Giáo trình hướng dẫn thực hành kỹ thuật số

SỬ DỤNG KIT THỰC HÀNH: - Testboard lắp mạch: Có 2 testboard dùng để lắp các mạch thực hành, sau khi lắp mạch SV sinh viên phải nối dây giữa mạch trên testboard và các phần khác để thực

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

Trang 2

Ngành: Điện - Điện Tử Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, kỹ thuật điện tử đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi, nó đã mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực kỹ thuật

Để giúp cho sinh viên các chuyên ngành điện tử công nghiệp, kỹ thuật điện tử, điện

kỹ thuật và tự động hoá có khả năng nhất định trong việc học tập nên Trường, khoa CNKT-NNCNC cũng như ngành điện-điện tử cho phép biên soạn giáo trình Thực hành

kỹ thuật số, dựa theo chương trình đào tạo các chuyên ngành điện tử công nghiệp, kỹ thuật điện tử, điện kỹ thuật và tự động hoá Giáo trình này là phần cơ sở của ứng dụng kỹ thuật số

Giáo trình gồm các bài thực hành:

Bài 1: Thực hiện trên bộ thực hành hiện có

Bài 2: Cổng logic và đại số Boole

Bài 3: Mạch dao động sóng vuông

Bài 10: Mạch chuyển đổi tương tự - số

Mặc dù rất cố gắng tuy nhiên giáo trình khó tránh khỏi sai sót, chúng tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các độc giả

Nhân dịp này chúng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong ngành điện-điện tử

