Vận dụng hệ số ký tự 8 bit trong thiết kế máy thu phát part4 ppsx

Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 23
I
OL
: dòng điện nhận của TTL ở mức Logic 0&
N: số mạch CMOS mắc vào ngõ ra của TTL.
I
IL
: dòng điện vào ở logic 0 của một CMOS.
R
x
nhỏ hơn R
x
(min) ở trên sẽ tạo dòng điện vượt khả năng nhận dòng
của TTL ở logic 0. Trò tối đa của R
x
là:
R
x
(max):
V
cc
(min) - V
IH
(min)
I
CEX
- NI
IH

V

IH
(min): điện thế vào tối thiểu ở logic 1 cửa CMOS.
I
CEX
: dòng điện sẽ thu phát của transitor ra của TTL.
I
IH
: dòng điện vào mức logic 1 của CMOS.
R
x
(max): tùy thuộc chủ yếu vào dòng điện nghòch I
CEX
vì dòng điện
ngõ vào của CMOS rất nhỏ. (hình 5).
Với một cửa CMOS.
Rx (min) =
(5-0.4)V
16mA
= 300 
Rx (max) =
4.9 - 3.5
100A
= 15 K





Để thời gian trì hãm ngắn Rx phải có trò số nhỏ hơn nhưng công suất
tiêu tán lại tăng nhanh khi Rx nhỏ hơn 1 K. Do đó, Rx thường được chọn

từ 1 k đến vài K.
*Trường hợp TTL thúc CMOS với Vpp lớn 5 V
Khi CMOS hoạt động ở điện thế VDD cao hơn 5V vẫn có thể dùng
điện kéo lên nhưng chỉ với TTD loại CMOS thu để hở và chòu điện thế cao
(hình 6): như 7406 (sáu đảo); 7407 (sáu thúc); 7426 ( 4 nand 2 ngõ vào).
Cách khác là dùng một transitor đệm (hình 7). Mạch đệm không được
giảm tốc độ giao hoán tối đa của hệ thống (bằng cách thêm tụ 47 p) và phải
đảm bảo độ miễn nhiễu tốt bằng cách mắc thêm điện trở R
2
.
không đáng ke
Rx
I
Ice
CMOS
Hình 5
TTL
Rx
+V
5V
Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 24

III. GIAO TIẾP GIỮA CMOS - TTL
Ngõ ra cửa CMOS ở mức logic 1 rất gần Vpp. Và ở mức logic 0 rất
gần mass. Nên về điện thế cmoss có thể giao tiếp trực tiếp với TTL. Còn về
dòng thì khi CMOS ở trạng thái cao nó có thể cung cấp ít nhất 200 A. Trong
lúc yêu cầu dòng của TTL chỉ 40 A nhưng ở trạng thái thấp CMOS chỉ có
thể nhận tối đa 0,78 mA trong lúc yêu cầu dòng của TTL là 1,6 mA. Kết quả
là CMOS không thể thúc trực tiếp một ngõ TTL loại 74 hay tương đương.
Nếu CMOS hoạt động ở VDD 5V có thể thúc trực tiếp một ngõ 74LS,
hay hai ngõ 74L. các đệm CMOS như 4049 (đảo), 4050 (không đảo) có thể
thúc trực tiếp hai ngõ 74 hoặc 8 ngõ 74L hay 40 ngõ 74 LS khi chọn điện trở
kéo lên thích hợp. Một giải pháp thô sơ là dùng nhiều cửa CMOS mắc song
song để thúc một ngõ TTL.
Khi CMOS hoạt động ở đaện thế lớn hơn 5V ta có nhiều giải pháp.
Trước tiên vẫn có thể dùng 4049/4050. Chỉ cần nối ngõ cấp điện lên 5V. Lúc
bây giờ điện thế ra giao hoán giữa 0 và +0,5 V có thể thúc hai ngõ 74 hoặc 8
ngõ 74LS. Ngoài ra có thể dùng 40107 hoặc 740906 hoạt động cùng điện thế
với CMOS và một MOS đệm (hình 9). Và một cách nữa là dùng transitor làm
tầng đệm. (hình 10).







