CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN 1, HAM LOGIC VA (AND) , HOAC (OR) KHÔNG (NOT). UV CONG LOGIC: Goi A là biến số nhị phân có mite logic 1a O hoặc 1, va Y là một biến số nhị phân tầy thuộc vào A- Ye f(A) “trong trường hợp này có hai khả năng xảy ra Y=A, A=0thì Y =0 hay As Lith Y=! Y=A= A=0thìY =1 hay A= l thì Y =0 Khi Ý tùy thuộc vào hai biến số nhị phân A, B = Y =f(A,B) Vì biến số A,B chỉ có thể là 0 hay 1 nên A va B chỉ có thể tạo ra 4 tổ hợp khác nhau là: B A —l—|celel> 9 “ 1 —[ Mạch |— 0 B 1 Bảng liệt kê tất cả các tổ hợp khẩ dĩ của các biến số và hàm số ứng gọi là bảng sự thật. Khi có 3 hay nhiều biến số (A,B ,C) số lượ 2/ Cổng logie VÀ (AND). Hàm logic VÀ được định nghĩa theo bang su that sau: Bang sy that: Bang su th A [p |y i 0 |0 |0 _ [3 Y=A.
Hầm số HOẶC của hai biến số A,B được định nghĩa ở báng sự thật sáu: Bảng sự thật: A |B =|—|-|el~< 0 |0 ON 1 1 |0 plea fi Bảng sự thật : Kí hiệu cổng NOT Hâm KHÔNG có tác động phủ định hay đảo Số đĩ có sự đồng hóa này là vì ta đang Hiện hệ vớisổ nhị phân có hai trạng thái 0 hay 1. Do đó phủ định của Ø là | I, CONG LOGIC KHONG -VA (NAND) , KHONG-HOAC (NOR). 1/ CONG LOGIC NAND: Xét trường hợp có hai biến số A,B ng ra ở cổng VÀ Y = A.B nên ngỏ ra ở cổng KHÔNG là đảo củaY: —— Y=AB 'Về hoạt động của cổng NAND thì từ các tổ hợp của A.B ta lập bang trạng thái rồi lấy đảo để có Y đảo. Tuy nhiên có thể đi trực tiếp bằng cách lập bảng sự thật sau: Bang su thật : Al Bl Y 0 1 0 1 i ia Bảng sự thật: A |B |Y K : poet — Y 0 |1 |0 8 1 0 |0 1 |1 fo Kí hiệu cống NOR.
HH, HẦM LOGEC EXOR VÀ EXNOR. / CỔNG LOGIC EXOR. Hàm HOẶC được gọi là HOẶC bao gồm vì nó không giải quyết được bài tuần công nhị phân. Lý do là khi cả hai biến số đếu [4 | thi ¥ = I thay vi la 0.
Mặc dd HOAC như vậy vẫn có ý nghĩa thực tế nén vấn được đũng, nhưng người ta phải định nghĩa một cổng logic khác là HOẶC LOAI TRỪ (EXOR) cổng này có ý nghĩa là loại trường hợp khi A,B đổng thỡi i2 ¡ thì Y = 0 Ký hiệu : Y=A@B Bảng sự thật: Đồ án tốt nghiệp 'Gvhd: Thảÿ Nguyễn Phương Quang: Bang su that [a |B “| o fo [1 A 0 |1 |0 | Y I |0 |0 5 di 1 |4 Kí hiệu cổng XNOR. liên đây l ng logic: NOT, AND, OR, NAND, NOR, EX, NÓI những ta ch " ND, OK oF thể tạo ra các \ côn lại Các + vi mach (IC). Các IC chứa các cổng logic như Cong AND: 40738, 4081B, 4082b Cổng ÓR : 4071B, 4072B, 4075b Công NĂAN - 4011, 4012B, 4023B, 406B IV, GIỚI THIỀU FLIP-FLOP. ĐỊNH NG Mạch lấy được chia làm 2 loại là mạch tổ hợp và rạch tuần tự (mạch đãy).
