Chương 5 Mạch Đa Hợp - Mạch Mã Hóa Và Giải Mã N Sang M Đường.pdf

BAØI THÖÏC TAÄP SOÁ 6 Page | 111 Chương 5 Mạch đa hợp, mạch mã hóa và giải mã n sang m đường Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh CHƯƠNG 5 MẠCH ĐA HỢP – MẠCH MÃ HÓA VÀ GIẢI MÃ N SANG M ĐƯỜNG 1 Khảo sát[.]

Trang 1

CHƯƠNG 5

MẠCH ĐA HỢP – MẠCH MÃ HÓA VÀ GIẢI MÃ N SANG M ĐƯỜNG

1 Khảo sát các vi mạch đa hợp 74LS151, mã hóa 74LS148, giải mã 74LS138 và 74LS139

2 Thiết kế các mạch ứng dụng

1 Kiểm tra mục 5.3 xem học viên đã làm chưa? Đánh dấu vào “√/×” vào phiếu đánh

giá tương ướng với từng mục

2 Hỏi nội dung bài mới để kiểm tra học sinh có đọc bài trước hay không? Đánh dấu vào

“√/×” vào phiếu đánh giá của học viên được hỏi

3 Trình bày mục đích bài thực hành, các nội dung trong bài thực hành, hướng dẫn học viên thực hiện trình tự thực hành, ôn tập lại kiến thức về mạch đa hợp, giải đa hợp, mã hóa và giải mã, bảng trạng thái, kí hiệu IC

4 Thường xuyên đi quan sát học viên thực hiện

1 Hãy cho biết bảng trạng thái – phương trình – sơ đồ mạch đa hợp 4 kênh vào

2 Hãy cho biết bảng trạng thái – phương trình – sơ đồ mạch giải đa hợp 4 kênh ra

5.3 NHIỆM VỤ HỌC VIÊN

5.2 NHIỆM VỤ GIẢNG VIÊN

5.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

Trang 2

3 Hãy vẽ sơ đồ khối, bảng trạng thái và sơ đồ mạch mã hóa 4 đường sang 2 đường ngõ vào tích cực mức thấp?

4 Hãy vẽ sơ đồ khối, bảng trạng thái và sơ đồ mạch giải mã 2 đường 4 đường ngõ ra tích cực mức thấp và có thêm 1 tín hiệu E1 cho phép tích mức cao và 1 tín hiệu E2 cho phép tích mức thấp?

Trang 3

 Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông

số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC:

Hình 5-1 Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 74LS151

Bảng 5-1 Bảng trạng thái hoạt động của IC 74LS151

 Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu

Hình 5-2 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra của IC 74LS151

5.4.2 SƠ ĐỒ CHÂN IC 74LS151 TRÊN BOARD MẠCH

5.4.1 KHẢO SÁT DATASHEET CỦA IC 74LS151

5.4 KHẢO SÁT IC 74LS151

Trang 4

 Hình ảnh IC trên board thí nghiệm như hình 5-3

Hình 5-3 Hình ảnh của IC 74LS151 trên board mạch và tên các tín hiệu vào ra

a Kết nối mạch điện như hình 5-4:

Hình 5-4 Mạch kiểm tra hoạt động của IC 74LS151

b Quan sát hoạt động của mạch:

 Cho SW13 = ‘0’ để cho phép đa hợp

 Cho SW12SW11SW10 = CBA = 000 thì mạch sẽ cho phép truyền kênh dữ liệu D0 hay Y= D0: nếu chuyển SW0 = 0 thì LED0 = 0 (LED1tắt), nếu SW0 =

1 thì LED0=1 (LED0 sáng), bất chấp các kênh dữ liệu còn lại

 Cho SW12SW11SW10 = CBA = 001 thì mạch sẽ cho phép truyền kênh dữ liệu D1 hay Y= D1: nếu chuyển SW1 = 0 thì LED0 = 0 (LED0 tắt), nếu SW1 =

