Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.47 MB, 151 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN </b>
Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu cho giảng viên và sinh viên nghề
Điện tử công nghiệp trong Trường Cao Đẳng Kỷ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu.
Chúng tôi đã thực hiện biên soạn tài liệu Kỹ thuật xung số này.
Tài liệu này thuộc loại giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép dùng
ngun bản hoặc trích dùng cho các mục đích về giảng dạy, học tập và tham khảo cho
giáo viên và học sinh Trường Cao Đẳng Kỷ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu.
1
<b>LỜI GIỚI THIỆU </b>
Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp ở trình độ cao
Khi biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung
chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành
được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao.
Nội dung giáo trình gồm có 6 bài:
<b>Bài 1: Lắp ráp và khảo sát mạch dao động tạo xung. </b>
Bài 2: Lắp láp và khảo sát các cổng logic cơ bản.
Bài 3: Thiết kế, lắp ráp mạch điều khiển bơm nước tự động.
Bài 4: Lắp ráp và khảo sát mạch logic MSI.
Bài 5: Lắp ráp và khảo sát mạch đếm.
Bài 6: Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch.
Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và cơng
nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiến thức mới cho phù hợp.
Trong giáo trình có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng
kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết
bị của trường có thể sử dụng cho phù hợp.
Mặc dù đã cố gắng biên soạn để đáp ứng được mục tiêu giảng dạy và học tập cho
giáo viên và học sinh của Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu
nhưng không tránh được những sai sót. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các
thầy, cơ giáo và học sinh để điều chỉnh giáo trình hoàn thiện hơn.
Đất đỏ, ngày...tháng...năm 2020
Tham gia biên soạn
2
<b>MỤC LỤC </b>
Trang
<b>LỜI GIỚI THIỆU ... 1 </b>
<b>MỤC LỤC ... Error! Bookmark not defined. </b>
<b>Nội dung mô đun: ... 6 </b>
<b>Bài 1: Lắp ráp và khảo sát mạch dao động tạo xung. ... 6 </b>
1. Các khái niệm cơ bản xung điện ... 7
1.1. Khái niệm ... 7
1.2. Phương pháp biến đổi dạng xung ... 13
2. Lắp ráp và khảo sát mạch dao động tạo xung dùng transistor ... 35
2.1. Sơ đồ mạch ... 35
2.2. Chức năng linh kiện trong mạch ... 35
2.3. Nguyên lý hoạt động ... 35
2.4. Lắp ráp mạch ... 36
3. Lắp ráp và khảo sát mạch dao động tạo xung dùng IC555 ... 38
3.1. Cấu tạo, sơ đồ chân, hình dáng, đo kiểm tra IC555 ... 38
3.2. Chức năng của các chân IC555 ... 40
3.3. Sơ đồ mạch ... 40
3.4. Chức năng linh kiện trong mạch ... 40
3.5. Nguyên lý hoạt động ... 40
3.6. Lắp ráp mạch ... 41
<b>Bài 2: Lắp láp và khảo sát các cổng logic cơ bản ... 44 </b>
1. Cổng NOT ... 45
1.1. Cấu tạo ... 45
1.2. Ký hiệu ... 45
1.3. Bảng trạng thái ... 45
1.4. Sơ đồ chân IC7404 ... 46
1.5. Hình dáng IC7404 ... 46
1.6. Lắp ráp, khảo sát IC7404 ... 46
2. Cổng AND ... 48
2.1. Cấu tạo ... 48
2.2. Ký hiệu ... 48
2.3. Bảng trạng thái ... 48
2.4. Sơ đồ chân IC7408. ... 48
2.5. Hình dáng IC7408 ... 49
2.6. Lắp ráp, khảo sát IC7408 ... 49
3
3.1. Cấu tạo ... 50
3.2. Ký hiệu ... 50
3.3. Bảng trạng thái ... 50
3.4. Sơ đồ chân IC7400 ... 52
3.5. Hình dáng IC7400 ... 52
3.6. Lắp ráp, khảo sát IC7400 ... 52
4. Cổng OR ... 54
4.1. Cấu tạo ... 54
4.2. Ký hiệu ... 54
4.3. Bảng trạng thái ... 54
4.4. Sơ đồ chân IC7432 ... 54
4.5. Hình dáng IC7432 ... 55
4.6. Lắp ráp, khảo sát IC7432 ... 55
5. Cổng NOR ... 57
5.1. Cấu tạo ... 57
5.2. Ký hiệu ... 57
5.3. Bảng trạng thái ... 57
5.4. Sơ đồ chân IC7402 ... 57
5.5. Hình dáng IC7402 ... 58
5.6. Lắp ráp, khảo sát IC7402 ... 58
<b>Bài 3: Thiết kế, lắp ráp mạch điều khiển bơm nước tự động ... 60 </b>
1. Hệ thống số và mã số ... 61
1.1. Hệ thống số ... 61
1.2. Hệ thống mã số ... 66
2. Đại số boole ... 71
2.1. Khái niệm ... 71
2.2. Các tính chất cơ bản ... 72
2.3. Phương pháp biểu diễn và tối thiểu hàm logic ... 72
3. Thiết kế, lắp ráp, khảo sát mạch điều khiển bơm nước tự động ... 79
3.1. Thiết kế mạch điều khiển theo yêu cầu ... 79
3.2. Lắp ráp, khảo sát mạch điều khiển dùng các cổng logic ... 79
<b>Bài 4: Lắp ráp và khảo sát mạch logic MSI ... 83 </b>
1. Lắp ráp và khảo sát mạch mã hóa ... 83
1.1. Khái niệm ... 83
1.2. Phân tích mạch mã hóa ... 84
1.3. Lắp ráp mạch ... 86
2. Lắp ráp và khảo sát mạch giải mã ... 88
2.1. Khái niệm ... 88
4
2.3. Lắp ráp mạch ... 94
3. Lắp ráp và khảo sát mạch dồn kênh ... 98
3.1. Khái niệm ... 98
3.2. Phân tích mạch dồn kênh ... 99
3.3. Lắp ráp mạch ... 103
4. Lắp ráp và khảo sát mạch phân kênh ... 105
4.1. Khái niệm ... 105
4.2. Phân tích mạch phân kênh ... 106
4.3. Lắp ráp mạch ... 110
<b>Bài 5: Lắp ráp và khảo sát mạch đếm ... 114 </b>
1. Các Flip – Flop ... 114
1.1. Khái niệm ... 114
1.2. D – FF ... 116
1.3. T – FF ... 118
1.4. JK – FF ... 120
1.5. RS – FF... 122
2. Lắp ráp và khảo sát mạch đếm dùng IC4017 ... 124
2.1. Sơ đồ mạch ... 124
2.2. Phân tích mạch ... 124
2.3. Lắp ráp mạch ... 128
3. Lắp ráp và khảo sát mạch đếm lên ... 130
3.1. Sơ đồ mạch ... 130
3.2. Phân tích mạch ... 130
3.3. Lắp ráp mạch ... 131
4. Lắp ráp và khảo sát mạch đếm xuống ... 133
4.1. Sơ đồ mạch ... 133
4.2. Phân tích mạch ... 133
4.3. Lắp ráp mạch ... 133
<b>Bài 6: Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch ... 136 </b>
1. Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch sáng thuận tắt thuận ... 136
1.1. Sơ đồ mạch ... 136
1.2. Phân tích mạch ... 138
1.3. Lắp ráp mạch ... 138
2. Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch sáng thuận tắt nghịch ... 140
2.1. Sơ đồ mạch ... 140
2.2. Phân tích mạch ... 142
2.3. Lắp ráp mạch ... 142
3. Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch sáng thuận tắt hết ... 144
5
3.2. Phân tích mạch ... 144
3.3. Lắp ráp mạch. ... 144
4. Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch sáng xen kẻ ... 145
4.1. Sơ đồ mạch ... 145
4.2. Phân tích mạch ... 146
4.3. Lắp ráp mạch ... 146
6
<b>GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN </b>
<b>Tên mơ đun: Kỹ thuật xung số </b>
<b>Mã mơ đun: MĐ 14 </b>
<b>Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun: </b>
- Vị trí của mơ đun: Mô đun này phải học sau các môn an toàn điện, kỹ thuật điện, đo
lường điện-điện tử, kỹ thuật điện tử, thiết kế và chế tạo mạch điện tử và học trước làm cơ
sơ để tiếp thu các mô đun khác như: Kỹ thuật cảm biến, Điện tử công suất, Vi điều khiển,
PLC cơ bản.
- Tính chất của mơ đun: Là mô đun bắt buộc và bổ trợ các kiến thức cần thiết về lĩnh
vực điện tử cho người học.
- Ý nghĩa và vai trị của mơ đun: Mô đun Kỹ thuật xung số là mô đun chuyên nghành
quan trọng để làm cơ sở học các mô đun chuyên nghành khác.
<b>Mục tiêu mô đun: </b>
- Về kiến thức:
+ Trình bày được các khái niệm cơ bản về xung điện và nguyên lý của các mạch
dao động tạo xung.
+ Trình bày được khái niệm về kỹ thuật số, kí hiệu, nguyên lý, bảng sự thật của
các cổng lôgic cơ bản.
+ Trình bày được nguyên lý hoạt động của các mạch như: Mạch đếm, mạch ghi
dịch, mã hóa, giải mã, phân kênh, dồn kênh.
- Về kỹ năng:
+ Lắp ráp, cân chỉnh, vận hành và khảo sát được các mạch tạo xung.
+ Lắp ráp, cân chỉnh, vận hành và khảo sát được các mạch đếm, mạch ghi dịch, mã
hóa, giải mã, phân kênh, dồn kênh.
- Về năng lục tự chủ và trách nhiệm.
Người học có khả năng làm việc độc lập hoặc làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp
đỡ lẫn nhau trong học tập và rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách
nhiệm trong công việc.
<b>Nội dung mô đun: </b>
<b>Bài 1: Lắp ráp và khảo sát mạch dao động tạo xung. </b>
<b>Giới thiệu: Trong thực tế hiện tại có rất nghiều thiết bị sử dụng bộ đếm cũng như các bộ </b>
đèn quảng cáo nhưng các bộ này muốn hoạt động được thì phải cần có các bộ phát xung
như mạch dao động dùng IC555, transistor, thạch anh... <b> </b>
<b>Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này người học có khả năng: </b>
- Phát biểu được các khái niệm cơ bản và nhận dạng được xung điện.
- Trình bày được nguyên lý hoạt động của các mạch tạo xung.
7
- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong cơng
việc.
<b>Nội dung: </b>
1. Các khái niệm cơ bản xung điện
1.1. Khái niệm
1.1.1. Khái niệm cơ bản
Tín hiệu xung là tín hiệu khơng liên tục, thời gian tồn tại của xung trong nhiều
trường hợp rất nhỏ, có thể so sánh với quá trình quá độ xảy ra trong mạch. Các mạch
xung được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử để tạo và biến đổi dạng xung
hoặc xử lý thơng tin dưới dạng xung.
<i>Hình 1.2. Các dạng xung cơ bản </i>
Trong thực tế tín hiệu xung rất đa dạng: xung vuông, xung tam giác, xung hình
thang. Để đặc trưng cho dạng tín hiệu xung bất kỳ, ví dụ xung điện áp trên hình, người
- Biên độ xung Vm là giá trị cực đại của xung
- Gía trị đầu Vo
8
- Độ rộng sườn sau t2 (hay thời gian xuống)
- Độ rộng đỉnh xung t3
- Độ rộng xung t4
- Độ giảm áp đỉnh xung ΔV.
Tất cả các thông số thời gian của xung chỉ chính xác khi xung có hình dạng lý
tưởng, ví dụ như trên hình.Trong thực tế, có rất nhiều dạng xung rất khó đánh giá một
cách chính xác các thơng số trên. Vì vậy, trong những trường hợp này để xác định các
thông số thời gian người ta thường dùng quy ước so với biên độ xung. Ví dụ độ rộng
sườn trước được tính trong khoảng thời gian mà tín hiệu xung biến đổi từ 10% đến
90% giá trị biên độ, cịn độ rộng xung được tính trong khoảng thời gian tín hiệu xung
lớn hơn 5% hoặc 10% giá trị biên độ.
Ngoài ra, đối với các dãy xung tuần hồn người ta cịn dùng một số thông số
khác đặc trưng cho dãy xung như chu kỳ T, tần số f, độ rỗng xung Q.
Độ rỗng xung là tỷ số giữa chu kỳ T của dãy xung với độ rộng xung t 0: Q =
<i>to</i>
<i>T</i>
Ngoài ra giá trị nghịch đảo của Q hay tỷ số t o / T còn được gọi là chu kỳ nhiệm
Qúa trình phân tích các mạch tạo và biến đổi dạng xung là quá trình xác định sự
phụ thuộc hàm số của điện áp và dòng điện ở trạng thái q độ. Để tìm hiểu, phân
tích các hoạt động của thiết bị xung chúng ta có thể sử dụng tất cả các cơng cụ tốn
học đã biết như tuyến tính hóa từng đoạn đặc tuyến hay hàm, nguyên lý xếp chồng,
biến đổi Laplace… Do tín hiệu xung rất đa dạng, để tìm phản ứng của thiết bịđối với
một tín hiệu xung bất kỳ người ta thường phân tích tín hiệu xung thành tổng của những
hàm cơ bản. Sau đây là một số dạng hàm cơ bản thường được sử dụng trong thực tế.
9
Hàm đột biến (h1.3) được viết bằng biểu thức: V(t) = a.1(t –t o)
Trong đó: a: Biên độ tín hiệu
1(t – to): Đột biến đơn vị tại thời điểm to.
Hàm tuyến tính (hình 1.3b) biến đổi theo quy luật: V(t) = k (t – t o). 1 (t – t o)
Trong đó k là độ nghiêng được tính tốn bằng biểu thức: k = tg.
Hàm mũ suy giảm (exponent) có dạng: V(t) = ae –t/ τ<sub> .1(t) </sub>
Hay có thể viết theo caùch khaùc: V(t) = a. exp(-t / τ) .1 (t)
Trong đó hằng số τ > 0, đồ thị biểu diễn hàm cho trên hình
Hàm số mũ hình 1.3 có thể viết theo biểu thức: V (t) = a {1 – e – (t – t
o) / τ } . 1 (t – t o)
<i>Hình 1.4. Xung vng </i>
Như vậy xung vng có thể coi là tổng của hai hàm đột biến dương và âm. Ví dụ
xung vng hình1.4 có độ rộng t o và biên độ a có thể phân tích thành tổng: V = v1 + v2
Trong đó : v1 = a. 1 (t) ; v2 = - a .1 (t – t o).
Do đó : v = a {1 (t) – 1 (t – t o)}
Ngoài ra nhiều dạng xung phức tạp hơn cũng có thể phân tích thành tổng các
hàm cơ bản như trên hình 1.5.
10
1.1.2. Các thông số đặc trưng của tín hiệu xung
Các tín hiệu xung được dùng rộng rãi trong những lĩnh vực khác nhau của kĩ
thuật số nói riêng và của kĩ thuật số điện tử nói chung; ví dụ trong truyền thông hữu
tuyến và vô tuyến, trong rađa, trong đo lường điều khiển số...
Các mạch tạo xung cho ra hai loại tín hiệu điện: các xung điện áp / dòng hoặc
những bước nhảy của điện áp hay dịng. Đặc điểm của loại tín hiệu này là người ta chỉ
quan tâm tới hai giá trị hoàn toàn phân biệt nhau của chúng, gọi là hai mức: Mức cao
H và mứt thấp L.
1.1.2.1. Xung
Xung là tín hiệu tạo nên do sự thay đổi mức của điện áp hay dòng trong một thời
khoảng rất nhỏ: từ mức thấp L ban đầu chuyển sang nằm ở mức cao H trong một thời
gian ngắn , hoặc ngược lại.
11
<i>Hình 1.6. Các dạng xung thay đổi theo áp, dịng. </i>
Ngồi xung vng góc rất phổ biến trong kĩ thuật số, người ta còn sử dụng xung
răng cưa (ramp). Hình 1.6d vẽ dạng tổng quát một xung răng cưa. Nó gồm hai sườn
dốc, đặc trưng bởi thời gian lên dốc tr (rising slope) và thời gian xuống dốc tf (falling
slope). Đối với xung răng cưa, ngoài biên độ UM, người ta còn quan tâm tới tỉ số độ
dốc (slope ratio)
SR = tr : tf
Ví dụ: tr = 15ms, tf = 2ms, ta có xung răng cưa với tỉ số độ dốc 15:2. nếu tr = tf thì xung
răng cưa gọi là xung tam giác.
Cuối cùng là xung đanh (đinh) có đỉnh nhọn (hình 1.6e). Xung này thường dùng
để kích khởi hoạt động của các mạch điện tử.
1.1.2.2. Bước nhảy
12
ngược lại nhảy từ H xuống L thì gọi là bước nhảy âm (hình 1.7b) . Bước nhảy, đơi khi
cịn gọi là tín hiệu thế, được đặc trưng bằng biên độ nhảy UM và độ dài sườn dốc tf
(hoặc tr). Bước nhảy là tín hiệu ra ở nhiều mạch điện tử, ví dụ mạch so sánh tương tự
hoặc các Flip- Flop.
<i>Hình 1.7. Bước nhảy </i>
1.1.2.3. Dãy xung
Kỹ thuật xung không chỉ tạo ra những mạch phát xung đơn mà cịn có các mạch
cho ra một dãy xung liên tiếp (hình 1.8).
<i>Hình 1.8. Dãy xung </i>
Dãy xung có thể tuần hồn với chu kỳ T, nghĩa là cứ sau mỗi khoãng thời gian T
lại có một xung lặp lại hồn tồn giống với xung trước nó. Hình 1.8a vẽ ba dạng dãy
xung tuần hoàn thường gặp sau:
13
Nếu Q =2, (tx = tn ), thì dãy xung gọi là dãy xung vng góc đối xứng.
- Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0), chu kỳ T. Mạch phát dãy xung này
thường dùng trong thiết bị dao động kí điện tử, với vai trị bộ tạo sóng qt ngang.
- Cuối cùng là dãy xung đanh tuần hồn. Nó thường dùng để kích khởi những
hoạt động có tính chu kỳ, ví dụ điều khiển sự đóng, mỡ lặp lại tuần hồn của các khóa
transistor.
Các mạch phát dãy xung tuần hồn thường là những mạch hoạt động không chịu
sự điều khiển bởi các xung kích khởi (kích thích) bên ngồi và gọi là các mạch dạng
chạy tự do (free running form).
Dãy xung có thể là khơng tuần hồn (hình 1.8b). Mạch phát các xung này là
những mạch hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi ở bên ngồi, và gọi
là các mạch dạng kích khởi (triggered form). Ưùng với mỗi xung kích thích bên ngồi,
mạch cho ra một xung có biên độ và độ rộng xung khơng thay đổi, nghĩa là dạng xung
đưa ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi xung kích thích.
1.2. Phương pháp biến đổi dạng xung
1.2.1 Maïch RC
Mạch có cấu tạo gồm một hay nhiều điện trở mắc với tụ. Tùy theo tín hiệu ra mà
người ta phân biệt thành mạch thượng thông hay hạ thông.
1.2.1.1. Mạch RC thượng thông
Trong mạch trở R mắc nối tiếp với tụ C còn tải mắc song song với R. Tùy theo
giá trị các linh kiện sử dụng trong mạch, các mạch RC thượng thơng có thể sử dụng để
ngăn cách về điện thế một chiều giữa các tầng mạch hoặc để xén tín hiệu theo độ
rộng.
<i>Hình 1.9a. Mạch RC thượng thơng </i>
Để tìm phản ứng của mạch đối với nhiều loại tín hiệu khác nhau, chúng ta xác
định hàm truyền đạt của mạch áp dụng phương pháp biến đổi Laplace.
14
K(p) =
)
(
)
(
<i>p</i>
<i>Vi</i>
<i>p</i>
<i>Vo</i> <sub> = </sub>
<i>pC</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
Nếu đặt τ = RC thì:
K(p) =
<i>p</i>
1
1
1
+
=
1
+
<i>p</i>
<i>p</i>
* Phản ứng với đột biến điện áp
Giả sử tín hiệu vào là đột biến dương ở thời điểm t = 0. Ta có vi (t) = a.1(t) trong
đó a là biên độ đột biến.
Vi (t) có ảnh Vi (p) =
<i>p</i>
<i>a</i>
Do đó: Vo (p) = Vi (p) K(p) =
<i>p</i>
<i>a</i> <sub>. </sub>
1
+
<i>p</i>
<i>p</i> <sub> = </sub>
1
+
<i>p</i>
<i>a</i>
Tín hiệu ra vo (t) = a.e-t / τ. Dạng tín hiệu vào và ra cho trên hình 1.9a.
<i>Hình 1.9b. Dạng tín hiệu vào ra mạch RC thượng thông </i>
Thông số τ được gọi là thời hằng của mạch, nó đặc trưng cho tốc độ diễn ra quá
trình quá độ trong mạch. Độ rộng xung ra To được quy ước trong phạm vi To = (2,3 ÷ 3)
- Khi t < 0 vi = 0 nên điện áp trên R và C đều bằng không .
- Khi t ≥ 0 vi = a nên tụ C bắt đầu nạp điện qua R bằng dòng i = ( vi – vc ) / R,
điện áp vC tăng dần còn v0 giảm dần tiến tới không .
- Khi t → ∞ mạch đạt trạng thái xác lập với vC = a và v0 = 0. tiếp tuyến với
đường cong tín hiệu v0 tại thời điểm t = 0 ln cắt trục thời gian tại τ.
* Phản ứng với xung chữ nhật
15
Như vậy tín hiệu ra tương ứng là: Vi = a.e-t / τ – a.e-(t-to) /τ
<i>Hình 1.10. Dạng tín hiệu vào ra khi thời hằng nhỏ </i>
Trên hình 1.10 là dạng tín hiệu vào và ra khi thời hằng của mạch nhỏ hơn và lớn
hơn rất nhiều so với độ rộng xung t0. quá trình quá độ trong mạch diễn ra như sau:
- Khi t < 0 vi = 0 nên điện áp trên R và C đều bằng không.
- Khi t0 > t ≥ 0 vi = a nên tụ C bắt đầu nạp điện qua R bằng dòng i = (vi – vC) / R
, điện áp vC tăng dần còn v0 giảm dần tiến tới không .
- Khi t ≥ t0 vi = 0 tụ C phóng điện tích trên nó qua R, điện áp vC và v0 giảm dần
tới khơng.
Do dịng xả của tụ C ngược chiều so với dịng nạp tụ trước đó nên điện áp ra v0
16
Nếu thời hằng τ rất lớn so với độ rộng xung t0 thì đáp ứng của mạch so với mỗi
thành phần v1, v2 sẽ là v01, v02 tương ứng (hình 1,10d). Như vậy tín hiệu ra v0 là tổng
của các đáp ứng trên có dạng như hình 1.10e.
Phần diện tích dưới đường cong tín hiệu: S = ∫ v0dt = R ∫ idt = RQ
Trong đó Q là điện tích trên tụ C. như vậy diện tích S1 tỷ lệ với điện nạp và S2 tỷ
lệ với điện tích xả của tụ C. Do điện tích nạp bằng điện tích xả nên S1 phải bằng S2.
* Phản ứng với tín hiệu hàm mũ
Cho tín hiệu vào biến đổi theo quy luật vi = a(1 – e-t / τ). áp dụng biến đổi
Laplace Ta có: Vi (p) =
1
<i>a</i> <sub>. </sub>
1
1
(
1
+
<i>p</i>
<i>p</i>
V0 (p) = Vi (p)
1
+
<i>p</i>
<i>p</i> <sub> = </sub>
1
<i>a</i> <sub>. </sub>
1
1
1
+
<i>p</i>
.