Mạch tổ hợp là mạch mà tín hiệu ra chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào. Các phần tử cơ bản nđể xây dựng nên mạch tổ hợp là các mạch logic AND, OR, NOT, NPR. Mach day 1a mach ma tín hiệu ra phụ thuộc không những vào tín hiệu vào mà còn phụ thuộc trạng thái trong của mạch nghĩa là mạch có lưu trữ, nhớ các trạng thái. Như vậy, để xây dựng mạch dãy, ngoài các mạch tổ hợp cơ bắn còn phải có các phần tử nhớ.
Các phân tử nhớ cơ bắn tạo nên mạch dãy gọi là Flip - Flop (Ff), chúng lưu trữ các tín hiệu nhị phân. Vì bít tín hiệu nhị phân có thể nhận một trong 2 giá trị 0,1 nên FF tối thiểu cần 2 chức năng. - C6 hai trang thái ổn định chức năng - Có thể tiếp thu, lưu trữ, đưa tới tín hiệu và EF có từ 1 đến vài đầu vào điều khiển có 2 đầu ra luôn ngược nhau là Q và Q đảo. ae điêu | OY khién Hình 1.
Sơ đồ tổng quét 1 FF €kL00 1093 2. PHÂN LOẠI : bà. eee [reo J[tr ][me ]|=* | [ee =1 E [Tong | Chủ tớ Hình 1. Sơ đồ khối phân loại FF Có nhiều cách phân loại FF : Theo chức năng làm việc của các đầu vào điều khiển : FF một đầu vào điều khiển D.
FF; EF hai dau vao diéu khién RS, FF, JK, FF. 'Theo cách làm việc ta có loại FE đồng bộ và không đồng bộ FF đồng bộ. lại gồm loại thường và loại chủ tớ. Đối với loại không đồng bộ các tín hiệu.
điều khiển vẫn điều khiển được hoạt động của FF mà không cần tín hiệt Các ký hiệu về trạng thái tích cực Ký hiệu Tĩnh tích cực của tính biệu Tích cực là mức thấp nhất *L." Tích cực lâ rnứe cao “H”” “Ích cực la suttn diting ond ng ——. Tịch cực lá sưỡn âm cuá xung ráp wR S thip § cocolm eee IH b) T Flip — Flop: # Q T FF F—x ce e ‘ Bang trạng thái 7x jQ |e a 0 0 0 1 1 1 0 lì ae ©) D Blip — Flop: IE - D là EE có một đầu vào dữ liệu | D Ck—| FF-D EK Tip Flap FP IK là loại EE 2 đầu vào điểu khiển J vã K, 2 đầu kích thích trực tiếp §u và Rụ - FE - IK được dùng rất nhiều trong các mạch số. Vẻ cấu tạo FF JK phức tạp hơn FF - RS và FF - RST nhung có khá năng hoạt động rộng lớn vì: + Vẫn điều khiển trực tiếp qua Sp, R» + Các đầu J,K có đặc tính như S,R - Tuy nhiên khi J = K = 1 thì mạch hoạt động bình thường, không có trạng thái cấm, ngõ ba luôn lật trạng tháf. Tóm lại: FF là phần tử cơ bản để chế tạo các mạch ứng dụng quan trọng.
trong hệ thống số như mạch đếm, mạch ghi, bộ nhớ. Nhưng thực tế cac FE được chế tạo từ các logic chỉ là lý thuyết cơ bản, thực tế, chúng đã được tích hợp trong các IC. Các IC chứa FE như: FE: IK : 740, 7472, 7473, 7476,7478,74301,74102,4027 RS: 7471 FR: D5 7474, 74171, 74175, 4013 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU IC SỐ LIÊN QUAN ĐẾN MẠCH THIẾT KẾ 1, IC 4060; ÍC 4060 là một bộ đếm/bộ chía (Counter/Divider) nhị phân không đồng, bộ với 14 tầng Flip-Elop, Mạch dao đông của nó gồm 3 chân được nối ra ngoài là: R§, Re, Cục; tất cả các ngõ ra (L0 ngõ ra từ O;~Ou, Oii~Ø\g) đều được đệm xẵn từ bên (rong trước khi đưa ra ngoài Quan trọng hơn hết là chân Master Reset (MR) dùng để cấm mạch dao động làm việc va reset mach đếm. Khi chân MR ở mức loglc cao, nó sẽ resel mạch đếm lâm tất cả các ngõ ra của bộ đếin đếu ở mức logk thấp, việc reset nây hoàn toàn đóc lập với các ngõ vào.
