BÀI GIẢNG THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ SỐ potx

Giáo trình ®
SolidWorks 99



Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
1
BÀI GIẢNG THỤC HÀNH ĐIỂN TỬ SỐ

BÀI 1: CỔNG LOGIC
I. CỔNG LOGIC
1. Cổng NOT
Mắc mạch như hình 1.1 và thực hiện kiểm tra từng cổng một trong IC7404 và điền Y vào bảng.

Y
D1
7404
1 2
HI
Pulse
0
A

hinh 1.1
R1
220
C1815
0
5V
1K
R2
1K

A Y
0
1


2. Cổng NAND
Mắc mạch như hình1.2 và thực hiện kiểm tra từng cổng một trong IC7400 và điền Y vào bảng
0
5V
1K
hinh 1.2
C1815
Y
HI
1K
Pulse
A
R1
220
0

HI
1K
D1
Pulse
0
1K
7400
1
2
3
B
5V
C1815
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1








Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
2
3. Cổng OR

Mắc mạch như hình 1.3 và thực hiện kiểm tra từng cổng một trong IC74ls32 và điền vào bảng
1K
HI
B
1K
R1
220
1K
7432
1
2
3
D1
0
1K
0
A
C1815
Y
5V
Pulse
Pulse
5V
HI
0
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1

C1815
hinh 1.3


4. Cổng AND
Mắc mạch như hình 1.4 và thực hiện kiểm tra từng cổng một trong IC74ls08 và điền vào bảng
B
1K
1K
D1
C1815
Y
hinh 1.4
0
A
HI
HI
5V
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1
1K
5V
R1
220
0
7408
1

2
3
1K
Pulse
0
C1815
Pulse















Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
3
5. Cổng NOR
Mắc mạch như hình 1.5 và thực hiện kiểm tra từng cổng một trong IC74ls02 và điền vào bảng
0
Pulse
C1815

A
HI
Pulse
5V
HI
1K
R1
220
1K
C1815
1K
5V
B
hinh 1.5
0
D1
1K
7402
2
3
1
0
Y
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1

6. Cổng EX-OR
Mắc mạch như hình 1.6 và thực hiện kiểm tra từng cổng một trong IC74ls86 và điền vào bảng

R1
220
7486
1
2
3
1K
5V
hinh 1.6
D1
Y
Pulse
1K
C1815
0
C1815
Pulse
5V
HI
HI
B
1K
A
0
1K

A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1
0














Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
4
7. Cổng EX-NOR
Mắc mạch hình 1.7 và thực hiện kiểm tra từng cổng một trong IC7486 và điền Y vào bảng
1K
74LS266
1
2
3

hinh 1.7
Pulse
0
A
1K
C1815
R1
220
C1815
0
B
5V
HI
HI
5V
Pulse
1K
Y
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1
1K
0
D1


II. Xác định mức logic.

1. Họ TTL

Mắc mạch như hình 2.1.

74LS04
1 2
0
VR
10K
hinh 2.1
D1
5V
0
1K
V
VOM_2
R1
220
Y
V
VOM_1
A
HI

• Dùng hai VOM1 và VOM2 đặt thang đo áp DC ở thang đo thấp nhất (2.5V).
• Chỉnh biến trở VR sao cho VOM1 chỉ 0V, ghi giá trị VOM2 .
• Chỉnh VR sao cho áp trên VOM1 tăng dần từng khoảng 0.2V, quang sát áp trên VOM2 và
ghi nhận ứng với từng giá trị thay đổi 0.2V của ngõ vào.
• Vẽ đồ thị sự thay đổi áp ngõ vào (tại A) so với ngõ ra (tại Y).
• Nhận xét kết quả.

Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
5
2. họ CMOS
• Mắc mạch như hình 2.2
0
4069
1 2VR
10K
hinh 2.2
D1
5V
0
1K
V
VOM_2
R1
220
Y
V
VOM_1
A
HI

• Dùng hai VOM1 và VOM2 đặt thang đo áp DC ở thang đo thấp nhất (2.5V).
• Chỉnh biến trở VR sao cho VOM1 chỉ 0V, ghi giá trị VOM2 .
• Chỉnh VR sao cho áp trên VOM1 tăng dần từng khoảng 0.2V, quang sát áp trên VOM2 và
ghi nhận ứng với từng giá trị thay đổi 0.2V của ngõ vào.
• Vẽ đồ thị sự thay đổi áp ngõ vào (tại A) so với ngõ ra (tại Y).
• Nhận xét kết quả.

