THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 3

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

108
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

hợp kênh và phân kênh (Multiplexer and Demultiplexer) A. Phần tóm tắt lý thuyết Các mạch logic đ-ợc phân làm hai loại : Mạch tổ hợp (Combinational logic circuits) và mạch kế tiếp hay còn gọi là mạch dãy (Sequential logic circuits). Mạch logic tổ hợp là những mạch có giá trị lối ra tại một thời điểm là xác định chỉ phụ thuộc vào các giá trị lối vào ở thời điểm đó. Không phụ thuộc giá trị lối ra ở thời điểm quá khứ. Mạch tổ hợp đ-ợc xây dựng từ các cửa logic cơ bản. Căn cứ vào...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 3

Bµi 3: hîp kªnh vµ ph©n kªnh (Multiplexer and Demultiplexer) A. PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt C¸c m¹ch logic ®−îc ph©n lµm hai lo¹i : M¹ch tæ hîp (Combinational logic circuits) vµ m¹ch kÕ tiÕp hay cßn gäi lµ m¹ch d·y (Sequential logic circuits). M¹ch logic tæ hîp lµ nh÷ng m¹ch cã gi¸ trÞ lèi ra t¹i mét thêi ®iÓm lµ x¸c ®Þnh chØ phô thuéc vµo c¸c gi¸ trÞ lèi vµo ë thêi ®iÓm ®ã. Kh«ng phô thuéc gi¸ trÞ lèi ra ë thêi ®iÓm qu¸ khø. M¹ch tæ hîp ®−îc x©y dùng tõ c¸c cöa logic c¬ b¶n. C¨n cø vµo c¸c thuËt to¸n logic ta sÏ thiÕt kÕ ®−îc m¹ch ®iÖn tö vÝ dô nh− hîp kªnh, ph©n kªnh, gi¶i m· (decoder), céng (adder), trõ (subtractor), ®¬n vÞ logic sè häc (Arithmetic logic Unit) ... M¹ch d·y lµ nh÷ng m¹ch cã gi¸ trÞ lèi ra ë mét thêi ®iÓm nµo ®ã kh«ng chØ phô thuéc vµo c¸c gi¸ trÞ lèi vµo ë thêi ®iÓm ®ã mµ cßn phô thuéc vµo gi¸ trÞ lèi ra cña nã ë thêi ®iÓm tr−íc ®ã. Nh− vËy m¹ch d·y ®−îc x©y dùng tõ c¸c phÇn tö nhí ®ã lµ c¸c trig¬ hay cßn gäi lµ Flip - Flop. Gi¸ trÞ ®Æc biÖt cña m¹ch d·y ë tÝnh chÊt “nhí” cña chóng. Bé ghi dÞch, bé ®Õm... thuéc vÒ m¹ch d·y. 1. Hîp kªnh (MUX). Hîp kªnh lµ mét m¹ch tæ hîp cã nhiÒu ®Çu vµo nh−ng chØ cã mét ®Çu ra. Hîp kªnh lµm nhiÖm vô nh− mét kho¸ chuyÓn m¹ch. Nã chuyÓn sè liÖu (data) tõ mét trong sè ®Çu vµo D0, D1, D2 ... ®Õn ®Çu ra Y . ViÖc lùa chän cho d÷ liÖu nµo ®−îc chuyÓn ra ®Çu ra Y nhê tÝn hiÖu logic t¸c dông vµo ®Çu “chän läc” (Selection) S0, S1, S2 ... vµ cæng cho phÐp G (gate). VÝ dô víi hîp kªnh 4 ®−êng vµo, 1 ®−êng ra (mét nöa IC 74LS153) cã s¬ ®å vµ ho¹t ®éng theo b¶ng ch©n lý sau: D3 D2 D1 D0 S0 S1 Y G d3 d2 d1 d0 1 x x 1 d3 d2 d1 d0 0 0 0 d0 d3 d2 d1 d0 0 0 1 d1 d3 d2 d1 d0 0 1 0 d2 d3 d2 d1 d0 0 1 1 d3 25
G D0 D1 D2 D3 S0 S1 C¸c ký hiÖu d0, d1, d2, d3 chØ c¸c th«ng tin logic t−¬ng øng víi c¸c ®Çu vµo D0, D1, D2, D3. C¸ch viÕt nh− vËy mang tÝnh chÊt tæng qu¸t h¬n. Bé hîp kªnh nÕu cã n ®Çu vµo d÷ liÖu th× sè ®Çu chän läc S ph¶i tháa m·n: S = log2n Hîp kªnh lµm nhiÖm vô chän läc cho nªn cßn cã tªn lµ bé chän (Selector). Vi m¹ch 74LS153 chøa 2 bé hîp kªnh vµo 4 ra 1. 74LS153 74LS153 I3a Ea I2a I1a Ya I0a S1 S0 I3b I2b Yb I1b I0b Eb 26
2. Ph©n kªnh (DMUX) Ph©n kªnh lµ mét m¹ch tæ hîp cã mét ®Çu vµo nh−ng cã nhiÒu ®Çu ra. Nh− vËy ph©n kªnh ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c ng−îc l¹i víi hîp kªnh. NhiÖm vô cña ph©n kªnh gièng nh− c¸c kho¸ chuyÓn m¹ch, nã chuyÓn sè liÖu (data) tõ mét ®Çu vµo vµ ph©n ph¸t ®Õn mét trong sè c¸c ®Çu ra. D−íi ®©y lµ s ®å logic cña mét ph©n kªnh vµo 1 ra 4. §Çu vµo sè liÖu D, hai ®Çu chän lµ S0 vµ S1, ®Çu ra Y0, Y1, Y2, Y3. NÕu gäi n lµ sè ®Çu ra, S lµ sè ®Çu chän th× gi÷a n vµ S cã mèi quan hÖ gièng nh− hîp kªnh: S = log2n D Y0 Y1 Y2 Y3 S0 S1 D S1 S0 Y2 Y1 Y3 Y0 d 0 0 1 1 1 d d 0 1 1 1 d 1 d 1 0 1 d 1 1 d 1 1 d 1 1 1 27
