Mục tiêu:
- Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cổng logic cơ bản 3.1. Cổng AND
Cổng AND là cổng logic thực hiện chức năng của phép toán nhân logic với 2 ngõ vào và 1 ngõ ra ký hiệu như hình vẽ:
(Hình 24-01-3a)
Phương trình logic mơ tả hoạt động của cổng AND:
y = x1.x2
(Hình 24-01-3b)
Hình 24-01-3: a) Bảng chân lý của cổng AND; b)Ký hiệu quy ước
Nhận xét: Hàm chỉ bằng 1 (mức logic 1) khi cả 2 ngõ vào đều bằng 1, ngõ ra y
bằng 0 (mức logic 0) khi có một ngõ vào bất kỳ (x1 hoặc x2) ở mức logic 0. Xét trường hợp tổng quát cho cổng AND có n ngõ vào x1, x2 ... xn:
Đặc điểm của cổng AND là: ngõ ra y chỉ bằng 1 khi và chỉ khi tất cả các ngõ vào đều bằng 1.
Sử dụng cổng AND để đóng mở tín hiệu: Xét cổng AND có hai ngõ vào x1 và x2. Ta chọn:
- x1 đóng vai trị ngõ vào điều khiển (control). - x2 đóng vai trị ngõ vào dữ liệu (data).
Xét các trường hợp cụ thể sau đây:
- x1= 0: → y = 0 bất chấp trạng thái của x2, ta nói cổng AND khóa lại khơng
cho dữ liệu đưa vào ngõ vào x2 qua cổng AND đến ngõ ra.
Ta nói cổng AND mở cho dữ liệu đưa vào ngõ vào x2 qua cổng AND đến ngõ ra. Sử dụng cổng AND để tạo ra cổng logic khác: Nếu ta sử dụng 2 tổ hợp đầu và cuối trong bảng giá trị của cổng AND và nối cổng AND theo sơ đồ sau:
thì chúng ta có thể sử dụng cổng AND để tạo ra cổng đệm. 3.2. Cổng OR
Là cổng thực hiện chức năng của phép tốn cộng logic, cổng OR có 2 ngõ vào và 1 ngõ ra có ký hiệu như hình vẽ:
(Hình 24-01-4a)
Phương trình logic mơ tả hoạt động của cổng OR: y = x1 + x2 Bảng trạng thái mơ tả hoạt động của cổng OR:
(Hình 24-01-4b)
Hình 24-01-4: a) Ký hiệu quy ước; b)Bảng chân lý của cổng OR Xét trường hợp tổng quát đối với cổng OR có n ngõ vào.
Phương trình logic:
Đặc điểm của cổng OR là: Tín hiệu ngõ ra chỉ bằng 0 khi và chỉ khi tất cả các ngõ vào đều bằng 0, ngược lại tín hiệu ngõ ra bằng 1 khi chỉ cần có ít nhất một ngõ vào bằng 1.
Sử dụng cổng OR để đóng mở tín hiệu: Xét cổng OR có 2 ngõ vào x1, x2.
Nếu chọn x1 là ngõ vào điều khiển (control input), x2 ngõ vào dữ liệu (data input), ta có các trường hợp cụ thể sau đây:
- x1= 1 y = 1 (y luôn bằng 1 bất chấp x2) → Ta nói rằng cổng OR khả năng cho dữ liệu di qua.
- x1= 0
Cổng OR mở cho dữ liệu vào ngõ vào x2
Sử dụng cổng OR để thực hiện chức năng cổng logic khác: Ta sử dụng hai tổ hợp giá trị đầu và cuối của bảng trạng thái của cổng OR và nối mạch cổng OR như sau:
y = x: cổng OR đóng vai trị cổng đệm.
Sơ đồ mạch thực hiện trên hình
- Phần thực hành: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng "HOĂC" hai lối vào (2-
Input OR).
A.THIẾT BỊ SỬ DỤNG.
1.Thiết bị chính cho thực tập cơ bản về điện tử số BE-D02. 2.Dao động ký.
3.Đồng hồ vạn năng.
4.Khối thí nghiệm BE-D021 (Gắn lên thiết bị chính BE-D02). 5.Phụ tùng : Dây có chốt cắm hai đầu.
B.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM.
-Tìm hiểu về bản chất mức logic và sự tồn tại vật lý của chúng. -Tìm hiểu thuật tốn logic của loại cổng logic OR phổ biến.
C.THỰC HÀNH
+- - 74LS32 +5 7 LS7 '1' '0' +5 7 LS7 '1' '0' 7 V LED7 C 3d Hình 24-01-5: Sơ đồ lắp ráp
2.Nối đầu ra C của IC3d với chốt 7 bộ chỉ thị logic DISPLAY /BE-D02. Dùng dây nối các lối vào A&B của cổng IC3d với công công tắc logic LS6, LS7 của mảng SWITCHES/BE-DO2. Gạt công tắc logic từ 0->1 và 1->0 tương ứng với trạng thái cho trong bảng 1.4, quan sát trạng thái tương ứng của LED chỉ thị : LED sáng - trạng thái lối ra IC3d là cao (=1), LED tắt - trạng thái lối ra IC3d là thấp ( =0). Ghi trạng thái lối ra theo trạng thái lối vào của cổng vào bảng chân lý 1.4
3. Sử dụng đồng hồ đo thế ở chốt 7 của bộ chỉ thị LED đơn. Ghi kết quả vào bảng 1.4 Bảng 1.4 LS6 LS7 Lối vào A Lối vào B Lối vào C Thế ra ở lối C 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Bỏ lửng 0 1 Bỏ lửng 1 3.3. Cổng NOT
Cổng ĐẢO (còn gọi là cổng NOT) là cổng logic có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra, với ký hiệu và bảng trạng thái hoạt động như hình vẽ:
(a) b)
Hình 24-01-6: a)Ký hiệu quy ước; b)Bảng chân lý của cổng NOT