BÀI 11 : THIẾT KẾ VÀ LÁP RÁP MẠCH GHI DỊCH
3. VI MẠCH GHI DỊCH
3.4. Vi mạch ghi dịch 74LS194
a. Sơ đồ chân và hình dạng của IC 74LS194
- Sơ đồ chân:
Hình 11 – 11. Sơ đồ chân IC 74LS194
- Hình dạng.
Hình 11 – 12. Hình dạng IC 74LS194
b. Bảng trạng thái và thông số kỹ thuật
146
Bảng 11 – 10. Bảng trạng thái IC ghi dịch 74LS194
- Thông số kỹ thuật:
Bảng 11 – 11. Bảng thông số kỹ thuật của IC ghi dịch 74LS194
c. Khảo sát IC 74LS194 +5V D0 3 D1 4 D2 5 D3 6 SR 2 SL 7 CLK 11 S0 9 S1 10 MR 1 Q0 15 Q1 14 Q2 13 Q3 12 U1 74LS194 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 D4 D3 D2 D1 R1 330 R2 330 R3 330 R4 330
Hình 11 – 13. Sơ đồ nguyên lý mạch điện khảo sát IC ghi dịch 74LS194
3.5. Vẽ và mô phỏng mạch điện trên phần mềm Proteus
147
Bước 2: Chọn vật tư linh kiện đúng theo yêu cầu.
- IC ghi dịch 74LS194.
- Các chuyển mạch (Các mức logic). - Led.
- Điện trở. - Xung Ck.
Bước 3: Sắp xếp các linh kiện theo trình tự.
- Các đầu vào đặt bên trái. - Các đầu ra đặt bên phải.
Bước 4: Mô phỏng mạch điện.
- Lập bảng hoạt động củamạch.
- Bật và tắt các chuyển mạch theo thứ tự và ghi kết quả vào bảng. - So sánh kết quả với bảng cho trước.
3.6. Thực hành
a. Công tác chuẩn bị
- Kiểm tra vị trí nơi làm việc: Đảm bảo các thiết bị, dụng cụ đặt đúng vị trí dễ thao tác, an toàn, vệ sinh công nghiệp.
- Kiểm tra vật tư: Vật tư phải đầy đủ, đúng chủng loại yêu cầu.
- Kiểm tra tình trạng dụng cụ: Đầy đủ đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Kiểm tra tình trạng thiết bị: Các thiết bị Board nguồn, đồng hồ vạn năng làm việc bình thường. Board cắm phải có lỗ cắm phải chắc chắn đảm bảo tiếp xúc.
b. Danh mục thiết bị dụng cụ, vật tư cần chuẩn bị cho một bàn thực hành/3SV
Bảng 11 – 12. Danh mục thiết bị dụng cụ, vật tư cần chuẩn bị cho một bàn thực hành/3SV
TT TÊN THIẾT BỊ MÔ TẢ KỸ THUẬT LƯỢNGSỐ ĐƠN VỊ
TÍNH GHI CHÚ I Thiết bị, dụng cụ
1 Board nguồn Board TT số 01 Cái
2 Board cắm số 01 Cái
3 Đồng hồ vạn năng Đo dòng, áp,
đo điện trở 01 Cái
4 Panh kẹp 01 Cái
5 Kìm cắt ( hoặc kéo) 01 Cái
6 Kìm uốn (Kìm mỏ
nhọn 01 Cái
7 Máy vi tính Mô phỏng
các mạch số 01 Bộ
II Vật tư, linh kiện
1 IC U1 74LS194 01 Con
2 Led đơn Hiển thị 04 Con
3 Điện trở 330 04 Con
4 Dây kết nối Loại 01 lõi 02 m
c. Nội dung thực hành
148
d. Trình tự thực hiện
Bảng 11 – 13. Trình tự thực hiện
Các bước
công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật
Dụng cụ, thiết bị Bước 1: - Chuẩn bị các linh kiện đã chọn. - Kiểm tra board mạch.
- Kiểm tra chất lượng và xác định cực tính linh kiện.
- Vệ sinh linh kiện: Vệ
sinh các chân IC.
- Vệ sinh đầu dây kết nối: Vệ sinh các đầu dây.
- Board cắm.
- Xác định đúng cực tính linh kiện, đảm bảo chất lượng.
- Chân linh kiện và dây kết nối phải sáng bóng, không bị ô xi hóa.
- Phải đảm bảo các lỗ dưỡng chân IC còn tốt, khi cắm IC phải chắc chắn. Đồng hồ vạn năng, board mạch, panh kẹp, kìm, kéo cắt. - Xác định vị trí đặt linh kiện trên board. - Xác định vị trí đặt linh kiện, đường cấp nguồn, đường nối dây.
- Uốn nắn dây cắm cho phù hợp vị trí lắp ráp.
- Dây nối phải gọn gàng, đảm bảo đúng kỹ thuật, mỹ thuật thuận tiện cho việc cân chỉnh mạch.
Bước 2 :
Lắp ráp linh kiện trên board cắm.
Lắp ráp linh kiện đảm bảo theo trình tự: - Lắp IC. - Lắp đèn led. - Cắm dây liên kết mạch, dây cấp nguồn. - Chọn vị trí lắp IC phù hợp nhất.
- Điểm tiếp xúc giữa lỗ của board cắm và dây kết nối phải đảm bảo chắc chắn, gọn gàng. - Các dây nối tránh chồng chéo nhau. Dây kết nối 1 lõi, board cắm, linh kiện. Bước 3:
Đo kiểm tra
an toàn cho
mạch điện.
- Đo kiểm tra liên kết : Kiểm tra lại từ sơ đồ nguyên lý sang sơ đồ lắp ráp và ngược lại
- Đo kiểm tra an toàn: Bật ĐHVN về nấc thang đo điện trở R x 10 hoặc 100 đo kiểm tra 2 đầu cấp nguồn, nhớ đảo chiều que đo.
- Đảm bảo linh kiện liên kết đúng vị trí, đúng cực
tính.
- Đảm bảo 2 giá trị điện trở an toàn thuận nghịch khác xa nhau. Đồng hồ vạn năng. Bước 4: Cấp nguồn. - Cấp nguồn +5V và mass từ board nguồn vào mạch lắp ráp tại các vị trí +5V
và mass.
- Đảm bảo cấp nguồn
đúng vị trí yêu cầu. Board nguồn, đồng hồ vạn năng.
149
Bước 5:
Khảo sát mạch điện.
- Điều khiển các chuyển mạch.
- Quan sát mạch điện, ghi chép kết quả vào phiếu luyện tập.
Phiếu luyện tập.
e. Các dạng sai hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục
Bảng 11 – 14. Các dạng sai hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục
TT Sai hỏng thường gặp Nguyên nhân Biện pháp khắc phục
1
- Mạch được cấp nguồn nhưng hoạt động không đúng theo yêu cầu.
- Do liên kết mạch. - Kiểm tra lại liên kết mạch.
2
- Mạch được cấp nguồn liên kết mạch nhưng hoạt động không đúng theo yêu cầu.
- Do IC hoặc do các chuyển mạch.
- Kiểm tra lại IC.
- Kiểm tra lại các SW phải có 2 mức
H, L rõ ràng.
f. Luyện tập
Sinh viên luyện tập lắp ráp mạch và cũng cố kiến thức theo phiếu luyện tập.
4. BÀI TẬP
Bài 1:Khảo sát các IC: 4013; 74LS164; ; 74LS194; 74LS95 …
Bài 2: Thiết kế mạch quảng cáo 4 đèn dùng IC 74LS194 trong các trường hợp
sau:
- Các đèn sáng dần từ trái sang phải rồi tắt dần.
- Các đèn sáng dần từ trái sang phải rồi tắt hết một lượt.
- Các đèn sáng tối xen kẽ nhau.
Bài 3: Thiết kế mạch quảng cáo 5 đèn dùng IC 74LS196 trong các trường hợp
sau:
- Các đèn sáng dần từ trái sang phải rồi tắt dần.
- Các đèn sáng dần từ trái sang phải rồi tắt hết một lượt.
- Các đèn sáng tối xen kẽ nhau.
