1. Trang Chủ
  2. Điện - Điện tử
  3. Giáo trình Kỹ thuật số (Nghề: Cơ điện tử - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Giáo trình Kỹ thuật số (Nghề: Cơ điện tử - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Kỹ thuật số với mục tiêu giúp các bạn có thể đọc sơ đồ và phân tích nguyên lý hoạt động của mạch; Đo thử, kiểm tra mạch điều khiển; Phán đoán nguyên nhân gây hư hỏng; Thay thế mới và tương đương linh kiện hư hỏng. ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI BÙI VĂN CÔNG (Chủ biên) GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT SỐ Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Trung cấp (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong chương trình đào tạo của các trường tru

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện - Điện tử

Số trang 104

Ngày tạo 4/7/2023 3:38:23 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.71 M

Tên tệp

Tải Giáo trình Kỹ thuật số (Nghề: Cơ điện tử - Trung c... (.pdf)

Xem mẫu

  1. ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI BÙI VĂN CÔNG (Chủ biên) GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT SỐ Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Trung cấp (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 1
  2. LỜI NÓI ĐẦU Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề Điện tử dân dụng thực hành nghề giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với yêu cầu thực tế. Nội dung của giáo trình “KỸ THUẬT SỐ” đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp và không trái với quy định của chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề. Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chuyên gia kỹ thuật đầu ngành. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019 Chủ biên: Bùi Văn Công 1
  3. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................. 1 MỤC LỤC ........................................................................................................ 2 GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT SỐ ................................................................. 4 Bài 1 .............................................................................................................. 6 Các quan hệ logic cơ bản và thông dụng .................................................. 6 1.1. Các hàm logic và các cổng cơ bản ..................................................... 6 1.2. Thiết lập hàm Boole ........................................................................ 10 1.3. Đơn giản hàm Boole ........................................................................ 14 Bài 2 ............................................................................................................ 18 Vi mạch số thông dụng ............................................................................. 18 2.1. Họ TTL............................................................................................. 18 2.2. Họ CMOS......................................................................................... 22 2.3. Giao tiếp giữa các họ logic .............................................................. 30 2.4. Sơ lược về PLA và PAL ................................................................. 31 Bài 3 ............................................................................................................ 35 Mạch tổ hợp ............................................................................................... 35 3.1. Bộ dồn kênh (Mux) và phân kênh (Demux) .................................... 35 3.2. Nguyên tắc dồn kênh........................................................................ 36 3.3. Thực hiện hàm logic bằng bộ dồn kênh ........................................... 