Kỹ thuật xung số
2.3.3.1. Bài 1 - Lắp mạch ứng dụng của ghi dịch
a. Đề cương bài giảng
Tên bài: Lắp mạch ứng dụng của ghi dịch MỤC TIÊU:
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
* Về kiến thức:
- Phân tích được nguyên tắc hoạt động và sơ đồ lắp ráp mạch ứng dụng của ghi dịch.
- Trình bày được trình tự lắp ráp mạch ứng dụng của ghi dịch.
* Về kỹ năng:
- Lắp ráp được mạch ứng dụng của ghi dịch theo đúng sơ đồ lắp ráp.
* Về thái độ:
- Rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì trong công việc. - Đảm bảo chính xác, an toàn thiết bị.
ĐỒ DÙNG VÀ TRANG THIẾT BỊ DẠY HỌC
- Hồ sơ bài giảng, máy tính, máy projector.
- Tài liệu phát tay: Bảng trình tự lắp ráp, bảng danh mục linh kiện và sơ đồ lắp ráp.
NỘI DUNG: 1. IC 74164 a. Sơ đồ chân VCC: dương ngu GND: âm nguồn INA, INB: các chân đ QA, QB, QC, QD Clock: chân xung nh Clear: chân xóa tín hi b. Nguyên tắc hoạt
44
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ chân IC74164
VCC: dương nguồn, +5V ồn
: các chân đầu vào
D, QE, QF, QG, QH: các chân đầu ra Clock: chân xung nhịp
Clear: chân xóa tín hiệu ra ắc hoạt động
Chân xóa ở mức "0" thì IC hoạt Chân xóa ở mức "1" thì IC hoạt Mỗi khi có xung nhịp
chân INA, INB đều là "1" thì Q
2. Mạch ứng dụng
a. Sơ đồ mạch
Để sau khi toàn bộ các dần mới thì chân Clear ph
Chân Clear kích ho dùng linh kiện là Transistor.
Sơ đ
45
ở mức "0" thì IC hoạt động ở trạng thái xóa, đầu ra bằng 0 ở mức "1" thì IC hoạt động ở trạng thái ghi dịch
ỗi khi có xung nhịp đưa vào IC thì tín hiệu dịch sang phải 1 bit. Nếu cả 2 ều là "1" thì QA nhận tín hiệu dịch từ đầu vào là "1", trái l
ể sau khi toàn bộ các đèn sáng hết sẽ tắt hết, rồi thực hiện 1 chu kỳ sáng lan thì chân Clear phải được kích hoạt.
Chân Clear kích hoạt khi có mức logic là "0" => phải sử dụng cổng ện là Transistor.
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động IC7416
ầu ra bằng 0 ộng ở trạng thái ghi dịch
ệu dịch sang phải 1 bit. Nếu cả 2 là "1", trái lại là "0".
ết sẽ tắt hết, rồi thực hiện 1 chu kỳ sáng lan
ạt khi có mức logic là "0" => phải sử dụng cổng đảo,
b. Trình tự thực hiện Bước 1: Chuẩn bị Bước 2: Lắp ráp
Bước 3: Vận hành, kiểm tra c. Một số lỗi thư
- Mạch không hoạt
- Mạch hoạt động sai nguyên lý
b. Các bước thực hiện mô phỏng mạch ghi dịch
Bước 1: Khởi động ch
PROGRAMS>PROTEUS 7 PROFESSIONAL>ISIS 7 PROFESSIONAL.
46 Sơ đồ 2.3. Sơ đồ lắp ráp ự thực hiện ớc 1: Chuẩn bị ớc 2: Lắp ráp ận hành, kiểm tra ường gặp ạch không hoạt động ộng sai nguyên lý
ớc thực hiện mô phỏng mạch ghi dịch dùng IC 74164 ộng chương trình ISIS bằng cách vào
ROTEUS 7 PROFESSIONAL>ISIS 7 PROFESSIONAL.
dùng IC 74164
ằng cách vào START>ALL ROTEUS 7 PROFESSIONAL>ISIS 7 PROFESSIONAL.
47
Hình 2.4. Khởi động phần mềm
Sau đó ta sẽ vào phần mềm với giao diện như hình 2.5 với các vùng cơ bản: - Thanh Menu
- Thanh công cụ vẽ mạch
- Vùng hiện hình linh kiện đã chọn - Danh sách các linh kiện đã chọn - Vùng vẽ mạch
- Danh sách các nút điều khiển mô phỏng - Thanh trạng thái
48
Hình 2.5. Giao diện phần mềm
Bước 2: Chọn linh kiện
Bằng cách nhấn vào kí hiệu chữ “P’’ ngay góc trái màn hình, thì cửa sổ chứa linh kiện của chương trình mở ra.