đã nhiệt tình giúp đỡ chúng tôi trong quá trình biên soạn giáo trình này

TÁC GIẢ GIÁO TRÌNH NỘI BỘ

ThS Phạm Chí Hiếu ThS Phạm Văn Tâm

Trang 3

MỤC LỤC

Đề mục Trang

Bài 1: Thực hiện trên bộ thực hành: …… ………… ….……… 8

Bài 2: Cổng logic và đại số Boole: ……… ……….……… ……… 13

2.1 Khảo sát cổng NOT: ……… ………… ……… 13

2.2 Khảo sát cổng AND: … ……….………… ……… 14

2.3 Khảo sát cổng OR: ……… ……… ……… 15

2.4 Khảo sát cổng NAND: ……….……… 15

2.5 Thiết kế mạch logic: ……… 16

Bài 3: Mạch dao động sóng vuông: ……….….…… ……… 19

3.1 Mạch dao động RC dùng cổng logic: ……… …… ……… 19

3.1.1 Mạch dao động dùng cổng dạng 1: ……… … ……… 19

3.1.2 Mạch dao động dùng cổng dạng 2: ……… ……… …… 20

3.1.3 Mạch dao động dùng cổng dạng 3: ……… ……… 20

3.2 Mạch dao động dùng IC 555: ……… ……… 21

3.3 Mạch dao động dùng IC 555 có thời gian TON và TOFF khác nhau: … 22

3.4 Mạch đơn ổn dùng IC 555: ……… 24

Bài 4: FlipFlop và mạch ứng dụng: ……… ……… 26

4.1 Khảo sát Flip-Flop: ……….……… 26

4.2 Mạch đếm lên/xuống: ……… …… … 27

4.2.1 Mạch đếm lên không đồng bộ: ……….……… 27

4.2.2 Mạch đếm xuống không đồng bộ: ……… …… 28

4.2.3 Mạch đếm lên đồng bộ: ……… 28

4.2.4 Mạch đếm xuống đồng bộ: ……… ………… 29

4.3 Mạch đếm đặt trước số đếm: ……….……… 30

4.3.1 Mạch đếm lên từ 3 đến 9: ……… 30

4.3.2 Mạch đếm xuống từ 9 đến 4: ……… 31

44 Thanh ghi 4 bit dùng Flip-Flop: ……….………… 32

Bài 5: Thanh ghi: ……… ……… 35

5.1 Khảo sát IC: ……….……… 35

5.1.1 Cho sơ đồ chân và bảng trạng thái của IC 74164 như sau: …… ……… 35

5.1.2 Cho sơ đồ chân và bảng trạng thái của IC 74194 như sau: …….…… … 36

Trang 4

5.2 Mạch ứng dụng IC74164: ……… 37

5.2.1 Mạch 8 led sáng dần – tắt dần: ……….…… 37

5.2.2 Mạch 8 led sáng dần – tắt hết: ……….…… 37

5.2.3 Mạch 8 led sáng tối xen kẻ: ……… …… 37

5.3 Mạch ứng dụng IC74194: ……….… 38

5.3.1 Mạch 4 led sáng dần – tắt dần trái sang phải: ……… ……… 38

5.3.2 Mạch 4 led sáng dần – tắt dần từ phải sang trái: ……… ……… 38

Bài 6: Mạch đếm vòng: ……….… 41

6.1 Khảo sát mạch đếm vòng: …… ……….… 41

6.2 Các mạch ứng dụng: ……… 43

6.2.1 Mạch đếm: ……….……… 43

6.2.2 Mạch đèn quảng cáo sáng dần rồi tắt: ……….……….…… 43

6.2.3 Mạch đèn điều khiển giao thông: ……….…….……… 44

Bài 7: Mạch đếm nhị phân: ……… ………… 46

7.1 Khảo sát mạch đếm mã BCD: ……… …… 46

7.1.1 Mạch đếm BCD sử dụng IC 7490: ……….……… 47

7.1.2 Mạch đếm mode 5 sử dụng IC 7490: ……….……… 48

7.1.3 Mạch đếm mode 6 sử dụng IC 7490: ……….……… 48

7.1.4 Mạch đếm mode 7: ……….……… 49

7.2 Khảo sát mạch đếm BCD lên/xuống/đặt trước số đếm: ……… ……… 49

7.2.1 Mạch đếm lên sử dụng IC 74192: ……….… 50

7.2.2 Mạch đếm xuống sử dụng IC 74192: ……….………… 51

7.2.3 Mạch đếm từ 1 đến 5: ……….………… 51

7.2.4 Mạch đếm lên từ 3 đến 8: ……….……… … 52

7.2.5 Mạch đếm xuống từ 8 đến 4: ……….…….… 53

7.2.6 Mạch đếm lên/xuống dùng 1 nút nhấn up/down: ……… … 53

7.3 Mạch ghép IC: ……….………… 54

7.3.1 Mạch đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC 7490: ……….……… 54

7.3.2 Mạch đếm lên/xuống từ 00 đến 99 sử dụng IC 74192: ………….……… 54

7.3.3 Mạch đếm lên số đếm đặt trước thay đổi được: ……… 55

7.3.4 Mạch đếm giờ: ……… 56

Bài 8: Mạch tổ hợp: ……… … 58

Trang 5

8.1 Mạch giải mã BCD ra led 7 đoạn: ……… 58

8.1.1 Khảo sát IC 74247: ……….………… 58

8.1.2 Mạch giải mã cho Led CA: ……… ……… … 59

8.1.3 Mạch giải mã cho Led CK: ……… 60

