หน่วยการเรียนที่ 1...7. ประกอบวงจรน บ 4 บ...

จดประสงคการทดลอง 1. ประกอบวงจรนบโดยใชไอซฟลปฟลอปเบอร 7476 ได 2. ประกอบวงจรนบโดยใชไอซฟลปฟลอปเบอร 7493 ได 3. ประกอบวงจรนบโดยใชไอซฟลปฟลอปเบอร 7490 ได 4. วเคราะหการท างานของวงจรนบได

เครองมอและอปกรณ 1. ชดทดลองดจตอล จ านวน 1 ชด 2. ไอซเบอร 7476, 7493, 7490 จ านวน 3 ตว

ล าดบขนการทดลอง 1. ประกอบวงจรนบขนขนาด 3 บต ตามรปดานลาง โดยตออนพตสญญาณนาฬกาของวงจรเขากบสวตชกดป มสรางพลสบวกแบบหนงลก สวนขาอนพต PS และ CLR ทกขาตอกบวงจรสรางลอจก 1 โดยตอกบรซสเตอร 10 KΩ สวนเอาตพตทง 3 ตอกบแอลอดแสดงผล

J

K

Q

Q

CLK

J

K

Q

Q

J

K

Q

Q

CLK CLK

13

10 KW

7476 7476 7476

Vcc Vcc

GND

330 W

330 W

330 W

+ 5V

PS

CLR13

GNDCLR

PSPS

CLR

16

1

4

2 5

3

14

15

6

79

12

8

16

1

42 5

3

14

1511

10

QC QB QA

LED3 LED2 LED1

2. กดสวตชปอนสญญาณพลสทละ 1 พลส สงเกตการเปลยนแปลงทเอาตพตทง 3 ของวงจร แลวบนทกผลการทดลองในตารางท 1

ตารางท 1 ตารางบนทกผลการทดลองของขอ 2

จ านวนพลส เอาตพต

การนบฐานสบ QC QB QA

0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 2 0 1 0 2 3 0 1 1 3 4 1 0 0 4 5 1 0 1 5 6 1 1 0 6 7 1 1 1 7 8 0 0 0 0

3. ประกอบวงจรนบลงขนาด 3 บต ตามรปดานลาง

4. กดสวตชปอนสญญาณพลสทละ 1 พลส สงเกตการณเปลยนแปลงทเอาตพตทง 3 ของวงจร แลวบนทกผลการทดลองในตารางท 2

ตารางท 2 ตารางบนทกผลการทดลองของขอ 4

จ านวนพลส เอาตพต

การนบฐานสบ QC QB QA

0 0 0 0 0 1 1 1 1 7 2 1 1 0 6

ตารางท 2 ตารางบนทกผลการทดลองของขอ 4 (ตอ)

จ านวนพลส เอาตพต

การนบฐานสบ QC QB QA

3 1 0 1 5 4 1 0 0 4 5 0 1 1 3 6 0 1 0 2 7 0 0 1 1 8 0 0 0 0

5. ประกอบวงจรนบ 4 บต โดยใชไอซเบอร 7493 ตามรปดานลาง

6. กดสวตชปอนสญญาณพลสทละ 1 พลส ใหบนทกการแสดงผลของ LED 7–segment ทกครงทกดสวตซปอน

สญญาณนาฬกา บนทกผลการทดลองในตารางท 3

ตารางท 3 ตารางบนทกผลการทดลองของขอ 6

สญญาณพลสลกท

เอาตพต การแสดงผลของ LED 7-segment QD QC QB QA

0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1

10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 (ไมตด)

16 0 0 0 0 17 0 0 0 1 18 0 0 1 0

7. ประกอบวงจรนบ 4 บต โดยควบคมใหนบ 0–9 ใชไอซเบอร 7493 ตามรปดานลาง

8. กดสวตชปอนสญญาณพลสทละ 1 พลส ใหบนทกการแสดงผลของ LED 7–segment ทกครงทกดสวตซปอนสญญาณนาฬกา บนทกผลการทดลองในตารางท 4

ตารางท 4 ตารางบนทกผลการทดลองของขอ 8

สญญาณพลส ลกท

เอาตพต การแสดงผลของ LED 7-segment QD QC QB QA

0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0

ตารางท 4 ตารางบนทกผลการทดลองของขอ 8 (ตอ)

