Bài 1. CÁC BỘ GIẢI MÃ
3. Mã hóa 10 đường sang 4 đường
Xét mạch hình 2.3 Mạch gồm bàn phím 10 phím nhấn từ SW0 đến SW9. : Các phím thường hở để các đường I0 đến I9 ở thấp do có điện trở khoảng nối xuống mass. Trong 1 thời điểm chỉ có 1 phím được nhấn để đường đó lên cao, các đường khác đều ở thấp. Khi 1 phím nào đó được nhấn thì sẽ tạo ra 1 mã nhị phân tương ứng và sẽ làm sáng led nào nối với bit 1 của mã số ra đó. Mã này có thể đƣợc bộ giải mã sang led 7 đoạn để hiển thị.
Ví dụ khi nhấn phím SW2 mã sẽ tạo ra là 0010 và led hiển thị số 2. Nhƣ vậy mạch đã sử dụng 1 bộ mã hoá 10 đường sang 4 đường hay còn gọi là mạch chuyển đổi mã thập phân sang BCD.
Rõ ràng với 10 ngõ vào, 4 ngõ ra; đây là 1 bài toán thiết kế mạch logic tổ hợp đơn giản sử dụng các cổng nand như hình dưới đây :
Và đây là bảng sự thật của mạch mã hoá 10 đường sang 4 đường
Trong thực tế hệ thống số cần sử dụng rất nhiều loại mã khác nhau nhƣ mã hex, nạp cho vi điều khiển, mã ASCII mã hoá từ bàn phím máy tính dạng in kí tự rồi đến các mã phức tạp khác dùng cho truyền số liệu trên mạng máy tính, dùng trong viễn thông, quân sự. Tất cả chúng đều tuân theo quy trình chuyển đổi bởi 1 bộ mã hoá tương đương.
2.3. 4. Học ở nhà, làm bài tập trên lớp
Môn Kỹ thuật số có nhiều nội dung gắn liền với các thiết bị điện tử đƣợc sử dụng hàng ngày, ví dụ mạch đếm. Có thể xây dựng bài học thành bài tập thực tế để sinh viên động não giải quyết. Giáo viên sẽ xây dựng bài giảng thành 2 phần : lý thuyết và bài tập. Cả 2 nội dung này sinh viên phải tự học ở nhà, đến lớp giáo viên hướng dẫn sinh viên thảo luận giải bài tập
BÀI 4: ỨNG DỤNG BỘ ĐẾM
A/ Giáo án bài 4 (Phụ lục 5)
B/ Trình tự: gồm 2 phần sinh viên tự học và giáo viên hướng dẫn sinh viên thảo luận giải bài tập
Sinh viên học trước ở nhà:
Bài giảng Lý thuyết:
Khi đếm s ố lượng để ể hi n th ra s thị ố ập phân thường ph i dùng nhi u m ch ả ề ạ đếm chia 10, ch ng h n 7490. Mẳ ạ ạch đếm đầu tiên nơi có xung đếm vào là hàng đơn v , mị ạch đếm ti p theo là hàng ch c, ti p theo nế ụ ế ữa là hàng trăm. Ta cũng có thể nói mạch đếm có nhi u s , s có giá tr p nh t là LSD và s có giá tr cao nh t là ề ố ố ị thấ ấ ố ị ấ MSD. Ví d m t ụ để đế ừ 0 lên đến 999 thì c n 3 mầ ạch đếm m c n i ti p. V i s ắ ố ế ớ ố đếm tối đa là 999 thì tuỳ theo d u th p phân nấ ậ ằm ở đâu mà có các trị ố s 999, 99.9, 9.99, .. S ố đếm ở các mạch đếm đƣợc đƣa vào khối hi n th g m m ch giể ị ồ ạ ải mã và các đèn hi n th (xem ch ng 9). m ch hình khi mể ị ừ Ở ạ ạch đếm 7490 th ứ 1 đã đếm đầ ức đạy t t đến s m 1001 = 910, thì n u có thêm m t xung vào n a mố đế ế ộ ữ ạch đếm s t ng ẽ ự độ reset v 0 t c ngõ ra QD c a nó s t 1 xu ng 0 t o c nh xuề ứ ủ ẽ ừ ố ạ ạ ống đến ngõ vào CLKB c a mủ ạch đếm 7490 th làm ngõ ra c a mứ ủ ạch đếm này là 0001 = 1. S m lúc bây ố đế gi c a 2 mờ ủ ạch m là 1010. Ti p tđế ế ục nhƣ thế ạch đếm lên 11 … 19 rồ m i 20 , 21
….29, 30, 31…
Minh h a Mọ ạch đếm 2 hàng
Các chân IC đếm, s n i m ch và các xung vào phự ố ạ ải đƣợc th c hiự ện đồng b m ch ộ ạ m i hoớ ạt động. Ngoài ra, còn ph i s p xả ắ ếp ngõ xoá để xoá m ch khi c n. hình v ạ ầ Ở ẽ là một cách nhƣ vậy : khi m i m n t ớ ở điệ ụ chƣa nạp điện nên ngõ xoá ở cao để xoá các mạch 5đếm, sau th i gian ng n (vài us), t n p gờ ắ ụ ạ ần đủ điệ n khi n ngõ xoá ế xu ng th p cho phép các mố ấ ạch đêm đêm lên, mỗi khi c n xoá m ch thì ầ ạ ấn nút để đƣa ngõ xoá lên cao trong c ốh c lát.
