Bài giảng thực hành điện tử số

• Chỉnh VR sao cho áp trên VOM1 tăng dần từng khoảng 0.2V, quang sát áp trên VOM2 và ghi nhận ứng với từng giá trị thay đổi 0.2V của ngõ vào.. • Chỉnh VR sao cho áp trên VOM1 tăng dần từ

Bài giảng môn THĐTS

BÀI GIẢNG THỤC HÀNH ĐIỂN TỬ SỐ

0

5V

1K

R2 1K

0

1K

D1 Pulse

0

1K

7400

1 2

7432

1 2

3

D1 0

1K

0

A C1815

Y 5V

1 2

Bài giảng môn THĐTS

C1815

1K

5V

B hinh 1.5

6 Cổng EX-OR

Mắc mạch như hình 1.6 và thực hiện kiểm tra từng cổng một trong IC74ls86 và điền vào bảng

R1 220 7486

1 2

3 1K

0 B 5V

5V Pulse

hinh 2.1

D1 5V

0

1K

VVOM_2

R1

220 Y

VVOM_1 A

• Dùng hai VOM1 và VOM2 đặt thang đo áp DC ở thang đo thấp nhất (2.5V)

• Chỉnh biến trở VR sao cho VOM1 chỉ 0V, ghi giá trị VOM2

• Chỉnh VR sao cho áp trên VOM1 tăng dần từng khoảng 0.2V, quang sát áp trên VOM2 và ghi nhận ứng với từng giá trị thay đổi 0.2V của ngõ vào

• Vẽ đồ thị sự thay đổi áp ngõ vào (tại A) so với ngõ ra (tại Y)

• Nhận xét kết quả

Bài giảng môn THĐTS

hinh 2.2

D1 5V

0

1K

VVOM_2

R1

220 Y

VVOM_1 A

• Dùng hai VOM1 và VOM2 đặt thang đo áp DC ở thang đo thấp nhất (2.5V)

• Chỉnh biến trở VR sao cho VOM1 chỉ 0V, ghi giá trị VOM2

• Chỉnh VR sao cho áp trên VOM1 tăng dần từng khoảng 0.2V, quang sát áp trên VOM2 và ghi nhận ứng với từng giá trị thay đổi 0.2V của ngõ vào

• Vẽ đồ thị sự thay đổi áp ngõ vào (tại A) so với ngõ ra (tại Y)

• Nhận xét kết quả

Nhận xét và so sánh hai họ TTL và CMOS?

Bài tập

• Khả năng Fan out là gì? Trình bày nắn gọn và cho ví dụ minh họa

• Co biết áp và dòng input/output ở mức thấp và cao của hai họ TTL và CMOS? Cho ví

D4 LED

7414/04/4069/40106

R1 220

5V VR1

50K

0

• Mắc mạch hình 3.1

• Chỉnh VR1 tăng dần quan sát led D4

• Xác định công thức tính tần số dao động của mạch

Bài giảng môn THĐTS

13 12 11 10 9 15 14

R4 220

que

logic

0

R5 220

R2 3.3K

0

R3 3.3K

6

R7

U1A

74LS00 1

2

3 D2

• Lắp ráp mạch như hình trên

• Thử test que logic ở mức 1 (5V) hoặc mức 0 (0V)

• Giải thích nguyên lý làm việc mạch

• Thiết kế thay thế 74ls247 bằng mạch giải mã dùng cổng logic

3

R11 100 R10

4.7M

D7 xung

0

U7D 12 13

11

R9 100

U5B 5 6

4 C1

100n

R8 100 R6 2.2M

D6

thap

D5 cao

que

logic

U6C 8

10 9

• lắp ráp mạch như hình trên

• thử test que logic ở mức 1 (5V) hoặc mức 0 (0V), xung clock

• Giải thích nguyên lý làm việc mạch

• thiết kế thêm mạch giải mã mức logic?

5 Mạch game đố vui 1

• Lắp mạch hình 5.1

• Nhấn nút player_1, rồi tiếp theo nhấn player_2, 3 hoặc nhấn bất kỳ Quang sát các led tương ứng