8.1.4 Mạch đếm hiển thị led 7 đoạn: ……….…….… 60

8.2 Mạch giải mã BCD ra thập phân: ……….……… 61

8.2.1 Khảo sát IC 7442: ……… 61

8.2.2 Mạch ứng dụng: ……….……… 62

8.3 Mạch so sánh: ……….……… 62

8.3.1 Khảo sát IC 7485: ……….………… ……… 62

8.3.2 Mạch ứng dụng: ……… ……… 63

Bài 9: Vi mạch nhớ: ……… 65

9.1 Khảo sát IC đếm địa chỉ 4040: ……… 65

9.2 Mạch đếm nhị phân 12 bit: ……….……… 66

9.3 Khảo sát EEPROM 2864: ……….……… 66

9.4 Đọc chương trình EEPROM: ……… … 67

9.5 Mạch ứng dụng EEPROM 2864: ……….………… … 68

9.6 Viết chương trình cho EEPROM: ……….……… 69

Bài 10: Mạch chuyển đổi tương tự - số: ……… 71

10.1 Khảo sát ADC 0809: ……… ……… 71

10.1.1 Chức năng các chân của ADC: ……… 72

10.1.2 Ý nghĩa của giản đồ thời gian: ……….……… 73

10.2 Mạch ứng dụng ADC 0809: ……… ……… 74

10.2.1 Mạch chuyển đổi tương tự sang số dùng ngõ vào IN0: ……… ……… 74

10.2.2 Mạch chuyển đổi ADC chọn nhiều ngõ vào: ……… 75

10.3 Khảo sát DAC 0808: ……… ……….… 75

10.3.1 Chức năng của các chân: ……… 76

10.3.2 Tính dòng điện ngõ ra: ……… 76

10.4 Mạch ứng dụng DAC: ……… ……… 77

Trang 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Đề mục Trang

Hình 1.1: …… ……….……….………….……… 8

Hình 1.2: ……… ……….……… 9

Hình 1.3: ……….……… ……… 10

Hình 1.4: ……… ……… 10

Hình 1.5: ……….……… ……… 10

Hình 1.6: ……… ……… 11

Hình 1.7: ……… ……… 11

Hình 1.8: ……… ……… 12

Hình 1.9: ……… ……… 12

Hình 2.1: ……… ……… 13

Hình 2.2: ……… ……… 14

Hình 2.3: ……… ……… 14

Hình 2.4: ……… ……… 14

Hình 2.5: ……… ……… 15

Hình 2.6: ……… ……… 15

Hình 2.7: ……… ……… 15

Hình 2.8: ……… ……… 16

Hình 2.9: ……… ……… 17

Hình 3.1: ……… ……… 19

Hình 3.2: ……… ……… 20

Hình 3.3: ……… ……… 21

Hình 3.4: ……… ……… 21

Hình 3.5: ……… ……… 22

Hình 3.6: ……… ……… 23

Hình 3.7: ……… ……… 24

Hình 4.1: ……… ……… 26

Hình 4.2: ……… ……… 27

Hình 4.3: ……… ……… 28

Hình 4.4: ……… ……… 29

Hình 4.5: ……… ……… 30

Trang 7

Hình 4.6: ……… ……… 31

Hình 4.7: ……… ……… 32

Hình 4.8: ……… ……… 33

Hình 5.1: ……… ……… 35

Hình 5.2: ……… ……… ……… 36

Hình 5.3: ……….……… ……… ……… 37

Hình 5.4: ……… ……… 37

Hình 5.5: ……… ……… 38

Hình 5.6: ……… ……… 38

Hình 5.7: ……… ……… ……… 39

Hình 6.1: ……… ……… 41

Hình 6.2: ……… ……… 42

Hình 6.3: ……… ……… 42

Hình 6.4: ……… ……… 43

Hình 6.5: ……… ……… 44

Hình 6.6: ……… ……… 44

Hình 7.1: ……… ……… 47

Hình 7.2: ……… ……… 47

Hình 7.3: ……… ……… 48

Hình 7.4: ……… ……… 48

Hình 7.5: ……… ……… 49

Hình 7.6: ……… ……… 49

Hình 7.7: ……… ……… 50

Hình 7.8: ……… ……… 51

Hình 7.9: ……… ……… 51

Hình 7.10: ……… ……… ……… 52

Hình 7.11: ……… ……… ……… 52

Hình 7.12: ……… ……… ……… 53

Hình 7.13: ……… ……… ……… 53

Hình 7.14: ……… ……… ……… 54

Hình 7.15: ……… ……… ……… 55

Hình 7.16: ……… ……… ……… 55

Trang 8

Hình 7.17: ……… ………… ……… 56

Hình 8.1: ……… ……… 59

Hình 8.2: ……… ……… 60

Hình 8.3: ……….……… ……… 60

Hình 8.4: ……… ……… 61

Hình 8.5: ……… ……… 62

Hình 8.6: ……… ……… 62

Hình 8.7: ……… ……… 63

Hình 9.1: ……… ……… 65

Hình 9.2: ……… ……… 66

Hình 9.3: ……… ……… 66

Hình 9.4: ……… ……… 67

Hình 9.5: ……… ……… 68

Hình 9.6: ……… ……… 69

Hình 10.1: ……… ……… ……… 72

Hình 10.2: ……… ………… ……… 74

Hình 10.3: ……… ………… ……… 75

Hình 10.4: ……… ………… ……… 76

Hình 10.5: ……… ………… ……… 76

Hình 10.6: ……… ………… ……… 77

Trang 9

B GIỚI THIỆU CHUNG:

- Kit thực hành chính: Testboard lắp mạch thực hành, Mạch nguồn DC, Swich và nút nhấn chuyển mức tín hiệu, mạch dao động tạo sóng sin auto và bằng tay, khối hiển thị led đơn và led 7 đoạn