สญญาณพลส ลกท

เอาตพต การแสดงผลของ LED 7-segment QD QC QB QA

7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1

10 0 0 0 0 11 0 0 0 1 12 0 0 1 0 13 0 0 1 1 14 0 1 0 0 15 0 1 0 1 16 0 1 1 0 17 0 1 1 1 18 1 0 0 0

9. ผลการทดลองจากตารางท 1 กบตารางท 2 มขอแตกตางกนอยางไร ตอบ แตกตาง กลาวคอ ผลจากตารางท 1 วงจรนบจะนบตงแต 0 ถง 15 (00002 ถง 11112) ผลจากตารางท 2วงจรนบจะนบตงแต 0 ถง 9 (00002 ถง 10012) 10. ถาหากตองการใหไอซเบอร 7493 นบ 7 (0 ถง 6) จะตอวงจรอยางไร ตอบ หากตองการใหไอซเบอร 7493 นบ 7 (0 ถง 6) จะตอง Reset ทเลข 7 คอ 01112 ซงจะใชวงจร Reset ขนาด 3 อนพต แตไอซ 7493 มวงจร Reset จ านวน 2 อนพต จงตองใช AND gate ตอเพม ดงรปดานลาง

11. ประกอบวงจรนบ 10 โดยใชไอซเบอร 7490 ตามรปดานลาง

12. กดสวตชปอนสญญาณพลสทละ 1 พลส โดยบนทกการแสดงผลของ LED 7-segment ทกครงทกดสวตซปอนสญญาณนาฬกา บนทกผลการทดลองในตารางท 5

ตารางท 5 ตารางบนทกผลการทดลองของขอ 11

สญญาณพลสลกท

เอาตพต การแสดงผลของ LED 7 segment QD QC QB QA

0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1

10 0 0 0 0 11 0 0 0 1 12 0 0 1 0 13 0 0 1 1 14 0 1 0 0 15 0 1 0 1 16 0 1 1 0 17 0 1 1 1 18 1 0 0 0 19 1 0 0 1 20 0 0 0 0 21 0 0 0 1

ตารางท 5 ตารางบนทกผลการทดลองของขอ 11 (ตอ)

สญญาณพลสลกท

เอาตพต การแสดงผลของ LED 7 segment QD QC QB QA

22 0 0 1 0 23 0 0 1 1 24 0 1 0 0 25 0 1 0 1 26 0 1 1 0 27 0 1 1 1 28 1 0 0 0 29 1 0 0 1

13. ประกอบวงจรนบ 00–99 โดยใชไอซเบอร 7490 จ านวน 2 ตว ตามวงจรในรปดานลาง

14. สงเกตผลทแสดงท LED 7–segment ทงสองหลก ผลดงน ตอบ ผลของการทดลองขอ13 พบวาวงจรนบจมนบตงแต 0 ถง 99 แลวเรมนบ 0 ใหมเชนนเรอย ๆ

15. ตอวงจรนบขนนบลงตามรปดานลาง

16. ปอนสญญาณนาฬกาความถ 1 Hz เขาท SW2 และโยก SW2 ไปทต าแหนงนบขน และโยก SW1 ไปท Clear ผลท LED 7–segment แสดงผลดงน ตอบ LED 7–segment แสดงผลเปนเลข 0

17. SW2 อยทต าแหนงนบขน และโยก SW1 ไปท RUN ผลท LED 7–segment คอ ตอบ LED 7–segment แสดงผลเปนเลข 0 - 9 และสญลกษณอน ตามตารางท 3

18. โยก SW2 อยทต าแหนงนบลง และโยก SW1 ไปท RUN ผลท LED 7–segment คอ ตอบ LED 7–segment แสดงผลเปนเลข 9 - 0 และสญลกษณอน ตามตารางท 3

19. SW2 อยทต าแหนงนบลง และโยก SW1 ไปท Clear ผลท LED 7-segment คอ ตอบ LED 7–segment แสดงผลเปนเลข 0

20. ใหนกศกษาออกแบบวงจรนบ 0–11(นบ 12) ใชไอซเบอร 7492 แสดงผลท LED 7–segment เขยนวงจรลงใน รปดานลาง

