thi nghiem kt so - bai 2

Tp hng dn th nghim K THUT S Trang 15

BI 2. KHO ST H T HP V H TUN T

I. MC CH V YU CU Trong bi th nghim ny sinh vin s c kho st mt s mch t hp v mch tun t n gin: mch so snh 4 bt, mch cng 2 s nh phn 4 bit, b m khng ng b, b m ng b, thanh ghi dch 4 bt.

Qua bi th nghim sinh vin c th hiu c nguyn tc hot ng ca mt s mch t hp v mch tun t n gin, lm quen vi mt s vi mch s TTL thng c s dng. Sau khi hon thnh bi th nghim ny, sinh vin c th t mnh h thng ho li kin thc tch lu trong gi hc l thuyt, trn c s vn dng thit k c nhng mch ng dng phc tp hn. hon thnh bi th nghim ny sinh vin cn nm vng l thuyt c hc trong gio trnh K Thut S v cc h t hp v h tun t. II. TM TT L THUYT

1. Mch so snh Mch so snh dng so snh cc s nh phn v mt ln. C th phn loi thnh mch so

snh 1 bt v mch so snh nhiu bt. Trong , mch so snh 1 bt ch lm nhim v so snh hai s nh phn 1 bt u vo trong khi mch so snh nhiu bt thng c ng dng nhiu hn trong thc t. V cu to mch so snh hai s nh phn nhiu bt thng c xy dng trn c s ghp ni nhiu mch so snh 1 bt vi nhau.

Gi s cn so snh 2 s nh phn 4 bt nh sau: A = a3a2a1a0 v B = b3b2b1b0. Kt qu so snh c th l A=B hay A>B hay A

Bi 2 Digital Circuit Fundamentals 1 Trang 16 3. B m B m c xy dng trn c s cc Flip - Flop (FF) ghp ni vi nhau sao cho hot ng theo

mt bng trng thi (qui lut) cho trc. S lng FF s dng l s hng ca b m. B m c s dng to ra mt dy a ch ca lnh iu kin, m s chu trnh thc hin

php tnh, hoc c th dng trong vn thu v pht m. C th phn loi b m theo nhiu cch khc nhau: - Phn loi theo c s cc h m: B m thp phn, b m nh phn.

Trong b m nh phn c chia lm hai loi: + B m vi dung lng m 2n. + B m vi dung lng m khc 2n (m modulo M).

- Phn loi theo hng m gm: Mch m ln (m tin), mch m xung (m li), mch m vng.

- Phn loi mch m theo tn hiu chuyn: b m ni tip, b m song song, b m hn hp.

- Phn loi da vo chc nng iu khin: + B m ng b: S thay i ng ra ph thuc vo tn hiu iu kin Ck. + B m khng ng b.

Mc d c rt nhiu cch phn loi nhng ch c ba loi chnh:

B m khng ng b (m ni tip) B m ng b (m song song) B m hn hp.

a. B m khng ng b (Asynchronous Counter) B m khng ng b, cn gi l b m ni tip, l b m trong cc TFF (hoc JKFF gi

chc nng ca TFF) vi ng vo T=1 c ghp ni tip vi nhau, ng ra ca TFF ng trc ni vi ng vo Ck ca TFF ng sau, v hot ng theo mt loi m duy nht l BCD 8421. i vi loi b m ny, cc ng ra thay i trng thi khng ng thi vi tn hiu iu khin Ck (tc khng chu s iu khin ca tn hiu iu khin Ck) do c gi l mch m khng ng b.

Quy lut ghp ni cc TFF ni tip nhau ph thuc vo 2 yu t: hng m v tn hiu Ck:

Ck sn xung () Ck sn ln () m ln Cki+1 = Qi Cki+1 = iQ

m xung Cki+1 = iQ Cki+1 = Qi b. B m ng b (Synchronous Counter) B m song song l b m trong cc FF mc song song vi nhau v cc ng ra s thay i

trng thi di s iu khin ca tn hiu Ck. Chnh v vy m ngi ta cn gi b m song song l b m ng b.

Mch m song song c s dng vi bt k FF loi no v c th m theo qui lut bt k cho trc. V vy, thit k b m ng b (song song) ngi ta da vo cc bng u vo kch ca FF.

