Bài giảng Thí nghiệm điện tử

.................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 7/. Trình bày nguyên lý họat động của mạch? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 25 ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 8/. Phân biệt sự khác nhau của các mạch trong các lần đo? Giải thích? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... B. Mạch dao động đa hài dùng Op- Amp. 1. Mạch Schimitt Trigger  Lần 1: - Vẽ sơ đồ mạch Trigger Smitt - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung tam giác có biên độ 10V, f =1KHz cấp vào Vi. - Đo và vẽ điện áp ngõ vào và ngõ ra mạch Trigger Vi (kênh 1) & Vo (kênh 2) vào hình H1. Hình H1. - Đo và vẽ Vi (kênh 1) & V+ (kênh 2) vào hình H2. Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 26 - Tính tần số địên áp ngõ ra theo hình H5. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... - Tính tần số điện áp ngõ ra theo lý thuyết. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... - So sánh kết quả của hai lần tính trên: ................................................................................................................................................ ..................................................................................................................................................  Nhận xét: 1/. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao? .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. 2/. Tại sao mạch được gọi là mạch bất ổn? .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. 3/. Trình bày nguyên lý họat động của mạch? .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 27 .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. 4/. Phân biệt sự khác nhau của các mạch trong các lần đo? Giải thích? .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. 2. Mạch bất ổn dùng Op - Amp.  Lần 1: - Lắp mạch theo sơ đồ mạch dao động đa hài bất ổn dùng Op - Amp - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung tam giác có biên độ 10V, f =3KHz cấp vào Vi. - Đo và vẽ Vi (kênh 1) & Vo (kênh 2) vào hình H1. Hình H1. - Đo và vẽ Vi (kênh 1) & V+ (kênh 2) vào hình H2 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 28 Hình H2. Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch dao động đa hài bất ổn dùng Op – Amp  Lần 2: - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là sóng sin có biên độ 10V, f =2KHz cấp vào Vi. - Đo và vẽ Vi (kênh 1) & Vo (kênh 2) vào hình H3. Hình H3. - Đo và vẽ Vi (kênh 1) & V+ (kênh 2) vào hình H4. Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 29 Hình H4. - Tính tần số địên áp ngõ ra theo hình H5. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... - Tính tần số điện áp ngõ ra theo lý thuyết. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... - So sánh kết quả của hai lần tính trên: ................................................................................................................................................ BÀI 4: MÁY PHÁT CHỨC NĂNG - MÁY PHÁT UJT VÀ ỨNG DỤNG I. THIẾT BI SỮ DỤNG:  Mô hình thực hành kỹ thuật điện tử.  