36 3.4. Bộ dồn kênh họ TTL ........................................................................ 37 3.5. Nguyên tắc phân kênh ...................................................................... 39 3.6. Thực hiên hàm logic bằng bộ phân kênh ......................................... 39 3.7. Bộ phân kênh họ TTL ...................................................................... 40 Bài 4 ............................................................................................................ 42 Mạch tuần tự.............................................................................................. 42 4.1. Các loại FF cơ bản: .......................................................................... 42 4.2. RS – FF ............................................................................................ 43 4.3. D – FF .............................................................................................. 45 4.4. JK – FF ............................................................................................. 46 4.5. T – FF ............................................................................................... 48 Bài 5 ............................................................................................................ 50 Mạch ghi dịch ............................................................................................ 50 5.1. Nguyên lý chung .............................................................................. 50 2
  4. 5.2. Phân loại ........................................................................................... 52 5.3. Ứng dụng .......................................................................................... 53 5.4. Mạch ghi dịch TTL .......................................................................... 53 Bài 6 ............................................................................................................ 55 Mạch đếm ................................................................................................... 55 6.1. Phân loại ........................................................................................... 55 6.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ......................................................... 55 6.3. Ứng dụng .......................................................................................... 64 6.4. Mạch đếm TTL và CMOS ............................................................... 65 Cấu trúc và thông số cơ bản của CMOS................................................. 72 Bài 7 ............................................................................................................ 84 Mạch giao tiếp D/A, A/D ........................................................................... 84 7.1. Mạch chuyển đổi số-tương tự (DAC). ............................................. 84 7.2. Mạch chuyển đổi tương tự-số (ADC). ............................................. 93 3
  5. GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT SỐ Tên mô đun : Kỹ thuật số Mã số mô đun : MĐ 18 Thời gian của mô đun: 45 giờ ( LT: 7 giờ, TH: 35 giờ, KT: 3 giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN: - Vị trí: Trước khi học mô đun này học sinh phải hoàn thành: MH 07; MH 08; MH 10; MĐ 12 và MĐ 15 - Tính chất: Là mô đun bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử. II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN: - Đọc sơ đồ và phân tích nguyên lý hoạt động của mạch - Đo thử, kiểm tra mạch điều khiển - Phán đoán nguyên nhân gây hư hỏng - Thay thế mới và tương đương linh kiện hư hỏng - Tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập. III. NỘI DUNG MÔ ĐUN: 1. Nội dung tổng quát và phân bố thời gian: Thời gian Thực Số hành/thực Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm TT tập/ /bài số thuyết tra tập/thảo luận 1 Bài 1: Các quan hệ logic cơ bản và thông dụng 2 1 1 1.1. Các hàm logic và các cổng cơ bản. 1.2. Thiết lập hàm Boole. 