Thiết kế mạch cộng 2 số 4 bit-- Bài tập lớn xung số FULL tất cả trong trang cá nhân ( đồ án cơ điện tử, thiết kế hệ thống cơ điện tử,..)

KỸ THUẬT XUNG SỐ GVHD ThS NGUYỄN THỊ THU HÀ BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XUNG SỐ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠCH CỘNG HAI SỐ NHỊ PHÂN 4 BIT VÀ HIỂN THỊ LÊN LED 7 THANH Giáo viên hướng dẫn ThS Nguyễn Thị Thu Hà Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Nguyên 2018600954 Phạm Quang Nghĩa 2018600753 Nguyễn Ngọc Thành 2018600328 Hà Nội – 2021 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, chúng em xin được gửi lời cảm ơn trân trọng và sâu sắc nhất cô Nguyễn Thị Thu Hà – người đã hết sức tạo đi.

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XUNG SỐ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH CỘNG HAI SỐ NHỊ PHÂN 4 BIT

VÀ HIỂN THỊ LÊN LED 7 THANH

Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Thu Hà

Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nguyên 2018600954

Phạm Quang Nghĩa 2018600753 Nguyễn Ngọc Thành 2018600328

Hà Nội – 2021

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, chúng em xin được gửi lời cảm ơn trân trọng và sâu sắc nhất côNguyễn Thị Thu Hà – người đã hết sức tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn, động viênchúng em trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện đồ án môn học này

Chúng em xin trân trọng cảm ơn đến tất cả các quý thầy cô khoa Cơ Khí trườngĐại Học Công Nghiệp hà Nội, những người đã trang bị cho chúng em những kiến thức

cơ bản, cũng như đã nhiệt tình quân tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để chúng

em được học tập, nghiên cứu hoàn thành đồ án Kỹ thuật xung số này

Chúng em xin cám ơn

Trân trọng!

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Sinh viên thực hiện

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số đã trở nên quên thuộc với nhiều người, bởi vì

sự phát triển của nghành kỹ thuật số đã có ảnh hưởng rất lớn đến nghành kinh tế toàncầu Có người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “nền kinh tế

kỹ thuật số”, “số hóa” đã gần như vượt khỏi ranh giới của một thuật ngữ kỹ thuật Nhờ

có ưu điểm của xử lý số như độ tin cậy trong truyền dẫn, tính đa thích nghi và kinh tếcủa nhiều phần mềm khác nhau, tính tiện lợi trong điều khiển và khai thác mạng Sốhóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều linh vực kỹ thuật và kinh tế khácnhau Không chỉ trong lĩnh vực thông tin liên lạc và tin học

Ngày nay, kỹ thuật số đã và đang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử,Điều khiển tự động, Phát thanh truyền hình, Y tế, Nông nghiệp và ngay cả trong cácdụng cụ sinh hoạt gia đình Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, việcứng dụng các linh kiện bán dẫn đã phần vào giảm bớt giá thành sản phẩm làm bằngcác linh kiện rời Ứng dụng môn kỹ thuật điện tử, kỹ thuật xung số ngày càng nhiều

Nó thâm nhập nhanh chóng vào các lĩnh vực điện tử thông dụng và chuyên nghiệp.Nhận thấy sự phát triển và rất nhiều ứng dụng của kỹ thuật số hay kỹ thuật điện tửtrong tương lai vì vậy nhóm chúng em xin phép chọn đề tài: “Thiết kế mạch cộng hai

số nhị phân 4 Bit và hiển thị kết quả trên LED 7 thanh”

Trang 4

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG 1

1 Giới thiệu chung 1

1.1 Phân loại mạch cộng 1

1.2 Phương pháp cộng 2

2 Ứng dụng thực tế 4

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG 5

1 Tính toán hệ thống 5

1.1 Bảng trạng thái: 5

1.2 Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào B4 6

1.5 Bảng trạng thái mã hóa hàng chục: 8

1.6 Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào X1 8

1.7 Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào X2 9

2 Mô phỏng và thiết kế 10

2.1 Mô phỏng trên proteus 10

2.2 Vẽ mạch in 10

CHƯƠNG 3 CHẾ TẠO, LẮP RÁP, THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH .11 1 Chọn linh kiện 11

1.1 IC 74LS247 – IC giải mã led 7 thanh 11

1.2 IC 7483 12

1.3 Cổng and – IC 7408 12

1.4 Cổng OR – IC 7432 13

1.5 Cổng NOT – IC 7404 14

2 Một số linh kiện khác 14

14

3 Chế tạo các bộ phận điện tử và lắp ghép 15

Trang 5

3.1 Làm mạch và lắp linh kiện 15 3.2 Chạy thử mạch 16

Tổng kết 18

Trang 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Sơ đồ mạch bán cộng 1

Hình 2: Sơ đồ mạch cộng toàn phần 2

Hình 3: Sơ đồ khối mạch cộng 4 bit 3

Hình 4: Sơ đồ khối chip cộng 4 bit 4008 đựa trên phép cộng bán song song 3

Hình 5: Mô phỏng trên proteus 10

Hình 6: Mô Phỏng đi dây mạch 10

Hình 7: Sơ đồ nguyên lí Ic 74LS247 11

Hình 8: IC 74LS247 11

Hình 9: Sơ đồ nguyên lí IC 7483 12

Hình 10: IC 7483 12

Hình 12: IC 7408 13

Hình 14: IC7432 13

Hình 16: IC 7404 14

Hình 17: Led 7 thanh 14

Hình 18: Nút nhấn 14

Hình 19: Điện trở 15

Hình 20: Dimono 2p 15

Hình 21: In mạch 15

Hình 22: Gắn linh kiện lên mạch 16

Hình 23: Kiểm tra mạch 0 + 15 = 15 16

Hình 24: Kiểm tra mạch 1+15=16 16

Trang 7

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 1: Bảng chân trị mạch cộng 1