1
1
+
<i>p</i>
Goïi n =
1
<i>RC</i> <sub>= </sub>
1
<sub> thì v</sub>
0 (t) = a
1
−
<i>n</i>
<i>n</i> <sub>{e</sub><sub>-t / τ</sub><sub> –e</sub><sub>-t / τ1</sub><sub>} với n ≠1 </sub>
Neáu n = 1 thì V0 (p) =
1
<i>a</i>
1
1
(
1
+
<i>p</i>
neân v0 = a
<i>t</i> <sub>e</sub><sub>-t / τ1 </sub>
* Phản ứng với tín hiệu tuyến tính.
Cho tín hiệu vào biến đổi theo quy luật vi = kt.1(t). áp dụng biến đổi Laplace ta
có: Vi (p) =
2
<i>p</i>
<i>k</i>
V0 (p) =
2
<i>p</i>
<i>k</i>
1
+
<i>p</i>
<i>p</i> <sub>= </sub>
1
( +<i>p</i>
<i>p</i>
<i>k</i>
17
<i>Hình 1.11. Tín hiệu tuyến tính </i>
Dạng tín hiệu vào và ra cho trên hình 1.11.
* Chức năng vi phân tín hiệu
Biểu thức của mạch: Vi = vC + v0 = v0 +
<i>C</i>
<i>Q</i> <sub> , Trong đó Q là điện tích trên tụ C. </sub>
Lấy đạo hàm biểu thức ta nhận được:
<i>dt</i>
<i>dvi</i><sub> = </sub>
<i>dt</i>
<i>dv0</i><sub>+ </sub>
<i>C</i>
<i>i</i> <sub> = </sub>
<i>dt</i>
<i>dv0</i><sub>+ </sub>
<i>RC</i>
<i>v0</i>
Chọn thời hằng của mạch thật nhỏ sao cho:
<i>RC</i>
<i>v0</i> <sub> >> </sub>
<i>dt</i>
<i>dv0</i><sub> </sub>
Khi đó tín hiệu ra có thể tính gần đúng:V0 ≈ RC
<i>dt</i>
<i>dvi</i><sub> </sub>
Mạch RC thượng thông với thời hằng thật nhỏ còn được gọi là mạch vi phân.
1.2.1.2. Mạch RC hạ thông
Đây là dạng mạch RC trong đó tín hiệu ra được lấy trên C. Biểu thức hàm truyền
đạt của mạch:
K (p) =
<i>pC</i>
<i>R</i>
<i>pC</i>
/
1
/
1
+
Tiếp theo chúng ta sẽ tìm phản ứng của mạch sử dụng các kết quả tìm được từ
mạch RC thượng thơng: vC = vi - vR
<i>Hình 1.12. Mạch RC hạ thơng</i>
* Phản ứng với đột biến điện áp
Ta có: vi (t) = a.1(t) và vR (t) = a.e-t /τ
Vậy tín hiệu ra : v0 (t) = vC (t) = a(1 – e-t /τ )
Dạng tín hiệu ra cho trên hình1.13. Tiếp tuyến với đường cong tín hiệu v0 tại thời
điểm t = 0 luôn đạt mức a khi t = τ. Có thể thấy đây là dạng không lý tưởng nên độ
rộng sườn trước (thời gian lên) được quy ước là khoảng thời gian để vC tăng từ 0,1÷ 0,9
giá trị biên độ. Như vậy độ rộng sườn trước được xác định như sau:
18
<i>Hình 1.13. Tìn hiệu ra mạch RC hạ thông </i>
Tst = t2 – t1 = 2,2RC = 2,2τ
Mặt khác tần số cắt trên 3dB của maïch RC: ωH =
<i>RC</i>
1 <sub> = 2πƒ</sub>
H
Do đó độ rộng sườn trước có thể xác định thơng qua tần số cắt trên: Tst =
<i>H</i>
2
2
.
2 <sub> ≈ </sub>
<i>H</i>
35
.
0 <sub> </sub>
* Phản ứng với xung chữ nhật
Biểu thức tín hiệu vào: Vi = a.1(t) – a.1(t – t0)
19
<i>Hính 1.14. Phản ứng với xung chữ nhật </i>
* Phản ứng với tín hiệu hàm mũ
Cho tín hiệu vào vi = a(1 – e-t /τ+). Theo phần mạch RC thượng thông:
1
−
<i>n</i>
<i>n</i> <sub> (e</sub><sub>-t /τ</sub><sub> –e</sub><sub>-t /τ1</sub>
) với n≠ 1
Và vR = a
1
<i>t</i> <sub> e</sub><sub>-t / τ1</sub><sub> với n = 1 </sub>
Do v0 = vC = vi – vR neân: V0 = a(1 +
1
1
−
<i>n</i> e-t /τ1 - <i>n</i>−1
<i>n</i> <sub> e</sub><sub>-t /τ</sub><sub>) với n≠1 </sub>
Vaø vo = a{1 – (1 +
)
<i>t</i> <sub>e</sub><sub>-t /τ1</sub><sub>} với n =1 </sub>
Dạng tín hiệu ra với các giá trị n khác nhau .
* Phản ứng với tín hiệu tuyến tính
20
<i>Hình 1.15. Phản ứng với tín hiệu tuyến tính </i>
<b>* Chức năng tích phân tín hiệu </b>
Ta nhận thấy vi = vR + v0 = iR + v0 = RC
<i>dt</i>
<i>dv0</i><sub> + v</sub>
0
Nếu chọn thời hằng τ = RC thật lớn thì có thể tính gần đúng:
Vi ≈ vR = RC
<i>dt</i>
<i>dv0</i><sub> hay v</sub>
0 =
<i>RC</i>
1
∫ vidt
Mạch RC hạ thông với thời hằng thật lớn cịn được gọi là mạch tích phân.
* Mạch RC và dãy xung vng
Cho tín hiệu vào là dãy xung vuông với chu kỳ T. Nếu thời hằng của mạch nhỏ
hơn rất nhiều so với độ rộng xung t0 thì phản ứng của mạch đối với dãy xung cũng
giống như đối với từng xung riêng biệt. Tuy nhiên khi thời hằng của mạch lớn hơn rất
nhiều so với chu kỳ dãy xung thì phản ứng của mạch diễn ra phức tạp hơn nhiều. Quá
trình quá độ trong mạch được thể hiện bằng giản đồ tín hiệu hình 1.16.
<i>Hình 1.16. Dãy xung vng. </i>
21
khơng có xung tụ C xả điện tích qua R và cũng do thời hằng của mạch rất lớn nên khi
xung thứ hai xuất hiện điện áp vC vẫn chưa kịp giảm xuống không. Trong khoảng thời
gian tồn tại xung thứ hai tụ C lại nạp điện qua R với giá trị điện áp đầu khác không.
Sau khi xung này kết thúc tụ C lại xả điện tích qua R. Q trình này được lặp đi lặp lại
và điện áp trung bình trên C tăng dần theo thời gian vì mỗi chu kỳ lượng điện tích tụ C
nạp lớn hơn điện tích tụ xả. Tuy nhiên cùng với sự tăng của điện áp trung bình trên C,
dịng trung bình trong mạch cũng giảm dần. Do đó ở những chu kỳ sau lượng điện tích
tụ C nạp trong mỗi chu kỳ bằng với lượng điện tích tụ C xả. Khi đó mạch đạt được
trạng thái cân bằng động. Ơû trạng thái này điện áp một chiều trên tụ C bằng với trị
trung bình của tín hiệu vào: VC =A
<i>T</i>
<i>t0</i>
Do vR = vi – vC nên cùng với sự tăng của điện áp trung bình trên C trong thời
gian quá độ điện áp vR trung bình giảm dần. Khi mạch đạt trạng thái cân bằng động
thì vR trung bình bằng khơng vì lúc này trên R chỉ có thành phần xoay chiều của tín
hiệu vào vi. Như vậy phần diện tích dưới đồ thị S1 và S2 ln phải bằng nhau. Phần
diện tích S1 và S2 đồng thời tỷ lệ với lượng điện tích tụ C nạp và xả trong mỗi chu kỳ.
Điều này có thể chứng minh từ biểu thức ngõ ra của mạch RC thượng thông:
<i>dt</i>
<i>dvi</i><sub> = </sub>
<i>dt</i>
<i>dv0</i><sub>+ </sub>
<i>RC</i>
<i>v0</i>
Nhân biểu thức với dt và lấy tích phân trong một chu kỳ ta được:
<i>T</i>
0
dvi = vi (T) – vi (0) =
<i>RC</i>
1 <i>T</i>
0
v0dt + v0 (T) – v0 (0)
Ở trạng thái cân bằng động dạng tín hiệu ra cũng tuần hồn với chu kỳT nên v0(T) =
v0(0) và vi(T) = vi(0) , do đó
<i>T</i>
0
v0dt = 0. biểu thức đúng khơng chỉ đối với dãy xung
vuông mà đúng với mọi tín hiệu tuần hồn.
Dựa trên các phân tích về tần số có thể giải thích ngun lý nêu trên theo một
cách khác. Một tín hiệu tuần hồn có thể phân tích thành chuỗi Fourier trong đó có
thành phần một chiều và một loạt các sóng sin với tần số bằng số nguyên lần tần số
tín hiệu f =1/T. Ơû trạng thái cân bằng động do tác dụng của tụ C thành phần một chiều
không thể tới ngõ ra của mạch. Như vậy tín hiệu ra là tổng của các sóng sin có tần số
bằng số nguyên lần tần số f (còn gọi tần số hài cơ bản) và tín hiệu vR tuy cũng có chu
kỳ T nhưng khơng có thành phần một chiều.
22
trung bình tăng từ khơng tới giá trị bằng thành phần một chiều của tín hiệu vào vi. Như
vậy số lượng xung vào cần thiết để đạt cân bằng động : ncb =3τT
1.2.2. Mạch chia thế
Mạch có chức năng lấy một phần tín hiệu vào để sử dụng cho mục đích khác.
Mạch có dạng hình 1.17a và biểu thức ngõ ra của mạch:
<i>Hình 1.17a. Mạch chia thế </i>
V0 = vi
2
1
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+
Yêu cầu đối với mạch là tín hiệu ra phải lặp lại dạng tín hiệu vào. Tuy nhiên
trong thực tế ở các thiết bị điện tử luôn tồn tại điện dung ký sinh C2 gây méo dạng tín
hiệu ra. Đây có thể là điện dung ngõ vào của tần khuếch đại hay thiết bị điện tử mắc
ở ngõ ra của mạch chia thế. Để bổ chính méo cần áp dụng các biện pháp để làm hệ số
phân áp không phụ thuộc tần số mà luôn bằng R2 / (R1 + R2). Với mục đích này người
ta thường mắc thêm tụ C1 song song với R1 (hình 1.17b). các tụ và trở tạo thành cầu
bốn nhánh,trong đó mỗi tụ hay trở là một nhánh của cầu. Sau đây chúng ta sẽ dùng
hàm đột biến vi (t) = a.1 (t) để xác định trị số thích hợp của C1.
<i>Hình 1.17b. Mạch chia thế </i>
Trước hết ký hiệu R1C1 là z1 và R2C2 là z2 . biểu thức ở dạng Laplace :
1
1
<i>z</i> = 1
1
<i>R</i> + pC1 ; 2
1
<i>z</i> = 2
1
23
Nếu tại t = 0 tác động đột biến vi (t) lên ngõ vào thì biểu thức điện áp ra được viết như
sau: V0 (p) = V2 (p) = Vi (p) K(p)
Xác định hàm truyền đạt K (p): K(p) =
2
1
2
<i>z</i>
<i>z</i>
<i>z</i>
+ = 1 2
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+ <i>p</i>
<i>p</i>
2
1
1
1
+
+
Trong đó : τ1 = C1R1 ; τ2 =
2
1
2
1
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+ (C1 + C2)
Thay Vi (p) = a/ p vào biểu thức V2 (p) ta được: V2 (p) = a
2
1
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+
{
<i>p</i>
1 <sub>+</sub>
<i>p</i>
2
1
2
1
+
− <sub>} </sub>
Tương ứng với hàm : v0 = a
2
1
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+ (1 + 2
2
1
− <sub>e</sub><sub>-t /τ2</sub><sub> ) </sub>
V0 =a
2
1
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+ (1 + 2( 1 2)
2
2
1
1
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>R</i>
<i>C</i>
− <sub>e</sub><sub>-t /τ2</sub><sub> ) </sub>
Neáu t = 0 v0 (0) = a
2
1
1
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>C</i>
+ và nếu t = ∞ v0 (∞) = a 1 2
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+
Tùy theo tỷ số giữa các tụ và tỷ số giữa các trở mà có các trường hợp sau :
- Bổ chính thiếu khi
2
+ < 1 2
1
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+ (hình 1.18a )
- Bổ chính đủ khi
2
1
1
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>C</i>
+ = 1 2
2
<i>R</i>
<i>R</i>
+ (hình 1.18b )
- Bổ chính lố khi
2
1
1
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>C</i>
+ > 1 2
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
24
<i>Hình 1.18. Tín hiệu theo tụ, điện trở. </i>
Kết quả nhận được có thể giải thích bằng q trình tạo thành tín hiệu ra. Tại thời
điểm t = 0 tín hiệu vào thay đổi đột biến từ 0 lên a các tụ C1, C2 ngắn mạch các trở R1,
Vi = a =
1
<i>C</i>
<i>Q</i> <sub> + </sub>
2
<i>C</i>
<i>Q</i> <sub> = </sub>
2
1
)
2
1
(
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>Q</i>
<i>C</i>
<i>C +</i>
Và điện áp ra tại thời điểm t = 0 là : V0 (0+) =
2
<i>C</i>
<i>Q</i> <sub> = a</sub>
2
1
1
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>C</i>
+
Tín hiệu ra ở thời điểm đầu phụ thuộc vào tỷ số giữa các tụ nhưng khi mạch xác
lập tín hiệu ra được xác định bởi tỷ số giữa các điện trở (bởi khi xác lập mỗi tụ như
một phần tử hở mạch khơng cho dịng một chiều đi qua). Do đó: v0 (∞) = a
2
1
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+
Nếu nhìn từ ngõ ra mạch phân thế có thể thấy tổng trở ra R = R1R2 /(R1 + R2)
mắc song song với điện dung tương đương C = (C1 + C2). Như vậy trong thời gian quá
độ tín hiệu ra thay đổi với thời hằng :
2 = RC =
2
1
2
1
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
+ (C1 + C2)
Việc bổ chính được thực hiện chính xác chỉ khi v0 (0+) = v0 (∞) hay:
2
1
1
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>C</i>
+ = 1 2
2
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
25
Biểu thức này tương đương với R1C1 = R2C2 khi cầu cân bằng. Trong thực tế chắc
chắn khơng bao giờ chúng ta nhận được dịng nạp lớn vơ cùng do nội trở của nguồn tín
hiệu ln có trị xác định. Mạch trong trường hợp này được mơ tả trên hình 1.19a ,
trong đó nguồn tín hiệu vào vi có nội trở RS. Mạch được biến đổi tương đương như hình
1.19b nếu coi khi cầu cân bằng điện thế ờ các điểm x, y nối giữa hai điện trở và hai tụ
bằng nhau nên có thể bỏ kết nối này, do đó : vi = vi (R1+R2) /(RS+R1+R2).
<i>Hình 1.19. Mạch đấu R1C1 = R2C2</i>
Như vậy tín hiệu vào mạch chia thế sẽ tăng với thời hằng τ = RSC1C2 /(C1C2)
nếu coi RS << (R1+R2) trong mọi trường hợp. Nếu nối trực tiếp nguồn tín hiệu vi với
tầng mạch kế tiếp khơng qua mạch chia thế thì nguồn tín hiệu coi tụ C2 như tải và thời
gian lên của tín hiệu vào phụ thuộc thời hằng τ/<sub>/τ = R</sub>
2 / (R1 + R2), đây chính là sự cải
thiện đáng kể đối với dạng sóng. Ví dụ độ suy giảm của mạch chia thế là 1/10 thì thời
gian lên của tín hiệu cũng giảm 10 lần. Trong thực tế điện dung C1 được chọn kỹ
lưỡng bằng thực nghiệm.
1.2.3. Maïch RL
26
<i>Hình 1.20. Mạch RL </i>
Tuy nhiên khi cần tạo thời hằng lớn người ta ít sử dụng mạch RL vì địi hỏi cuộn
cảm phải có kích thước lớn, mặt khác giữa các vòng dây của cuộn cảm luôn tồn tại
điện dung ký sinh là nguyên nhân tạo méo phi tuyến đối với tín hiệu.
<i>Hình 1.21. Dạng tín hiệu ra mạch RL </i>
1.2.4. Mạch RLC
27
<i>Hình 1.22. Mạch RLC </i>
Phương trình mạch ở dạng Laplace : I (p) = V0 (p){
<i>R</i>
1 <sub>+ </sub>
<i>pL</i>
1 <sub>+ pC} </sub>
Do I (p) =
<i>R</i>
<i>a</i> <sub>. </sub>
<i>p</i>
1 <sub> neân: V</sub>
0 (p) =
<i>RC</i>
<i>a</i> <sub>. </sub>
<i>LC</i>
<i>RC</i>
<i>p</i>
<i>p</i>2 1
1
+
+
=
<i>RC</i>
<i>a</i> <sub>. </sub>
)
2
)(
1
(
1
<i>p</i>
<i>p</i>
<i>p</i>
<i>p</i>− −
Đa thức mẫu số có hai nghiệm: P1,2 = -
<i>RC</i>
2
1 <sub>± </sub>
Gọi k =
<i>R</i>
2
1
<i>C</i>
<i>L</i> <sub> là hệ số suy giảm và T</sub>
0 = 2π <i>LC</i> là chu kỳ dao động tự nhiên
của khung dao động LC.
Yếu tố suy giảm k tỷ lệ nghịch với hệ số phẩm chất của khung dao động LC,
trong đó L và C được mắc nối tiếp với R.
Như vậy: Q = ω0 RC =
0
<i>L</i>
<i>C</i> <sub> = </sub>
<i>k</i>
2
1
Khi đó các nghiệm của đa thức mẫu số sẽ có dạng: P1,2 = -
0
2
<i>T</i>
<i>k</i>
<sub>± j </sub>
0
2
<i>T</i>
<i>k</i>
−
Nếu đưa tín hiệu vào là đột biến điện áp với biên độ a và ở trạng thái đầu dòng
qua cuộn cảm L cũng như điện áp trên C đều bằng 0, thì tùy vào giá trị của k đáp ứng
của mạch có thể ở những trường hợp sau:
<b>* Trường hợp dao động không suy giảm (k = 0) </b>
28
2
1 <sub>LI</sub><sub>2</sub>
m =
2
1 <sub>CV</sub><sub>2</sub>
m Vm = Im
<i>C</i>
<i>L</i> <sub> = </sub>
<i>R</i>
<i>a</i>
<i>C</i>
<i>L</i>
Trường hợp suy giảm tới hạn (k = 1)
Đa thức mẫu số có hai nghiệm thực bằng nhau: p1,2 = -
0
2
<i>T</i>
<i>k</i>
<sub> </sub>
V0 (p) =
<i>RC</i>
<i>a</i>
2
)
2
,
1
(
1
<i>p</i>
<i>p −</i>
Do đó hàm thời gian: v0 (t) =
<i>RC</i>
<i>a</i> <sub>t e</sub><sub>-</sub> <i><sub>t</sub></i>
<i>T</i>
<i>k</i>
0
2 <sub> </sub>
=
<i>LC</i>
<i>R</i>
<i>at</i>
<i>C</i>
<i>L</i> <sub> e</sub><sub>-</sub> <i><sub>t</sub></i>
<i>T</i>
<i>k</i>
0
2
= 4a
0
<i>T</i>
<i>kt</i>
e-0
2
<i>T</i>
<i>k</i>
t
Thay thế k = 1 và biểu thức To = 2π <i>LC</i> , ta nhận được kết quả: Vo (t) = 4a
<i>L</i>
<i>R</i> <sub>te</sub><sub>-2 </sub>
<i>L</i>
<i>R</i>
t
Giản đố tín hiệu ra cho trên hình 1.25. thời điểm để xung ra đạt giá trị cực đại được
xác định bằng cách tính đạo hàm dvo/dt và cho đạo hàm này bằng không: tm =
<i>R</i>
<i>L</i>
2
Tương ứng giá trị đỉnh: vomax (tm) = 0.74a
Trường hợp dao động phi chu kỳ (k > 1)
Đa thức mẫu số có hai nghiệm thực khác nhau: P1,2 =
<i>-O</i>
<i>T</i>
<i>k</i>
2
±
<i>O</i>
<i>T</i>
<i>k</i>
Nếu khai triển biểi thức dưới căn và coi k đủ lớn để 4k2<sub>>> 1 thì hai nghiệm có biểu </sub>
thức gần đúng như nhau: p1 = -
<i>o</i>
<i>kT</i>
và p 2 =
<i>-o</i>
<i>T</i>
<i>k</i>
4
Như vậy hàm thời gian của tín hiệu ra: vo = a(e
<i>-o</i>
<i>kT</i>
<i>t</i>
t) = a(e
<i>-L</i>
<i>R</i>
t<sub> – e</sub>-4k2
<i>L</i>
<i>R</i>
t<sub>) </sub>
Hiện tượng dao động phi chu kỳ có thể xảy ra ở một trong hai trường hợp sau:
- Tụ C qúa nhỏ khơng tích lũy đủ điện tích để duy trì dao động nên mạch khơng dao động
được.
- Điện trở R qúa nhỏ không đủ khả năng cách ly nguồn tín hiệu vi với khung dao động
LC, do đó khung LC ln chịu ảnh hưởng của vi mà không dao động được.
29
Hai nghiệm p1,p2 là nghiệm phức. Tín hiệu ra có dạng:
Vo = a
2
1
2
<i>k</i>
<i>k</i>
− e
-2πk
<i>o</i>
<i>T</i>
<i>t</i>
sin(2π 2
<i>1 k</i>
<i>T</i>
<i>t</i>
<i>o</i>
− )
Đây là dao động tắt dần hình sin với chu kỳ bằng
2
<i>1 k</i>
<i>T</i>
− . Như vậy chu kỳ dao ộng
riêng của khung LC càng lớn thì chu ký dao động của mạch càng lớn. Biên độ dao động
giảm dần teo quy luật hàm mũ. Trường hợp này thường xảy khi R khá lớn làm nguồn tín
hiệu vi ít ành hướng đến khung dao động LC, mặt khác L và C có giá trị đủ để tích lũy
năng lượng duy trì dao ộng trong mạch.
1.2.5. Mạch xén
Mạch xén là mạch giới hạn biên độ tín hiệu, trong đó tín hiệu ra v0 ln tỷ lệ với tín
hiệu vào vi nếu vi chưa vượt quá một giá trị ngưỡng cho trước VN, còn khi vượt q mức
ngưỡng thì tín hiệu ra ln giữ một giá trị khơng đổi. Các linh kiện tích cực được sử dụng
trong mạch xén thường là diode, transistor, đèn điện tử cũng như các vi mạch tuyến tính.
Tuy nhiên các mạch xén dùng diode được sử dụng rộng rãi hơn vì cấu tạo mạch đơn giản,
độ tin cậy cao và do điện dung ký sinh rất nhỏ nên nó cho phép xén cả các xung rất ngắn.
Sau đây chúng ta xét trước các mạch xén sử dụng diode lý tưởng.
Tùy theo cách mắc diode là nối tiếp hay song song với tải, người ta phân biệt thành
mạch xén nối tiếp hay mạch xén song song. Cũng có thể phân loại theo chức năng: xén ở
mức trên , xén ở mức dưới và xén ở hai mức độc lập.
30
<i>Hình 1.24. Mạch xén, đặt tuyến và tín hiệu ra. </i>
Mạch xén nối tiếp hình 1.24b cũng thực hiện chức năng xén trên nhưng hoạt động
khác với mạch hình 1.24a. Khi vi ≤ VN thì diode dẫn và nối ngõ ra với ngõ vào, do đó v0 =
vi. Ngược lại vi > VN thì diode tắt nên v0 = VN.