1.3. Đơn giản hàm Boole. 2 Bài 2: Vi mạch số thông dụng 2 1 1 2.1. Họ TTL 2.2. Họ CMOS 2.3. Giao tiếp giữa các họ logic 2.4. Sơ lược về PLA và PAL 3 Bài 3: Mạch tổ hợp 8 1 6 1 4
  6. 3.1. Bộ dồn kênh (Mux) và phân kênh (Demux) 3.2. Nguyên tắc dồn kênh 3.3. Thực hiện hàm logic bằng bộ dồn kênh 3.4. Bộ dồn kênh họ TTL 3.5. Nguyên tắc phân kênh 3.6. Thực hiên hàm logic bằng bộ phân kênh 3.7. Bộ phân kênh họ TTL 4 Bài 4: Mạch tuần tự 8 1 7 4.1. Các loại FF cơ bản: 4.2. RS – FF 4.3. D – FF 4.4. JK – FF 4.5. T – FF 5 Bài 5: Mạch ghi dịch 8 1 6 1 5.1. Nguyên lý chung 5.2. Phân loại 5.3. Ứng dụng 5.4. Mạch ghi dịch TTL 6 Bài 6: Mạch đếm 8 1 7 6.1. Phân loại 6.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc 6.3. Ứng dụng 6.4. Mạch đếm TTL và CMOS 7 Bài 7: Mạch giao tiếp D/A, 9 1 7 1 A/D 7.1. Mạch chuyển đổi số-tương tự (DAC). 7.2. Mạch chuyển đổi tương tự- số (ADC). Tổng 45 7 35 3 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành được tính vào giờ thực hành. 5
  7. Bài 1 Các quan hệ logic cơ bản và thông dụng Mục tiêu: - Sử dụng thành thạo các phần tử logic cơ bản. - Ghép nối được các phần tử Logic trong mạch số. - Tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập. 1.1. Các hàm logic và các cổng cơ bản 1.1.1.Khái niệm - Đại số Boole (hay còn gọi là đại số logic do George Boole, nhà toán học người Anh, sáng tạo vào thế kỷ XIX) là một cấu trúc đại số được xây dựng trên tập các phần tử nhị phân (Binary) cùng với 2 phép toán cộng và nhân thỏa các điều kiện sau : - Kín với các phép toán cộng (+) và nhân (*). Tức là  A,B €X thì: A+B €X và A.B €X. - Đối với phép cộng sẽ có phần tử trung hòa 0 (đồng nhất) : x + 0 = x. - Đối với phép toán nhân sẽ có phần tử trung hòa 1 ( đồng nhất) : x * 1 = x. - Giao hoán : x + y = y + x. x . y = y . x. - Phân bố và kết hợp : a . (b + c) = (a . b) + (a . c) a + (b . c) = (a + b) .(a + c) - Luôn luôn tồn tại một phần tử nghịch (bù) sao cho : x + x= 1 x. x = 0 Ghi chú: Các ký hiệu 0 và 1 là ký hiệu cho 2 mức Logic 0 và 1 chứ không phải là ký hiệu của số nhị phân.Do đó các phép toán phải tuân thủ theo nguyên tắc riêng của nó. Các phép toán (gồm có ba phép toán cơ bản) : a. Phép cộng (OR) : a b a+b 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 6
  8. b. Phép nhân (AND) : a b a.b 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 c. Phép bù (NOT) : a a 0 1 1 0 1.1.2. Các tính chất cơ bản a. Quan hệ giữa các hằng số Những quan hệ dưới đây giữa hai hằng số ( 0, 1) làm tiên đề của đại số Boole. Đó là các quy tắc phép toán cơ bản đối với tư duy logic. 0 . 0= 0 1 + 1= 1 0 . 1= 0 1+ 0 = 1 0+ 0= 0 1. 1= 1 0 =1 1=0 - Quan hệ giữa biến số và hằng số : x . 1= x x+0=x x.0= 0 x + 1= 1 x.x  0 x  .x  1 Biến số ở đây đặt là x, hai hằng số logic là 0 và 1. - Luật giao hoán : x + y = y+ x x . y = y. x - Luật kết hợp : (x . y).z = x.(y. z) (x + y) + z = x + (y+ z) x . (y + z) = x.y+x.z 7
