BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT SỐ bài 1

BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT SỐ Định nghĩa bảng chân lý 1.1 Yếu tố logic chứa bit thông tin Khi bật công tắc lên “1” Khi gạt cơng tắc xuống “0” • Khi sử dụng đồng hồ đo - Khi bật công tắc lên “1” - Khi gạt công tắc xuống “0” Bảng D1-0: Công tắc LS8 “1” Đèn LED M ức Sáng V = 4.91 “0” Tắt V Ký hiệu Ký trạng thái hiệu toán học H(High – cao) L(Low – =0 thấp) Định nghĩa mức logic yếu tố logic chứa bit thông tin: + Mức logic điện áp đầu vào đầu cổng tương ứng với logic “1” “0” 1.2 Các cổng logic Hình D1-1a: Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng đảo ( Inverter) Khi bật công tắc lên “1” Khi gạt công tắc xuống “0” Bảng chân lý D1-2: Công tắc LS8 Lối vào IC1/a bỏ Lối vào A 0 Lối C lửng • Nhận xét: trường hợp bỏ lửng lối vào IC1/a tương ứng với trạng thái “0” lối vào A trạng thái “0” lối C • Định nghĩa cổng đảo: Cổng đảo cổng thực hàm phủ định đại số Boole • Công thức đại số logic cho cổng đảo: f = Hình D1-1b: Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng không đảo với Collector hở ( O.C Open Collector) Khi bật công tắc lên “1” Khi gạt công tắc xuống “0” Bảng chân lý D1-3: Công tắc LS8 Lối vào IC2/a bỏ lửng Lối vào A 0 Lối C 1 -Định nghĩa cổng không đảo: Cổng không đảo cổng cách ly nâng dịng cho tải -Viết cơng thức cho cổng khơng đảo: f = A Hình D1-1c: Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng “ Không Và” có lối vào ( input-NAND) Bảng chân lý D1-4: LS7 LS8 Lối vào A 1 0 1 Khi LS7 LS8 “1” Khi LS7 “1” , LS8 “0” Lối vào B 1 0 Lối C 1 0 1 Khi LS7 “0” , LS8 “1” Khi LS7 LS8 “0” -Định nghĩa cổng NAND: cổng dùng để thực lúc chức NOT AND Cổng NAND có hay nhiều ngõ vào ngõ -Viết biểu thức logic cho cổng NAND: f = - Nhận xét: Khi lối vào thấp “0” lối cao “1” Kết luận cổng NAND làm việc giống cổng NOR với mức logic thấp “0” • Bỏ lửng chân B không nối với công tắc LS8 Khi bật công tắc LS7 xuống “0” Khi gạt công tắc LS7 lên “1” • Từ nhận thấy hoạt động giống với cổng đảo mục 2.2 Hình D1-1d: Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng “NAND” có hai lối vào với lối collector hở (2-Input open collector NAND) Khi công tắc LS7 LS8 gạt lên “1”: đèn tắt Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn sáng Khi LS7 “0’ , LS8 “1”: đèn sáng Khi LS7 LS8 “0”: đèn sáng Từ mô ta rút bảng chân lý: LS7 LS8 Lối vào A 1 0 1 Lối vào B 1 0 Lối C 1 0 1 Khi LS7 LS8 “0”: đèn tắt Từ mô ta rút bảng chân lý: LS7 LS8 Lối vào A Lối vào B Lối C 1 1 1 1 1 0 0 - Định nghĩa cổng XOR: cổng logic có lối “1” tín hiệu vào khác nhau, có lối “0” tín hiệu vào giống - Viết biểu thức logic cho cổng XOR: f = Bằng lý luận, dựa kết thí nghiệm với cổng có hai lối vào, lập bảng chân lý viết biểu thức đại số logic cho: - Cổng AND lối vào Lối vào 0 1 Lối vào 1 Lối 0 - Cổng NAND lối vào Lối vào Lối vào 0 0 0 0 1 1 1 1 Lối vào 0 0 1 1 0 0 1 1 Lối vào 0 1 0 1 0 1 0 1 Lối 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - Cổng