- Sử dụng thông thạo các thiết bị đo kiểm phần tương tự.
2. Trình tự mô phỏng:
Khởi động chương trình Electronics WorkBench bằng cách chọn lệnh Start > Programs > Electronics WorkBench > Electronics WorkBench. Ngay sau đó màn hình làm việc của chương trình xuất hiện với một cửa sổ thiết kế còn trống.
Tiến hành thiết kế mạch điện trên trong cửa sổ thiết kế theo các bước như sau :
BƯỚC 1: Lấy linh kiện ra màn hình thiết kế.
Trước tiên bạn cần có 4 Flip - Flop D loại D Flip-Flop with Ative Low Asynch Input chọn trên thanh công cụ hộp linh kiện Digital. Nhấp chuột vào để mở hộp linh kiện này ra.
Trong cửa sổ Digital hãy chọn D Flip-Flop with Ative Low Asynch Input.
Nhấp chuột lên linh kiện này sao cho tại con trỏ xuất hiện biểu tượng của linh kiện thì bạn kéo nó vào trong cửa sổ thiết kế và thả chuột ra.
Sau đó bạn lặp lại theo cách trên 3 lần nữa để có đủ 4 Flip - Flop D loại D Flip-Flop with Ative Low Asynch Input.
Tiếp theo bạn cần phải lấy 4 bóng đèn bằng cách đưa con trỏ chuột chọn hộp linh kiện Indicator trên thanh công cụ.
Nhấp chuột vào hộp linh kiện này để mở cửa sổ Indicator. Trong cửa sổ vừa mở, bạn hãy con trỏ chọn Red Probe có hình biểu tượng của bóng đèn.
Nhấn chuột và kéo bóng đèn vào cửa sổ thiết kế, đặt vào vị trí thích hợp và thả chuột.
Sau đó lấy các cổng NOT trong hộp linh kiện Logic Gate (có biểu tượng cổng NAND), bạn hãy chọn nó trên thanh công cụ bằng cách đưa con trỏ đặt vào các hộp linh kiện và tên của hộp linh kiện Logic Gate sẽ xuất hiện ngay dưới con trỏ.
Nhấp chuột vào hộp linh kiện này để mở cửa sổ Logic Gate và chọn
NOT Gate.
Nhấn chuột và kéo vào trong màn hình thiết kế, đặt vào vị trí thích hợp và thả chuột.
Kế đến lấy 3 công tắc Switch trong hộp linh kiện Basic (có biểu tượng hình điện trở), bạn hãy chọn nó trên thanh công cụ bằng cách đưa con trỏ đặt vào các hộp linh kiện và tên của hộp linh kiện sẽ xuất hiện ngay dưới con trỏ.
Nhấp vào hộp linh kiện này để mở cửa sổ Basic.
Tìm công tắc Switch trong cửa sổ vừa mở và kéo nó vào trong màn hình thiết kế, đặt vào vị trí thích hợp và thả chuột.
Tiếp tục lấy thêm ba công tắc nữa theo cách tương tự. Lấy nguồn và Mass giống như các bài tập trước.
Trong màn hình thiết kế bây giờ đã có đủ các linh kiện cần thiết cho mạch điện chúng ta cần thiết kế.
BƯỚC 2: Đặt tên và các thuộc tính cho các linh kiện.
Bạn chọn linh kiện để đặt tên bằng cách đưa con trỏ chuột đến và nhấp chuột lên linh kiện này sao cho linh kiện chuyển thành màu đỏ.
Sau đó chọn nút lệnh Component Properties trên thanh công cụ. Kế đến bạn hãy chọn vào bảng Label bằng cách nhấp chuột vào tên bảng Label.
Trong bảng Label bạn sẽ thấy hai khung màu trắng, khung thứ nhất dùng để đặt tên cho linh kiện sinh viên đang chọn, hãy đưa chuột nhấp vào khung này sao cho có một thanh màu đen nhấp nháy trong khung, lúc này bạn hãy đánh vào : FF1.
Sau khi đánh tên cho linh kiện xong, bạn nhấp vào nút OK để kết thúc quá trình đặt tên. Sau khi nhấp nút OK thì Flip - Flop D thứ nhất sẽ có tên là FF1. Thực hiện tương tự với các bảng Models, Fault,
Display (xem hướng dẫn ở các Phụ lục).
Tương tự như các Flip - Flop D, hãy nhấp nút phải vào cổng NOT để mở cửa sổ NOT Gate Properties đặt tên cho cổng NOT trong bảng
Label và trong bảng Models chọn Default trong ô Library; chọn
ideal trong ô Model. Và kết thúc bằng cách nhấp vào nút OK. Tương tự cách làm trên đối với 4 bóng đèn: L1, L2, L3, L4.
Ðối với các công tắc, hãy mở của sổ Switch Properties như cách trên.
Ở bảng giá trị (Value) trong ô Key có chữ Space do chương trình mặc định, đây là phím dùng để điều khiển công tắc nên bạn có thể thay đổi bằng cách đưa con trỏ chuột nhấp vào ô trắng rồi đánh chồng lên giá trị cũ. Ví dụ đánh kí tự A, sau đó nhấp chuột vào bảng Label
trống Label và nhấp vào nút OK để kết thúc quá trình đặt tên cho công tắc. Sau khi nhấp nút OK, công tắc đã được đặt tên sẽ có tên là
Preset và phím điều khiển là A (khi bạn nhấn phím A trên bàn phím, tiếp điểm này sẽ thay đổi trạng thái).
