+ Nguyên tắc hoạt động- Lối ra dưới và lối vào trên: Cổng NAND thuộc họ CMOS, được cấu tạo bởi các MOSFET... - Xung lối vào A qua cổng NAND, mức cao sẽ bị đảo ngược thành mức thấp và ngư
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Báo cáo giữa kỳ
Môn: Điện tử số (ELT2041_2)
Nhóm 3:
Đào Ngọc Việt Anh
Lê Tiến Đoàn Nguyễn Trọng Hải Phan Nho Hoàng Nguyên Duy Huân
Trang 2Danh sách thành viên và công việc
1 Lê Tiến Đoàn (nhóm trưởng) 1802031
2
Đào Ngọc Việt Anh
1802016
3
Nguyễn Trọng Hải
1802044
4
Phan Nho Hoàng
1802056
5
Nguyễn Duy Huân
1802057
Mục lục
Trang 3Nội dung báo cáo Câu 4: D2-2d.
Vẽ, mô phỏng, phân tích mạch đo công suất tiêu tán động của cổng logic CMOS: D2-2d.
Hình 2-2d Sơ đồ công suất tiêu tán động của cổng logic CMOS
+ Dạng xung lối ra của IC1/a tại Vdd = 5V, f = 1kHz, không lối C3
+ Thay đổi nguồn Vdd (5V, 10V, 15V)
C3 = 4.7nF 0.3mA 0.57mA 2.5mA
C3 = 4.7nF 19.75mA 11.9mA 1.7mA
Trang 4+ Nguyên tắc hoạt động
- Lối ra (dưới) và lối vào (trên): Cổng NAND thuộc họ CMOS, được cấu tạo bởi các MOSFET
Trang 5- Trong đó T1 và T3 là MOSFET kênh N chưa có sẵn, làm nhiệm vụ khuếch đại T2
và T4 là MOSFET kênh P chưa có sẵn làm nhiệm vụ trở tải Chỉ khi A và B đều ở mức cao , T1 và T3 đều thông, còn T2 và T4 đều ngắt , đầu ra Z mới ở mức thấp Các trường hợp còn lại ở mức cao
- Cổng NAND khi bỏ lửng 1 chân thì hoạt động giống như cổng đảo (C = Ā)
- Xung lối vào A qua cổng NAND, mức cao sẽ bị đảo ngược thành mức thấp và ngược lại Khi có tụ sẽ gây ra một số đoạn nhiễu nhỏ như hình, do quá trình nạp
và xả của tụ
- Từ giá trị cường độ dòng điện thu được từ ampe kế và giá trị biên độ theo máy dao động kí, ta có thể đo được công suất tiêu tán động
Câu 6: D2-4a
Vẽ, mô phỏng, phân tích sơ đồ vi mạch logic 3 trạng thái: D2-4a, D2-4b, D2- 4c.
D2-4a: Cấu trúc sơ đồ vi mạch logic 3 trạng thái
- Nguyên tắc hoạt động cổng NAND 3 trạng thái
+ Khi E ở trạng thái 1: T1 thông => C = 0
+ Khi E ở trạng thái 0: T1 khóa
1 A= 1, B= 1 => D1, D2 khóa => T2, T5 thông còn T3, T4 khóa => C =0
2 A= 0, B= 1 => D1 thông , D2 khóa => Vb = 0,7 => T2, T5 khóa còn T3, T4 thông => C = 1
3 A= 1, B= 0 => D1 khóa , D2 thông => Vb = 0,7 => T2, T5 khóa còn T3, T4 thông => C = 1
4 A= 0, B= 0 => D1, D2 thông => Vb = 0,7 => T2, T5 khóa còn T3, T4 thông
=> C = 1
Bảng D2-10
Trang 6D2-4b: Bộ chuyển đổi số liệu 1 chiều 3 trạng thái
Bảng D2-11
⇨ Nếu chân 1E bù được đặt ở mức thấp thì mới cho phép ngõ rat hay đổi theo ngõ vào
