Giáo trình thí nghiệm Kỹ thuật số mới

Hoàn tất học phần sinh viên đạt được các mục tiêu sau: Nắm vững được lí thuyết về các hệ thống số đếm Nắm vững được lí thuyế nền tảng về đại số Boolean, biết vận dụng để phân tích và thiết kế mạch tổ hợp số. Biết phương pháp thiết kế hệ tổ hợp, hệ tuần tự Hiểu rõ được cấu tạo và nguyên lí hoạt động của các mạch logic lập trình. Có khả năng phân tích sữa chữa và thiết kế được một số mạch số cơ bản.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA CÔNG NGHỆ THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT SỐ Tháng 10 năm 2018 LƯU HÀNH NỘI BỘ MỤC LỤC BÀI HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MƠ HÌNH BÀI KHẢO SÁT CỔNG LOGIC VÀ ỨNG DỤNG 2.1 Khảo sát cổng NAND – IC7400 2.2 Khảo sát cổng AND – IC7408 2.3 Khảo sát cổng OR – IC7432 2.4 Khảo sát cổng X-OR – IC7486 2.5 Khảo sát cổng NOT – IC7414 2.6 Lắp ráp mạch ứng dụng dùng cổng logic 2.7 Tổng kết BÀI KHẢO SÁT FLIP FLOP VÀ ỨNG DỤNG FLIP FLOP 10 3.1 Khảo sát IC 74LS112 10 3.2 Khảo sát IC74LS175 13 BÀI THANH GHI DỊCH 15 4.1 Khảo sát IC74164 15 4.2 Khảo sát IC74LS194 18 4.3 Câu hỏi kiểm tra 23 BÀI MẠCH ĐẾM 25 5.1 Khảo sát IC đếm 74LS90, 74LS92, 74LS93 25 5.2 Bộ đếm đôi (đếm mod 2) 27 5.3 Bộ đếm thập phân 28 5.4 Bộ đếm bit 29 5.5 Bộ đếm lên xuống (thuận- ngược) 30 5.6 Mạch đếm đặt trước số đếm 32 5.7 Bộ đếm vòng – đếm Johnson 34 BÀI MẠCH MÃ HÓA, GIẢI MÃ, GIẢI MÃ LED ĐOẠN 38 6.1 Giải mã đường sang đường 38 6.2 Giải mã đường sang đường 39 6.3 Mạch giải mã BCD sang đoạn 42 BÀI HỆ TỔ HỢP TẠO HÀM DÙNG VI MẠCH MSI 46 7.1 Khảo sát IC 7485 46 7.2 Khảo sát IC 74151 47 BÀI KHẢO SÁT BỘ NHỚ EPROM - RAM 51 8.1 Bộ nhớ EPROM 51 8.2 Khảo sát RAM 6264 55 Thí nghiệm Kỹ thuật số BÀI HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MƠ HÌNH Bo mạch thí nghiệm kỹ thuật số hình 1-1 Hình 1-1 Bo thí nghiệm kỹ thuật số Trong phần cố định bo bao gồm: Khối tạo xung có biên độ tần số điều chỉnh Khối dùng để cấp xung cho IC làm việc Khối nguồn cấp với điện áp +5V, +12V, -12V dùng để cấp nguồn cho mạch số Khối SW bao gồm 16 SW gạt với jac cắm tương ứng đánh số từ SW1 đến SW16 Mỗi SW có hai trạng thái: gạt SW lên tương ứng với logic “H” (“1”), gạt SW xuống tương ứng với logic “L” (“1”) Khối SW dùng để chọn trạng thái ngõ vào Khối LED đơn bao gồm 16 LED đỏ, LED sáng nhận logic “H” tắt nhận logic “L” Phần bo mạch không gắn cố định bao gồm: mạch cổng logic, mạch mã hóa, mạch giải mã, mạch đếm, mạch ghi dịch, mạch dồn kênh, mạch phân kênh Khối LED đoạn có sẵn giải mã Khối LED đoạn chưa có giải mã Khoa Cơng nghệ Page Thí nghiệm Kỹ thuật số BÀI KHẢO SÁT CỔNG LOGIC VÀ ỨNG DỤNG - Mục đích, yêu cầu Khảo sát cổng logic bản: Làm quen với vi mạch cổng logic, cách tra cứu sơ đồ chân, cách đọc bảng trạng thái, phương pháp kiểm tra cổng logic, cách phân biệt vi mạch họ TTL CMOS Thiết kế, lắp ráp mạch ứng dụng dùng cổng logic - Dụng cụ, vật tư, tài liệu thực tập Bo thí nghiệm kỹ thuật số Bo cắm (Test boad) Đồng hồ vạn Tài liệu thí nghiệm kỹ thuật số, Sơ đồ chân linh kiện Vi mạch: 7400, 7404, 7408, 7414, 7411, 7432, 7486 - Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành Vẽ ký hiệu, biểu thức, bảng trạng thái chức cổng AND …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Vẽ ký hiệu, biểu thức, bảng trạng thái chức cổng NAND …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Vẽ ký hiệu, biểu thức, bảng trạng thái chức cổng OR …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Vẽ ký hiệu, biểu thức, bảng trạng thái chức cổng NOR …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Khoa Công nghệ Page Thí nghiệm Kỹ thuật số Vẽ ký hiệu, biểu thức, bảng trạng thái chức cổng NOT …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Vẽ ký hiệu, biểu thức, bảng trạng thái chức cổng X-OR …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Vẽ ký hiệu, biểu thức, bảng trạng thái chức cổng X-NOR …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… Các bước thực tập 2.1 Khảo sát cổng NAND – IC7400 Tra cứu IC cổng NAND 7400 74LS00 Hình 2-1 Sơ đồ chân sơ đồ logic IC7400  SV cho biết: - IC 7400 có cổng NAND: ……………………………… - Xác định, ghi nhớ chân ngõ vào ngõ ứng với cổng - Chân cấp nguồn chân mấy:……………………………………  Kiểm tra IC7400 Dùng Jac cắm kết nối +5V với chân 14, GND với chân IC7400 Khoa Công nghệ Page Thí nghiệm Kỹ thuật số Với cổng NAND, kết nối ngõ vào cổng NAND với SW, ngõ cổng kết nối với LED đơn Thay đổi trạng thái SW để trạng thái tương ứng với ngõ vào, ghi chép lại kết ngõ ứng với trạng thái Chú ý: LED sáng ứng với logic “1”, LED tắt ứng với logic “0” Coång nand A Inputs Coång nand B Output A B Y Inputs Coång nand C Output A B 0 1 1 Y Inputs Coång nand D Output A B 0 1 1 Y Inputs Output A B 0 0 1 1 1 1 - Đánh dấu x vào bảng thể cổng tốt, hư Thứ tự cổng Tốt Hư Cổng NAND A Cổng NAND B Cổng NAND C Cổng NAND D 2.2 Khảo sát cổng AND – IC7408 Tra cứu IC cổng AND 7408 74LS08 Hình 2-2 Sơ đồ chân sơ đồ logic IC7408  SV cho biết: - IC 7408 có cổng AND: ……………………………… - Xác định, ghi nhớ chân ngõ vào ngõ ứng với cổng - Chân cấp nguồn chân mấy:……………………………………  Kiểm tra IC7408 Dùng Jac cắm kết nối +5V với chân 14, GND với chân IC7408 Với cổng AND, kết nối ngõ vào cổng AND với SW, ngõ cổng kết nối với LED đơn Thay đổi trạng thái SW để trạng thái tương ứng với ngõ vào, ghi chép lại kết ngõ ứng với trạng thái Chú ý: LED sáng ứng với logic “1”, LED tắt ứng với logic “0” Cổng and A Khoa Cơng nghệ Cổng and B Coång and C Coång and D Page Y Thí nghiệm Kỹ thuật số Inputs Output A B Y Inputs Output A B 0 1 1 Y Inputs Output A B 0 1 1 Y Inputs Output A B 0 0 1 1 1 1 Y - Đánh dấu x vào bảng thể cổng tốt, hư Thứ tự cổng Tốt Hư Cổng AND A Cổng AND B Cổng AND C Cổng AND D 2.3 Khảo sát cổng OR – IC7432 Tra cứu IC cổng OR 7432 74LS32 Tra cứu datasheet IC7432 để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, thông số cổng OR ngõ vào Hình 2-3 Sơ đồ chân sơ đồ logic IC7432  SV cho biết: - IC 7432 có cổng OR: ……………………………… - Xác định, ghi nhớ chân ngõ vào ngõ ứng với cổng - Chân cấp nguồn chân mấy:……………………………………  Kiểm tra IC7432 Dùng Jac cắm kết nối +5V với chân 14, GND với chân IC7432 Với cổng OR, kết nối ngõ vào cổng OR với SW, ngõ cổng kết nối với LED đơn Thay đổi trạng thái SW để trạng thái tương ứng với ngõ vào, ghi chép lại kết