MR: master reset, dùng khóa mạch dao động bên trong IC và reset các bộ đếm. Khi chân này tác động thì tất cả các ngõ ra của IC đều bị kéo về mức. RS: clock inpuvoseillator pin, chấn này có hai chức nắng: khi dùng mạch đạo đồng từ bên ngoài IC thi nd có nhiệm vụ nhấn xung, khí dùng mạch dao động bên trong ÌC thì nó là một thành phẩn của mạch đao động (kết hợp với các chân Rc, Cục} jer oxcillator pin, chin tao dao động (kết hợp với các chán khác). Khi dùng mạch dạo động R-C thì một đầu điện trở được nối với chán này.
Cyc: external capacitor connection, chân tao dao động (kết hợp với các chân khác). Khi IC 4060 đao động với mạch R-C (dùng đao đóng bén trong IC) thì chân này được nối với một đâu của tụ điện. Oy - Oo, Oy, - Ojs: counter outputs, các ngõ ra của ÍC. Các ngõ ra này Không liên tục mà bị nhầy cấp hai lần: ngõ ra đầu tiên của nó 1a Os chit khong phải Öạ (nhảy bỏ 3 tâng Flip-Flop đâu tiên, không đưa các tầng này ra ngoài), ngõ ra từ O› rồi đến O¡¡ (không có chân O¡).
Sơ đồ mô tả hoạt động bên trong của 4060 được vẽ như sau: Cre pop oied | eet Rre ` [ meres A MR Giản đồ thời gian của IC 4060 như sau: a SRS I‡ỳ[y[tvf[vl+_ MRÍ|L TS oO l + eS ö ". - Đồn: Giải thích nguyên lý hoạt động: đây là loại mạch dao động của CMOS. Mạch chỉ dao động được khi chân MR ở mức cao (chỉ đúng với hình vẽ này, ở caé hình trên thì chân MR tác đông ở mức cao). Nếu chân MR ở mức thấp thì ngõ ra của cổng NAND sẽ bị khóa chết ở mức logic [1] nên mạch không dao động được.
Khi chân MR ở mức logic [I| thì cổng NAND sẽ hoạt động như một cổng NÓT, Ta nhân thấy trạng thái logic tại điểm 2 và 3 luôn luôn ngược nhau (ngõ vào và ra của c NOT). Tân số dạo động của mạch này phụ thuộc vào trị số của tụ và điện trẻ Bay giờ, giá sử vào lở mức logie [0| thì ngõ ra 2 của cổng NAND. Lúc này tụ C, sẽ nạp điện qua R, theo đường như sau: dòng, điện từ cực dưỡng của nguồn => ngõ ra cổng NAND ~ R, + C,-> yao céng NƠI -+ cực âm của nguồn. Khi tụ C, nạp đến giá trị > Vr một chút (V; : điện thế mà tại đó trạng.
thải logic chuyển từ thấp lên cao) thì ngõ vào của cổng NAND sẽ chuyển lên mức logic [1], ngõ ra của nó sẽ thành mức logic [0] v4 lám cho ngð ra của cống NOT trở thành mức logic [1]. Do có sự thay đổi mức. logic tại hai điểm 2 và 3 nên tụ C¡ sẽ xả điện (cũng qua điện trở R,). Khi C, xã thì điền thế tại ngõ vào: cổng NAND (V) giám dẫn, khi Vị giảm đến giá trị < Vị một chút thì ngõ ra cổng NAND sẽ chuyển lên trạng thái logic [1] và ngõ ra cổng NOT sẽ về lại mức logic [0].
Lúc này trạng thái logic tại các điểm 1, 2, 3 lại trở về trạng thái. ban đầu và tụ C, lại tiếp tục nạp điện, bắt đầu lại quá trình nạp-xả kế tiếp. Và cứ như thế tiếp tục mãi mãi, ta sẽ có được mạch dao động tạo xung vuông với tân số phụ thuộc giá trị R,, C, và được tính theo công thức sau: ` 23R,C1 Với C100?