QAQBQD QCInput B

R0(1)R0(2)7492

Input A clock6 7

141

121198

VccGND

510

+5V

a b c d e f g

220x7

D C B A

BCD to 7-segment7447 7448

21. ปอนสญญาณพลส 1 Hz เขาทอนพต สงเกตการแสดงผลของ LED 7–segment แสดงผลดงน

สญญาณพลส ลกท

เอาตพต การแสดงผลของ LED 7-segment QD QC QB QA

0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1

10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 0 0 0 0 0

13 0 0 0 1 1

สรปผลการทดลอง

จงอธบาย/บรรยาย หรอออกแบบตามโจทยก าหนด 1. จงอธบายหลกการท างานของวงจรนบแบบ Asynchronous counter ตอบ วงจรนบแบบ Asynchronous counter มหลกการท างานคอปอนสญญาณนาฬกาเขาทอนพตของวงจร ฟลปฟลอปตวท 1 แลวน าสญญาณจากเอาตพตตวท 1 เปนสญญาณนาฬกาของฟลปฟลอปตวท 2 เชนนตอไป ดงรปดานลาง

2. จงหลกการท างานของวงจรนบแบบ Synchronous counter ตอบ วงจรนบแบบ Synchronous counter มหลกการท างานคอปอนสญญาณนาฬกาเขาทอนพตของวงจร ฟลปฟลอปทกตวพรอมกน ดงรปดานลาง

3. จงออกแบบวงจรนบเลขฐานสอง 4 บต ชนดนบขน แบบ Asynchronous counter โดยใชไอซฟลปฟลอป เบอร 7476 ตอบ ออกแบบวงจรนบเลขฐานสอง 4 บต ชนดนบขน แบบ Asynchronous counter โดยใชไอซฟลปฟลอป

เบอร 7476 ดงวงจรดานลาง

4. จงออกแบบวงจรนบเลขฐานสอง 0 ถง 12 นบขน แบบ Asynchronous counter โดยใชไอซฟลปฟลอป เบอร 7476 ตอบ ออกแบบวงจรนบเลขฐานสอง 0 ถง 12 นบขน แบบ Asynchronous counter โดยใชไอซฟลปฟลอปเบอร 7476 ซงนบเลขฐานสอง 0 ถง 12 หมายถง 00002 ถง 11002 ดงนนจง Reset ท 11012 สามารถเขยนวงจรไดดงวงจรดานลาง

QAQBQC

QD

J

K

Q

Q

CLK

A1

1

J

K

Q

Q

CLK

B1

1

J

K

Q

Q

CLK

C1

1

J

K

Q

Q

CLK

D1

1

MSB LSB

CLRCLRCLRCLR

5. จงออกแบบวงจรนบเลขฐานสอง 4 บต แบบ Asynchronous counter ก าหนดใหใชไอซฟลปฟลอปเบอร 7476 ทสามารถควบคมการนบขนนบลงได ตอบ ออกแบบวงจรนบเลขฐานสอง 4 บต แบบ Asynchronous counter ก าหนดใหใชไอซฟลปฟลอปเบอร 7476 ทสามารถควบคมการนบขนนบลง ดงวงจรดานลางดานลาง

J

K

Q

Q

CLK

A1

1

J

K

Q

Q

B

J

K

Q

Q

C

1

1 1

1

CLKCLK

QAQBQC

LSB

J

K

Q

Q

C

1

1

CLK

QDMSB

6. จงออกแบบวงจรนบเลข 0 ถง 4 แบบ Synchronous counter โดยใชไอซฟลปฟลอปเบอร 7476 ตอบ ออกแบบวงจรนบเลข 0 ถง 4 แบบ Synchronous counter โดยใชไอซฟลปฟลอปเบอร 7476

ตารางการนบ 5 (0-5)

เลขฐานสบ เลขฐานสอง

QC QB QA 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 0 0 0 0

ตารางการเปลยนแปลงเอาตพต

ล าดบการนบ

การเปลยนแปลงสภาวะของเอาตพต สภาวะปจจบน สภาวะถดไป

ผลของอนพตจากตารางการกระตน ( จากสภาวะปจจบน)

QC QB QA JC KC JB KB JA KA 0 1 0 0 0 0 0 1 0 X 0 X 1 X 1 2 0 0 0 1 1 0 0 X 1 X X 1 2 3 0 0 1 1 0 1 0 X X 0 1 X 3 4 0 1 1 0 1 0 1 X X 1 X 1 4 0 1 0 0 0 0 0 X 1 0 X 0 X