1 thì LED0=1 (LED1sáng), bất chấp các kênh dữ liệu còn lại

 Tương tự các kênh còn lại

 IC 4017 có chức năng đếm thập phân đã khảo sát – mức 1 sẽ lần lượt xuất hiện

ở các ngõ ra khi có xung CLK Trạng thái của các ngõ ra được hiển thị trên các led

 Cho SW13 = 0 để cho phép đa hợp

 Cho SW12SW11SW10 = CBA = 000 thì mạch sẽ cho phép truyền kênh dữ liệu Y= D0 = Q0 có nghĩa là nếu Q0 = 0 thì Y = 0 (LED0 tắt), nếu Q0 = 1 thì

5.4.4 MẠCH CHỌN LẦN LƯỢT TỪNG KÊNH ĐIỀU KHIỂN CHỌN BẰNG SWITCH

5.4.3 KIỂM TRA IC 74LS151

Trang 5

 Cho SW12SW11SW10 = CBA = 001 thì mạch sẽ cho phép truyền kênh dữ liệu Y= D1 = Q1 có nghĩa là nếu Q1 = 0 thì Y = 0 (LED0 tắt), nếu Q1 = 1 thì

Y = 1(LED1 sáng) Hay có thể xem LED1 sáng theo trạng thái của LED11 Bất chấp các led còn lại

 Tương tự các kênh còn lại

Hình 5-5 Mạch chọn lần lượt từng kênh bằng switch

Hình 5-6 Mạch chọn lần lượt từng kênh bằng nút nhấn

 Hoạt động của mạch giống như mạch trên chỉ khác là phần chọn kênh ta dùng

IC 74LS93 là đếm nhị phân khi có xung MONO1, giá trị đếm từ 000 đến 111 hiển thị ở 3 LED4, 5, 6 sẽ lần lượt chọn từng kênh từ D0 đến D7

5.4.5 MẠCH CHỌN LẦN LƯỢT TỪNG KÊNH ĐIỀU KHIỂN CHỌN BẰNG CONTACT

Trang 6

 Hãy quan sát các led và cho biết kênh đang chọn rồi điền vào bảng 9-2

Bảng 5-2 Các giá trị ngõ ra của IC 74LS93 và kênh đang chọn

Hình 5-7 Mạch điều khiển độ sáng của đèn bằng PWM

 Khi CBA = 000 thì chọn kênh ngõ vào D0 đưa đến led0 – do nối mass nên led tắt

 Khi CBA = 001 thì chọn kênh ngõ vào D1 đưa đến led0 – led0 sáng 1 phần 8 nên led sáng mờ - cấp độ 1

 Khi CBA = 010 thì chọn kênh ngõ vào D2 đưa đến led0 – led0 sáng 2 phần 8 nên led sáng hơn - cấp độ 2

 Tương tự khi chọn cấp càng cao thì thời gian sáng càng nhiều – cấp càng lớn

 Khi CBA = 111 thì chọn kênh ngõ vào D7 đưa đến led0 – led0 sáng luôn - cấp

độ 7

 Chú ý tần số xung CP1 phải cao thì mới nhìn thấy led sáng theo từng cấp

5.4.6 MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘ SÁNG CỦA ĐÈN PWM BẰNG NÚT NHẤN

Trang 7

Hình 5-8 Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC mã hóa 74LS148

Bảng 5-3 Các trạng thái hoạt động của IC 74LS148

- Chức năng các đường tín hiệu từ thứ ‘0’ đến thứ ‘7’:

- Chức năng các đường tín hiệu A2, A1, A0:

- Đường GS, EO, EI:

- Chân cấp nguồn:

- Mạch mã hóa có ưu tiên hay không?

