Báo cáo thực hành xưởng 1

V9
5V
V8
5V
V7
0V
V6
0V
V5
5V
+V
V4
5v
+V
V3
5v
abcdefg.
V+
abcdefg.
V+
+V
V2
5v
+V
V1
5v
74LS83
A4
A3
A2
A1

B4
B3
B2
B1
Cin
s4
s3
s2
s1
Cout
U3
74LS244
Ia3
Ia2
Ia1
Ia0
Ib3
Ib2
Ib1
Ib0
Ya3
Ya2
Ya1
Ya0
Yb3
Yb2
Yb1
Yb0
OEa
OEb

U5
74LS47
A3
A2
A1
A0
test
RBI
g
f
e
d
c
b
a
RBO
U6
U7C
U7B
U7A
74LS85
A3
A2
A1
A0
B3
B2
B1
B0
IA<B

IA=B
IA>B
A<B
A=B
A>B
U4
74LS85
1
1. Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch giải mã nhị phân 0-19 (vẽ bảng trạng
thái và giản đồ xung cho mỗi trường hợp)
Trước khi tìm hiểu nguyên lý hoạt động của mạch, ta cần tìm hiểu chức năng của các
IC trong mạch.
+) IC 74LS83: IC cộng toàn phần 2 số nhị phân 4 bit
Bảng chức năng
+) IC 74LS85: IC so sánh 2 số nhị phân 4 bit
Bảng chức năng
2
+) IC 74LS244: IC này đóng vai trò như một bộ chọn,
 Khi đầu vào EOa = 1, EOb = 0 thì mạch ra chọn giá trị Ya
3
= Ia
3
; Ya
2
= Ia
2
; Ya
1
= Ia
1

; Ya
0
= Ia
0
.
 Khi đầu vào EOa = 0, EOb = 1 thì mạch ra chọn giá trị Yb
3
= Ib
3
; Yb
2
= Ib
2
;
Yb
1
= Ib
1
; Yb
0
= Ib
0
.
Ta có sơ đồ nối chân và bảng chức năng của IC 74LS244 như sau:
IC 74LS47: IC giải mã 7 đoạn
3
Led 7 đoạn A chung: Hiển thị số thập phân
Bảng giá trị của mạch
q
4

q
3
q
2
q
1
q
0
B
4
A<B S
4
S
3
S
2
S
1
OEa OEb A
3
A
2
A
1
A
0
L L L L L H H H H H L L H L L L L
L L L L H H H L L L L L H L L L H
L L L H L H H L L L L L H L L H L
L L L H H H H L L L H L H L L H H

L L H L L H H L L H L L H L H L L
L L H L H H H L L H H L H L H L H
L L H H L H H L H L L L H L H H L
L L H H H H H L H L H L H L H H H
L H L L L H H H H H L L H H L L L
L H L L H H H H H H H L H H L L H
L H L H L H L L L L L H L L L L L
L H L H H H L L L L H H L L L L H
L H H L L H L L L H L H L L L H L
L H H L H H L L L H H H L L L H H
L H H H L H L L H L L H L L H L L
L H H H H H L L H L H H L L H L H
H L L L L L L L H H L H L L H H L
H L L L H L L L H H H H L L H H H
4
H L L H L L L H L L L H L H L L L
H L L H H L L H L L H H L H L L H
Giải thích nguyên lý làm việc:
Bộ giải mã nhị phân 0-19 được chia thành 3 khoảng giải mã như sau:
 Đếm từ 0-9
 Đếm từ 10-15
 Đếm từ 16-19
* Từ giá trị 0  9, q
4
có mức logic thấp, mạch tiến hành giải mã thông thường. Đầu
vào q
3
q
2
q

1
q
0
được đưa vào đầu vào của IC 74LS244, lúc này OEa ở mức logic thấp,
OEb ở mức logic cao, đầu ra của IC này sẽ chọn giá trị mạch ra chọn giá trị Yb
3
=
Ib
3
=q
3
; Yb
2
= Ib
2
= q
2
; Yb
1
= Ib
1
= q
1
; Yb
0
= Ib
0
= q
0
để đưa vào 4 đầu dữ liệu của IC

