Bài 4 mạch đếm và thanh ghi

Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá Hoï teân:.......................................... Lôùp:............................................... Nhoùm: ........................................... Baøn soá: .......................................... BAØI 4 MAÏCH ÑEÁM VAØ THANH GHI › MUÏC ÑÍCH VAØ YEÂU CAÀU THÍ NGHIEÄM Giuùp sinh vieân baèng thöïc nghieäm khaûo saùt : • Tìm hieåu caáu truùc vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa sô ñoà maïch ñeám. • Tìm hieåu hoaït ñoäng cuûa boä ñeám 4 bit vaø caùc sô ñoà öùng duïng. • Tìm hieåu nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa vi maïch ñeám möôøi vôùi maõ BCD. • Tìm hieåu caáu truùc vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa boä ñeám thuaän ngöôïc 8 bit maõ BCD › THIEÁT BÒ SÖÛ DUÏNG 1. Thieát bò chính cho thöïc taäp ñieän töû soá DTS-21. 2. Dao ñoäng kyù 3 tia. 3. Khoái thí nghieäm DM-208 cho baøi thöïc taäp (gaén leân thieát bò chính DTS-21). 4. Daây coù choát caém hai ñaàu. PHAÀN I : CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT Phaàn naøy nhaèm toùm löôïc nhöõng vaán ñeà lyù thuyeát thaät caàn thieát phuïc vuï cho baøi thí nghieäm vaø caùc caâu hoûi chuaån bò ñeå sinh vieân phaûi ñoïc kyõ vaø traû lôøi tröôùc ôû nhaø. • Sinh vieân caàn xem laïi caùc kieán thöùc sau: • Maïch ñeám nhò phaân . Caùch thieát keá maïch ñeám vôùi soá MOD baát kyø. • Maïch chia taàn , maïch ñeám voøng. • Maïch ñeám thaäp phaân, maïch ñeám thuaän nghòch. • Thanh ghi, maïch ñeám Johnson vaø phöông phaùp giaûi maõ. I.1. MAÏCH ÑEÁM • Maïch ñeám laø moät trong nhöõng daïng ñôn giaûn nhaát cuûa maïch daõy, moät boä ñeám thöôøng ñöôïc caáu taïo töø 2 hay nhieàu phaàn töû nhôù laø caùc FlipFlop vaø caùc phaàn töû toå hôïp, ñeå thay ñoåi traïng thaùi cuûa maïch tröôùc ñoù khi coù taùc ñoäng cuûa xung ôû ngoõ vaøo. Khi khoâng coù tín hieäu vaøo ñeám, maïch giöõ nguyeân traïng thaùi cuõ (i→ i), khi coù tín hieäu vaøo ñeám, maïch seõ chuyeãn sang traïng thaùi keá tieáp (i→ i+1), sau Kj tín hieäu vaøo maïch laïi quay laïi traïng thaùi ban ñaàu. ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 47 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá I.2. PHAÂN LOAÏI BOÄ ÑEÁM Boä ñeám Theo khaû naêng laäp trình Theo höôùng ñeám Theo MOD ñeám Theo caùch laøm vieäc Ñeám nghòch Khoâng theå laäp trình Coù theå laäp trình Khoâng ñoàng boä MOD<2n Ñeám thuaän Ñoàng boä (Syn.) MOD 2n I.2.1 BOÄ ÑEÁM KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ (ASYNCHRONOUS) D D J K CLK D D J K CLK 1 1 D D J K CLK 1 1 D D J K CLK FFD 1 1 FFCFFBFFA 1 1 Hình 4.1. Boä ñeám khoâng ñoàng boä duøng JK-FF Löu yù: J = K = 1 Xung CK chæ ñöôïc caáp cho FF-A, vì vaäy FF-A seõ thay ñoåi traïng thaùi khi coù taùc ñoäng