Bài 4: Thiết kế mạch quảng cáo 10 đèn dùng IC 74LS164 trong các trường hợp
sau:
- Các đèn sáng dần từ trái sang phải rồi tắt dần.
- Các đèn sáng dần từ trái sang phải rồi tắt hết một lượt.
- Các đèn sáng tối xen kẽ nhau.
Ghi nhớ:
* Khái niệm về mạch ghi dịch.
Nắm vững các đầu vào, đầu ra của của mạch ghi dịch, cách phân loại mạch ghi dịch.
* Mạch ghi dịch dùng Flip - Flop.
- Nắm vững bảng trạng thái, sơ đồ mạch điện, nguyên lý hoạt động của mạch
ghi dịch.
* Mạch ghi dịch dùng vi mạch.
- Nắm vững bảng trạng thái, sơ đồ mạch điện, nguyên lý hoạt động của mạch
150
BÀI 12: THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP MẠCH ĐẾM KHÔNG ĐỒNG BỘ MÃ BÀI: MĐ15– 12
Giới thiệu:
Trong những phần trước ta đã được biết đến 2 loại mạch tuần tự cơ bản là mạch lật trạng thái và mạch ghi dịch và cũng biết rằng nhiều FF nối lại với nhau có
thể hoạt động như một mạch đếm hay thanh ghi (nhớ nhiều bit). Nhưng đó mới chỉ là những mạch nhớ cơ bản, phần này sẽ đề cập đến chi tiết hơn cấu tạo, hoạt động và nhiều ứng dụng của nhiều mạch đếm khác nhau. Phần lớn chúng ở dạng mạch tích hợp. Hệ thống số ngày nay sử dụng khá nhiều loại mạch đếm, có thể dùng để đếm xung, đếm sản phẩm, đếm làm đồng hồ, định thời gian … và rõ ràng chúng là các mạch logic nên chính xác và dễ dàng thiết kế hơn nhiều so với các loại mạch tương tự.
Mục tiêu:
Sau khi học xong bài học này học viên có khả năng:
- Kiến thức: Trình bày được bảng trạng thái, viết được các hàm quan hệ và vẽ được sơ đồ mạch nguyên lý, dạng sóng của mạch đếm không đồng bộ,
khả năng ứng dụng, phương pháp xây các mạch đếm không đồng bộ.
- Kỹ năng: Trình bày được các qui trình lắp ráp và lắp được các mạch đếm không đồng bộ, nhận biết được lỗi và khắc phục lỗi.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Chủ động, sáng tạo, nghiêm túc, tự giác trong học tập, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
Nội dung chính:
1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠCH ĐẾM 1.1. Khái niệm chung
Mạch đếm là mạch thực hiện nhiệm vụ đếm các xung nhịp. Mạch đếm được tạo thành từ sự kết hợp các Flip – Flop. Cấu trúc một bộ đếm gồm có:
- Đầu vào xung đếm CK.
- Đầu vào đặt trạng thái Set (hoặc Presset).
- Đầu vào xóa Reset (hoặc Clean).
- Các đầu ra Qi của các Flip – Flop, với i = (0, 1, ...., n – 1), n là số FF của mạch đếm.
Một bộ đếm được tạo thành từ n FF thì có n đầu ra, mỗi đầu ra Q của FF có thể nhận giá trị bằng 0 hoặc 1. Như vậy sẽ có 2n trạng thái ra khác nhau. Số các trạng thái ra khác nhau của mạch đếm gọi là dung lượng của mạch đếm hay còn gọi là module đếm.
Khi có xung đếm Ck tác động vào thì mạch đếm sẽ thực hiện đếm và làm thay đổi trạng thái đầu ra. Nếu mạch đếm Module M thì phải có Mxung Ck tác động mới hết một chu kỳ đếm, nghĩa là đếm đến xung thứ M mạch đếm sẽ quay trở lại trạng thái ban đầu.
1.2. Phân loại mạch đếm
- Theo chiều: Mạch đếm lên và mạch đếm xuống.
- Theo cách đưa xung Ck vào: Mạch đếm không đồng bộ và mạch đếm đồng bộ.
151
- Theo trạng thái đầu ra: Mạch đếm module 2nvà mạch đếm module bất kỳ.