BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT SỐ bài 1

BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT SỐ
1. Định nghĩa bảng chân lý
1.1 Yếu tố logic chứa 1 bit thông tin

Khi bật cơng tắc lên “1”

Khi gạt cơng tắc xuống “0”

• Khi sử dụng đồng hồ đo
- Khi bật công tắc lên “1”


-

Khi gạt công tắc xuống “0”

Bảng D1-0:
Công
tắc LS8
“1”

Đèn
LED

M
ức thế

Sáng

V
= 4.91

“0”

Tắt

V

Ký hiệu
Ký
trạng thái
hiệu toán
học
H(High
1
– cao)
L(Low –
0


=0

thấp)

Định nghĩa về mức logic và yếu tố logic chứa 1 bit thông tin:
+ Mức logic là điện áp trên đầu vào và đầu ra trên cổng tương ứng với logic “1” và
“0”
1.2 Các cổng logic

2. Hình D1-1a: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng đảo ( Inverter)
Khi bật công tắc lên “1”

Khi gạt công tắc xuống “0”

Bảng chân lý D1-2:
Công tắc LS8
1
0
Lối vào IC1/a bỏ

Lối vào A
1
0
0

Lối ra C
0
1
0

lửng
• Nhận xét: trường hợp bỏ lửng lối vào IC1/a tương ứng với trạng thái “0” của
lối vào A và trạng thái “0” của lối ra C
• Định nghĩa về cổng đảo: Cổng đảo là cổng được thực hiện hàm phủ định
trong đại số Boole.


• Công thức đại số logic cho cổng đảo: f =

3. Hình D1-1b: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng không đảo với
Collector hở ( O.C Open Collector)

Khi bật công tắc lên “1”

Khi gạt công tắc xuống “0”

Bảng chân lý D1-3:
Công tắc LS8
1
0
Lối vào IC2/a bỏ
lửng

Lối vào A
1
0
0

Lối ra C
1
0
1


-Định nghĩa về cổng không đảo: Cổng không đảo là cổng cách ly và nâng dịng cho
tải.
-Viết cơng thức cho cổng khơng đảo: f = A
4. Hình D1-1c: Khảo sát ngun lý hoạt động của cổng “ Khơng Và” có 2 lối
vào ( 2 input-NAND)
Bảng chân lý D1-4:
LS7

LS8

Lối
vào A

1
1
0
0

1
0
1
0

Khi LS7 và LS8 cùng “1”

Khi LS7 “1” , LS8 “0”

Lối
vào B

1
1
0
0

Lối ra
C

1
0
1
0

0
1
1
1


Khi LS7 “0” , LS8 “1”

Khi LS7 và LS8 đều “0”


-Định nghĩa về cổng NAND: là cổng dùng để thực hiện cùng một lúc 2 chức năng
là NOT và AND. Cổng NAND có 2 hay nhiều ngõ vào và 1 ngõ ra.
-Viết biểu thức logic cho cổng NAND: f =
- Nhận xét: Khi 1 trong 2 lối vào thấp “0” thì lối ra cao “1”. Kết luận cổng NAND
làm việc giống cổng NOR với mức logic thấp “0”.

• Bỏ lửng chân B không nối với công tắc LS8

Khi bật công tắc LS7 xuống “0”


Khi gạt cơng tắc LS7 lên “1”

• Từ đây nhận thấy hoạt động giống với cổng đảo trong mục 2.2

5. Hình D1-1d: Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng “NAND” có hai lối vào
với lối ra collector hở (2-Input open collector NAND)
Khi công tắc LS7 và LS8 đều gạt lên “1”: đèn tắt


Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0’ , LS8 “1”: đèn sáng


Khi cả LS7 và LS8 đều “0”: đèn sáng

Từ mô phỏng ta rút ra bảng chân lý:
LS7

LS8

Lối
vào A

1
1
0
0

1
0
1
0

Lối
vào B

1
1
0
0

Lối ra
C

1
0
1
0

0
1
1
1


-

Nhận xét: kết quả trong bảng D1-5 giống với kết quả trong bảng D1-4 của
cổng NAND trong mục 4.

6. Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng “ HOẶC” có 2 lối vào ( 2-input OR)
Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn sáng

Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0” , LS8 “1”: đèn sáng


Khi LS7 và LS8 đều “0”: đèn tắt

Từ mô phỏng ta rút ra bảng chân lý:
LS7

LS8

Lối
vào A

Lối
vào B

Lối ra
C

1
1
1
1
1
1
0
1

0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
Định nghĩa về cổng OR: Cổng OR là mạch điện thực hiện hàm cộng trong đại số
chuyển mạch.
- Viết công thức đại số logic cho cổng OR: f = A + B hay f = A + B + C + D +...
- Nhận xét: trường hợp khi một trong hai lối vào thấp (0) thì lối ra cao (1)


=> kết luận cổng OR không làm việc theo kiểu “VÀ” (AND) với mức logic 0
7. Khảo sát nguyên lý hoạt động của cổng “ HOẶC-LOẠI TRỪ” có 2 lối vào
( 2-input XOR )
Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn không sáng

Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0” , LS8 “1”: đèn sáng


Khi LS7 và LS8 đều “0”: đèn tắt

Từ mô phỏng ta rút ra bảng chân lý:
LS7

LS8

Lối
vào A

Lối
vào B

Lối ra
C

1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0

0
0
0
0
- Định nghĩa cổng XOR: là cổng logic có lối ra là “1” nếu 2 tín hiệu vào khác
nhau, có lối ra là “0” khi cả 2 tín hiệu vào giống nhau.
- Viết biểu thức logic cho cổng XOR: f =
8. Bằng lý luận, dựa trên kết quả thí nghiệm với cổng có hai lối vào, lập bảng
chân lý và viết biểu thức đại số logic cho:
- Cổng AND 2 lối vào.