Hình 1.1: Kit thực hành chính

C SỬ DỤNG KIT THỰC HÀNH:

- Testboard lắp mạch: Có 2 testboard dùng để lắp các mạch thực hành, sau khi lắp mạch SV (sinh viên) phải nối dây giữa mạch trên testboard và các phần khác để thực hiện các bài thực hành

Trang 10

- Mạch nguồn DC/AC: Các mạch này được đặt bên trong hộp sơn tĩnh điện, ngõ ra nguồn được nối với các đầu nối dây ở mặt trên của Kit Dựa vào các chữ số tại mỗi đầu nối, SV sẽ biết ngay giá trị điện áp ngõ ra, bảo đảm tính an toàn và thuận tiện trong thực hành

- Mạch dao động tạo sóng sin: Tương tự mạch nguồn, mạch này được đặt bên trong hộp sơn tĩnh điện có ngõ ra nối với đầu nối dây ở mặt trên của Kit Có 2 biến trở dùng để thay đổi điện áp và tần số sóng sin ngõ ra

- Board thực hành: Chứa tất cả các mạch điện còn lại của Kit, gồm mạch dao động sóng vuông, mạch hiển thị trên led đơn, led 7 đoạn, mạch tạo mức logic, mạch Reset, mạch giao tiếp tải công suất lớn Tất cả các ngõ vào ra của những mạch này được đến các chân cắm bên ngoài board, tạo thuận tiện cho việc nối dây giữa board và mạch thực hành

D SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TỔNG THỂ CỦA MẠCH:

1 4

5 2

6 7

OUT RST

CV TRG THR DSCHG

1 4

2 3

5 2

7

OUT RST

CV TRG

J46 CON1

1 4

2 3

J45 CON1

J42 CON1

1 4

2 3

SW2 NN

1 4

2 3

U8 7447

7 1 2 6 3 4

13 12 11 10 9 15 14

16 8

330X28

C2 103

J2

R57 330

U10 7447

7 1 2 6 3 4

13 12 11 10 9 15 14

16 8

U7 7447

J23 S

J21 S

1 2 3 4 5 6 7 8

18 17 16 15 14 13 12 11

COM GND

10 5

8

A C E

10 5

8

A C E

10 5

8

A C E

10 5

8

A C E

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý tổng thể của kit thực hành

Trang 11

1.1 Khối nguồn:

VCC VCC

D17 LED

D18 LED

VCC

U11

NE555

3 4

5 2

THR DSCHG

J17

CLOCK

1 2

C2 103

5 1

Hình 1.4: Khối tạo xung Auto

1.3 Khối tạo xung nút nhấn Mono:

VCC

D19 LED SW1

MONO

1 4

2 3

5 2

THR DSCHG

C4 103

J18

MONO

1 2

Trang 12

1.4 Khối hiển thị led đơn:

1 2 3 4 5 6 7 8

1 1 1 1 1 1 1 1

COM GND

Hình 1.6: Khối hiển thị led đơn

1.5 Khối giải mã và hiển thị led 7 đoạn:

8 A

C E

K4

U7 7447

16 8

4

1

8 A

C E

8 A

C E

8 A

C E

16 8

Trang 13

N N

J19 NN

1 4

2 3

1 4

2 3 VCC

SW3 NN

1 4

2

3

SW4 NN

1 4

2 3

Hình 1.8: Khối nút nhấn

1.7 Khối Swich chuyển mức tín hiệu:

J24 S

J22 S

J37 CON1

J39 CON1

J45 CON1

J38 CON1

J23 S

J32 CON1

J36 CON1

J30 CON1

J41 CON1

J43 CON1

VCC

J46 CON1

J21 S

J40 CON1

J34 CON1

J33 CON1

J35 CON1

J31 CON1

J29 CON1

J25 S

Trang 14

BÀI 2

CỔNG LOGIC VÀ ĐẠI SỐ BOOLE

A MỤC TIÊU:

Sau khi học xong bài này, sinh viên có thể:

- Hiểu được cấu trúc của các IC chứa cổng logic: NOT, AND, OR, NAND …

- Giải thích được nguyên lý hoạt động của các cổng logic

- Thiết kế được các mạch số đơn giản sử dụng cổng logic

- Thiết kế được các mạch tổ hợp dùng cổng logic

B CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT:

