Thí nghiệm Số-Bài 1: Khảo sát cổng Logic ppt
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (392.97 KB, 18 trang )
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
Họ tên:
Lớp:
Nhóm:
Bàn số:
BÀI 1
KHẢO SÁT CỔNG LOGIC
MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU THÍ NGHIỆM
Giúp sinh viên bằng thực nghiệm khảo sát :
• Khảo sát mức logic.
• Khảo sát các loại cổng cơ bản.
• Khảo sát cấu trúc của một số cổng cơ bản
• Khảo sát một số mạch logic ứng dụng thông thường.
• Khảo sát một số tính chất cơ bản của họ vi mạch TTL, CMOS.
THIẾT BỊ SỬ DỤNG
1. Thiết bò chính cho thí nghiệm điện tử số DTS21.
2. Dao động ký 3 tia.
3. Khối thí nghiệm DM- 201.
4. Dây nối.
PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Phần này nhằm tóm lược những vấn đề lý thuyết thật cần thiết phục vụ cho bài thí
nghiệm và các câu hỏi chuẩn bò để sinh viên phải đọc kỹ và trả lời trước ở nhà.
Những thông số quan trọng của vi mạch số là: mức logic, trễ truyền đạt, công
suất, độ ổn đònh nhiễu, khả năng mắc tải vào, ra (Fanin, Fanout)
Một số công nghệ chế tạo vi mạch số: họ PMOS, NMOS, CMOS, ECL, IIL,
TTL, trong phần thí nghiệm này sinh viên sẽ khảo sát các cổng logic chủ yếu
ở hai họ thông dụng hiện nay TTL và CMOS
I.1. MỨC LOGIC.
• Mức logic là thông số quan trọng của vi mạch số, các dữ liệu (thông tin)
trong kỹthuật số được mã hóa ở 2 mức logic [0] và [1]
• Mức Logic là giá trò điện áp vào, ra quy đònh cho các số nhò phân 0 và 1
• Trong thực tế, giá trò điện áp có thể biến đổi chút ít do khả năng của các
phần tử trong mạch, do sự biến đổi của nguồn cung cấp, do nhiệt độ và một
số thông số khác. Thông thường các nhà chế tạo sẽ đưa ra giá trò lớn nhất và
nhỏ nhất của điện áp cho phép đối với mức logic 0 và mức logic 1
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 1
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
• Mức logic [0] và [1] tương ứng cho TTL và CMOS như sau (giả sử rằng
TTL và CMOS cùng cấp nguồn +5V)
TTL CMOS
LOGIC 0
LOGIC 1
Không xác
đònh
0V
1,5V
3,5V
5,0V
I.2. NHẮC LẠI CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN.
LOGIC 0
LOGIC 1
Không xác
đònh
0V
0,8V
2,0V
5,0V
a. Cổng ĐỆM
Biểu thức Boolean có dạng: Y = A
b. Cổng NOT:
Biểu thức Boolean có dạng:
c. Cổng AND: Là cổng có ít nhất 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Biểu thức Boolean
có dạng: Y = A.B
Y=A.B
A
B
d. Cổng NAND: L cổng có ít nhất 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Biểu thức
Boolean có dạng:
BAY .=
A
B
Y= A
Bảng sự thật
Ngõ vào Ngõ ra
A Y=A
0 1
1 0
Bảng sự thật
Ngõ vào Ngõ ra
A Y=A
0 0
1 1
Y= A.B
Y
=
A
Bảng sự thật
Ngõ vào Ngõ ra
A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Y = A
A
A
Bảng sự thật
Ngõ vào Ngõ ra
A B
BAY .=
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 2
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
e. Cổng OR: Là cổng có ít nhất 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Biểu thức Boolean có
dạng: Y=A+B
A
B
Y=A+B
f. Cổng NOR: Là cổng có ít nhất 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Biểu thức Boolean
có dạng:
g. Cổng EX-OR: L cổng chỉ có 2 ngõ vào và 1 ngõ ra. Biểu thức Boolean
có dạng: Y=A⊕ B
I.3. CÁC DẠNG MẠCH NGÕ RA.