Lối vào 1
0
0
1
1

Lối vào 2
0
1
0
1

Lối ra
0
0
0
1

- Cổng NAND 4 lối vào.
Lối
vào 1

Lối
vào 2

0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1

Lối
vào 3

0
0
0

0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1

Lối
vào 4

0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0

0
1
1

Lối
ra

0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1

1
1
1
1
1
1

1
1
1
1
1
1
1
1
1
0

- Cổng OR với 3 lối vào.
Lối vào 1
0
0
0
0
1
1
1
1

Lối vào 2
0
0
1
1
0
0
1

1

Lối vào 3
0
1
0
1
0
1
0
1

Lối ra
0
1
1
1
1
1
1
1


2. Phân loại cổng logic
a. Cổng AND loại Diode logic (DL)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn sáng

Khi LS7 “1” , LS8 “0”: đèn tắt

Khi LS7 “0” , LS8 “1”: đèn tắt

Khi LS7 và LS8 đều “0”: đèn tắt

Từ mô phỏng ta rút ra bảng chân lý D1-8:
LS7

LS8

Lối
vào A

1
1

1
0

Lối
vào B

1
1

Lối ra
C

1
0

1
0


0
1
0
1
0
0
0
0
Giải thích nguyên tắc hoạt động của cổng AND loại DL :

0
0

+ Nếu đầu vào A và B ở mức 1 (5V) khi đó hai D1 và D2 được phân cực ngược
nên khơng có dịng chạy qua hai diode này nên điện áp đi qua điện trở xuống đèn
làm đèn sáng (Mức 1).
+ Nếu A ở mức 1 và B ở mức 0 lúc này D1 được phân cực ngược và B được phân
cực thuận nên dòng từ điện trở qua D2 làm cho khơng có dịng điện đi xuống đèn
nên đèn tắt.
+ Nếu A mà ở 0 còn B ở mức 1 thì lúc này D1 được phân cực thuận và D2 được
phân cực ngược, dòng điện sẽ từ điện trở qua D1 cũng làm cho khơng có dịng điện
đi xuống đèn nên đèn tắt.
+ Trường hợp cuối cả hai đầu A và B đều ở mức 0 (0V) thì cả hai diode D1 và D2
đều phân cực thuận nên dẫn dòng từ điện trở qua 2 diode làm cho khơng có dịng
điện đi xuống đèn nên đèn tắt.

b. Cổng NAND loại Resistor- Transistor logic ( RTL)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn tắt


Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0”,LS8 “1”: đèn sáng


Khi LS7 và LS8 đều “0”: đèn sáng

Từ mô phỏng ta rút ra bảng chân lý D1-9:
LS7

LS8

Lối vào
A

Lỗi vào
B

Lối

ra

C

1

1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
Nhận xét: chỉ khi tất cả ngõ vào bằng 1 thì ngõ ra bằng 0, cịn lại tất cả trường hợp
thì ngõ ra bằng 1.
Ưu điểm: Thiết kế mạch đơn giản
Nhược điểm:
+ chỉ sử dụng ở dạng đơn lẻ
+ tốc độ chuyển mạch chưa nhanh, chưa hoạt động tốt ở tần số cao
+ mạch nóng khi hoạt động làm tốn năng lượng
c. Cổng NAND loại Diode – Transistor Logic (DTL)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn tắt

Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng


Khi LS7 “0”, LS8 “1”: đèn sáng

Khi LS7 và LS8 đều “0”: đèn sáng

Từ mô phỏng ta rút ra bảng chân lý D1-10
LS7

LS8

Lối vào
A

1
1
0

1
0
1

Lỗi vào
B

1
1
0

Lối
C

1
0
1

0
1
1

ra


0
0
0
0
Nhận xét: kết quả bảng D1-10 tương tự như bảng D1-9
Ưu nhược điểm của mạch tương tự như cổng NAND loại RTL
d. Cổng NAND loại Transistor-Transistor Logic (TTL)

Khi LS7 và LS8 đều “1”: đèn tắt

1


Khi LS7 “1”, LS8 “0”: đèn sáng

Khi LS7 “0”, LS8 “1”: đèn sáng


Khi LS7 và LS8 đều “0”: đèn sáng

Từ mô phỏng ta rút ra bảng chân lý D1-11
LS7

LS8

Lối vào
A

Lỗi vào
B

1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0

0
0
e. Cổng AND Collector hở ( open collector output)
Hình D1-2e: Cổng logic NAND loại TTL mạch collector hở
• Trường hợp khơng nối J1

Đèn đều không sáng tại tất cả các trạng thái logic

Lối
C
0
1
1
1

ra