Kế đến bạn đặt tên cho công tắc thứ hai là Clock và phím điều khiển là S, công tắc thứ ba là Clear và phím điều khiển là D. Sau đó kiểm tra như công tắc Preset.
Bộ nguồn pin đã được mặc định là 12 V, bạn có thể thay đổi giá trị này bằng cách mở cửa sổ Battery Properties như đối với các linh kiện trên đã được trình bày.
Trong bảng Value ( giá trị ) bạn có thể thay đổi giá trị điện áp bằng cách thay giá trị khác trong ô Voltage. Ví dụ như chọn giá trị là 5.
Bạn cũng có thể thay đổi đơn vị của điện áp bằng cách nhấp chuột vào một trong hai nút mũi tên lên hoặc xuống để chọn đơn vị phù hợp cho mạch điện. Trong ô này có 4 mức đơn vị : mV, mV, V và kV.
Trong mạch điện này chúng ta sẽ chọn nguồn Pin là 5V. Sau khi chọn xong, bạn chọn OK để kết thúc. Xem trên màn hình nguồn đã được thay đổi giá trị là 5V.
Bắt đầu từ các Flip - Flop D với các chân Preset nối chung với nhau bằng cách đưa con trỏ chuột đến chân Preset của FF1 sao cho đầu con trỏ xuất hiện một chấm đen.
Nhấn chuột và kéo đến chân Preset
của FF2 sao cho tại đây cũng xuất hiện một chấm đen và đường mạch nối hai chân lại với nhau.
Thả chuột, chương trình sẽ tự động nối mạch.
Ðường mạch không được thẳng do đó ta có thể chỉnh sửa lại cho thẳng bằng cách chuyển con trỏ tới nhấp vào điểm nối màu đen, con trỏ sẽ biến thành hình bàn tay.
Giữ chuột và kéo điểm nối này lên phía trên và thả chuột ra. Ðường mạch sẽ được sửa lại thẳng.
Trong quá trình nối dây nếu nối sai chân, ví dụ như nối chân Q của
FF1 với chân D của FF2 mà lại nối sai với chân Ck của FF2.
Bạn có thể gỡ ra bằng cách sau : đưa chuột nhấp vào đường mạch nối sai, khi đó đường mạch sẽ được tô đậm.
Sau đó nhấp vào nút Delete trên bàn phím, chương trình sẽ hỏi bạn là : Delete selected items? (Xoá biểu tượng đã chọn?) và bạn chọn:
Yes (Ðồng ý); hoặc No (không đồng ý) để chọn lại.
Nếu chọn Yes đường mạch sẽ bị xoá và bạn tiến hành nối lại. Nối các chân Clear và Ck lại với nhau bằng các cách nối dây như trên.
Ðường mạch nối khó quan sát do đó bạn có thể chỉnh sửa lại bằng cách đưa con trỏ nhấp vào đường mạch và giữ chuột, khi đó con trỏ sẽ biến thành dấu hiệu mũi tên hai chiều.
Nếu đường mạch nằm ngang thì mũi tên chỉ hướng lên xuống, đường mạch nằm dọc thì mũi tên chỉ hướng trái phải. Sau khi điền chỉnh lại bạn tiếp tục thực hiện cho các chân Ck còn lại. Nối chân Q
của FF4 với ngõ vào của cổng NOT và ngõ ra của cổng NOT nối với chân D của FF1. Nối các bóng đèn và các công tắc vào các vị trí như hình sau :
Nối nguồn dương của pin với các chân chung của các công tắc và đầu còn lại của nguồn nối với Mass.
Tới đây là hoàn tất bước nối mạch. Bạn có thể lưu lại bằng cách chọn File (Alt + F) trên thanh trình đơn. Trong trình đơn File bạn chọn và nhấp chuột vào Save A. Cửa sổ Save Circuit File xuất hiện. Sau đó nhấp vào nút Save, vậy là mạch điện của bạn đã được đặt tên là mạch 74164.ewb.
+ Bước 4 : Kiểm tra mạch.
Ðể kiểm tra mạch có hoạt động hay không bạn hãy nhấp chuột vào công tắc nguồn ở phía bên phải trên thanh công cụ (Activate
simulation). Mạch điện đã được cấp nguồn, lúc này ngõ ra lên 1 làm đèn sáng (màu đỏ), còn nếu ở mức 0 đèn không sáng (giữ nguyên trạng thái).
Bạn hãy bật các công tắc theo bảng sau và điền vào bảng những trạng thái của các bóng đèn. Công tắc bật lên là mức cao và bật xuống là mức thấp ( Mức cao = 1, mức thấp = 0, xung Clock tác động cạnh lên ).
Preset Clear Clock L1 L2 L3 L4
0 0 ? 0 1 ? 1 0 ? 1 1 ? 1 1 ? 1 1 ? 1 1 ? 1 1 ? 1 1 ? 1 1 ? 1 1 ? 1 1 ? 1 1 ? 3. Kết luận:
Với mạch điện thanh ghi dịch trên bạn có thể thiết kế một mạch đèn quảng cáo đơn giản có chương trình thay đổi được thông qua việc thay đổi cách phản hồi từ các ngõ ra về lại ngõ vào. Cho mạch hoạt động để hiểu rõ hơn nguyên lý hoạt động của IC 74164.
4. Bài tập củng cố:
Hãy thiết kế mạch đếm nhị phân không đồng bộ MOD 10, đếm lên, sử dụng FF D có xung clock tác động theo cạnh lên.