BÁO cáo THỰC NGHIỆM môn THỰC tập điện tử số bài 4 các sơ đồ LOGIC cơ bản (2) các sơ đồ LOGIC TOÁN học

1.Bộ cộng sử dụng cổng logicNhiệm vụ: Tìm hiểu cấu trúc bộ cộng các đại lượng logic và làm quen với đại số logic..  Lối ra Output: Nối với LED của bộ chỉ thị logic LOGIC INDICATORS của

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



BÁO CÁO THỰC NGHIỆM

MÔN : THỰC TẬP ĐIỆN TỬ SỐ

Nhóm: Nguyễn Minh Tuấn và Lương Hồng Minh

Họ và tên : Nguyễn Minh Tuấn

MSV : 20021595

BÀI 4 CÁC SƠ ĐỒ LOGIC CƠ BẢN (2) CÁC SƠ ĐỒ LOGIC TOÁN HỌC

1.Bộ cộng sử dụng cổng logic

Nhiệm vụ:

Tìm hiểu cấu trúc bộ cộng các đại lượng logic và làm quen với đại số logic

Các bước thực hiện:

1.1 Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D4-1

1.2 Bộ cộng 1 bit:

Hình D4-1:

Sơ đồ thực hiện thuật toán : S1 = X1 + Y1 + Ci (= 0)

Cout = số nhớ (+) xuất hiện sau phép toán

1.2.1 Nối mạch của sơ đồ D4-1 (sử dụng phần trên IC1 - IC3) với các mạch của DTLAB-201N như sau:

 Lối vào (Input): nối với bộ công tắc DATA SWITCHES của DTLAB-201N

- Nối lối vào X1 với công tắc logic LS8

- Nối lối vào Y1 với công tắc logic LS7

- Nối lối vào Ci1 với chốt TTL/ công tắc DS4

 Lối ra (Output): Nối với LED của bộ chỉ thị logic (LOGIC INDICATORS) của DTLAB-201N - Nối lối

ra S1 với LED14

- Nối lối ra Cout1 với LED12

Bảng mạch Proteus :

1.2.2 Đặt các công tắc logic LS7- LS8 và DS1 tương ứng với các trạng thái ghi trong bảng D4-1

Theo dõi trạng thái đèn LED chỉ thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức ra là cao (1), đèn LED tắt - là mức thấp (0)

Ghi kết quả vào bảng D4-1

Bảng D4-1:

LỐI VÀO (Input) LỐI RA (Output) DS4

Ci1

LS8 X1

LS7 Y1

Tổng S1

Số nhớ “+”

Co1

1.2.3 Trên cơ sở kết quả đo, viết biểu thức tổng đại số logic đơn giản:

S=0+0= 0 Co = 0 S=0+1= 1 Co = 0 S=1+0= 1 Co = 0 S=1+1= 0 Co = 1

Từ các giá trị thu được, tính phép cộng:

10 1

3 Bộ cộng 2 bit thực hiện phép cộng:

3.1 Giữ nguyên sơ đồ nối mạch cho IC1-IC3 Nối mạch của phần dưới (IC4-IC6) sơ đồ hình D4-1 với DTLAB-201N để tạo bộ cộng 2 bit có nhớ:

 Lối vào (Input): nối với bộ công tắc DATA & SWITCHES của DTLAB-201N

- Nối lối vào X2 với công tắc logic LS3

- Nối lối vào Y2 với công tắc logic LS4

- Nối Ci2 với Cout1

 Lối ra (Output): Nối với LED của bộ chỉ thị logic (LOGIC INDICATORS) của DTLAB-201N - Nối lối

ra S2 với LED15

- Nối lối ra Co2 với LED13

Mạch Proteus :

3.2 Đặt các công tắc logic LS7-8, 3-4 tương ứng với các trạng thái ghi trong bảng D4-2.

Theo dõi trạng thái đèn LED chỉ thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức ra là cao (1), Đèn LED tắt mức ra là thấp (0)

Ghi kết quả vào bảng D4-2

Bảng D4-2:

LỐI VÀO (OUTPUT) LỐI RA (INPUT) DS4

Ci1

LS3 X2

LS4 Y2

LS8 X1

LS7 Y1

Co1 S1 S2 Co2

2 Bộ trừ sử dụng cổng logic

Nhiệm vụ:

Tìm hiểu cấu trúc bộ trừ các đại lượng logic và làm quen với đại số logic

Các bước thực hiện:

1 Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D4-2.

2 Bộ trừ 1 bit: Hình D4-2

2.1 Nối mạch của sơ đồ D4-2 (sử dụng phần trên IC1 - IC3) với các mạch của DTLAB-201N như sau:

 Lối vào (Input): nối với bộ công tắc DATA SWITCHES của DTLAB-201N

- Nối lối vào X1 với công tắc logic LS1

- Nối lối vào Y1 với công tắc logic LS2

- Nối lối vào BIN với chốt TTL/ công tắc DS4

 Lối ra (Output): Nối với LED của bộ chỉ thị logic (LOGIC INDICATORS) của DTLAB-201N - Nối lối

ra D với LED0

- Nối lối ra Bo với LED1

Mạch Proteus :

2.2 Đặt các công tắc logic LS1- LS2 tương ứng với các trạng thái ghi trong bảng D4-3

Theo dõi trạng thái đèn LED chỉ thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức ra là cao (1), đèn LED tắt - là mức thấp (0)

Ghi kết quả vào bảng D4-3

Bảng D4-3:

LỐI VÀO (INPUT) LỐI RA (OUTPUT) DS4

Bin 1

LS1 X1

LS2 Y1

Hiệu D

Số nhớ “+” Bout

2.3 Viết các biểu thức trừ đại số đơn giản:

D = 0 – 0 = 0 Bo = 0

D = 0 – 1 = 1 Bo = 1

D = 1 – 0 = 1 Bo = 0

D = 1 – 1 = 0 Bo = 0

Từ các giá trị thu được, tính phép trừ:

01

2.4 So sánh sơ đồ nguyên lý hình D4-2 với D4-1, bộ trừ thực chất là bộ cộng X1 với giá trị

mã bù của Y1 (biến đổi giá trị của Y1: 0  1 và ngược lại 1  0 rồi cộng thêm 1).

