BTL Nghiên cứu vi mạch 74LS373

MENU A:Vi mạch 74LS373 2 1:Giới thiệu: 2 2:Chức năng: 3 3:Đặc điểm: 5 4.Cấu tạo: 6 5:Hoạt động: 7 B.Mạch giải mã địa chỉ 9 1.Giới thiệu 9 2. Chức năng 10 3. Phân loại 11 4. Hoạt động: 11 5. Thiết kế: 11 Khái quát nội dung: Vi mạch 74LS373 Mạch giải mã địa chỉ Khái quát vi mạch Giới thiệu Chức năng Chức năng Đặc điểm Phân loại Cấu tạo Hoạt động Hoạt động Thiết kế A:Vi mạch 74LS373 1:Giới thiệu: Sơ đồ chân vi mạch 74LS373 Vi mạch 74LS373 là loại vi mạch chốt truyền qua 8 bit cùng đệm 3 trạng thái.Thường được dùng để tách và chốt địa chỉ,phân kenh,đệm BUS cho CPU. 2:Chức năng: • Nhằm mục đích giảm số chân của vi mạch CPU =>dồn kênh tín hiệu trên cùng một chân =>74LS373 sẽ tách và tái tạo lại tín hiệu gốc cho các BUS độc lập (Bus địa chỉ và bus dữ liệu).

Đề Tài:

Nghiên cứu vi mạch 74LS373

A:Vi mạch 74LS373 2

1:Giới thiệu: 2

2:Chức năng: 3

3:Đặc điểm: 5

4.Cấu tạo: 6

5:Hoạt động: 7

B.Mạch giải mã địa chỉ 9

1.Giới thiệu 9

2 Chức năng 10

3 Phân loại 11

4 Hoạt động: 11

5 Thiết kế: 11

Khái quát nội dung:

A:Vi m ch 74LS373 ạ

1:Gi i thi u: ớ ệ

Sơ đồ chân vi mạch 74LS373

Vi mạch 74LS373 là loại vi mạch chốt truyền qua 8 bit cùng đệm 3 trạng thái.Thường được dùng để tách và chốt địa chỉ,phân kenh,đệm BUS cho CPU

2:Ch c năng: ứ

• Nhằm mục đích giảm số chân của vi mạch CPU =>dồn kênh tín hiệu trên cùng

một chân =>74LS373 sẽ tách và tái tạo lại tín hiệu gốc cho các BUS độc lập (Bus

địa chỉ và bus dữ liệu)

Chức năng

Tách và chốt địa chỉ

Phân kênh

và đệm BUS cho CPU

Làm

cổng

I/O

• Tác dụng phân kênh và đệm BUS:

 Các Bus địa chỉ và dữ liệu dùng chung

 Nâng cao khả năng tải của Bus

• 74LS373 là 1 trong các chip MSI thường dùng làm cổng I/O

• Khi số lượng cổng ít và cố định.Cách mắc mạch sẽ quyết định cho chip làm cổng

ra hay cổng vào và địa chỉ của nó

Hoạt động của IC 74LS373 trong CPU 8088

 74LS373 là 1 trong các chip MSI thường dùng làm cổng I/O

 Khi số lượng cổng ít và cố định Cách mắc mạch sẽ quyết định cho chip làm cổng ra hay cổng vào và địa chỉ của nó

Sử dụng IC 74LS373 làm cổng ra.

3:Đ c đi m: ặ ể

• Vi mạch 74LS373 là loại vi mạch chốt truyền qua 8 bít cùng đệm 3 trạng

thái.Đệm và chốt được điều khiển độc lập bằng các đầu vào điều khiển khác nhau là:

- OC(Output Control):điều khiển cổng đệm

- LE(Latch Enable):điều khiển mở chốt

 /OC(Output Control):điều khiển cổng đệm

 LE(Latch Enable):điều khiển mở chốt

• Mức trễ: 19ns

• Dòng cung cấp: 24mA

Bảng chân lý của IC 74LS373

Kích hoạt và đọc

Chốt và đọc thanh

ghi

Chốt và không cho

ra

Giá trị tuyệt đối Phạm vi hoạt động trong nhiệt độ không khí

DM74LS

-55 độ C tới +125 độ C

0 độ tới +70 độ C

Nhiệt độ lưu trữ -65 độ C -150 độ C

Điều kiện vận hành khuyến nghị 74LS373.

tW Pulse Width

Note 1: The symbol ( ↓ ) indicates the falling edge of the clock pulse is used for

reference

Note 2: TA = 25◦C and Vcc = 5V

4.C u t o: ấ ạ

Sơ đồ cấu tạo IC 74LS373

• Vi mạch vao gồm các vi mạch chốt và các vi mạch cổng 3 trạng thái

• Vi mạch này thường được dùng để chốt địa chỉ trong máy PC/XT và chốt dữ liệu trong các ứng dụng ghép nối máy tính

• Có 2 đường tín hiệu điều khiển là /OE và LE

Kích thước vật lý

5:Ho t đ ng: ạ ộ

• Để phân kênh cho bộ vi xử lí 8088 người ta dùng hai vi mạch chốt 74LS373,một chốt phân kênh và cho các tín hiệu AD7-AD0,một chốt phân kênh cho các tín hiệu A19.S6-A16/S23.Sơ đồ ghép nối như sau:

• Muốn nâng cao khả năng tải của các bus để đảm nhận việc nuôi các mạch bên ngoài,các tín hiệu vào ra CPU phải được khuyếch đại thông qua các mạch đệm một chiều hoặc hai chiều với các đầu ra thường hoặc đầu ra ba trạng thái

• Đệm bus cho 8088:Các chốt 74LS373 cũng đóng vai trò bộ đệm bus cho các bus được phân kênh