74LS47. IC 74LS47 tiến hành giải mã 7 đoạn rồi hiển thị ra LED hàng đơn vị. Mặt
khác vì OEa ở mức logic thấp nên thanh b và c của LED hàng chục nhận mức logic
cao, LED hàng chục sẽ không sáng.
* Từ giá trị 10  19. Đầu vào q
3
q
2
q
1
q
0
được đưa vào đầu vào của IC 74LS85 tiến hành
so sánh, chân A<B của IC này sẽ nhận mức logic thấp, lúc này OEa ở mức logic cao,
OEb ở mức logic thấp, đầu ra của IC này sẽ chọn giá trị mạch ra chọn giá trị Ya
3
= Ia
3
;
Ya
2
= Ia
2
; Ya
1
= Ia
1
; Ya
0
= Ia
0

để đưa vào 4 đầu dữ liệu của IC 74LS47. IC 74LS47
tiến hành giải mã 7 đoạn rồi hiển thị ra LED hàng đơn vị. Mặt khác vì OEa ở mức
logic cao nên thanh b và c của LED hàng chục nhận mức logic thấp, LED hàng chục
sáng và hiển thị số 1.
 Từ 10 15, q4 = 0, IC 74LS83 sẽ tiến hành cộng có nhớ q
2
q
1
q
0
với 14 (1110
2
)
VD: Nếu điện áp vào là 12V <=> q
2
q
1
q
0
= 100
100
1110
0010
 Đầu ra S
4
S
3
S
2
S

1
= 0010, nên A
3
A
2
A
1
A
0
của IC 74LS47 sẽ nhận giá trị tương
ứng 0010  LED hàng đơn vị sẽ hiển thị số 2.
 Từ 16  19, q4 = 1; IC 74LS83 sẽ tiến hành cộng có nhớ q
2
q
1
q
0
với 6 (0110
2
)
VD: Nếu điện áp vào là 17V <=> q
2
q
1
q
0
= 001
001
0110
5

0111
 Đầu ra S
4
S
3
S
2
S
1
= 0111, nên A
3
A
2
A
1
A
0
của IC 74LS47 sẽ nhận giá trị tương
ứng 0111  LED hàng đơn vị sẽ hiển thị số 7.
2. Nêu hoạt động của mạch biến đổi ADC 0809, tác dụng của các chân ALE, OE,
V
REF+,
V
REF-
* Sơ đồ chân ADC 0809:

* Ý nghóa các chân:
. IN
0
đến IN

7
: 8 ngõ vào tương tự.
. A, B, C : giải mã chọn một trong 8 ngõ vào
. Z
-1
đến Z
-8
: ngõ ra song song 8 bit
. ALE : cho phép chốt đòa chỉ
. START : xung bắt đầu chuyển đổi
. CLK : xung đồng hồ
. REF (+): điện thế tham chiếu (+)
. REF (-) : điện thế tham chiếu (-)
. VCC : nguồn cung cấp
* Các đặc điểm củaADC 0809:
. Độ phân giải 8 bit
. Tổng sai số chưa chỉnh đònh ± ½ LSB; ± 1 LSB
. Thời gian chuyển đổi: 100µs ở tần số 640 kHz
. Nguồn cung cấp + 5V
. Điện áp ngõ vào 0 – 5V
. Tần số xung clock 10kHz – 1280 kHz
. Nhiệt độ hoạt động - 40
o
C đến 85
o
C
6
ADC0809
28 15

1 14


IN
2
IN
1
IN
0
A B C ALE 2
-1
2
-2
2
-3
2
-4
2
-8
REF 2
-6
START
IN
3
IN
4
IN
5
IN

6
IN
7

EOC 2
-5
OE CLK V
CC
REF GND 2
-7
. Dễ dàng giao tiếp với vi xử lý hoặc dùng riêng
. Không cần điều chỉnh zero hoặc đầy thang
* Nguyên lý hoạt động:
ADC 0809 có 8 ngõ vào tương tự, 8 ngõ ra 8 bit có thể chọn 1 trong 8 ngõ vào
tương tự để chuyển đổi sang số 8 bit.
Các ngõ vào được chọn bằng cách giải mã. Chọn 1 trong 8 ngõ vào tương tự
được thực hiện nhờ 3 chân ADD
A
, ADD
B
, ADD
C
như bảng trạng thái sau:
A B C Ngõ vào được chọn
0
0
0
0
1
1