• Bộ chuyển số liệu hai chiều 3 trạng thái
D2-4c: Bộ chuyển đổi số liệu 2 chiều 3 trạng thái
Bảng chức năng
- Loại vi mạch trên không chỉ có chưa 8 mạch đệm có điều khiển mà còn có khả năng chọn được hướng điều khiển, bởi vì cấu trúc của vi mạch này có chứa 2 nhóm với mỗi nhóm có 8 mạch đệm ngược chiều nhau sao cho có thể chọn được theo 1 chiều vào (ra ) nhất định
- Bảng chức năng điều khiển trên đây cho thấy rằng nếu chân OE bù được đặt ở mức thấp thì nó mới cho phép ngõ ra tác động theo ngõ vào Ngược lại nếu OE bị đặt ở mức cao thì mạch ở trạng thái bị ngắt điện mạch ngoài
- Đặc biệt, ngay khi chân OE bù đặt ở mức thấp cho phép các mạch đệm thông mạch thì nó có thể thông từ A -> B hoặc từ B-> A tùy thuộc mức logic được đặt vào chân chọn hướng là DIR, sao cho nếu DIR = H thì A là ngõ vào, B là ngõ ra Ngược lại DIR = L thì các chân B là ngõ vào, A à ngõ ra
Trang 7Bảng D2-12
A1 = 1 A2 = 0 A3 = 1 A4 = 0 A5 = 1 A6 = 0 A7 = 1 A8 = 0 B1 = 0 B2 = 0 B3 = 0 B4 = 0 B5 = 0 B6 = 0 B7 = 0 B8 = 0 B1 = 1 B2 = 0 B3 = 1 B4 = 0 B5 = 1 B6 = 0 B7 = 1 B8 = 0
Bảng D2-13
B1 = 1 B2 = 0 B3 = 1 B4 = 0 B5 = 1 B6 = 0 B7 = 1 B8 = 0 A1 = 0 A2 = 0 A3 = 0 A4 = 0 A5 = 0 A6 = 0 A7 = 0 A8 = 0 A1 = 1 A2 = 0 A3 = 1 A4 = 0 A5 = 1 A6 = 0 A7 = 1 A8 = 0
Câu 8 D3-2
Vẽ, mô phỏng, phân tích bộ đếm 2 số hạng với chỉ thị LED 7 đoạn: D3-2
1 Mạch D3-2: Bộ đếm 2 số hạng với chỉ thị LED 7 đoạn
Trang 82 Phân tích mạch
- Mạch sử dụng 2 IC là 74LS90 và 74LS47
+ IC 74LS90 về cơ bản là mạch đếm thập phân MOD-10 tạo ra mã BCD ở các ngõ ra +IC giải mã hiển thị 74LS47 nhận mã BCD từ các ngõ ra của IC đếm 74LS90 và tạo các tín hiệu cần thiết để điều khiển các đoạn của led 7 đoạn để hiện thị được các số đếm Vì IC giải mã 74LS47 được thiết kế để điều khiển led 7 đoạn loại anode chung nên khi ngõ ra ở mức THẤP (logic 0) sẽ làm cho LED kết nối với
ngõ ra này phát sáng trong khi ngõ ra ở mức CAO (logic 1) sẽ làm cho LED này TẮT Đối với hoạt động bình thường, tất cả các chân LT (Lamp Test), BI / RBO (Blanking Input/Ripple Blanking Output) và RBI (Ripple Blanking Input) đều phải được bỏ trống hoặc kết nối với logic 1 (mức CAO)
-Bộ đếm BCD gồm 2 chữ số sẽ được tính theo số thập phân từ 00 đến 99 (0000 0000 đến 1001 1001) và sau đó tự động RESET về 00
Trang 93 Bảng mô phỏng
MÃ 2→10
CHỈ SỐ LED 7 ĐOẠN CL
R
CL K
D 2
C 2
B 2
A 2
D 1
C 1
B 1
A 1
x10 x1
Câu 10 D4-1, D4-2, D4-3
Vẽ, mô phỏng, phân tích bộ cộng, bộ trừ sử dụng cổng logic, bộ cộng/trừ dùng
vi mạch: D4-1, D4-2, D4-3.
