường hợp đơn giản 1) đưa ra, từ khả nhớ (lưu trữ liệu), đồng bộ, số điểm khác thực Ta tìm hiểu kĩ mạch sau Mạch hoạt động coi mạch chốt, 1dạng mạch 1.2 Mạch chốt gì? Như tên gọi nó, mạch cài lại, giữ lại trạng thái logic ngõ vào Hình 3.1.4 Kí hiệu khối chốt SR bảng hoạt động 1.3 Chốt cổng NOR Mạch chốt thay cổng nand cổng NOR nguyên lí hoạt động tương tự ngõ vào S, R tác động mức cao Hình 3.1.6 Chốt cổng NOR Hình 3.1.7 Dạng sóng minh hoạ bảng hoạt động mạch chốt cổng NOR Thấy mạch dù mạch chốt khảo sát hay mạch cao cấu tạo cổng logic Mặc dù tự thân cồng logic lưu trữ liệu biết kết hợp với theo cách thức cho phép tuỳ theo mức độ phức tạp, quy mô kết hợp mà có mạch chốt, mạch lật, ghi dịch hay nhớ, xử lý 1.4 Ứng dụng mạch chốt : Mạch chốt tên gọi sử dụng nhiều hệ thống số cần chốt hay đệm liệu trước xử lý điều khiển hay truyền nhận Ngoài sử dụng làm mạch chống dội mạch tạo dạng sóng vuông a Mạch chống dội : o Hiện tượng dội thiết bị khí gây nên đóng ngắt chuyển mạch điện tử Mạch chốt dùng để chống dội thấy chương o Mạch minh hoạ Hình 3.1.8 Chốt NAND chống dội b Mạch tạo dao động sóng vuông Một mạch chốt kết hợp với số linh kiện R, C để tạo nên mạch dao động sóng vuông ngõ lật trạng thái qua lại mức Mạch thiết lập xoá tự động theo thời nạp xả tụ C trở R o Tần số dao động tính theo giá trị R, C f = ½(R+R3)C o Mạch minh hoạ Hình 3.1.9 Ứng dụng chốt tạo dao động sóng vuông 1.5 Chốt NAND có xung đồng hồ Như nói đến phần trước, mạch có đặc tính tính đồng mà mạch chốt chưa thể Trong hệ thống mạch logic, mạch phải thay đổi trạng thái có trật tự hay đồng khống chế trạng thái theo thời điểm chọn trước Lúc người ta sử dụng chân Ck (clock_đồng hồ: thông thường tín hiệu chân có sóng dạng điện áp tín hiệu đồng hồ) minh hoạ qua hình sau o Mạch chốt thêm vào cổng nand trước với ngõ điều khiển ck Bảng thật chốt Nand có thêm ck Hình 3.1.10 Chốt NAND có thêm xung đồng hồ Hoạt động mạch giải thích theo bảng thật: Mạch vừa nêu có tên thông dụng: flip flop (viết tắt FF) Cụ thể mạch FF RS Các FF có dạng kích hoạt từ chân Ck: kích hoạt theo mức cao, mức thấp; cạnh lên, cạnh xuống (tại thời điểm xung Ck có mức cạnh tương thích FF phép chuyển trạng thái) Do sổ tay tra cứu IC số, trạng thái kích hoạt ký hiệu sau Bài 2.1: Flip-flop vi mạch điển hình Trang 2.1 Tổng quan flip flop (FF) FF mạch có khả lật lại trạng thái ngõ tuỳ theo tác động thích hợp ngõ vào, điều có ý nghĩa quan trọng việc lưu trữ liệu mạch xuất liệu cần Có nhiều loại flip flop khác nhau, chúng sử dụng rộng rãi nhiều ứng dụng Các mạch FF thường kí hiệu sau Hình 3.1.11 Ký hiệu FF Nếu ngõ vào định ngõ ngõ đồng hồ ck lại có thay đổi Chân Ck tác động mức thấp hay mức cao tuỳ vào cấu trúc bên IC FF, với IC FF cố định có kiểu tác động mà thối, ví dụ với IC 74112 có cách tác động xung Ck tác động theo cạnh xuống 2.2 Các loại FF Hình 2.1.13 Kí hiệu khối loại FF nảy cạnh lên Ck a) FF SR (mạch lật