Trên hình 1.24c là đặc tuyến truyền đạt và hình 1.24d là dạng tín hiệu ra của mạch
xén trên khi tín hiệu vào là hình sin.
<i>Hình 1.25. Mạch xén, đặt tuyến và tín hiệu ra. </i>
31
<i>Hình 1.26. Mạch xén, đặt tuyến và tín hiệu ra. </i>
Trên hình 1.26 là các mạch xén thực hiện chức năng xén ở hai mức độc lập, trong đó
v1 < v2. về bản chất nó được tạo thành bằng cách ghép mạch xén trên với mạch xén dưới.
Ở các mạch xén thực tế hình dạng tín hiệu phụ thuộc rất nhiều vào thông số thực
hiện của các linh kiện trong mạch, giá trị tải cũng như điện dung ký sinh vì các yếu tố trên
có thể gây méo dạng đáng kể tín hiệu ra nếu khơng tính tốn một cách đầy đủ. Xét ví dụ
mạch xén trên với diode bán dẫn trên hình 1.27. Điểm chuyển tiếp trên đặc tuyến truyền
đạt không phải là VN mà là VN + Vγ, mặt khác khi diode dẫn điện trở thuận của nó làm tín
hiệu xén khơng cịn bị giới hạn ở một mức điện thế mà cũng tỷ lệ với tín hiệu vào. Cụ thể
là nếu vi < VN + Vγ thì diode tắt, khi đó v0 = vi với giả thiết rằng điện trở ngược của diode
rr = ∞. Diode sẽ dẫn nếu vi ≥ VN +Vγ và tín hiệu ra: v0 = vi
<i>rf</i>
<i>R</i>
<i>rf</i>
+ + VN <i>R</i> <i>rf</i>
<i>R</i>
+
32
Trên hình 1.28 là đặc tuyến volt- ampe của diode zener và mạch xén ở hai mức dùng
zener. ở vùng thuận diode zener dẫn như mọi diode bán dẫn thơng thường. Cịn ở vùng
ngược nếu dịng qua diode iz< Imin thì diode tắt và ngược lại nếu iz > Imin thì diode bị đánh
thủng, điện áp trên diode hầu như không phụ thuộc vào dịng iZ và ln bằng VZ. Như vậy
hàm truyền đạt có thể giải thích như sau:
- Nếu vi < 0 và |vi| > VZ2 thì diode D2 bị đánh thủng còn D1 dẫn nên v0 ≈ -VZ2
- Nếu |vi|< VZ thì các diode D1, D2 tắt nên v0 = vi
- Nếu vi > 0 và |vi|> VZ1 thì diode D1 bị đánh thủng cịn D2 dẫn nên v0 ≈ VZ1
<i>Hình 1.28. Mạch xén, đặt tuyến và tín hiệu ra. </i>
1.2.6. Mạch ghim điện áp
Mạch có tác dụng cố định đỉnh trên hoặc đỉnh dưới của tín hiệu ở mức điện thế nào
đó
<i>Hình 1.29. Mạch ghim điện áp và tín hiệu ra. </i>
Giả thiết các diode là lý tưởng ta có mạch ghim đỉnh trên ở mức khơng (hình 29)
hoạt động như sau:
33
phóng điện ngược qua diode nên điện áp ra v0 = vi – V1m và đỉnh trên của tín hiệu ra
tương ứng với mức khơng. Nếu tăng biên độ tín hiệu lên thì trong khoảng t3- t4 vi lại lớn
hơn vC trong đó vC = V1m nên diode lại dẫn và v0 = 0, tụ C lại nạp thêm đến mức vC = V2m,
do đó tín hiệu ra v0 = vi – V2m lại tiếp tục bị ghim ở mức không. Tuy nhiên nếu giản biên
độ tín hiệu vào thì mạch mất khả năng ghim đỉnh trên ở mức không. Dể khắc phục nhược
điểm này, trong thực tế người ta thường mắc song song với diode một điện trở ở vị trí khá
lớn. Nhờ vậy khi biên độ vi giảm tụ C có thể phóng điện qua R nên sau một khoảng thời
gian mạch lại phục hồi khả năng ghim đỉnh trên ở mức khơng.
<i>Hình 1.30. Mạch ghim điện áp </i>
Trên hình 1.30 là các mạch ghim đỉnh trên của tín hiệu ở các mức +E và –E. Đối với
hai mạch này cũng như mạch ghim đỉnh trên ở mức không, nếu đổi chiều các diode trong
mạch thì sẽ nhận được mạch ghim đỉnh dưới của tín hiệu ở mức +E, -E hay mức khơng.
<i>Hình 1.31. Mạch ghim điện áp và tín hiệu ra. </i>
Đối với một số dạng tín hiệu, khi tín hiệu có giá trị khơng đổi trong khoảng thời gian
khá lớn của chu kỳ thì sau khi đi qua mạch ghim điện áp dạng tín hiệu ra thường bị méo.
Điều này càng thể hiện rõ nếu thời hằng của mạch không lớn lắm. Để khắc phục nhược
điểm trên trong thực tế người ta thường sử dụng mạch ghim có đồng bộ đối với tín hiệu
này. Trên hình 1.31 là sơ đồ nguyên lý của một mạch ghim có đồng bộ. Khóa K sẽ được
đóng trong khoảng thời gian T2 và mở trong khoảng T1. Dạng tín hiệu ra tương ứng cho
trên hình 1.31.
34
Trên hình 1.32 là một mạch ghim có đồng bộ thực hiện nguyên lý trên. Tín hiệu đi
Hoạt động của mạch đòi hỏi C >> Cs và RC >> Tn. Giới hạn trên của R phụ thuộc
vào yếu tố: trong khoảng thời gian Tn các tụ phải xả qua R lượng điện tích mà nó có thể
nhận được từ CS trong khoảng thời gian Td.
Một phương án khác thực hiện mạch ghim có đồng bộ cho trên hình 33 hoạt động
của mạch có thể giải thích như sau: Khi khơng có xung đồng bộ các diode dẫn và mức
điện áp ra được xác định bằng VR. Lúc nàyđiện thế điểm A bằng VR. Khi có tín hiệu vi đi
qua , các diode tắt bởi các xung đồng bộ ngược pha nhau. Tín hiệu vào vi kết thúc thì bắt
đầu quá trình cân bằng lại điện áp trên các tụ, nếu điện thế VA > VB thì tụ Cs xả và nạp
điện cho C cho đến khi VA = VB. Ngược lại, nếu VA < VB thì tụ CS sẽ nạp và C xả điện
tích. Q trình diễn ra tương tự như các mạch đã xét ở trên. Điện trở R xác định điểm hoạt
động của diode. Giá trị của R được chọn sao cho điểm hoạt động của diode nằm ở phần
tuyến tính của đặc tuyến volt- ampe. Điện áp E phải có giá trị lớn hơn VR. Còn biên độ
các dãy xung đồng bộ phải đủ làm diode tắt, có nghĩa là V ≥ E + vimax.
35
2. Lắp ráp và khảo sát mạch dao động tạo xung dùng transistor
2.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 1.34a. Sơ đồ mạch dao động đa hài </i>
2.2. Chức năng linh kiện trong mạch
- R1, R4: Tải của 2 Transistor.
- Q1, Q2: Hai Transistor làm việc ở chế độ khóa.
- R3, R4: Điện trở phân cực cho Q1, Q2 và là điện trở phóng của hai tụ C1 và C2.
- C1, C2: Hai tụ phóng nạp tạo phản hồi dương là điều kiện để mạch tự dao động.
- UCC: Nguồn cấp một chiều.
- Để mạch đối xứng chọn: C1 = C2 = C; R1 = R4 = RC; R2 = R3 = RB; Q1 giống Q2.
2.3. Nguyên lý hoạt động
Sơ đồ trên đối xứng, tuy nhiên ln có sự sai khác rất nhỏ giữa các tham số của
Transistor và trị số các linh kiện làm cho mạch khơng cân bằng hồn tồn, q trình
hồi tiếp dương sẽ làm cho mạch mất cân bằng xảy ra rất nhanh.
Giả sử khi đóng nguồn Q1 thơng hơn Q2 (IC1>IC2) → UC1→ việc này được C1
truyền đến cực BQ2 → UBEQ2→ Q2 dẫn yếu đi→ UC2→việc tăng này được C2 truyền
đến cực BQ1→ UBEQ1→ Q1 càng dẫn mạnh, Q2 càng khoá. Lúc này tụ C2 được nạp
điện (+UCC →R4→ C2→ cực B-EQ1→ - UCC), đồng thời tụ C1 phóng điện qua Q1 thơng
bão hịa và qua nguồn UCC: (+C1 → CQ1→EQ1→ -UCC→ +UCC→ R3→ -C1). Khi điện
áp UB2 đạt trị số U → Q2 bắt đầu dẫn, quá trình xảy ra ngược lại UC2 → Q1 khóa
→UC1→ UB2→ Q2 càng dẫn mạnh → Q1 càng khóa. Lúc này tụ C1 được nạp điện
(+UCC →R1→ C1→ cực B-EQ2→ - UCC), đồng thời tụ C2 phóng điện qua Q2 thơng bão
hịa và qua nguồn UCC: (+C2→ CQ2→EQ2→ -UCC→ +UCC→ R2→-C2).
Sau đó q trình lại lặp lại như cũ khi Q1 thơng bão hịa → Q2 khóa và ngược lại.
36
- Ngược lại nếu các thông số trên khác nhau thì có mạch đa hài không đối
xứng.
- Chu kỳ của xung ra là: T = 1 + 2.
2.4. Lắp ráp mạch
2.4.1. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- C1: 47uF, C2: 47uF, D468
- R14: 1,5kΩ, LED xanh, đỏ, R23:
33kΩ
- VR: 100kΩ, R5,6: 1,2kΩ, R7: 470Ω
- Kiểm tra các linh kiện phải còn
tốt.
- VOM,
- Tụ điện,
điện trở,
LED.
- D468
- Biến trở
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm, diode
- D468, R,C
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Đo điện áp DC trên chân CQ1, CQ2
- Đo dạng sóng trên chân CQ1, CQ2
- Kìm, VOM
- Dây điện
- Máy hiện
sóng
- Chính xác.
- Cẩn thận.
37
<i>Hình 1.34b. Sơ đồ mạch dao động đa hài </i>
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
2.4.3. Vận hành
Dùng máy hiện sóng đo tín hiệu sóng ra của mạch, Vẽ lại dạng sóng ra.
Đo dạng sóng ngõ ra trên chân CQ1:
VCK
t
VCQ1
t
Đo dạng sóng ngõ ra trên chân CQ2:
VCK
t
VCQ2
38
Nhận xét tín hiệu CK và tín hiệu ra
………
………
………
3. Lắp ráp và khảo sát mạch dao động tạo xung dùng IC555
3.1. Cấu tạo, sơ đồ chân, hình dáng, đo kiểm tra IC555
IC thời gian 555 được du nhập vào những năm 1971 bằng công ty Signetics
Corporation bằng 2 dòng sản phẩm SE555/NE555 và được gọi là máy thời gian và cũng
là loại có đầu tiên. Nó cung cấp cho các nhà thiết kế mạch điện tử với chi phí tương đối
rẻ, ổn định và những mạch tổ hợp cho những ứng dụng cho đơn ổn và khơng ổn định. Từ
đó thiết bị này được làm ra với tính thương mại hóa. Nhiều năm qua một số nhà sản suất
ngừng sản suất loại IC này bởi vì sự cạnh tranh và những lý do khác. Tuy thế những công
ty khác lại sản suất ra những dòng này. IC 555 hiện nay được sử dụng khá phổ biến ở các
➢ Thông số
+ Điện áp đầu vào: 2 - 18V (Tùy từng loại của 555: LM555, NE555, NE7555)
+ Dòng tiêu thụ: 6mA - 15mA
+ Điện áp logic ở mức cao: 0.5 - 15V
+ Điện áp logic ở mức thấp: 0.03 - 0.06V
+ Công suất tiêu thụ (max) 600mW
➢ Chức năng của 555
+ Tạo xung
+ Điều chế được độ rộng xung (PWM)
39
<i>Hình 1.35 Sơ đồ chân, hình dáng IC555 </i>
Hình dạng của 555 ở trong hình loại 8 chân hình trịn và loại 8 chân hình vng.
Nhưng ở thị trường Việt Nam chủ yếu là loại chân vng.
<i>Hình 1.36 Cấu tạo 555 </i>
Nhìn trên hình 1.36 ta thấy cấu trức của 555 nó tương đương với hơn 20 transitor,
15 điện trở và 2 diode và còn phụ thuộc vào nhà sản xuất. Trong mạch tương đương trên
có: đầu vào kích thích, khối so sánh, khối điều khiển chức năng hay công suất đầu ra.Một
số đặc tính nữa của 555 là: Điện áp cung cấp nằm giữa trong khoảng từ 3V đến 18V,
Dòng điện ngưỡng xác định bằng giá trị lớn nhất của R + R. Để điện áp 15V thì
điện trở của R + R, phải là 20M. Tất cả các IC thời gian đều cần 1 tụ điện ngồi để tạo ra
1 thời gian đóng cắt của xung đầu ra. Nó là một chu kì hữu hạn để cho tụ điện (C) nạp
điện hay phịng điện thơng qua một điện trở R. Thời gian này được xác định thông qua
điện trở R và tụ điện C
40
Mạch nạp RC cơ bản như trên, giả sử tụ ban đầu phóng điện, khi mà đóng cơng tắc
thì tụ điện bắt đầu nạp thông qua điện trở. Điện áp qua tụ điện từ giá trị 0 lên đến giá trị
định mức vào tụ. Đường cong nạp được thể hiện qua hình 1.37. Thời gian đó nó để cho tụ
điện nạp đến 63.2% điện áp cung cấp và hiểu thời gian này là 1 hằng số. Giá trị thời gian
đó có thể tính bằng cơng thức đơn giản sau: t = R.C
* Đo kiểm tra IC555
Dùng VOM để thang đo x1Ω đo các phép IC555 còn tốt như sau: Cắm que đen vào
chân số 1 còn que đỏ duy chuyển qua chân số 2, 3, 4, 7, 8 kim lên 2/3 thang đo. Cắm que
đen vào chân số 1 còn que đỏ duy chuyển qua chân số 5, 6 kim khơng lên. Vậy thì IC555
cịn tốt, nếu khơng rơi vào trường hợp trên thì IC555 điều bị hư.
3.2. Chức năng của các chân IC555
<i>Hình 1.38 IC NE555 gồm có 8 chân </i>
+ Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân
chung.
+ Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng
như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP
với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc.
+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng thái của tín
hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1. 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần bằng
Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này
ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V).
+ Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì ngõ
ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp
trên chân 2 và 6. Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này
lên VCC.
41
+ Chân số 6(THRESHOLD): là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và
cũng được dùng như 1 chân chốt.
+ Chân số 7(DISCHAGER): Có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều khiển
bỡi tầng logic của chân 3. Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì
nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động
+ Chân số 8 (Vcc): Khơng cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt
động. Khơng có chân này coi như IC chết. Nó được cấp điện áp từ 2V -->18V (Tùy từng
loại 555 nhé thấp nhất là con NE7555)
3.3. Sơ đồ mạch
<i>Hình 1.39a. Mạch dao động đa hài </i>
3.4. Chức năng linh kiện trong mạch
- Điện trở R1 và R2 tạo đường xả điện cho tụ C1
- C1 dùng để so với điện thế chuẩn 2/3UCC và 1/3UCC.
- C2 Là tụ lọc nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn được ổn định.
- Led1,2, R3,4: là tải.
3.5. Nguyên lý hoạt động
42
biết được bằng mắt thường. Khi mới đóng điện tụ C bắt đầu nạp điện từ 0V<sub> lên. Tụ C</sub>
1
nạp điện qua R1 và R2 với hằng số thời gian nạp là: nạp = (R1 + R2).Cln2.
Khi điện thế tụ tăng đến mức 1/3UCC led vẫn sáng. Khi điện thế trên tụ tăng
đến mức 2/3UCC lúc đó ngõ ra chân 3 có U0 0V làm led tắt. Khi chân 7 được nối
mass làm tụ C không nạp mà phải xả điện qua điện trở RB với hằng số thời gian là: xả
= (R1)C.ln2.
Khi điện thế trên tụ giảm xuống dưới 2/3UCC thì đổi trạng thái cũ làm led lại sáng.
Như vậy mạch đã trở lại trạng thái ban đầu.
Điện thế ra chân 3 có dạng hình vng với chu kỳ là: T = 0,69(R1 + 2R2<b>).C </b>
3.6. Lắp ráp mạch
3.6.1. Xây dựng quy trình
T
T
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Biến áp có dịng từ 13A.
- D1234: 1n4007, IC555
- C: 1000uF, C1: 47uF, C2: 104
- R1: 1kΩ, LED xanh, đỏ, R2: 22kΩ
- VR: 100kΩ, R3: 1,2kΩ, R4: 1,2kΩ
- Kiểm tra các linh kiện phải còn
tốt.
- VOM,
- Diod, tụ
điện, điện
trở, LED.
- IC555
- Biến trở
- Chính xác.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm, diode
- IC555, R,C
VR, LED,
D.
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UAC).
- Đo điện áp DC trên chân số 3.
- Đo dạng sóng trên chân số 3.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Máy hiện
sóng
- Chính xác.
- Cẩn thận.
43
<i>Hình 1.39b. Mạch dao động đa hài </i>
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
3.6.3. Vận hành
Dùng máy hiện sóng để đo tín hiệu ra của mạch trên chân số 3 của IC555, Vẽ lại
dạng sóng ra:
VCK
t
Vo
t
Nhận xét tín hiệu CK và tín hiệu ra
44
<b>CÂU HỎI ƠN TẬP </b>
Câu 1: Trình bày chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch tạo xung dùng transistor?
Câu 2: Trình bày cấu tạo, sơ đồ chân, chức năng của các chân IC555 và đo kiểm tra
IC555?
Câu 3: Trình bày chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch tạo xung dùng IC555?
<b>YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 1: </b>
<b>Nội dung: </b>
+ Về kiến thức:
- Phát biểu các khái niệm cơ bản và nhận dạng được xung điện.
- Trình bày nguyên lý hoạt động của các mạch tạo xung dùng transistor, IC555.
+ Về kỹ năng:
- Đo, đọc, kiểm tra các linh kiện đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Lắp ráp, khảo sát được mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Đo, kiểm tra được các thông số của mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an tồn và vệ sinh cơng nghiệp
<b>Phương pháp: </b>
+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng phương pháp vấn đáp, tự luận.
+ Về kỹ năng: Được đánh giá bằng phương pháp thực hành.
45
<b>Bài 2: Lắp láp và khảo sát các cổng logic cơ bản </b>
<b>Giới thiệu: Trong kỹ thuật điện tử người ta dùng những linh kiện điện tử cần thiết kết nối </b>
với nhau theo các quy luật nhất định tạo nên các phần tử cơ bản và từ đó hình thành các
mạch chức năng phức tạp hơn. Những phần tử cơ bản này gọi là các cổng logic căn bản.
<b>Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này người học có khả năng: </b>
- Trình bày được cấu tạo, ký hiệu và bảng trạng thái các cổng NOT, AND, NAND, OR,
NOR.
- Nhận dạng được sơ đồ chân và hình dáng các cổng NOT, AND, NAND, OR, NOR.
- Lắp ráp, khảo sát được các cổng NOT, AND, NAND, OR, NOR.
- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong cơng
việc.
<b>Nội dung: </b>
1. Cổng NOT
1.1. Cấu tạo
<i>Hình 2.1. Cấu tạo </i>
1.2. Ký hiệu
<i>Hình 2.2 Ký hiệu </i>
1.3. Bảng trạng thái
<i>Bảng 2.3 Trạng thái </i>
46
- Trạng thái ngõ vào là 1(5v) thì trạng thái ngõ ra của cổng NOT là 0(0)
1.4. Sơ đồ chân IC7404
<i>Hình 2.4 Sơ đồ chân </i>
1.5. Hình dáng IC7404
<i>Hình 2.5 Hình dáng </i>
1.6. Lắp ráp, khảo sát IC7404
1.6.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 2.6 Sơ đồ </i>
1.6.2. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
47
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC 5v.
- IC7404, LED, R1:470Ω, R2:470Ω
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R
- LED
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- IC, R
- LED
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Đo điện áp DC ngõ ra.
- Khảo sát tín hiệu ra
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
1.6.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình: (khảo sát 6 cổng)
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
1.6.3. Vận hành
- Mức 1 được cấp 5v
- Mức 0 được nối 0v
- Cấp đầu vào mỗi cổng NOT của IC7404 sau đó xác định đầu ra bằng cách quan sát led
sáng hay không (Nếu sáng là mức 1, nếu tắt là mức 0)
Cổng số 1 A1 LED1 LED2
0
1
Cổng số 2 A2
0
1
Cổng số 3 A3
48
Cổng số 4 A4
0
1
Cổng số 5 A5
0
1
Cổng số 6 A6
0
1
<i>Bảng 2.7 Khảo sát trạng thái của 6 cổng </i>
2. Cổng AND
2.1. Cấu tạo
<i>Hình 2.7 Cấu tạo </i>
2.2. Ký hiệu
<i>Hình 2.8 Ký hiệu </i>
2.3. Bảng trạng thái
<i>Bảng 2.9 Trạng thái </i>
49
<i>Hình 2.10: Sơ đồ chân </i>
2.5. Hình dáng IC7408
<i>Hình 2.11 Hình dáng. </i>
2.6. Lắp ráp, khảo sát IC7408
2.6.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 2.12 Sơ đồ </i>
2.6.2. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
50
tra linh
kiện.
- IC7408, LED, R1,2:470Ω, R3:470Ω
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- IC, R
- LED
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- IC, R
- LED
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Đo điện áp DC ngõ ra.
- Khảo sát tín hiệu ra
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2.6.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình: (khảo sát 4 cổng)
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
2.6.3. Vận hành
- Mức 1 được cấp 5v
- Mức 0 được nối 0v
- Cấp đầu vào mỗi cổng AND của IC7408 sau đó xác định đầu ra bằng cách quan sát led
sáng hay không (Nếu sáng là mức 1, nếu tắt là mức 0)
Cổng số 1 A1 B1 LED1 LED2 LED3
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 2 A2 B2
0 0
0 1
1 0
51
Cổng số 3 A3 B3
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 4 A4 B4
0 0
0 1
1 0
1 1
<i>Bảng 2.13 Khảo sát trạng thái của 4 cổng </i>
3. Cổng NAND
3.1. Cấu tạo
<i>Hình 2.14 Cấu tạo </i>
3.2. Ký hiệu
<i>Hình 2.15 Ký hiệu </i>
3.3. Bảng trạng thái
52
3.4. Sơ đồ chân IC7400
<i>Hình 2.17 Sơ đồ chân </i>
3.5. Hình dáng IC7400
<i>Hình 2.18 Hình dáng </i>
3.6. Lắp ráp, khảo sát IC7400
3.6.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 2.19 Sơ đồ </i>
3.6.2. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC 5v.
- IC7400, LED, R1,2:470Ω, R3:470Ω
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R
- LED
53
kiện lên test
board.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
- Kìm
- IC, R
- LED
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Đo điện áp DC ngõ ra.
- Khảo sát tín hiệu ra
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
3.6.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình: (khảo sát 4 cổng)
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
3.6.3. Vận hành
- Mức 1 được cấp 5v
- Mức 0 được nối 0v
- Cấp đầu vào mỗi cổng AND của IC7400 sau đó xác định đầu ra bằng cách quan sát led
sáng hay không (Nếu sáng là mức 1, nếu tắt là mức 0)
Cổng số 1 A1 B1 LED1 LED2 LED3
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 2 A2 B2
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 3 A3 B3
0 0
54
1 0
1 1
Cổng số 4 A4 B4
0 0
0 1
1 0
1 1
<i>Bảng 2.20 Khảo sát trạng thái của 4 cổng </i>
4. Cổng OR
4.1. Cấu tạo
<i>Hình 2.21 Cấu tạo </i>
4.2. Ký hiệu
<i>Hình 2.22 Ký hiệu </i>
4.3. Bảng trạng thái
<i>Bảng 2.23 Trạng thái </i>
55
<i>Hình 2.24 Sơ đồ chân </i>
4.5. Hình dáng IC7432
<i>Hình 2.25 Hình dáng </i>
4.6. Lắp ráp, khảo sát IC7432
4.6.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 2.26 Sơ đồ </i>
4.6.2. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC 5v.