a. Ngõ ra kéo lên thụ động – Passive-Pull-
Up
b. Ngõ ra cột chạm hay kéo lên tích cực
(totempole hay active – pull – up)
Ưu điểm: tốc độ chuyển mạch cao
(Z
out
nhỏ)
Nhược điểm: có khả năng hỏng mạch
khi nối chung các ngõ ra các cổng
loại này với nhau
c. Ngõ ra 3 trạng thái: Trạng thái 0,
trạng thái 1, trạng thái trở kháng cao
(HiZ)
Bảng sự thật
Ngõ vào Ngõ ra
A B Y=A+B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
OUT
R
c
V
cc
OUT
R
c
V
cc
Mạch lo
g
ic
Mạch logic
Bảng sự thật
Ngõ vào Ngõ ra
A B
Y
=
B
A
+
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
B
A
Y
=A⊕B
Bảng sự thật
Ngõ vào Ngõ ra
A B Y=A⊕B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Y
A
B
=
B
+
A
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 3
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
Sơ đồ tầng ra cuối cũng giống như tầng ra kéo lên tích cực ở phần b, trong đó
2 transistor tương đương 2 khóa điện tử, chỉ khác là nhờ tín hiệu điều khiển có
thể tạo thêm trạng thái trở kháng cao
Z
t
OUT
R
c
V
cc
Ma
ï
ch lo
g
ic
+5V
K
2
K
1
+5V
K
2
K
1
+5V
K
2
K
1
d. Ngõ ra cực thu hở
OUT
RMạch logic
V
cc
Đối với các cổng khảo sát có mạch ra kéo lên tích
cực ta không thể nối chung các ngõ ra lại với
nhau bởi vì cách nối như vậy có thể làm hư IC
Mạch có cực thu hở có thể được sử dụng như mạch
logic thông thường bằng cách mắc thêm R lên
nguồn. Giá trò R phụ thuộc vào tải mắc đầu ra. Tải
có thể là các mạch TTL khác hay LED
Ưu điểm: để đảm bảo được số Fanout có thể chọn R
thích hợp với tình trạng của tải, có thể nối chung các
đầu ra và dùng chung một điện trở R, lúc này điểm nối
chung thực hiện chức năng AND các ngõ ra.
Hình b Ghép các cổng NOT
dùng cực thu hở
Sơ đồ mạch điển hình của 1
cổng NAND cực thu hở như
hình bên
û
1
2
E
1
2
1
2
1
2
D
Y
+5V
C
1
2
A
B
Khi nối chung nhiều đầu ra (hình b)
mạch hoạt động như sau:
• Y = [ 1 ] khi tất cả các cổng đều có
mức logic ra là [ 1 ]
• Y = [ 0 ] khi ít nhất một trong các
cổng có mức ra là [ 0 ]
A
Y
R3
VCC
R1 R2
B
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 4
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
PHẦN II : TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM
Sau khi đã hiểu kỹ những vấn đề lý thuyết được nhắc lại và nhấn mạnh ở PHẦN
I, phần này bao gồm trình tự các bước phải tiến hành tại phòng thí nghiệm.
II.1. KHẢO SÁT MỨC LOGIC CỦA DATA SWITCHES:
1. Nối dây như hình 1 (Đường kẻ đậm là dây nối) Lưu ý: Điện trở 1K đã nối
sẵn bên trong mạch.
Hình 1.1
LS1
[
1]
[
0]
A
1k
LED1
2. Các bước thực hiện:
Bước 1: Thay đổi DataSwitches (LS1) lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1]
Bước 2: Quan sát LED1. Ghi nhận vào bảng 1.1.
Bước 3: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại A, ghi kết
quả vào bảng 1.1.
Bảng 1.1
Vò trí LS1 Trạng thái LED Điện áp tại A Ký hiệu mức logic [0], [1]
0 º Sáng º Tắt V
A
=
1 º Sáng º Tắt V
A
=
II.2. KHẢO SÁT CÁC CỔNG CƠ BẢN HỌ TTL
II.2.1. Khảo sát cổng đảo
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-1 (Hình 1-2)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-1.
C
A
Hình 1.2
LS1
[1]
[0]
N
1k
LED1
3. Thực hiện nối dây như hình 1.2 (Đường kẻ đậm là dây nối)
4. Các bước thực hiện:
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 5
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
Bước 1: Thay đổi mức logic tại ngõ vào cổng đảo (thay đổi LS1) lần lượt ở 2
vò trí [0] và [1], quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận vào bảng
1.2.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại C. Ghi
kết quả vào bảng 1.2
♦ Lưu ý trường hợp thả nổi ngõ vào nghóa là không nối dây N
Bảng 1.2
LS1 Trạng thái LED Điện áp V
C
Ký hiệu mức logic [0], [1]
0 º Sáng º Tắt V
C
=
1 º Sáng º Tắt V
C
=
Thả nổi ngõ vào º Sáng º Tắt V
C
=
II.2.2. Khảo sát cổng đệm cực thu hở
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-1 (Hình 1-3)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-1.