Máy OSC I. MỤC TIÊU:  Sau khi học xong SV có khả năng: - Nhớ và ráp được một số mach tạo xung thông dụng. - Đo và vẽ được sóng ngõ ra của một số mạch tạo xung thông dụng - Trình bày được nguyên lý hoạt động của một số mạch xung thông dụng - Giải thích được sóng ngõ ra của một số mạch thông dụng. III. NỘI DUNG 1. Mạch tạo xung dùng UJT  Lần 1: Vo2 Vo1 +V C Q1 R2R R1 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 30 - Hãy ráp mạch như hình vẽ với R1= R2=330; C=0.1uF; R=22k; VCC = 12V. - Đo và vẽ V01 (kênh 1) và (kênh 2) vào H1.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Hình 1 - Đo và vẽ V- (kênh 1) và (kênh 2) vào hình 2. Với VE là điện thế tại cực E của UJT. Kênh 1:  - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 2 - Thực hiện như lần 1 nhưng với C=0.1uF; R = 47K. - Đo và vẽ Vo1(kênh 1) và (kênh 2) vào H3.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hinh 3 100 90 10 0% 100 90 10 0% 100 90 10 0% Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 31 - Đo và vẽ Vo1(kênh 1) và (kênh 2) vào H4. Với VE là điệ tích tại cực E.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Hình 4  Lần 3: - Thực hiện như lần 1 nhưng với C=0.01uF; R = 47K. - Đo và vẽ Vo1(kênh 1) và (kênh 2) vào H3.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. - hinh 5 - Đo và vẽ Vo1(kênh 1) và (kênh 2) vào H6. Với VE là điện tích tại cực E của UJT.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 6  Nhận xét: 1/. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao? 100 90 10 0% 100 90 10 0% 100 90 10 0% Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 32 ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 2/. Tại sao điệnáp ngõ ra có dạng xung nhọn? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 3/. Thời gian tồn ttại của xung nhọn phụ thuộc vào yếu tố nào? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 4/. Thời gian không có xung phụ thuộc vào yếu tố nảo? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 5/. Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 6/. Để có thay đổi tần số thì phải ráp mạch như thế nào? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 2. Mạch tạo xung dùng IC 555. A. Mạch đơn ổn  Lần 1: - Hãy ráp mạch như hình vẽ với R= 4.7 K; C = 0.1uF; Vcc = 0.01uF. - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuôngđơn cực có biên độ 5V, f =1KHz, cấp vào Vi. Vo Vi C1 D R1 R +V 1Gnd 2 Trg 3Out 4 Rst 5 Ctl 6Thr 7 Dis 8Vcc NE555 C Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 33 - Đo và vẽV0(kênh 1) và (kênh 2)vào H1.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 1 - Đo và vẽ Vc (kênh 1) và (kênh 2) vào H2. với Vc là điện áp trên hai đầu trụ C.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 2  Lần 2: - Ráp mạch như hình 1. - Điều chỉnh nguồn tín hiệu vuôn đơn cực có biên độ là 5V, f = 500Hz, cấp vào Vi. - Đo và vẽ Vo (kênh 1)và (kênh 2) vào H3.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. 100 90 10 0% 100 90 10 0% 100 90 10 0% Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 34 hình 3 - Đo và vẽ Vc (kênh 1) và (kênh 2) vào H4. Với Vc là điện áp trên hai đầu trụ C.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 4 - Hãy ráp mạch như hình vẽ với R= 5.6 K; C = 0.1uF; Vcc = 5V; R1=220;C1=0.01uF. - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuôngđơn cực có biên độ 5V, f =500KHz, cấp vào Vi. - Đo và vẽV0(kênh 1) và (kênh 2)vào H5.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình5 - Đo và vẽ Vc (kênh 1) và (kênh 2) vào H6. Với Vc là điện áp trên hai đầu trụ C.