Sử dụng bộ MUX thiết kế mạch tạo và kiểm tra chẵn cho chuỗi dữ liệu 4 bit

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ - - BÀI TẬP LỚN MƠN HỌC KĨ THUẬT XUNG SỐ Chủ đề: Sử dụng MUX thiết kế mạch tạo kiểm tra chẵn cho chuỗi liệu bit Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Thu Hà Sinh viên: Nguyễn Hải Long -2018606312 Lê Ngọc Khánh - 2018604485 Nguyễn Kim Lưu - 2018601684 Lớp: Cơ điện tử – K13 Hà Nội - 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ Cộng hồ xã hội chủ nghĩa việt nam NỘI Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc KHOA ĐIỆN TỬ PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XUNG SỐ Họ tên sinh viên : Lớp: 20202FE6021002 Khoá: 13 Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thu Hà Tên đề tài: Sử dụng MUX thiết kế mạch tạo kiểm tra chẵn cho chuỗi liệu bit NỘI DUNG THỰC HIỆN TT Nội dung cần thực CĐR Lập kế hoạch làm việc Phân tích lựa chọn ý tưởng tốt khả thi L1.2; L1.3 Tính tốn thiết kế, xây dựng phân tích mơ hình L1.2; L1.3 Chế tạo lắp ráp L1.2; L1.3 Thử nghiệm hiệu chỉnh L1.2; L1.3 Viết thuyết minh chuẩn bị báo cáo L1.2; L1.3 Báo cáo L1.2; L1.3 L1.3 I Yêu cầu thực hiện: Phần thuyết minh: * Trình bày đầy đủ nội dung đồ án, bao gồm: - Chương Tổng quan (Nêu sở lựa chọn đề tài đồ án, ứng dụng thực tiễn …); - Chương Tính tốn, thiết kế mơ phỏng; - Chương Chế tạo, lắp ráp, thử nghiệm hiệu chỉnh; - Phụ lục (nếu có) * Quyển báo cáo trình bày từ 10 đến 15 trang giấy A4 với định dạng theo định số 815/QĐ-ĐHCN ngày 15/08/2019: Sản phẩm đồ án môn TT Tên sản phẩm Mô hình (mạch điện) Quyển báo cáo Định dạng Theo định 815/QĐ-ĐHCN Slide thuyết minh đ án Phạm vi lựa chọn đề tài Số lượng 01 01 01 - Đề tài thuộc lĩnh vực điện tử phạm vi kỹ thuật xung số - Vật tư, trang thiết bị: dụng cụ cầm tay, vật liệu (theo đề tài nhóm), linh kiện điện tử bản… - Đảm bảo an toàn lao động Ngày giao: 13/04/2021 Trưởng mơn Ngày hồn thành: 15/05/2021 Hà Nội, ngày 13 tháng 04 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thu Hà NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kĩ thuật ngày phát triển mạnh mẽ, công nghệ thuộc nhiều lĩnh vực khác nhờ mà đời, đáp ứng nhu cầu xã hội kĩ thuật xung số nằm số Hiện kĩ thuật xung số phát triển giảng dạy nhiều trường đại học nước quốc tế Cùng với môn học kĩ thuật điện tử, kĩ thuật xung số môn học sở quan trọng mơn kĩ thuật mạch xử lí tín hiệu Nó quan trọng với sinh viên ngành : điện, điện tử, điện tử, … Thông qua tập lớn giúp hiểu sâu môn học kĩ thuật xung số giúp sinh viên có thêm kiến thức, hiểu biết cách ứng dụng thực tiễn Trong đề tài giao, nhóm xin chọn