- IC7432, LED, R1,2,3: 1.2kΩ.
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R
- LED
56
kiện lên test
board.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Kìm
- IC, R
- LED
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Đo điện áp DC ngõ ra.
- Khảo sát tín hiệu ra
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
4.6.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình: (khảo sát 4 cổng)
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
4.6.3. Vận hành
- Mức 1 được cấp 5v
- Mức 0 được nối 0v
- Cấp đầu vào mỗi cổng AND của IC7432 sau đó xác định đầu ra bằng cách quan sát led
sáng hay không (Nếu sáng là mức 1, nếu tắt là mức 0)
Cổng số 1 A1 B1 LED1 LED2 LED3
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 2 A2 B2
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 3 A3 B3
0 0
0 1
57
1 1
Cổng số 4 A4 B4
0 0
0 1
1 0
1 1
<i>Bảng 2.27 Khảo sát trạng thái của 4 cổng </i>
5. Cổng NOR
5.1. Cấu tạo
<i>Hình 2.28 Cấu tạo </i>
5.2. Ký hiệu
<i>Hình 2.29 Ký hiệu </i>
5.3. Bảng trạng thái
<i><b>Bảng 2.30 Trạng thái </b></i>
5.4. Sơ đồ chân IC7402
58
5.5. Hình dáng IC7402
<i>Hình 2.32 Hình dáng </i>
5.6. Lắp ráp, khảo sát IC7402
5.6.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 2.33 Sơ đồ </i>
5.6.2. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC 5v.
- IC7402, LED, R1,2,3: 1.2kΩ.
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R
- LED
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- IC, R
- LED
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
59
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Đo điện áp DC ngõ ra.
- Khảo sát tín hiệu ra
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
5.6.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình: (khảo sát 4 cổng)
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
5.6.3. Vận hành
- Mức 1 được cấp 5v
- Cấp đầu vào mỗi cổng AND của IC7402 sau đó xác định đầu ra bằng cách quan sát led
sáng hay không (Nếu sáng là mức 1, nếu tắt là mức 0)
Cổng số 1 A1 B1 LED1 LED2 LED3
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 2 A2 B2
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 3 A3 B3
0 0
0 1
1 0
1 1
Cổng số 4 A4 B4
0 0
0 1
1 0
1 1
60
<b>CÂU HỎI ÔN TẬP </b>
Câu 1: Trình bày cấu tạo, ký hiệu và bảng trạng thái các cổng NOT, AND, NAND, OR,
NOR?
Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ chân các cổng NOT, AND, NAND, OR, NOR?
<b>YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 2: </b>
<b>Nội dung: </b>
+ Về kiến thức:
- Trình bày cấu tạo, ký hiệu và bảng trạng thái cổng NOT, AND, NAND, OR, NOR.
+ Về kỹ năng: - Đo, đọc, kiểm tra các linh kiện đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Lắp ráp, khảo sát được mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Đo, kiểm tra được các thông số của mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an tồn và vệ sinh công nghiệp
<b>Phương pháp: </b>
+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng phương pháp vấn đáp, tự luận.
+ Về kỹ năng: Được đánh giá bằng phương pháp thực hành.
61
<b>Bài 3: Thiết kế, lắp ráp mạch điều khiển bơm nước tự động </b>
<b>Giới thiệu: Trong kỹ thuật số thì đại số Boole là công cụ hữu hiệu để đơn giản và biến </b>
đổi các cổng logic hay nói cách khác có thể thay thế mạch điện này bằng mạch điện khác
để đáp ứng một yêu cầu hay một giải pháp kỹ thuật nào đó. Khác với các đại số khác, các
hằng và biến trong đại số Boole chỉ có hai giá trị: 0 và 1 (Giá trị 0 và 1 trong đại số Boole
mang ý nghĩa miêu tả các trạng thái hay mứclogic). Trong đại số Boole khơng có: phân
số, số âm, lũy thừa, căn số.
<b>Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này người học có khả năng: </b>
- Trình bày được hệ thống số, mã số, khái niệm, các tính chất cơ bản, phương pháp biểu
diễn và tối thiểu hàm logic.
- Thiết kế được mạch điều khiển bơm nước tự động theo yêu cầu.
- Lắp ráp, khảo sát được mạch điều khiển bơm nước tự động dùng các cổng logic.
- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong cơng
việc.
<b>Nội dung: </b>
1. Hệ thống số và mã số
1.1. Hệ thống số
1.1.1. Hệ thống kỹ thuật số và hệ thống tương tự
Hệ thống kỹ thuật số: Tập hợp thiết bị được thiết kế để thao tác thông tin logic hay
đại lượng vật lý được biểu diễn dưới dạng số, tức là đại lượng chỉ có giá trị rời rạc. Đây
thường là các hệ thống điện tử nhưng đơi khi cũng có thể là hệ thống từ, cơ hay khí nén.
Một hệ thống kỹ thuật số ta thường gặp là: Mày vi tính, máy tính tay, thiết bị nghe nhìn số
và hệ thống điện thoại, là hệ thống số lớn nhất trên thế giới.
Hệ th ống tượng tự: Thiết bị thao tác các đại lượng vật lý được biểu diễn dưới dạng
tượng tự, các đại lượng có thể thay đổi trong một khoảng giá trị liên tục. Ví dụ, biên độ
tín hiệu đầu ra của loa trong máy thu vơ tuyến có thể giá trị bất kỳ giữa zero và giá trị giới
hạn lớn nhất. Một vài hệ thống tương tự thướng gặp là: Bộ khuếch đại âm tần, thiết bị thu
phát băng từ.
1.1.2. Hệ thống số
1.1.2.1. Hệ thập phân
62
trong ba chữ số, được gọi là chữ số có nghĩa nhất (MSD). 3 mang giá trị bé nhất, gọi lá
chữ số có nghĩa bé nhất (LSD). Xét ví dụ khác, 27.35. Số này bằng 20 cộng 7 cộng 3/10
cộng 5/100 tức 2x10 + 7x1 + 3x0.1 + 5x0.01. Dấu chấm thập phân được sử dụng để phân
chia phần nguyên và phần phân số của một số. Một cách cụ thể hơn, các vị trí tương quan
với dấu chấm thập phân có giá trị diễn đạt theo lũy thừa của cơ số 10. Hình 77 biểu diễn
số 2745.214. Dấu chấm thập phân phân lũy thừa dương của 10 với lũy thừa âm. Số
2745.214 vì thế bằng:
(2x10+3<sub>) + (7x10</sub>+2<sub>) + (4x10</sub>1<sub>) + (5x10</sub>o<sub>) + (2x10</sub>-1<sub>) + (1x10</sub>-2<sub>) + (4x10</sub>-3<sub>) </sub>
Nói chung, bất kỳ số nào cũng chỉ là tổng các tích giữa giá trị của mỗi chữ số với giá trị vị
trí (cịn gọi là trọng số) của nó.
<i>Hình 3.1. Biểu diễn hệ thập phân </i>
* Đếm thập phân
Khi đếm theo hệ thập phân, ta bắt đầu với số 0 ở vị trí hàng đơn vị, và đếm tăng
từng đơn vị cho đến 9. Sau đó thêm số 1 vào vị trí kế tiếp và quay trở lại số 0 ở hàng đơn
vị (10). Quá trình này tiếp tục cho đến khi đếm đến 99. Ta lại thêm số một ở vị trí thứ ba
và bắt đầu lại với số 0 cho hai vị trí cịn lại, cứ đếm như thế:
0…10….20….30………99………199……999. Điều cần lưu ý là, trong phép đếm thập
phân, vị trí hàng đơn vị tăng dần sau từng bước đếm, vị trí hàng chục tăng sau mỗi 10
bước đếm, vị trí hàng trăm tăng sau mỗi 100 bước đếm, và cứ tiếp tục như thế. Một đặc
điểm khác của số thập phân là chỉ cần sử dụng hai chữ số, ta có thể đếm qua 102<sub> = 100 số </sub>
khác nhau (từ 0 đến 999). Nói chung, với N chữ số ta có thể đếm qua 10N<sub> số khác nhau, </sub>
từ 0 đến 10N <sub>-1. </sub>
1.1.2.2. Nhị phân
* Hệ nhị phân
63
nhị phân có thể biểu diễn bất kỳ đại lượng nào mà hệ thập phân và các hệ khác có thể biểu
diễn, tuy phải dùng nhiều số nhị phân hơn để biểu diễn đại lượng nhất định. Tất cả phát
biểu về hệ thập phân đều có thể áp dụng được cho hệ nhị phân. Hệ nhị phân cũng là hệ
thống số theo vị trí. Mỗi số nhị phân đều có giá trị riêng, tức trọng số, là lũy thừa của 2.
Trong hình 78, phần bên trái dấu chấm nhị phân là lũy thừa dương của 2 và phần bên phải
dấu chấm nhị phân là lũy thừa âm của 2. Để tìm giá trị thập phân tương đương của số
1011.1012, ta chỉ việc tính tổng các tích giữa mỗi số (0 hay 1) với giá trị vị trí của nó.
1011.1012 = 1x23 + 1x22 + 1x21 + 1x20 + 1x2-1 + 1x2-2 + 1x2-2 + 1x2-3
= 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0 + 0.125 = 11.62510
<i>Hình 3.2. Biểu diễn hệ nhị phân</i>
Lưu ý ở phép tốn trước đó,chỉ số 2 và 10 dùng để biểu thị cơ số cụ thể của hệ
thống số tương ứng, nhằm tránh nhằm lẫn khi khi cùng lúc có nhiều hơn một hệ thống số
được dùng. Trong hệ nhị phân, từ binary digital (chữ số nhị phân) thường viết tắt từ bit.
Xem hình 78, ta thấy có 4 bit nằm về bên trái dấu chấm nhị phân, biểu nhị phần nguyên
của số, và có 3 bit nằm về bên phải bên dấu chấm nhị phân, biểu thị phần phân số của số.
bít có nghĩa nhất (MSB) là bít nằm bên trái, ngồi cùng. Bít kém nghĩa nhất (LSB) là bít
năm bên phải ngồi cùng.
* Đếm nhị phân
Khi sử lý số nhị phân, ta thường bị giới hạn ở số bit cụ thể. Giới hạn này phụ thuộc
vào mạch điện dùng để biểu diễn số nhị phân đó. Hãy thử sử dụng số nhị phân 4 bit để
tìm hiểu phương pháp đếm số nhị phân. Trình tự bất đầu với tất cả các bít đều ở trạng thái
0, đều này gọi là đếm từ zero. Cứ mỗi lần đếm, bít có trọng số là 1, tứ 20<sub> (hàng đơn vị), sẽ </sub>
<b>23<sub> = 8 </sub></b>
<b>Trọng số </b>
<b>22<sub> = 4 </sub></b>
<b>Trọng số </b>
<b>21<sub> = 2 </sub></b>
<b>Trọng số </b>
<b>20<sub> = 1 </sub></b>
<b>Trọng số </b>
<b>Số nhị phân </b>
<b>tương ứng </b>
0 0 0 0 0
64
0 0 1 0 2
0 0 1 1 3
0 1 0 0 4
0 1 0 1 5
0 1 1 0 6
0 1 1 1 7
1 0 0 0 8
1 0 0 1 9
1 0 1 0 10
1 0 1 1 11
1 1 0 0 12
1 1 0 1 13
1 1 1 0 14
1 1 1 1(LSB) 15
<i>Bảng 3.3. Biểu diễn số nhị phân 4 bit. </i>
Trình tự đếm nhị phân có một đặc điểm quan trọng: Bít đơn vị (LSB) lật bit trong,
mỗi bi đếm. bít thứ hai ở trạng thái 0 trong hai bước, sau đó chuyển qua trạng thái 1 trong
hai bước kế tiếp….Cũng như vậy, bít thứ 3 ở trạng thái 0 trong 4 bước đếm, sau đó
chuyển qua trạng thái 1 ở 4 bước kế tiếp. Bít thứ 4 ở trạng thái 0 trong 8 bit đầu và
chuyển sang 1 trong 8 bước sau. Nếu muốn đếm tiếp, taq thêm bít vào và phép đếm lại
tiếp tục với nhữ bit 0 và 1 ln phiên nhau trong nhóm 2N-1<sub>. Ví dụ, xét bit nhứ 5, bít này ở </sub>
2 tới 112).
Với 4 bit ta có thể đếm được 24<sub> = 16 số (0000</sub>
2 tới 11112). Ở bước đếm cuối cùng, tất cả
các bit đều ở trạng thái 1 và bằng 2N<sub> – 1 trong hệ thập phân. Ví dụ, sử dụng 4 bit, bước </sub>
đếm cuối cùng là 11112 = 24 – 1 =1510.
1.1.2.3. Hệ bát phân
* Hệ bát phân rất quan trọng trong cơng việc của máy tính số. Hệ bát phân (octal number
system) có cơ số 8, tức là có 8 ký số khả dĩ: 0,1,2,3,4,5,6,7. Vì vậy, mỗi ký số của số bát
phân có giá trị bất kỳ từ 0 đến 7. Mỗi vị trí ký số của hệ bát phân có trọng số như sau:
<i>Hình 3.4. Biểu diễn hệ bát phân </i>
65
Ký số bát phân lớn nhất là 7, vì vậy trong phép đếm bát phân, vị trí ký số tăng ừ 0
đến 7. Khi đếm đến 7, ta lặp lại từ 0 cho vịng đến kế tiếp, tăng vị trí ký số kế bên lên 1.
<b>Ví dụ: </b>
(1) 65 (2) 275
66 276
67 277
71 301 . .
Với N vị trí ký số bát phân, ta có thể đếm từ 0 đến 8N<sub>-1, tổng cộng có 8</sub>N<sub> số đếm </sub>
khác nhau. Ví dụ, với 3 vị trí ký số bát phân, ta có thể đếm từ 0008 đến 7778, tức từ 010
đến 51110, với tổng cộng 83 = 51210 số bát phân khác nhau.
* Công dụng của hệ thông bát phân
Sự chuyển đổi qua lại dễ dàng giữa hệ bát phân và nhị phân làm cho hệ bất phân
được xem như phương tiện tốc ký để diễn đạt các số nhị phân lớn. Trong máy tính, rất
thường gặp các số nhị phân lên đến 64 bít. Khơng phải lúc nào các số nhị phân này cũng
biểu diễn một đại lượng số mà cịn biểu diễn các mã chuyển tải thơng tin khơng dùng số.
Trong máy tính, số nhị phân thường biểu diễn:
- Dữ liệu số thực.
- Số ứng với một địa chỉ trong bộ nhớ
- Mã lệnh
- Mã biểu thị mẫu tự hay ký tự khác số nào đó
- Nhóm bit biểu thị trạng thái của các thiết bị gắn trong hoặc gắn ngoài máy tính.
Khi làm việc với số nhị phân nhiều bít, viết số ở dạng bát phân sẽ thuận tiện và
hiệu quả hơn dạng nhị phân. Tuy nhiên, các thiết bị số và mạch số đều làm việc theo hệ
nhị phân, không phải hệ bát phân
1.1.2.4. Hệ thống thập lục phân
* Hệ thống số thập lục phân (hexadecimal) sử dụng cơ số 16, vì vậy nó có 16 ký số khả
dĩ. Hệ thập lục phân dùng các ký số từ 0 đến 9, cộng thêm 6 chữ A, B, C, D, E, F cho đủ
16 số. Dưới đây minh họa mối quan hệ giữa các hệ thập lục phân, thập phân và nhị phân.
Lưu ý rằng, mỗi ký số thập lục phân biểu diễn một nhóm 4 ký số nhị phân. Điều quan
trọng cần nhớ là các ký tự từ A đến F tương đương với già trị thập phân từ 10 đến 15.
<b>Thập lục phân </b> <b>Thập phân </b> <b>Nhị phân </b>
0 0 0000
1 1 0001
2 2 0010
3 3 0011
66
5 5 0101
6 6 0110
7 7 0111
8 8 1000
9 9 1001
A 10 1010
B 11 1011
C 12 1100
D 13 1101
E 14 1110
F 15 1111
<i>Bảng 3.5. Hệ thập lục phân, thập phân và nhị phân </i>
* Đếm số thập lục phân
Khi đếm số thập lục phân, mỗi vị trí được tăng dần 1 đơn vị từ 0 đến F. Khi đếm đến
giá trị F, vịng đếm lại trở về 0 và vị trí ký số kế tiếp tăng lên 1. Trình tự đếm thập lục
phân được minh họa dưới đây:
a. 38, 39, 3A , 3B , 3C , 3D , 3E , 3F , 40, 41 , 42.
b. 6F8, 6F9, 6FA, 6FB, 6FC, 6FD, 6FE, 6FF, 700.
Chú ý rằng: Đếm đến 9 thì giá trị kế tiếp là A.
Với N vị trí ký số số thập lục phân, ta đếm được từ 0 đến 16N<sub> – 1, tổng cộng được 16</sub>N
giá trị khác nhau. Ví dụ, vời 3 ký số thập lục phân, có thể đếm từ 00016 đến FFF16, tức là
đếm 010 đến 409510, với tổng cộng 4096 = 163 giá trị khác nhau.
1.2. Hệ thống mã số
1.2.1. Mã BCD
Khi các số, chữ, hay từ được biểu diễn bởi một nhóm ký hiệu đặc biệt, ta nói rằng
* Mã thập phân được mã hóa nhị phân (BCD)
67
số ký thập phân lớn nhất là 9, nên ta cần 4 bit để mã hóa mỗi ký số thập phân (mã nhị
phân cho 9 là 1001). Nhằm minh họa mã BCD, ta lấy số thập phân 874. Mỗi ký số được
đổi sang số nhị phân tương đương như sau:
8 7 4 (thập phân)
↓ ↓ ↓
1000 0111 0100 (BCD)
Ví dụ khác: Đổi 943 sang mã BCD
9 4 3 (thập phân)
↓ ↓ ↓
1001 0100 0011 (BCD)
Mỗi ký số thập phân được đổi sang số nhị phân tương đương. Chú ý rằng luôn luôn 4 bit
cho từng ký số thập phân. Mã BCD biểu diễn mỗi ký số trong số thập phân bằng số nhị
phân 4 bit. Rõ ràng, chỉ có các số nhị phân 4 bit từ 0000 đến 1001(9) được sử dụng. Mã
BCD không sử dụng các số 1010,1011, 1100, 1101, 1110,1111. Nói cách khác, chỉ có 10
trong 16 nhóm mã nhị phân 4 bit được sử dụng. Nếu xuất hiện bất kỳ số 4 bit “bị cấm)
nào trong máy đang áp dụng mã BCD, máy sẽ báo lỗi.
Ví dụ 1: Đổi 0110100000111001 (BCD) sang số thập phân tương đương:
Lời giải: Chia số BCD thành từng nhóm 4 bit và đổi mỗi nhóm sang thập phân.
0110 1000 0011 1001
↓ ↓ ↓ ↓
6 8 3 9
Ví dụ 2: Đổi 011111000001 (BCD) sang số thập phân tương đương:
Lời giải: Chia số BCD thành từng nhóm 4 bit và đổi mỗi nhóm sang thập phân.
0111 1100 0001
↓ ↓ ↓
7 Nhóm mã cấm, cho thấy có một lỗi trong số BCD này. 1
* So sánh BCD và nhị phân
Điều quan trọng là phải nhận ra rằng BCD không phải là hệ thống số như hệ thống
số thập phân, nhị phân, bát phân và thập lục phân. Thật ra, BCD là hệ thập phân với từng
ký số được mã hóa thành giá trị nhị phân tương đương. Cũng phải hiểu rằng một số BCD
không phải là số nhị phân quy ước. Mã nhị phân quy ước biểu diễn số thấp phân hoàn
chỉnh ở dạng nhị phân, còn mã BCD chỉ chuyển đổi từng ký số thập phân sang số nhị
phân tương ứng. Vị trí, lấy so61137 và số so sánh mã nhị phân quy ước với mã BCD.
13710 = 100010012 (nhị phân)
13710 = 0001 0011 0111 (BCD)
68
Ưu điểm chính của mã BCD là dễ dàng chuyển đổi từ thập phân sang nhị phân và
ngược lại. Chỉ cần ghi nhớ các nhóm mã 4 bit ứng với các ký số thập phận từ 0 đến 9. Ưu
điểm này đặc biệt quan trọng xét từ góc độ phần cứng, bởi vì trong các thiết bị số, chính
mạch logic thực hiện tất cả chuyển đổi qua lại hệ thập phân.
* Phối hợp các hệ thống số
Dưới đây biểu diễn các số thập phân từ 0 đến 15 theo các hệ nhị phân, bát phân,
thập lục phân và mã BCD. Chú ý rằng mã BCD luôn dùng 4 bit cho từng ký số thập phân.
<i>Bảng 3.6. Hệ thống số </i>
1.2.2. Chữ số
Ngồi dữ liệu dạng số, máy tính cịn phải có khả năng thao tác thơng tin khác số.
Máy tính phải nhận ra được mã biểu thị mẫu tự abc, dấu chấm câu, những ký tự đặc biệt,
cũng như ký tự số. Những mã này được gọi là mã chữ - số. Bộ mã chữ số hồn chỉnh gồm
1.1.3. Mã ASCII
Mã chữ - số được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là mã ASCII (American Standard
Code for Information Interchange). Mã ASCII (đọc là “aski” ) là mã 7 bit, nên có 27<sub> = 128 </sub>
nhóm mã khả dĩ, thừa sức biểu thị tất cả các kí tự của một bàn phím chuẩn cũng như các
Thập phân Nhị phân Bát phân Thập lục
phân
BCD
0 0000 0 0 0000
1 0001 1 1 0001
2 0010 2 2 00010
3 0011 3 3 0011
4 0100 4 4 0100
5 0101 5 5 0101
6 0110 6 6 0110
7 0111 7 7 0111
8 1000 10 8 1000
9 1001 11 9 1001
10 1010 12 A 0001 0000
11 1011 13 B 0001 0001
12 1100 14 C 0001 0010
13 1101 15 D 0001 0011
14 1110 16 E 0001 0100
69
chức năng điều khiển, như <RETURN> và <LINEFEED>. Bằng 4 phím minh họa một
phần danh sách mã ASCII. Ngồi nhóm mã nhị phân cho mỗi kí tự, bảng này còn cung
cấp các giá trị bát phân và thập lục phân tương đương.
<b>Ký tự </b> <b>Mã ASCII 7 bit </b> <b>Bát phân </b> <b>Thập lục phân </b>
70
8
9
<Ký tự trắng>
<i>Bảng 3.7 Mã ASCII, ký tự </i>
1.2.4. Các loại mã thường dùng để mã các con số.
Để mã hóa các con số thường dùng các loại mã: mã nhị phân, mã dư 3, mã gray,
mã gray dư 3, mã nhị phân của số thập phân (BCD), mã thập phân, mã 7 vạch…….
Mã có thể chia làm 2 loại:
- Loại có trọng lượng: Trọng số của các ký hiệu nhị phân được sắp xếp theo thứ tự
20<sub>,2</sub>1<sub>,2</sub>2<sub>2</sub>n<sub>. </sub>
- Loại khơng có trọng lượng: Trọng số của các ký hiệu nhị phân không phụ thuộc
vào vị trí của chúng trong từ mã.