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 6  Lần 4: - - Hãy ráp mạch như hình vẽ với R= 4.7 K; C = 0.22uF; Vcc = 5V; R1=220; C1=0.01uF. 100 90 10 0% 100 90 10 0% 100 90 10 0% Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 35 - - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông đơn cực có biên độ 5V, f =200KHz, cấp vào Vi. - - Đo và vẽ V0(kênh 1) và (kênh 2)vào H7  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 7 - Đo và vẽ Vc (kênh 1) và (kênh 2) vào H8. Với Vc là điện áp trên hai đầu trụ C.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình8  Nhận xét: 1/. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 2/. Thời gian tồn tại của xung phụ thuộc vào những yếu tố nào? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 3/. Thời gian không có xung phụ thuộc vào yếu tố nào? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 4/. Trình bày nguyên tắc hoạt động của mạch? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 100 90 10 0% 100 90 10 0% Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 36 ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ B. Mạch bất ổn.  Lần 1: - Hãy ráp mạch như hình vẽ với R1= R2 =1K; C = 0.1uF; Vcc = 5V; C1=0.01uF. - Đo và vẽ V0 (kênh 1) và (kênh 2) vào H1. Với Vc điện áp trên 2 đầu tụ C. Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình1 Lần 2: - Hãy ráp mạch như hình vẽ với R1= R2 =1K; C = 0.1uF; Vcc = 5V; C1=0.01uF. - Đo và vẽ V0 (kênh 1) và (kênh 2) vào H2. Với Vc điện áp trên 2 đầu tụ C.  * Kênh 1: - Time/Div. .. - Volt/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. 100 90 10 0% 100 90 10 0% Vo D C1C 1Gnd 2Trg 3Out 4Rst 5Ctl 6Thr 7Dis 8Vcc NE555 +V R1 R2 Vo C1C 1Gnd 2Trg 3Out 4Rst 5Ctl 6Thr 7Dis 8Vcc NE555 +V R1 R2 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 37 - Volts/Div .. hình 2  Lần 2: - Hãy ráp mạch như hình vẽ với R1= R2=1K; C = 0.1uF;VR=1K; Vcc = 5V; C1=0.01uF. - Điều chỉnh VR ở vị trí bé nhất. Đo và vẽ V0 (kênh 1) và (kênh 2) vào H3. Với Vc điện áp trên 2 đầu tụ C.  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 3  Kênh 1: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. Kênh 2: - Time/Div. .. - Volts/Div. .. hình 4 - Tính tần số điện áp ngõ ra theo H3 và H4. ........................................................................................................................ 100 90 10 0% 100 90 10 0% Vo C1C 1Gnd 2Trg 3Out 4Rst 5Ctl 6Thr 7Dis 8Vcc NE555 +V R1 R1 R2 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 38 ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ - Tính tần số điện áp ngõ ra theo lý thuyết ở hai trường hợp của VR. ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ - So sánh kết quả của các lần tính trên. ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ - Nhận xét sự phụ thuộc điện áp ngõ ra theo vị trí của biến trở? Tại sao? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................  Nhận xét: 1/. Tần số dao động phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 2/. Thời gian ton của xung ngõ ra phụ thuộc vào yếu tố nào? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 3/. Thời gian toff của xung ngõ ra phụ thuộc vào yếu tố nào? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 39 BÀI 5: CỔNG LOGIC VÀ ỨNG DỤNG (SỬ DỤNG MODULE DTSN02-2) A. TÓM TẮT CÁC CHỨC NĂNG TRÊN KIT THÍ NGHIỆM CHÍNH 1. CHỨC NĂNG: - Kit thí nghiệm chính bao gồm các chức năng sau:  Nguồn cung cấp DC cố định: - Điện áp ra: +5V,-5V,+12V,-12V. - Dòng ngõ ra cực đại: 1A.  