1 Mạch D4-1: Bộ cộng sử dụng cổng logic
Trang 10Phân tích mạch:
- Mạch cộng logic D4-1 gồm 2 module, mỗi module có 3 lối vào: X (số hạng thứ nhất), Y (số hạng thứ 2), C_IN (nhớ lối vào) và 2 lối ra: S (kết quả phép cộng) và C_OUT (nhớ lối ra) Nhớ lối ra của module thứ nhất được nối tới nhớ lối vào của module thứ 2
- Mỗi module thực hiện phép cộng X+Y+C_in cho kết quả S và nhớ lối ra C_out
- Mạch có thể thực hiện cộng 2 bit: Module trên dùng để cộng logic bit thứ nhất, module dưới dùng để cộng logic bit thứ 2
- Biểu thức tổng đại số logic:
S1=X1⊕Y1⊕C i 1
C o 1=X1Y1+X1C i 1+Y1C i1
Bảng kết quả mô phỏng:
Bảng D4-1a: Bộ cộng 1 bit
LỐIVÀO (Input) LỐI RA (output)
Trang 11Ci1 X1 Y1 S1 “+” Co1
Bảng D4-1b: Bộ cộng 2 bit
LỐI VÀO - INPUT LỐI RA - OUTPUT
DS4
Ci1
LS3
X2
LS4 Y2
LS8 X1
LS7 Y1
Co1 S1 S2 Co2
2 Mạch D4-2: Bộ trừ sử dụng cổng logic
Trang 12Phân tích mạch:
- Bộ trừ logic D4-2 gồm 3 lối vào: X_1 (số bị trừ), Y_1 (số trừ), B_in_1 (số nhớ lối vào) thực hiện phép trừ X_1 – Y_1 – B_in_1 cho kết quả là hiệu D
và số nhớ lối ra B_out
- Bộ trừ thực hiện được nhờ sự kết hợp của các cổng logic cơ bản AND, NOT, NOX, XOR
- Biểu thức logic:
B out=X Y + X B¿+Y B¿ D= X ⊕Y ⊕ B¿
Bảng kết quả mô phỏng:
Bảng D4-2: Bộ trừ sử dụng cổng logic
Lối vào - INPUT Lối ra - OUTPUT
DS4
Bin 1
LS1 X1
LS2 Y1
Hiệu D
Số nhớ “+”
Bout
Trang 133 Bộ cộng và trừ loại vi mạch
Phân tích mạch:
- Vi mạch IC 74LS83 có 16 chân gồm:
+ 1 chân nguồn nuôi, 1 chân nối đất;
+ 1 chân chọn phép tính thực hiện C0;
Trang 14+ 8 chân tín hiệu lối vào (4 chân A4, A3, A2, A1 là 4 bit số hạng thứ nhất; B4, B3, B2, B1 là 4 bit số hạng thứ 2);
+ 4 chân lối ra;
+ 1 chân nhớ (tràn) C4
- Khi C0 = 0, mạch thực hiện cộng nhị phân A+B cho kết quả D và nhớ C4 (C4 hoạt động ở mức cao, có nhớ khi C4=1)
- Khi C0 = 1, mạch thực hiện trừ nhị phân A-B cho kết quả D và nhớ C4 (C4 hoạt động ở mức thấp, có nhớ khi C4=0)
Bảng kết quả mô phỏng:
Bảng D4-3a: Phép cộng nhị phân
Lối vào - INPUT Lối ra - OUTPUT
Cin A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 C4 D4 D3 D2 D1 Số thập
phân A+B=D
Bảng D4-3b: Phép trừ nhị phân
Lối vào - INPUT Lối ra - OUTPUT
Cin A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 C4 D4 D3 D2 D1 Số thập
phân A+B=D
Câu 16: D7-4
Vẽ, mô phỏng, phân tích sơ đồ bộ đếm thuận nghịch 7 bit mã BCD: D7-4.
Trang 15a, Linh kiện điện tử
- Xung CLOCK: xung đầu vào
- Các công tắc Logic: tùy ý điều chỉnh các giá trị nhị phân 0 1 dùng cho nhiều chúc năng khác nhau
- IC 74LS27: là cổng NOR
b, Nguyên tắc hoạt động
Các công tắc Logic từ SW4 đến SW11 dùng để nạp mã nhị phân từ các lối vào song song cho bộ đếm Chúng ta thu được giá trị thập phân được hiển thị trên LED
Ví dụ: TS1= 4(0100), TS2= 5(0101)
Công tắc SW2 nối với chân PL để nạp mã từ các lối vào song song cho bộ đếm Công tắc DS1 nối MR để xóa nội dung bộ đếm
Xung CLOCK lối vào nối vào chân UP để nạp xung cho IC U1 Công tắc SW1 dùng để làm công tắc tắt bật cho hệ thống
Ta ghép 2 tầng đếm lại với nhau Sau đó cấp xung CLOCK cho tầng U1 để đếm hàng đơn vị Sau đó nối đầu ra của tầng này với đầu vào của tầng U2 để đếm hàng chục Mỗi khi tầng đơn vị đếm từ 0 đến 9 thì sẽ cấp xung cho đầu vào tầng chục đếm thêm 1 đơn vị
Bộ đếm thuận
Khi ta đóng khóa K ở chân UP và CARRY thì IC74192 sẽ đếm lên 1 đơn vị theo mã nhị phân
- Kết quả mô phỏng:
Trang 16Bộ đếm nghịch
Khi ta đóng khóa K ở chân DOWN và BORROW thì IC74192 sẽ trừ từ 99 xuống 1 đơn vị theo mã nhị phân
- Kết quả mô phỏng:
Trang 17Hệ thống sẽ đếm từ 99 đến 0 và dừng lại Ở trường hợp này chúng ta phải đặt trước giá trị như đồng hồ đếm ngược và hệ thống sẽ đếm xuống 1 đơn vị cho tới khi về 0