THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 1

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

103
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các cửa logic cơ bản (Basic Logic Gates) A. Phần tóm tắt lý thuyết Một cửa logic là một mạch logic với một hay nhiều đầu vào và một đầu ra. Chúng ta th-ờng gặp các cửa sau đây : 1. Cửa Đảo (Inverter) Mỗi cửa đảo có một đầu vào và một đầu ra Bảng chân lý x 0 1 Ký hiệu logic: Hàm logic: 2. Cửa Đệm (Buffer) Hai cửa đảo ghép nối tiếp tạo thành một cửa đệm Bảng chân lý x 0 1 Ký hiệu logic: Hàm logic: 3. Cửa Và (AND) Cửa Và có hai hoặc...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 1

Bµi 1: C¸c cöa logic c¬ b¶n (Basic Logic Gates) A. PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt Mét cöa logic lµ mét m¹ch logic víi mét hay nhiÒu ®Çu vµo vµ mét ®Çu ra. Chóng ta th−êng gÆp c¸c cöa sau ®©y : 1. Cöa §¶o (Inverter) Mçi cöa ®¶o cã mét ®Çu vµo vµ mét ®Çu ra B¶ng ch©n lý x Q 0 1 1 0 x Q Ký hiÖu logic: = Q x Hµm logic: 2. Cöa §Öm (Buffer) Hai cöa ®¶o ghÐp nèi tiÕp t¹o thµnh mét cöa ®Öm B¶ng ch©n lý x Q 0 0 1 1 x Q Ký hiÖu logic: = = Hµm logic: Q x 3. Cöa Vµ (AND) Cöa Vµ cã hai hoÆc nhiÒu ®Çu vµo. - Khi mäi ®Çu vµo ë møc 1 th× ®Çu ra ë møc 1. - NÕu mét trong nh÷ng ®Çu vµo ë møc 0 th× ®Çu ra sÏ ë møc 0. D−íi ®©y lµ kÕt qu¶ viÕt cho mét cöa vµ hai ®Çu vµo. 3
x y Q B¶ng ch©n lý 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 x Q Ký hiÖu logic: y = Hµm logic: Q x.y 4. Cöa Kh«ng Vµ (NAND) Cöa Kh«ng Vµ cã hai hoÆc nhiÒu ®Çu vµo. - NÕu mét trong nh÷ng ®Çu vµo ë møc 0, ®Çu ra sÏ ë møc logic 1. - Khi mäi ®Çu vµo ë møc logic 1, ®Çu ra ë møc 0. Cöa Kh«ng Vµ ®−îc coi nh− cöa Vµ ghÐp nèi tiÕp víi cöa §¶o. B¶ng ch©n lý x y Q 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 x Q Ký hiÖu logic: y = Hµm logic: Q x.y 5. Cöa HoÆc (OR) Cöa HoÆc cã hai hoÆc nhiÒu ®Çu vµo. - NÕu bÊt kú mét ®Çu vµo nµo ë møc 1, ®Çu ra sÏ ë møc 1. - Khi mäi ®Çu vµo ë møc 0, ®Çu ra ë møc 0. KÕt qu¶ cho mét cöa HoÆc hai ®Çu vµo nh− sau : B¶ng ch©n lý 4
x y Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 x Q Ký hiÖu logic: y =x+y Q Hµm logic: 6. Cöa Kh«ng HoÆc (NOR) Cöa Kh«ng HoÆc ®−îc coi nh− mét tæ hîp cña cöa hoÆc vµ cöa ®¶o ghÐp nèi tiÕp nhau. - BÊt kú mét ®Çu vµo nµo ë møc 1, ®Çu ra sÏ ë møc 0. - Khi mäi ®Çu vµo ë møc 0, ®Çu ra ë møc 1. D−íi ®©y lµ kÕt qu¶ viÕt cho cöa Kh«ng HoÆc hai ®Çu vµo. B¶ng ch©n lý x y Q 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 x Q Ký hiÖu logic: y =x+y Hµm logic: Q 5
B. PhÇn thùc nghiÖm 1. Nghiªn cøu sù ho¹t ®éng cña cöa Kh«ng Vµ 2 lèi vµo (2 - Input NAND Gate) C¸c lo¹i NAND 2 lèi vµo: 74LS00, 74LS37, 74LS132, 4093, 4011 S¬ ®å thÝ nghiÖm: §Çu vµo §Çu ra Q x y 0V 0 0 X 0 1 Q 1 0 Y 1 1 74LS00 5V C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm: B−íc1: Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông: 01 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5) 02 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 01 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) Chó ý: [] §−êng dÉn ®Ó lÊy linh kiÖn trong th− viÖn () Ký hiÖu phÝm t¾t B−íc 2: Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q. B−íc 3: - Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo x, y th«ng qua c¸c logic switch, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý. - So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt 6
2. X©y dùng cöa ®¶o tõ cöa Kh«ng Vµ 2 lèi vµo (2 - Input NAND) C¸c lo¹i cöa ®¶o (Inverter): 74LS04, 4049 S¬ ®å thÝ nghiÖm: §Çu vµo x §Çu ra Q 0 1 0V X 1 0 Q 74LS00 C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm: B−íc1: Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông: 01 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5) 01 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 01 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) B−íc 2: Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch chuét vµo logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña logic switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q B−íc 3: - Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo x th«ng qua logic switch, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý - So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt 3. X©y dùng cöa Kh«ng Vµ 3 ®Çu vµo (3-In NAND) tõ cöa Kh«ng Vµ 2 ®Çu vµo (2-In NAND) C¸c lo¹i NAND 3 lèi vµo: 74LS10, 4023 S¬ ®å thÝ nghiÖm: 7