Trong bi th nghim v b m chng ta s kho st vi mch m 74LS193. 4. Thanh ghi dch (Shift Register) Thanh ghi dch c xy dng trn c s cc DFF (hoc cc FF khc thc hin chc nng ca

DFF) v trong mi DFF s lu tr 1 bit d liu.


to thanh ghi dch nhiu bit, ngi ta ghp nhiu DFF li vi nhau theo qui lut nh sau: Ng ra ca DFF ng trc c ni vi ng vo DATA ca DFF sau (Di+1 = Qi) y

l thanh ghi c kh nng dch phi. Hoc ng ra ca DFF ng sau c ni vi ng vo DATA ca DFF ng trc (Di =

Qi+1) y l thanh ghi c kh nng dch tri. Ngoi ra cn c thanh ghi va thc hin dch tri, va thc hin dch phi.

Vic nhp d liu vo thanh ghi dch c nhiu phng php: Nhp d liu vo ni tip Nhp d liu vo song song khng ng b Nhp d liu vo song song ng b

Cc ng ra d liu ca thanh ghi dch gm c: Ng ra d liu ni tip Cc ng ra d liu song song

Thanh ghi dch c kho st trong bi th nghim l thanh ghi dch 4 bt 74LS194. Trong cc b thu pht d liu ni tip thanh ghi dch c th c s dng chuyn d liu song

song thnh d liu ni tip v ngc li; cng c th ng dng thanh ghi dch thc hin php ton nhn hai v chia hai; cng c th ng dng thanh ghi dch thit k mch thc hin php ton cng 2 s nh phn nhiu bt..., ngoi ra thanh ghi dch l mt thnh phn khng th thiu trong cc b vi x l v vi iu khin.

III. DNG C TH NGHIM

1 FACET Base Unit. ( lp mch th nghim). 1 Digital Circuit Fundamental 1 board (Board mch th nghim). 1 VOM. 1 my pht sng vung Cc dy ni v cc connector.

III. CC TH NGHIM Board mch th nghim gm cc khi sau y:

REG (Regulator): Ngun cung cp. CLOCK: To xung vung c tn s 50KHz. PULSE: Mch to xung kch khi bng tay. SIGNAL: Cung cp cc tn hiu logic ng vo A, B, C, D. Cc khi cn li l cc mch chng ta s ln lt kho st sau y.

Bi 2 Digital Circuit Fundamentals 1 Trang 18 1. Kho st mch m khng ng b (m ni tip) Khi mch thc hin: ASYNCHRONOUS RIPPLE COUNTER a. Kho st tc dng ca cc ng vo CLR v PR:

Quan st s mch ca b m khng ng b (m ni tip) s dng 4 JKFF (c thc hin bng 2 vi mch 74LS76) thc hin chc nng ca TFF mc ni tip vi nhau.

Kho st hot ng xa (CLEAR) v t trc (PRESET) b m bng cch cp tn hiu logic tng ng cho cc ng vo CLR v PR.

Dng t in c gi tr C = 10 (F) mc thm vo mch kho st tc dng ca mch RC trong vic t ng xa FF v thit lp FF lc ban u khi bt ngun cung cp.

b. Kho st hot ng m ln:

Cp xung Clock t khi to xung PULSE vo ng vo CLOCK ca mch. Xa b m v 0. Thay i v tr cng tc khi PULSE to xung kch khi cho b m v quan st s

thay i trng thi ng ra ca b m t gi tr 0000 n 1111. Lu : n sng tng ng mc logic 1, n tt tng ng mc logic 0.

Dng my pht sng cp tn hiu xung vung c tn s 1 Hz vo ng vo CLOCK ca b m v quan st hot ng m ln ca mch.

Tng tn s xung CLOCK ca my pht sng tng tc m. C nhn xt g khi tip tc tng tn s xung CLOCK ca b m? Cho bit n tn s

xung CLOCK bng bao nhiu th c th xem nh trng thi ca c 4 n u sng?