ngõ ứng với trạng thái Chú ý: LED sáng ứng với logic “1”, LED tắt ứng với logic “0” Coång OR A Inputs Coång OR B Output Y Inputs Coång OR C Output Y Inputs Coång OR D Output Y Inputs Output A B A B A B A B 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 - Đánh dấu x vào bảng thể cổng tốt, hư Khoa Công nghệ Page Y Thí nghiệm Kỹ thuật số Thứ tự cổng Tốt Hư Cổng OR A Cổng OR B Cổng OR C Cổng OR D 2.4 Khảo sát cổng X-OR – IC7486 Tra cứu IC cổng OR 7486 74LS86 Tra cứu datasheet IC7432 để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, thông số cổng X-OR ngõ vào Hình 2-4 Sơ đồ chân sơ đồ logic IC7486  SV cho biết: - IC 7486 có cổng X-OR: ……………………………… - Xác định, ghi nhớ chân ngõ vào ngõ ứng với cổng - Chân cấp nguồn chân mấy:……………………………………  Kiểm tra IC7486 Dùng Jac cắm kết nối +5V với chân 14, GND với chân IC7486 Với cổng X-OR, kết nối ngõ vào cổng X-OR với SW, ngõ cổng kết nối với LED đơn Thay đổi trạng thái SW để trạng thái tương ứng với ngõ vào, ghi chép lại kết ngõ ứng với trạng thái Chú ý: LED sáng ứng với logic “1”, LED tắt ứng với logic “0” Coång X-OR A Inputs Coång X-OR B Output A B 0 Y Inputs Coång X-OR C Output A B 0 1 1 Y Inputs Coång X-OR D Output A B 0 1 1 Y Inputs Output A B 0 1 1 1 1 - Đánh dấu x vào bảng thể cổng tốt, hư Thứ tự cổng Tốt Hư Khoa Công nghệ Cổng X-OR A Cổng X-OR B Cổng X-OR C Cổng X-OR D Page Y Thí nghiệm Kỹ thuật số 2.5 Khảo sát cổng NOT – IC7414 Tra cứu datasheet IC7414 để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, thông số cổng NOT Hình 2-5 Sơ đồ chân IC7414  SV cho biết: - IC 7414 có cổng NOT: ……………………………… - Xác định, ghi nhớ chân ngõ vào ngõ ứng với cổng - Chân cấp nguồn chân mấy:……………………………………  Kiểm tra IC7414 Dùng Jac cắm kết nối +5V với chân 14, GND với chân IC7486 Với cổng NOT, kết nối ngõ vào cổng NOT với SW, ngõ cổng kết nối với LED đơn Thay đổi trạng thái SW để trạng thái tương ứng với ngõ vào, ghi chép lại kết ngõ ứng với trạng thái Chú ý: LED sáng ứng với logic “1”, LED tắt ứng với logic “0” Coång NOT A Coång NOT B Coång NOT C Coång NOT D Coång NOT E Coång NOT F Input Output Input Output Input Output Input Output Input Output Input Output Led1 Led2 Led Led4 Led5 Led6 Led7 Led8 Led9 Led10 Led11 Led12 0 0 0 1 1 1 - Đánh dấu x vào bảng thể cổng tốt, hư Thứ cổng Tốt Hư tự Cổng NOT Cổng NOT Cổng NOT Cổng NOT Cổng NOT Cổng NOT A B C D E F 2.6 Lắp ráp mạch ứng dụng dùng cổng logic  Mạch dao động - Dùng IC chứa cổng NOT linh kiện rời, ráp mạch hình vẽ sau Khoa Cơng nghệ Page Thí nghiệm Kỹ thuật số Hình 6-11 Mạch đếm dùng IC giải mã cho LED đoạn K chung Khoa Công nghệ Page 45 Thí nghiệm Kỹ thuật số BÀI HỆ TỔ HỢP TẠO HÀM DÙNG VI MẠCH MSI Mục đích yêu cầu Khảo sát IC so sánh, IC dồn kênh Lắp mạch ứng dụng dùng IC dồn kênh Dụng cụ, thiết bị, vật tư Bo thí nghiệm kỹ thuật xung Bo cắm, đồng hồ vạn Vi mạch 7485, 74151 vi mạch khảo sát Câu hỏi chuẩn bị Liệt kê số IC so sánh: Kể tên IC dồn kênh: Các bước thực hành 7.1 Khảo sát IC 7485 Sơ đồ chân Hình 7-1 Sơ đồ chân IC7485 Bảng trạng thái IC 7485 Khoa Cơng nghệ Page 46 Thí nghiệm Kỹ thuật số So sánh nhóm bit A nhóm bit B IC có ngõ tương ứng với A>B, A