lại đặt) Hình 3.1.14 Dạng sóng minh hoạ cho FF RS FF RS nảy cạnh lên kí hiệu hình tam giác sơ đồ khối dấu mũi tên lên bảng trạng thái FF RS nảy cạnh xuống tương tự có khí hiệu thêm hình tròn nhỏ hay gạch đầu Ck để cạnh xuống ký hiệu khối vẽ dấu mũi tên xuống bảng trạng thái b) FF JK FF JK bổ sung thêm trạng thái cho FF RS ( tránh trạng thái cấm) Hình 3.1.15 Dạng sóng minh hoạ cho FF JK Nhận thấy đầu vào J, K điều khiển trạng thái ngõ theo cách mà S R làm trừ điểm J = K = trạng thái cấm chuyển thành trạng thái ngược lại ( với J = K = ) Nó gọi chế độ lật hoạt động Từ dạng sóng thấy ngõ FF không bị ảnh hưởng sườn xuống xung ck đầu vào J K tác động trừ xảy tác động lên Ck FF JK tạo thành từ FF SR có thêm đầu and có ngõ đưa hình : Hình 3.1.16 FF JK từ FF SR Còn cấu tạo bên FF JK kích cạnh sườn sau : Hình 3.1.17 Cấu trúc mạch FF JK c) FF T Khi nối chung ngõ vào JK hình FF T : có ngõ vào T, ngõ bị lật lại trạng thái ban đầu ngõ T tác động có cạnh sườn lên hay xuống xung ck Kí hiệu khối bảng trạng thái FF T sau : => Hình 3.1.18 Kí hiệu khối FF T Hình 3.1.19 Dạng sóng minh hoạ cho hoạt động FF T FF T sử dụng để tạo mạch đếm chia Khi T nối lên mức (V cc) hay để trống, xung kích đưa vào ngõ Ck Nhận thấy ngõ Q lật trạng thái lần ck xuống hay lên Tần số xung ngõ Q nửa tần số ngõ vào ck đưa Q tới tầng FF sau tần số f lại chia đôi Đây nguyên lí mạch đếm xét đến phần sau Hình 3.1.19a FF T dùng làm mạch chia tần d) FF D Khi nối ngõ vào FF RS hay JK hình FF D : có ngõ vào gọi ngõ vào data(dữ liệu) hay delay(trì hoãn) Hoạt động FF D đơn giản : ngõ theo ngõ vào xung Ck tác động cạnh lên hay xuống => Hình 3.1.20 Kí hiệu khối Hình 3.1.21 Dạng sóng minh hoạ cho hoạt động FF D Hình 3.3.24 Dạng sóng minh hoạ mạch đếm vòng Hình cho thấy rằng, dạng sóng ngõ sóng vuông, dịch vòng quanh, chu kì lệch chu kì xung vào Ck Số đếm 1, 2, 4, số xung vào (như bảng trạng thái đếm phía dưới) Với số đếm từ tầng FF ta có mạch đếm mod Chỉ trạng thái tổng số 16 trạng thái có thể, điều làm giảm hiệu sử dụng mạch đếm vòng Nhưng có ưu điểm bật so với mạch đếm chia hệ không cần mạch giải mã cấu trúc mạch (vì thường trạng thái số đếm có bit 1) 3.2 Đếm Johnson (đếm vòng xoắn) Hình 3.3.25 Mạch đếm vòng xoắn Mạch đếm Johnson có chút thay đổi so với đếm vòng chỗ ngõ đảo tầng cuối đưa ngõ vào tầng đầu Hoạt động mạch giải thích tương tự Với n tầng FF đếm vòng xoắn cho 2n số đếm coi mạch đếm mod 2n (đếm nhị phân cho phép đếm với chu kỳ đếm đến 2n) Như mạch đếm vòng xoắn bit Bảng bên cho thấy trạng thái ngõ hình minh hoạ cho số đếm Ta nạp trạng thái ban đầu cho mạch 1000 cách sử dụng ngõ Pr Cl giống Dạng sóng ngõ giống trên, nữa, đối xứng mức thấp với mức cao chu kì Hình 3.3.26 Dạng sóng mạch đếm vòng xoắn BÀI 7: THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM Tuy thiết kế nội dung mà tài liệu phải đề cập nêu vài toán thiết kế điển hình giúp sinh viên hiểu sâu mạch logic