Nguồn cung cấp DC thay đổi: - Điện áp thay đổi từ 0-15VDC. - Ngõ ra dòng cực đại: 1A  Nguồn cung cấp AC cố định: - Điện áp ngõ ra 6VAC. - Ngõ ra dòng cực đại: 1A. Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 40  Khối tạo xung clock: - Tần số xung ngõ ra: chia làm 6 khoảng 1Hz-1MHz.  Khối tạo xung clock chuẩn: - Gồm 2 ngõ ra với tần số chuẩn 1Hz, 50Hz, 1MHz.  Khối công tắc xung (Pulse Switches): - 2 ngõ ra điều khiển độc lập bởi 2 công tắc SWA, SWB. - Mỗi ngõ ra có 2 ngõ Q,/Q (TTL)và 2 ngõ Q,/Q (CMOS). - Tần số xung ra 1Hz. - Tạo xung khi SW ở vị trí bật lên. - Tắt xung khi SW ở vị trí bật xuống.  Công tắc logic (Debounce Switches): - Có 4 ngõ ra độc lập bởi 4 công tắc:SW1, SW2, SW3, SW4. - Ngõ ra: TLL/CMOS. - Mỗi Switch được chống dội (Debounced) - Mức logic 1 (High): SW ở vị trí bật lên. - Mức logic 0 (Low): SW ở vị trí bật xuống.  Khối loa: - Dùng để phát hiện xung bằng tiếng kêu.  Khối chỉ thị trạng thái logic: - Gồm 16 led với 16 ngõ vào riêng biệt chỉ thị trạng thái logic cao (1)và thấp (0). - Led sáng khi ngõ vào ở mức cao (Hi level) và led tắt khi ngõ vào ở mức thấp (Low level). - Mỗi ngõ vào được điều khiển cho cả TTL hay CMOS.  Khối công tắc Logic (DATA Switch): - Gồm 16 công tắc với 16 ngõ ra riêng biệt, tích cực mức TTL. - Công tắc ở vị trí bật lên: ngõ ra ở mức cao (High level). - Công tắc ở vị trí bật xuống: ngõ ra ở mức thấp (Low level).  Khối hiển thị bằng led 7 đoạn: - 4 led 7 đoạn độc lập. - Data ngõ vào được ký hiệu thứ tự DCBA tương ứng với BCD (mã 8-4-2-1) và dấu chấm ký hiệu DP. - Sử dụng cho mức TTL.  Khối tạo mã BCD: - Ngõ ra được ký hiệu thứ tự DCBA tương ứng với BCD cho hàng trăm và hàng đơn vị. - 2 nút nhấn để đặt số cho hàng trăm và hàng đơn vị. 2. VÀI ĐIỂM LƯU Ý KHI THAO TÁC: - Để tránh hư hỏng xảy ra, cần lưu ý những điểm sau:  Tuyệt đối không thao tác đấu dây, nối mạch khi Power On.  Khi Power On, toàn bộ IC trên module đều được cấp, do đó cần phải cẩn thận trong việc đo, test. Chạm chập rất dễ hư IC và có thể làm hỏng nguồn.  Khi thí nghiệm IC TTL, CMOS phải biết nguồn cấp cho IC +5V hay +12V; mức logic tích cực ở chân điều khiển là 0 hay 1; từ đó lấy các chức năng trên kit ở các terminal TTL, CMOS đúng và thích hợp.  Khi tháo dây nối ra khỏi điểm thử, phải cầm giữ ở đầu dây. B. CỔNG LOGIC VÀ ỨNG DỤNG (SỬ DỤNG MODULE DTSN02-2) Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 41 3.1 MỤC ĐÍCH: - Qua bài thí nghiệm sẽ khảo sát được hoạt động của các cổng logic. - Ứng dụng cổng logic: bộ phát xung trên cổng logic, bộ hình thành xung, bộ so sánh, trigger, multiplexer, decoder. 3.2 QUY ĐỊNH CHUNG: - Sử dụng đúng nguồn điện quy định. - Để thực hiện được các bài thí nghiệm ta phải dùng dây 4mm để cắm vào các jack trên bo mạch (bao gồm nguồn và các điểm thử). - Kiểm tra lại mạch trước khi cấp nguồn. 3.3 NỘI DUNG CÁC BÀI THỰC HÀNH: A. THỰC HÀNH VỚI CỔÂNG LOGIC: 1. Cổng NOT - Lắp mạch như hình, tín hiệu X được nối với công tắc logic. Thay đổi trạng thái X nhờ công tắc, nối ngõ ra Y với led hiển thị để quan sát. Quan sát led và lập bảng trạng thái. 1 27404X Y 2. Cổng AND a. Cổng AND 2 ngõ vào 1 2 3 7408 A Y B - Lắp mạch như hình, các tín hiệu A và B được nối với công tắc logic. Thay đổi trạng thái A, B nhờ các công tắc, nối ngõ ra Y với led hiển thị để quan sát. Quan sát led và điền vào bảng trạng thái. A B Y Y 0 0 