caïnh xuoáng cuûa CK. Ngoõ ra cuûa FF-A hoaït ñoäng nhö 1 CK cuûa FF-B, vì vaäy FF-B seõ thay ñoåi traïng thaùi khi ngoõ ra D cuûa FF-A thay ñoåi töø möùc cao xuoáng möùc thaáp, töông töï cho FF-C vaø FF-D. Neáu bieåu hieän ngoõ ra cuûa FF-A, B, C, D baèng soá nhò phaân, maïch seõ hoaït ñoäng nhö boä ñeám nhò phaân töø 0000 ñeán 1111 (MOD ñeám 2n). Neáu trong boä ñeám toàn taïi ít nhaát moät caëp thay ñoåi traïng thaùi maø ôû ñoù taát caû caùc FF khoâng thay ñoåi traïng thaùi cuøng moät luùc thì boä ñeám ñoù ñöôïc goïi laø boä ñeám khoâng ñoàng boä. ¾ Boä ñeám vôùi MOD<2n. Boä ñeám hình 4.2 bò giôùi haïn veà soá MOD ñeám (2N vôùi N laø soá FF). Boä ñeám treân coù theå ñöôïc bieán ñoåi ñeå MOD ñeám <2N. Moät trong caùc nguyeân lyù cô baûn ñöôïc chæ ra treân hình 4.3. ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 48 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá D D J K CL D D J K CL 1 1 D D J K CL 1 1 1 2 3 000 001 010 011 100 101 110 Hình 4.2 Boä ñeám MOD 6 Traïng thaùi taïm ñeå xoùa boä ñeám 12 pulses 6 8 1 5input 11 B C 3 9 102 4 0NANDoutput A 71 CL CL D D CL 1 1 Hình 4.3 Boä ñeám MOD = 6 vaø giaûn ñoà xung cuûa maïch ¾ Moät soá IC ñeám baát ñoàng boä: • 74LS293: 4 bit counter • 74HC4024: 7 bit counter (CMOS) I.2.2 BOÄ ÑEÁM ÑOÀNG BOÄ (SYNCHRONOUS) ¾ Moät vaán ñeà ñoái vôùi boä ñeám khoâng ñoàng boä laø vieäc tích luõy (gia taêng) thôøi gian treã cuûa caùc FF, daãn ñeán vieäc caùc FF seõ khoâng thay ñoåi traïng thaùi ñoàng thôøi vôùi caùc xung vaøo. Ñeå traùnh tình traïng naøy, vieäc söû duïng caùc boä ñeám ñoàng boä (song song) laø caàn thieát. ÔÛ ñoù taát caû caùc FF ñöôïc tích cöïc ñoàng thôøi vôùi xung CK ôû ngoõ vaøo, moät vaøi phaàn töû ñöôïc duøng ñeå ñieàu khieån khi naøo FF thay ñoåi vaø khi naøo FF vaãn khoâng thay ñoåi bôûi xung clock. ¾ Moät soá IC ñeám ñoàng boä chuyeân duïng: • 74LS163: synchronous 4-bit counter • 74LS192:synchronous UP/DOWN (ñeám BCD) • 74LS193:synchronous UP/DOWN (ñeám nhò phaân) 1 1 U51A 14093 1 2 3 U49A 5476 4 1 16 15 14 2 3 J CLK K Q Q P R C L U49A 5476 4 1 16 15 14 2 3 J CLK K Q Q P R C L U49A 5476 4 1 16 15 14 2 3 J CLK K Q Q P R C L U50A 4023/FP 1 2 8 9 U49A 5476 4 1 16 15 14 2 3 J CLK K Q Q P R C L input Hình 4.4. Maïch ñeám ñoàng boä MOD16 ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 49 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá I.2.3 THÔØI GIAN TREà TRUYEÀN ÑAÏT VAØ XUNG CLOCK. • ÔÛ boä ñeám khoâng ñoàng boä khi tính ñeán thôøi gian treã truyeàn ñaït cuûa FF, chu kyø xung CK cho pheùp laø: pdclock tNT .≥ Vôùi N = soá FF, tpd thôøi gian treã truyeàn ñaït cuûa FF (propagation delay) Taàn soá cöïc ñaïi cho pheùp: pdtN f . 