Vdd=5-18V
TTL
CMOS
4051
Hình 9

+V
5V
Hình 10
40107
hay 740906
TTL
CMOS
Vdd=5-18V
+V
5V
3.3k
Vdd=5 - 18V
CMOS
TTL
Hình 7
+V
5V
Hình 8
CMOS
TTL
Vdd=5-18V
+V
5V
1k
Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 25
Chương III:
Bộ nhớ bán dẫn
Đối vơi các thiết bò số, khả năng chứa đựng được dữ liệu là một yêu
cầu quan trọng. Chẳng hạn trong máy tính chỉ phép toán phải được lưu trữ

ngay trong máy. Còn trong các thiết bò điều khiển số thì lệnh điều kiện phải
được lưu trữ để thực hiện dần theo một trình tự nào đó. Vì vậy, bộ nhớ là một
phần không thể thiếu của các thiết bò số.
Thông thường thông tin hay dữ liệu được tạo thành từ một đơn vò cơ
bản gọi tắt là từ (word). Từ một chiều dài nhất đònh tuỳ theo loại máy, chẳng
hạn 16 bit, 32 bit, 64 bit. Từ là một thành phần cơ bản nhất. Các bộ phận cơ
bản của thiết bò thướng được truyền đi hay nhân vào nguyên một từ hay
nhiều từ chứ không nhân vài bit của từ. Tuy nhiên, vì từ được tạo thành từ
nhaều bit nên đơn vò cơ bản của bộ nhớ chính là đơn vò nhớ lưu trữ được 1 bit.
Khi so sánh các bộ nhớ người ta thường chú ý đến các thông số kỹ
thuật sau:
 Dung lượng (capacity): dung lượng hay dung lượng nhớ là khối lượng
thông tin hay dữ liệu có thể lưu trữ được trong bộ nhớ. Để xác đònh được
dung lượng người ta dùng đơn vò là số bit, hoặc kilôbit, hoặc megabit,
dung lượng liên quan trực tiếp đến giá thành. Giá thành này được đánh
giá theo tiêu chuẩn: chi phí/bit.
 Thời gian thâm nhập: (access time): thời gian này gồm có hai phần:
Thứ nhất là thời gian cần thiết để xác đònh vò trí của từ (thời gian tìm từ)
trong bộ nhớ. Và thứ hai là phần thời gian cần thiết để lấy từ ra khỏi bộ nhớ.
thời gian thâm nhập là thông số quan trọng của bộ nhớ, nếu nó kéo dài thì nó
làm giảm khả năng làm việc của thiết bò.
Các thuật ngữ của bộ nhớ.
 Memory cell: là một ô nhớ dùng để lưu trữ một bit dữ liệu (0
hoặc 1) thường là 1 FF.
 Memory word: là một ô nhớ có thể lưu trữ nhiều bit dữ liệu:
có thể là 8, 16, 32 bit.
 Byte: là một thuật ngữ đặc biệt dùng để chỉ một dữ liệu 8 bit.
 Capacity: là dung lượng của bộ nhớ dùng để xác đòng xem có
bao nhiêu bit có thể lưu trữ trong một bộ nhớ đặc biệt hoặc cả
hệ thống nhớ.

Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 26
 Address: là con số để phân biệt ô nhớ này với ô nhớ khác. Mỗi
một byte dữ liệu lưu trong ô nhớ đều có một điạ chỉ duy nhất,
mà điạ chỉ này dùng hệ thống số nhò phân để biểu diển.
 Read operation: là quá trình đọc dữ liệu hay lấy dữ liệu ra từ
bộ nhớ.
 Write operation: là quá trình ghi dữ liệu hay cất dữ liệu vào
bộ nhớ.
 Access time: là thời gian truy xuất, được tính từ lúc bộ nhớ
nhận điạ chỉ cho đến khi dữ liệu xuất hiện ở ngõ ra.
 Random Access Memory (RAM): là bộ nhớ mà bất kỳ ô nhớ
nào cũng có thể truy xuất dễ dàng và thời gian truy xuất cho tất
cả các ô nhớ là như nhau.
 Read Only Memory (ROM): là loại bộ nhớ được tiết kế cho
các ứng dụng cần tỷ lệ đọc dữ liệu rất cao.
 Statie Memory: bộ nhớ tónh là loại bộ nhớ mà dữ liệu được lưu
vẫn còn khi cấp điện mà không cần ga lại dữ liệu.
 Dynamie Memory: bộ nhớ động là loại bộ nhớ mà dữ liệu sẽ
mất ngay cả khi còn cấp điện trừ khi phải ghi lại dữ liệu vào bộ
nhớ, quá trình này gọi là quá trình làm tươi bộ nhớ.
 Hoạt động của bộ nhớ:
Nhận điạ chỉ để lựa chọn đúng ô nhớ cần truy xuất.
Nhận tín hiệu điều khiển để thực hiện việc truy xuất dữ liệu: có nghóa
là nhận dữ liệu vào hay gởi dữ liệu ra.
Nhận dữ liệu để lưu trữ vào ô nhớ khi thực hiện chức năng ghi.
Gởi dữ liệu ra khi thực hiện chức năng đọc.
Kiểm tra tín hiệu cho phép để biết bộ nhớ này được phép truy xuất
hay không.
Với các hoạt động như trên, do đó bộ nhớ bao gồm các đường tín hiệu