C
A
Hình 1.3
LS1
[1]
[0]
N
+5V
R1
LR
1k
LED1
3. Thực hiện nối dây như hình 1.3 (Đường kẻ đậm là dây nối) với 2 trường
hợp
a.
Trường hợp không có dây nối N
4. Các bước thực hiện:
Bước 1: Thay đổi mức logic tại ngõ vào cổng đệm (thay đổi LS1) lần lượt ở
2 vò trí [0] và [1], quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1.
Bước 2: Ghi nhận vào bảng 1.3.
Bảng 1.3
LS1 Trạng thái LED Ký hiệu mức logic [0] hay [1]
0 º Sáng º Tắt
1 º Sáng º Tắt
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 6
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
b. Trường hợp có dây nối N (thêm điện trở R1 kéo lên nguồn)
5. Các bước thực hiện:
Bước 1: Thay đổi mức logic tại ngõ vào cổng đệm (thay đổi LS1) lần lượt ở
2 vò trí [0] và [1], quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1.
Bước 2: Ghi nhận vào bảng 1.4.
Bảng 1. 4
LS1 Trạng thái LED Ký hiệu mức logic [0] hay [1]
0 º Sáng º Tắt
1 º Sáng º Tắt
II.2.3.
Khảo sát cổng NAND 2 ngõ vào
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-1 (Hình 1-4)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-1.
[0]
[1]
LS1
C
1K
3A
LS2
Hình 1.4
1
2
[0]
[1]
LED1
3. Thực hiện nối dây như hình 1.4 (Đường kẻ đậm là dây nối).
4. Các bước thực hiện:
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại C, Ghi
kết quả vào bảng 1.5
Bước 3: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bảng 1. 5
LS1 LS2 Trạng thái LED Điện áp tại C Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 7
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
II.2.4. Khảo sát cổng NAND 2 ngõ vào cực thu hở
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-1 (Hình 1-5)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-1.
[0]
[1]
LS1
C
1K
4A
LS2
Hình 1.5
1
2
[0]
[1]
R1
+5V
LED1
3. Thực hiện nối dây như hình 1.5 (Đường kẻ đậm là dây nối)
4. Các bước thực hiện:
Bước 1: Đặt LS1, LS2 theo bảng, quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1.
Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bước 1: Ghi kết quả vào bảng 1.6.
Bảng 1.6
LS1 LS2 Trạng thái LED Ký hiệu mức logic tại C
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.2.5. Khảo sát cổng OR 2 ngõ vào
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-1 (Hình 1-6)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-1.
5A
[0]
[1]
LS1
C
1K
LS2
Hình 1.6
1
2
[0]
[1]
LED1
3. Thực hiện nối dây như hình 1.6 (Đường kẻ đậm là dây nối)
4. Các bước thực hiện:
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 8
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp. Ghi
kết quả vào bảng 1. 7
Bước 2: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp. Ghi
kết quả vào bảng 1. 7
Bảng 1.7
LS1 LS2 Trạng thái LED Ký hiệu mức logic tại C
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.2.6.
Khảo sát cổng EX-OR 2 ngõ vào
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-1 (Hình 1-7)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-1.
6A
[0]
[1]
LS1
C
1K
LS2
Hình 1.7
1
2
[0]
[1]
LED1
3. Thực hiện nối dây như hình 1.7 (Đường kẻ đậm là dây nối)
4. Các bước thực hiện:
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp. Ghi
kết quả vào bảng 1. 8
Bước 2: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp. Ghi
kết quả vào bảng 1. 8
Bảng 1.8
LS1 LS2 Trạng thái LED Ký hiệu mức logic tại C
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 9
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
II.3. KHẢO SÁT CẤU TRÚC MỘT SỐ CỔNG LOGIC:
II.3.1.
Khảo sát cổng AND họ DL
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-2 (Hình 1-8)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-2.
3. Thực hiện nối dây như hình 1.8 (Đường kẻ đậm là dây nối)
4. Các bước thực hiện:
Hình 1.8
LED
B
D2
A 10k
LS2
0
1
C
D1
+5V
LS1
R1
1
0
R
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại C, Ghi
kết quả vào bảng 1.9
Bước 3: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bảng 1.9
LS1 LS2 Trạng thái LED Điện áp tại C Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.3.2. Khảo sát cổng NAND họ RTL
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-2 (Hình 1-9)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-2.