2. Kho st mch m ng b (74LS193) Khi mch thc hin: SYNCHRONOUS COUNTER Vi mch TTL 74LS193 l b m ng b thun/nghch 4 bt, vi cc ng vo d liu cho php nhp gi tr bt u ca b m (ni dung m). S chn ca vi mch ny c cho trn hnh v sau:

y l mt vi mch MSI (Medium Scale Integrated) c cu to t khong 55 cng vi s logic v th thi gian m t hot ng ca vi mch c cho trn cc hnh v sau:

Bi 2 Digital Circuit Fundamentals 1 Trang 20

T th thi gian chng ta thy b m 74LS193 c cc ch hot ng sau y: xa b m (Clear), nhp d liu vo b m (Load), m ln (Count Up) v m xung (Count Down), ty theo s iu khin ca cc ng vo vi mch:

CLEAR : ng vo xa b m v 0000. LOAD : ng vo cho php nhp d liu vo b m. A, B, C, D : cc ng vo d liu. COUNT UP : ng vo nhn xung cho php m ln, kch khi sn ln. COUNT DOWN : ng vo nhn xung cho php m xung, kch khi sn ln. QA, QB, QC, QD : cc ng ra b m. CARRY v BORROW : cc ng ra ny cho php ngi thit k c th ghp ni tng

nhiu vi mch 74LS193 vi nhau thc hin cc mch m vi s lng ln hn. Chng hn: 1 vi mch 74LS193 c th thc hin b m 4 bt tng ng 16 (= 24) trng thi phn bit, ghp ni tng 2 vi mch m 4 bt 74LS193 bng cch s dng cc ng ra CARRY hoc BORROW c th thc hin mch m 8 bt vi s lng trng thi m l 16x16 = 256 (= 28) trng thi phn bit, tt nhin c th thc hin hoc m ln hoc m xung (CARRY cho m ln v BORROW cho m xung).

Sau y chng ta s ln kho st hot ng ca vi mch m ny:


a. Hot ng m ln: Cp ngun cho mch. Xa b m v khng. Dng my pht sng cp tn hiu xung vung c tn s 1 Hz vo ng vo UP ca b m

v quan st hot ng m ln ca vi mch (ni dung b m thay i t 0000 1111). Ch quan st trng thi ca cc ng ra CARRY v BORROW. Hy cho bit cc ng ra

ny thay i trng thi ti thi im no? Tng tn s ng vo xung m ca my pht sng tng tc m.

b. Hot ng m xung:

Kho st hot ng m xung hon ton tng t nh phn a bng cch cp ngun xung clock tn s 1 Hz t my pht sng vo ng vo DOWN ca vi mch.

Lu : ng vo UP trng.

c. Nhp d liu vo b m: Trong phn ny chng ta s s dng ng vo LOAD v cc cng tc A, B, C, D khi INPUT

SIGNALS nhp d liu ban u cho b m (ni dung ban u ca b m). a ng vo LOAD xung mc 0 v s dng cc cng tc A, B, C, D nhp d liu

ban u 0011 cho b m (D=0, C=0, B=1, A=1). Trng thi cc ng ra ca b m QD, QC, QB, QA lc ny bng bao nhiu ?

Vn gi ng vo LOAD mc 0, cp xung clock tn s 1 Hz vo ng vo UP, ni dung b m c thay i theo xung clock khng?

a ng vo LOAD ln mc 1 chuyn sang hot ng m. Lc ny mch s thc hin m ln bt u t gi tr 0011 (3 thp phn).

Trong khi ang m ln hy th kim tra tc dng ca cc ng vo LOAD v CLEAR bng cch cp mc logic tch cc tng ng i vi tng ng vo.

Hon ton tng t: sinh vin c th thay i d liu nhp vo b m bng cc gi tr ty v tin hnh kho st hot ng m xung tng t nh lm i vi m ln.

d. ng dng b m xy dng mch nh thi Chng ta c th ng dng b m xc nh mt khong thi gian, gi l hot ng nh thi gian, hay gi tt l hot ng nh thi hay ch n gin l nh thi. Hot ng m xung v m ln ca cc vi mch m, chng hn 74LS193, c th c ng dng nh cc khong thi gian. n gin trong phn ny chng ta th xt ng dng ca hot ng m xung trong vic nh thi s kin.