được trình bày ở hình vẽ sau đây, cho bộ nhớ có dung lượng 32 x 4bit.




Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 27








Thật ra để tiết kiệm, người ta dùng ngã ra chung cho I/O.
Do kích thước của từ dữ liệu là 4 bit nên có 4 ngõ dữ liệu vào I
3
, I
2
, I
1
,
I
0
và 4 ngõ dữ liệu ra O
3
, O
2
$ O

1
, O
0
. Khi dữ liệu vào bộ nhớ thì dữ liệu được
đưa đến ngõ vào I
3
, I
2
, I
1
, I
0
. Khi muốn đọc dữ liệu thì bộ nhớ từ dữ liệu sẽ
xuất hiện tại các ngõ O
3
, O
2
, O
1
, O
0
. Các ngõ dữ liệu vào, ra được tích hợp
lại để giảm bớt kích thước của bộ nhơ.ù
 Các ngõ vào đòa chỉ:
Đòa chỉ của bộ nhớ sử dụng hệ thống nhò phân. Với bộ nhớ này chỉ có
32 ô nhớ sẽ dùng 5 bit đòa chỉ A
4
, A
3
, A

2
, A
1
, A
0
. Sẽ cho 32 trạng thái khác
nhau tương ứng với 32 ô nhớ khác nhau.
Ngõ vào read/write dùng để xác đònh chế độ đọc dữ liệu ra hoặc ghi
dữ vào của bộ nhớ. Nhiều bộ nhớ chia làm hai ngõ vào riêng biệt, một cho
hoạt động đọc, một cho hoạt động ghi, khi sử dụng cùng một ngõ vào R/W
thì đọc dữ liệu ra khi chân R/W = 1 và ghi dữ liệu vào khi chân R/W = 0.
Ngõ vào cho phép ( Memory Enabel): trong một hệ thống nhớ sẽ dùng
nhiều bộ nhớ, để truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ nào thì chỉ có bộ nhớ đó được
phép, còn các bộ nhớ khác không được phép để tránh sự truy cập sai về dữ
liệu.
Bộ nhớ RAM (Random Access Memory).
Ram là bộ nhớ có thể đọc, viết được và có khả năng truy xuất ngẫu
nhiên rất thuận lợi trong việc thay đổi chương trình. Nhưng khuyết điểm của
Ram là không lưu trữ được dữ liệu khi nguồn cung cấp bò gián đoạn. Bộ nhớ
này chỉ thích hợp trong các trường hợp chương trình cần thay đổi thường
xuyên, có thể nạp xuất trong mạch một cách dễ dàng. Thường nó làm nhiệm
vụ tính toán, lý luận, sắp xếp chứ không thể lưu trữ thông tin lâu dài.

A4 I3 I2 I1 I0

A3
A2 32x4bit
A1
A0
O3 O2 O1 O1

Address Input
Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 28

 Các loại nhớ RAM:
Ram tónh ( Statie Ram - Sram).
Do cấu trúc tế bào nhớ trong Ram tónh là cá Flip - Flop nên dữ liệu khi nạp
vào Ram luôn ở trạng thái ởn đònh. Dữ liệu này vẫn tồn tại trong Ram nếu
không bò mất điện.
RAM động (Danamic Ram - Dram).
Ram động có cấu tạo tế bào nhớ giống như một điện dung bẩm sinh, mà tụ
điện luôn bò mất điện theo thời gian, nên để dữ liệu trong Ram tồn tại liên
tục, người ta phải liên tục nạp lại dữ liệu cho Ram. Hiện tượng này gọi là
làm tươii Ram.