1 max = • ÔÛ boä ñeám ñoàng boä: toång thôøi gian treã = thôøi gian treã cuûa 1 FF coäng vôùi thôøi gian treã cuûa coång logic öùng vôùi FF ñoù: Total delay = tpd(FF) + tpd(logic gate). ⇒ Tclock ≥ Total delay ⇒ )()( max 1 GATELOGICpdFFpd tt f −+ = • Boä ñeám leân/xuoáng (74LS193) Teân chaân Moâ taû chöùc naêng UP DOWN CLR LOAD A,B,C,D QA,QB,QC,QD CO(CARRY) BO(BORROW) Ngoõ vaøo CK cho pheùp ñeám leân Ngoõ vaøo CK cho pheùp ñeám xuoáng Ngoõ vaøo xoùa khoâng ñoàng boä (Asyn), tích cöïc möùc cao Ngoõ vaøo naïp soá ñeám baét ñaàu töø caùc chaân A, B, C, D. (khoâng ñoàng boä) tích cöïc möùc thaáp. Ngoõ vaøo data song song Ngoõ ra (caùc Flip-Flop) Giôùi haïn ñeám leân, khi boä ñeám ñaït giôùi haïn treân thì CO tích cöïc möùc thaáp Giôùi haïn ñeám xuoáng, khi boä ñeám ñaït giôùi haïn döôùi thì BO tích cöïc möùc thaáp 74LS193 15 1 10 9 5 4 11 14 3 2 6 7 12 13 A B C D UP DN LOAD CLR QA QB QC QD CO BO ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 50 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá PHAÀN II : TIEÁN TRÌNH THÍ NGHIEÄM Sau khi ñaõ hieåu kyõ nhöõng vaán ñeà lyù thuyeát ñöôïc nhaéc laïi vaø nhaán maïnh ôû PHAÀN I, phaàn naøy bao goàm trình töï caùc böôùc phaûi tieán haønh taïi phoøng thí nghieäm. II.1. BOÄ ÑEÁM NHÒ PHAÂN DUØNG D _ FF 1. Maûng thí nghieäm : Maûng D 8-1 (Hình 4-1) 2. Caáp nguoàn +5V cuûa nguoàn DC POWER SUPPLY cho maûng D 8-1. PS2 B TTL LED2 74LS74 PS1 A TTL LED1 74LS74 74LS74 LED0 LED3 74LS74 CLK Clr D Pr Q QCLK Clr D Pr Q Q CLK Clr D Pr Q Q CLK Clr D Pr Q Q Hình 4.1. Maïch ñeám nhò phaân duøng 4 D _ FF 3. Thöïc hieän noái daây (hình 4.1) • Noái caùc ngoõ ra QA, QB, QC, QD vôùi caùc LED (nhoùm LOGIC INDICATORS) • Noái ngoõ vaøo CK (Input) vôùi coâng taéc xung PS1 ngoõ ra A/TTL • Noái ngoõ vaøo CLR vôùi coâng taéc xung PS2 ngoõ ra B/TTL 4. Caùc böôùc thöïc hieän: a. Khaûo saùt maïch ñeám MOD 2n duøng D_FF Böôùc 1: Ñaët caùc ngoõ vaøo CLR ôû möùc logic [1] Böôùc 2: Taùc ñoäng xung CK ôû ngoõ vaøo (nhaán PS1), ghi nhaän keát quaû taïi caùc ngoõ ra QA, QB, QC, QD vaøo baûng 4.1. Chuù yù: Tröôùc khi thöïc hieän theo baûng 4.1 phaûi kích (taùc ñoäng) CLR xoùa Baûng 4.1 Ngoõ vaøo Ngoõ ra Böôùc thöïc hieän CLR CK QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng 0 1 ↑ 1 1 ↑ 2 1 ↑ 3 1 ↑ 4 1 ↑ ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 51 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá 5 1 ↑ 6 1 ↑ 7 1 ↑ 8 1 ↑ 9 1 ↑ 10 1 ↑ 11 1 ↑ 12 1 ↑ 13 1 ↑ 14 1 ↑ 15 1 ↑ 16 1 ↑ 17 1 ↑ c. Khaûo saùt chaân CLR Böôùc 1: Noái ngoõ vaøo CLR vôùi coâng taéc DS1, ñaët caùc ngoõ vaøo CLR ôû möùc logic [ 0 ] Böôùc 2: Taùc ñoäng xung CK ôû ngoõ vaøo (nhaán PS1), Ghi nhaän keát quaû taïi caùc ngoõ ra QA, QB, QC, QD vaøo baûng 4.2 Baûng 4.2 CLR CK QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng [ 0 ] ↑ [ 1 ] ↑ d. Khaûo saùt chaân PR Böôùc 1: Noái ngoõ vaøo PR cuûa D_FF 1A, 1B, 2A, 