đề tài: “Sử dụng MUX thiết kế mạch tạo kiểm tra chẵn cho chuỗi liệu bit” Chúng em xin cảm ơn giúp đỡ tận tình Nguyễn Thị Thu Hà suốt thời gian thực vừa qua Mặc dù cố gắng nhiên tập lớn nhóm khó tránh khỏi thiếu xót q trình thực Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để chúng em đầy đủ hồn thiện Nhóm thực MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan 1.2 Cơ sở lựa chọn đề tài 1.3 Ứng dụng thực tiễn CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MƠ PHỎNG 2.1 Tính tốn 2.1.1 Giới thiệu ghép kênh (MUX) 2.1.2 Mạch tạo bit chẵn 2.1.3 Mạch kiểm tra bit chẵn 11 2.2 Thiết kế mô 12 2.2.1 Thiết kế 12 2.2.2 Mô 13 CHƯƠNG CHẾ TẠO, LẮP RÁP, THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH 15 3.1 Linh kiện cần chuẩn bị cho mạch 15 3.2 Chế tạo, lắp ráp 18 3.3 Thử nghiệm 19 DANH MỤC TLTK 21 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 SCSI bus Hình 2.1 Ngun lí hoạt động ghép kênh .7 Hình 2.2 Hai hợp kênh IC 74150 IC 74151 Hình 2.3 Bộ tạo chuỗi liệu bit 12 Hình 2.4 Mạch tạo bit chẵn 12 Hình 2.5 Mạch kiểm tra bit chẵn 13 Hình 2.6 Mạch mô giá trị 1111 13 Hình 2.7 Mạch mơ giá trị 0100 14 Hình 2.8 Mạch mô giá trị 0101 .14 Hình 3.1 Bộ hợp kênh IC 74151 15 Hình 3.2 Cơng tắc bit 15 Hình 3.3 IC 7404 16 Hình 3.4 Sơ đồ chân IC 7404 .16 Hình 3.5 IC 7486 16 Hình 3.6 Sơ đồ chân IC 7486 .17 Hình 3.7 Đèn Led .17 Hình 3.8 Điện trở 17 Hình 3.9 Mạch in 2D 18 Hình 3.10 Mạch in 3D 18 Hình 3.11 Mặt trước mạch 19 Hình 3.12 Mặt sau mạch 19 Hình 3.13 Thử nghiệm (1) 19 Hình 3.14 Thử nghiệm (2) .20 Hình 3.15 Thử nghiệm (3) .20 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1Bảng IC chế sẵn thuộc nhóm 7400 Bảng 2.2 Bảng trạng thái mạch tạo bit Bảng 2.3 Bảng hai chuỗi 0000 0001 .10 Bảng 2.5 Bảng rút gọn .10 Bảng 2.6 Bảng trạng thái mạch kiểm tra chẵn 11 TT IC No Chức Trạng thái ngõ 74157 Quad 2:1 mux Như ngõ vào 74158 Quad 2:1 mux Ra đảo ngược 74153 Dual 4:1 mux Như ngõ vào 74352 Dual 4:1 mux Ra đảo ngược 74151A 8:1 mux Ngõ kép: đảo không đảo 74151 8:1 mux Ra đảo ngược 74150 16:1 mux Ra đảo ngược Bảng 2.1Bảng IC chế sẵn thuộc nhóm 7400 Hình 2.2 Hai hợp kênh IC 74150 IC 74151 2.1.2 Mạch tạo bit chẵn Gọi bit liệu d1, d2 , d3 , d4 X parity bit Với X bit thêm vào để chuỗi bit liệu ln chẵn Ta có bảng trạng thái: d4 d3 d2 d1 X 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Bảng 2.2 Bảng trạng thái mạch tạo bit Từ bảng ta thấy được: X= d4 d3 d2 d1 Xét hàng chuỗi liệu 0000 0001 bảng: d4 d3 d2 d1 X 0 0 0 0 1 Bảng 2.3 Bảng hai chuỗi 0000 0001 Ta có: d1 = X1 Từ rút gọn thành d4 d3 d2 X 0 d1 Tương tự với cặp ta có bảng rút gọn