Trước buổi thực hành yêu cầu SV chuẩn bị trước các câu hỏi sau:

- Các bước thiết kế mạch dùng cổng logic

- Điện áp mức logic 0 và 1 của cổng TTL, CMOS

- Tra sơ đồ chân của các IC 7400, 7404, 7408, 7432…

- Tìm hiểu chức năng từng chân của IC này

- Bảng trạng thái biểu diễn quan hệ các ngõ vào và ngõ ra của các cổng logic

Trang 15

Yêu cầu SV:

o Lập bảng trạng thái biểu diễn quan hệ các ngõ vào/ra?

o Lắp mạch kiểm tra hoạt động của cổng theo sơ đồ hình 2.2:

Hình 2.2: Mạch kiểm tra cổng NOT

- Kết nối tương tự trong các bài thực hành ở các phần sau

- Cấp nguồn cho IC

- Sử dụng VOM đo điện áp mức 0 và 1 của cổng NOT

- So sánh kết quả kiểm tra và bảng trạng thái?

2.2 Khảo sát cổng AND:

Cho sơ đồ chân IC chứa cổng AND như hình vẽ 2.3:

Hình 2.3: Sơ đồ chân IC 7408

Cho mạch kiểm tra cổng AND như hình 2.4:

Hình 2.4: Mạch kiểm tra cổng AND

Trang 16

Trang 17

Hình 2.8: Mạch kiểm tra cổng NAND

SV thực hiện tương tự mục 1

2.5 Thiết kế mạch logic:

Thiết kế mạch logic có 3 ngõ vào công tắc và 1 ngõ ra điều khiển đèn theo yêu cầu: khi

có 2 trong 3 công tắc đóng thì đèn sáng

- SV thực hiện đầy đủ các bước của bài toán thiết kế mạch dùng cổng logic, gồm:

o Lập bảng trạng thái quan hệ các ngõ vào và ngõ ra

Trang 18

Hình 2.9: Mạch điều khiển đèn bằng 3 công tắc

- Lắp mạch theo sơ đồ tìm được

- Cấp nguồn cho các IC cổng logic, thay đổi các công tắc ngõ vào, quan sát trạng thái đèn

của ngõ ra?

E BÀI TẬP:

Bài 1: IC 7404 có bao nhiêu cổng? và chân cấp nguồn là chân số mấy?

Bài 2: Cho biết IC 7414 có chức năng gì?

Bài 6: Thiết kế mạch nhận biết các trạng thái không phải mã BCD của số nhị phân 4 bit, theo yêu cầu: Đúng mã BCD thì đèn tắt, không đúng mã BCD thì đèn sáng

SV thực hiện tương tự bài trên

F BÁO CÁO KẾT QUẢ:

2.1 Khảo sát cổng NOT:

-

Trang 19

2.2 Khảo sát cổng AND:

-

2.3 Khảo sát cổng OR:

-

2.4 Khảo sát cổng NAND:

-

2.5 Thiết kế mạch logic:

-

Trang 20

BÀI 3

MẠCH DAO ĐỘNG SÓNG VUÔNG

A MỤC TIÊU:

Sau khi học xong bài này, sinh viên có thể:

- Giải thích được nguyên lý hoạt động của các mạch dao động dùng cổng logic

- Giải thích được nguyên lý hoạt động của IC 555 và các mạch ứng dụng tương ứng

- Thiết kế được các mạch dao động có tần số ngõ ra theo yêu cầu

- Thiết kế được các mạch đơn ổn dùng IC 555

Trước buổi thực hành yêu cầu SV chuẩn bị trước các câu hỏi sau:

- Tra sơ đồ chân của các IC 555

- Tìm hiểu chức năng từng chân của IC này

- Giải thích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IC 555

- Các công thức tính tần số, thời gian TON và TOFF của các mạch dao động

Trang 21

Yêu cầu sinh viên:

o Dựa vào sơ đồ chân IC 7414 để cấp nguồn cho IC hoạt động

o Dùng dao động ký 2 tia đo và vẽ lại dạng sóng tại A và B, tại A và C, tại B và C

o Dựa vào sơ đồ chân IC 7414 để cấp nguồn cho IC hoạt động

o Dùng dao động ký 2 tia đo và vẽ trên cùng một hệ trục tọa độ dạng sóng tại A và B so với mass, tại ngõ ra trên Led1 và Led2 so với mass

o Tính tần số dao động vừa đo được và so sánh với tần số tính toán trên lý thuyết?