2B vôùi caùc coâng taéc LS1, LS2, LS3, LS4 • Xeùt PR cuûa FF 1A Böôùc 2: Ñaët ngoõ vaøo PR cuûa D_FF 1A = [0], ngoõ vaøo PR caùc FF khaùc = [1] Böôùc 3: Taùc ñoäng xung CK ôû ngoõ vaøo (nhaán PS1), Ghi nhaän keát quaû taïi caùc ngoõ ra QA, QB, QC, QD vaøo baûng 4.3 Baûng 4.3 CLR PR (1A) PR (1B) PR (2A) PR (2B) CK QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] ↑ • Xeùt PR cuûa FF 1B Böôùc 4: Ñaët ngoõ vaøo PR cuûa D_FF 1B = [0], ngoõ vaøo PR caùc FF khaùc = [1] ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 52 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá Böôùc 5: Taùc ñoäng xung CK ôû ngoõ vaøo (nhaán PS1), Ghi nhaän keát quaû taïi caùc ngoõ ra QA, QB, QC, QD vaøo baûng 4.4 Baûng 4.4 CLR PR (1A) PR (1B) PR (2A) PR (2B) CK QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] [ 1 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] [ 1 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] [ 1 ] ↑ • Xeùt PR cuûa FF 2A Böôùc 6: Ñaët ngoõ vaøo PR cuûa D_FF 2A = [0], ngoõ vaøo PR caùc FF khaùc = [1] Böôùc 7: Taùc ñoäng xung CK ôû ngoõ vaøo (nhaán PS1), Ghi nhaän keát quaû taïi caùc ngoõ ra QA, QB, QC, QD vaøo baûng 4.5 Baûng 4.5 CLR PR (1A) PR (1B) PR (2A) PR (2B) CK QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] [ 1 ] ↑ • Xeùt PR cuûa FF 2B Böôùc 8: Ñaët ngoõ vaøo PR cuûa D_FF 2B = [0], ngoõ vaøo PR caùc FF khaùc = [1] Böôùc 9: Taùc ñoäng xung CK ôû ngoõ vaøo (nhaán PS1), Ghi nhaän keát quaû taïi caùc ngoõ ra QA, QB, QC, QD vaøo baûng 4.6 Baûng 4.6 CLR PR (1A) PR (1B) PR (2A) PR (2B) CK QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 0 ] ↑ II.2. BOÄ ÑEÁM 4 BIT, BOÄ CHIA 1. Maûng thí nghieäm : Maûng D 8-2 (Hình 4-2) 2. Caáp nguoàn +5V cuûa nguoàn DC POWER SUPPLY cho maûng D 8-2. ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 53 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá 2 D U42 74LS163 3 4 5 6 7 10 2 9 1 14 13 12 11 15 A B C D ENP ENT CLK LOAD CLR QA QB QC QD RCO 1 PS1 A TTL A 4 B C 8 TTL DS10 1 B 2C 74LS12 9 10 11 8 A LED2 2B 74LS12 3 4 5 6 LED3 C LED0 +5V LED1 Hình 4.2. Boä ñeám duøng 74163 3. Thöïc hieän noái daây (hình 4.2) • Noái caùc ngoõ ra QA, QB, QC, QD vôùi caùc LED (nhoùm LOGIC INDICATORS) • Noái ngoõ vaøo CK (Input) vôùi coâng taéc xung PS1 ngoõ ra A/TTL • Noái ngoõ vaøo CLR (CLR ngaõ vaøo cuûa coång NAND 2C) vôùi coâng taéc DS1 vò trí TTL 4. Caùc böôùc thöïc hieän: a. Khaûo saùt maïch ñeám MOD 2n duøng vi mch 74LS163 Böôùc 1: Ñaët chaân CLR = [0] (CLR ngaõ vaøo cuûa coång NAND 2C) Böôùc 2: Kích xung vaøo ngoõ CK (nhaán PS1), Xaùc ñònh traïng thaùi loái ra QA, QB, QC, QD. Ghi keát quaû vaøo baûng 4.7. Baûng 4.7 Ngoõ vaøo Ngoõ ra Böôùc thöïc hieän CLR CK QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng 1 0 ↑ 2 0 ↑ 3 0 ↑ 4 