Trở lại hình 3.3.19 mạch đếm đồng chia 10 (MOD 10) Người ta dùng mạch đếm mod 16 kết hợp với số cổng logic để tạo việc reset ngõ hiển thị số 10 Quá trình đếm diễn theo thứ tự trạng thái từ đến 9, mạch đến với chu kỳ đếm 10 Có thể thiết kế mạch đếm theo cách khác với cách theo dạng lập bảng trạng thái kết hợp với bìa Karnaugh Cách rõ ràng trình tự, thiết kế với số mod bất kì, dạng FF tuỳ ý, đếm lên hay đếm xuống được, chí số đếm không theo trình tự Minh hoạ việc thiết kế qua ví dụ sau BÀI TOÁN 1: Ví dụ thiết kế mạch đếm lên đồng mod dùng FF JK minh hoạ hình sau: hình 3.3.27 giản đồ mạch đếm lên mod Trước hết tìm hiểu chuyển tiếp trạng thái ngõ Q: Giả sử ngõ Q 0, ta muốn có xung ck Q lên Dựa vào bảng trạng thái FF JK J = 1, K = hay J = 1, K = (trường hợp Q n+1 = với Qnchính Q trước đó) Tóm lại Q từ chuyển lên cần J = 1, K = X (X hay 1) Lý luận tương tự : Q từ chuyển cần J = X, K = Q từ giữ nguyên cần J = 0, K = X Q từ giữ nguyên cần J = X, K = Cả bốn trường hợp chuyển trạng thái Q tóm tắt bảng (được gọi bảng trạng thái kích ngõ vào FF JK ) : Giống vầy, bạn lập bảng trạng thái kích ngõ vào FF SR, FF D, FF T Sau nắm vững quy tắc chuyển trạng thái FF ta bắt đầu vào toán ví dụ : Do mạch đếm có tất trạng thái ngõ nên ta cần FF, chọn FF JK Có thể tóm lượt nội dung cần thiết kế qua mạch logic sau: Nhiệm vụ toán tìm mạch logic X để mạch thoả mãn yếu tố: - Mạch có số đếm từ 000 đến 111 nên Qn+1 001 đến 000 (111 reset 000) - Từ trạng thái dựa vào bảng trạng thái kích ngõ vào phần ta xác định logic cần thiết ngõ vào J, K tầng FF để có xung kích ck chuyển lên trạng thái Với ngõ vào X ngõ FF ngõ X lại ngõ vào kích FF, ta có bảng chuyển trạng thái X đếm: Bây giờ, lập bìa K với Q0, Q1, Q2 biến ngõ vào ngõ J, K tầng FF lại trở thành ngõ Bìa K cho ngõ sau : Từ đây, rút gọn biểu thức ta hàm logic diễn tả mạch logic X: J0 = K0 = J1 = K1 = Q0 J2 = K2 = Q0Q1 Nối mạch X vừa tìm vào mạch cụ thể: hai ngõ vào J, K FF nối chung với (thành ngõ vào T), FF có ngõ T nối lên cao, FF1 có ngõ vào T nối đến ngõ Q0 FF có ngõ vào T ngõ cổng And mà ngõ vào Q0 Q1 Kết cuối mạch đếm hình sau Hình 3.3.28 mạch đếm mod BÀI TOÁN 2: Thiết kế mạch đếm lên/xuống mod dùng FF JK để điều khiển động bước Trên thực tế, người ta chế tạo vi mạch đếm đa dạng đáp ứng cách đầy đủ nhu cầu thực tiễn làm việc ổn định Do đó, việc thiết kế mạch đếm mang yếu tố củng cố kiến thức FF ứng dụng ví dụ sau: Thiết kế mạch điều khiển tốc độ đảo chiều quay động bước * Tìm hiểu động bước (step motor) Động bước động quay bước thay chuyển động liên tục Các cuộn dây cảm động cần cấp dòng ngắt dòng theo trình tự cụ thể để hình thành nên bước quay; tín hiệu điều khiển dạng số điều khiển đóng cắt dòng điện cuộn dây động Động bước thông dụng sử dụng nhiều lĩnh vực đặc biệt đòi hỏi điều khiển xác đầu đọc ghi đĩa từ, điều khiển đầu in máy in, tay máy, người máy (có công suất bé) … Hình 3.3.29 Động bước