Mã
nhị
phân
Dư
3
gray Dư 3
gray
Mã nhị phân của số thập phân
BCD
Thập phân
0123456789
7 vạch
abcdefg
Normal
2421 5121 Số
thập
phân
71
1000 1011 1100 1110 1000 1110 1011 8 0000000010 1111111
1001 1100 1101 1010 1001 1111 1111 9 0000000001 1111011
1010 1101 1111 1011
1011 1110 1110 1001
1100 1111 1010 1000
1101 0000 1011 0000
1110 0001 1001 0001
1111 0010 1000 0011
<i>Bảng 3.8 Các loại mã thường dùng để mã các con số </i>
* Mã nhị phân: Đây là loại mã có trọng số, trọng số của các ký hiệu nhị phân được
sắp xếp từ thấp đến cao là 1,2,4.8,….
* Mã BCD (binary coded decimal): Để mã hóa nhị phân cho 10 chữ số thập phân
cấn từ mã có độ dài 4 bit. Tùy theo cách sử dụng 10 trên 16 tổ hợp mã nhị phâ 4 bit mà ta
có các loại mã BCD khác nhau. Một số mã BCD thường gặp là: BCD, 2421, 5121…..
Mã NBCD là loại mã BCD đơn trị và có trọng số (8,4,2,1). Ví dụ, mã NBCD của 9 là
1001
Mã 2421 và mã 5121 là loại BCD không đơn trị, nhưng chúng có đặc điểm là mã bù 9 của
một số đó cũng chính là mã bù 1 của số đó. Ví dụ, mã 5121 của số 4 là 0111, mã bù 9 của
4 là 5(1000) chính là mã bù 1 của 0111. Đặc điểm này sẽ thể hiện rõ ưu điểm của nó khi
xây dựng các mạch số học.
* Mã dư 3: Mã này được tạo thành từ mã nhị phân bằng cách cộng thêm 0011(3)
vào từ mã nhị phân tương ứng.
* Mã gray: Là loại mã khơng có trọng số, các từ mã kế cận nhau chỉ khác nhau ở
một biến số.
* Mã gray dư 3: Mã này cũng có đặc điểm như mã gray và nó được tạo thành từ
mã gray bằng cách lệch đi 3 hàng.
* Mã sữa sai: Trong các mã sữa sai ngoài các bit mang thơng tin cịn có một số bit
thêm vào để phát hiện và sữa sai. Mã sữa sai đơn giản nhất là mã chẵn lẽ, khi có bít thêm
vào gọi là bit chẵn lẽ (parity bit)
* Mã 7 vạch: Mã này dùng một từ mã có độ dài bằng 7 để biểu diễn một chữ số.
2. Đại số boole
2.1. Khái niệm
72
- Dạng CTT đầy đủ: là tuyển của nhiều thành phần, mỗi thành phần là hội gồm đầy
đủ n biến.
- Dạng CTH đầy đủ: là hội của nhiều thành phần, mỗi thành phần là tuyển gồm đầy
đủ n biến.
* Cách viết hàm số dưới CTT đầy đủ:
- Chỉ quan tâm đến các tổ hợp biến mà hàm có giá trị bằng 1. Số lần hàm bằng 1 sẽ
chỉnh là số tích của biểu thức.
- Trong mỗi một tích các biến có giá trị bằng 1 được giữ ngun, cịn các biến có
giá trị bằng 0 lấy phủ định, nghĩa là nếu giá trị của Xi = 1 thì trong tích sẽ được viết là Xi
cịn nếu Xi =0 thì trong tích sẽ viết là Xi phủ định .
- Hàm f bằng tổng các tích đó.
* Cách viết hàm số dưới CTH đầy đủ:
- Chỉ quan tâm đến các tổ hợp biến mà hàm có giá trị bằng 0. Số lần hàm bằng 0 sẽ
chỉnh là số tồng của biểu thức.
- Trong mỗi một tổng các biến có giá trị bằng 0 được giữ ngun, cịn các biến có
giá trị bằng 1 lấy phủ định, nghĩa là nếu giá trị của Xi = 0 thì trong tích sẽ được viết là Xi
cịn nếu Xi = 1 thì trong tích sẽ viết là <i>Xi</i> .
- Hàm f bằng tích các tổng đó.
2.2. Các tính chất cơ bản
1. A + 0 = A 10. A.1 = A
2. A + 1 = 1 11. A.0 = 0
3. A + A = A 12. A.A = A
4. A + <i>A</i> = 1 13. A.<i>A</i> = 0
5. A + B = B + A 14. A.B = B.A
6. A + AB = A 15. A.(A+ B) = A
7. AB +A<i>B</i>= A 16. (A+B)(A+<i>B</i>) = A
8. A +B + C = (A+B) +C = A + (B + C) 17. A.B.C = A(B.C) = (A.B)C
9. <i>A +B</i> = <i>A</i>. <i>B</i> 18. <i>A.B</i>= <i>A</i>+ <i>B</i>
<i>Bảng 3.9 Tính chất cơ bản </i>
2.3. Phương pháp biểu diễn và tối thiểu hàm logic
2.3.1. Biểu diễn bảng karnaugh
Nguyên tắc xây dựng bảng:
- Để biểu diễn hàm logic n biến cần xây dựng bảng gồm có 2n<sub> ơ, mỗi ơ tương ứng với một </sub>
tổ hợp biến.
- Các ô cạnh nhau hoặc đối xứng nhau chỉ khác nhau 1 biến. các cột và hàng của bảng
được ghi các tổ hợp giá trị biến sao cho những cột và hàng cạnh nhau hoặc đối xứng nhau
chỉ khác nhau một biến.
73
* Hàm 2 biến: f(AB)
<i>Hình 3.10 Biểu diễn hàm 2 biến </i>
* Hàm 3 biến: f(ABC)
<i>Hình 3.11 Biểu diễn hàm 3 biến </i>
* Hàm 4 biến: f(ABCD)
<i>Hình 3.12 Biểu diễn hàm 4 biến </i>
Chú ý: Mỗi ô trong bìa K có một giá trị thập phân tương ứng nếu quan tâm đến ký tự
biến. Giá trị của hàm logic ghi ở mỗi ơ tương ứng có 2 dạng bìa K tùy theo dạng chuẩn 1
và 2
<i>Hình 3.13 Biểu diễn điền dạng chuẩn </i>
74
* Cách điền dạng chuẩn 2 là “0”
* Quy tắc rút gọn dùng bìa K
• Lập bìa k cho hàm tương ứng theo hai dạng chuẩn 1 và 2.
• Xác định 2n<sub> ơ kế cận </sub>
• Vẽ vịng gơm cho 2n<sub> ơ kế cận trên </sub>
• Thực hiện rút gọn theo nguyên tắc giảm nhiều
<i><b>Lưu ý: Gôm 0: là hàm rút gọn tích các tổng </b></i>
Gơm 1: là hàm rút gọn có dạng tổng các tích
* Giá trị tùy định của hàm logic
Rút gọn hàm có giá trị tùy định là hàm có thể bằng 0 hay 1
Ký hiệu : X
Giá trị tùy định này thường xãy ra trong thực tế nên khơng quan tâm đến.
2.3.2. Tối thiểu hóa hàm boole
2.3.2.1. Khái niệm
Trước đây, khi kỹ thuật vi điện tử chưa phát triển, tối thiểu hóa hàm boole là một
trong những vấn đề cơ bản của lý thuyết tổng hợp của mạch logic. Kỹ thuật vi điện tử ra
đời, đặt biệt sự ra đời của các mạch tích hợp cỡ vừa (MSI), cỡ lớn (LSI), cực lớn (VLSI)
làm cho việc tối thiểu hóa khơng còn ý nghĩa như trước nữa. Tuy nhiên, trong quá trình
phâ tích và thiết kế các mạch logic đơn giản, nhiều lúc vẫn dùng đến một số khái niệm
liện quan đến vấn đề tối thiểu hóa. Trong phần này sẽ trình bày những kiến thức cơ bản
<b>nhất về tối thiểu hóa hàm boole. </b>
Tất nhiên khơng phải với hàm nào cũng chỉ cần nhìn vào bảng chân lý là tìm ngay
được dạng biểu diễn đơn giản nhất. Đa số trường hợp ta phải dùng đến công cụ “tối thiểu
hóa hàm boole”. Thực chất của vấn đề tối thiểu hóa là tìm dạng biểu diễn đại số đơn giản
nhất của hàm. Dạng đơn giản nhất ở đây còn tùy thuộc vào hàm được biểu diễn ở dạng
CTT hay ở dạng CTH.
2.3.2.2. Các phương pháp tối thiểu hóa hàm boole
<b> Việc tối thiểu hóa hàm boole nói chung có thể đưa về một trong hai nhóm: </b>
- Biến đổi đại số.
- Thuật toán.
Cơ sở toán của các phương pháp này là các định lý, hệ quả và tính chất của đại số boole.
* Phương pháp tối thiểu hóa bằng biến đổi đại số.
Hàm được đưa về biểu diễn ở dạng biểu thức và biến đổi một cách trực tiếp theo xu
hướng giảm dần giá trị các biến trong hàm. Sự rút gọn thực hiện trên cơ sở các định lý:
A + <i>A</i> = 1 A. <i>A</i> = 0
A + A = A A . A = A
75
Do tính trực quan của phương pháp, kết quả đưa ra nhiều khi không biết được là đã
tối thiểu hay chưa. Đây không phải là phương pháp chặt chẻ cho phép tự động trước quá
trình tối thiểu hóa.
* Phương pháp tối thiểu hóa bằng karnaugh
- Dạng chuẩn 1:
Xét hàm hai biến f(x1,x2) xãy ra 4 trường hợp như sau :
f(x1,x2) = f(0,0)<i>x</i><sub>1</sub> <i>x</i><sub>2</sub> + f(0,1)<i>x</i><sub>1</sub>x2 + f(1,0)x1<i>x</i><sub>2</sub>) + f(1,1)x1x2)
Nhận xét: Dạng chuẩn 1 của hàm logic là sự liệt kê các giá trị tổ hợp dưới dạng tổng của
nhiều tích chuẩn.
<i><b>Ví dụ: Viết dạng chuẩn 1 của hàm sau: f(A,B,C) = A + BC </b></i>
Tìm BC Tìm A
A B C A B C
1 0 0 0 1 1
1 0 1 1 1 1
1 1 1
f(A,B,C) = <i>A</i>BC + A<i>B C</i> + A<i>B</i>C + AB<i>C</i> + ABC
= M3 + M4 + M5 + M6 + M7 =DC1 ∑ 3,4,5,6,7
<b>- Dạng chuẩn 2: </b>
Là sự liệt kê các tổ hợp giá trị giới hạn tích của nhiều tổng chuẩn.
<i><b>Ví dụ: viết dạng chuẩn 2 cho hàm logic sau: f(ABC) = </b></i>DC1
0 + M1+ M2
Lấy bù 2 vế ta có: f(ABC) = <i>M</i><sub>0</sub> +<i>M</i><sub>1</sub>+<i>M</i><sub>2</sub> = <i>M</i><sub>0</sub><i>M</i><sub>1</sub><i>M</i><sub>2</sub>
M0 = <i>A B C</i> → M0 = A + B + C
M1 = <i>A B</i>C → M1 = A + B + <i>C</i>
M2 = <i>A</i>BC → M2 = A + <i>B</i> + <i>C</i>
→ f(ABC) = (A + B + C)(A + B + <i>C</i>)(A + <i>B</i> + <i>C</i>)
2.3.2.3. Thực hiện một số hàm logic cơ bản
Bài tập 1: Dùng bìa K rút gọn hàm sau: f(xy) = x + <i>x</i>y =DC1
76
Bài tập 2: Dùng bìa K rút gọn hàm sau: f(xyz) = DC1
fRG= y(z+x) fRG= y(z+x)
Bài tập 3: Dùng bìa K rút gọn hàm sau: f(x1x2x3x4) = DC1
<sub>= </sub>DC2(2,3,4,5,6,8,9,10,11)
f1(x1x2x3x4)RG = x1x2 + x2x3x4 + <i>x</i>1<i>x</i>2<i>x</i>3
f2(x1x2x3x4)RG = (<i>x</i>1+ x2)(x2 + <i>x</i>3 )(x1 + <i>x</i>3 + x4)(x1 + <i>x</i>2 + x3)
Bài tập 4: Dùng bìa K rút gọn hàm sau: f1(x1x2x3) = DC1
77
<b>Bài tập 5: cho hàm có bảng trạng thái sau: </b>
<b>x </b> <b>y </b> <b>z </b> <b>f </b>
0 0 0 x
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 x
f(zyx) = DC1
f(zyx) = DC2(1,2) <sub>N = 0,7 </sub>
fRG = x + yz
Nếu x = 0 thì gơm 0
Nếu x = 1 thì gơm 1
Sao cho hàm gom có lợi nhất dẫn đến có nhiều kết quả khác nhau.
<b>Bài tập 6: Rút gọn các hàm sau: f(ABCD) = </b>DC1
78
fRG= (<i>x</i> + y + w )(<i>x</i> + z)(z + <i>w</i><b>) </b>
<b>Bài tập 8: Cho hàm: f(ABCD) = (A+C)(C+D) +</b><i>AB</i>D. Viết dạng chuẩn 1 và 2.
<b>Giải: f(ABCD) = (A+C)(C+D) +</b><i>AB</i>D = AC + AD + C(1+D) + <i>AB</i>D
= C(A+1) + AD + <i>AB</i>D = C + AD + <i>AB</i>D
Tìm ABD Tìm BC Tìm C
A B C D A B C D A B C D
0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1
0 1 1 0 1 1 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 1 0
1 1 1 1
f(ABCD) =DC1
f(ABCD) = C + AD + <i>AB</i>D
= C + AD + <i>AB</i>D
79
3. Thiết kế, lắp ráp, khảo sát mạch điều khiển bơm nước tự động
3.1. Thiết kế mạch điều khiển theo yêu cầu
- Cho sơ đồ mạch điều khiển bơm nước tự động như sau :
<i>Hình 3.14 Sơ đồ mạch điều khiển bơm nước tự động </i>
Yêu cầu: Thiết kế mạch điều khiển dùng các cổng logic cơ bản
- Khi mực nước ở hồ thấp hơn mực nước chốt i thì cả hai máy bơm M1,M2 đều ngừng
hoạt động. Khi mực nước ở hồ cao hơn mực nước chốt i thì hai máy bơm làm việc theo
trình tự sau :
+ Khi mực nước ở hồ chứa thấp hơn L thì cả 2 máy bơm M1,M2 cùng làm việc
+ Khi mực nước ở hồ chứa nằm giữa L và H thì chỉ có máy bơm M1 làm việc
+ Khi mực nước ở hồ chứa lớn hơn hoặc bằng H thì cả M1, M2 dừng làm việc
Bước 1: Lập bảng trạng thái theo yêu cầu:
<b>M1 </b>
<b>M2 </b>
BỒN CHỨA
H
L
<b>SÔNG HỒ </b>
<b>MÁY BƠM 2 </b>
<b>MÁY BƠM 1 </b>
80
ĐẦU VÀO ĐẦU RA
H L i M1 M2
0 0 0 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 0 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 1 X X
1 1 0 0 0
1 1 1 0 0
Bước 2: Biểu diễn hàm dưới dạng tuyển M1,M2 chính quy:
M1 = H’L’i + H’L i M2 = H’L’i
Bước 3: Rút gọn bằng phương pháp bìa Cácnơ:
Bước 4: Xây dựng mạch bằng các phần tử logic cơ bản:
74LS08
1
2
3
74LS08
9
10
8
74LS04
1 2
74LS04
3 4
L
i
H
M2
M1
<i>Hình 3.15a. Mạch điều khiển dùng các cổng logic </i>
81
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn 5v, LED
- IC7404, IC7408, R1,2,3,4,5: 1.5kΩ
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- R, LED
- IC
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- IC, R, LED
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Đo điện áp DC ngõ ra.
- Khảo sát tín hiệu ngõ ra.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
3.2.2. Lắp ráp
74LS08
1
2
3
<i>Hình 3.15b. Mạch điều khiển dùng các cổng logic </i>
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
82
3.2.3. Vận hành
ĐẦU VÀO ĐẦU RA
H L i M1 M2
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
<i>Bảng 3.16 Khảo sát trạng thái ngõ ra M1, M2 </i>
<b>CÂU HỎI ÔN TẬP </b>
Câu 1: Trình bày hệ thống số, mã số, khái niệm, các tính chất cơ bản?
Câu 2: Trình bày các phương pháp biểu diễn và tối thiểu hàm logic?
<b>YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 3: </b>
<b>Nội dung: </b>
+ Về kiến thức:
- Trình bày hệ thống số, mã số, khái niệm, các tính chất cơ bản, phương pháp biểu diễn
và tối thiểu hàm logic.
- Thiết kế mạch điều khiển bơm nước tự động theo yêu cầu.
+ Về kỹ năng: - Đo, đọc, kiểm tra các linh kiện đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Lắp ráp, khảo sát được mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Đo, kiểm tra được các thông số của mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an tồn và vệ sinh công nghiệp
<b>Phương pháp: </b>
+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng phương pháp vấn đáp, tự luận.
+ Về kỹ năng: Được đánh giá bằng phương pháp thực hành.
83
<b>Bài 4: Lắp ráp và khảo sát mạch logic MSI </b>
<b>Giới thiệu: Trong bài này trình bày các khái niệm, cấu trúc, sơ đồ chân, hình dạng và </b>
nguyễn lý hoạt động của các IC mã hoa, giải mã, phân kên và dồn kênh. Đồng thời, thực
hiện lắp ráp và khảo sát các mạch logic MSL.
<b>Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này người học có khả năng: </b>
- Trình bày được khái niệm, cấu trúc, phân tích mạch mã hóa, mã hóa, giải mã, phân
kênh, dồn kênh.
- Nhận dạng sơ đồ chân, hình dáng của IC mã hóa, mã hóa, giải mã, phân kênh, dồn
kênh.
- Lắp ráp, khảo sát, vận hành được mạch mã hóa, giải mã, phân kênh, dồn kênh.
- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong cơng
việc.
<b>Nội dung: </b>
1. Lắp ráp và khảo sát mạch mã hóa
1.1. Khái niệm
* Mạch này có nhiệm vụ tạo ra các mã số, ở mỗi thời điểm chỉ có một đầu vào ở
mức tích cực. Ví dụ: mạch lập mã NBCD của số thập phân, mạch lập mã ASDII của bàn
phím có sơ đồ khối được mơ tả như sau:
<i>Hình 4.1 Lập mã BCD, bàn phím </i>
* Mạch lập mã ưu tiên là mạch mà nếu tại một thời điểm t có thể có nhiều đầu vào
ở mức tích cực thì mạch sẽ tạo ra mã của đầu vào được ưu tiên ở thời điểm đó.
* Mã: Mã là các ký tự, ký hiệu hay một tổ hợp ký tự, ký hiệu mà con người chủ
Lập mã BCD
NBCD
0
1
2
9
Thập phân
Lập mã
bàn phím
Mã ASCII
84
động đưa ra có ẩn chứa thơng tin bên trong để truyền tải đi xa.
* Tiêu chuẩn về mã:
- Mã ASCII: Dùng 7 bit trong 1 từ mã để mã hóa cho một ký tự.
- Mã EBCDI: Dùng 7 bit trong 1 từ mã để mã hóa cho một ký tự.
- Mã nhị phân (tự nhiên): Là một loại mã có trọng số.
<i>- Mã BCD (Binary Coded Decimal- mã số thập phân được mã hóa nhị phân ). </i>
<i>- Mã NBCD (BCD 8421): là một loại mã BCD có trọng số tự nhiên 8-4-2-1 </i>
- Mã BCD 2421; Mã BCD 5121: Trọng số của các mã này được xắp xếp không theo tự
nhiên, dãy số phía sau chỉ trọng số của mã.
- Mã dư 3 (SX-3): Mã này được tạo thành từ mã nhị phân (tự nhiên) bằng cách cộng thêm
một giá trị 0011 (Cộng thêm 3) vào từng mã nhị phân tương ứng.
- Mã Gray: Mã này khơng có trọng số, nó có đặc điểm là các từ mã kế cận nhau chỉ khác
nhau ở một vị trí (mã này được dùng ghi cho bảng các-nô).
- Mã 7 vạch: Mã này dùng một từ mã có độ dài 7 bit để biểu diễn cho các chữ số thập
phân từ 0 -:- 9
1.2. Phân tích mạch mã hóa
1.2.1. Phân tích mạch mã hóa 4 sang 2
Thiết kế mạch mã hóa cho 4 switch số, giả sử mức tác động của các switch là 1,
khơng có nhiều switch tác động đồng thời.
<i>Hình 4.2 Mã hóa cho 4 switch số (4-2) </i>
* Bảng trạng thái * Bìa k
I0 I1 I2 I3 A B
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
0 0
0 1
1 0
1 1
R0 R1 R2 R3
I0
I1
I2
I3
00 01 11 10
00
01
11
10
I0I1
I2I3
A
1 X
1 X X
0
X
X X X X
0 X X X
X
00 01 11 10
00
01
11
10
I0I1
I2I3
B
0 X
1 X X
0
X
X X X X
85
* Hàm
A = <i>I</i>0+<i>I</i>2 =<i>I</i>0+<i>I</i>2
B = I2 + I3
* Nhận xét:
Khi cấp nguồn (tức là ở trạng thái đầu) là một mã ngẫu nhiên dẫn đến mạch mã
hóa tác động sai do chưa có Swich nào hoạt động. Muốn khắc phục điều này thì ta thêm
ngõ ra để nhận dạng các Swich có tác động hay không.
Mạch trên không cho phép tác động đồng thời. Quy định thứ tự ưu tiên cho các
ngõ vào gọi là mạch mã hóa tính ưu tiên.
1.2.2. Mạch mã hóa từ 8 sang 3
1.2.2.1. Sơ đồ tổng quát
<i>Hình 4.3 Mã hóa từ 8 sáng 3 </i>
Mạch mã hố 8 đường sang 3 đường cịn gọi là mã hố bát phân sang nhị phân (có
8 ngõ vào chuyển thành 3 ngõ ra dạng số nhị phân 3 bit).
Mạch có 8 lối vào dành cho 8 tín hiệu khác nhau (X0 -:- X7)
Mạch có 3 lối ra đại diện cho một tổ hợp mà nhị phân 3 bit (Y0 -:- Y2)
1.2.2.2. Nguyên lý làm việc
Tại một thời điểm bất kỳ nào đó, một lối vào có tín hiệu tích cực mang đến thì lập
tức tại các lối ra sẽ hình thành một tổ hợp mà nhị phân 3 bit đại diện cho tín hiệu tại lối
vào đó.
Ví dụ: Lối vào X3 có tín hiệu vào ở mức cao (H). Khi đó các lối ra ra cho ra tổ hợp mã nhị
- Bảng chân lý
<b>Tín hiệu vào </b> <b>Tín hiệu ra </b>
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 Y2 Y1 Y0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
86
0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1
<i>Bảng 4.4 Trạng thái vào ra của 8 sang 3 </i>
- Biểu thức hàm
Y0 = X1 + X3 + X5 + X7
Y1 = X2 + X3 + X6 + X7
Y2 = X4 + X5 + X6 + X7
- Mạch logic
<i>Hình 4.5a. Mạch logic 8 sang 3 </i>
1.3. Lắp ráp mạch
1.3.1. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Máy thực tập số/ ED-1100A
- IC số chứa cổng OR/ IC 7432
- Dây cắm đấu nối bọc nhựa/
- Ổ tiếp nguồn/220V/5A
- LED xanh, đỏ, vàng.
- Kiểm tra IC phải còn tốt.
- VOM
- load, đèn
- IC7432
- led
87
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- led, IC
- Chính xác.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động
- So sánh với bảng chân lý theo lý
thuyết mơ tả.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
1.3.2. Lắp ráp
<i>Hình 4.5b. Mạch logic 8 sang 3 </i>
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
1.3.3. Vận hành
- Chuẩn bị và kiểm tra các thiết bị, vật tư theo bảng thống kê.
- Lắp mạch, khảo sát nguyên lý hoạt động của mạch Encoder 8-->3.
+ Phân định IC cho các cổng logic trong sơ đồ.