0 ↑ 5 0 ↑ 6 0 ↑ 7 0 ↑ 8 0 ↑ 9 0 ↑ 10 0 ↑ ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 54 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá 11 0 ↑ 12 0 ↑ 13 0 ↑ 14 0 ↑ 15 0 ↑ 16 0 ↑ 17 0 ↑ b. Khaûo saùt ngoõ vaøo xoùa CLR cuûa vi maïch 74LS163 Böôùc 1: Ñaët CLR = [1] (CLR ngaõ vaøo cuûa coång NAND 2C) vaø khoâng taùc ñoäng CK. Quan saùt traïng thaùi ngoõ ra QA, QB, QC, QD. Ghi vaøo baûng 4.8. Böôùc 2: Caáp CK (nhaán PS1), quan saùt söï thay ñoåi ôû ngoõ ra, Ghi keát quaû vaøo baûng 4.8. Baûng 4.8 Traïng thaùi CLR CK QD QC QB QA 1 1 Khoâng taùc ñoäng Taùc ñoäng c. Khaûo saùt maïch ñeám MOD < 2n (MOD 6)_duøng vi maïch 74LS163 Böôùc 1: Chuyeån ngoõ vaøo IN (CK) ñeán vò trí 1Hz/TTL cuûa boä STANDARD GENERATOR. Böôùc 2: Noái 1 vôùi A, noái 4 vôùi C vaø noái J1. Ñaët CLR = [ 0] (CLR ngaõ vaøo cuûa coång NAND 2C). Giöû nguyeân caùc ngoõ ra. Quan saùt traïng thaùi caùc LED. Ghi keát quaû vaøo baûng 4.9 Baûng 4.9 Ngoõ vaøo Ngoõ ra Böôùc thöïc hieän CLR CK QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng 1 0 ↑ 2 0 ↑ 3 0 ↑ 4 0 ↑ 5 0 ↑ 6 0 ↑ 7 0 ↑ 8 0 ↑ II.3. BOÄ ÑEÁM MÖÔØI (THAÄP PHAÂN) 1. Maûng thí nghieäm : Maûng D 8-3 (Hình 4-3) ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 55 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá 2. Caáp nguoàn +5V cuûa nguoàn DC POWER SUPPLY cho maûng D 8-3. LED1 PS1 A TT Hình 4.3. Maïch ñeám 10 duøng vi maïch 74LS90 L U44 74LS90 14 1 2 3 6 7 12 9 8 11 A B R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) QA QB QC QD LED3 1A 74LS00 1 2 3 TTL DS10 1 PS2 B TTL LED2 LED0 Digital Display 1 2 4 8 RESET START 3. Thöïc hieän noái daây (hình 4.3) • Noái caùc ngoõ ra A, B, C, D vôùi caùc LED (nhoùm LOGIC INDICATORS) • Noái ngoõ vaøo IN/CK vôùi coâng taéc xung PS1 ngoõ ra A/TTL • Noái ngoõ vaøo START vôùi coâng taéc DS1 vò trí TTL • Noái ngoõ vaøo RESET vôùi coâng taéc xung PS2 ngoõ ra B/TTL 4. Caùc böôùc thöïc hieän: a. Khaûo saùt maïch ñeám MOD 10 duøng vi maïch 74LS90 Böôùc 1: Ñaët ngoõ vaøo START (DS1) theo baûng 4.10 Böôùc 2: Taùc ñoäng xung kích CK cho maïch ñeám 74LS90, Quan saùt vaø ghi traïng thaùi caùc LED sau moãi laàn taùc ñoäng CK vaøo baûng 4.10 Baûng 4.10 Ngoõ vaøo Ngoõ ra Böôùc thöïc hieän START IN QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng 1 0 ↑ 2 1 ↑ 3 1 ↑ 4 1 ↑ 5 1 ↑ 6 1 ↑ 7 1 ↑ 8 1 ↑ 9 1 ↑ 10 1 ↑ 11 1 ↑ 12 1 ↑ Böôùc 3: Taùc ñoäng xung RESET cho maïch ñeám 74LS90, quan saùt traïng thaùi ngoõ ra, ghi keát quaû vaøo baûng 4.11 ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 56 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá Baûng 4.11 Ngoõ vaøo Ngoõ ra Böôùc thöïc hieän RESET QD QC QB QA Maõ thaäp phaân töông öùng 1 [1] II.4. BOÄ ÑEÁM THUAÄN - NGHÒCH 1. Maûng thí nghieäm : Maûng D 8-4 (Hình 4-4) 2. Caáp