Bài 1. Cổng logic 1 22 Bài 2. Cổng logic 2 68 Bài 3. Các sơ đồ logic cơ bản 1: Các bộ giải mã và mã hóa logic 94 Bài 4. Các sơ đồ logic cơ bản 2: Các sơ đồ logic toán học 124 Bài 5. Các sơ đồ logic cơ bản 3: Các bộ phân kênh và hợp kênh 153 Bài 6. Sơ đồ Trigger và bộ ghi 181 Bài 7. Sơ đồ Trigger và bộ đếm 237 Bài 8. Bộ so sánh và bộ tương đồng 299 Bài 9. Bộ nhớ bán dẫn 325 Bài 10. Các sơ đồ biến đổi: Bộ biến đổi số tương tự DAC; Bộ biến đổi tần số sang điện áp FVC; Bộ biến đổi điện áp sang tần số VFC
VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY ******** BÁO CÁO THỰC NGHIỆM TUẦN MÔN: THỰC TẬP ĐIỆN TỬ SỐ BÀI 5:CÁC SƠ ĐỒ LOGIC CƠ BẢN (3) CÁC BỘ PHÂN KÊNH VÀ HỢP KÊNH PHẦN 2: THỰC NGHIỆM I Bộ chuyển mạch hợp kênh phân kênh 1.1 Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D5-1 1.2 Bộ hợp kênh bit (2 : 1) dùng cổng logic: Hình D5.1a 1.2.1 Nối mạch sơ đồ D5-1a (IC1) với mạch DTLAB201N sau: • Lối vào (Input): nối với công tắc DATA & SWITCHES DTLAB-201N - Nối lối vào A với công tắc logic LS7 - Nối lối vào B với công tắc logic LS8 - Nối lối vào S (chọn kênh) với chốt TTL/ cơng tắc logic DS1 • Lối (Output): Nối với LED thị logic (LOGIC INDICATORS) DTLAB-201N - Nối lối Y với LED15 Theo dõi trạng thái đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), đèn LED tắt mức thấp (0) Ghi kết vào bảng D5-1, cột trạng thái ghi theo thị LED tương ứng Căn nguyên lý hoạt động sơ đồ, ghi mã kênh vào A B vào cột ký hiệu theo lối vào Kiểm tra trùng hợp giá trị trạng thái theo hàng tương ứng cột Bảng D5-1: LS7 A Lối vào - Input LS8 B DS1 S 1 0 1 0 1 1 1 Lối - Output Trạng thái Ký hiệu theo Y lối vào (A/B) 1 1 B A B A B A Câu hỏi: Kiểm tra trùng hợp giá trị trạng thái theo hàng tương ứng cột: - Ta thấy Y = 0, trạng thái lối tương ứng với trạng thái lối vào B - Khi Y= 1, trạng thái lối tương ứng với trạng thái lối vào A 1.3 Bộ hợp kênh bit (2 : 1) dùng vi mạch chuyên dụng: Hình D5.1b 1.3.1 Nối mạch sơ đồ D5-1b (IC2) với mạch DTLAB201N sau: 1.3.2 Đặt công tắc logic LS7 ÷ LS8, DS1và DS2 tương ứng với trạng thái ghi bảng D5-2 Theo dõi trạng thái đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), Đèn LED tắt mức thấp (0) Ghi kết vào bảng D5-2, cột trạng thái ghi theo thị LED tương ứng Bảng D5-2: 0 S Lối vào - Input 1A 2A 3A 1B 2B 3B 4A 4B x x x x x x x x x Lối – Output Trạng thái Input(A/B) 1Y 2Y 3Y 4Y 0 0 X 1 1 A 0 0 B Câu hỏi: Đặt máy phát xung CLOCK GENERATOR thiết bị DTLAB-201 chế độ phát với tần số 10 KHz Sử dụng lối TTL máy phát xung cho thí nghiệm Câu hỏi: Xác định xem lối Y có xung máy phát nối với kênh (A hay B), tương ứng với giá trị S, ghi kết vào cột lối ký hiệu theo lối vào (A B) Ở Tín hiệu A( màu vàng – 10kHz), tín hiệu B ( vàng xanh – 11kHz) để lúc show dễ phân biệt tín hiệu Y theo A hay B - Khi G = thì Y khơng có tín hiệu: - Khi G = 0, S = 1: Thì tín hiệu Y sẽ giống tín hiệu B - Khi G = 0, S = 0: Thì tín hiệu Y sẽ giống tín hiệu A 1.4 Bộ hợp kênh (8 : 1) dùng vi mạch chuyên dụng: Hình D5.1c 1.4.1 Nối mạch sơ đồ D5-1c (IC3) với mạch DTLAB201N sau: 1.4.4 Đặt công tắc logic DS1÷DS4 theo bảng D5-3, LS1 = 1, LS2÷ = Tại lần đặt, ghi trạng thái lối Y theo đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), Đèn LED tắt mức thấp (0) Làm tương tự bước 1.4.4, đặt cơng tắc logic LS2÷LS8 = 1, cơng tắc cịn lại = - LS1 = 1, LS2÷ = A x B x C x LS1 – D0 Y 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 - LS2 = 1, cơng tắc cịn lại = 