SRAM: thời gian truy xuất nhanh hơn nhưng dung lượng sẽ hơn
DRAM.
Bộ nhớ ROM (Read Ondy Memory).
ROM là bộ nhớ chỉ đọc chứ không thể viết dữ liệu mới vào bất cứ khi
nào ta muốn. Nghóa là bộ nhớ này được thiêt kế để lưu trữ các dữ liệu cố
đònh.
Đối với bộ nhớ ROM, dữ liệu trong Rom gắn liền với qúa tränh chế tạo ROM.
Quá trình đưa dữ liệu vào ROM gọi là lập trình cho ROM, nhiều ROM chỉ
cho phép lập trình một lần, các ROM sau này cho phép lập trình nhiều lần,
trước khi nạp dữ liệu mới phải xoá dữ liệu cũ.
Các loại ROM:
 Masleed Programable ROM (MRom): thường gọi là ROM mặt nạ,

đây là loại ROM chỉ sản xuất theo đơn đặt hàng vì chỉ lập trình được
một lần duy nhất và chương trình được cài sẵn trong quá trình chế tạo,
ví dụ như: TMS 47256, TMS 47C256…
 Programable ROM (P.ROM): Rom chỉ được lập trình một lần không
thể xoá và nạp lại. Ví dụ như: TMS47P256, TMS.47186…
 Exasable Programable ROM (EPROM): EPROM có thể lập trình bởi
người dùng, có thể xoá và lập trình lại nhiều lần.
SRAM
DRAM
Truy xuất

Chờ truy xu
ất

Truy xuất

Chờ truy xuất
Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 29
Để xoá dữ liệu trong ROM phải dùng ánh sáng tia cực tím.
Để lập trình cho PROM phải dùng mạch nạp EPROM. Ho EPROM có hệ số
là 27xxx và nhiều mã khác.
 Electrically Exasable Programable ROM (EEPROM)
EPROM có 2 điểm bất tiện
Phải lấy EPROM ra khỏi Socket để xoá và lập trình lại khi muốn thay
đổi chương trình.
Khi muốn thay đổi dữ liệu của một bộ nhớ thì phải xoá dữ liệu của ô
nhớ đó, nhưng khi dùng ánh sáng tia cực tím thì tất cả dữ liệu trong EPROM
bò xoá sạch và phải nạp lại toàn bộ dữ liệu. Chính vì thế mà các nhà chế tạo
đã cải tiến EPROM thành EEPROM để có thể xoá và lập trình các ô nhớ một

cách độc lập.
Họ EEPROM có mã số là 28xxx.
 Khảo sát EPROM họ 27xxx:
EPROM 2716 có dung lượng 2 Kbyte
Sơ đồ chân Sơ đồ logic









EPROM 2716 có 11 đường đòa chỉ và 8 đường dữ liệu nên dung lượng
của 2716 là 2048 byte dữ liệu hay 2 Kbyte. Có 2 ngõ vào cung cấp nguồn
Vec và Vpp, ngõ vào Vcc luôn nối với nguồn + 5V, ngõ vào Vpp được nối tới
+5V khi EPROM đang làm việc ở chế độ đọc dữ liệu và nối tới 25V khi lập
trình cho EPROM (Vpp thay đổi tuỳ theo từng loại EPROM).
EPROM 2716 có thời gian truy xuất là 150ns. Hai ngõ vào điều khiển.