Trang 22

Hình 3.3: Mạch dao động dùng cổng dạng 3

Ta có công thức: T = C.R

o Dựa vào sơ đồ chân IC 7414 để cấp nguồn và mass cho IC hoạt động

o Dùng dao động ký 2 tia đo và vẽ lại dạng sóng tại A và B so với mass, tại A và C so với mass, tại B và C so với mass trên cùng một trục tọa độ

o Tính tần số dao động vừa đo được và so sánh với tần số tính toán trên lý thuyết?

o Nhận xét về các dạng sóng vừa vẽ được?

o Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch?

3.2 Mạch dao động dùng IC 555:

Cho sơ đồ chân và cấu trúc bên trong IC 555 như hình 3.4:

Hình 3.4: Sơ đồ chân và cấu trúc bên trong IC 555

Trang 23

o Giải thích chức năng các khối và nhiệm vụ từng chân của IC 555

Sinh viên lắp mạch như hình 3.5:

Hình 3.5: Mạch dao động dùng IC 555

o Cấp nguồn 5VDC cho mạch

o Tính thời gian TON, TOFF và tần số dao động của mạch?

o Dùng dao động ký đo và vẽ dạng sóng ngõ ra?

o Tính tần số đo được và so sánh với tần số tính toán trên lý thuyết?

o Tính toán các giá trị R1, R2 và C1 để mạch dao động với tần số 100Hz và 1KHz?

o Lắp mạch với các giá trị vừa tính và đo tần số ngõ ra?

3.3 Mạch dao động dùng IC 555 có thời gian TON và TOFF khác nhau:

Sinh viên lắp mạch như hình 3.6a và 3.6b:

Trang 24

0

R2 470K

C1 100uF

5

2

6 7

OUT

ST VCCGND

CV

TRG

THR

DSCHG OUT

0

VCC

R3 1K2

OUT

VCC

R1 6K8

D1

b)

C1 100uF

5

2

6 7

OUT

T VCCGND

CV

TRG

THR DSCHG

R2 470K

R4 6K8

LED1

Hình 3.6: Mạch dao động dùng IC 555 có thời gian TON và TOFF khác nhau

o Cấp nguồn 5VDC cho mạch

o Tính thời gian TON và TOFF của các mạch trên hình 3.7?

o Dùng dao động ký đo và vẽ lại dạng sóng ngõ ra?

o So sánh kết quả đo được với kết quả tính toán?

Trang 25

3.4 Mạch đơn ổn dùng IC 555:

Hình 3.7: Mạch đơn ổn dùng IC 555

o Tính thời gian tồn tại xung đơn ổn?

o Dùng dao động ký đo thời gian tồn tại xung của mạch So sánh với kết quả tính trên lý thuyết?

o Tính toán các giá trị R1 và C1 để thời gian tồn tại xung là 10ms?

Trang 26

-Ngành: Điện - Điện Tử Trang 25

3.2 Mạch dao động dùng IC 555:

- 3.3 Mạch dao động dùng IC 555 có thời gian TON và TOFF khác nhau:

- 3.4 Mạch đơn ổn dùng IC 555:

-

Trang 27

BÀI 4

FLIPFLOP VÀ ỨNG DỤNG

A MỤC TIÊU:

Sau khi học xong bài này sinh viên có thể:

- Giải thích được nguyên lý hoạt động của Flip-Flop

- Thiết kế được các mạch đếm lên/xuống dùng Flip-Flop

- Thiết kế được các mạch đếm lên/xuống bắt đầu và kết thúc tại một trạng thái bất kỳ

- Giải thích được nguyên lý hoạt động của thanh ghi dịch

Trước buổi thực hành, yêu cầu sinh viên chuẩn bị các câu hỏi sau:

- Tra cứu datasheet của các IC Flip-Flop RS, JK, D, T

- Giải thích bảng trạng thái của các Flip-Flop

- Nêu một số ứng dụng của Flip-Flop

Cho sơ đồ chân và bảng trạng thái của IC Flip-Flop JK 74112/7476 như sau:

Hình 4.1 Sơ đồ chân và sơ đồ ký hiệu của IC 74112

Trang 28

Bảng 4.1 Bảng trạng thái Flip-Flop JK

o Nêu chức năng của từng chân IC?

o Dựa vào bảng trạng thái giải thích nguyên lý hoạt động của Flip-Flop?