- Lối vào DS4 đóng vai trò là bit nhớ trước khi thực hiện phép toán logic của phần mạch phía trên, DS4 ở

vị trí 0 thì không có dư ban đầu DS4 ở vị trí 1 thì có dư là 1 Lối ra S1 và Co1 sẽ là kết quả của các phép toán logic Mạch sẽ thực hiện phép toán logic giữa vị trí của 2 lối vào LS7, LS8 và bit nhớ ban đầu có ở cổng DS4.Nếu kết quả là 0 thì lối ra S1 là thấp – đèn tắt, kết quả là 1 thì lối ra S1 là cao – đèn sáng Kết quả sau khi thực hiện xog phép toán logic này mà có dư thì lối ra Co1 sẽ cao – đèn sáng, còn nếu không

dư thì đèn tắt Lối ra Co1 sẽ nối với lối vào Ci2 của phần mạch dưới Mạch sẽ chạy và thực hiện phép toàn logic với 2 bit lối vào từ LS3, LS4 cộng với bit dư sau khi thực hiện ở phần mạch trên Kết quả thu được sẽ phản ánh thông qua các đèn LED chỉ thị Kết quả là 1 thì đèn 15 sáng, là 0 thì đèn tắt Còn nếu phép toán có dư 1 thì đèn 13 sáng, ngược lại nếu phép toán không dư thì đèn sẽ không sáng

Hãy làm thử phép tính trừ nêu trên theo nguyên tắc này và so sánh kết quả thu được với giá trị

đã tính.

Thực tế, bộ trừ là bộ cộng X1 với giá trị bù 2 của Y1 Ta có ví dụ phép trừ 1 1 – 1 0 Theo kết quả thu được ở trên, kết quả của phép trừ logic này là 0 1 với số dư 0

Tính theo cách bù 1:

1 1 + số bù 2 của 1 0

Số bù 1 của 1 0: 0 1

Số bù 2 của 1 0: 0 1 + 1 = 1 0 Phép tính tương đương với: 1 1 + 1 0 = 0 1 dư 1 = 0 1 + 1 = 1 0

3.Bộ cộng và trừ loại vi mạch

Tìm hiểu cấu trúc bộ lấy tổng đại số logic sử dụng vi mạch chuyên dụng

Các bước thực hiện:

1 Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D4-3.

2.Nối mạch của sơ đồ D4-3 với các mạch của DTLAB-201N như sau:

 Lối vào (Input): nối với bộ công tắc DATA SWITCHES của DTLAB-201N

- Nối lối vào A0 với công tắc logic LS1

- Nối lối vào A1 với công tắc logic LS2

- Nối lối vào A2 với công tắc logic LS3

- Nối lối vào A3 với công tắc logic LS4

- Nối lối vào B0 với công tắc logic LS5

- Nối lối vào B1 với công tắc logic LS6

- Nối lối vào B2 với công tắc logic LS7

- Nối lối vào B3 với công tắc logic LS8

- Nối lối vào Cin với công tắc logic DS4

 Lối ra (Output): Nối với LED của bộ chỉ thị logic (LOGIC INDICATORS) của DTLAB-201N - Nối lối

ra S0 với LED0

- Nối lối ra S1 với LED1

- Nối lối ra S2 với LED2

- Nối lối ra S3 với LED3

- Nối lối ra C4 với LED6

Mạch Proteus :

3 Phép cộng 4 bit: Đặt các công tắc logic LS1  LS8 và DS4 tương ứng với các trạng thái ghi trong bảng D4-4

Theo dõi trạng thái đèn LED chỉ thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức ra là cao (1), đèn LED tắt – mức ra là thấp (0)

Ghi kết quả vào bảng D4-4.

Bảng D4-4:

LỐI VÀO (Input) LỐI RA (Output) DS4

Cin

LS4

A3

LS3 A2

LS2 A1

LS1 A0

LS8 B3

LS7 B2

LS6 B1

LS5 B0

C4 S3 S2 S1 S0 Số thập phân

A+B = S

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 10+10 = 20

0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 10+3 = 13

0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 15+6 = 21

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 15+15 = 30

2.Phép trừ 4 bit: Đặt các công tắc logic LS1  LS8 và DS4 tương ứng với các trạng thái ghi trong bảng D4-5

Theo dõi trạng thái đèn LED chỉ thị Đèn LED sáng, chứng tỏ mức ra là cao (1), đèn LED tắt – mức ra là thấp (0) Ghi kết quả vào bảng D4-5

Bảng D4-5:

LỐI VÀO (INPUT) LỐI RA (OUTPUT) DS4

Cin

LS4 LS3 LS2 LS1

A3 A2 A1 A0

LS8 LS7 LS6 LS5 B3 B2 B1 B0 B4

D3 D2 D1 D0 Số thập phân

A – B = D

1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 10 – 10 = 0

1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 10 – 3 = 7

1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 15 – 6 = 9

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 15 – 15 = 0

1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 5 – 10 = -5

So sánh kết quả thí nghiệm với tính toán theo cơ số 2 và cơ số 10.

Kết quả của các phép toán logic của thí nghiệm hoàn toàn chính xác khi tính toán các phép tính theo cơ số

2 và cơ số 10