88
+ Đưa các lối vào lần lượt từ X0 -:- X7 lên mức cao (H) cho từng trường hợp.
+ Quan sát đèn LED tại các chân IC tương ứng với các lối ra từ Y2 -:- Y0 đang khảo sát.
Nếu đèn sáng thì mức điện áp là cao (H), cịn đèn khơng sáng thì là mức thấp (L)
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động của mạch theo mức điện áp trên các lối vào/ra theo
như trạng thái đã quan sát trên.
- So sánh với bảng chân lý được lập với bảng chân lý theo lý thuyết mô tả.
Tín hiệu vào Tín hiệu ra
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 Y2 Y1 Y0
<i>Bảng 4.6 Khảo sát trạng thái ngõ ra từ 8 sang 3. </i>
2. Lắp ráp và khảo sát mạch giải mã
2.1. Khái niệm
Mạch này có nhiệm vụ biến đổi mã nhận được thành mã ban đầu (ngược với mạch
mã hóa). Sơ đồ khối của mạch giải mã NBCD sang thập phân và mạch giải mã NBCD
sang mã 7 vạch (để hiển thị các con số) được mô tả như sau:
* Mạch giải mã NBCD sang mã thập phân.
<i>Hình 4.7 Giải mã NBCD sang mã thập phân </i>
* Mạch giải mã NBCD sang mã 7 vạch.
<i>Hình 4.8 Giải mã NBCD sang mã 7 vạch. </i>
Giải mã
NBCD sang
thập phân
NBCD
0
1
2
9
Giải mã
NBCD sang
mã 7 vạch
NBCD
a
b
c
89
2.2. Phân tích mạch giải mã
2.2.1. Mạch giải mã 2 sang 4
<i>Hình 4.9 Giải mã 2 sang 4 </i>
- Mạch có 2 lối vào X1, X0 để đón nhận tổ hợp mã nhị phân 2 bit.
- Mạch có 4 lối ra Y3, Y2, Y1, Y0 để đưa tín hiệu ra.
2.2.1.2. Nguyên lý làm việc
- Tại một thời điểm bất kỳ nào đó, tại các đầu vào X1, X0 xuất hiện một tổ hợp mã nhị
phân 2 bit thì tại một đầu ra tương ứng với tổ hợp mã nhị phân đó sẽ có tín hiệu đưa ra.
Ví dụ : Nếu ta cho X1X0 = 10 thì tại đầu ra tương ứng là Y2 sẽ có tín hiệu đưa ra, Y2 sẽ có
mức điện áp cao --> Y2 = H = logic1
- Bảng chân lý:
<b>Vào </b> <b>Ra </b>
X1 X0 Y3 Y2 Y1 Y0
0 0 0 0 0 1
0 1 0 0 1 0
1 0 0 1 0 0
1 1 1 0 0 0
<i>Bảng 4.10 Trạng thái vào ra mạch giải mã 2 sang 4. </i>
- Biểu thức hàm:
90
<i>Hình 4.11 Mạch logic 2 sang 4. </i>
2.2.1.3. Lắp ráp, khảo sát mạch giải mã 2 sang 4
- Bảng thiết bị, vật tư
<b>TT </b> <b>Thiết bị - Vật tư </b> <b>Thông số kỹ thuật </b> <b>Số lượng </b>
1 Máy thực tập số ED-1100A 1máy / nhóm
2 IC số chứa cổng NOT IC 7404 1 IC/ nhóm
3 IC số chứa cổng AND IC 7408 1 IC/ nhóm
4 Dây cắm đấu nối bọc nhựa L=15cm; D=1mm 1 bộ / nhóm
5 Ổ tiếp nguồn 220V/5A 1 bộ/ 4 nhóm
<i>Bảng 4.12 Thiết bị, vật tư </i>
- Chuẩn bị và kiểm tra các thiết bị, vật tư theo bảng thống kê.
- Lắp mạch, khảo sát nguyên lý hoạt động của mạch Decoder 2-->4.
+ Phân định IC cho các cổng logic trong sơ đồ (IC1 = 7404 ; IC2 = 7408)
+ Phân định cổng logic trong từng IC
+ Đưa các lối vào lần lượt từ X0 -:- X9 lên mức cao (H) cho từng trường hợp
<i>Hình 4.13 Mạch logic 2 sang 4. </i>
91
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động của mạch theo mức điện áp trên các lối vào/ra theo
như trạng thái đã quan sát trên.
- So sánh với bảng chân lý được lập với bảng chân lý theo lý thuyết mô tả.
<b>Vào </b> <b>Ra </b>
X1 X0 Y3 Y2 Y1 Y0
<i>Bảng 4.14 Khảo sát trạng thái vào ra mạch giải mã 2 sang 4 </i>
2.2.2. Mạch giải mã BCD sang thập phân
2.2.2.1. Sơ đồ tổng quát
<i>Hình 4.15 Giải mã BCD sang thập phân (4 sang 10) </i>
- Mạch có 4 lối vào X3, X2, X1, X0 để đón nhận tổ hợp mã nhị phân 4 bit.
- Mạch có 10 lối ra Y9 -:- Y0 để đưa tín hiệu ra.
2.2.2.2. Nguyên lý làm việc
- Tại một thời điểm bất kỳ nào đó, tại các đầu vào X3, X2, X1, X0 xuất hiện một tổ hợp mã
nhị phân 4 bit NBCD thì tại một đầu ra tương ứng với tổ hợp mã nhị phân đó sẽ có tín
hiệu đưa ra.
Ví dụ: Nếu ta cho X3X2X1X0 = 0110 thì tại đầu ra tương ứng là Y6 sẽ có tín hiệu đưa ra,
Y6 sẽ có mức điện áp cao --> Y6 = H = logic1
- Bảng chân lý:
<b>Vào </b> <b>Ra </b>
<b>X3 </b> <b>X2 </b> <b>X1 </b> <b>X0 </b> <b>Y9 </b> <b>Y8 </b> <b>Y7 </b> <b>Y6 </b> <b>Y5 </b> <b>Y4 </b> <b>Y3 </b> <b>Y2 </b> <b>Y1 </b> <b>Y0 </b>
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
92
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
<i>Bảng 4.16 Trạng thái vào ra mạch giải mã 4 sang 10. </i>
- Hàm đầu ra:
- Mạch logic:
<i>Hình 4.17 Mạch logic 4 sang 10. </i>
2.2.2.3. Lắp ráp, khảo sát mạch giải mã BCD sang thập phân
- Bảng thiết bị, vật tư
<b>TT </b> <b>Thiết bị - Vật tư </b> <b>Thông số kỹ thuật </b> <b>Số lượng </b>
1 Máy thực tập số ED-1100A 1máy / nhóm
2 IC Decoder BCD sang thập phân IC 7442 1 IC/ nhóm
3 Dây cắm đấu nối bọc nhựa L=15cm; D=1mm 1 bộ / nhóm
4 Ổ tiếp nguồn 220V/5A 1 bộ/ 4 nhóm
<i>Bảng 4.18 Thiết bị, vật tư </i>
93
- Tìm hiểu về IC số Decoder 3-->8 (IC 7442).
+ D, C, B, A: Là các lối vào cho mã nhị phân NBCD với A là bit LSB
+ 0 -:- 9 là các lối ra tương ứng với các số thập phân từ 0 -:- 9
<i>Hình 4.19 Hình dáng 7442 </i>
- Lắp mạch, khảo sát nguyên lý hoạt động của mạch IC Decoder BCD sang thập phân.
+ Cắm dây đấu nối từ các lối vào của IC (D, C, B, A) với các Jắc cấp mức điện áp.
+ Đưa các công tắc lên mức cao (H) và xuống mức thấp (L) cho từng trường hợp.
+ Quan sát đèn LED tại các chân ra của IC tương ứng với các lối ra từ 0 -:- 9 là các lối ra
đang khảo sát. Nếu đèn sáng thì mức điện áp là cao (H), cịn đèn khơng sáng thì là mức
thấp (L)
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động của mạch theo mức điện áp trên các lối vào/ra theo
như trạng thái đã quan sát trên.
Vào Ra
D C B A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
<i>Bảng 4.20 Khảo sát trạng thái vào ra mạch giải mã 4 sang 10 </i>
94
<i>Hình 4.21 Giải mã BCD sang Led 7 đoạn </i>
- D, C, B, A: Là bốn lối vào cho tổ hợp mã nhị phân 4 bit mã NBCD với A là bit LSB.
- a, b, c, d, e, f, g: Là 7 lối ra cho tổ hợp mã nhị phân 7 bit của mã 7 vạch.
2.2.3.2. Nguyên lý làm việc
- Tại một thời điểm bất kỳ nào đó, tại các đầu vào D C B A xuất hiện một tổ hợp mã nhị
phân 4 bit NBCD thì tại các đầu ra a b c d e f g tương ứng với tổ hợp mã nhị phân đó sẽ
có tín hiệu đưa ra.
Ví dụ: Nếu ta cho D C B A = 0101 thì tại các đầu ra tương ứng a b c d e f g sẽ có tín hiệu
đưa ra là a b c d e f g =1011011.
- Bảng chân lý:
Vào Ra
D C B A a b c d e f g
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
<i>Bảng 4.22 Trạng thái vào ra mạch giải mã led 7 đoạn </i>
<i>2.3. Lắp ráp mạch </i>
2.3.1. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
95
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Máy thực tập số/ ED-1100A
- IC Giải mã 7 vạch/ IC 7447, IC
7448
- LED 7 vạch/ A chung, K chung
- Điện trở/ 220Ω/ 0,25w
- Dây cắm đấu nối bọc nhựa.
- Ổ tiếp nguồn/220V/5A
- Kiểm tra IC, LED phải còn tốt.
- VOM
- 7447,7448
- R, LED
- LED 7
vạch
- Chính xác.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- 7447,7448
- R, LED
- LED 7
vạch
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động
của mạch theo mức điện áp trên các
lối vào
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
- Chuẩn bị và kiểm tra các thiết bị, vật tư theo bảng thống kê.
- Tìm hiểu về IC số giải mã 7 vạch (IC 7447 và IC 7448).
<i>Hình 4.23 Sơ đồ chân IC 7447, 7448 </i>
96
Mức tích cực tại các lối vào này ở mức cao (H)
+ a, b, c, d, e, f, g: Là 7 lối ra cho tổ hợp mã nhị phân 7 bit của mã 7 vạch. Mức tích cực
tại các lối ra này ở mức thấp (L) đối với IC 7447. Còn đối với IC 7448 mức tích cực tại
lối ra này ở mức cao (H).
+ LT (Lamptest) là lối vào thử đèn.
+ RBI ; BI/RBO là lối vào xoá số "0" thập phân.
+ IC 7447 làm việc tương thích với LED 7 vạch có Anode chung.
+ IC 7448 làm việc tương thích với LED 7 vạch có Cathode chung.
- Tìm hiểu về LED 7 vạch.
+ LED 7 vạch có nhiều hình dáng và kích thước khác nhau
LED kích thước to - kích thước nhỏ
LED đơn - LED kép
LED hai hàng chân trên /dưới - hai hàng chân phải /trái
LED có Anode chung - Cathode chung ...
+ Thơng dụng trong thực tế là LED đơn, có hai hàng chân trên /dưới
<i>Hình 4.24 sơ đồ chân led 7 đoạn </i>
97
<i>Hình 4.25 mạch giải mã NBCD sang led 7 đoạn. </i>
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
2.3.3. Vận hành
- Cắm dây đấu nối từ các lối vào của IC (D, C, B, A) với các Jắc cấp mức điện áp.
- Đưa các công tắc lên mức cao (H) và xuống mức thấp (L) cho từng trường hợp.
- Quan sátsự hiển thị của LED 7 vạch
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động của mạch.
Tín hiệu vào Số hiển thị
thập phân
98
<i>Bảng 4.26 Khảo sát trạng thái vào ra mạch giải mã NBCD sang led 7 đoạn. </i>
3. Lắp ráp và khảo sát mạch dồn kênh
3.1. Khái niệm
<i>Hình 4.27a. Sơ đồ tổng quát mạch dồn kênh </i>
Mạch dồn kênh là mạch có:
- 2n<sub> đầu vào cho tín hiệu (X</sub>
2n-1, ... , X1, X0).
- n đầu vào điều khiển thường gọi là đầu vào địa chỉ (An-1,..., A1, A0).
- 1 lối vào cho phép (En)
- 1 đầu ra cho tín hiệu (Y).
1.1.2 Nguyên tắc làm việc:
- Mạch chỉ làm việc khi có tín hiệu cho phép đưa vào tại lối vào En
- Tùy theo giá trị của n đầu vào điều khiển mà lối ra Y sẽ được tiếp thông với lối vào
Xi nào đó. Cụ thể là nếu giá trị nhị phân qui ra thập phân của n đầu vào đ iều khiển
mà bằng i thì lối ra Y sẽ được nối tới Xi đó (Y=Xi).
- Để hiểu rõ hơn điều này, ta coi mạch MUX tương đương với một chuyển mạch đầu
ra K có 2n tiếp điểm đầu vào và chỉ 1 lối ra duy nhất.
99
- Tại một thời điểm, chuyển mạch khóa K chỉ có thể kết nối đầu ra với một đầu vào
<i>nào đó. Sự chuyển mạch của khóa K chuyển đến đầu vào nào (Xi nào) là do các tín </i>
<i>hiệu điều khiển mang tới, các tín hiệu điều khiển này mang thơng tin về vị trí (địa </i>
<i>chỉ) theo số thập phân của tiếp điểm lối vào nhưng dưới dạng mã nhị phân. </i>
Ví dụ:
- Thông tin của các đầu vào điều khiển An-1,...A1, A0 dưới dạng mã nhị phân được
qui đổi thành thập phân là 8 (i = 8).
- Chuyển mạch khóa K sẽ nối tới X8, như vậy đầu ra Y đã được tiếp thông tới đầu
vào X8 (Y = X8).
- Bảng chân lý tổng quát:
Số
thập phân
Vào địa chỉ Ra
Y
An-1 ... A2 A1 A0
0 0 ... 0 0 1 X0
1 0 ... 0 1 0 X1
... ... ... ... ... ... ...
i ... ... ... ... ... Xi
... ... ... ... ... ... ...
2n-1 <sub>1 </sub> <sub>... </sub> <sub>1 </sub> <sub>1 </sub> <sub>1 </sub> <sub>X</sub>
2n-1
<i>Bảng 4.28 Trạng thái vào ra tổng quát </i>
3.2. Phân tích mạch dồn kênh
3.2.1. Mạch dồn 2 kênh tới 1 (MUX 2-->1)
3.2.1.1. Sơ đồ tổng quát
<i>Hình 4.29. Sơ đồ tổng quát mạch dồn kênh 2 sang 1 </i>
- Mạch có 2 lối vào cho tín hiệu X1, X0.
- Có 1 đầu vào địa chỉ A.
- Có 1 đầu vào cho phép En
- Có 1 lối ra cho tín hiệu Y
3.2.1.2. Nguyên lý làm việc
100
- Tại thời điểm nào đó, cho tín hiệu địa chỉ A=0, khi đó chuyển mạch khóa K sẽ nối đầu
ra Y tới đầu vào X0 --> Y = X0.
- Nếu cho tín hiệu địa chỉ A=1, khi đó chuyển mạch khóa K sẽ nối đầu ra Y tới đầu vào
X1 --> Y = X1.
<b>- Bảng chân lý: </b>
<b>Vào cho </b>
<b>phép </b> <b>Vào địa chỉ Ra tín hiệu </b>
<b>En </b> <b>A </b> <b>Y </b>
0 x 0
1 0 X0
1 1 X1
<i>Bảng 4.30 Trạng thái vào ra 2 sang 1 </i>
- Biểu thức hàm:
- Mạch logic:
<i>Hình 4.31 Sơ đồ logic 2 sang 1 </i>
3.2.1.3. Lắp ráp, khảo sát mạch dồn 2 kênh tới 1 (MUX 2-->1)
- Bảng thiết bị, vật tư
<b>TT </b> <b>Thiết bị - Vật tư </b> <b>Thông số kỹ thuật </b> <b>Số lượng </b>
1 Máy thực tập số ED-1100A 1máy / nhóm
2 IC số chứa cổng NOT IC 7404 hoặc tương đương 1 IC/ nhóm
3 IC số chứa cổng AND IC 7408 hoặc tương đương 1 IC/ nhóm
4 IC số chứa cổng OR IC 7432 hoặc tương đương 1 IC/ nhóm
5 Dây cắm đấu nối bọc nhựa L=15cm; D=1mm 1 bộ / nhóm
6 Ổ tiếp nguồn 220V/5A 1 bộ/ 4 nhóm
101
- Chuẩn bị và kiểm tra các thiết bị, vật tư theo bảng thống kê.
- Chuyển sơ đồ sử dụng cổng AND 3 đầu vào thành công AND 2 đầu vào.
- Lắp mạch, khảo sát nguyên lý hoạt động của mạch MUX 2-->1.
+ Phân định IC cho các cổng logic trong sơ đồ (IC1 = 7404 ; IC2 = 7408; IC3 = 7432).
+ Phân định cổng logic trong từng IC
<i>Hình 4.33 Sơ đồ logic dồn kênh 2 sang 1 </i>
+ Kết nối 2 nguồn tín hiệu vào lối vào X0<i> và X1 (2 nguồn dao động xung 1 Hz và 10 Hz </i>
<i>trên máy). </i>
+ Đưa lối vào địa chỉ A lần lượt lên mức cao (H) và xuống mức thấp (L).
+ Quan sát đèn LED tại đầu ra IC3 trong từng trường hợp ứng với A = 0 và A =1
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động của mạch theo mức điện áp trên các lối vào địa chỉ A
theo như trạng thái đã quan sát trên.
- So sánh với bảng chân lý được lập với bảng chân lý theo lý thuyết mô tả.
<b>Vào cho </b>
<b>phép </b> <b>Vào địa chỉ Ra tín hiệu </b>
<b>En </b> <b>A </b> <b>Y </b>
<i>Bảng 4.34 Khảo sát trạng thái vào ra dồn kênh 2 sáng 1 </i>
102
<i>Hình 4.35 Sơ đồ tổng quát dồn kênh 4 sang 1 </i>
- Mạch có 4 lối vào cho tín hiệu X3, X2, X1, X0.
- Có 2 đầu vào địa chỉ A1, A0.
- Có 1 lối vào cho phép En
- Có 1 lối ra cho tín hiệu Y
3.2.2.2. Nguyên lý làm việc
- Tùy theo giá trị của 2 đầu vào điều khiển A1, A0 mà lối ra Y sẽ được tiếp thơng với
lối vào Xi nào đó.
- Ví dụ: Nếu cho giá trị nhị phân A1 A0 = 10 khi đó lối ra Y sẽ được nối tới X2 (Y =
X2).
- Bảng chân lý:
<b>Vào cho </b>
<b>phép </b> <b>Vào địa chỉ </b> <b>Ra </b>
<b>En </b> <b>A1 </b> <b>A0 </b> <b>Y </b>
0 x x x
1 0 0 X0
1 0 1 X1
1 1 0 X2
1 1 1 X3
<i>Bảng 4.36 Trạng thái vào ra dồn kênh 4 sang 1 </i>
- Biểu thức hàm:
103
<i>Hình 4.37 Sơ đồ dồn kênh 4 sang 1 </i>
3.3. Lắp ráp mạch
3.3.1. Xây dựng quy trình
T
T
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Máy thực tập số/ ED-1100A
- IC số MUX 4-->1/74153.
- LED, R
- Dây cắm đấu nối bọc nhựa/
L=15cm; D=1mm
- Ổ tiếp nguồn/220V/5A
- Kiểm tra SCR phải còn tốt.
- VOM
- IC, LED,R - Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- IC, LED,R
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Lập bảng chân lý mơ tả hoạt động
- Kìm
- VOM
- Dây điện
104
thuật. của mạch theo mức điện áp trên các
lối vào.
- So sánh với bảng chân lý theo lý
thuyết mô tả.
3.3.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
3.3.3. Vận hành
- Chuẩn bị và kiểm tra các thiết bị, vật tư theo bảng thống kê.
- Tìm hiểu về IC MUX 4-->1 (IC 74153 hoặc tương tương).
<i>Hình 4.38 Hình dáng 74153 </i>
+ IC 74153 bên trong có chứa 2 mạch MUX 4-->1
+ D1-0, D1-1, D1-2, D1-3 : là 4 lối vào cho tín hiệu của mạch MUX1
+ D2-0, D2-1, D2-2, D2-3 : là 4 lối vào cho tín hiệu của mạch MUX2
+ Y1 là lối ra cho tín hiệu của MUX1
+ Y2 là lối ra cho tín hiệu của MUX2
+ G1 là lối vào cho phép của MUX1<i> (có mức tích cực thấp - L) </i>
+ G2 là lối vào cho phép của MUX2<i> (có mức tích cực thấp - L) </i>
+ A1 , A0 là lối vào địa chỉ chung cho cả 2 mạch MUX
- Lắp mạch, khảo sát nguyên lý hoạt động của mạch MUX 4-->1
<i>+ Khảo sát 1 trong 2 mạch MUX (chọn MUX1) </i>
+ Kết nối các nguồn tín hiệu vào lối vào D1-0, D1-1, D1-2, D1-3 (các nguồn dao động xung 1
105
+ Quan sát đèn LED báo tín hiệu tại đầu ra Y1 (chân 7 IC) trong từng trường hợp ứng với
A1 A0 = [ 00; 01; 10; 11 ].
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động của mạch theo mức điện áp trên các lối vào địa chỉ A1
A0 theo như trạng thái đã quan sát trên.
Vào cho
phép Vào địa chỉ Ra
G1 A1 A0 Y1
<i>Bảng 4.39 Khảo sát trạng thái vào ra </i>
- So sánh với bảng chân lý được lập với bảng chân lý theo lý thuyết mô tả.
4. Lắp ráp và khảo sát mạch phân kênh
4.1. Khái niệm
4.1.1. Mơ hình tổng qt
<i>Hình 4.40a. Mơ hình tổng quát phân kênh </i>
Mạch phân kênh là mạch có:
- 1 đầu vào cho tín hiệu X.
- n đầu vào điều khiển thường gọi là đầu vào địa chỉ (An-1,..., A1, A0).
- 1 lối vào cho phép (En)
- 2n-1<sub> đầu ra cho tín hiệu (Y</sub>
2n-1, ... , Y2, Y1, Y0).
4.1.2 Nguyên tắc làm việc
106
- Hoạt động của mạch tương tự như mạch MUX, tức là tùy theo giá trị của n đầu vào
điều khiển mà lối vào X sẽ được tiếp thơng với lối ra Yj nào đó. Cụ thể là nếu giá trị
nhị phân qui ra thập phân của n đầu vào điều khiển mà bằng j thì lối vào X sẽ được
nối tới lối ra Yj đó (X=Yj).
- Để hiểu rõ hơn điều này, ta coi mạch DEMUX tương đương với một chuyển mạch
đầu vào K có 2n<sub> tiếp điểm đầu ra và chỉ 1 lối vào duy nhất. </sub>
<i>Hình 4.40b. Mơ hình tổng quát phân kênh </i>
- Tại một thời điểm, chuyển mạch khóa K chỉ có thể kết nối đầu vào với một đầu ra
<i>nào đó. Sự chuyển mạch của khóa K chuyển đến đầu ra nào (Yj nào) là do các tín </i>
<i>hiệu điều khiển mang tới, các tín hiệu điều khiển này mang thơng tin về vị trí (địa </i>
<i>chỉ) theo số thập phân của tiếp điểm lối ra nhưng dưới dạng mã nhị phân. </i>
Ví dụ:
- Thông tin của các đầu vào điều khiển An-1,...A1, A0 dưới dạng mã nhị phân được
- Chuyển mạch khóa K sẽ nối tới Y6, như vậy đầu vào X đã được tiếp thông tới đầu
ra Y6 (X = Y6).
