Bài 1. Cổng logic 1 22Bài 2. Cổng logic 2 68Bài 3. Các sơ đồ logic cơ bản 1: Các bộ giải mã và mã hóa logic 94Bài 4. Các sơ đồ logic cơ bản 2: Các sơ đồ logic toán học 124Bài 5. Các sơ đồ logic cơ bản 3: Các bộ phân kênh và hợp kênh 153Bài 6. Sơ đồ Trigger và bộ ghi 181Bài 7. Sơ đồ Trigger và bộ đếm 237Bài 8. Bộ so sánh và bộ tương đồng 299Bài 9. Bộ nhớ bán dẫn 325Bài 10. Các sơ đồ biến đổi: Bộ biến đổi số tương tự DAC; Bộ biến đổitần số sang điện áp FVC; Bộ biến đổi điện áp sang tần số VFC
Trang 1VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY
********
BÁO CÁO THỰC NGHIỆM TUẦN 4 MÔN : THỰC TẬP ĐIỆN TỬ SỐ
Trang 2
PHẦN 2: THỰC NGHIỆM
I 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.
1.1 Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D4-1.
1.2 Bộ cộng 1 bit: Hình D4-1.
1.2.1 Nối mạch của sơ đồ D4-1 (sử dụng phần trên IC1 - IC3) với các mạch của DTLAB-201N như sau:
Trang 3 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
Trang 41.2.2 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
DS4
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:
Co = 1, S = 01
1.3 Bộ cộng 2 bit thực hiện phép cộng:
+11
10 101
Trang 51.3.1 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
1.3.2 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
DS4
Ci1
LS3
X2
LS4 Y2
LS8 X1
LS7 Y1
Nguyên lý hoạt động:
Mạch cộng nhị phân 2 bit được tạo thành bằng cách ghép 2 bộ cộng nhị phân FA 1 bit với nhau Boolean mạch FA đầu: S = A xor B xor Ci , Co = A.B + Ci.( A xor B)
Cộng theo nguyên tắc:
Trang 6S = 0 + 0 = 0
S = 0 + 1 = 1
S = 1 + 0 = 1
S = 1 + 1 = 0
Co = 0
Co = 0
Co = 0
Co = 1
Xét 1 trường hợp cụ thể: X1 = 1, Y1 =1 → S = 0, Co = 1 ( nhớ 1)
Lối ra Cout (số nhớ ) của FA trước được nối với Cin của FA sau
II 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
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 DLTAB-201N như sau:
Trang 7 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
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
DS4
Bin1
LS1
X 1
LS2
Y 1
Hiệu D
Số nhớ “+”
Bout
Trang 81 1 0 0 0
2.3 Trên cơ sở kết quả đo, viết biểu thức trừ đại số logic 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:
D = 01, Bo = 0
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 (biến đổi giá trị của Y1: 0 1 và ngược lại 1 0 rồi cộng thêm 1)
Co = 1 , S = 01
III Bộ cộng và trừ loại vi mạch
Tìm hiểu cấu trúc bộ lấy tổng đại số logic sử dụng vi mạch chuyên dụng.
1 Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ D4-3.
−11
10
01
+ 11
(01+1)101
Trang 92 Nối mạch của sơ đồ D4-3 với các mạch của DTLAB-201N như sau:
Trang 10 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
4 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
DS
4
Cin
LS
4
A3
LS 3 A2
LS 2 A1
LS 1 A0
LS 8 B3
LS 7 B2
LS 6 B1
LS 5 B0
C 4
S 3
S 2
S 1
S 0
Số thập phân
A + B = S
20
Trang 115 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
DS
4
Cin
LS
4
A3
LS 3 A2
LS 2 A1
LS 1 A0
LS 8 B3
LS 7 B2
LS 6 B1
LS 5 B0
´
3
D 2
D 1
D 0
Số thập phân
A - B = D
Nhận xét: Kết quả thí nghiệm với tính toán theo cơ số 2 và cơ số 10 giống nhau.
Nguyên lý hoạt động của IC 74S83:
- Các chân của IC 74LS83
+ Các chân A0 – A3 là các tín hiệu lối vào của số nhị nhân A 4 bit
+ Các chân B0 – B3 là các tín hiệu lối vào của số nhị phân B 4 bit Các lối vào này đi qua các cổng XOR với tín hiệu Cin
+ Chân Cin quyết định xem IC thực hiện chức năng cộng hay trừ Chân Cin nối vào với C0 (số nhớ ban đầu)
- Hoạt động:
+ Khi chân CIN = 0, các tín hiệu B0 – B3 đi qua cổng XOR giữ nguyên giá trị, số nhớ ban đầu C0 = 0 Mạch thực hiện cộng A3A21A0 + B3B2B1B0 cho kết quả C4S3S2S1S0
+ Khi chân CIN = 1, các tín hiệu B0 – B3 đi qua cổng XOR bị đảo giá trị thành số bù 1 ( ´B4 ´B3 ´B2
´
B1), số nhớ ban đầu C0 = 1
Trang 12Thực hiện phép trừ bằng cách cộng A với bù 2 của B (1 + ´B4 ´B3 ´B2B´1) cho kết quả ´B 4 D3D2D1D0
Kết thúc