• Giải thích nguyên lý làm việc

• Hãy thiết kế khối tạo nhạc dùng cổng logic

PLAYER _3

Bài giảng môn THĐTS

6 Mạch game đố vui 2

47K

LED2

U5A 1

2

3

150 47K

47K

U6B

7400 4

5

6 U3C

9

10

8

0 150

D1 1N4148

0

SW1

U2B 4

• Giải thích nguyên lý làm việc

• Hãy thiết kế khối tạo nhạc dùng cổng logic

7 Mạch bơm nước tự động có hiển thị mức nước

Bài giảng môn THĐTS

8 Mạch công tắc chạm ON/OFF 1

R3

1M

D4 1N4007

220VAC 5V

10

U4D

4011

12 13

11

Q1 A1015 OFF

R4 220 R2

5V

hinh 7.2

Q2 2N1132 T1

R5 4.7K R3

3.3M

LED

T2

2

3 10

10

100n

22n 100n

LM386

0

22K

C2 100nF

12V

U4B 5

LAMP 500K

4.7K 3.3K

1K

12 Mạch đk đèn/quat/motor bằng pp PWM 1

Bài giảng môn THĐTS

D1

C3 220uF

R2 100K

5vDC

A

-+ MOTOR DC, 5V

C1 0.1

22K

0

Q1 C2383 U1A

D4 1N4148

Q2 C1815

WHITE LED

100

Q1 C1815

U1A

CD4093

1

2 3

9

0

R4 1K

C1 22uF

R5 100K

0

R2 100 LDR

R7 50K

R6 10K

Chú ý: mã BCD là thay đổi vị trí các công tắc theo thứ tự bit DCBA nhưu sau:

0000,0001,… ,1001

Bài giảng môn THĐTS

II Mạch giải mã led 7 đoạn dùng họ CMOS (4511)

Chú ý: mã BCD là thay đổi vị trí các công tắc theo thứ tự bit DCBA nhưu sau:

0000,0001,… ,1001

Trình bài sự khác và giống nhau của hai IC trên?

1 MODUL GIAI MÃ LED 7 ĐOẠN DÙNG 74247

VDD GND

16 8

a b c d e f g

VDD GND

Bài giảng môn THĐTS

D2 0

74LS147

7 9

6

14

11 12 13 1 2 3 4 5 10

B A

C D

IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 IN9

6

14

11 12 13 1 2 3 4 5 10

B A

C D

IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 IN9

3 4

5

13 12 11 10 9 15 14

A B C D

LE

a b c d e f g

• Nhấn một lúc nhiều phím

Nêu nguyên lý hoạt động của mạch?

3 Thí nghiệm với IC 74148

S1 2 1

220

hinh 3.3

5VHI

D1 1K

R6 1K

U6

74148

7 9

6

14

10 11 12 13 1 2 3 4

A2

GS

IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 EI

0

D2 D3

D5 0

5v

D1 150

D2

150 150

10 12 13 15

7485

9 11 14 1

7

6

5 2

3

A0 A1 A2 A3

B0 B2 B3

A>BI

Lập bảng và thí nghiệm kiểm chứng bảng sau:

Bài giảng môn THĐTS

Trình bày cách liên kết 2 bộ so sánh trên để tạo ra bộ so sánh 8 bit? Nêu các ứng dụng của IC? Thiết kế một mạch ứng dụng mà có dùng IC 7485?

Bài tập 1

Hãy thiết kế một mạch game đố vui cho 4 người chơi như sau:

- Phải hiển thị led 7 đoạn

- Khi một người bấm trước, thì 3 người còn lại bị cấm

- Phải có chuông kèm theo

- Ngoài các IC trên, chỉ sử dụng thêm cổng logic

Bài tập 2: Hãy giải thích rõ vai trò của IC giải mã của mạch phần a và b ? Nêu nguyên lý làm viêc từng mạch?

a Mạch game đố vui 1

5 12

Bài giảng môn THĐTS

R3 3.3K

C4 0.1

R9 10K

D1 LED Q1

Q5 Q4,Q5=A1015

Q3

HINH 1 0

R10 TUY VCC Q1,Q2,Q3=C1815

VCC=5 18V

R8 22K R1

22K

OUTPUT1

R11 2.2M

R5 10K

R6 47K

Q2 R7 3.3K

R2 10K

R4 10K

C1

OUTPUT2

Bài giảng môn THĐTS

Với mạch như Hinh 1 thì ứng với từng xung kích vào INPUT thì ngỏ ra sẽ thay đổi trạng thái 0 hoặc 1 giống như 1 flip-lop

R hinh 2.1

RC

f

2 2

1

=

4 Mạch ứng dụng

1 +

=

4 MẠCH ĐƠN ỔN

Bài giảng môn THĐTS

3 7

100nF

10K 10M

150

D1 LED1

START

4.7M 0.1uF

0 R2

2.2uF

2

3 7

+ - LM386

10K

(tt)

