Tài liệu Thiết kế và thi công mạch quang báo dùng EPROM, chương 13 doc

CHƯƠNG 13 : BỘ ĐẾM DỮ LIỆU
Bộ đệm dữ liệu rất thường được sử dụng trong các mạch
điện tử, chẳng hạn như bộ đệm dữ liệu ở ngõ ra của EPROM.
Tác dụng của bộ đệm là để cách li các mạch điện ở ngõ vào và
ngõ ra của nó, ngoài ra bộ đệm cũng có thể làm tăng dòng điện
ở ngõ ra.
Có nhiều loại IC đệm chuyên dùng thuộc cả hai họ TTL và
CMOS như: 7406, 7407, 7416, 7417,… (họ TTL), 4049, 4050,…
(họ CMOS). Ngoài ra các IC cổng cũng có thể dùng làm bộ đệm
được.
Trong đề tài này, bộ đệm cột đi liền ngay sau bộ chốt dữ
liệu là IC 74573 thuộc họ TTL do đó nếu sử dụng các IC đệm
thuộc họ CMOS (4049, 4050) thì phải tính đến việc giao tiếp
giữa TTL-CMOS. Vì mức logic [1] ở ngõ ra họ TTL thấp hơn
mức logic [1] ở ngõ vào họ CMOS nên để IC họ CMOS làm
việc ổn đònh thì phải mắc thêm các điện trở hồi tiếp như sau:
Do bảng đèn có đến 60 cột (30 cột LED xanh, 30 cột LED
đỏ) nên nếu dùng IC họ CMOS làm bộ đệm cột thì phải ráp
R
F
VCC
thêm 60 điện trở hồi tiếp R
F
ở mỗi cột. Đây là một việc làm tốn
nhiều thời gian, công sức và không cần thiết vì trong thực tế
cũng có nhiều IC đệm chuyên dùng thuộc họ TTL (như đã giới
thiệu ở trên).
Các IC đệm chuyên dùng thuộc họ TTL như: 7406, 7407,
7416, 7417 đều có ngõ ra cực thu để hở (Open Collector). Ngõ
ra cực thu để hở có dạng như sau (hình 1):
Để IC cực thu để hở hoạt động được bình thường thì thường

phải mắc thêm điện trở kéo lên như hình 2. Điện trở kéo lên này
có tác dụng đònh điện áp ở ngõ ra, tạo đường dẫn cho Transistor
bên trong IC.
Do đó, tùy từng loại IC mà ta có giá trò điện trở kéo lên
khác nhau. Giá trò điện trở kéo lên này được chọn tùy thuộc vào
các yếu tố sau: công suất của IC, số tầng mắc song song các IC,
hệ số fan-out.
Giá trò điện trở kéo lên này cũng phải đủ lớn để không làm
quá dòng qua Transistor bên trong IC (dòng chảy vào IC khi ngõ
ra ở mức logic thấp: I
OL
) và cũng phải đủ bé để không làm chậm
đi tốc độ làm việc của IC.
VCC
hình 2
Output
R
kéo lên
Output
hình 1
Nếu sử dụng IC loại cực thu để hở để thúc tải trực tiếp thì
có thể mắc mạch điện như sau:
Do tải ở mạch này là bảng đèn (ma trận LED 5x7: một ma
trận LED thì gồm có 5 cột và 7 hàng) nên nếu dùng IC đệm để
kéo tải trực tiếp như ở hình 3 thì tại mỗi ngõ ra của một cổng
đệm sẽ phải nối song song với 7 LED, thông thường thì một IC
có 6 cổng đệm, như vậy tổng tất cả các LED mắc song song vào
IC là 7x6 = 42 LED. Mạch quang báo này sử dụng phương pháp
quét để hiển thò nên dòng điện tức thời qua mỗi LED có thể lên
đến hàng trăm mA (trong một số trường hợp có thể lên đến đơn

vò Ampe). Như thế tại một thời điểm tức thời nếu có 7 LED cùng
sáng thì dòng điện qua IC đã lên đến vài Ampe. Nếu gặp trường
hợp cả 8 cột LED đều sáng (trường hợp này xảy ra khi bảng đèn
hiển thò hình ảnh) thì dòng điện có giá trò lớn (vài Ampe) sẽ
chảy qua IC trong một khoảng thời gian dài và sẽ dẫn đến việc
chết IC.
Nếu dùng cách mắc thêm điện trở kéo lên như hình 2 thì
phải ráp thêm 60 điện trở kéo lên, việc làm này cũng phức tạp
tương tự như khi dùng IC đệm họ CMOS.
Chúng ta còn một trường hợp khả thi nữa là dùng IC cổng
để làm bộ đệm. Do sau bộ đệm còn có thêm một phần thúc công
suất nữa nên không cần thiết dòng ra phải lớn. Bộ đệm này chỉ
có nhiệm vụ cách li giữa bộ chốt dữ liệu và phần thúc công suất.
VCC
hình 3
tải
Như vậy việc dùng IC cổng trong trường hợp này là phù hợp
nhất.
IC 7404 được chọn vì: trong một IC có đến 6 cổng NOT
(số lượng cổng nhiều nhất so với các loại IC cổng khác), ngõ ra
không phải là loại cực thu để hở, thuộc họ TTL nên không phải
quan tâm đến việc giao tiếp giữa TTL-CMOS.
Sau đây là vài sơ đồ điển hình cho việc sử dụng bộ đệm
dùng IC 7404.
7404
7404
7404 DÙNG ĐỆM NGÕ RA EPROM
2764
A0
10

A1
9
A2
8
A3
7
A4
6
A5
5
A6
4
A7
3
A8
25
A9
24
A10
21
A11
23
A12
2
CE
20
OE
22
PGM
27

VPP
1
O0
11
O1
12
O2
13
O3
15
O4
16
O5
17
O6
18
O7
19