Hoặc bằng cách chọn menu Library > Pick
Hình 2.6. Chọn linh kiện Thanh trạng thái Các nút điều khiển mô phỏng Các thanh công cụ vẽ mạch Vùng vẽ mạch Thanh Menu Danh sách các linh kiện đã chọn Vùng hiện hình dạng linh kiện đã chọn
49
+ Để lấy IC ghi dịch74LS164 ta làm như sau: Tại mục Keyword đánh tên linh kiện cần lấy 74164 sau đó chọn 74LS164, nhấn chuột hai lần lên linh kiện cần lấy để thêm vào cửa sổ Devices. sau đó nhấn ESC để thoát khỏi cửa sổ thư viện trở về màn hình thiết kế.
Hình 2.7. Lấy IC 74LS164 từ thư viện linh kiện
+ Để lấy đèn Led, tại mục Keyword gõ: "Led" sau đó chọn 1 loại đèn Led muốn sử dụng, ví dụ: LED-RED
50
+ Để lấy điện trở ta chọn trong Category: "Resistors"
+ Lấy nguồn và xung Clock tại Terminals Mode và Generator Mode.
Bước 3: Lấy linh kiện ra trang thiết kế
Click chuột vào linh kiện cần lấy (linh kiện trong của sổ Devices) di chuyển con trỏ chuột ra trang thiết kế nơi cần đặt linh kiện và Click chuột thì linh kiện sẽ được đặt tại đó.
Hình 2.9. Bố trí linh kiện
Lưu ý: Nếu muốn lấy nhiều linh kiện cùng loại trong mạch ta chỉ cần Click chuột
vào linh kiện cần lấy (linh kiện trong của sổ Devices). Di chuyển con trỏ chuột ra trang thiết kế nơi cần đặt linh kiện và Click chuột thì linh kiện sẽ được đặt tại đó, ta tiếp tục di chuyển chuột để đặt các linh kiện tiếp theo, chương trình sẽ tự động tăng số linh kiện lên sau mỗi lần nhấn chuột.
Sau khi lấy được số linh kiện như ý muốn, ta tiến hành di chuyển, sắp xếp, xóa các linh kiện không cần thiết hoặc linh kiện thừa trong trang thiết kế. Trong quá trình sắp có những linh kiện quay chiều không theo ý muốn, thì ta tiếng hành xoay bằng cách nhấp chuột phải lên linh kiện sau đó dùng nút xoay trái, xoay phải, quay
51
lên, quay xuống ở góc trái màn hình sao cho phù hợp để kết nối như hình trên.
Bước 4: Kết nối các linh kiện
Hình 2.10 - Component Mode
Click vào biểu tượng kết nối Component Mode, sau đó đi dây, nối linh kiện cho mạch.
52
Bước 5: Khảo sát mạch điện
Hình 2.12 - Chạy mô phỏng
Ấn nút Play để bắt đầu chạy mô phỏng, quan sát hiện tượng sáng của các đèn Led để rút ra kết luận.
Mạch hiện tại là mạch sáng lan dần. Muốn cải tiến thành mạch sáng lan dần rồi tắt hết, sau đó lại sáng lan dần ở một chu kỳ mới ta sử dụng Transistor để làm cổng đảo.
Tiến hành làm lại từ bước 2 đến bước 5 như vừa làm.
+ Để lấy Transistor lưỡng cực ta vào Category “Transistor”, chọn Sub- category “Bipolar”. Sau đó chọn Transistor cần thiết. Nếu trong thư viện không có Transistor ta cần, thì có thể chọn Transistor kháccó thông số tương đương.
53
Hình 2.13 - Lấy Transistor từ thư viện linh kiện
54
Hình 2.14 - Bố trí linh kiện
Ta có thể thay đổi giá trị điện trở, bằng cách Click vào giá trị “110” hiện tại, sau đó sửa thành giá trị mong muốn.