Chng hn mun lm tr mt khong thi gian l 10s chng ta c th cho b m bt u m ngc (m xung) t gi tr thp phn l 10 (1010 nh phn) n 0 (0000 nh phn) vi tn s xung nhp ng vo DOWN l 1 Hz, tng ng vi chu k xung nhp l 1s. Khi b m t n gi tr 00002 ngha l m c 10 trng thi v s tng ng 10 xung nhp clock tc ng ng vo vi chu k mi xung l 1s, lc ny ng ra BORROW s chuyn t mc logic 1 xung mc logic 0, y chnh l du hiu nhn bit khong thi gian 10s tri qua tnh t lc bt u tc ng xung m u vo xung nhp. Tn hiu xung mc 0 ng ra BORROW c th c s dng kch khi cho mt mch in t no hot ng.

Phn th nghim: S dng vi mch 74LS193 thc hin cc cng vic sau: Nhp d liu thch hp nh thi cc khong thi gian l 5s, 6s, 12s, 15s. Nu ng dng hot ng m ln nh thi cn s dng ng ra CARRY lm du hiu

nhn bit. Hy tnh ton cc gi tr cn nhp cho b m nh thi c cc khong thi gian 5s, 10s, 15s v kim chng li bng th nghim ?


3. Kho st mch so snh 4 bt (74LS85) Khi mch thc hin: 4 BIT COMPARATOR

Vi mch 74LS85 thc hin so snh 2 s nh phn 4 bt A (A3A2A1A0) v B (B3B2B1B0) theo m nh phn 8421 v mt ln (4-BIT MAGNITUDE COMPARATOR). S chn v bng trng thi m t hot ng ca vi mch ny c cho trn hnh v sau:

Gii thch bng trng thi ca vi mch 74LS85:

A3, A2, A1, A0; B3, B2, B1, B0 l cc ng vo nhn cc bt d liu so snh ca 2 s A, B. A>B, A


Tin hnh th nghim:

a. So snh cc s nh phn 4 bt sau y:

Cc ng ra A B A>B AB hoc A=B hoc A

Bi 2 Digital Circuit Fundamentals 1 Trang 24 ngha ca cc chn tn hiu:

CLEAR: Ng vo xa, tch cc mc thp. CLOCK: Ng vo xung clock, tch cc sn ln. A, B, C, D: Cc ng vo d liu song song. SL (Serial Left): Ng vo ni tip ca d liu dch tri. SR (Serial Right): Ng vo ni tip ca d liu dch phi. QA, QB, QC, QD : Cc ng ra d liu song song. S1, S0 : Cc ng vo chn ch hot ng ca thanh ghi. Thanh ghi dch 74LS194 c 4

ch hot ng khc nhau c m t trong bng sau:

S1 S0 Ch hot ng (MODE) 0 0 Gi nguyn trng thi ng ra 0 1 Dch d liu sang phi 1 0 Dch d liu sang tri 1 1 Nhp d liu vo song song ng b vi clock

th thi gian m t hot ng ca thanh ghi 74LS194:


S logic ca vi mch:


Phn th nghim:

a. Hot ng dch phi d liu: Ln lt tin hnh nhng cng vic sau kho st hot ng dch phi ca thanh ghi:

Xa thanh ghi v 0000 (CLEAR=0). Nhp d liu 0001 vo thanh ghi (D=0, C=0, B=0, A=1), lu : A=LSB, D=MSB. Thit lp ng vo d liu dch phi SR=1. Cp xung clock sn ln cho thanh ghi t khi to xung PULSE GENERATOR. Chuyn sang ch dch phi (S1=0, S0=1). Ln lt chuyn cng tc khi to xung cp xung clock cho thanh ghi v quan st s

dch chuyn d liu 0001 t tri sang phi ti cc ng ra QA, QB, QC, QD theo nh s sau:

Tip tc kho st hot ng dch phi ca thanh ghi bng cch thay i d liu nhp ban

u cho thanh ghi bng cc gi tr sau: 0011, 0111, 0110, 0010, ...v.v. Lu : A = LSB, D=MSB

b. Hot ng dch tri d liu: Tng t, tin hnh nhng cng vic sau kho st hot ng dch tri ca thanh ghi:

Xa thanh ghi v 0000 (CLEAR=0). Nhp d liu 1000 vo thanh ghi (D=1, C=0, B=0, A=0), lu : A=LSB, D=MSB. Thit lp ng vo d liu dch tri SL=0. Cp xung clock sn ln cho thanh ghi t khi to xung PULSE GENERATOR. Chuyn sang ch dch tri (S1=1, S0=0). Ln lt chuyn cng tc khi to xung cp xung clock cho thanh ghi v quan st s

dch chuyn d liu 1000 t phi sang tri ti cc ng ra QA, QB, QC, QD theo nh s sau (xem trang tip theo):


Tip tc kho st hot ng dch tri ca thanh ghi bng cc d liu nhp ban u cho thanh ghi nh sau: 0100, 0110, 0010, v ng vo d liu ni tip SL=1.

c. Hot ng dch vng d liu:

Thc hin mch dch vng d liu t tri sang phi bng cch ni ng ra QD v ng vo d liu ni tip SR nh s mch sau:

Sau nhp d liu 0001 cho thanh ghi (A=1, B=0, C=0, D=0). Dng my to sng cp xung vung c tn s 1 Hz vo ng vo CLOCK ca thanh ghi. Chuyn thanh ghi sang ch dch phi d liu (S1=0, S0=1) v quan st hot ng dch

vng d liu 0001, s thy mt im sng chy vng ti ng ra. By gi t t tng tn s xung clock ca my pht sng ln s thy tc chy ca im

sng (tc qut) tng ln. Tip tc tng tn s xung clock cho n khi thy c 4 n LED ng ra sng ng thi. Hy gii thch ti sao khi tng tn s ln th mt ta li thy 4 n nh cng sng mt lc? V cho bit tn s xung clock lc bng bao nhiu? Gii thch kt qu ?

Tin hnh li th nghim dch vng d liu bng cch thay i d liu nhp ban u cho thanh ghi l: 0111, 1011, 1101, 1110 ? C kt lun g sau khi tin hnh th nghim vi cc gi tr d liu nhp ny ?

Sinh vin c th thc hin mch dch vng t phi sang tri, tng t nh lm mch dch vng sang phi, theo s sau y:


T kt qu th nghim phn c ny hy cho bit cc ng dng ca mch dch vng ? Trnh by s nguyn l mch chn knh ng dng thanh ghi dch ? Trnh by s nguyn l mch phn knh ng dng thanh ghi dch?

5. Kho st mch cng nh nhanh 4 bt (74LS283) Khi mch thc hin: 4 BIT ADDER Trong phn ny chng ta kho st vi mch cng nh nhanh 4 bt 74LS283, y l vi mch cng nh nhanh hay cn gi l mch cng vi s nh nhn thy trc (Fast Carry Carry Look Ahead). S b tr chn ca vi mch:

S b tr trn board mch th nghim v s khi ca mch cng 4 bt nh nhanh:

Trong s ny chng ta lu rng cc ng vo A4, A3, A2, A1 ca vi mch c ni n cc ng vo tn hiu D, C, B, A ti khi INPUT SIGNALS; trong khi cc ng vo B4, B3, B2, B1 ca vi mch c ni n cc ng ra QD, QC, QB, QA ca b m ng b.

Bi vy cng 2 s nh phn 4 bt A=A4A3A2A1 v B=B4B3B2B1 trc tin chng ta nhp s liu cho B trc bng cch s dng ch nhp s liu vo b m, sau chng ta nhp tip s liu cho A bng cch s dng cc cng tc A, B, C, D khi INPUT SIGNALS. Phn th nghim: Thc hin cc php ton cng 2 s nh phn 4 bt v hon thnh bng sau:

Gi tr u vo Kt qu php ton 16 8 4 2 1

C0 A B C4 4 3 2 1 S thp phn 0 0101 0100 0 1100 1011 0 0111 1000 1 0111 1000 0 1111 1111 1 1111 1111

Cu hi: ngha ca ng vo C0 v ng ra C4 ? Cho bit ng dng ca ng vo C0 v ng ra C4 trong vic thit k mch cng 2 s nh phn N bt ? V s mch thc hin?

----- oOo -----

BI 2.KH?O ST H? T? H?P V H? TU?N T?I. M?C CH V YU C?UII. TM T?T L THUY?TIII. D?NG C? TH NGHI?M

III. CC TH NGHI?MPh?n th nghi?m:Th?c hi?n cc php ton c?ng 2

thi nghiem kt so - bai 2

Documents