Bài giảng môn THĐTS

D2 10K

LED 2

0.1uF

D1 10K

Bài tập: Dung D flip-lop Hãy thiết kế mạch chia: 2,3,4,5,6,7,8,9

8 7 6 5

D1

0

7476

4 1

Bài giảng môn THĐTS

k Thí nghiệm tương tự với IC 4013

Sơ đồ khối 4013

8 4

GND R

Bài giảng môn THĐTS

- Mạch đk từ xa 3

Bài giảng môn THĐTS

LAMP U1

R0

R1 R2 R3 S0 S1 S2 S3

S4 S1

D3

R5 10M

S2

D2

S8

C1 10uF

Q1 C2383

470K

R4 680K

khoa so

Bài 5: Bộ Đếm Dùng IC 7490, 4518, 74192, ,

Bài giảng môn THĐTS

8 7 6 5

2 3 6 7

QA QB QC QD

D2 HINH 5.1

Ghi nhận trạng thái led từ 0000…….1001

• Tương tự, bạn thử cấp xung ck vào chân CLKB, bỏ trống CLKA Hiển nhiên cách ly CLKB và QA

Sau khi thí nghiệm, bạn hãy trả lời các câu hỏi sau:

1 IC 7490 gồm mấy bộ chia? Tại sao?

2 Các chân R01,02,91,91 có chức năng gì? Giải thích?

3 Sử dụng 7490 hãy thiết kế các mạch chia sau:

a Chia 2,3,4,5,6,7,8,9,10

b Mạch đếm 0 đến 1,2,3,….,9

c Hãy cho biết sự giống và khác nhau giữa mạch đếm và chia?

4 Sử dụng IC trên Hãy thiết kế các mạch sau:

6 thiết kế mạch đếm sản phẩm thỏa mãn yêu cầu sau:

a Hiển thị 3 led 7 đoạn

b Khoảng cách giữa led thu và led phát lớn hơn 1m

c Khi đạt đến số đếm cuốc cùng thì tự động dừng bộ đếm tại số đó

4 8

2 6

R7 100K

Bài giảng môn THĐTS

• mạch đếm 0 24

5V

LM555 3

4 8

2 6

Hình 5.3: Mạch đếm o 24

• Mạch đếm 0…60

giai ma va hien thi led 7 doan

4 8

2 6

5V

hinh 5.4

C1 C

D2

b Mạch đếm sự kiện

8 7 6 5 12 13

11

9

10 8

3 5 4 1 2

C1815

2 3

Q_TRO LDR

Bài giảng môn THĐTS

13 12 11 10 9 15 14

SW DIP-4

1 2 3 4

8 7 6 5

XANH 74247

7 1 2 6

13 12 11 10 9 15 14

OUTA OUTB OUTC OUTD OUTE OUTF OUTG

12 9 8 11

R01 R02

QA QB QC QD

Tương tự như các bài tập cho 7490

So sánh ưu và khuyết điểm của 2 IC trên

4 IC đếm BCD - up/down 74192

Bài giảng môn THĐTS

3 6

12 13

Q0 Q2

CO BO

13 11 9 15

A C

a c d f g

1KX4

0

560

RESET 0.1uF

d Nêu chức năng từng chân IC

e Thiết kế mạch đồng hồ hẹn giờ đếm ngược có thể đặt số từ 00…99

f Mạch đồng hồ số có thể chỉnh giờ, phút tăng và giảm

g Mạch giảm sát số lượng người trong một cửa hàng ( cửa hàng có một cửa cho khách hàng vào – ra) Biết cửa hàng chúa tối đa 99 người

Các ứng dụng IC 74192

1 10 9

J2 J3 J4

Bài giảng môn THĐTS

7400

7400

74LS247 16

8

7 1 2 6

4 3

8

7 1 2 6

4 3

14 11

15 1 10 9

3 2 6 7

13 12

UP

DOWN CLR

1 SƠ ĐỒ KHỐI CƠ BẢN MÔ PHỎNG HOẶT ĐỘNG CỦA MUX VÀ DEMUX

- Hai IC đại dịên cho bộ mux và demux là 74151 và 74138 Sau đây sẽ trình bày vài thí nghiệm để hiểu rõ hơn về chức năng mux và demux của chúng

2 Thí nghiệm với 74151

Bài giảng môn THĐTS

LED_2 0

16 15 14 13 12 11 10 9

15 1

14 13 12 2

2 3

CLKA

QA QB QC QD

Trình tự thí nghiệm như sau:

- Các công tắc S0…S7 để hở, theo dõi led_1 và led_2

- Đóng S0, theo dõi dõi led_1 và led_2 xem bao nhiêu chu kỳ xung clock thì chúng đổi trạng thái