nguoàn +5V cuûa nguoàn DC POWER SUPPLY cho maûng D 8-4. J4 LOAD J1 IC3 74LS192 15 1 10 9 5 4 11 14 3 2 6 7 12 13 A B C D UP DN LOAD CLR QA QB QC QD CO BO TTL DS4 0 1 J7 IC2 74LS192 15 1 10 9 5 4 11 14 3 2 6 7 12 13 A B C D UP DN LOAD CLR QA QB QC QD CO BO TTL DS1 0 1 START TTL DS3 0 1 1C 74LS27 9 10 11 8 LED2 Digital Display 1 2 4 8 J3 LS1 0 1 1 2 4 8 LED1 Digital Display 1B 74LS27 3 4 5 6 J5 0 X10 T S- 1 2 4 8 COMM CLEAR J2PS2 ATTL TTL LS2 0 1 1B 74LS27 3 4 5 6 J8 J6 0 X1 T S- 1 2 4 8 COMM IN/CK Hình 4.4. Boä ñeám thuaän – ngöôïc duøng 74LS192 3. Caùc böôùc thöïc hieän: a. Boä ñeám thuaän (ñeám leân) • Noái J1, J3, J5, J7 ñeå ñöa boä ñeám veà caáu hình ñeám thuaän ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 57 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá • Noái choát COMM cuûa coâng taéc cô khí TS1, TS2 vôùi choát TTL cuûa DS3, DS4 • Noái caùc ngoõ vaøo ñaët tröôùc 1A, 1B, 1C, 1D vôùi choát 1, 2, 4, 8 cuûa coâng taéc cô khí TS1 • Noái caùc ngoõ vaøo ñaët tröôùc 2A, 2B, 2C, 2D vôùi choát 1, 2, 4, 8 cuûa coâng taéc cô khí TS2 • Noái ngoõ vaøo START vôùi coâng taéc LS1 • Noái ngoõ vaøo LOAD vôùi coâng taéc LS2 • Noái ngoõ vaøo CLEAR vôùi coâng taéc DS1 ngoõ ra TTL • Noái ngoõ vaøo CK/IN vôùi coâng taéc xung PS1 choát /TTL A • Noái loái ra QA, QB, QC, QD vôùi boä chæ thò DIGITAL DISPLAY cuûa thieát bò chính DTS-21 • QA1 noái vôùi choát 1 /LED1 cuûa boä chæ thò DIGITAL DISPLAY • QB1 noái vôùi choát 2 /LED1 cuûa boä chæ thò DIGITAL DISPLAY • QC1 noái vôùi choát 4 /LED1 cuûa boä chæ thò DIGITAL DISPLAY • QD1 noái vôùi choát 8 /LED1 cuûa boä chæ thò DIGITAL DISPLAY • QA2 noái vôùi choát 1 /LED2 cuûa boä chæ thò DIGITAL DISPLAY • QB2 noái vôùi choát 2 /LED2 cuûa boä chæ thò DIGITAL DISPLAY • QC2 noái vôùi choát 4 /LED2 cuûa boä chæ thò DIGITAL DISPLAY • QD2 noái vôùi choát 8 /LED2 cuûa boä chæ thò DIGITAL DISPLAY b. Ñeám leân vôùi soá ñeám ñaët tröôùc (ñeám töø 89 ñeán 99) • Ñaët soá ñeám baét ñaàu 89 (coâng taéc cô khí TS1=9, TS2=8 ) • Ñaët traïng thaùi START = [0] • Taùc ñoäng ngoõ vaøo CLR = [ 1], • Taùc ñoäng xung CK ñeå xoùa boä ñeám • Taùc ñoäng ngoõ vaøo CLR = [ 0] • Taùc ñoäng ngoõ vaøo LOAD= [0] ñeå naïp soá ñeám tröôùc töø coâng taéc cô khí vaøo boä ñeám. • Taùc ñoäng ngoõ vaøo LOAD= [1] ñeå chuyeån IC veà cheá ñoä ñeám. • Taùc ñoäng xung CK ñeå baét ñaàu ñeám • Quan saùt ngoõ ra, ghi nhaän keát quaû vaøo baûng 4.12 ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 58 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá Baûng 4.12 ÑIEÀU KHIEÅN CHÆ THÒ LED 7 ÑOAÏN START CLEAR LOAD CK/IN LED 7 ÑOAÏN 2 LED 7 ÑOAÏN 1 0 0 0 8 9 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ c. Boä ñeám nghòch (ñeám xuoáng) • Vaãn giöõ nguyeân maïch, chæ ngaét J1, J3, J5, J7, noái J2, J4, J6, J8 