Nhận xét và so sánh hai họ TTL và CMOS?
Bài tập
• Khả năng Fan out là gì?. Trình bày nắn gọn và cho ví dụ minh họa.
• Co biết áp và dòng input/output ở mức thấp và cao của hai họ TTL và CMOS? Cho ví
dụ minh họa.
• Giao tiếp của họ TTL với các linh kiện khác? Ví dụ như: led, relay, loa, động cơ,
quang, ?
• Giao tiếp của họ CMOS với các linh kiện khác? Ví dụ như: led, relay, loa, động cơ,
quang, ?

Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
6
Bài 2: Mạch ứng Dụng Cổng Logic.


1. Mạch đa hài 1

3 4
147
hinh 3.1
1uF
D4
LED
7414/04/4069/40106
1 2
R1
220
5V
VR1
50K
HI

0
• Mắc mạch hình 3.1
• Chỉnh VR1 tăng dần quan sát led D4.
• Xác định công thức tính tần số dao động của mạch.

• kết luận?

2. Mạch đa hài 2

100
C2
47uF
5V
0
1 2
C1
47uF
VR1
50K
HI
0
LED2
1N4148
7414
3 4
VR2
50K
C1815
1K C1815
1K
LED1
1N4148
100

• mắc mạch như hình trên

• chỉnh VR1 và VR2, quang sát led1 và 2
• giải thích nguyên lý làm việc






Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
7
3. Que do logic 1

5V
HI
5V
D3
1N4148
D4
U3
74LS247
16
3
8
7
1
2
6
4
5

13
12
11
10
9
15
14
VCC
GND
INA
INB
INC
IND
BI/RBO
LT
RBI
OUTA
OUTB
OUTC
OUTD
OUTE
OUTF
OUTG
R4
220
que
logic
0
R5
220

R2
3.3K
0
R3
3.3K
R1
220
HI
D1
U2B
4
5
6
R7
U1A
74LS00
1
2
3
D2

• Lắp ráp mạch như hình trên
• Thử test que logic ở mức 1 (5V) hoặc mức 0 (0V).
• Giải thích nguyên lý làm việc mạch.
• Thiết kế thay thế 74ls247 bằng mạch giải mã dùng cổng logic.

4. Que do logic 2

3V
U4A

4001
1
2
3
HI
R11
100
R10
4.7M
D7
xung
0
U7D
12
13
11
R9
100
U5B
5
6
4
C1
100n
R8
100
R6
2.2M
D6
thap

D5
cao
que
logic
U6C
8
10
9


• lắp ráp mạch như hình trên
• thử test que logic ở mức 1 (5V) hoặc mức 0 (0V), xung clock.
• Giải thích nguyên lý làm việc mạch.
• thiết kế thêm mạch giải mã mức logic?








Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
8
5. Mạch game đố vui 1.
• Lắp mạch hình 5.1.
• Nhấn nút player_1, rồi tiếp theo nhấn player_2, 3 hoặc nhấn bất kỳ. Quang sát các led
tương ứng.
• Giải thích nguyên lý làm việc.

• Hãy thiết kế khối tạo nhạc dùng cổng logic.
Q3
2P4M=Q1 3
D3
R6
150

Hình 5.1



D2
1K
HI
KHOI
TAO
NHAC
Q6
B
R2
2.2K
2.2K 2.2K
4081
8
9
10
0
27K
27K
2

10K
1K
SW2
PLAYER_2
3
SW3
PLAYER_3
Q1
0
4081
1
2
3
0
10K
R8
150
10K
R1
2.2K
Q4
1K
0
HI
5V
R7
150
1
C
2.2K

Q2
A
1N4007
SW1
PLAYER_1
27K
4081
5
6
4
100K
A
5V
C
R3
2.2K
B
RESET
Q5
A1015
D1
Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
9
6. Mạch game đố vui 2.
47K
LED2
U5A
1
2

3
HI
Reset
0
U1A
1
2
3
150
47K
47K
U6B
7400
4
5
6U3C
9
10
8
0
150
D1
1N4148
0
SW1
U2B
4
5
6
U4D

7400
12
13
11
47K
5V
5V
HI
D2
SW2
LED1
hinh 6.1


• Lắp mạch hình 6.1.
• Nhấn nút player_1, rồi tiếp theo nhấn player_2 hoặc nhấn bất kỳ. Quang sát các led tương
ứng.
• Giải thích nguyên lý làm việc.
• Hãy thiết kế khối tạo nhạc dùng cổng logic.

Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
10

7. Mạch bơm nước tự động có hiển thị mức nước.


• lắp ráp mạch như hình trên.
• Trình bày nguyên lý làm việc




1,9
HI
4071
1
2
3
14
H

1KX5
6,4
8
9
10
HALF =H
LOW = L
6
4
5
E
4093
1
2
3
MOTOR BUMP
WATER TANK
22K
RELAY 12V
3
5
4
1
2
7
40302
14
3
1
12V

10
12V
HI
2
12
13
11
12
7
11
13
3,8
10K
FULL = F
5
6
4
1K
L
EMPTY = E
1N4007
0
680K
13
12
11
7
0
5
6

4
8
9
10
0
9
10
8
F
C1815
Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
11
8. Mạch công tắc chạm ON/OFF 1.
R3
1M
D4
1N4007
220VAC
5V
ON
D1
1K
R1
1K
U1A
4011
1
2
3

hinh 7.1
LP1
LAMP
U2B
4011
5
6
4
0
RELAY 6V
U3C
4011
8
9
10
U4D
4011
12
13
11
Q1
A1015
OFF
HI
R4
220
R2
1M

9. Mạch công tắc chạm ON/OFF 2.

R1
10K
U5A
4001
1
2
3
U7C
4001
8
9
10
0
U6B
4001
5
6
4
R2
3.3M
R6
220
5V
hinh 7.2
Q2
2N1132
T1
HI
R5

4.7K
R3
3.3M
LED
T2















Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
12
10. Mạch nhạc

START
4.7M
10n
100n
5V

HI
0
100K
13
12
11
100n
100n
8
9
10
500K
100K
D2
1
2
3
10
4.7M
D1
10uF
1K
R1
10K
10
100n
22n
100n
15n
+

-
LM386
3
2
5
6
1
4
8
CD4093B
5
6
4
0
D1 3=1N4148
D3
4.7M
220uF
100K


11. Mạch đk đèn/quat/motor bằng pp PWM.


D6
D5
0
22K
C2
100nF

12V
U4B
5
6
4
100
0
mach dk den/quat/motor bang PWM
U2A
CD4093B
1
2
3 Q2
A1013
HI
Q4
TIP3055
LAMP
500K
4.7K
3.3K
1K

12. Mạch đk đèn/quat/motor bằng pp PWM 1
Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
13
D1
C3
220uF

R2
100K
5vDC
A
-
+
MOTOR DC, 5V
C1
0.1
22K
0
Q1
C2383
U1A
40106/4093/7414
1 2
HI
U2B
3 4
D2
D3

0
F=2.66/R2*C1
13. ẠCH ĐEN PIN MINI ON/0FF TỰ ĐỘNG

U2B
5
6
4

D4
1N4148
Q2
C1815
WHITE LED
100
Q1
C1815
U1A
CD4093
1
2
3
HI
9
0
R4
1K
C1
22uF
R5
100K
0
R2
100
LDR
R7
50K
R6
10K

Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
14
Bài 3:
Các Bộ Giải Mã – So Sánh.
I. Mạch giải mã led 7 đoạn dùng họ TTL (74247).



HI
HI
5V
1Kx3

Ahinh 2.1
74247
7
1
2
6
3
4
5
13
12
11
10
9
15
16
14
8
A
B
C
D
LT
BI
LE
a
b
c
d
e

f
g
VDD
GND
1Kx4
D
5V
0
S1,2,3
0
1 6
2 5
3 4

• Mắc mạch như hình 2.1
• Lặp bảng sau:
S1(LE) S2(LT) S3(BI) D C B A Led 7
đoạn
1 1 1 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?
0 1 1 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?
1 0 1 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?
0 1 0 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?
0 0 0 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?

Chú ý: mã BCD là thay đổi vị trí các công tắc theo thứ tự bit DCBA nhưu sau:
0000,0001,… ,1001

Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
15
II. Mạch giải mã led 7 đoạn dùng họ CMOS (4511).

1Kx4
HI
5V
hinh 2.2
0
1Kx3
A
U2
4511
7
1
2
6
3
4
5
13
12
11
10
9

15
14
16
8
A
B
C
D
LT
BI
LE
a
b
c
d
e
f
g
VDD
VSS
0
S1,2,3
1 6
2 5
3 4
D

• Mắc mạch như hình 2.2
• Lặp bảng sau:
S1(LT) S2(BI) S3(LE) D C B A Led 7

đoạn
1 1 0 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?
1 1 1 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?
1 0 0 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?
0 1 0 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?
0 0 0 Thay đổi bit theo mã BCD kluận gi?