- Bảng chân lý tổng quát:
<b>Số </b>
<b>thập phân </b>
<b>Vào địa chỉ </b> <b>Vào tín </b>
<b>hiệu </b>
<b>Y </b>
<b>An-1 </b> <b>... </b> <b>A2 </b> <b>A1 </b> <b>A0 </b>
0 0 ... 0 0 1 Y0
1 0 ... 0 1 0 Y1
... ... ... ... ... ... ...
j ... ... ... ... ... Yj
... ... ... ... ... ... ...
2n-1 <sub>1 </sub> <sub>... </sub> <sub>1 </sub> <sub>1 </sub> <sub>1 </sub> <sub>Y</sub>
2n-1
<i>Bảng 4.41 Trạng thái tổng quát phân kênh </i>
107
4.2.1. Mạch phân kênh 1 sang 2
4.2.1.1. Sơ đồ tổng quát
<i>Hình 4.42 Sơ đồ tổng quát phân kênh 1 sang 2 </i>
- Mạch có lối vào cho tín hiệu X.
- Có 1 đầu vào địa chỉ A.
- Có 1 đầu vào cho phép En
- Có 2 lối ra cho tín hiệu Y1, Y0
4.2.1.2. Nguyên lý làm việc
- Mạch chỉ làm việc khi có tín hiệu cho phép đưa vào tại lối vào En ( En = 1)
- Tại thời điểm nào đó, cho tín hiệu địa chỉ A=0, khi đó chuyển mạch khóa K sẽ nối đầu
vào X tới đầu ra Y0 --> X = Y0.
- Nếu cho tín hiệu địa chỉ A=1, khi đó chuyển mạch khóa K sẽ nối đầu vào X tới đầu ra
Y1 --> X = Y1.
<b>- Bảng chân lý: </b>
<b>Vào cho </b>
<b>phép </b> <b>Vào địa chỉ </b> <b>Ra tín hiệu </b>
<b>En </b> <b>A </b> <b>Y1 </b> <b>Y0 </b>
0 x 0 0
1 0 <b>X</b> 0
1 1 0 <b>X </b>
<i>Bảng 4.43 Trạng thái vào ra phân kênh 1 sang 2 </i>
- Biểu thức hàm:
108
<i>Hình 4.44 sơ đồ logic 1 sang 2 </i>
4.2.1.3. Lắp ráp, khảo sát mạch phân kênh 1 tới 2 (DEMUX 1-->2)
* Bảng thiết bị, vật tư
<b>TT </b> <b>Thiết bị - Vật tư </b> <b>Thông số kỹ thuật </b> <b>Số lượng </b>
1 Máy thực tập số ED-1100A 1máy / nhóm
2 IC số chứa cổng NOT IC 7404 hoặc tương đương 1 IC/ nhóm
3 IC số chứa cổng AND IC 7408 hoặc tương đương 1 IC/ nhóm
4 Dây cắm đấu nối bọc nhựa L=15cm; D=1mm 1 bộ / nhóm
5 Ổ tiếp nguồn 220V/5A 1 bộ/ 4 nhóm
<i>Bảng 4.45 Thiết bị, vật tư </i>
* Thực hiện.
- Chuẩn bị và kiểm tra các thiết bị, vật tư theo bảng thống kê.
- Chuyển sơ đồ sử dụng cổng AND 3 đầu vào thành công AND 2 đầu vào.
- Lắp mạch, khảo sát nguyên lý hoạt động của mạch DEMUX 1-->2.
+ Phân định IC cho các cổng logic trong sơ đồ (IC1 = 7404 ; IC2 = 7408).
+ Phân định cổng logic trong từng IC
<i>+ Kết nối nguồn tín hiệu vào lối vào X ( nguồn dao động xung 1 Hz hoặc 10 Hz trên </i>
<i>máy). </i>
+ Đưa lối vào địa chỉ A lần lượt lên mức cao (H) và xuống mức thấp (L).
<i>+ Quan sát đèn LED báo tín hiệu tại các đầu ra của IC2 (chân 8 và chân 11) trong từng </i>
trường hợp ứng với A = 0 và A =1
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động của mạch theo mức điện áp trên các lối vào địa chỉ A
theo như trạng thái đã quan sát trên.
109
<i>Hình 4.46 sơ đồ logic 1 sang 2 </i>
Vào cho
phép Vào địa chỉ Ra tín hiệu
En A Y1 Y0
<i>Bảng 4.47 Khảo sát trạng thái vào ra phân kênh 1 sang 2 </i>
4.2.2. Mạch phân kênh 1 sang 4 (DEMUX 1-->4)
4.2.2.1. Sơ đồ tổng quát
<i>Hình 4.48 Sơ đồ tổng quát phân kênh 1 sang 4 </i>
- Mạch có 1 lối vào duy nhất cho tín hiệu là X.
- Có 2 đầu vào địa chỉ A1, A0.
- Có 1 lối vào cho phép En
- Có 4 lối ra cho tín hiệu Y3, Y2, Y1, Y0.
4.2.2.2. Nguyên lý làm việc
- Tùy theo giá trị của 2 đầu vào điều khiển A1, A0 mà lối vào X sẽ được tiếp thông
với lối ra Yj nào đó.
110
= Y2).
- Bảng chân lý:
<b>Vào cho </b>
<b>phép </b> <b>Vào địa chỉ </b> <b>Ra tín hiệu </b>
0 x x 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 X
1 0 1 0 0 X 0
1 1 0 0 X 0 0
1 1 1 X 0 0 0
<i>Bảng 4.49 Trạng thái vào ra phân kênh 1 sang 4 </i>
- Biểu thức hàm:
- Mạch logic:
<i>Hình 4.50 Sơ đồ logic phân kênh 1 sang 4 </i>
4.3. Lắp ráp mạch
4.3.1. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
111
tra linh
kiện.
- IC DEMUX 1-->4/ IC 74155
- LED, R
- Dây cắm đấu nối bọc nhựa
L=15cm; D=1mm
- Ổ tiếp nguồn
220V/5A
- Kiểm tra led, R, IC phải còn tốt.
- led xanh,
đỏ, vàng
- 220Ω.
- 74155
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- led xanh,
đỏ, vàng
- 220Ω.
- 74155
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Lập bảng chân lý mô tả hoạt động
của mạch theo mức điện áp trên các
lối vào.
- So sánh với bảng chân lý theo lý
thuyết mô tả.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
4.3.2. Lắp ráp
- Chuẩn bị và kiểm tra các thiết bị, vật tư theo bảng thống kê.
- Tìm hiểu IC DEMUX 1-->4 (IC 74155 hoặc tương đương).
+ IC 74155 bên trong có chứa 2 mạch DEMUX 1-->4
+ D1 : là lối vào cho tín hiệu của mạch DEMUX1
+ D2 : là lối vào cho tín hiệu của mạch DEMUX2
112
<i>Hình 4.51 Hình dáng 74155 </i>
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
4.3.3. Vận hành
<i>+ Khảo sát 1 trong 2 mạch DEMUX (chọn DEMUX1) </i>
+ Kết nối nguồn tín hiệu vào lối vào D1 <i>(nguồn dao động xung 1Hz hoặc 10Hz ). </i>
+ Đưa lối vào địa chỉ A1 A0 lần lượt lên mức cao (H) và xuống mức thấp (L) cho từng
trường hợp.
+ Quan sát đèn LED báo tín hiệu tại các đầu ra Y1-3, Y1-2, Y1-1, Y1-0 (chân 4; 5; 6; 7 của
+ Lập bảng chân lý mô tả hoạt động của mạch theo mức điện áp trên các lối vào địa chỉ
A1 A0 theo như trạng thái đã quan sát trên.
Vào cho phép Vào địa chỉ Ra tín hiệu
G1 A1 A0 Y1-3 Y1-2 Y1-2 Y1-0
<i>Bảng 4.52 Khảo sát trạng thái vào ra phân kênh 1 sang 4 </i>
113
<b>CÂU HỎI ƠN TẬP </b>
Câu 1: Trình bày khái niệm, cấu trúc, phân tích mạch mã hóa, mã hóa, giải mã, phân
kênh, dồn kênh?
Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ chân của IC mã hóa, mã hóa, giải mã, phân kênh, dồn kênh?
<b>YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 4: </b>
<b>Nội dung: </b>
+ Về kiến thức:
- Trình bày khái niệm, cấu trúc, phân tích mạch mã hóa, mã hóa, giải mã, phân kênh,
dồn kênh.
- Nhận dạng sơ đồ chân, hình dáng của IC mã hóa, mã hóa, giải mã, phân kênh, dồn
kênh.
+ Về kỹ năng: - Đo, đọc, kiểm tra các linh kiện đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Lắp ráp, khảo sát được mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Đo, kiểm tra được các thông số của mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an tồn và vệ sinh công nghiệp
<b>Phương pháp: </b>
+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng phương pháp vấn đáp, tự luận.
+ Về kỹ năng: Được đánh giá bằng phương pháp thực hành.
114
<b>Bài 5: Lắp ráp và khảo sát mạch đếm </b>
<b>Giới thiệu: Trong bài này trình bày các khái niệm, cấu trúc, nguyên lý của các FF và </b>
nhận dạng được một số IC đếm. Đồng thời, thực hiện lắp ráp các mạch đếm dùng các IC
đếm thông dụng.
<b>Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này người học có khả năng: </b>
- Trình bày được khái niệm, cấu trúc, nguyên lý của các Flip - Flop.
- Phân tích, nhận dạng sơ đồ chân, hình dáng của IC đếm.
- Lắp ráp, khảo sát, vận hành được mạch đếm lên, xuống và mạch đếm dùng IC4017.
- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong cơng
việc.
<b>Nội dung: </b>
1. Các Flip – Flop
1.1. Khái niệm
1.1.1. Tổng quát
Mạch số được chia làm hai loại:
* Mạch tổ hợp (combinational circuits) là mạch tín hiệu chỉ phụ thuộc vào tín hiệu
vào. Các phần tử cơ bản để xây dựng nên hệ tổ hợp là các mạch AND, OR, NAND, NOR.
* Mạch dãy – Mạch tuần tự (sequential circuits) là mạch tín hiệu ra phụ thuộc
không những vào tín hiệu vào mà cịn phụ thuộc vào trạng thái trong của mạch, nghĩa là
mạch có lưu trữ, nhớ các trạng thái. Để xây dựng mạch dãy ngoài, các mạch tổ hợp cơ
bản như AND, OR, NAND, NOR cịn cần phải có các phần tử nhớ.
Các mạch này được gọi là các Flip-Flop (FF), chúng là các phần tử nhớ đơn bit vì
có khả năng nhớ được một chữ số nhị phân.
1.1.2. Định nghĩa – Phân loại
1.1.2.1. Định nghĩa
Flip-Flop (FF) là phần tử cco1 khả năng lưu trữ (nhớ) 1 trong 2 trạng thái 0 và 1.
Flip-Flop (FF) có từ 1 đến một vài đầu vào điều khiển, có 2 đầu ra luôn luôn ngược
nhau là Q và <i>Q</i>. Tùy từng loại FF do chế độ có thể cịn có đầu vào xóa (thiết lập – “0”
clear), đầu vào (thiết lập-“1”Preset). Ngoài ra FF còn thường hay có đầu vào đồng hồ
(Clock).
115
<i>Hình 5.1 Sơ đồ khối tổng quát của một FF </i>
Các ký hiệu tích cực như sau:
<i>Bảng 5.2 Ký hiệu tích cực </i>
1.1.2.2. Phân loại
Có nhiều cách phân loại FF.
* Theo chức năng làm việc của các đầu vào điều khiển: hiện nay thường sử dụng
loại FE một đầu vào D – FF, T – FF và loại FF hai đầu vào RS – FF và JK – FF, ngoài ra
đơi khi cịn có thể gặp loại FF nhiều đầu vào.
* Theo cách làm việc ta có loại FF không đồng bộ và đồng bộ. Đối với loại không
đồng bộ, các tín hiệu điều khiển vẫn điều khiển được hoạt động của FF đúng khơng cần
tín hiệu đồng bộ. Ngược lại, ở loại FF đồng bộ các tín hiệu điều khiển chỉ điều khiển được
hoạt động của FF khi và chỉ khi có tín hiệu đồng bộ và tín hiệu này tích cực. Loại đồng bộ
này lại được chia làm loại đồng bộ thường và loại đồng bộ chủ - tớ (Master – Slave).
116
<i>Hình 5.3 Sơ đồ khối của FF </i>
Nguyên lý hoạt động của FF
* Ngõ ra chỉ thay đổi theo ngõ vào khi có tác động của xung Ck.
* Khi khơng có tác động của xung Ck thì ngõ ra giữ ngun.
* Khơng đồng bộ là các tín hiệu điều khiển vẫn điều khiển được hoạt động của FF
* Đồng bộ là các tín hiệu điểu khiển chỉ điều khiển được hoạt động của FF khi và
chỉ khi có tín hiệu đồng bộ và tín hiệu này là tích cực. nếu đồng bộ này chia làm 2 loại(
đồng bộ thường, đồng bộ chủ - tớ.
1.2. D – FF
<b>* Định nghĩa: D-FF là loại FF có một đầu vào điều khiển D. (delay-trễ: D) </b>
* Sơ đồ khối.
<i>Hình 5.4 Sơ đồ khối </i>
* Bảng trạng thái.
D Q Q+
0 0 0
0 1 0
117
1 1 1
<i>Bảng 5.5 Trạng thái D-FF </i>
Phương trình đặc trưng của D-FF có dạng: Q+<sub> = D </sub>
* Bảng hoạt động
Dn Qn +1
0 0
1 1
<i>Bảng 5.6 Hoạt động D-FF </i>
Dn là giá trị của ngõ vào D ở xung thứ n.
Qn +1 là giá trị của ngõ ra Q ở xung thứ n +1.
* Bảng đầu kích cho D-FF.
Hàng Q Q+ <sub>D </sub>
1 0 0 0
2 0 1 1
3 1 0 0
4 1 1 1
<i>Bảng 5.7 Đầu vào kích cho D-FF </i>
Do đặc điểm của D-FF là tín hiệu ra ở điểm t + t chính là tín hiệu vào ở thời điiểm t,
nghĩa là Q+<sub> = D. </sub>
* Sơ đồ D-FF dùng NAND.
<i>Hình 5.8 Sơ đồ D-FF dùng NAND </i>
* Giản đồ dạng sóng của D-FF.
118
Nếu gọi t là thời gian quá độ của mạch, thì D-FF là khâu trễ có thời gian trễ là
t. Đầu ra Q chính là sự trễ của đầu vào một khoảng thời gian t. Chính vì vậy mà FF
này có tên là D-FF.
* Nhận xét.
D-FF có thể làm việc ở chế độ đồng bộ và khơng đồng bộ vì với mỗi tập tín hiệu
vào điều khiển D ln ln tồn tại ít nhất 1 trong các trạng thái ổn định.
1.3. T – FF
<b>* Định nghĩa: T-FF là loại FF có một đầu vào điều khiển T (Toggle –lật: T) </b>
* Sơ đồ khối.
<i>Hình 5.10 Sơ đồ khối </i>
* Bảng trạng thái.
T Q Q+
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
<i>Bảng 5.11 Trạng thái T-FF </i>
Khi T = 0 thì FF giữ nguyên trạng thái cũ Q+<sub> = Q </sub>
Khi T = 1 thì FF lật trạng thái mới Q+<sub> ≠ Q </sub>
Phương trình đặc trưng của T-FF có dạng: Q+<sub> = </sub><i><sub>T</sub></i><sub>Q + T</sub><i><sub>Q</sub></i>
* Bảng hoạt động
Tn Qn +1
0 Qn
1 <i><sub>Q</sub></i><sub>n </sub>
<i>Bảng 5.12 Hoạt động T-FF </i>
119
Hàng Q Q+ T
1 0 0 0
2 0 1 1
3 1 0 1
4 1 1 0
<i>Bảng 5.13 Đầu vào kích cho T-FF </i>
Khi T = 0, FF giữ nguyên trạng thái cũ, như vậy ứng với các trường hợp FF không
thay đổi trạng thái: 0→0 và 1→1 thì T = 0 (hàng 1 và hàng 4). Ngược lại khi T = 1, FF sẽ
lật trạng thái, như vậy với 2 trường hợp còn lại 0→1 và 1→0 thì T = 1.
* Sơ đồ T-FF dùng NAND.
<i>Hình 5.14 Sơ đồ D-FF dùng NAND </i>
* Giản đồ dạng sóng của T-FF.
<i>Hình 5.15 Dạng sóng của T-FF </i>
Giả thiết rằng tín hiệu vào T tồn tại trong thời gian ∆t và δt là thời gian trễ của
mạch. giả sử ban đầu của FF ở trạng thái 0, thì sau δt, FF sẽ lật lên trạng thái 1. Nếu tín
hiệu vào T vẫn chưa kết thúc (tức là ∆t > δt ) thì mạch lại sẽ tiếp tục lật về trạng thái 0.
Quá trình cứ tiếp tục như vậy cho đến khi đầu vào T trở về 0. Mạch ở trạng thái dao động.
Khi kết thúc xung điều khiển T. Trong thực tế ∆t >> δt do vậy mạch luôn luôn ở trạng
thái dao động khi T = 1.
120
T-FF không thể làm việc ở chế độ không đồng bộ vì mạch sẽ rơi vào trạng thái dao
động nếu như tập tín hiệu vào là 1 với T-FF. T-FF chỉ có thể làm việc ở chế độ đồng bộ.
1.4. JK – FF
<b>* Định nghĩa: JK-FF là loại FF có hai đầu vào điều khiển JK. </b>
* Sơ đồ khối.
<i>Hình 5.16 Sơ đồ khối </i>
* Bảng trạng thái.
Dòng J K Q Q+
0 0 0 0 0
1 0 0 1 1
2 0 1 0 0
3 0 1 1 0
4 1 0 0 1
5 1 0 1 1
6 1 1 0 1
7 1 1 1 0
<i>Bảng 5.17 Trạng thái JK-FF </i>
Phương trình đặc trưng của JK-FF có dạng: Q+ = J<i>Q</i> + <i>K</i>Q
* Bảng hoạt động
J K Qn +1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1
<i>n</i>
<i>Q</i>
<i>Bảng 5.18 Hoạt động JK-FF </i>
- JK = 00, FF giữ nguyên trạng thái cũ: Q+ <sub>= Q </sub>
121
- JK = 11, FF luôn luôn lật trạng thái 0: Q+ = <i>Q</i>
* Bảng đầu kích cho JK-FF.
Hàng Q Q+ <sub>J </sub> <sub>K </sub>
1 0 0 0 X
2 0 1 1 X
3 1 0 X 1
4 1 1 X 0
<i>Bảng 5.19 Đầu vào kích cho JK-FF </i>
- Ở hàng thứ 1 khi Q → Q+<sub> là 0→0, J = 0,K= X </sub>
- Ở hàng thứ 4 khi Q → Q+ là 1→0, J = X, K= 0
Nhưng JK –FF khơng có tổ hợp tín hiệu vào cấm, khi J=K =1 FF lật trạng thái nên:
- Ở hàng thứ 2 khi Q → Q+<sub> là 0→1, J = 1, K= X </sub>
- Ở hàng thứ 3 khi Q → Q+<sub> là 1→0, J = X, K= 1 </sub>
* Sơ đồ RS-FF dùng NAND.
<i>Hình 5.20 Sơ đồ JK-FF dùng NAND </i>
Các tín hiệu điều khiển JK chỉ tác động đến mạch khi Ck ở mức logic cao “H”, 2
tín hiệu xóa (Clear) và thiết lập (Preset) là những tín hiệu khơng đồng bộ, mức tích cực
thấp “L”. Sự hồi tiếp từ đầu ra về đầu vào sẽ vào sẽ làm cho mạch dao động khi xung
động bộ Ck và các tín hiệu điều khiển JK ở mức cao “H”. Hiện tượng này được gọi là
hiện tượng đua vịng quanh và có thể gây nên chuyển biến sai nhầm của mạch.
* Giản đồ dạng sóng của JK-FF.
122
∆t là khoãng thời gian tồn tại xung CK.
Δt là thời gian quá độ của mạch.
* Nhận xét.
JK-FF không thể làm việc ở chế độ không đồng bộ vì mạch sẽ rơi vào trạng thái
dao động nếu như tập tín hiệu vào là 11 với JK-FF. JK-FF chỉ có thể làm việc ở chế độ
1.5. RS – FF
<b>* Định nghĩa: RS-FF là loại FF có hai đầu vào điều khiển RS là đầu vào đặt(thiết lập “1” - </b>
set) còn R là đầu vào xóa (reset)
* Sơ đồ khối.
<i>Hình 5.22 Sơ đồ khối </i>
* Bảng trạng thái.
Dòng S R Q Q+
0 0 0 0 0
1 0 0 1 1
2 0 1 0 0
3 0 1 1 0
4 1 0 0 1
5 1 0 1 1
6 1 1 0 X
7 1 1 1 X
<i>Bảng 5.23 Trạng thái RS-FF </i>
Phương trình đặc trưng của RS-FF có dạng: Q+ = S + <i>R</i>Q
* Bảng hoạt động
R S Qn +1
0 0 Q
0 1 0
1 0 1
1 1 X
123
- Khi S = R = 0 FF giữ nguyên trạng thái cũ Q’ = Q.
- Khi S = 0, R = 1, đầu vào xóa (Reset) có tín hiệu, FF sẽ chuyển đến trạng thái 0
nghĩa là Q’ = 0 dù rằng trước đó FF ở trạng thái 0 hay 1.
- Khi S = 1, R = 0, đầu vào thiết lập “1” (set) có tín hiệu, FF sẽ chuyển đến trạng
thái 1 nghĩa là Q+<sub> = 1. </sub>
- Tổ hợp tín hiệu vào R=S= 1 là tổ hợp tín hiệu vào cấm của RS-FF. Khi đó FF
nhận được đồng thời 2 tín hiệu điều khiển thiết lập “1” (S=1) và xóa (R=1) trạng thái của
FF sẽ không xác định.
* Bảng đầu kích cho RS-FF.
Hàng Q Q+ <sub>R </sub> <sub>S </sub>
1 0 0 X 0
2 0 1 0 1
3 1 0 1 0
4 1 1 0 X
<i>Bảng 5.25 Đầu vào kích cho RS-FF </i>
- Ở hàng thứ 1 khi Q = Q+<sub> là 0→0 đầu vào S = 0 cịn R có thể lấy giá trị tùy ý 0 </sub>
hay 1 ta ký hiệu là X
- Hàng thứ 4 khi Q → Q+<sub> là 1→1 đầu vào R = 0 còn S lấy giá trị tùy ý X. </sub>
- Khi FF thay đổi trạng thái 0 →1 thì R = 0, S = 1.
- Cuối cùng khi FF chuyển từ 1→0 thì R = 1,S = 0.
* Sơ đồ RS-FF dùng NAND.
<i>Hình 5.26 Sơ đồ RS-FF dùng NAND </i>
* Giản đồ dạng sóng của RS-FF.
124
* Nhận xét.
RS-FF có thể làm việc ở chế độ đồng bộ và khơng đồng bộ vì với mỗi tập tín hiệu
vào điều khiển RS ln ln tồn tại ít nhất 1 trong các trạng thái ổn định.
2. Lắp ráp và khảo sát mạch đếm dùng IC4017
2.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 5.28 Sơ đồ mạch đếm. </i>
Bạn có thể thấy rằng IC định thời 555 được cấu hình để hoạt động ở chế độ đa hài
phi ổn. Xung vuông được tạo ra bởi mạch này được kết nối với ngõ vào xung đồng hồ
(CLK) của IC đếm 4017. Tần số xung ngõ ra của IC định thời 555 được xác định bởi các
điện trở R1, VR1 và tụ C1. VCC (chân số 8) và GND (chân số 1) được kết nối với nguồn
điện. Chân Reset (R – chân số 4) được kết nối trực tiếp với nguồn điện dương để tránh
tình trạng đặt lại (reset) IC định thời 555. Điện áp điều khiển (CV – chân số 5) không
được sử dụng, để tránh nhiễu tần số cao, chúng ta sẽ kết nối chân này với một tụ điện (C3
– 0,01μF). LED D1 được sử dụng cho biết trạng thái ngõ ra của IC 555 và điện trở R3
dùng để giới hạn dòng điện qua LED. Chân cho phép (E – chân số 13) của IC 4017 là một
ngõ vào tích cực mức thấp, để cho phép IC hoạt động thì chân này phải được nối đất. Ngõ
vào xung CLK (chân số 14) được kết nối với ngõ ra của IC định thời 555. Các chân ngõ
ra (Q0 – Q9) được kết nối với một LED. Điện trở R3 được sử dụng để giới hạn dòng điện.