- Đóng các ctắc tùy ý, và ghi nhận trạng thái led

- thử nối chân 7 của 74151 lên nguồn, theo dõi led

-

Rút ra nguyên lý phân kênh của IC 74151

3 Thí nghiệm với 74138

6 5 4 1K

500K

5V

0 0

U3

74LS90 14

1

12 9 8 11

2 3

CLKA

CLKB QA QB QC QD

1 5

2 3

B C

G1 G2A

Ghi nhận các kệt quả thí nghiệm vá rút ra kết luận

4 Các mạch ứng dụng tiêu biểu của các bộ mux và demux

Bài giảng môn THĐTS

a Mạch kiểm tra trạng thái đối tượng: Có thể là các cảm biến, thiết bị đầu cuối, hay đơn giản là trạng thái cửa phòng (đang đóng hay mở)

1KX8

0

U3

74LS90 14

1 12 9 8 11

2 3

16 15 14 13 12 11 10 9

15 1 14 13 12 2

D4 D3

D5 D6 D7 D2

150

8 LED

0 5V

74138

15 14 13 12 11 10 9 7

5

4 8

10K

0.1M

Hình 4

Mạch như hình 4, đây là sự kết hợp của bộ mux và demux

Mạch có thể kiểm tra trạng thái 8 đối tượng (đại diện là tám ctắc) Trạng thái sẽ được thể hiện ở tám led tương ứng

Nguyên lý làm việc như sau:

• 74ls90 làm chức năng chọn dữ liệu ( 3 bit A, B, C của 74151 làm chức năng xhon dữ liệu)

• Khi các ctắc hở, có nghĩa là D0 D7 ở mức logic cao Ví dụ, 3 bit CBA = 000, thì lúc bây giờ bit D0 đang đượng chọn để truyền đến ngõ ra W của 74151

• Vì D0 =1 (~5V), nên ngõ ra Y=1 ( bỏ trống), vì vậy W = 0 ( ngõ ra đảo)

• Chân W lại nối với G2B nên G2B ở mức thấp vì vậy theo bảng sự thật (G2B =G2A = 0 ,G1 = 1) thì Y0 = 0, các ngõ ra khác của 74138 đều = 1 nên led0 ( nối với Y0) sáng, các led khác tắt

• …tương tự khi 7490 đếm, ngõ ra sẽ tăng dần từ 0… 7, rồi về 0 7 làm cho các cộng tắc được kiểm tra sau 8 ckỳ xung 1 lần và ta thấy các led ngõ ra luân phiên sáng từ led0 đến led7,

• Nếu một ctắc bị đóng thì led tương ứng sẽ không sáng ở mọi chu kỳ quét ( tắt luôn) (giải thích?)

• Như vậy nhìn vào màng hình led ta có thể biết được trạng thái ctắt

b Mạch chóng trộm bằng phương pháp quét

16 15 14 13 12 11 10 9

LM386

3 2

15 1 14 13 12 2

D4 D3

D5 D6 D7 D2

500K

U3

74LS90 14

1 12 9 8 11

2 3

CLKA

CLKB

QA QB QC QD

5

4 8

2

Hình 5

Mạch như hình 5 giải thich?

c Mạch kiểm tra trạng thái đối tượng mở rộng 1

Bài giảng môn THĐTS

15 14 13 12 11 10 9 7 1

5

2 3 6

B C G1

13 12

CU CD

RST

Q1 Q2 Q3 Q4 BO CA

5 4

3

15 1

14 13 12 2

G A B C

D1 D4 D3 D5 D6 D7 D2

2

3 7

1

5

2 3

100

74151

7

11 10 9 6

5 4

3

15 1

14 13 12 2

G

A B C

D1 D4 D3 D5 D6 D7 D2

d Mạch kiểm tra trạng thái đối tượng mở rộng 2

e Mạch kiểm tra trạng thái đối tượng mở rộng 3

Bài giảng môn THĐTS

5V

0

D16 5V

R16 1K

12 9 11

CKA CKB

R01 R02

QA QB QD

11 10 9

S0 S1

S0 S1

Bài 7 thanh ghi

• Mắc lại mạch để cho led chạy chế độ sang dần rồi tắt dần

• Thay mạch đơn ổn 555 bằng mạch đa hài để mạch chạy tự động

• Mắc mạch để led chạy: 1 led sáng, 1 led tắt, 2 sáng, 2 tắt,

• Ghép 2x74164 để tạo thanh ghi 16 bit, và led chạy chế độ sang dần, tắt dần

• Mắc mạch sao cho 8 led chạy sang dần, rồi tắt dần theo chiều ngược lại

• 74164 là thanh ghi gi?

Bài giảng môn THĐTS

thanh ghi 74165

(Còn tiếp)