Hình sơ đồ động bước đặc trưng với cuộn dây từ tính Để cho xác, cuộn phải trạng thái ngược (tức cuộn cấp điện cuộn ngắt ngược lại ta nối tới đầu Q vào FF JK Tương tự với cuộn phải ngược trạng thái cuộn Để đảo chiều quay người ta dùng ngõ điều khiển chọn chiều quay cho động kí hiệu C Ngõ C độc lập với việc chuyển trạng thái ngõ * Thiết kế mạch điều khiển Như tóm lượt toán sau: Tín hiệu điều khiển tốc độ fx đảo chiều quay C, thay đổi hai tín hiệu mạch thay đổi tốc độ chiều quay tương ứng Dùng FF JK để thiết kế mạch đếm lên/xuống tương ứng với đảo chiều quay nhớ vào mạch giải mã 4555/4556 (lựa chọn hai IC tuỳ thuộc vào mạch đệm lái cuộn dây động bước) Như mạch đếm cần thiết kế tóm lược sau: Lập bảng trạng thái logic với Q A = A QB = B C ngõ vào chọn chiều quay, tính toán tương tự táon trước ta có: Từ bảng trạng thái logic, bìa K vẽ biểu thức logic rút gọn là: J A = C.B +C KA = C + C.B JB = C + C.A KB = CA + C * Kết Cuối ta có cấu trúc mạch với đầy đủ ngõ vào Hình 3.3.30 Giản đồ đếm cho động bước Hình 3.3.31 Mạch đếm dùng hệ điều khiển động bước BÀI 8: ỨNG DỤNG MẠCH ĐẾM Mạch đếm chia hay không chia ( đếm chia 10, đếm chia 6, đếm chia cho 12), không đồng hay đồng bộ, ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực Ỡ ứng dụng mạch đếm dùng kết hợp với nhiều loại mạch khác dao động, so sánh , giải mã, Phần nêu số loại mạch ứng dụng mạch đếm để đơn giản, chúng trình bày dạng sở đồ khối Hơn nữa, ngày có nhiều IC tích hợp quy mô lớn hay lớn (LSI, VLSI) kết hợp nhiều chức khiến mạch trở nên đơn giản hơn, dùng IC rời dễ trình bày nguyên lí 5.1 Đếm nhiều hàng hay chia tần số liên tiếp Khi đếm số lượng để hiển thị số thập phân thường phải dùng nhiều mạch đếm chia 10, chẳng hạn 7490 Mạch đếm nơi có xung đếm vào hàng đơn vị, mạch đếm hàng chục, hàng trăm Ta nói mạch đếm có nhiều số, số có giá trị thấp LSD số có giá trị cao MSD Ví dụ để đếm từ lên đến 999 cần mạch đếm mắc nối tiếp Với số đếm tối đa 999 tuỳ theo dấu thập phân nằm đâu mà có trị số 999, 99.9, 9.99, Số đếm mạch đếm đưa vào khối hiển thị gồm mạch giải mã đèn hiển thị (xem chừng 9) Ở mạch hình mạch đếm 7490 thứ đếm đầy tức đạt đến số đếm 1001 = 910, có thêm xung vào mạch đếm tự động reset tức ngõ QD từ xuống tạo cạnh xuống đến ngõ vào CLKB mạch đếm 7490 thứ làm ngõ mạch đếm 0001 = Số đếm lúc mạch đếm 1010 Tiếp tục mạch đếm lên 11 … 19 20 , 21 ….29, 30, 31… Hình 3.3.32 Mạch đếm hàng Các chân IC đếm, nối mạch xung vào phải thực đồng mạch hoạt động Ngoài ra, phải xếp ngõ xoá để xoá mạch cần Ở hình vẽ cách : mở điện tụ chưa nạp điện nên ngõ xoá cao để xoá mạch 5đếm, sau thời gian ngắn (vài us), tụ nạp gần đủ điện khiến ngõ xoá xuống thấp cho phép mạch lên, cần xoá mạch ấn nút để đưa ngõ xoá lên cao chốc lát Mặt khác mạch đếm mạch chia tần nên nhiều ứng dụng mạch 5đếm dùng mạch 5chia tần Ví dụ với hai mạch đếm thập giải mắc nối tiếp hình tần số ngõ QD 7490 thứ 1/100 tần số