1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
Sau khi kích xung start thì bộ chuyển đổi bắt đầu hoạt động ở cạnh xuống của
xung start, ngõ ra EOC sẽ xuống mức thấp sau khoảng 8 xung clock (tính từ cạnh
xuống của xung start). Lúc này bit cơ trọng số lớn nhất (MSB) được đặt lên mức 1,
tất cả các bit còn lại ở mức 0, đồng thời tạo ra điện thế có giá trò Vref/2, điện thế

này được so sánh với điện thế vào in.
+ Nếu Vin > Vref/2 thì bit MSB vẫn ở mức 1.
+ Nếu Vin < Vref/2 thì bit MSB vẫn ở mức 0.
Tương tự như vậy bit kế tiếp MSB được đặt lên 1 và tạo ra điện thế có giá trò
Vref/4 và cũng so sánh với điện áp ngõ vào Vin. Quá trình cứ tiếp tục như vậy cho
đến khi xác đònh được bit cuối cùng. Khi đó chân EOC lên mức 1 báo cho biết đã
kết thúc chuyển đổi.
Trong suốt quá trình chuyển đổi chân OE được đặt ở mức 1, muốn đọc dữ liệu ra
chân OE xuống mức 0.
Trong suốt quá trình chuyển đổi nếu có 1 xung start tác động thì ADC sẽ ngưng
chuyển đổi.
7
Mã ra N cho một ngõ vào tùy ý là một số nguyên.
)()(
)(
).(256
−+
−
−
−
=
refref
refIN
VV
VV
N
Trong đó Vin: điện áp ngõ vào hệ so sánh.
Vref(+): điện áp tại chân REF(+).
Vref(-): điện áp tại chân REF(-).
Nếu chọn Vref(-) = 0 thì N = 256.

)(+ref
in
V
V
Vref(+) = Vcc = 5V thì đầy thang là 256.
- Giá trò bước nhỏ nhất
1 LSB =
12
5
8
−
= 0,0196 V/byte
Vậy với 256 bước Vin = 5V.
p vào lớn nhất của ADC 0809 là 5V.
3. Nêu các ngun nhân sai số của mạch đo, giải thích
Mạch đo điện áp dùng IC ADC0809 xử lí tín hiệu tương tự nên có sai số. Các ngun
nhân chính gây sai số là:
+ Do bộ chia áp
+ Do điện trở
+ Do q trình lượng tử hố
+ Do dây dẫn
 Mỗi điện trở đều có sai số riêng của nó và được ghi trên nó.
 Bộ chia áp gồm hai điện trở có sai số nên nó sẽ gây ra sai số.
 Q trình lượng tử hóa có sai số lượng tử là do sự sai khác trong q trình
chuyển đổi giá trị tương tự thành giá trị rời rạc, ngun nhân là do khác nhau
giữa tín hiệu dốc thoải và tín hiệu bậc thang.
 Dây dẫn khơng có thể gây ra sai số do điện trở của nó và chúng ta thường bỏ
qua coi như chúng là tuyệt đối.
4. Tính năng hoạt động và ứng dụng của mỗi IC trong mạch
 ADC0809: Biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số 8 bit.

 IC 74LS47: Giải mã tín hiệu ra led 7 đoạn.
 IC 74LS83: Tạo ra mạch cộng có nhớ 4 bit.
 IC 74LS00: Tạo xung nhịp.
 IC 74LS85: So sánh 2 số nhị phân 8 bit.
 IC 74LS244: Chọn dữ liệu đưa vào bộ giải mã.
8
 IC 74LS245: Dùng để ổn định dòng và áp, làm bộ đệm để đưa tới bộ giải mã.
5. Khả năng mở rộng phạm vi đo của mạch phụ thuộc và những yếu tố là:
 IC 74LS83: tạo ra mạch cộng.
 IC 7400: tạo xung nhịp đưa đưa ra led hàng chục và IC 74LS244 chọn dữ liệu.
 Để đo điện áp nhỏ hơn hoặc lớn hơn người ta phải thay đổi đầu vào của bộ cộng
và chân của IC 74LS00 với đèn led hàng chục vì đèn led hàng chục chỉ hiện số 1 khi
chúng ta đo điện áp từ 10 – 19 nên chúng ta phải thay đổi đầu vào các chân của led
hàng chục để nó có thể hiện số khác. Bên cạnh đó, để mạch có thể đo được điện áp
lớn hơn 19 thì chúng ta cũng cần thay đổi chân vào bộ cộng để nó có thể cộng đưa ra
được điện áp cần đo.
9