§Çu vµo §Çu ra 0V x y z Q x 0 0 0 0V 0 0 1 y 7400-A 7400-B 0 1 0 Q 7400-C 0V 0 1 1 z 1 0 0 1 0 1 1 1 0 C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm: 1 1 1 B−íc1: Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông: 03 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5) 03 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 01 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) B−íc 2: Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q B−íc 3: - Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo x, y, z th«ng qua c¸c logic switch, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý. - So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt 4. X©y dùng cöa HoÆc 2 lèi vµo (2-In NOR) tõ cöa Kh«ng Vµ 2 ®Çu vµo (2-In NAND) C¸c lo¹i NOR 2 lèi vµo: 74LS02, 4001 S¬ ®å thÝ nghiÖm: 8
7400-A §Çu vµo §Çu ra 5V x x y Q 0 0 Q 0V y 7400-C 0 1 1 0 7400-B 1 1 C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm: B−íc1: Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông: 03 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5) 02 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 01 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) B−íc 2: Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q B−íc 3: - Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo x, y th«ng qua c¸c logic switch, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý - So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt 5. Nghiªn cøu sù ho¹t ®éng cña Kh«ng Vµ 4 ®Çu vµo (4 - In NAND) C¸c lo¹i NAND 4 lèi vµo: 74LS20, 4012 S¬ ®å thÝ nghiÖm: §Çu vµo §Çu ra x y z v Q 0V x 0 0 0 0 LED 0V 0 0 0 1 y 0 0 1 0 0V z ................. 0V 74LS20 1 1 1 1 v C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm: 9
B−íc1: Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông: 01 Cæng NAND 4 lèi vµo [Digital Basic/Gates/4-in NAND] 04 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 01 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) B−íc 2: Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra Q. B−íc 3: - Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo x, y,z, v th«ng qua c¸c logic switch, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra Q vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý - So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt 6. X©y dùng cöa hoÆc 4 ®Çu vµo tõ cöa kh«ng vµ 2 ®Çu vµo vµ kh«ng vµ 4 ®Çu vµo H·y thiÕt kÕ m¹ch nh− h×nh vÏ sau: 0V x §Çu vµo §Çu ra 7400-A y z v Q x 0V 0 0 0 0 y 0 0 0 1 7400-B Q 0 0 1 0 5V z 74LS20 ................. 7400-C 1 1 1 1 5V v 7400-D 5V S TiÕn hµnh thÝ nghiÖm råi ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý ViÕt hµm logic cho m¹ch nµy ë tr−êng hîp tæng qu¸t Hµm logic: Q = ................................... Cã nhËn xÐt g× khi S = 1? S = 0? 10
7. KiÓm tra kiÕn thøc. a. Cho tr−íc b¶ng ch©n lý: §Çu vµo §Çu ra 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 ViÕt hµm logic vµ thiÕt kÕ m¹ch logic t−¬ng øng ThiÕt kÕ m¹ch nµy trong tr−êng hîp chØ cã cöa kh«ng vµ 2 ®Çu vµo (2-in NAND) b. Chøng minh : Q = x yz + x yz + xy z + xyz = xy + yz + xz Tõ kÕt qu¶ rót gän h·y thiÕt kÕ m¹ch logic b»ng c¸c cöa kh«ng vµ (2 ®Çu vµo vµ 3 ®Çu vµo). M¹ch logic x y Q z 11
C. Phô lôc Giíi thiÖu DataSheet c¸c h·ng s¶n xuÊt IC trªn thÕ giíi cña mét sè IC th«ng dông sö dông trong bµi thùc hµnh. 1. NAND 2 lèi vµo (2-input NAND gate) Tªn IC: 74x00 (TTL) 2. NOR 2 lèi vµo (2-input NOR gate) Tªn IC: 74x02 (TTL) 4001 (CMOS) 12
3. NOT (Hex Inverter) Tªn IC: 74x04 (TTL) 4069 (CMOS) 4. AND 2 lèi vµo (2-input AND gate) Tªn IC: 74x08 (TTL) 4081 (CMOS) 13
5. OR 2 lèi vµo (2-input AND gate) Tªn IC: 74x32 (TTL) 4071 (CMOS) 14