Bảng 2: Bảng chân trị mạch cộng toàn phần 2

Bảng 3: Bảng trạng thái 5

Bảng 4: Bảng Karnaugh cho ngõ vào B4 6

Bảng 8: Bảng trạng thái mã hóa hàng chục 8

Bảng 9: Bảng Karnaugh cho ngõ vào X1 8

Bảng 10: Bảng Karnaugh cho ngõ vào X2 9

Trang 8

KỸ THUẬT XUNG SỐ GVHD: ThS NGUYỄN THỊ THU HÀ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG

1 Giới thiệu chung

Trong lĩnh vực điện tử, mạch cộng là một mạch điện tử thực hiện việc cộng số.

Trong máy tính hiện đại phép cộng nằm bên trọng đơn vị xử lý số luận lý (ALU) Mặc

dù các mạch cộng có thể được tạo ra cho nhiều hệ đếm, loại mạch cộng thường dùngnhất hoạt động trên hệ nhị phân

CHƯƠNG 2 Phân loại mạch cộng

Mạch cộng được chia ra làm 2 loại chính: mạch cộng bán phần và mạch cộngtoàn phần

Trang 9

 Mạch cộng toàn phần

Một mạch cộng toàn phần là mạch cho phép thực hiện cộng 3 bit nhị

phân A, B và C in (số dư của phép tính trước) và xuất ra 2 số, tổng S và số dư C out.

Trang 10

 Đầu tiên tính 2 bit đầu tiên thông qua mạch cộng toàn phần, lấy của phéptính này áp dụng vào của phép tính sau cho tới hết Mặc dù đơn giản và

dễ thiết kế nhưng sẽ lâu vì phép tính này phải chờ của phép tính trước

Sơ đồ khối mạch cộng 4 bit:

Hình 3: Sơ đồ khối mạch cộng 4 bit

2 Phép cộng bán song song:

 Để giảm thời gian tính toán, kĩ sư nghĩ ra cách nhanh hơn để cộng hai sốlại với nhau sử dụng carry lookahead adder Nó làm việc bằng cách tạothêm 2 tín hiệu P và G cho mỗi vị trí bit, dựa trên khi nào carry truyềnqua từ vị trí thấp hơn Trong mọi trường hợp, P là phép bán cộng của đầuvào và G là carry của phép tổng

 Sơ đồ khối chip cộng 4 bit 4008 dựa trên phép cộng bán song song:

Hình 4: Sơ đồ khối chip cộng 4 bit 4008 đựa trên phép cộng bán song song

3

Trang 11

1 Ứng dụng thực tế

Trong nhiều máy tính và các loại vi xử lý, bộ cộng không chỉ được sử dụngtrong đơn vị logic số học, mà còn được sử dụng trong những phần khác của vi xử li,chúng được sử dụng để tính toán các địa chỉ, chỉ số bảng, toán tử tăng và giảm, và cáctoán tử tương đương

4

Trang 12

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG

Trang 13

CHƯƠNG 6 Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào B4

S3S2S1

C4S4 000 001 011 010 110 111 101 100 00

Trang 14

CHƯƠNG 8 Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào B1

Trang 15

CHƯƠNG 9 Bảng trạng thái mã hóa hàng chục:

8

Trang 16

Trang 17

1 Mô phỏng và thiết kế

CHƯƠNG 12 Mô phỏng trên proteus

Hình 5: Mô phỏng trên proteus

CHƯƠNG 13 Vẽ mạch in

10

Trang 18

Hình 6: Mô Phỏng đi dây mạch

CHƯƠNG 14 CHẾ TẠO, LẮP RÁP, THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU

Trang 19

Hình 8: IC 74LS247

12

Trang 20

Trang 21

Trang 22

Trang 23

Trang 24

Hình 22: Gắn linh kiện lên mạch

CHƯƠNG 21 Chạy thử mạch

Hình 23: Kiểm tra mạch 0 + 15 = 15

Hình 24: Kiểm tra mạch 1+15=16

17

Trang 25

18

Trang 26

Tổng kết

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án, nhóm chúng em đã tiếp thuđược thêm nhiều kiến thức, tìm kiếm thêm các nguồn tài liệu để bổ sung thêm kiếnthức để hoàn thành đồ án Nhóm em đã biết cách thiết kế, lựa chọn các linh kiện phùhợp với đề tài Việc hoàn thành tốt đồ án kỹ thuật xung số này là cơ sở để nhóm emthực hiện những đồ án quan trọng sau này như đồ án cơ điện tử và đồ án tốt nghiệp

Tuy rằng hệ thống đã hoạt động tốt theo yêu cầu đặt ra, nhưng không thể tránhkhỏi sai sót trong quá trình vận hành và điều khiển hệ thống Vì vậy, nhóm chúng emrất mong nhận được những góp ý để hoàn thành hệ thống tốt hơn Xin chân thành cảmơn!

19

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	15,05 MB