- Mạch mã hóa mấy đường sang mấy đường:

 Có 1 IC 74LS148 trên bộ thí nghiệm mang số thứ tự là 36, có sơ đồ kết nối với các tên tín hiệu như hình 5-9

5.5.2 SƠ ĐỒ CHÂN IC 74LS148 TRÊN BỘ THÍ NGHIỆM

 Hãy trả lời các câu hỏi sau:

Trang 8

Hình 5-9 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra IC 74LS148

 Sơ đồ bố trí IC trên board thực hành như hình 5-10

Hình 5-10 Hình ảnh của IC 74LS148 trên board mạch và tên các tín hiệu vào

ra

a Hãy kết nối mạch như hình 5-11:

Hình 5-11 Mạch kiểm tra IC mã hóa 74LS148

 Chuyển đổi SW và nhấn lần lượt từng nút nhấn theo các tổ hợp trạng thái

của các ngõ vào, quan sát ngõ ra để kiểm tra lại bảng trạng thái ở trên

 Chú ý nếu bộ thực hành chưa có nút nhấn thì dùng switch

5.5.4 MẠCH TẠO MÃ 3 BIT KHI NHẤN 1 TRONG 8 PHÍM

5.5.3 KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA IC GIẢI MÃ 74LS148

Trang 9

Hình 5-12 Mạch tạo mã 3 bit khi nhấn phím

 Nhấn từng nút nhấn và quan sát các tín hiệu ra

 So sánh 2 mạch 5-11 và 5-12

Hình 5-13 Mạch tạo mã 3 bit khi nhấn phím có lưu

 Nhấn từng nút nhấn và quan sát các tín hiệu ra: khi nhấn BTN nào thì giá trị thập phân sẽ hiển thị trên led 7 đoạn

 Hãy giải thích hoạt động của mạch và so sánh với mạch hình 5-12

a Hãy kết nối mạch như hình 5-14 hoặc hình 5-15:

 Xem chú thích cho 2 hình bên dưới trước khi tiến hành kết nối

 Hình 15-8 thì phải dùng thêm 1 IC 74LS175 gắn vào socket 20 chân mang số thứ tự 58 trên bộ thực hành, tiến hành kết nối tín hiệu và nguồn cấp

 Chú ý: bộ thực hành thế hệ V3 thì có nối GND chân số 10 và VCC cho chân

số

20 IC 74LS175 16 chân nên gắn dịch xuống bên dưới, chỉ có chân GND là nối sẵn, còn chân nguồn Vcc thì phải dùng 1 jumper nối chân nguồn màu vàng với chân 16

 Hình 15-7 thì sử dụng 2 IC 74LS74 có sẵn trên bộ thực hành Khi ráp thực tế bạn nên dùng IC 74LS175 thì gọn hơn

5.5.6 MẠCH TẠO MÃ 3 BIT KHI NHẤN 1 TRONG 8 PHÍM CÓ LƯU TRỮ 2 SỐ VÀ DỊCH 5.5.5 MẠCH TẠO MÃ 3 BIT KHI NHẤN 1 TRONG 8 PHÍM CÓ LƯU TRỮ 1 SỐ

Trang 10

Hình 5-14 Mạch tạo mã 3 bit khi nhấn phím dịch và lưu 2 số dùng 2 IC 74LS74

Hình 5-15 Mạch tạo mã 3 bit khi nhấn phím dịch và lưu 2 số dùng 2 IC 74LS175

 Khi nhấn nút thứ nhất thì giá trị thập phân sẽ hiển thị trên led 7 đoạn thứ nhất, nếu nhấn tiếp nút nhấn thứ 2 thì giá trị của số thứ nhất sẽ dịch sang số

kế và số mới thay vào số thứ nhất

c Hãy giải thích hoạt động của mạch:

Trang 11

 Hãy thiết kế mạch đếm có thể cài đặt giới hạn đếm từ 00 đến 77 bằng cách dùng nút nhấn thay cho các switch của bài trước

 Gợi ý: sử dụng mạch điện hình 5-14, 8 ngõ ra nối đến IC so sánh 74LS688, các phần còn lại giống như mạch trước