sau: d4 d3 d2 X 0 X0 = d1 0 X1 = d1 X2 = d1 1 X3 = d1 0 X4 = d1 1 X5 = d1 1 X6 = d1 1 X7 = d1 Bảng 2.4 Bảng rút gọn Qua bảng ta biết thiết kế cần MUX 8-1 gồm 23 (8) đầu vào biến từ X0 đến X7 đầu vào điều khiển d2 , d3 , d4 Phương trình tín hiệu ra: X = X0d2d3d4 + X1d2d3d4 + X2d2d3d4 + X3d2d3d4 + X4d2d3d4 + X5d2d3d4 + X6d2d3d4 + X7d2d3d4 2.1.3 Mạch kiểm tra bit chẵn Xét mạch với bit liệu d1, d2 , d3 , d4 parity bit X( mạch tạo chẵn) Fe = hệ chẵn Fe = hệ lẻ Bảng trạng thái: d4 d3 d2 d1 X Fe 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Bảng 2.5 Bảng trạng thái mạch kiểm tra chẵn Từ bảng ta có: Fe = d4 d3 d2 d1 X Vì sử dụng parity bit thu phần 2.1.2 nên đầu Fe kiểm tra chuỗi liệu chẵn mức 2.2 Thiết kế mô 2.2.1 Thiết kế Thiết kế mạch mô phần mền Proteus Thiết kế tạo chuỗi liệu bit cần kiểm tra Hình 2.3 Bộ tạo chuỗi liệu bit Thiết kế mạch tạo bit chẵn Hình 2.4 Mạch tạo bit chẵn Thiết kế mạch kiểm tra bit chẵn Hình 2.5 Mạch kiểm tra bit chẵn 2.2.2 Mơ Hình 2.6 Mạch mơ giá trị 1111 Hình 2.7 Mạch mơ giá trị 0100 Hình 2.8 Mạch mô giá trị 0101 CHƯƠNG CHẾ TẠO, LẮP RÁP, THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH 3.1 Linh kiện cần chuẩn bị cho mạch Bộ hợp kênh mux 8-1: Hình 3.1 Bộ hợp kênh IC 74151 HD74LS151P ic dồn kênh, có khả dồn ngõ vào để chọn ngõ tương ứng, thường sử dụng mạch dồn kênh, mạch đa hợp Mạch dồn kênh hay gọi mạch ghép kênh, đa hợp (MultiplexerMUX) dạng mạch tổ hợp cho phép chọn nhiều đường ngõ vào song song (các kênh vào) để đưa tới ngõ (gọi kênh truyền nối tiếp) IC hoạt động ổn định mức điện áp từ 2-6V Cơng tắc bit Hình 3.2 Công tắc bit Dùng để thay cho nút bấm mạch mô mang giá trị Khi ON mang giá trị OFF mang giá trị Cổng NOT Hình 3.3 IC 7404 IC SN74HC04N ic gồm cổng NOT để đảo tín hiệu logic IC hoạt động mức điện áp từ -0.5 đến 7V Sơ đồ chân ic Hình 3.4 Sơ đồ chân IC 7404 Cổng EX-OR Hình 3.5 IC 7486 IC 74HC86N ic có cổng EX-OR, cổng có chân đầu vào chân đầu Sơ đồ chân ic Hình 3.6 Sơ đồ chân IC 7486 Đèn LED Hình 3.7 Đèn Led Điện trở Hình 3.8 Điện trở Điện trở dùng nhiều giá trị khác để thay cho điện trở 100Ω 3.2 Chế tạo, lắp ráp Thiết kế mạch in 2D từ mạch nguyên lý thiết kế Hình 3.9 Mạch in 2D Mạch 3D Hình 3.10 Mạch in 3D Mạch in Hình 3.11 Mặt trước mạch Hình 3.12 Mặt sau mạch 3.3 Thử nghiệm Hình 3.13 Thử nghiệm (1) Hình 3.15 Thử nghiệm (2) Hình 3.14 Thử nghiệm (3) DANH MỤC TLTK Nguyễn Thị Thu Hà, Lê Văn Thái, Nguyễn Ngọc Anh (2013) Giáo trình Điện tử số NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Hà, Lê Văn Thái, Nguyễn Ngọc Anh (2013) Giáo trình thực hành kĩ thuật xung - số NXB Khoa học Kỹ thuật