4.2 Mạch đếm lên/xuống:

4.2.1 Mạch đếm lên không đồng bộ:

Hình 4.2: Mạch đếm lên không đồng bộ 2 bit

o Dựa vào sơ đồ chân và bảng trạng thái, hãy kết nối các chân còn lại của IC để mạch hoạt động

o Cấp xung Clock có tần số 1Hz cho mạch

o Quan sát các led và ghi lại bảng trạng thái của mạch từ xung CK thứ 1 đến xung CK thứ 6?

Trang 29

o Dùng dao động ký 2 tia đo và vẽ lại dạng sóng các ngõ ra trên các hệ trục tọa độ thẳng hàng với nhau?

4.2.2 Mạch đếm xuống không đồng bộ:

Hình 4.3: Mạch đếm xuống không đồng bộ 2 bit

o Dựa vào sơ đồ chân và bảng trạng thái, hãy kết nối các chân còn lại của IC để mạch hoạt động?

o Dùng dao động ký 2 tia đo và vẽ lại dạng sóng các ngõ ra trên các hệ trục tọa độ thẳng hàng với nhau?

4.2.3 Mạch đếm lên đồng bộ:

Trang 30

Hình 4.4: Mạch đếm lên đồng bộ 3 bit

o Dựa vào sơ đồ chân và bảng trạng thái, hãy kết nối các chân còn lại của các IC để mạch hoạt động?

o Cấp xung Clock có tần số 1KHz cho mạch

o Dùng dao động ký 2 tia đo và vẽ lại dạng sóng Q0, Q1 và Q1, Q2 trên các hệ trục tọa

độ thẳng hàng với nhau Đối chiếu các dạng sóng và vẽ lại dạng sóng Q0, Q1, Q2 trên các hệ trục tọa độ thẳng hàng với nhau?

4.2.4 Mạch đếm xuống đồng bộ:

Trang 31

Hình 4.5: Mạch đếm xuống đồng bộ 3 bit

o Dựa vào sơ đồ chân và bảng trạng thái, hãy kết nối các chân còn lại của các IC để mạch hoạt động

o Quan sát các led và ghi lại bảng trạng thái của mạch từ xung CK thứ 1 đến xung CK thứ 10…

o Cấp xung Clock có tần số 1KHz cho mạch

o Dùng dao động ký 2 tia đo và vẽ lại dạng sóng Q0, Q1 và Q1, Q2 trên các hệ trục tọa

độ thẳng hàng với nhau Đối chiếu các dạng sóng và vẽ lại dạng sóng Q0, Q1, Q2 trên các hệ trục tọa độ thẳng hàng với nhau?

4.3 Mạch đếm đặt trước số đếm:

4.3.1 Mạch đếm lên từ 3 đến 9:

Trang 32

Hình 4.6: Mạch đếm lên từ 3 đến 9

o Quan sát các led và viết bảng trạng thái của mạch từ xung CK thứ 1 đến xung CK thứ 10?

o Vẽ dạng sóng của các ngõ ra?

4.3.2 Mạch đếm xuống từ 9 đến 4:

Trang 33

Hình 4.7: Mạch đếm xuống từ 9 đến 4

o Quan sát các led và viết bảng trạng thái của mạch từ xung thứ CK thứ 1 đến xung CK thứ 10?

o Vẽ dạng sóng của các ngõ ra?

4.4 Thanh ghi 4 bit dùng Flip-Flop:

Trang 34

Hình 4.8: Thanh ghi dịch 4 bit dùng D Flip-Flop

o Dựa vào sơ đồ chân và bảng trạng thái, hãy kết nối các chân còn lại để mạch hoạt động?

o Cho ngõ vào mức logic 1, quan sát led và viết bảng trạng thái cho đến khi các led đều sáng?

o Giữ nguyên tình trạng mạch và cho ngõ vào mức logic 0, quan sát led và ghi tiếp vào bảng trạng thái cho đến khi tất cả các led đều tắt?