3. Thực hiện nối dây như hình 1.9 (Đường kẻ đậm là dây nối)
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 10
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
4. Các bước thực hiện:
A
Hình 1.9
R4
LS2
0
1
B
T1
c828
R5
LS1
R2
C
R3
+5V
1
0
R
LED
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại C, Ghi
kết quả vào bảng 1.10
Bước 3: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bảng 1.10
LS1 LS2 Trạng thái LED Điện áp tại C Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.3.3.
Khảo sát cổng NAND họ DTL
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-2 (Hình 1-10)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-2.
3. Thực hiện nối dây như hình 1.10 (Đường kẻ đậm là dây nối)
D3
B
D4
R8
R6
LS1
1
0
R9
T2
c828
Hình 1.10
R7
C
A
1
0
LS2
+5V
R
LED
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 11
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
4. Các bước thực hiện:
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại C, Ghi
kết quả vào bảng 1.11
Bước 3: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bảng 1.11
LS1 LS2 Trạng thái LED Điện áp tại C Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.3.4.
Khảo sát cổng NAND họ TTL
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-2 (Hình 1-11)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-2.
3. Thực hiện nối dây như hình 1.11 (Đường kẻ đậm là dây nối)
4. Các bước thực hiện:
C
T7
c828
LS1
0
1
R12
1.5k
T4
Hình 1.11
R10
10k
R11
1.5k
T5
c828
B
R12
100
A
D4
T6
c828
T3
LS2
1
0
+5V
R
LED
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại C, Ghi
kết quả vào bảng 1.12
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 12
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
Bước 3: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bảng 1.12
LS1 LS2 Trạng thái LED Điện áp tại C Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.3.5.
Khảo sát cổng NAND ngõ ra cực thu hở
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-2 (Hình 1-12)
2. Cấp nguồn +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-2.
3. Thực hiện nối dây như hình 1.12 (Đường kẻ đậm là dây nối) với 2 trường
hợp
A
LS1
0
1
T9
+5V
D7
R15
1.5k
C
R16
8.2k
R17
1k
LS2
R14
10k
Hình 1.12
T8
J1
D6
B
+5V
1
0
R
LED
c.
Trường hợp không có dây nối J1
4. Các bước thực hiện:
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại C, Ghi
kết quả vào bảng 1.13
Bước 3: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bảng 1.13
LS1 LS2 Trạng thái LED Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 13
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
d. Trường hợp có dây nối J1 (thêm điện trở R17 kéo lên nguồn)
5. Các bước thực hiện:
Bước 1: Giữ nguyên LS1 = [0], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo mức điện áp tại C, Ghi
kết quả vào bảng 1.14
Bước 3: Giữ nguyên LS1 = [1], thay đổi LS2 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1],
quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên LED1. Ghi nhận cho từng trường hợp.
Bảng 1.14
LS1 LS2 Trạng thái LED Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.4.
KHẢO SÁT CÁC CỔNG CƠ BẢN HỌ CMOS
(Sinh viên sẽ khảo sát cổng CMOS theo 2 nguồn cung cấp)
II.4.1.
Khảo sát họ CMOS (NAND 2 ngõ vào) với nguồn cung cấp +5V
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-3 (Hình 1-13)
2. Cấp nguồn V
DD
=+5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-3.
[1]
[0]
LS1
C
1K
A
LS2
Hình 1.13
1
2
[0]
[1]
LED1
3. Thực hiện nối dây như hình 1.13 (Đường kẻ đậm là dây nối)
4. Các bước thực hiện:
Bước 1: Đặt LS1 và LS2 theo bảng 1.15, quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên
LED. Ghi nhận vào bảng 1.9.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo điện áp tại C. Ghi nhận
vào bảng 1.15.
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 14
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
Bảng 1.15
LS1 LS2 Trạng thái LED Điện áp tại C Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.4.2.
Khảo sát họ CMOS (NAND 2 ngõ vào) với nguồn cung cấp +15V
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-3 (Hình 1-14)
2. Cấp nguồn V
DD
=+15V của DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-3.
[0]
[1]
DS1
C
1K
A
DS2
Hình 1.14
1
2
[0]
[1]
LED1
3. Thực hiện nối dây như hình 1.14 (Đường kẻ đậm là dây nối) Lưu ý các
ngõ vào cổng NAND phải sử dụng các công tắc DS với ngõ ra CMOS
4. Các bước thực hiện:
Bước 1: Đặt DS1 và DS2 theo bảng 1.16, quan sát sự thay đổi ở ngõ ra trên
LED. Ghi nhận vào bảng 1.16.