55
Hình 2.15 - Sửa giá trị linh kiện
+ Sau đó ta đi dây cho mạch và được kết quả như hình sau:
56
Hình 2.17 - Chạy mô phỏng
c. Quy trình lắp và khảo sát trên bo mạch Project Broad
TT Nội dung công việc
Thao tác Thiết bị, dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật
1
Chuẩn bị - Lựa chọn sắp xếp thiết bị - Kiểm tra vật tư, linh kiện, thiết bị, dụng cụ - Bo mạch, linh kiện. - Sơ đồ lắp ráp - Vật tư bố trí ngăn nắp theo thứ tự lắp ráp - Chuẩn bị đầy đủ số lượng và chủng loại cần thiết
- Linh kiện hoạt động tốt 2 Lắp ráp - Lắp linh kiện vào mạch theo sơ đồ lắp ráp - Bo mạch, linh kiện - Sơ đồ lắp ráp - Lắp linh kiện đúng vị trí, đúng cực tính - Linh kiện cắm vững, thẳng chân
57 3 Vận hành, kiểm tra - Kết nối với mô hình ứng dụng. - Cấp nguồn, chạy thử - Bo mạch đã lắp ráp - Mô hình ứng dụng - Phát hiện được lỗi và khắc phục (nếu có) - Mô hình hiển thị đúng nguyên ý d. Giáo án
GIÁO ÁN SỐ: 01 Thời gian thực hiện: 60 phút Tên bài học trước:
Thực hiện: Ngày.... tháng ... năm 2015
Bài 01: LẮP RÁP MẠCH ỨNG DỤNG CỦA GHI DỊCH
MỤC TIÊU:
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
* Về kiến thức:
- Phân tích được nguyên tắc hoạt động và sơ đồ lắp ráp mạch ứng dụng của ghi dịch. - Trình bày được trình tự lắp ráp mạch ứng dụng của ghi dịch.
* Về kỹ năng:
- Lắp ráp được mạch ứng dụng của ghi dịch theo đúng sơ đồ lắp ráp.
* Về thái độ:
- Rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì trong công việc. - Đảm bảo chính xác, an toàn thiết bị.
ĐỒ DÙNG VÀ TRANG THIẾT BỊ DẠY HỌC
- Hồ sơ bài giảng, máy tính, máy projector.
- Tài liệu phát tay: Bảng trình tự lắp ráp, bảng danh mục linh kiện và sơ đồ lắp ráp. - Thiết bị, vật tư: Bo mạch, linh kiện, mô hình ứng dụng.
HÌNH THỨC TỔ CHỨC DẠY HỌC:
58 - Giới thiệu chủ đề: Tập trung cả lớp - Giải quyết vấn đề:
+ Lý thuyết liên quan, trình tự thực hiện: Tập trung cả lớp + Thực hành: Theo nhóm
- Kết thúc vấn đề: Tập trung cả lớp - Hướng dẫn tự học: Tập trung cả lớp
I. ỔN ĐỊNH LỚP HỌC: Thời gian : 01 phút
- Kiểm tra sĩ số lớp học.
II. THỰC HIỆN BÀI HỌC:
TT NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC THỜI GIAN (Phút) HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC
SINH
A Dẫn nhập 02 phút
Dẫn nhập vào bài học - Thuyết trình - Nghe
B Giới thiệu chủ đề 02 phút * Mục tiêu: - Kiến thức - Kỹ năng - Thái độ - Chiếu slide - Giới thiệu - Quan sát - Nghe, ghi chép *Nội dung: - IC 74164 - Mạch ứng dụng - Giới thiệu - Phát tài liệu học tập cho học sinh - Nghe - Nhận tài liệu học tập C Giải quyết vấn đề 1. IC 74164 08 phút
1.1. Sơ đồ chân - Chiếu slide - Giảng giải
- Phát vấn: nhiệm vụ của các chân IC? - Giảng giải, phân
- Quan sát - Nghe, ghi chép - Suy nghĩ, trả lời - Nghe, ghi chép
59 1.2. Nguyên tắc hoạt động
tích
- Chiếu slide
- Giảng giải, phân tích
- Phát vấn: Trạng thái đầu ra kế tiếp?
- Quan sát - Nghe, ghi chép - Suy nghĩ, trả lời 2. Mạch ứng dụng 30 phút 2.1. Sơ đồ mạch * Sơ đồ nguyên lý * Sơ đồ lắp ráp - Chiếu slide
- Giảng giải, phân tích - Phát vấn: Làm thế nào để toàn bộ đèn đang sáng chuyển sang trạng thái tắt? - Phát vấn: Làm thế nào để kích hoạt được chân Clear? - Giảng giải, phân tích - Chiếu Slide 8 - Giảng giải - Quan sát - Nghe, ghi chép - Suy nghĩ, trả lời - Suy nghĩ, trả lời - Nghe, ghi chép - Quan sát - Nghe 08 phút 2.2. Trình tự mô phỏng và lắp ráp * Trình tự mô phỏng - Khảo sát mô phỏng - Chiếu slide
- Giảng giải, phân tích
- Làm mẫu mô phỏng trên Proteus - Khảo sát mẫu 1 khâu trên Proteus - Quan sát, hướng - Quan sát - Nghe, ghi chép - Quan sát - Quan sát - 1 học sinh lên 08 phút
60 * Trình tự lắp ráp trên bo mạch thực tế - Làm mẫu dẫn - Chiếu slide
- Giảng giải, phân tích
- Thao tác mẫu 1 số bước quan trọng - Phát vấn: Xác định màu của điện trở có giá trị 330 ôm? - Cho 1 học sinh lên làm tiếp
- Quan sát lớp
khảo sát tiếp theo hướng dẫn, các học sinh khác quan sát - Quan sát - Nghe, ghi chép - Quan sát - Suy nghĩ, trả lời - 1 học sinh lên làm, các học sinh khác quan sát. 11 phút
2.3 Một số lỗi thường gặp - Chiếu slide - Giải thích
- Quan sát - Nghe, ghi chép
03 phút
D Hướng dẫn thường xuyên
- Rèn luyện kỹ năng lắp ráp mạch ứng dụng của ghi dịch
- Quan sát, uốn nắn - Thực hành theo bảng trình tự 12 phút E Củng cố kiến thức và kỹ năng rèn luyện 04 phút - Tổng kết bài học. - Củng cố kỹ năng rèn luyện. - Nhận xét quá trình thực hiện.