E BÀI TẬP:

Bài 1: IC 74112 có bao nhiêu FF? và chân cấp nguồn là chân số mấy?

Bài 2: Thiết kế mạch đếm lên từ 2 đến 11 hoặc từ 5 đến 13? Lắp mạch và ghi nhận lại kết

quả? Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch?

Bài 3: Thiết kế mạch đếm xuống từ 11 đến 2 hoặc từ 13 đến 5? Lắp mạch và ghi nhận lại

kết quả? Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch?

4.1 Khảo sát Flip-Flop:

-

Trang 35

4.2 Mạch đếm lên/xuống:

- 4.3 Mạch đếm đặt trước số đếm:

- 4.4 Thanh ghi 4 bit dùng Flip-Flop:

-

Trang 36

BÀI 5

THANH GHI

A MỤC TIÊU:

Sau khi thực hành bài này SV có thể:

- Giải thích được hoạt động của các IC 74164 và IC74194

- Thiết kế được các mạch ứng dụng dịch chuyển dữ liệu của IC 74164

- Thiết kế được các mạch ứng dụng dịch trái, phải, nạp dữ liệu song song của IC 74194

Trước buổi thực hành, yêu cầu SV chuẩn bị trước các câu hỏi sau:

- Tra cứu datasheet các IC 74164, 74194

- Nêu chức năng các chân của các IC này

- Giải thích bảng trạng thái của từng IC

- Dựa vào bảng trạng thái, cho biết hoạt động của IC

- Nêu một số ứng dụng của các IC

Trang 37

Bảng 5.1: Bảng trạng thái IC74164

Yêu cầu SV:

o Cho biết chức năng các chân của IC?

o Cho biết hoạt động của IC?

5.1.2 Cho sơ đồ chân và bảng trạng thái của IC 74194 như sau:

Hình 5.2: Sơ đồ chân IC74194

Bảng 5.2: Bảng trạng thái IC74194

Yêu cầu SV:

o Cho biết chức năng các chân của IC?

o Cho biết hoạt động dịch trái của IC?

o Cho biết hoạt động dịch phải của IC?

o Cho biết hoạt động nạp song song của IC?

Trang 38

8

9

3 4 5 6 10 11 12 13

A B

CLK

CLR

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

Hình 5.3: Mạch sáng dần – tắt dần

o Dựa vào sơ đồ chân và bảng trạng thái, hãy kết nối các chân còn lại của IC để mạch họat động?

o Quan sát trạng thái các Led

o Giải thích kết quả đạt được?

5.2.2 Mạch 8 led sáng dần – tắt hết:

SV lắp mạch như hình 5.4:

LED1

IC2A 74LS04

1 2

LED8 IC1

74164

1 2

8

9

3 4 5 6 10 11 12 13

A B

CLK

CLR

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

0

+5V

Hình 5.4: Mạch sáng dần – tắt hết

SV thực hiện tương tự như hình 5.3

5.2.3 Mạch 8 led sáng tối xen kẻ:

SV lắp mạch như hình 5.5:

Trang 39

IC1

74164

1 2

8

9

3 4 5 6 10 11 12 13

A B

CLK

CLR

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

0

LED1

IC2A 74LS04

1 2

15 14 13 12

3 4 5 6 SR

SL CLK S0 S1 CLR

QA QB QC QD

A B C D

IC2A 74LS04

1 2

LED4 LED1

Trang 40

LED1

LED4

IC2A 74LS04

1 2

0 IC1

74LS194

2

7 11 9 10 1

15 14 13 12

3 4 5 6 SR

SL CLK S0 S1 CLR

QA QB QC QD

A B C D

- Điểm sáng dần từ trái sang phải (từ led1 đến led8) sau đó tắt hết

- Điểm sáng dần từ phải sang trái (từ led8 trở về led1) sau đó tắt hết

- Điểm sáng dần thứ tự như sau: Led1, led8, led2, led7, … , led4, led5

- Hai điểm sáng dần chạy song song từ chính giữa ra ngoài, sau đó tắt dần

5.1 Khảo sát IC:

-5.2 Mạch ứng dụng IC74164:

-

Định dạng
Số trang	81
Dung lượng	1,54 MB