Bước 2: Dùng đồng hồ DVM (đặt chế độ đo DC) đo điện áp tại C. Ghi nhận
vào bảng 1.16.
Bảng 1.16
DS1 DS2 Trạng thái LED Điện áp tại C Ký hiệu mức logic
[ 0 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 0 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 0 ] º Sáng º Tắt
[ 1 ] [ 1 ] º Sáng º Tắt
II.5. KHẢO SÁT CÁC BỘ CHUYỂN ĐỔI MỨC LOGIC
II.5.1.
Khảo sát chuyển đổi mức Logic của TTL thành CMOS
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-4 (Hình 1-15)
2. Cấp nguồn V
DD
=+15V và V
cc
= +5V của nguồn DC POWER SUPPLY
cho mảng D 1-4.
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 15
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
Hình 1.15
II.5.1.a
Khảo sát chuyển đổi mức Logic của TTL thành CMOS dùng
Transistor T1 (C828)
1. Thực hiện nối dây như sau:
• Đặt LS1 tại ngõ vào A (cực B) của transistor T1
2. Các bước thực hiện:
Bước 1: Thay đổi LS1 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1], dùng đồng hồ đo điện áp
tại điểm B (cực C của T1)
Bước 2: Ghi nhận kết quả vào bảng 1.17
Bảng 1.17
LS1 (TTL) V
B
[ 0 ]
[ 1 ]
II.5.1.b
Khảo sát chuyển đổi mức Logic của TTL thành CMOS dùng cổng
đảo cực thu hở 7406
1. Thực hiện nối dây như sau:
• Đặt LS1 tại ngõ vào A mảng D1-4
2. Các bước thực hiện:
Bước 1: Thay đổi LS1 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1], dùng đồng hồ đo điện áp
tại ngõ ra C
Bước 2: Ghi nhận kết quả vào bảng 1.18
Bảng 1.18
LS1 (TTL) V
C
[ 0 ]
[ 1 ]
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 16
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
II.5.2. Khảo sát chuyển đổi mức Logic của CMOS thành TTL
1. Thực hiện nối dây như sau:
• Đặt DS1 (ngõ ra CMOS) tại ngõ vào D mảng D1-4
2. Các bước thực hiện:
Bước 1: Thay đổi DS1 lần lượt ở 2 vò trí [0] và [1] (ứng với mức logic
CMOS), dùng đồng hồ đo điện áp tại ngõ ra E và F
Bước 2: Ghi nhận kết quả vào bảng 1.19
Bảng 1.19
DS1 (CMOS) V
E
V
F
[ 0 ]
[ 1 ]
II.6. KHẢO SÁT CÁC ỨNG DỤNG
II.6.1.
Ứng dụng 1
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-1
2. Cấp nguồn V
cc
= +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-1.
3. Các bước thực hiện:
Cho hàm sau: Y =
ABC
Bước 1: Vẽ lại hàm trên dùng các cổng đả khảo sát trong bài thí nghiệm (2
ngõ vào) (nhắc lại đl Demorgan:
BAAB +=
)
A B C
Bước 2: Từ mạch nguyên lý đã vẽ, ráp lại mạch trên mảng D1-1 (lưu ý
cấp nguồn +5V).
Bước 3: Thay đổi A, B, C kiểm tra lại bảng sự thật 1.20
Bảng 1.20
A B C Y
0 0 0
0 0 1
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 17
Phòng thí nghiệm Điện Tử Xung Số Tài liệu thí nghiệm Số
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
II.6.2.
Ứng dụng 2
1. Mảng thí nghiệm : Mảng D 1-1
2. Cấp nguồn V
cc
= +5V của nguồn DC POWER SUPPLY cho mảng D 1-1.
3. Các bước thực hiện:
Hình 1.16
Y
6A
6B
X
LS1
LS2
LS3
U
Z
1k
LED1
Bước 1: Nối dây như hình 12 (Nét đậm là đường dây nối) trên mảng D1-1
Bước 2: Đặt LS1, LS2 và LS3 theo bảng 1.21. Quan sát LED. Ghi nhận kết
quả cho từng trường hợp vào bảng 1.21
Bảng 1.21
Ngõ vào Ngõ ra
X (LS1) U (LS2) Z (LS3) Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Trang 18