0 1 1 0 1 1 b. Cổng AND 3 ngõ vào - Thực hiện cổng AND 3 ngõ vào từ 2 cổng AND 2 ngõ vào. Quan sát led và điền vào bảng trạng thái. 1 2 3 7408 A Y B 4 5 6 7408C Y 1 2 13 12 A B C A B C Y Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 42 4 5 67400 B A Y B A Y 9 10 8 7432 3. Cổng NAND a. Cổng NAND 2 ngõ vào - Lắp mạch như hình vẽ, các tín hiệu A và B được nối với công tắc logic. Thay đổi trạng thái A, B nhờ các công tắc, nối ngõ ra Y với led hiển thị để quan sát. Lưu ý: led sáng khi Y ở trạng thái cao hay Y ở trạng thái thấp . Quan sát led và điền vào bảng trạng thái. b. Cổng NAND 3 ngõ vào - Thực hiện cổng NAND 3 ngõ vào từ 2 cổng NAND 2 ngõ vào. Quan sát led và điền vào bảng trạng thái. A Y B C Y A B C 1 2 37400 4 5 67400 1 2 13 12 A B C Y Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 4. Cổng OR a. Cổng OR 2 ngõ vào - Lắp mạch như hình vẽ, các tín hiệu A và B được nối với công tắc logic. Thay đổi trạng thái A, B nhờ các công tắc, nối ngõ ra Y với led hiển thị để quan sát. Lưu ý: led sáng khi /Y ở trạng thái cao hay Y ở trạng thái thấp. Quan sát led và điền vào bảng trạng thái. A B Y Y 0 0 0 1 1 0 1 1 b. Cổng OR 3 ngõ vào - Tương tự các bài thí nghiệm ở trên, thực hiện cổng OR 3 ngõ vào. Quan sát led và điền vào bảng trạng thái. A B C Y Y A B Y Y 0 0 0 1 1 0 1 1 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 43 B A Y 2 3 1 7402 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 5. Cổng NOR a. Cổng NOR 2 ngõ vào - Lắp mạch như hình vẽ, các tín hiệu A và B được nối với công tắc logic. Thay đổi trạng thái A, B nhờ các công tắc, nối ngõ ra Y với led hiển thị để quan sát. Lưu ý: led sáng khi /Y ở trạng thái cao hay Y ở trạng thái thấp. Quan sát led và điền vào bảng trạng thái. b. Cổng NOR 3 ngõ vào - Tương tự các bài thí nghiệm ở trên, thực hiện cổng OR 3 ngõ vào. Quan sát led và điền vào bảng trạng thái. A B C Y Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 6. Ứng dụng NAND, NOR a. Tạo cổng NOT từ cổng NAND bằng 2 cách: - Ta sử dụng công thức để thực hiện cổng NOT từ cổng NAND. Y=A = A.A = A.1 Cách 1: Dùng chung tín hiệu ngõ vào Cách 2: Một chân tín hiệu ngõ vào luôn ở mức cao b. Tạo cổng NOT từ cổng NOR bằng 2 cách: - Ta sử dụng công thức để thực hiện cổng NOT từ cổng NOR. Y=A = A+A = A+0 Sinh viên tự thực hiện. c. Thực hiện hàm Boole bằng sơ đồ logic  Cấu trúc AND-OR - Sơ đồ logic AND-OR được tạo ra từ hàm Boole dạng tổng các tích. A B Y Y 0 0 0 1 1 0 1 1 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 44 - Ví dụ: Vẽ sơ đồ logic cho hàm sau: F(A,B,C,D) = A.B+B.C.D 9 10 8 7408 B A Y 2 3 1 7402 1 2 13 12 B C D Hướng dẫn: Sinh viên kết nối theo sơ đồ trên. Lưu ý: Cổng AND 3 ngõ vào được tạo như bài thí nghiệm 2.2.  Cấu trúc OR-AND - Sơ đồ logic OR-AND được tạo ra từ hàm Boole dạng tích các tổng.. - Ví dụ: Vẽ sơ đồ logic cho hàm sau: - F(A,B,C,D) = (B+C).(A+C+D) - Sinh viên tự kết nối mạch. Lưu ý: Công OR 3 ngõ vào được thực hiện như bài thí nghiệm ở mục 4.2  Cấu trúc NAND-NAND - Sơ đồ logic NAND-NAND được tạo ra từ hàm Boole dạng tổng các tích sau đó lấy bù hai lần và áp dụng định lý De Morgan. Ví dụ: Vẽ sơ đồ logic cho hàm sau: F(A,B,C,D)=A.B+B.C.D =A.B+B.C.D =A.B.B.C.D Y 1 2 37400 1 2 13 12 1 2 37400 B B A D C  Cấu trúc NOR-NOR - Sơ đồ logic NOR-NOR được tạo ra từ hàm Boole dạng tích các tổng, sau đó lấy bù hai lần và áp dụng định lý De Morgan. - Ví dụ: Vẽ sơ đồ logic cho hàm sau: F(A,B,C,D) = (B+C).