bai thực hành số 03 Khảo sát mạch hợp kênh phân kênh mạch chuyển mã

BÀI 3: KHẢO SÁT MẠCH HỢP KÊNH, PHÂN KÊNH,MẠCH
CHUYỂN MÃ

1. Mục tiêu
Sau khi học xong bài học này, người học có thể:
- Hiểu rõ hoạt động của mạch hợp kênh sử dụng vi mạch 74LS151
- Hiểu rõ hoạt động của mạch phân kênh sử dụng vi mạch 74LS138
- Hiểu rõ hoạt động của mạch chuyển mã BCD sang LEDF 7 đoạn sử dụng vi
mạch 74LS47
2. Thiết bị, vật tư cần chuẩn bị

TT
Tên thiết bị, vật
tư
Số lượng
Ghi chú
1
Nguồn +5V
1 bộ

2
Đồng hồ vạn năng
1 chiếc

3
Pre-Board
1 chiếc

4
Dây 1 lõi-0.5mm
1m

5
Vi mạch 74xx47
1 chiếc

6
Vi mạch 74xx138
1 chiếc

7
Vi mạch 74xx151
1 chiếc

8
Led 7 thanh
1 chiếc

9
Điện trở 330 Ohm
20 chiếc

10
Switch 3 cực
12 chiếc

11
Led xanh, đỏ, vàng
20 chiếc

Ngoài ra người học cần chuẩn bị các tài liệu về chức năng hoạt động
của các vi mạch trên cụ thể: Bài giảng lý thuyết, datasheet.
3. Cơ sở lý thuyết
3.1. Mạch hợp kênh
3.1.1. Khái niệm, sơ đồ khối, bảng chân lý (Xem lại bài giảng lý thuyết)
3.1.2. Mạch hợp kênh sử dụng vi mạch 74LS151
Vi mạch 74LS154 là vi mạch chuyên dụng trong việc hợp kênh 8 ngõ vào dữ
liệu (D0-D7). Việc lựa chọn các kênh được thực hiện bởi các chân điều khiển
A,B,C (Data Select). Dữ liệu được lựa chọn sẽ được đưa ra 2 ngõ ra có trạng thái
đảo nhau là Y và W. Việc cho phép vi mạch được phép hoạt động hay không
phụ thuộc vào chân cho phép (Strobe). Sơ đồ chân và bảng tóm tắt chức năng
của vi mạch 74LS151 được mô tả như hình 3.1:


Hình 3.1: Sơ đồ chân và bảng chân lý của vi mạch 74LS151

3.2 Mạch phân kênh
3.2.1. Khái niệm, sơ đồ khối, bảng chân lý (Xem lại bài giảng lý thuyết)
3.2.2. Mạch phân kênh sử dụng vi mạch 74LS138
Vi mạch 74LS138 có chức năng của một bộ giải mã nhị phân, đồng thời
cũng thực hiện chức năng của bộ phân kênh vào 3 ra 8. Sơ đồ chân của vi mạch
như hình vẽ 2.1, trong đó:
- A0-A2 là các chân địa chỉ khi sử dụng vi mạch làm bộ giải mã. Khi sử dụng
vi mạch như bộ phân kênh thì đây chính là các chân select (điều khiển) để
lựa chọn ngõ ra.
- O0-O7 là các ngõ ra của bộ phân kênh
- E1-E3 là các ngõ vào, với 3 ngõ vào này bộ phân kênh có thể được kết hợp
để tạo ra bộ phân kênh 24 ngõ ra. Tuy nhiên trong bài này chỉ đề cập đến
việc sử dụng 1 ngõ vào vì vậy có thể sử dụng E3 như ngõ vào đảo (E1 và E2
để mức thấp) hoặc E1-E2 nối với nhau làm ngõ vào không đảo (E3 để mức

cao).


Hình 3.2: Sơ đồ chân vi mạch 74LS138

- Hoạt động của vi mạch 74LS138 được mô tả như hình 3.3:


Hình 3.3: Bảng chân lý của vi mạch 74LS138

3.3 Mạch chuyển mã LED 7 đoạn
3.3.1. Khái niệm, sơ đồ khối, bảng chân lý (Xem lại bài giảng lý thuyết)
3.3.2. Mạch phân kênh sử dụng vi mạch 74LS47
Vi mạch 74LS47 có chức năng chuyển mã từ mã nhị phân BCD sang mã của
LED 7 thanh dạng Anot chung. Sơ đồ chân của vi mạch như hình 3.4:

Hình 3.4: Sơ đồ chân vi mạch 74LS47

- A0-A3: Các ngõ vào nhị phân BCD
- -: Các ngõ ra tác động ở mức thấp.
- Các chân 





, 





,



/






: Để ở mức cao khi hoạt động giải 7 số nhị phân
0-9
Hoạt động của vi mạch được mô tả ở bảng sau:

Hình 3.5: Bảng chân lý của vi mạch 74LS47


4. Các bước tiến hành
4.1. Lắp ráp và khảo sát mạch hợp kênh dung vi mạch 74LS151
Bước 1: Lắp ráp mạch
- Sinh viên cần quan sát kỹ sơ đồ chân và bảng hoạt động ở hình 3.1 và tự
mình vẽ sơ đồ lắp ráp vào vở nhật ký thực hành. Trong sơ đồ lắp ráp nên bổ
sung thêm các LED để dễ dàng quan sát trạng thái của các ngõ vào và ngõ
ra.
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Giải thích vai trò các linh kiện:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Bước 2: Khảo sát hoạt động của mạch:
- Thay đổi mức điện áp ở các ngõ vào điều khiển, sau đó thay đổi trạng thái
các ngõ vào dữ liệu , quan sát trạng thái LED ở ngõ ra để xác định xem ngõ ra
được kết nối với ngõ vào nào Lập bảng kết quả và ghi kết quả quan sát vào bảng :

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Bước 3: Xử lý số liệu, nhận xét kết quả, kết luận
- Căn cứ vào số liệu đã đo, nghiệm lại hoạt động của mạch và viết nhận xét kết
quả
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………


4.2. Khảo sát mạch phân kênh vào 3 ra 8 dùng vi mạch 74LS138
Bước 1: Lắp ráp mạch

- Sinh viên cần quan sát kỹ sơ đồ chân ở hình 3.2 và bảng chân lý ở hình 3.3
sau đó tự mình vẽ sơ đồ nguyên lý và sơ đồ lắp ráp vào vở nhật ký thực
hành. Trong sơ đồ nên bổ sung thêm các LED để dễ dàng quan sát trạng thái
của các ngõ vào và ngõ ra.
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Giải thích vai trò các linh kiện:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Bước 2: Khảo sát hoạt động của mạch:
- Thay đổi mức điện áp ở các ngõ vào điều khiển, sau đó thay đổi trạng thái
ngõ vào dữ liệu , quan sát trạng thái các LED ở ngõ ra để xác định xem ngõ ra nào
được kết nối với ngõ vào. Lập bảng kết quả và ghi kết quả quan sát vào bảng :

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Bước 3: Xử lý số liệu, nhận xét kết quả, kết luận
- Căn cứ vào số liệu đã đo, nghiệm lại hoạt động của mạch và viết nhận xét kết
quả
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

4.3. Khảo sát mạch chuyển mã BDC sang LED 7 thanh
Bước 1: Lắp ráp mạch
- Sinh viên cần quan sát kỹ sơ đồ chân ở hình 3.4 và bảng chân lý ở hình 3.5
sau đó tự mình vẽ sơ đồ nguyên lý và sơ đồ lắp ráp vào vở nhật ký thực
hành. Trong sơ đồ nên bổ sung thêm các LED ở ngõ vào để dễ dàng quan sát
trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra.
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Giải thích vai trò các linh kiện:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

Bước 2: Khảo sát hoạt động của mạch:
- Thay đổi mức điện áp ở các ngõ vào , quan sát trạng thái LED 7 thanh,
dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp các ngõ vào và ngõ ra. Lập bảng kết quả và ghi
kết quả quan sát vào bảng :
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Bước 3: Xử lý số liệu, nhận xét kết quả
- Căn cứ vào quy ước mức logic, hãy điền đầy đủ bảng chân lý của cổng logic
vừa khảo sát. Chú ý sử dụng các ký hiệu “0” hoặc “1” để ghi kết quả vào bảng
chân lý.
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
- Đối chiếu với lý thuyết, nhận xét kết quả và rút ra các kết luận:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
5. Bài tập lớn:

- Đề tài 1: Thiết kế mạch cộng số nhị phân, hiển thị LED 7 thanh.
- Đề tài 2: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-Gray
- Đề tài 3: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-LED 7 thanh
- Đề tài 4: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-LED 7 thanh
- Đề tài 5: Thiết kế mạch hợp kênh 8 ngõ vào dữ liệu
- Đề tài 6: Thiết kế mạch phân kênh vào 3 ra 8
- Đề tài 7: Thiết kế mạch bình chọn với yêu cầu: ngõ vào có 3 nút nhấn dành cho
3 giám khảo, một switch cho phép hệ thống đưa ra kết quả bình chọn. Ngõ ra là
2 đèn led để báo kết quả. Bình thường 2 led tắt, khi có kết quả đạt led đỏ sáng
(khi có tối thiểu 2 giám khảo nhấn nút), nếu không đạt Led vàng sẽ sáng.

Yêu cầu: Các đề tài được thực hiện với một nhóm tối đa 3 sinh viên. Thời gian
hoàn thiện 1 tuần. Sinh viên phải thiết kế mạch (Mạch nguyên lý, mạch in), test
mạch và viết báo cáo mô tả chức năng hoạt động của mạch.
6. Nhận xét của giảng viên
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………