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 A B x x 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 - LS3 = 1, cơng tắc cịn lại = C x 1 1 LS2 – D1 1 1 1 1 Y 0 0 0 A B x x 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 - LS4 = 1, cơng tắc cịn lại = C x 1 1 LS3 – D2 1 1 1 1 Y 0 0 0 C x 1 LS4 – D3 1 1 1 1 Y 0 0 0 1 0 0 0 A x 0 0 1 B x 0 1 0 1 - LS5 = 1, cơng tắc cịn lại = 1 A B x x 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 - LS6 = 1, cơng tắc cịn lại = C x 1 1 LS5 – D4 1 1 1 1 Y 0 0 0 0 A B x x 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 - LS7 = 1, cơng tắc cịn lại = C x 1 1 LS3 – D5 1 1 1 1 Y 0 0 0 0 A B x x 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 - LS8 = 1, cơng tắc cịn lại = C x 1 1 LS7 – D6 1 1 1 1 Y 0 0 0 0 C x LS8 – D7 1 Y 0 0 A x 0 B x 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 Kết luận: - tín hiệu enable, = cho phép mạch hoạt động - A,B,C tín hiệu điều khiển: A B C Y 0 D 0 D 1 D 1 D 0 D 1 D 1 D 1 D Bổ sung: - Các chân IC 74LS251 gồm chân enable, n chân điều khiển, n chân tín hiệu vào, chân lối + Chân !EN: Cho phép mạch hoạt động với !EN = !EN = khiến cho mạch k chạy + Các chân A,B,C: Chọn tín hiệu từ lối vào để nối với lối Y + Các chân D0-D7: tín hiệu lối vào II Bộ chuyển mạch phân kênh (Demultiplexer) 2.1 Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D5-2a 2.2 Bộ phân kênh bit (1 : 2) dùng cổng logic: Hình D5.2a 2.2.2 Đặt cơng tắc logic LS8 DS1 tương ứng với trạng thái ghi bảng D54 Theo dõi trạng thái đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), đèn LED tắt mức thấp (0) Ghi kết vào bảng D5-4, cột trạng thái ghi theo thị LED tương ứng Bảng D5-4 LỐI VÀO - INPUT LS8 DS1 A S 1 Trạng thái Y1 LỐI RA – OUTPUT Ký hiệu Trạng thái Y1 Y2 A Ký hiệu Y2 A Câu hỏi: Căn nguyên lý hoạt động sơ đồ, ghi tên mã lối vào A cho kênh Y1 Y2 vào cột kí hiệu theo lối vào Kiểm tra trùng hợp giá trị trạng thái theo hàng tương ứng cột - Lối vào S điều khiển lối Y1,Y2 Khi S = (mức logic cao), Y2 =A, S = (mức logic thấp), Y1 = A 2.3 Bộ phân kênh (2 : 4) dùng vi mạch chuyên dụng: Hình D5.2b 2.3.1 Nối mạch sơ đồ D5-2b (IC3) với mạch DTLAB201N sau: 2.3.2 Đặt cơng tắc logic LS1÷LS8, theo bảng D5-5 Theo dõi trạng thái đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), Đèn LED tắt mức thấp (0) Ghi kết vào bảng D5-5, cột trạng thái ghi theo thị LED tương ứng Bảng D5-5 B A 1C 1Y0 1Y1 1Y2 1Y3 x x x 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 x x x 1 1 B A 2C 2Y0 2Y1 2Y2 2Y3 x x x 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 x x x 1 1 Kết luận: - tín hiệu enable , 1C tín hiệu lối vào ứng với lối 1Y0 1Y3 - tín hiệu enable , 2C tín hiệu lối vào ứng với lối 2Y0 2Y3 - A,B tín hiệu điều khiển A B Y 0 1Y0 2Y0 1Y1 2Y1 1Y2 2Y2 1 1Y3 2Y3 Bổ sung: 74LS155 gồm tách kênh sang 4, chúng có ngõ chọn A,B chung Bộ tách kênh đầu có ngõ vào khơng đảo, cịn tách kênh thứ hai có ngõ vào đảo Với giá trị A, B, ngõ 1Y sẽ có đèn tắt ứng với trường hợp (do ngõ đảo), lối chọn để nối với nối vào 1C Ngõ 2Y tương tự III Bộ chuyển mạch tương tự 3.1 Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D5-3 3.2 Máy phát xung CLOCK GENERATOR thiết bị DTLAB-201 chế độ phát với tần số 10 KHz Sử dụng lối TTL máy phát xung cho thí nghiệm 3.3 Đặt thang đo lối vào dao động ký 2V/cm Đặt thời gian quét dao động ký 0.1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần dao động ký Sử dụng nút chỉnh vị trí để