Đệm bus cho vi xử lý 8088

B.M ch gi i mã đ a ch ạ ả ị ỉ

1.Gi i thi u ớ ệ

 Mục đích của giải mã địa chỉ là để xác định được ô nhớ hay thiết bị ngoại vi

mà CPU cần làm việc

 Khối giải mã địa chỉ có nhiều đầu vào chân địa chỉ có thể kết hợp một số tín hiệu điều khiển và có một hoặc nhiều đầu ra giải mã địa chỉ

 Tín hiệu đầu ra của bộ giải mã địa chỉ có thể là mức thấp (LOW) hoặc mức cao (HIGH)

2 Ch c năng ứ

 Chức năng đầu tiên của bộ giải mã là tạo ra tín hiệu kích hoạt RAM, ROM hay các cổng giao tiếp cần thiết cho hoạt động tại một thời điểm của hệ thống

 Giải mã địa chỉ có chức năng đảm bảo rằng tại một thời điểm chỉ một thiết bị được cho phép trao đổi dữ liệu thống qua BUS dữ liệu

 Trường hợp 1: khi cần xác định tầm địa chỉ hoạt động của một bộ nhớ hoắc ngoại vi => cần có mạch giải mã địa chỉ:

Giải mã

Không dùng giải mã địa chỉ Sử dụng giải mã địa chỉ

 Trường hợp 2:Khi bộ nhớ (ROM hoặc RAM) hoặc ngoại vi có dung lượng lớn được kết hợp từ nhiều bộ nhớ hoặc ngoại vi có dung lượng nhỏ lại với nhau => cần có mạch giải mã địa chỉ để nhằm xác định chính xác địa chỉ của từng bộ nhớ hoặc của từng ngoại vi trên toàn bộ không gian nhớ:

Không dùng giải mã địa chỉ Sử dụng giải mã địa chỉ

3 Phân lo i ạ

 Dựa vào thành phần mạch giải mã:

- Sử dụng mạch Logic cơ bản (AND, NAND, OR, NOR và biến tần)

4 KB 000h-FFFh

2 KB 800h -FFFh

Giải mã địa chỉ 2KB 000h – FFFh

- Sử dụng mạch giải mã có sẵn (mạch giải mã ROM, 74-139 mạch giải

mã vào 2 ra 4, 74-138 mạch giải mã vào 3 ra 8…)

- Sử dụng các mảng Logic lập trình (GAL,PAL)

 Dựa vào quy mô (số lượng bit địa chỉ được dùng) của mạch giải mã:

- Giải mã toàn phần (Full address decoding): mỗi ngoại vi được gán cho một địa chỉ duy nhất Tất cả các bit địa chỉ được dùng để định nghĩa vị trí được tham chiếu

- Giải mã một phần (Partial address decoding): không phải tất cả các bit được dùng cho việc giải mã địa chỉ Các ngoại vi có thể đáp ứng cho trên 1 địa chỉ Phương pháp làm giảm độ phức tạp trong mạch giải mã địa chỉ Thông thường các hệ thống nhỏ sử dụng giải mã một phần

4 Ho t đ ng: ạ ộ

 Nguyên tắc của bộ giải mã địa chỉ:

- Tín hiệu điều khiển: IO/M dùng để phân biệt đối tượng mà CPU chọn làm việc là bộ nhớ hay thiết bị vào ra

- Tín hiệu địa chỉ là các bit địa chỉ có quan hệ nhất định đến việc chọn vỏ

ở đầu ra

- Thông thường khi thiết kế mạch giải mã người ta thường tính dôi ra để

dự phòng, sao cho sau này có thể tăng thêm dung lượng bộ nhớ

 Giải mã địa chỉ bằng các mạch Logic:

- Ví dụ mạch giải mã đơn giản cho EPROM 2761-1 dung lượng 2Kx8 có địa chỉ nằm trong khoảng FF800h-FFFFFh

- Số chân địa chỉ trong CPU 8088 là 20 chân đánh số từ A0 đến A19 Trong mạch giải mã này, EPROM dung lượng 2KB => sử dụng 11 bit địa chỉ thấp từ A0 đến A10 để chọn từ nhớ trong EPROM Các bit cao còn lại A11 đến A19 kết hợp với xung IO/M (đã được đảo) để tạo xung chọn vỏ cho 2KB đặt tại vùng nhớ cao nhất của CPU8088

5 Thi t k : ế ế

 Mạch giải mã địa chỉ:

- Dùng cổng logic (AND,OR,NOT,…)

- Dùng mạch giải mã (74LS138, 74LS1154, )

 Quy trình thiết kế:

- Bước 1: Xác định số lượng vi mạch nhớ cần thiết để có được dung lượng bộ nhớ như yêu cầu

- Bước 2: Xác định số đường địa chỉ cần thiết cho từng vi mạch nhớ

- Bước 3: Lập bản đồ nhớ để xác định chính xác (tầm địa chỉ) của từng vi mạch nhớ trong toàn bộ không gian nhớ

- Bước 4: Chọn lựa phương án thiết kế mạch giải mã địa chỉ (dùng cổng logic hay dùng mạch giải mã)

- Bước 5: Thiết kế mạch giải mã theo phương án đã chọn Lập bảng trạng thái của mạch giải mã

 Nếu dùng cổng logic: Dùng bìa karnaugh để đơn giản hóa trạng thái các ngõ ra => hàm số Boolean của các ngõ ra mạch giải mã địa chỉ

 Nếu dùng vi mạch giải mã: So sánh trạng thái bằng vi mạch giải mã với bảng trạng thái của mạch giải mã => thiết kế mạch

- Bước 6: Kết nối mạch giải mã vào hệ thống