Chú ý: mã BCD là thay đổi vị trí các công tắc theo thứ tự bit DCBA nhưu sau:
0000,0001,… ,1001
Trình bài sự khác và giống nhau của hai IC trên?












Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
16
1. MODUL GIAI MÃ LED 7 ĐOẠN DÙNG 74247
0
5V
74247
7

1
2
6
3
4
5
13
12
11
10
9
15
14
16
8
A
B
C
D
LT
BI
LE
a
b
c
d
e
f
g
VDD

GND
330X8
S1
74247
7
1
2
6
3
4
5
13
12
11
10
9
15
14
16
8
A
B
C
D
LT
BI
LE
a
b
c

d
e
f
g
VDD
GND
150X14
S8
Anode chung
HI

2. MODUL GIAI MÃ LED 7 ĐOẠN DÙNG 4511

SW3_DIP4
Cathote
chung
4511
7
1
2
6
3
4
5
13
12
11
10
9
15

14
16
8
A
B
C
D
LT
BI
LE
a
b
c
d
e
f
g
VDD
GND
5V
4511
7
1
2
6
3
4
5
13
12

11
10
9
15
14
16
8
A
B
C
D
LT
BI
LE
a
b
c
d
e
f
g
VDD
GND
150
0
SW4
10KX10
150
HI
5V

HI


III. Bộ Giải Mã Ưu Tiên

1. Thí nghiệm với IC 74147

Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
17
D2
0
hinh 3.1
R2
SW9
5V
10KX9
D3
HI

SW1
D1
U1
74LS147
16
7
9
6
14
11

12
13
1
2
3
4
5
10
8
B
A
C
D
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8
IN9
VCCGND
D4
0
• mắc mạch như hình 3.1
• Lập bảng như sau:
trạng thái
i
SW

D C B A
nhấn SW1
nhấn SW2
nhấn SW3
nhấn SW4
nhấn SW5
nhấn SW6
nhấn SW7
nhấn SW8
nhấn SW9
Khi nhấn bất kỳ ctắc nào thì quang sát led và điền vào bảng, led D1 ứng với trạng thái của bit A.
• Nhấn một lúc nhiều ctắt.
• Rút ra kết luận nguyên tắc ưu tiên của IC?
2. Mạch giải mã phím số
5 6
hinh 3.2
150X7
5V
HI
1 2
U1
74LS147
7
9
6
14
11
12
13
1

2
3
4
5
10
168
B
A
C
D
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8
IN9
VCCGND
SW9
10KX9
9 8
0
4511
7
1
2
6
3

4
5
13
12
11
10
9
15
14
16
8
A
B
C
D
LT
BI
LE
a
b
c
d
e
f
g
VDD
VSS
3 4
SW1
0

• Mắc mạch nhu hình 3.2.
• Lần lượt nhấn các phím, kiểm chứng tên led 7 đoạn.
Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
18
• Nhấn một lúc nhiều phím.
Nêu nguyên lý hoạt động của mạch?
3. Thí nghiệm với IC 74148

S1
21
220
hinh 3.3
5V
HI
D1
1K
R6
1K
U6
74148
7
9
6
14
10
11
12
13

1
2
3
4
5
168
15
A1
A0
A2
GS
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
EI
VCCGND
EO
D4
220
10KX9
0
D2D3
D5
0
SW7

SW0

• Mắc mạch nhu hình 3.3.
• Lần lượt nhấn các phím, kiểm chứng tên led 7 đoạn.
• Nhấn một lúc nhiều phím.
Nêu nguyên lý hoạt động của mạch?
4. Bộ So Sánh (74ls85)

Lắp ráp mạch thí nghiệm sau:
R11
10K x11
D3
S2
1
2
3
6
5
4
5v
HI
D1
150
R1
S1
1
2
3
4
5

6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
D2
150150
16
10
12
13
15
7485
9
11
14
1
8
7
6
5
2
3
4

A0
A1
A2
A3
B0
B1
B2
B3
VCC
GN D
A<BO
A=BO
A>BO
A<BI
A=BI
A>BI

Lập bảng và thí nghiệm kiểm chứng bảng sau:
Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
19

Trình bày cách liên kết 2 bộ so sánh trên để tạo ra bộ so sánh 8 bit? Nêu các ứng dụng của IC?.
Thiết kế một mạch ứng dụng mà có dùng IC 7485?

Bài tập 1.
Hãy thiết kế một mạch game đố vui cho 4 người chơi như sau:
- Phải hiển thị led 7 đoạn
- Khi một người bấm trước, thì 3 người còn lại bị cấm.
- Phải có chuông kèm theo.