 Chú ý: do IC 74LS148 chỉ mã hoá 3 sang 8 nên số lớn nhấn là 7, không có số

8 và 9 IC 74LS147 có thể nhập được 10 số từ 0 đến 9 nhưng IC này không có trên thị trường

Hình 5-16 Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC giải mã 74LS138

Bảng 5-4 Bảng trạng thái hoạt động của 74LS138

 Hãy cho biết chức năng của các tín hiệu sau:

- Mạch này giải mã mấy đường sang mấy đường:

 Có 2 IC 74LS138 trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board như hình 5-17

5.5.7 HÃY THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM

Trang 12

Hình 5-17 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra 2 IC 74LS138

 Sơ đồ bố trí IC trên board thí nghiệm như hình 5-18

Hình 5-18 Hình ảnh của 2 IC 74LS138 trên board mạch và tên các tín hiệu vào ra

Hình 5-19 Mạch kiểm tra IC giải mã 74LS138

 Chuyển đổi các SW theo các tổ hợp trạng thái của các ngõ vào, quan sát

Trang 13

 Hãy quan sát ngõ vào xung CP1 và các ngõ ra Led rồi điền vào bảng trạng thái:

Bảng 5-6 Ghi các trạng thái hoạt động của mạch

Trang 14

 Hãy cho biết Led1 sáng bao nhiêu xung clk…… và tắt bao nhiêu xung clk ……

 Hãy cho biết led1 tắt trong vùng số hex từ bao nhiêu đến bao nhiêu?

 Hãy cho biết led5 tắt trong vùng số hex từ bao nhiêu đến bao nhiêu?

 Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch:

 Từ sơ đồ mạch hình 5-21, sinh viên hãy tự kết nối các ngõ ra Q của IC đếm

4040 với 3 ngõ vào của IC giải mã để mỗi led tắt trong vòng 8 xung CLK:

Hình 5-21 Mạch cho phép 8 xung

 Hãy quan sát ngõ và giải thích hoạt động của mạch

5.6.6 HÃY THIẾT KẾ MẠCH GIẢI MÃ MÀ MỖI LED TẮT TRONG VÒNG 128 XUNG CLK 5.6.5 HÃY THIẾT KẾ MẠCH GIẢI MÃ MÀ MỖI LED TẮT TRONG VÒNG 8 XUNG CLK

Trang 15

 Quan sát 16 ngõ ra theo xung CP1 và cho biết mạch hoạt động giải mã từ 4 đường sang 16 đường đúng hay sai?

 Hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch:

5.6.8 HÃY THIẾT KẾ MẠCH GIẢI MÃ 4 ĐƯỜNG SANG 16 ĐƯỜNG DÙNG 2 IC 74LS138 5.6.7 HÃY THIẾT KẾ MẠCH GIẢI MÃ MÀ MỖI LED TẮT TRONG VÒNG 256 XUNG CLK

Trang 16

Hình 5-24 Mạch giải mã 4 đường sang 16 đường sử dụng 2 IC 74LS138

Hình 5-25 Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC giải mã 74LS139

Bảng 5-7 Bảng trạng thái hoạt động của IC 74LS139

- Đường A0, A1:

- Đường E :

- Đường

 Hãy cho biết chức năng của các tín hiệu sau:

Trang 17

- Chân cấp nguồn:

- Mạch này giải mã mấy đường sang mấy đường:

 Có 1 IC 74LS139 trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với các tên như hình 5-26

Hình 5-26 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra IC 74LS139

 Sơ đồ bố trí IC trên bộ thí nghiệm như hình 5-27

Hình 5-27 Hình ảnh của IC 74LS139 trên board mạch và tên các tín hiệu vào ra

a Hãy kết nối mạch như hình 5-28

 Chuyển đổi các SW theo các tổ hợp trạng thái của các ngõ vào, quan sát ngõ

ra và điền vào bảng trạng thái sau

Hình 5-28 Mạch kiểm tra IC giải mã 74LS139

c Kết luận IC 74LS139:

Trang 18

 Hãy đánh dấu “×” nếu IC hư, đánh dấu “√” nếu IC tốt:

Bảng 5-8 Xác định IC 74LS139 tốt/hư

Tốt/hư (“√/×”)

Hình 5-29 Mạch giải mã 3 đường sang 8 đường sử dụng IC 74LS139

 Hãy quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra Led và giải thích hoạt động của mạch:

Hình 5-30 Mạch giải đa hợp 8 kênh dùng IC giải mã 74LS138

 Chuyển đổi 3 SW chọn kênh chọn kênh thứ 0, chuyển đổi trạng thái kênh tín hiệu vào bằng cách chuyển đổi SW7 và quan sát xem kênh ngõ ra nào nhận dữ liệu từ kênh dữ liệu vào rồi ghi vào bảng trạng thái



5.8.1 MẠCH GIẢI ĐA HỢP 8 KÊNH DÙNG IC GIẢI MÃ 74LS138

5.7.4 MẠCH GIẢI MÃ 3 ĐƯỜNG SANG 8 ĐƯỜNG SỬ DỤNG IC GIẢI MÃ 74LS139

Trang 19

Bảng 5-9 Bảng trạng thái hoạt động giải đa hợp của IC 74LS138

 Chuyển đổi 3 SW9, 10, 11 chọn kênh chọn kênh thứ 0, chuyển đổi trạng thái kênh tín hiệu vào bằng cách chuyển đổi SW0 và quan sát xem kênh ngõ ra nào nhận dữ liệu từ kênh dữ liệu vào rồi ghi vào bảng trạng thái

 Sau đó chuyển sang kênh tiếp theo, … làm hết tất cả các kênh

Hình 5-31 Mạch đa hợp và giải đa hợp 8 kênh

5.8.2 MẠCH ĐA HỢP VÀ GIẢI ĐA HỢP 8 KÊNH DÙNG 2 IC 74LS151 VÀ 74LS138

Trang 20

Bảng 11-5 Bảng trạng thái hoạt động đa hợp và giải đa hợp

 Hãy kết nối thêm mạch điện ở hình 5-31 một mạch đếm nhị phân 3 bit có thể dùng

IC 74LS93, ngõ ra Q2Q1Q0 được nối đến 3 tín hiệu chọn kênh của cả 2 IC Xung clock cấp cho IC 74LS93 phải ở tần số cao khoảng 1KHz để mạch quét nhanh cả 8 kênh

 Khi đó bạn chuyển SW tạo dữ liệu vào của 8 kênh như thế nào thì qua hệ thống

đa hợp và giải đa hợp thì 8 ngõ ra như thế đó

Câu 15-1: Hãy khảo sát IC 74LS147 và so sánh với IC 74LS148

Câu 15-2: Hãy kết nối 2 IC 74LS148 để được mạch mã hoá 16 sang 4

Câu 15-3: Dựa vào mạch hình 15-7, hãy kết nối mạch có thể nhập và lưu được 3 số

Câu 9-1: Hãy cho biết một mạch chọn kênh có n ngõ lựa chọn thì có bao nhiêu

ngõ vào?

Câu 9-2: Hãy cho biết một mạch chọn kênh có n ngõ vào thì có bao nhiêu ngõ

lựa chọn?

Câu 9-3: Hãy tra sổ tay cho biết IC có chức năng Demultiplexer

Câu 9-4: Hãy giải thích hoạt động của các mạch điện sau:

5.8.3 MẠCH TRUYỀN DỮ LIỆU SỐ ĐA HỢP THEO THỜI GIAN

Tiêu đề	Chương 5 Mạch Đa Hợp - Mạch Mã Hóa Và Giải Mã N Sang M Đường
Trường học	Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông <a href="https://www.fit.hcmus.edu.vn">https://www.fit.hcmus.edu.vn</a>
Chuyên ngành	Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh
Thể loại	Giáo trình học tập

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	2,09 MB