xung vào Dùng ngõ khác thay QD hay dùng IC đếm thập giai (như 7493, 7492…) ta có chia tần mong muốn 5.2 Mạch đếm kiện Các IC đếm thường coi trung tâm mạch đếm biến cố hay kiện chẳng hạn đếm số xe vào bãi, số người qua cửa, số sản phẩm băng truyền đóng gói Hình minh hoạ cho mạch đếm Ta phải cần mạch phát hay cảm biến để chuyển đổi thay đổi tượng thành xung điện kích cho mạch đếm Nếu cần, thêm mạch lọc nhiễu, khuếch đại chuyển đổi để phù hợp với ngõ vào IC đếm Khi nhận xung kích vào chân ck, IC đếm đếm lên ,tuỳ theo giới hạn số xung vào mà ta nối chồng thêm nhiều IC đếm số đếm lớn Mạch giải mã hiển thị biết cho phép biết số người vào cổng Giả sử yêu cầu đề cho phép 99 người vào, cần thêm mạch báo tràn để số người vượt số đếm mạch (mạch reset) led sáng hình vẽ ta lấy mức tín hiệu tràn để điều khiển mở nguồn cho 1động để đóng cửa lại Ơ thiết kế tới số đếm 99 bạn thiết kế số đếm tuỳ ý, phải dùng mạch đếm phù hợp, cổng logic thêm vào cho phép báo tràn số tuỳ ý (thiết kế tổ hợp ngõ ra) Hình 3.3.33 Hình minh hoạ mạch đếm kiện 5.3 Mạch đếm tần Máy đếm kiện (đếm tích luỹ) thêm số mạch điện để trở thành máy đếm tần số (frequency counter) Máy đếm tần số đầy đủ phức tạp Ở trình bày nguyên lí máy đếm tần số đơn giản Hình sơ đồ khối mà phần trung tâm gần giống máy đếm kiện Hình 3.3.34 Các khối mạch đếm tần Trước tiên mạch dao động, ví dụ dao động cổng logic mà ta biết, chia tần số xuống để có tín hiệu TTL đối xứng tần số 0,5Hz Đây tín hiệu điều khiển có chu kỳ 2s với thời gian cao 1w thấp 1s Ở đầu chu kỳ tín hiệu xung mở cổng(từ mạch dao động chia tần) lên cao mở cổng And cho xung vào khối đếm (sau xử lí khuếch đại, lọc, nắn dạng mạch giao tiếp) mạch đếm đếm lên sau 1s xung mở cổng xuống thấp ngăn không cho xung vào khối đếm Đồng thời xung mở cổng vừa xuống thấp mạch tạo xung chốt tạo xung hướng dương hẹp để chốt số đếm khối đếm vào khối chốt (khối chốt FF D), số đếm lưu giữ số đếm chốt vào Số đếm chốt giải mã hiển thị Vì cổng And mở 1s nên có n xung vào số đếm n tần số n Hz Do mạch hình cho phép đo tần số từ Hz lên đến 9999 Hz Trên tần số 9999 Hz (từ số xung vào khối đêm 1s lớn 999 xung) đèn báo tràn sáng (hoặc cách báo tràn khác ví dụ nhảy toàn số hay lên số hàng cao tức MSD) Khi xung mở cổng từ cao xuống thấp số đếm chốt vào nói cạnh xuống xung mở cổng qua mạch dao động đa hài đơn ổn xung có cạnh xuống trì hoãn thời gian ngắn so với cạnh xuống xung vào, cạnh cuống xung đến mạch tạo xung reset để phát xung reset thích hợp cho mạch đếm mạch báo tràn Sau xung mở cổng lại lên cao xung vào đếm 1s , sau s xung mở cổng xuống thấp số đếm lần chốt vào Trong suốt thời gian xuống thấp cao trở lại, tổng cộng 2s, máy hiển thị số đếm lấn Khi số đếm lần chốt vào máy hiển thị số đếm lần mà giống hay khác trước Mạch tiếp tục hoạt động theo chu kì 5.4 Đồng hồ số : Phần trình bày đồng hồ số dạng linh kiện rời Thực mạch dạng không sử dụng công nghệ tích hợp