ë ®©y d lµ th«ng tin logic cña ®Çu vµo d÷ liÖu D. S¬ ®å logic trªn ®©y gièng hÖt mét nöa s¬ ®å logic cña IC 74LS139. 74LS139 Q3a A1a Q2a A0a Q1a Ea Q0a Q3b A1b Q2b A0b Q1b Eb Q0b CÇn l−u ý r»ng mét sè ph©n kªnh ®−îc dïng lµm bé gi¶i m· (chuyÓn tÝn hiÖu ®Çu vµo theo m· nµy ®Õn ®Çu ra theo m· kh¸c). Do ®ã trong mét sè s¸ch cÈm nang 74LS139 ®−îc xÕp vµo lo¹i gi¶i m·/ph©n kªnh (DECODER / DEMULTIPLEXER). 28
B. PhÇn thùc nghiÖm 1. Nghiªn cøu sù ho¹t ®éng cña ph©n kªnh 74LS139 vµo 1 ra 4 vµ kiÓm tra b¶ng ch©n lý cña nã. S¬ ®å thÝ nghiÖm: §Çu vµo §Çu ra D S1 S0 L3 L2 L1 L0 5V 1 x x S1 L3 L1 L0 L2 0 0 0 5V 74LS139 S0 Q3a 0 0 1 A1a Q2a 0V A0a Q1a Ea Q0a D 0 1 0 Q3b A1b Q2b A0b Q1b 0 1 1 Eb Q0b 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 Ph©n kªnh vµo 1 ra 4 [Digital by Function/Decoder/74LS139] 03 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 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 L0, L1, L2, L3. B−íc 3: - Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo D, S0, S1 th«ng qua c¸c logic switch, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra L0, L1, L2, L3 vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý. - So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt 2. X©y dùng ph©n kªnh vµo 1 ra 8 b»ng 74LS139 S¬ ®å thÝ nghiÖm 29
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 Ph©n kªnh vµo 1 ra 4[Digital by Function/Decoder/74LS139] 03 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 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. B−íc 3: - Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo G, S0, S1, S2 th«ng qua c¸c logic switch, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra L0, ... L7 vµ ®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý. - So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt §Çu vµo §Çu ra Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 D S2 S1 S0 1 x x x 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 30
3. X©y dùng ph©n kªnh vµo 1 ra 8 b»ng 74LS139 vµ Kh«ng Vµ 74LS00 S¬ ®å thÝ nghiÖm 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 Ph©n kªnh vµo 1 ra 4 [Digital by Function/Decoder/74LS139] 03 Logic switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 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 L. B−íc 3: - Thay ®æi c¸c gi¸ trÞ logic lèi vµo D, S0, S1, S2 th«ng qua c¸c logic switch, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra L vµ ®iÒn ®Çy ®ñ b¶ng ch©n lý. - So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt 31
§Çu vµo §Çu ra Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 D S2 S1 S0 1 x x x 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 4. KiÓm tra kiÕn thøc a) H·y thiÕt kÕ hîp kªnh vµo 2 ra 1 b»ng c¸c cöa kh«ng vµ (74LS00) VÏ s¬ ®å khèi. - LËp b¶ng ch©n lý - ViÕt hµm logic - VÏ m¹ch - b) Cho tr−íc s¬ ®å logic h×nh d−íi ®©y §iÒn ®Çy ®ñ vµo chç trèng cña b¶ng ch©n lý. - ViÕt hµm logic - KÕt luËn ®©y lµ m¹ch g× - G D0 D1 Y D2 D3 S0 S1 32
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. Ph©n kªnh hä 74LS139 (MUX) Tªn IC: 74LS139 33
2. Hîp kªnh vµo 4 ra 1 Tªn IC: 74x153 (TTL) 34