ñeå ñöa boä ñeám veà caáu hình ñeám nghòch d. Ñeám xuoáng vôùi soá ñeám ñaët tröôùc (ñeám töø 11 xuoáng 00) • Ñaët soá ñeám baét ñaàu 11 (coâng taéc cô khí TS1=1, TS2=1 ) • Ñaët traïng thaùi START = [0] • Taùc ñoäng ngoõ vaøo CLR = [ 1], • Taùc ñoäng xung CK ñeå xoùa boä ñeám • Taùc ñoäng ngoõ vaøo CLR = [ 0] • Taùc ñoäng ngoõ vaøo LOAD= [0] ñeå naïp soá ñeám tröôùc töø coâng taéc cô khí vaøo boä ñeám. • Taùc ñoäng ngoõ vaøo LOAD= [1] ñeå chuyeån veà cheá ñoä ñeám. • Taùc ñoäng xung CK ñeå baét ñaàu ñeám xuoáng • Quan saùt ngoõ ra, ghi nhaän keát qua vaøo baûng 4.13 ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 59 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá Baûng 4.13 ÑIEÀU KHIEÅN CHÆ THÒ LED 7 ÑOAÏN START CLEAR LOAD CK/IN LED 7 ÑOAÏN 2 LED 7 ÑOAÏN 1 0 0 0 1 1 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ 0 0 1 ↑ II.5. BOÄ ÑEÁM JOHNSON vaø MAÕ HOAÙ BAØN PHÍM 1. Maûng thí nghieäm : Maûng D 8-4 (Hình 4-5) 2. Caáp nguoàn +5V cuûa nguoàn DC POWER SUPPLY cho maûng D 8-5. PS2 TTL0 SW1 PS1 TTL LED1 2D 11 13 12 2B CD4011A 4 5 6 LED0 J1 B LED3 A SW10 IC3 74LS192 5 4 14 11 15 1 10 9 3 2 6 7 13 12 UP DOWN CLR LOAD A B C D QA QB QC QD BO CO CK IC1 CD4017A 3 2 4 7 10 1 5 6 9 11 14 13 15 12 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 CLK CLKINHIBIT RESET CARRYOUT J2 SW7 2A 3 1 2 RESET SW6 SW5 SW8 LED2 SW4 SW3 SW9 SW2 Hình 4.5 - Maïch ñeám Johnson vaø boä maõ hoaù baøn phím 3. Caùc böôùc thöïc hieän: • Noái ngoõ vaøo RESET vôùi coâng taéc PS2 ngoõ ra B/TTL • Noái ngoõ vaøo CK/IN vôùi coâng taéc xung PS1 choát A /TTL ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 60 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá • Noái loái ra QA, QB, QC, QD cuûa IC3, loái ra 0 ñeán 9 cuûa IC1 vôùi boä chæ thò DIGITAL DISPLAY cuûa thieát bò chính DTS-21 • Noái J1, taùc ñoäng CK, quan saùt ngoõ ra, ghi nhaän keát quaû vaøo baûng 4.14 Baûng 4.14 Ngoõ vaøo Caùc ngoõ ra CP1 CK 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 ↑ 1 ↑ • Noái J2, taùc ñoäng xung CK ñeå baét ñaàu ñeám voøng, quan saùt ngoõ ra, ghi nhaän keát quaû vaøo baûng 4.15 Baûng 4.15 Ngoõ vaøo Caùc ngoõ ra CP1 CK CLR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 ↑ 1 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 0 ↑ 0 • Noái thöù töï töøng SW vôùi caùc ngoõ ra cuûa IC1, thöïc hieän nhaán vaø giöõ töøng SW trong 1 khoaûng thôøi gian, quan saùt ngoõ ra, ghi nhaän keát quaû vaøo baûng 4.16 Baûng 4.16 Caùc ngoõ vaøo Caùc ngoõ ra CP1 CK CLR Nhaán SW QD QC QB QA 0 ↑ 1 0 0 ↑ 0 0 0 ↑ 0 1 0 ↑ 0 2 ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 61 Phoøng Thí Nghieäm Ñieän Töû Xung – Soá Taøi lieäu thí nghieäm soá 0 ↑ 0 3 0 ↑ 0 4 0 ↑ 0 5 0 ↑ 0 6 0 ↑ 0 7 0 ↑ 0 8 0 ↑ 0 9 ÑH Kyõ Thuaät Coâng Ngheä Trang 62