cho phép tạo đồng hồ số nhỏ gọn đỡ tốn điện, nhiều chức hay dùng vi điều khiển vi xử lí để lập trình cho đồng hồ số Tuy nhiên đồng hồ số dạng cho phép người học hiểu nguyên lí biết ứng dụng thực tế mạch đếm nên nêu Sơ đố khối mạch hình : Hình 3.3.35 Khối đồng hồ số (kiểu cũ) Nguồn dao động tần số Hz cung cấp cho ngõ kích ck lấy từ mạch dao động thạch anh kết hợp cổng logic (nếu muốn xác), lấy từ dao động 555 (nếu muốn tương đối xác) hay lấy từ lưới điện xoay chiều 220V/50Hz chia áp, lọc, nắn dạng chia tần Tần số 1Hz kích cho mạch đếm 7490 cho phép hiển thị hàng giây led đoạn lúc chia 10 ngõ QD cung cấp xung cho mạch đếm sau, tức tần số chia 0,1Hz Tương tự tần số 0,1Hz kích cho 7492 đếm để hiển thị hàng chục giây led đoạn, động thời chia ngõ để tạo xung kích cho hàng phút Cứ cách chia hiển thị cho phép chia tần số tới 1/giờ hiển thị tới hàng Để hiển thị hàng chục (chỉ hay 1) cần dùng FF JK đủ (đếm mod dùng nửa IC 74LS73) : QD 7490 kế trước từ cao xuồng thấp (sau đếm đủ 9) tạo xung kích cho FF JK làm lật trạng thái ngõ ra, tức Q lên cao làm sáng số Khi ngõ Q0, Q1 7490 ngõ Q nửa 74LS73 đầu (FF JK đầu) lên đồng hồ báo 12 59 phút 69 giây cộng giây ngõ cổng Nand xuống thấp xoá FF xoá mạch đếm 7490 kế Hai hiển thị gắn với mạch quay Để hiển thị chữ AM, FM ta dùng FF JK thứ 74LS73 : Q FF JK đầu xuống thấp Q FF JK thứ lên cao, mức cho phép hiển thị chữ AM, Q FF JK đầu xuống thấp lần nàyĠ FF JK thứ lên cao tức chữ PM thấy chữ AM Hiển thị AM/PM đơn giản cấp mức áp cao để phân cực cho led hình AM/PM dùng mạch giải mã hàng trước Nguon: http://www.huongnghiepviet.com/codientu/ki_thuat_cdt/dien_tu/vi_mach_so/chuong_3/08_ung_dun g.htm [...]... hoạt động của mạch đếm này ta thấy rằng không phải lúc nào các trạng thái logic các ngõ ra đều thay đổi theo nhịp xung đếm ck đầu vào nên ở đây chỉ là mạch đếm không đồng bộ Giải mã mạch đếm Với bộ đếm như trên thì có thể làm được gì ? Chắc chắn là nó có nhiều ứng dụng rồi, hãy xét qua một số ví dụ sau : Ở phần mạch giải mã để hiển thị led 7 đoạn, mạch đếm đã được ứng dụng để tạo số đếm cho mạch giải mã... dưới đây trình bày cách thực hiện: Hình 3.3.9 Mạch đếm tự dừng ở số đếm 10 1.2 Mạch đếm không đồng bộ không theo hệ nhị phân (chia 2) Với mạch đếm dùng n FF mắc nối tiếp thì số mod (số trạng thái logic ra) là 2 n, và mạch sẽ đếm từ 0 đến 2n – 1 (4 FF đếm tới 16 trạng thái) Trong nhiều trường hợp ta cần mạch đếm có số mod không theo 2n, chẳng hạn đếm mod 10 (còn gọi là mạch đếm thập giai hay mạch đếm... ck của mạch đếm, nếu Tck = 1s thì T = 3s Do đó ta có thể thay đổi f mạch dao động để thay đổi khoảng thời gian điều khiển tải Bây giờ bạn hãy thiết kế bộ trò chơi đó chỉ cần dùng 3 FF T (tạo 8 trạng thái ra) Khi người chơi nhấn dừng mạch đếm ở số 5 hay số 10 thì đèn led sẽ sáng Mạch đếm xuống Ở trước là mạch đếm lên lần lượt chia 2 tần số, số hệ 10 ra tương ứng là từ 0 đến 15 Cũng có khi cần mạch