tia dịch theo chiều X Y vị trí dễ quan sát 3.4 Chuyển mạch tương tự riêng rẽ: Hình D5-3a 3.4.1 Lối CMOS máy phát xung CLOCK GENERATOR, có biên độ chỉnh theo nguồn 0…+15V thiết bị Chỉnh nguồn biên độ xung ~ 100mV Nối lối CMOS máy phát với lối vào IC1 (hình D5-3a) Nối kênh dao động ký với lối OUT1 để quan sát tín hiệu lối Nối chốt điều khiển C1 với nguồn +5V -5V Quan sát đo biên độ tín hiệu C1 +5V -5V Thay đổi biên độ tín hiệu máy, đo biên độ tín hiệu tương ứng Ghi kết vào bảng D5-6 Chú ý: không vặn nguồn 5V C1 = +5V C2 = -5V Uin Uout1 Uout1 100mV 100mV 10mV 1V 1V 100mV 2V 2V 180mV 3V 3V 270mV 4V 4V 360mV 3.4.2 Đổi chiều kênh truyền: Nối tín hiệu từ máy phát xung vào chân OUT1, nối dao động ký vào chân IN1 Chân C1 nối nguồn +5V Quan sát tín hiệu Câu hỏi: So sánh khác sơ đồ chuyển mạch tương tự với phân kênh hợp kênh số - Ta thấy với chuyển mạch tương tự không cho tín hiệu ổn định chuyển mạch số - Dạng tín hiệu bị phụ thuộc vào linh kiện mạch nguồn tín hiệu 3.5 Bộ khuếch đại có hệ số khuếch đại thay đổi: Hình D5-3b 3.5.1 Nối công tắc xung PS1 A/TTL DTLAB-201N với lối vào điều khiển IC2, hình D5-3b Mỗi lần nhấn công tắc, xung TTL T1 chuyển mức thành xung có biên độ từ +5V đến -5V dùng để +1 vào đếm có lối giải mã IC2 Trong bảng D5-7 mô tả trạng thái đếm IC2 Bảng D5-7 Công tắc xung IC2/3 IC2/2 IC2/4 IC2/7 IC4/6 Số lần nhấn TT V TT V TT V TT V Ura K 1 +5 -5 -5 -5 937.5mV 0.1875 -5 +5 -5 -5 2.17V 0.434 -5 -5 +5 -5 3.7V 0.74 -5 -5 -5 +5 500mV 0.1 +5 -5 -5 -5 937.5mV 0.1875 Câu hỏi: thích nguyên tắc thay đổi hệ số khuếch đại sơ đồ D5.3b - Khi ta bấm thả button vào cổng sẽ = +5V -5V - Khi mạch sẽ sử dụng IC chuyển mạch cách phát tín hiệu dương vào chân C IC1,2,3,4 làm thay đổi điện trở vào khuếch đại thuật toán Mà 3.6 Bộ chuyển mạch tương tự 8→1 với điều khiển theo mã nhị phân: Hình D5.3c 3.6.1 Nối lối vào IC5 hình D5-3c với công tắc DATA & SWITCHES DTLAB-201N 3.6.2 Đặt công tắc logic cấu hình bảng D5-8 Thay đổi Z (LS8) giá trị Theo dõi trạng thái đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), Đèn LED tắt mức thấp (0) Ghi kết vào bảng D5-8, cột trạng thái ghi theo thị LED tương ứng Bảng D5-8 DS1 LS3 0 0 0 0 LS2 LS1 LS8 A2 A1 A0 Z x 0 0 1 1 x 0 1 0 1 x 1 1 1 1 1 1 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Kết luận: - tín hiệu Enable, = cho phép mạch hoạt động - Z tín hiệu lối vào, Y0→Y7 tín hiệu lối ra, A2, A1, A0 tín hiệu điều khiển Với trường hợp, có lối mức logic cao ( =1) lối vào Z 3.6.3 Bộ hợp kênh 0 0 0 0 A x 0 0 1 1 B x 0 1 0 1 C x 1 1 Z x A0 A4 A2 A6 A1 A5 A3 A7 - tín hiệu Enable, = cho phép mạch hoạt động - Z tín hiệu lối ra, A0→A7 tín hiệu lối vào, A, B, C tín hiệu điều khiển Với trường hợp, tín hiệu điều khiển chọn lối vào để nối với lối Z Lối Z cho mức logic lối vào chọn Kết thúc ... INDICATORS) DTLAB-201N - Nối lối Y với LED15 Theo dõi trạng thái đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), đèn LED tắt mức thấp (0) Ghi kết vào bảng D5-1, cột trạng thái ghi theo thị LED tương ứng... tương ứng với trạng thái ghi bảng D5-2 Theo dõi trạng thái đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), Đèn LED tắt mức thấp (0) Ghi kết vào bảng D5-2, cột trạng thái ghi theo thị LED tương ứng... D5-3, LS1 = 1, LS2÷ = Tại lần đặt, ghi trạng thái lối Y theo đèn LED thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức cao (1), Đèn LED tắt mức thấp (0) Làm tương tự bước 1.4.4, đặt cơng tắc logic LS2÷LS8 = 1, cơng