- Ngoài các IC trên, chỉ sử dụng thêm cổng logic


Bài tập 2: Hãy giải thích rõ vai trò của IC giải mã của mạch phần a. và b. ?. Nêu nguyên lý làm
viêc từng mạch?
a. Mạch game đố vui 1.
Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
20












150X7
SW3
SW4
RESET
74247
7
1
2
6

45
3
13
12
11
10
9
15
14
168
1
2
4
8
BI/RBORBI
LT
A
B
C
D
E
F
G
VCCGND
0
SW1
HI
7475
2
3

6
7
13
4
16
15
10
5
12
9
D1
D2
D3
D4
C12
C34
Q1
Q2
Q3
VCC
GND
Q4
10KX4
7420
1
2
4
5
6
1 2

khoi
nhac
1 2
10K
74147
11
12
13
1
9
7
6
14
168
1
2
3
4
A
B
C
D
VCCGND
5V
SW2
1 2
9
10
12
13

8
7404/14
1 2
0
Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
21

b. Mạch giám sát nguồn DC.



7404/14
1 2
0
D4
C1
10uF
D1
U10
LM3914
5
3
2
7
9
4
6
8
1

18
17
16
15
14
13
12
11
10
SIGIN
V+
V-
REFOUT
MODE
RLO
RHI
REF ADJ
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
LED6
LED7
LED8
LED9
LED10
0
150X7
1 2

D5
0
D2
R15
2.2K
11 10
lower
10K
HI
nguon
can
theo
doi
(<15V)
1 2
0
R8
1K
D3
4.7K x 8
U11
74147
168
9
7
6
14
11
12
13

1
2
3
4
5
10
VCCGND
Q0
Q1
Q2
Q3
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
R13
1K
R11
680
Alarm
upper
10K
R12
2.2K
R14

2.2K
1 2
5V
74247
6
2
1
7
45
3
13
12
11
10
9
15
14
168
1
2
4
8
BI/RBORBI
LT
A
B
C
D
E
F

G
VCCGND
Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
22
Bài 4 CÁC MẠCH DAO ĐỘNG
I. DÙNG TRANSISTOR

1. Dạng cơ bản



Rx
Q1Q2
HI
R1
Ry
R2
hinh 1.1
Cy
Cx
Vcc
0

Chu kỳ lam việc của tòan mạch tính theo mổi bên như sau:
T1= 0.69*Rx*Cx
T2=0.69*Ry*Cy
T=T1+T2 = 0.69(Rx*Cx + Ry*Cy) (1.1)

T
f
1
=
(1.2)

2. Mạch ứng dụng thưc tế

INPUT
0
Q4
R3 3.3K
C4
0.1
R9
10K
D1
LED
Q1
HI
Q5
Q4,Q5=A1015
Q3
HINH 1
0
R10
TUY VCC
Q1,Q2,Q3=C1815

VCC=5 18V
R8
22K
R1
22K
OUTPUT1
R11
2.2M
R5
10K
R6 47K
Q2
R7 3.3K
R2
10K
R4
10K
C1
3.3
C2 3.3
OUTPUT2

Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
23
Với mạch như Hinh 1 thì ứng với từng xung kích vào INPUT thì ngỏ ra sẽ thay đổi trạng thái 0
hoặc 1 giống như 1 flip-lop.
II. Dùng Cổng Logic

1. Dạng cơ bản 1 dùng cho họ TTL với tần số nhỏ hơn 20MHz

Cx
5V
0
3 4
147
7414
1 2
hinh 2
HI
Rx


yx
CRT
f
11
==

3. Dạng cơ bản 2 dùng cho ho CMOS với tần số nhỏ hơn 1MHz

C
3 4
Rp
4069
1 2
R
hinh 2.1

R
C

f
2.2
1
=





4. Mạch ứng dụng

Bài giảng môn THĐTS
Biên soạn Th.S Trần Trinh
24
100
C2
47uF
5V
0
1 2
C1
47uF
VR1
50K
HI
0
LED2
1N4148
7414
3 4

VR2
50K
C1815
1K C1815
1K
LED1
100
1N4148


III. DÙNG IC555

3. MẠCH ĐA HÀI.



150
0.1M
VCC=3 18V
HI
LED1
VR = 500K
2
5
3
7
6
4
81
TR

CV
Q
DIS
THR
R
VCCGND
R1=1K
0
C = 1M
LM555

()
CVRR
f
21693.0
1
+
=


4. MẠCH ĐƠN ỔN