(A+C+D) = (B+C).(A+C+D) = (B+C)+(A+C+D) Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 45 - Sinh viên tự kết nối mạch. Lưu ý: Cổâng NOR 3 ngõ vào được thực hiện như bài thí nghiệm ở mục 5.2 B. TỔ HỢP MẠCH LOGIC: 1. Tổ hợp cổng logic - Sinh viên dùng các cổng logic để thực hiện các hàm sau: a) Hàm logic của EXOR: F(A,B) = A.B+A.B - Hướng dẫn: Sơ đồ kết nối như sau: Y 1 2 3 7432 1 27404 1 27404 1 2 37400 4 5 67400 A B b) Hàm logic của EXNOR: F(A,B) = A.B+A.B - Sinh viên thực hiện tương tự phần thí nghiệm trên. 2. Đơn giản mạch logic - Rút gọn hàm sau F(A,B,C,D) = (0, 1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 13, 14) - Bảng chân trị như sau: TT A B C D F 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 1 3 0 0 1 1 0 4 0 1 0 0 1 5 0 1 0 1 1 6 0 1 1 0 1 7 0 1 1 1 0 8 1 0 0 0 1 9 1 0 0 1 1 10 1 0 1 0 0 11 1 0 1 1 0 12 1 1 0 0 1 13 1 1 0 1 1 14 1 1 1 0 1 15 1 1 1 1 0 - Hướng dẫn: Dùng bìa Karnaugh để rút gọn hàm. Hàm rút gọn có dạng như sau: F(A,B,C,D)=C+A.D+B.D AB CD 00 01 11 10 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 46 00 01 11 10 F(A,B,C,D) = - Dựa vào hàm rút gọn, sinh viên tự kết nối mạch và kiểm chứng bảng chân trị. C. ỨNG DỤNG CỔNG LOGIC: 1. Bộ phát xung trên cổng logic: - Mắc mạch như hình vẽ: 1 2 7414 3 4 7414 5 6 7414 9 8 7414100k C4 474 500K 47K Y - Cấp nguồn cho module 3. - Nối ngõ ra Y với led hiển thi trạng thái - Vặn biến trở VR và quan sát led trạng thái. - Thay tụ và rút ra nhận xét. ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ 2. Bộ hình thành xung: - Mắc mạch như hình vẽ: - Cấp nguồn cho module 3. - Nối ngõ ra Y với led hiển thi trạng thái - Bật/tắt công tắc và quan sát led trạng thái. - Rút ra nhận xét. . . . . . . . . 3. Bộ so sánh số: - Mắc mạch như hình vẽ: Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 47 - Cấp nguồn cho module 3. - Dùng 2 DataSW nối vào 2 điểm A,B. - Nối ngõ ra Y1,Y2,Y3 với 3 led hiển thi trạng thái - Bật/tắt công tắc SW và quan sát led trạng thái. - Lập bảng trạng thái và rút ra nhận xét. INPUTS OUTPUTS A B Y1 Y2 Y3 L L H L L H H H 4. Bộ Trigger: a) Trigger RS - Sơ đồ logic, ký hiệu logic và bảng chân lý của trigger RS xây dựng từ cửa không hoặc. S R Q Q 0 0 Không đổi 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 Không xác định - Nếu R và S đều bằng 0, mạch hoạt động như một yếu tố hai trạng thái cân bằng. Do tính chất phản hồi khép kín mà đầu ra Q = 0 hay Q = 1. Giá trị 0 hay 1 hoàn toàn là ngẫu nhiên. - Từ sơ đồ logic ta dễ dàng thấy rằng chỉ cần thay đổi mức logic đầu vào S hoặc R, trigger sẽ “chọn” một trạng thái cân bằng.  Nếu S = 1, R = 0 thì đầu ra Q = 1 ; Đầu vào S là đầu “xác lập” (Set hay Preset, có nghĩa là xác lập).  Nếu S = 0. R = 1 thì đầu ra Q = 0 ; Đầu vào R là đầu “xoá” (Reset hay Clear, có nghĩa là xoá). - Giản đồ thời gian của trigger RS như hình vẽ dưới đây với đường chấm chấm chỉ nguyên nhân của sự thay đổi trạng thái. Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 48 Trigger SR - Trigger RS nói trên thuộc loại tác động cao. Có thể xây dựng trigger SR có tác động thấp từ hai cửa NOT vàAND. - Trigger RS (hay RS) rất nhạy với tác động của đầu vào R và S và được gọi là trigger không đồng bộ. Tuy nhiên, nếu cải biến đi một chút bằng cách thêm một đầu vào cho phép (Enable) hay đầu vào xung nhịp (Clock) sao cho chỉ khi nào có tác động của đầu vào này thì trigger mới chuyển trạng thái theo tác động của S hay R. Trigger loại này gọi là Trigger RST. - RST là Trigger có đồng bộ. b) Trigger D: - Trong kỹ thuật vi tính, ta cần lưu trữ thông tin, mỗi bit thông tin được thể hiện trên một đường tín hiệu. Trigger D có thể được dùng để lưu trữ bit thông tin này. Hình sau đây là sơ đồ logic, ký hiệu logic và bảng chân lý của trigger D. Điều đặc biệt quan trọng trong sơ đồ này là nhờ cửa đảo mà đầu vào S và R luôn luôn ở hai trạng thái trái ngược nhau. S R Q Q 0 0 Không đổi 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 Không xác định Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 49 S CK Q Q x 0 Không đổi 0 1 0 1 1 1 1 0 - Giản đồ thời gian sau mô tả sự đúng đắn của bảng chân lý. Khi C K = 1 thì lối ra Q “theo đúng” số liệu thông tin D nghĩa là lối ra Q là sự trễ của lối vào D một ọt rất nhỏ. Khi C K = 0 thì lối ra Q không thay đổi. 5. Bộ MULTIPLEXER: - Bộ Multiplexer 4 ->1 được xây dựng từ cổng AND 3 ngõ vào, OR 2 ngõ vào và cổng NOT. Để điều khiển chọn 1 trong 4 kênh vào đòi hỏi tín hiệu điều khiển phải 2 bit: X= X- oX1. Lập bảng giá trị 5.1, trong đó nếu 10 XX = 00 ngõ ra Y nối với kênh Ao, khi 10 XX = 01, Y nối với kênh A1, khi 10 XX = 10, Y nối với kênh A2 và khi 10 XX =11, Y nối với kênh A3. Từ bảng giá trị 5.1 suy ra biểu thức ngõ ra của mạch như sau: .... 103102101100 XXAXXAXXAXXAY  - Bảng 5.1: - Sơ đồ kết nối mạch: Xo X1 Y 0 0 Ao 0 1 A1 1 0 A2 1 1 A3 Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 50 1 2 13 1274LS15 3 4 5 674LS15 1 2 13 12 74LS15 9 10 11 8 74LS15 13 12 11 10 A Y2 Y1 Y0 X1 X0 Y3 A0 A1 A2 A3 X0 X1 Y 1 2 13 12 74LS15 9 10 11 8 74LS15 9 10 11 8 74LS15 1 2 13 12 74LS15 11 10 7405 13 12 7405 1 2 3 74LS32 4 5 6 74LS32 9 10 8 74LS32 X0 X1 Y 0 0 0 1 1 0 1 1 - Nối các ngõ vào A0, A1, A2, A3, X0, X1 với các Data SW trên module nguồn. - Nối ngõ ra Y với Led hiển thị trạng thái trên module nguồn. - Thay đổi các Data SW để thay đổi ngõ ra Y. - Thay đổi các giá trị logic các lối vào theo bảng chân lý thông qua các Data SW, quan sát giá trị logic lối ra Y và điền đầy đủ vào bảng chân lý- So sánh với bảng chân lý ở phần lý thuyết . 6. Bộ DECODER - Để xây dựng mạch phân kênh với 4 đường tín hiệu ra ta sử dụng cổng AND 3 ngõ vào,và cổng NOT. - Để điều khiển 4 đường ra đòi hỏi tín hiệu điều khiển 2 bit: X=xox1. - Lập bảng giá trị của mạch (bảng 6.1). - Trong đó: 10 XX = 00 A nối với Y0. 10 XX = 01 A nối với Y1. 10 XX = 10 A nối với Y2. 10 XX =11 A nối với Y3. - Bảng 6.1: - Từ bảng 6.1 chúng ta viết các biểu thức ngõ ra. Y0=A. 10 XX Y1=A. 10 XX Y2=A. 10 XX Y3=A. 10 XX Vào Ra X1 X0 Y0 Y1 Y2 Y3 0 0 A 0 0 0 0 1 0 A 0 0 1 0 0 0 A 0 1 1 0 0 0 A Bộ Thí Nghiệm Điện Tử Trang 51 - Sơ đồ mạch: Vào Ra X1 X0 Y0 Y1 Y2 Y3 0 0 0 1 1 0 1 1 - Nối các ngõ vào A, X0, X1 với các Data SW trên module nguồn. - Nối ngõ ra Y0, Y1, Y2, Y3 với Led hiển thị trạng thái trên module nguồn. - Thay đổi các Data SW để thay đổi các ngõ ra Y0, Y1, Y2, Y3. - Thay đổi các giá trị logic các lối vào theo bảng chân lý thông qua các Data SW, - Quan sát giá trị logic lối ra Y0, Y1, Y2, Y3 và điền đầy đủ vào bảng chân lý - So sánh với bảng chân lý ở phần lý thuyết . .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. ..............................................................................................................................