M t khác mặ ạch đếm cơ bản là m ch chia t n nên trong nhi u ng d ng mạ ầ ề ứ ụ ạch 5đếm đƣợc dùng nhƣ mạch 5chia t n. Ví d v i hai mầ ụ ớ ạch đếm th p gi i m c n i tiậ ả ắ ố ếp nhƣ hình trên thì t n s ngõ ra QD c a 7490 th 2 là ầ ố ở ủ ứ 1/100 t n s c a xung vào. Dùng ầ ố ủ các ngõ ra khác thay vì QD hay dùng các IC đếm không ph i thả ập giai (nhƣ 7493, 7492…) ta sẽ có s chia t n mong mu n. ự ầ ố
Bài toán Mạch đếm s ki n do sinh viên gi i ở ự ệ ả nhà:
Các IC đếm thường được coi là trung tâm c a các mủ ạch đếm bi n c hay s ế ố ự ki n ch ng hệ ẳ ạn đếm s xe vào bãi, s ố ố người đi qua cửa, s s n phố ả ẩm đi trên băng truyền được đóng gói. Hình dưới minh ho cho m t mạ ộ ạch đếm như vậy
Ta s ph i c n m ch phát hi n hay c m biẽ ả ầ ạ ệ ả ến để chuyển đổi những thay đổ ủi c a các hiện tƣợng trên thành xung điện kích cho mạch đếm. N u c n, có th thêm m ch lế ầ ể ạ ọc nhi u, khuễ ếch đại và chuyển đổi để phù h p vợ ới ngõ vào IC đếm
Khi nhận đƣợc xung kích vào chân ck, IC đếm s m lên ,tu theo gi i h n s ẽ đế ỳ ớ ạ ố xung vào mà ta có th nể ối chồng thêm nhiều IC đếm để cho s ố đếm lớn hơn.
Mạch giải mã và hiển th ị như đã biế ẽt s cho phép biết được s ố người đã đi vào cổng Giả ử s yêu cầu đề ra là ch ỉ cho phép 99 người vào, như vậy cũng cần thêm 1 m ch ạ báo tràn để khi s ố người vượt quá s m c a m ch (m ch s reset) thì led s sáng ố đế ủ ạ ạ ẽ ẽ và nhƣ hình vẽ ta có th l y m c tín hiể ấ ứ ệu tràn này để điề u khi n m ngu n cho ể ở ồ 1động cơ để đóng cử ại. Ơ đây thiế ế ớ ố đếa l t k t i s m là 99 bạn cũng có thể thi t k ế ế s m tu ý, khi này ph i dùng các mố đế ỳ ả ạch đếm phù h p, các c ng logic thêm vào ợ ổ cho phép báo tràn ở ộ m t s tuố ỳ ý (thiết kế ổ ợ t h p ngõ ra)
Hình minh ho mạ ạch đếm s nựkiệ 2.3. 5. XD bài giảng hướng dẫn SV tự nghiên cứu
Tương tự như cách hướng dẫn SV tự học, đối với nội dung bài học có liên
xuyên sử dụng, nhƣ đồng hồ số, điều khiển thang máy, truyền hình số . . . . Giáo viên khai thác vẻ hấp dẫn bên ngoài của bài học để tạo cho SV hứng thú khi học.
Tuy nhiên nhiên khác với phương pháp trên ở chỗ : để SV tự nghiên cứu thì giáo viên đã dạy những phần cơ bản, những nội dung liên quan trước, sau đó mới hướng dẫn SV cách nghiên cứu, vận dụng bài học vào thực tế, cách nghiên cứu khoa học để khám phá cái mới cái chƣa biết.
BÀI 5: MẠCH ĐA HỢP & GIẢI ĐA HỢP A/ Giáo án bài 5 (Phụ lục 6)
B/ Trình tự Giáo viên:
: Làm sao để 8 người ở 1 đầu nói và nghe được 8 người ở đầ bên kia cùng một lúc?. Ta không thể dùng 8 đường dây để kết nối cho 8 đường tín
hiệu được vì tốn kém, bị nhiễu giữa các đường dây hay suy giảm tín hiệu trên đường dây đặc biệt khi khoảng cách truyền xa lên hay có nhiều hơn số đường cần truyền (16, 32, 100,…). Có 1 cách là ghép các đường tín hiệu lại với nhau để giảm bớt số đường truyền và rõ ràng bên nhận được cũng phải tách đường nhận được trở lại 8 đường tín hiệu ban đầu nhưng để không lẫn lộn giữa các đường tín hiệu ghép lại thì cần phải đặt cho mỗi đường một mã riêng. Mạch điện tử thực hiện chức năng ghép nhiều đường lại với nhau được gọi là mạch dồn kênh còn mạch điện tử sẽ tách đường nhận được ra nhiều đường tín hiệu ban đầu được gọi là mạch tách kênh.
Mạch dồn kênh và tách kênh ngày nay đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực hiện đại liên quan trực tiếp tới điện tử nhƣ ghép tách kênh điện thoại, kênh truyền hình, truyền dữ liệu nối tiếp, mạng truyền internet,… Với tần số hoạt động đƣợc của các IC mạch số hàng Mhz trở lên nên cho phép ghép truyền đƣợc rất nhiều đường tín hiệu và dữ liệu đi coi như là đồng thời. Phần này ta sẽ tìm hiểu về các mạch dồn kênh, tách kênh dùng IC số và những ứng dụng liên quan.