A7

A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0

D0
D1
D2
GND
Vcc

A8
A9
Vpp
OE\
A10
CE\
D7
D6
D5
D4
D3
2716


CE\
OE\
Vpp
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6

A7
A8
A9
A1 0
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 30
OE\: được dùng để điều khiển bộ đệm (outputbuffer) để cho phép dữ
liệu của EPROM xuất ra ngoài hay không.
CE\: là ngõ vào cho phép có 2 chức năng:
Khi hoạt động bình thường CE\ là tín hiệu cho phép, để đgïc dữ liệu từ
EPRom, CE\ phải ở mức thấp để mạch điện bên trong lựa chọn dữ liệu và
chuyển nó đến out put buffer kết hợp với tín hiệu cho phép OE ở mức thấp
thì dữ liệu mới xuất ở các ngõ ra D
0
- D
7
.
Khi CE\: ở mức cao thì EPROM ở trạng thái chờ (standby). Công suất
tiêu tán ở trạng thái EPRom đọc dữ liệu 525mw và ở trạng thái chờ là
132mw nên CE\ được gọi là ngõ vào điều khiển công suất.
Ngõ vào OE\ được xem là ngõ cho phép đọc dữ liệu.

EPROM 2732:
EPROM 2732 có dung lượng 4 Kbyte.
Bảng trạng thái làm việc của EPROM 2732
Mode CE\ OE\ - V
pp
V
cc
Out put

Read V
IL
V
CC
+5V Dout
Standby V
IH
Don’t Case +5V High Z
Program V
IL
V
pp
+5V Din
Program verify V
IL
V
IL
+5V Dout
Program inhibit

V

IH
V
pp
+5V High Z
EPROM 2764 có dung lượng 8 Kbyte
Sơ đồ chân Sơ đồ logic








2764
Vpp
A12
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
GND
Vcc

PRM\
NC
A8
A9
A11
OE\
A10
CE\
D7
D6
D5
D4
D3


A0

A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12

CE
\

OE\
PRM\
Vpp
D0

D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 31
Bảng trạng thái làm việc
Mode OE PGM\ V
pp
V
cc
Out put
Read V
IL
x x V
cc
" Dout
Standby V

I4
x V
IL
V
cc
" High Z
Program V
IL
x V
IL
V
pp
" Dm
Program verify V
IL
V
IL
V
I4
V
pp
" Dout
Program inhibit

V
I4
x x V
pp
High Z
Các EPROM có dung lượng lớn khác như 27128, 27256…

Giản đồ truy xuất ROM

Address Input
CE
\

Data
output

Old address

tACC
New address

tOE
Data output valid
High Z

t
0

t
1

t
2

t
3

Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 32
B. THIẾT KẾ
Sơ đồ khối:






















Khối nguồn
Khối dao động
và chia xung

Khối điều khiển

Hiển thò
Khối hiển
thò

Khối giải mã giờ

Khối đệm

Bộ nhớ giờ
Khối giải mã ngày

Bộ nhớ ngày
Khối chọn

Khối điều chỉnh

Bộ đếm ngày

Hiển thò thứ

Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời
SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 33
I. THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG VÀ CHIA XUNG.
1. Mục đích thiết kế khối dao động và chia xung:
Đối với các thiết bò điện nói chung và các thiết bò số nói riêng. Bộ dao
động đóng vai trò hết sức quang trọng để tạo xung điều khiển các thiết bò
họat động.Tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật ma có các mạch dao động tương
ứng .Đối với những hệ thống không cần sự chính xác qúa cao và tần số thấp

có thể sử dụng những linh kiện rời như: R,L,C, BTT để tạo mạch dao động
hoặc là sử dụng IC 555…Đối với những hệ thống cần sự chính xác cao như
máy tính ,hệ thống điều khiển, đồng hồ…,không thể sử dụng những mạch dao
động trên vì độ chính xác không cao, độ sai số của linh kiện lớn, tần số
không đáp ứng được. Do đó phải sử dụngnhững mạch có độ chính xác cao
hơn, mà thông dụng hiện nay làsử dụng mạch dao động thạch anh.
2. Các mạch dao động căn bản:
 Dao động dòch pha:
+Tần số dao động: fo=
6nRC2
1

+Điều kiện dao động: Av 29
 Dao độfg cầu viên(wien):
Tần số dao động: fo=
nRC2
1
A
Điều kiện dao động: 1 +
R
RT
>3
 Dao động cộng hưởng LC:
Tần số dao động: fo=
LCn2
1

 Dao động Colpilts:
Tần số dao động: fo=
LC

2
n2
1



 Dao động Hartley:
Tần số dao động: fo=
LC2
1
2
1