- Diễn giảng - Lắng nghe
F Hướng dẫn tự học 01 phút
Nghiên cứu trước về mạch đếm
61
III. RÚT KINH NGHIỆM TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
... ... ... ... ... ...
TRƯỞNG KHOA/ BỘ MÔN Ngày ... tháng ... năm 2015
GIÁO VIÊN
Phạm Duy Khánh 2.3.3.2. Bài 2 - Lắp mạch đếm
a. Đề cương bài giảng
Bài 02: LẮP MẠCH ĐẾM MỤC TIÊU:
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
* Về kiến thức:
- Phân tích được nguyên tắc hoạt động và sơ đồ lắp ráp mạch đếm. - Trình bày được trình tự lắp ráp mạch đếm
* Về kỹ năng:
- Lắp ráp được mạch đếm theo đúng sơ đồ lắp ráp.
* Về thái độ:
- Rèn luyện tính cẩn thận, kiên trì trong công việc. - Đảm bảo chính xác, an toàn thiết bị.
ĐỒ DÙNG VÀ TRANG THIẾT BỊ DẠY HỌC
- Hồ sơ bài giảng, máy tính, máy projector.
- Tài liệu phát tay: Bảng trình tự lắp ráp, bảng danh mục linh kiện và sơ đồ lắp ráp. - Thiết bị, vật tư: Bo mạch, linh kiện, mô hình ứng dụng.
62
NỘI DUNG: 1. IC 7490
a. Sơ đồ chân
Sơ đồ 2.18. Sơ đồ chân IC 7490
VCC: dương nguồn, +5V GND: âm nguồn
IN1, IN2: chân đầu vào QA, QB, QC, QD: chân đầu ra NC: chân không nối
R1, R2: chân reset b. Nguyên tắc hoạt động - Bảng trạng thái đếm IN1 Trạng thái đầu ra Số đếm thập phân QD QC QB QA 0 0 0 0 0 ↓ 0 0 0 1 1 ↓ 0 0 1 0 2 ↓ 0 0 1 1 3 ↓ 0 1 0 0 4 ↓ 0 1 0 1 5 ↓ 0 1 1 0 6 ↓ 0 1 1 1 7 ↓ 1 0 0 0 8 ↓ 1 0 0 1 9 ↓ 0 0 0 0 0
63
Chân IN2 được nối với chân QA để thực hiện đếm 0-9 - Bảng trạng thái xóa
Đầu vào xóa
Trạng thái đầu ra R1 R2 R3 R4 1 1 0 X Reset về 0 1 1 X 0 x x 1 1 Reset về 9 X 0 X 0 Đếm 0 X 0 X 0 X X 0 X 0 0 X 2. Mạch ứng dụng a. Sơ đồ mạch đếm
Sơ đồ 2.19. Sơ đồ nguyên lý mạch đếm sử dụng IC 7490
b. Trình tự lắp ráp Bước 1: Chuẩn bị
Bước 2: Lắp ráp
64 c. Một số lỗi thường gặp
- Mạch không hoạt động
- Mạch hoạt động sai nguyên lý
d. Các bước thực hiện mô phỏng mạch đếm dùng IC 7490
Bước 1: Khởi động chương trình ISIS bằng cách vào START>ALL PROGRAMS>PROTEUS 7 PROFESSIONAL>ISIS 7 PROFESSIONAL.
Bước 2: Chọn linh kiện
Bằng cách nhấn vào kí hiệu chữ “P’’ ngay góc trái màn hình, thì cửa sổ chứa linh kiện của chương trình mở ra.
Hoặc bằng cách chọn menu Library > Pick
Hình 2.20. Chọn linh kiện
+ Để lấy IC ghi dịch74LS90 ta làm như sau: Tại mục Keyword đánh tên linh kiện cần lấy 7490 sau đó chọn 74LS90, nhấn chuột hai lần lên linh kiện cần lấy để thêm vào cửa sổ Devices. sau đó nhấn ESC để thoát khỏi cửa sổ thư viện trở về màn hình thiết kế.