II. MẠCH AUTO RESET:
CHƯƠNG 5: BỘ ĐỆM DỮ LIỆU
Bộ đệm dữ liệu rất thường được sử dụng trong các mạch điện tử, chẳng hạn như bộ đệm dữ liệu ở ngõ ra của EPROM. Tác dụng của bộ đệm là để cách li các mạch điện ở ngõ vào và ngõ ra của nó, ngoài ra bộ đệm cũng có thể làm tăng dòng điện ở ngõ ra.
Có nhiều loại IC đệm chuyên dùng thuộc cả hai họ TTL và CMOS như: 7406, 7407, 7416, 7417,… (họ TTL), 4049, 4050,… (họ CMOS). Ngoài ra các IC cổng cũng có thể dùng làm bộ đệm được.
Trong đề tài này, bộ đệm cột đi liền ngay sau bộ chốt dữ liệu là IC 74573 thuộc họ TTL do đó nếu sử dụng các IC đệm thuộc họ CMOS (4049, 4050) thì phải tính đến việc giao tiếp giữa TTL-CMOS. Vì mức logic [1] ở ngõ ra họ TTL thấp hơn mức logic [1] ở ngõ vào họ CMOS nên để IC họ CMOS làm việc ổn định thì phải mắc thêm các điện trở hồi tiếp như sau:
Do bảng đèn có đến 60 cột (30 cột LED xanh, 30 cột LED đỏ) nên nếu dùng IC họ CMOS làm bộ đệm cột thì phải ráp thêm 60 điện trở hồi tiếp RF ở mỗi cột. Đây là một việc làm tốn nhiều thời gian, công sức và không cần thiết vì trong thực tế cũng có nhiều IC đệm chuyên dùng thuộc họ TTL (như đã giới thiệu ở trên).
Các IC đệm chuyên dùng thuộc họ TTL như: 7406, 7407, 7416, 7417 đều có ngõ ra cực thu để hở (Open Collector). Ngõ ra cực thu để hở có dạng như sau (hình 1):
Để IC cực thu để hở hoạt động được bình thường thì thường phải mắc thêm điện trở kéo lên như hình 2. Điện trở kéo lên này có tác dụng định điện áp ở ngõ ra, tạo đường dẫn cho Transistor bên trong IC. Do đó, tùy từng loại IC mà ta có giá trị điện trở kéo lên khác nhau. Giá trị điện trở kéo lên này được chọn tùy thuộc vào các yếu tố sau: công suất của IC, số tầng mắc song song các IC, hệ số fan-out. Giá trị điện trở kéo lên này cũng phải đủ lớn để không làm quá dòng qua Transistor bên trong IC (dòng chảy
RF VCC VCC VCC hình 2 Output Rkéo lên Output hình 1
vào IC khi ngõ ra ở mức logic thấp: IOL) và cũng phải đủ bé để không làm chậm đi tốc độ làm việc của IC.
Nếu sử dụng IC loại cực thu để hở để thúc tải trực tiếp thì có thể mắc mạch điện như sau:
Do tải ở mạch này là bảng đèn (ma trận LED 5x7: một ma trận LED thì gồm có 5 cột và 7 hàng) nên nếu dùng IC đệm để kéo tải trực tiếp như ở hình 3 thì tại mỗi ngõ ra của một cổng đệm sẽ phải nối song song với 7 LED, thông thường thì một IC có 6 cổng đệm, như vậy tổng tất cả các LED mắc song song vào IC là 7x6 = 42 LED. Mạch quang báo này sử dụng phương pháp quét để hiển thị nên dòng điện tức thời qua mỗi LED có thể lên đến hàng trăm mA (trong một số trường hợp có thể lên đến đơn vị Ampe). Như thế tại một thời điểm tức thời nếu có 7 LED cùng sáng thì dòng điện qua IC đã lên đến vài Ampe. Nếu gặp trường hợp cả 8 cột LED đều sáng (trường hợp này xảy ra khi bảng đèn hiển thị hình ảnh) thì dòng điện có giá trị lớn (vài Ampe) sẽ chảy qua IC trong một khoảng thời gian dài và sẽ dẫn đến việc chết IC.
Nếu dùng cách mắc thêm điện trở kéo lên như hình 2 thì phải ráp thêm 60 điện trở kéo lên, việc làm này cũng phức tạp tương tự như khi dùng IC đệm họ CMOS.
Chúng ta còn một trường hợp khả thi nữa là dùng IC cổng để làm bộ đệm. Do sau bộ đệm còn có thêm một phần thúc công suất nữa nên không cần thiết dòng ra phải lớn. Bộ đệm này chỉ có nhiệm vụ cách li giữa bộ chốt dữ liệu và phần thúc công suất. Như vậy việc dùng IC cổng trong trường hợp này là phù hợp nhất.
IC 7404 được chọn vì: trong một IC có đến 6 cổng NOT (số lượng cổng nhiều nhất so với các loại IC cổng khác), ngõ ra không phải là loại cực thu để hở, thuộc họ TTL nên không phải quan tâm đến việc giao tiếp giữa TTL-CMOS.
Sau đây là vài sơ đồ điển hình cho việc sử dụng bộ đệm dùng IC 7404.
VCC hình 3 hình 3 tải 7404 7404 2764 A0 10 A1 9 A2 8 A3 7 A4 6 A5 5 A6 4 A7 3 A8 25 A9 24 A10 21 A11 23 A12 2 CE 20 OE 22 PGM 27 VPP 1 O0 11 O1 12 O2 13 O3 15 O4 16 O5 17 O6 18 O7 19