Chỉ cần một điện trở để giới hạn dòng điện qua tất cả các đèn LED vì tại một thời điểm
chỉ có một đèn LED sáng.
2.2. Phân tích mạch
125
<i>Hình 5.29 Cấu tạo IC 4017 </i>
- IC 4017 được cấu tạo từ các FF-D
- Khi nối ngõ vào của FF RS hay JK như hình thì sẽ được FF D: chỉ có 1 ngõ vào
gọi là ngõ vào data(dữ liệu) hay delay(trì hỗn). Hoạt động của FF D rất đơn giản: ngõ ra
sẽ theo ngõ vào mỗi khi xung Ck tác động cạnh lên hay xuống.
- FF D thường là nơi để chuyển dữ liệu từ ngõ vào D đến ngõ ra Q cung cấp cho
mạch sau như mạch cộng, ghi dịch… nên hơn nữa ngõ vào D phải chờ một khoảng thời
gian khi xung ck kích thì mới đưa ra ngõ ra Q, do đó FF D cịn được xem như mạch trì
hỗn, ngõ D cịn gọi là delay.
<i>Hình 5.30 Xung CK tác động lên cạnh lên </i>
- Bảng trạng thái:
<i>Bảng 5.31 Trạng thái Flip - Flop D </i>
126
<i>Hình 5.32 Dạng sóng tín hiệu </i>
❖ Giả sử trạng thái ban đầu D = 0, Q = 1.
- Tại cạnh lên của xung CK lần thứ nhất xuất hiện D = 0 vì thế Q = 0.
- Tại cạnh lên của xung CK lần thứ hai xuất hiện D = 1 vì thế Q = 1.
- Tại cạnh lên của xung CK lần thứ ba xuất hiện D = 0 vì thế Q = 0.
- Tương tự các cạnh lên kế tiếp của xung CK ngõ ra Q thay đổi theo ngõ vào D.
2.2.1.2. Hình dáng
<i>Hình 5.33 Hình dáng 4017 </i>
2.2.1.3. Sơ đồ chân IC 4017
127
2.2.1.4. Nguyên lý hoạt động của IC 4017
<i>Bảng 5.35 Nguyên lý hoạt động của IC 4017 </i>
2.2.2. Nguyên lý hoạt động mạch
128
<i>Hình 5.36 Dạng sóng ra </i>
Bạn có thể thấy rằng mỗi khi mạch đa hài dùng IC 555 tạo ra một xung thì mức
cao ở ngõ ra của IC 4017 sẽ được dịch chuyển từ ngõ ra Q0 đến Q9. Tần số của xung ngõ
ra của mạch đa hài 555 được tính theo công thức sau.
Tần số xung ngõ ra = 1,44 / ((R1 + 2VR1) * C1)
Vì vậy, bạn có thể dễ dàng thay đổi tần số của xung ngõ ra của mạch trên bằng
cách thay đổi VR1. Bằng cách này, chúng ta có thể thay đổi tốc độ sáng của LED.
2.3. Lắp ráp mạch
2.3.1. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC 12V.
- IC555, C, R, IC4017, LED, VR.
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R, C,
VR, LED.
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2 Bố trí linh
kiện lên test
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
- Test board
- Kìm
129
board. chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- IC, R, C,
VR, LED.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Đo điện áp DC ngõ ra.
- Khảo sát xung ngõ ra.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2.3.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
2.3.3. Vận hành
- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật cơng tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có
UDC = 5v.
- Thay đổi VR trong một phạm vi cho phép và kiểm tra LED. Nếu tốc độ LED thay đổi
theo VR là mạch đạt yêu cầu.
- Vẽ dạng xung ngõ ra
130
3. Lắp ráp và khảo sát mạch đếm lên
3.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 5.37 Sơ đồ mạch </i>
3.2. Phân tích mạch
3.2.1 Cấu tạo, sơ đồ chân, hình dáng của IC74112
3.2.1.1 Cấu tạo
<i>Hình 5.38 Cấu tạo 74112 </i>
3.2.1.2 Sơ đồ chân
131
3.2.1.3 Hình dáng
<i>Hình 5.40 Hình dáng 74112 </i>
3.2.2. Nguyên lý của mạch
- FF sau được lấy xung từ ngõ ra Q của FF trước nên khi cấp xung cho mạch ic 74112
đếm lên theo thứ tự từ 0000 đến 1111.
- Khi trạng thái ngõ ra đạt tới mức 1111. IC quay lại và tiếp tục đếm lại.
3.3. Lắp ráp mạch
3.3.1. Xây dựng quy trình
TT NỘI DUNG
THỰC HIỆN YÊU CẦU KỸ THUẬT TB – DC - VT CHÚ Ý
B1 Chọn, kiểm
tra linh kiện
- IC: 74112, 555
- Tụ điện: 47μF/50V,
1000μF/50V.
- Led
- Điện trở: 220Ω, 100Ω,
33kΩ, 1,5kΩ.
- Kìm, VOM.
- Bộ nguồn.
- Protesboard
- Chính xác.
B2 Bố trí linh
kiện lên
protesboard
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý
để bố linh kiện.
- Linh kiện bố không chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận
tiện khi đi dây.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Các linh kiện
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B3 Đấu dây - Đấu dây theo sơ đồ
nguyên lý.
- Đi dây gọn, chính xác,
chắc chắn, dẽ sữa chửa.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Dây điện.
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B4 Kiểm tra, cấp
nguồn và đo
các thông số
kỹ thuật.
- Kiểm tra (hở các tiếp xúc,
đấu sai chân linh kiện, đấu
thiếu dây)
- Cấp điện áp UDC = 5V.
- Đo tín hiệu ngõ ra.
- Kìm, kẹp, VOM
- Protesboard
- Dây điện.
- Bộ nguồn DC
132
3.3.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
3.3.3. Vận hành
- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật cơng tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có
UDC = 5v.
- Thay đổi VR trong một phạm vi cho phép và kiểm tra LED. Nếu tốc độ LED thay đổi
theo VR là mạch đạt yêu cầu và phải theo đếm lên từ 000-1111
- Bảng trạng thái khi khảo sát.
TT A B C D L1 L2 L3 L4
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
10 1 0 1 0
11 1 0 1 1
12 1 1 0 0
13 1 1 0 1
14 1 1 1 0
15 1 1 1 1
<i>Bảng 5.41 Khảo sát trạng thái ngõ ra </i>
- Vẽ dạng xung ngõ ra
133
...
...
...
...
...
...
4.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 5.42 Sơ đồ mạch </i>
4.2. Phân tích mạch
- FF sau được lấy xung từ ngõ ra <i>Q</i> của FF trước nên khi cấp xung cho mạch IC 74112
đếm xuống theo thứ tự từ 1111 đến 0000.
- Khi trạng thái ngõ ra đạt tới mức 0000. IC quay lại và tiếp tục đếm lại.
4.3. Lắp ráp mạch
4.3.1. Xây dựng quy trình
<b>TT </b> <b>NỘI DUNG </b>
<b>THỰC HIỆN </b> <b>YÊU CẦU KỸ THUẬT </b> <b>TB – DC - VT </b> <b>CHÚ Ý </b>
<b>B1 Chọn, kiểm tra </b>
linh kiện
- IC: 74112, 555
- Tụ điện: 47μF/50V,
1000μF/50V.
- Led
- Điện trở: 220Ω, 100Ω,
33kΩ, 1,5kΩ.
- Kìm, VOM.
- Bộ nguồn.
- Protesboard
134
<b>B2 Bố trí linh </b>
kiện lên
protesboard
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để
bố linh kiện.
- Linh kiện bố không chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện
khi đi dây.
- Kìm, kẹp,
VOM.
- Protesboard
- Các linh kiện
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
<b>B3 Đấu dây </b> - Đấu dây theo sơ đồ nguyên
lý.
- Đi dây gọn, chính xác, chắc
chắn, dẽ sữa chửa.
- Kìm, kẹp,
VOM.
- Protesboard
- Dây điện.
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
<b>B4 Kiểm tra, cấp </b>
nguồn và đo
các thông số
kỹ thuật.
- Kiểm tra (hở các tiếp xúc,
đấu sai chân linh kiện, đấu
thiếu dây)
- Cấp điện áp UDC = 5V.
- Đo tín hiệu ngõ ra.
- Kìm, kẹp,
VOM
- Protesboard
- Dây điện.
- Bộ nguồn DC
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Cẩn thận.
4.3.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
4.3.3. Vận hành
- Nối mạch lắp ráp vào nguồn sau đó bật cơng tắc cấp điện cho mạch, đo điện áp ra có
UDC = 5v.
- Thay đổi VR trong một phạm vi cho phép và kiểm tra LED. Nếu tốc độ LED thay đổi
theo VR là mạch đạt yêu cầu và phải theo đếm lên từ 1111-0000
- Bảng trạng thái khi khảo sát.
TT A B C D L1 L2 L3 L4
15 1 1 1 1
14 1 1 1 0
13 1 1 0 1
12 1 1 0 0
11 1 0 1 1
10 1 0 1 0
9 1 0 0 1
8 1 0 0 0
7 0 1 1 1
135
5 0 1 0 1
4 0 1 0 0
3 0 0 1 1
2 0 0 1 0
1 0 0 0 1
0 0 0 0 0
<i>Bảng 5.43 Khảo sát trạng thái ngõ ra </i>
- Vẽ dạng xung ngõ ra
...
...
...
...
...
...
...
...
...
<b>CÂU HỎI ƠN TẬP </b>
Câu 1: Trình bày khái niệm, cấu trúc, nguyên lý của các Flip – Flop?
Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ chân của các IC đếm?
<b>YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 5: </b>
<b>Nội dung: </b>
+ Về kiến thức:
- Trình bày khái niệm, cấu trúc, nguyên lý của các Flip - Flop.
- Phân tích, nhận dạng sơ đồ chân, hình dáng của IC đếm.
+ Về kỹ năng: - Đo, đọc, kiểm tra các linh kiện đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Lắp ráp, khảo sát được mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Đo, kiểm tra được các thông số của mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an tồn và vệ sinh công nghiệp
<b>Phương pháp: </b>
+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng phương pháp vấn đáp, tự luận.
+ Về kỹ năng: Được đánh giá bằng phương pháp thực hành.
136
<b>Bài 6: Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch </b>
<b>Giới thiệu: Trong bài này trình bày cấu trúc, sơ đồ chân, hình dáng các loại IC ghi dịch </b>
và phân tích các thanh ghi dịch. Đồng thời, thực hiện lắp ráp các mạch ghi dịch dùng các
IC thông dụng.
<b>Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này người học có khả năng: </b>
- Trình bày được cấu trúc, sơ đồ, phân tích của các thanh ghi.
- Nhận dạng được sơ đồ chân, hình dáng của IC ghi dịch.
- Lắp ráp, khảo sát, vận hành được mạch ghi dịch sáng thuận tắt thuận, sáng thuận tắt
- Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong công
việc.
<b>Nội dung: </b>
1. Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch sáng thuận tắt thuận
1.1. Sơ đồ mạch
1.1.1 Cấu tạo 74164
<i>Hình 6.1 Cấu tạo 74164 </i>
1.1.2. Hình dáng
137
1.1.3. Sơ đồ chân
<i><b>Hình 6.3 Sơ đồ chân 74164 </b></i>
1.1.4. Nguyên lý hoạt động của IC 74164
- IC 74164 hoạt động theo kiểu: đầu vào là song song và đầu ra là nối tiếp.
<i>Hình 6.4 Nguyên lý hoạt động của IC 74164 </i>
138
<i>Hình 6.5a. Sơ đồ mạch ghi dịch sáng thuận tắt thuận </i>
1.2. Phân tích mạch
- Thanh ghi, trước hết được xố (áp xung CLEAR) để đặt các ngõ ra về 0.
- Dữ liệu cần dịch chuyển được đưa vào ngõ D của tầng FF đầu tiên (FF0).
- Ở mỗi xung kích lên của đồng hồ ck, sẽ có 1 bit được dịch chuyển từ trái sang phải, nối
tiếp từ tầng này qua tầng khác và đưa ra ở ngõ Q của tầng sau cùng.
- IC 7404 sẽ lấy tín hiệu từ chân 13 cấp ngược trở lại cho chân 1 và 2 của ic 74164.
1.3. Lắp ráp mạch
1.3.1. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC/5V
- 74164, điện trở, led xanh đỏ vàng
- 7404, bộ phát xung
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R, LED
- Bộ phát
xung
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- IC, R, LED
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Vẽ dạng xung ngõ ra.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
139
<i>Hình 6.5b. Sơ đồ mạch ghi dịch sáng thuận tắt thuận </i>
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
1.3.3. Vận hành
Cấp nguồn cho IC74164, 7404 cho mạch hoạt động.
- IC74164: IC ghi dịch.
- IC7404: IC đảo cổng NOT, khống chế làm cho led sáng thuận tắt thuận.
- Led0, Led1, Led2, Led3, Led4, Led5, Led6, Led7: hiển thi sáng thuận tắt thuận.
- Nguyên lý làm việc thực tế.
140
2. Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch sáng thuận tắt nghịch
2.1. Sơ đồ mạch
2.1.1. Cấu tạo IC74595
<i>Hình 6.6 Cấu tạo IC74595 </i>
74HC595 là IC ghi dịch 8 bits kết hợp chốt dữ liệu, đầu vào nối tiếp, đầu ra song
song. Thường dùng trong các mạch điều khiển LED 7 đoạn, quét LED ma trận,… để tiết
kiệm số chân Vđk tối đa (chỉ dùng 3 chân). Có thể mở rộng số ngõ ra của vđk bao nhiêu
tùy thích bằng việc mắc nối tiếp đầu vào dữ liệu các IC với nhau.
2.1.2. Sơ đồ chân IC74595
<i>Hình 6.7 Sơ đồ chân IC74595 </i>
2.1.3. Hình dáng IC74595
141
2.1.4. Chức năng chân IC74595
Chân 16: VCC = 5V
Chân 8: GND (0V)
Chân 14: Ngõ vào dữ liệu nối tiếp
Chân 11 (SH-CP): Xung dịch dữ liệu
Chân 12 (ST-CP): Xung xuất dữ liệu ra ngõ ra
Chân 13 (OE): Cho phép ngõ ra, tích cực mức thấp. Mức 0 là cho phép ngõ ra, mức
1 là không cho phép ngõ ra.
Chân 10 (MR): Chân Reset. Khi chân này ở mức 0 thì dữ liệu sẽ bị xóa.
Chân 1 đến 7 (Q0-Q7): Ngõ ra dữ liệu song song
Chân 9 (Q71<sub>): Ngõ ra dữ liệu nối tiếp. Khi dùng nhiều 74595 mắc nối tiếp nhau thì </sub>
chân này đưa vào đầu vào (DS) của con tiếp theo khi đã dịch đủ 8 bit.
2.1.5. Nguyên lý hoạt động của IC74595
<i>Hình 6.9 Nguyên lý hoạt động của IC74595</i>
Ta đặt dữ liệu vào chân DS, và tạo một xung SHCP thì dữ liệu tại chân DS sẽ được
dịch vào thanh ghi 8-STAGE SHIFT REGISTER. Lần lượt làm như trên 8 lần (dịch bit
cao trước), thì ta được 8 bit trong thanh ghi 8-STAGE SHIFT REGISTER. Sau đó ta tạo
một xung STCP thì 8 bit trong thanh ghi 8-STAGE SHIFT REGISTER sẽ được sao chép
sang thanh ghi 8-BIT STORAGE REGISTER. Lúc này nếu chân OE ở mức thấp thì ngõ
ra sẽ bằng với giá trị thanh ghi 8-BIT STORAGE REGISTER, cịn nếu chân OE ở mức
cao thì ngõ ra ở trạng thái tổng trở cao (Hi-Z).
Chú ý:
142
2.1.6. Sơ đồ mạch
<i>Hình 6.10 Sơ đồ mạch </i>
2.2. Phân tích mạch
- Thanh ghi, trước hết được xoá (áp xung CLEAR) để đặt các ngõ ra về 0.
- Dữ liệu cần dịch chuyển được đưa vào ngõ D của tầng FF đầu tiên (FF0).
- Ở mỗi xung kích lên của đồng hồ ck, sẽ có 1 bit được dịch chuyển từ trái sang phải, nối
tiếp từ tầng này qua tầng khác và đưa ra ở ngõ Q của tầng sau cùng.
- IC 7404 sẽ lấy tín hiệu từ chân 9,7 (IC74595) cấp ngược trở lại cho chân 1,2 và 9 của IC
74164.
- Khi led sáng từ led1 đến led7 thì tín hiệu sẽ dịch từ chân 3,4,5,6,10,11,12 (IC741164)
sang chân 6, 5, 4, 3, 2, 1, 15 (IC74595).
- Khi led tắt từ led7 đến led1 thì tín hiệu sẽ dịch từ chân 6, 5, 4, 3, 2, 1, 15 (IC74595) sang
3, 4, 5, 6, 10, 11, 12 (IC741164).
2.3. Lắp ráp mạch
2.3.1. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC/5V
- 74164, điện trở, led xanh đỏ vàng
- 74595, 7404, bộ phát xung
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R, LED
- Bộ phát
xung
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
- Test board
- Kìm
- IC, R, LED
143
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Bộ phát
xung
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Vẽ dạng xung ngõ ra.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2.3.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
2.3.3. Vận hành
Cấp nguồn cho IC74164, 74595, 7404 cho mạch hoạt động.
- IC7404, 74595: Khống chế làm cho led sáng thuận tắt nghịch.
- Led0, Led1, Led2, Led3, Led4, Led5, Led6, Led7: Hiển thi sáng thuận tắt nghịch.
- Nguyên lý làm việc thực tế.
144
3. Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch sáng thuận tắt hết
3.1. Sơ đồ mạch
<i>Hình 6.11 Sơ đồ mạch </i>
3.2. Phân tích mạch
- Thanh ghi, trước hết được xoá (áp xung CLEAR) để đặt các ngõ ra về 0.
- Dữ liệu cần dịch chuyển được đưa vào ngõ D của tầng FF đầu tiên (FF0).
- Ở mỗi xung kích lên của đồng hồ ck, sẽ có 1 bit được dịch chuyển từ trái sang phải, nối
tiếp từ tầng này qua tầng khác và đưa ra ở ngõ Q của tầng sau cùng.
- IC 7404 sẽ lấy tín hiệu từ chân 13 cấp ngược trở lại cho chân 9 của IC 74164.
3.3. Lắp ráp mạch.
3.3.1. Xây dựng quy trình.
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC/5V
- 74164, điện trở, led xanh đỏ vàng
- 7404, bộ phát xung
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R, LED
- Bộ phát
xung
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
- Test board
- Kìm
- IC, R, LED
- Bộ phát
145
đấu dây. xung
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cực tính.
- Chắc chắn.
- Thẩm mỹ.
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Vẽ dạng xung ngõ ra.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
3.3.2. Lắp ráp
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
3.3.3. Vận hành
Cấp nguồn cho IC74164, 7404 cho mạch hoạt động.
- IC74164: IC ghi dịch.
- IC7404: Khống chế làm cho led sáng thuận tắt hết.
- Led0, Led1, Led2, Led3, Led4, Led5, Led6, Led7: Hiển thi sáng thuận tắt hết.
- Nguyên lý làm việc thực tế.
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
4. Lắp ráp và khảo sát mạch ghi dịch sáng xen kẻ
146
<i>Hình 6.12a. Sơ đồ mạch </i>
4.2. Phân tích mạch
- Thanh ghi, trước hết được xoá (áp xung CLEAR) để đặt các ngõ ra về 0.
- Dữ liệu cần dịch chuyển được đưa vào ngõ D của tầng FF đầu tiên (FF0).
- Ở mỗi xung kích lên của đồng hồ ck, sẽ có 1 bit được dịch chuyển từ trái sang phải, nối
tiếp từ tầng này qua tầng khác và đưa ra ở ngõ Q của tầng sau cùng.
- IC 7404 sẽ lấy tín hiệu từ chân 3 cấp ngược trở lại cho chân 1 và 2 của IC 74164.
4.3. Lắp ráp mạch
4.3.1. Xây dựng quy trình
T
T
NỘI
DUNG
THỰC
HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý
1
Chọn, kiểm
tra linh
kiện.
- Bộ nguồn DC/5V
- 74164, điện trở, led xanh đỏ vàng
- 7404, bộ phát xung
- Kiểm tra linh kiện phải còn tốt.
- VOM
- IC, R, LED
- Bộ phát
xung
- Chính xác.
- Cẩn thận.
2
Bố trí linh
kiện lên test
board.
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí.
- Linh kiện bố trí khơng được chồng
chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi
đấu dây.
- Test board
- Kìm
- IC, R, LED
- Chính xác.
- Chắc chắn.
- Thẫm mỹ.
3 Đấu dây.
- Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện.
- Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ
sữa chửa.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
147
4
Kiểm tra,
cấp nguồn
và đo các
thông số kỹ
thuật.
- Kiểm tra mạch hoạt động tốt
- Cấp nguồn (UDC = 5V).
- Vẽ dạng xung ngõ ra.
- Kìm
- VOM
- Dây điện
- Chính xác.
- Cẩn thận.
4.3.2. Lắp ráp
<i>Hình 6.12b. Sơ đồ mạch </i>
Lắp ráp mạch theo quy trình:
Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện.
Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board.
Bước 3: Đấu dây.
Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
4.3.3. Vận hành
Cấp nguồn cho IC74164, 7404 cho mạch hoạt động.
- IC74164: IC ghi dịch.
- IC7404: IC đảo cổng NOT, khống chế làm cho led chốp xen kẽ.
- Led1, Led2, Led3, Led4, Led5, Led6, Led7: hiển thi sáng xen kẽ.
- Nguyên lý làm việc thực tế.
148
………
………
<b>CÂU HỎI ÔN TẬP </b>
Câu 1: Trình bày cấu trúc, sơ đồ, phân tích của các thanh ghi?
Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ chân của các IC ghi dịch?
<b>YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 6: </b>
<b>Nội dung: </b>
+ Về kiến thức:
- Trình bày cấu trúc, sơ đồ, phân tích của các thanh ghi.
- Nhận dạng được sơ đồ chân, hình dáng của IC ghi dịch.
+ Về kỹ năng: - Đo, đọc, kiểm tra các linh kiện đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Lắp ráp, khảo sát được mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Đo, kiểm tra được các thông số của mạch đúng yêu cầu kỹ thuật.
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an tồn và vệ sinh cơng nghiệp
<b>Phương pháp: </b>
+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng phương pháp vấn đáp, tự luận.
+ Về kỹ năng: Được đánh giá bằng phương pháp thực hành.
149
<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO </b>
<i>[1] Đỗ Xuân Thụ - Kỹ thuật điện tử - NXB Giáo dục - 1995. </i>
<i>[2] Đặng Văn Chuyết - Kỹ thuật điện tử số - NXB giáo dục - 1997. </i>
<i>[3] Võ Trí An - Kỹ thuật điện tử số ứng dụng - NXBKHKT - 1994. </i>
<i>[4] Nguyễn Thúy Vân - Kỹ thuật số - NXBKHKT - 1996. </i>
<i>[5] Nguyễn Thúy Vân - Thiết kế lôgic mạch số - NXBKHKT - 1996. </i>