AJCQ BQ

AQ 01 1011

1

00

0

X

01 1011

1

00

0

1

11 0

XX X 1 XX X X X

AJ = C AK = 1

X

X

AKCQ BQ

AQ

BJ

CQ BQ

AQ 01 1011

1

00

0

1

01 1011

1

00

0

X

X0 0

XX 0 1 XX 0 X X

BJ = CA BK = A

X

X

BKCQ BQ

AQ

CJ

CQ BQ

AQ 01 1011

1

00

0

0

01 1011

1

00

0

X

00 X

X1 X 1 1X X X X

CJ = BA CK = 1

X

X

CKCQ BQ

AQ

เขยนวงจรไดดงน

J

K

Q

Q

CLK

A

1

J

K

Q

Q

B

K

Q

Q

C

CLKCLK

J

QAQBQCMSB LSB

1

7. จากรปดานลาง จงอธบายการท างานของไอซเบอร 74LS93

ตอบ จากรปทก าหนด เปนโครงสรางของไอซเบอร 74LS93 ซงโครงสรางภายในและตารางการท างานดงแสดงในรปดานลาง

CQ

BQ

AQ

DQ

Q

K

ck

Q

J

Q

K

ck

Q

J

Q

K

ck

Q

J

Q

K

ck

Q

J

Input A

Input B

R 0(1)R 0(2)

14 9 8111213 10

1 4 62 3 5 7

R 0(1) R 0(2)

A

B

CQBQDQAQ

Input A

Input B NC NC NC

NC

R 0(1) R 0(2) VCC

AQ DQ GND BQ CQ

01X00X

1 0 0 0AQR0(2) DQ CQ BQR0(1)

. 7493 .

. 7493

จากโครงสรางของไอซเบอร 74LS93 พบวามฟลปฟลอป จ านวน 4 ตว ตว A ตอกบอนพต A และมเอาตพตเปน QA ตว B ตอกบอนพต B และมเอาตพตเปน QB ดงนนหากตองการนบ 4 บตจะตองตอ input B ไปทเอาตพต QA สวนอนพต C จะตอกบ เอาตพต QB อนพต D จะตอกบ เอาตพต QC อยภายในแลว สวนขา Reset ม 2 ขาคอ R0(1) และ R0(2) ซงจะท างานเมอเปนลอจก 1 ดงนนหากตองการนบถงคาสงสดใหตอขา R0(1) และ R0(2) ลงกราวด แตหากตองการนบถงคาทก าหนดใหตอขา R0(1) และ R0(2) ไปยงเอาตพตทเปน 1 ของคาทตองการ Reset

8. จงออกแบบวงจรนบ 00– 99 โดยใชไอซเบอร 74LS93 ตอบ สามารถออกแบบวงจรนบ 00–99 โดยใชไอซเบอร 74LS93 ไดดงรปดานลาง

QAQBQD QCInput B

a b c d e f g

D C B A

R0(1)R0(2)

a b c d e f g

220x7

D C B A

220x7

7493

BCD TO 7 SEGMENT

Input A

QAQBQD QCInput B

R0(1)R0(2)7493 Input A

7447 7448 7447 7448

clock

9. จงออกแบบวงจรนบ 00–59 โดยใชไอซเบอร 74LS93 ตอบ สามารถออกแบบวงจรนบ 00–59 โดยใชไอซเบอร 74LS93 ไดดงรปดานลาง

10. จงออกแบบวงจรนบ 00–99 โดยใชไอซเบอร 74LS90 ตอบ สามารถออกแบบวงจรนบ 00–99 โดยใชไอซเบอร 74LS90 ไดดงรปดานลาง

11. จงออกแบบวงจรนบ 0–11 (นบ 12) โดยเลอกใชไอซทเหมาะสม ตอบ ออกแบบวงจรนบ 0–11 โดยใชไอซเบอร 7492 เนองจากเปนไอซนบ 12 (0 - 11) ออกแบบวงจรไดดงรปดานลาง

QAQBQD QCInput B

R0(1)R0(2)7492

Input A clock6 7

141

121198

output QAQBQD QC

VccGND

510

+5V

12. จงอธบายการท างานของไอซวงจรนบเบอร 74168

ตอบ ไอซวงจรนบเบอร 74168 เปนไอซวงจรนบสบ นบขนนบลง แบบซงโครนส (Synchronous Decade up-down Counter) มโครงสรางและตารางการท างานดงรปดานลาง