đếm... chỉ là những mạch nhớ cơ bản, phần này sẽ đề cập đến chi tiết hơn cấu tạo, hoạt động và nhiều ứng dụng của nhiều mạch đếm khác nhau Phần lớn chúng ở dạng mạch tích hợp Hệ thống số ngày nay sử dụng khá nhiều loại mạch đếm, có thể dùng để đếm xung, đếm sản phẩm, đếm làm đồng hồ, định thời gian … và rõ ràng chúng là các mạch logic nên chính xác và dễ dàng thiết kế hơn nhiều so với các loại mạch tương tự... bất kì để ngưng cấp xung đếm ck, mạch đếm sẽ dừng lại ở con số đang đếm đến Nếu số này làm đèn led sáng thì người chơi sẽ thắng Tất nhiên để hoàn chỉnh ta cần phải có một mạch dao động để cấp xung ck cho mạch đếm chạy (bạn có thể tạo mạch dao động từ cổng logic hay mạch chốt kết hợp với linh kiện thụ động R, C như đã nói ở phần trước) Một ứng dụng đơn giản khác là dùng mạch đếm này để tạo khoảng xung... số 7 đến số 10 Giải pháp để giải bài toán trên là sẽ dùng cổng logic để tạo mạch giải mã số 0111(710) để kích ngõ ra lên cao rồi giải mã số 1010(10 10) để kích ngõ ra xuống thấp trở lại Hai đường giải mã này được đưa vào ngõ Pr và Cl của mạch chốt để đặt ngõ ra lên mức cao khi Pr và xoá nó khi Cl Mạch thực hiện kết nối như sau : Hình 3.3.4 Giải mã mạch đếm điều khiển tải Trong đó NAND1 sẽ giải mã số. .. (1510) ở xung đếm thứ 16, tức là trị thập phân ra bằng số xung đếm vào và vì vậy đây là mạch đếm nhị phân 4 bit (có 4 tầng FF, tần số được chia đổi sau mỗi tầng) hay mạch đếm chia 16 Mạch được xếp vào loại mạch đếm lên vì khi số xung đếm vào tăng thì số thập phân ra tương ứng cũng tăng Nhưng để ý rằng chỉ có 16 trạng thái ra nên ở xung đếm ck thứ 16 mạch được tự động xoá về 0 để đếm lại Muốn có nhiều... thêm tầng FF Tổng quát với hoạt động như trên nếu có n FF thì sẽ tạo ra 2n trạng thái ngõ ra Số trạng thái ngõ ra hay số lượng số đếm khác nhau còn được gọi là Modulus (vi t tắt : Mod) do đó, mạch đếm trình bày ở trên còn gọi là mạch đếm mod 16 Bảng sự thật của mạch đếm nhị phân 4 bit như sau : Số vào xungMã số ra sau khi cóTrị thập xung vào phân ra Q3 Q2 Q1 Q0 Xoá 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 2... trong đồng hồ số cần mạch đếm chia 6 và chia 12 để hiển thị giờ và phút hay bất kì mạch đếm chia mod n nào.Thường thì trong mạch đếm lên số đếm tăng theo thứ tự liên tục từ 0 đền 2 n – 1 rồi quay về 0 để đếm trở lại Nhưng cũng có thể không tăng theo thứ tự hay thứ tự nhưng không liên tục miễn là đủ số trạng thái n Trở lại mạch đếm tự dừng ở hình trên : khi đếm tới một số định sẵn (số 10) mạch sẽ tự dừng,... vi xử lí cần giao tiếp với các mạch khác Với tốc độ xử lí hàng trăm hàng ngàn MHz thì vi c dữ liệu phải chờ là không đáng kể do đó giữa các thiết bị giao tiếp với nhau rất nhanh và dường như đồng thời BÀI 4: MẠCH ĐẾM KHÔNG ĐỒNG BỘ Trong những phần trước ta đã được biết đến 2 loại mạch tuần tự cơ bản là mạch lật và mạch ghi dịch; và cũng biết rằng nhiều FF nối lại với nhau có thể hoạt động như một mạch