BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT SỐ bài 1

Hình D1-1a: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng đảo Inverter Khi bật công tắc lên “1” Khi gạt công tắc xuống “0”... Hình D1-1b: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng không đảo với Col

BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT SỐ

1 Định nghĩa bảng chân lý

1.1 Yếu tố logic chứa 1 bit thông tin

Khi bật công tắc lên “1”

Khi gạt công tắc xuống “0”

 Khi sử dụng đồng hồ đo

- Khi bật công tắc lên “1”

- Khi gạt công tắc xuống “0”

Bảng D1-0:

Côngtắc LS8

ĐènLED

M

ức thế

Ký hiệutrạng thái

Kýhiệu toánhọc

= 4.91

H(High– cao)

1

= 0 thấp)

Định nghĩa về mức logic và yếu tố logic chứa 1 bit thông tin:

+ Mức logic là điện áp trên đầu vào và đầu ra trên cổng tương ứng với logic “1” và

“0”

1.2 Các cổng logic

2 Hình D1-1a: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng đảo ( Inverter)

Khi bật công tắc lên “1”

Khi gạt công tắc xuống “0”

 Công thức đại số logic cho cổng đảo: f = ´A

3 Hình D1-1b: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng không đảo với Collector hở ( O.C Open Collector)

Khi bật công tắc lên “1”

Khi gạt công tắc xuống “0”

-Định nghĩa về cổng không đảo: Cổng không đảo là cổng cách ly và nâng dòng chotải.

-Viết công thức cho cổng không đảo: f = A

4 Hình D1-1c: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng “ Không Và” có 2 lối vào ( 2 input-NAND)

Bảng chân lý D1-4:

vào A

Lốivào B

Lối raC

Khi LS7 “0” , LS8 “1”

Khi LS7 và LS8 đều “0”

-Định nghĩa về cổng NAND: là cổng dùng để thực hiện cùng một lúc 2 chức năng

là NOT và AND Cổng NAND có 2 hay nhiều ngõ vào và 1 ngõ ra

-Viết biểu thức logic cho cổng NAND: f = AB´

- Nhận xét: Khi 1 trong 2 lối vào thấp “0” thì lối ra cao “1” Kết luận cổng NAND làm việc giống cổng NOR với mức logic thấp “0”

 Bỏ lửng chân B không nối với công tắc LS8

Khi bật công tắc LS7 xuống “0”

Khi gạt công tắc LS7 lên “1”

 Từ đây nhận thấy hoạt động giống với cổng đảo trong mục 2.2

5 Hình D1-1d: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng “NAND” có hai lối vào với lối ra collector hở (2-Input open collector NAND)

Khi công tắc LS7 và LS8 đều gạt lên “1”: đèn tắt

Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0’ , LS8 “1”: đèn sáng

Lối raC

- Nhận xét: kết quả trong bảng D1-5 giống với kết quả trong bảng D1-4 của cổng NAND trong mục 4.

6 Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng “ HOẶC” có 2 lối vào ( 2-input OR)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn sáng

Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0” , LS8 “1”: đèn sáng

Lối raC

- Viết công thức đại số logic cho cổng OR: f = A + B hay f = A + B + C + D +

- Nhận xét: trường hợp khi một trong hai lối vào thấp (0) thì lối ra cao (1)

=> kết luận cổng OR không làm việc theo kiểu “VÀ” (AND) với mức logic 0

7 Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng “ HOẶC-LOẠI TRỪ” có 2 lối vào ( 2-input XOR )

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn không sáng

Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0” , LS8 “1”: đèn sáng

Lối raC

- Viết biểu thức logic cho cổng XOR: f = ´A B+A ´B

8 Bằng lý luận, dựa trên kết quả thí nghiệm với cổng có hai lối vào, lập bảng chân lý và viết biểu thức đại số logic cho:

- Cổng AND 2 lối vào

Lối vào 1 Lối vào 2 Lối ra

Lốivào 2

Lốivào 3

Lốivào 4

Lốira

- Cổng OR với 3 lối vào

Lối vào 1 Lối vào 2 Lối vào 3 Lối ra

2 Phân loại cổng logic

a Cổng AND loại Diode logic (DL)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn sáng

Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn tắt

Lối raC

1 0 1 0 0

Giải thích nguyên tắc hoạt động của cổng AND loại DL :

+ Nếu đầu vào A và B ở mức 1 (5V) khi đó hai D1 và D2 được phân cực ngược nên không có dòng chạy qua hai diode này nên điện áp đi qua điện trở xuống đèn làm đèn sáng (Mức 1)

+ Nếu A ở mức 1 và B ở mức 0 lúc này D1 được phân cực ngược và B được phân cực thuận nên dòng từ điện trở qua D2 làm cho không có dòng điện đi xuống đèn nên đèn tắt

+ Nếu A mà ở 0 còn B ở mức 1 thì lúc này D1 được phân cực thuận và D2 được phân cực ngược, dòng điện sẽ từ điện trở qua D1 cũng làm cho không có dòng điện

đi xuống đèn nên đèn tắt

+ Trường hợp cuối cả hai đầu A và B đều ở mức 0 (0V) thì cả hai diode D1 và D2 đều phân cực thuận nên dẫn dòng từ điện trở qua 2 diode làm cho không có dòng điện đi xuống đèn nên đèn tắt

b Cổng NAND loại Resistor- Transistor logic ( RTL)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn tắt

Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0”,LS8 “1”: đèn sáng

Lối raC

+ tốc độ chuyển mạch chưa nhanh, chưa hoạt động tốt ở tần số cao

+ mạch nóng khi hoạt động làm tốn năng lượng

c. Cổng NAND loại Diode – Transistor Logic (DTL)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn tắt

Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng

Lối raC

0 1 0 1 1

Nhận xét: kết quả bảng D1-10 tương tự như bảng D1-9

Ưu nhược điểm của mạch tương tự như cổng NAND loại RTL

d Cổng NAND loại Transistor-Transistor Logic (TTL)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn tắt

Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0”, LS8 “1”: đèn sáng

Lối raC

e Cổng AND Collector hở ( open collector output)

Hình D1-2e: Cổng logic NAND loại TTL mạch collector hở

 Trường hợp không nối J1

Đèn đều không sáng tại tất cả các trạng thái logic

 Trường hợp nối J1

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn tắt

Khi LS7 “1” , LS8 “0” hoặc Khi LS7 “0”, LS8 “1”: đèn sáng

Khi LS7 và LS8 đều “0”: đèn sáng