OR với lối vào Lối vào 0 0 1 1 Lối vào 0 1 0 1 Lối vào 1 1 Lối 1 1 1 Phân loại cổng logic a Cổng AND loại Diode logic (DL) Khi LS7 LS8 “1”: đèn sáng Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn tắt Khi LS7 “0” , LS8 “1”: đèn tắt Khi LS7 LS8 “0”: đèn tắt Từ mô ta rút bảng chân lý D1-8: LS7 LS8 Lối vào A 1 Lối vào B 1 Lối C 1 0 1 0 0 Giải thích nguyên tắc hoạt động cổng AND loại DL : 0 + Nếu đầu vào A B mức (5V) hai D1 D2 phân cực ngược nên khơng có dịng chạy qua hai diode nên điện áp qua điện trở xuống đèn làm đèn sáng (Mức 1) + Nếu A mức B mức lúc D1 phân cực ngược B phân cực thuận nên dòng từ điện trở qua D2 làm cho khơng có dịng điện xuống đèn nên đèn tắt + Nếu A mà B mức lúc D1 phân cực thuận D2 phân cực ngược, dòng điện từ điện trở qua D1 làm cho khơng có dịng điện xuống đèn nên đèn tắt + Trường hợp cuối hai đầu A B mức (0V) hai diode D1 D2 phân cực thuận nên dẫn dòng từ điện trở qua diode làm cho khơng có dịng điện xuống đèn nên đèn tắt b Cổng NAND loại Resistor- Transistor logic ( RTL) Khi LS7 LS8 “1”: đèn tắt Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng Khi LS7 “0”,LS8 “1”: đèn sáng Khi LS7 LS8 “0”: đèn sáng Từ mô ta rút bảng chân lý D1-9: LS7 LS8 Lối vào A Lỗi vào B Lối C 1 1 1 1 1 0 0 Nhận xét: tất ngõ vào ngõ 0, cịn lại tất trường hợp ngõ Ưu điểm: Thiết kế mạch đơn giản Nhược điểm: + sử dụng dạng đơn lẻ + tốc độ chuyển mạch chưa nhanh, chưa hoạt động tốt tần số cao + mạch nóng hoạt động làm tốn lượng c Cổng NAND loại Diode – Transistor Logic (DTL) Khi LS7 LS8 “1”: đèn tắt Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng Khi LS7 “0”, LS8 “1”: đèn sáng Khi LS7 LS8 “0”: đèn sáng Từ mô ta rút bảng chân lý D1-10 LS7 LS8 Lối vào A 1 1 Lỗi vào B 1 Lối C 1 1 0 0 Nhận xét: kết bảng D1-10 tương tự bảng D1-9 Ưu nhược điểm mạch tương tự cổng NAND loại RTL d Cổng NAND loại Transistor-Transistor Logic (TTL) Khi LS7 LS8 “1”: đèn tắt Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng Khi LS7 “0”, LS8 “1”: đèn sáng Khi LS7 LS8 “0”: đèn sáng Từ mô ta rút bảng chân lý D1-11 LS7 LS8 Lối vào A Lỗi vào B 1 1 1 0 1 0 0 e Cổng AND Collector hở ( open collector output) Hình D1-2e: Cổng logic NAND loại TTL mạch collector hở • Trường hợp khơng nối J1 Đèn không sáng tất trạng thái logic Lối C 1 • Trường hợp nối J1 Khi LS7 LS8 “1”: đèn tắt Khi LS7 “1” , LS8 “0” Khi LS7 “0”, LS8 “1”: đèn sáng Khi LS7 LS8 “0”: đèn sáng ... “0” lối vào A trạng thái “0” lối C • Định nghĩa cổng đảo: Cổng đảo cổng thực hàm phủ định đại số Boole • Cơng thức đại số logic cho cổng đảo: f = Hình D1-1b: Khảo sát nguyên lý hoạt động cổng... Lối vào B Lối C 1 1 1 1 1 0 0 Định nghĩa cổng OR: Cổng OR mạch điện thực hàm cộng đại số chuyển mạch - Viết công thức đại số logic cho cổng OR: f = A + B hay f = A + B + C + D + - Nhận xét:... vào B 1 0 Lối C 1 0 1 Khi LS7 “0” , LS8 “1” Khi LS7 LS8 “0” -Định nghĩa cổng NAND: cổng dùng để thực lúc chức NOT AND Cổng NAND có hay nhiều ngõ vào ngõ -Viết biểu thức logic cho cổng NAND: f