  9. x + y . z = (x+y) . (x +z) - Luật phân phối : x+x =x x.x =x - Luật đồng nhất : xx - Định lý De_Morgan : x  y  x. y x. y  x  y - Định lý hấp thu : x + x.y = x x . (x+y) = x x+ x .y=x+y - Ba quy tắc về đẳng thức : b. Quy tắc thay thế : Trong bất kỳ đẳng thức nào, nếu thay thế một biến nào đó bằng một hàm số (nhiều biến) thì đẳng thức vẫn thiết lập. Quy tắc này được ứng dụng rất nhiều trong việc biến đổi các công thức đã biết để cho ra một công thức mới hay để rút gọn một hàm Boole nào đó. Ví dụ : Cho một hàm Boole F1 = (A + B) . C Vì : x x Thay thế (A + B) . C = x ta có (A  B).C (A  B).C c. Quy tắc đảo của hàm số Z là đảo của hàm số Z sẽ có bằng cách đổi dấu “.” thành dấu “+”; “+” thành dấu “.”; “0” thành “1”; “1” thành “0”; biến số thành đảo của biến số đó; đảo biến số thành nguyên biến số. 8
  10. d.Quy tắc đối ngẫu : Hàm Z và Z’ được gọi là đối ngẫu khi các dấu cộng “+” và dấu “.” ; các giá trị “0” và “1” đổi chỗ cho nhau một cách tương ứng. Ví dụ : Z=(A+B).C thì hàm Y=A.B+C là đối ngẫu của Z 1.1.3.Các cổng logic cơ bản a. Cổng NOT Ký hiệu: Bảng giá trị (Truth table) Hình 1.1.Cổng Not b. Cổng AND - Cổng AND 2 ngõ vào: Hình 1.2. AND - Bảng giá trị (Truth table) X=0 khi  1 ngõ vào =0, X=1 khi  ngõ vào =1 - Cổng AND 3 ngõ vào: Hình 1.3. AND ngõ vào 3 - Bảng giá trị (Truth table) 9
  11. Hình 1.4.Bảng giá trị c. Cổng OR - Cổng OR 2 ngõ vào: Hình 1.5. Cổng OR Bảng giá trị (Truth table) Hình 1.6. Cổng OR 1.2. Thiết lập hàm Boole Một biến nhị phân (x, y, z, …) có thể lấy giá trị 0 hoặc 1. Hàm Boole là một biểu thức tạo bởi các biến nhị phân, các phép toán cộng “+”; nhân “.”; phép bù (đảo); các dấu bằng “=”; dấu ngoặc “( )”. Một hàm Boole có thể được biểu diễn bằng các phương pháp khác nhau tùy theo đặc điểm của từng hàm. Thường dùng bốn phương pháp sau: 1.2.1. Bảng giá trị (hay còn gọi là bảng sự thật hoặc bảng chân lý) Bảng giá trị là bảng miêu tả quan hệ giữa các giá trị của hàm số tương ứng với mọi giá trị có thể có của các biến số. 10
  12. Khi lập bảng ta cho biến số giá trị 0 và 1 để tạo thành các tổ hợp biến (không trùng nhau) rồi tính giá trị hàm. Đặc điểm của phương pháp này tương đối rõ ràng, trực quan nhưng sẽ rắc rối nếu biến số nhiều, không áp dụng được các công thức và định lý logic để tính toán. Ví dụ : a b c F 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 a. Biểu thức hàm số : Biểu thức hàm số dạng đại số logic dùng các phép toán nhân (AND), cộng (OR), bù (NOT) biểu thị quan hệ giữa các biến trong hàm. Có hai dạng để biểu diễn hàm số, đó là dạng chuẩn 1 (tổng các tích hay tích chuẩn - Minterm) ký hiệu là m và dạng chuẩn 2 (tích các tổng chuẩn hay tổng chuẩn - Maxterm) ký hiệu là M Ví dụ : Dạng chuẩn 1: f(A,B,C)  (1,2,5)  A B C  A B C  A B C  m1  m2  m5 Dạng chuẩn 2: f(A,B,C)  (0,3,7) (A  B  C) (A  B  C) ( A  B  C)  M0 .M3 .M5 Bìa Karnaugh : Bìa Karnaugh là phương pháp hình vẽ biểu thị hàm logic Hình 1.7 . Biểu thức hàm số 11
  13.  Sơ đồ mạch logic : Sơ đồ logic có được khi ta dùng các ký hiệu logic (ký hiệu các cổng logic) biểu thị hàm số. Hình 1.8. Sơ đồ mạch logic 1.2.2. Các dạng chuẩn của hàm Boole Dạng chuẩn 1 : (tổng các Minterm - tích chuẩn) a. Khái niệm Minterm : Các mintern có được là khi ta kết hợp n biến bằng phép toán AND. Nếu có n biến ta sẽ có 2n tổ hợp biến  có 2n minterm. Nếu biến có giá trị “1” ta sử dụng dạng nguyên biến số, ngược lại, nếu biến có giá trị “0” ta sử dụng dạng bù biến số. Ký hiệu của minterm là mi, với i là giá trị thập phân của tổ hợp các biến. b. Dạng chuẩn 1 : Dạng chuẩn 1 là biểu thức đại số dùng phép toán cộng (OR) để cộng tất cả các minterm làm cho hàm số logic bằng “1”. x y z mi F1 F2 0 0 0 x y z = m0 0 0 0 0 1 x y z = m1 1 1 0 1 0 x y z = m2 1 0 0 1 1 x y z = m3 1 0 1 0 0 x y z = m4 0 1 1 0 1 x y z = m5 0 1 1 1 0 x y z = m6 0 0 1 1 1 x y z= m7 0 1 12
  14. Lưu ý : - Các biến x, y, z có dấu bù hoặc không bù là tùy thuộc vào giá trị “0” hoặc “1” - Giá trị của F1 hoặc F2 là giá trị tự cho và ta có thể chọn giá trị khác - Căn cứ vào bảng trên ta có dạng chuẩn 1 của hai hàm F1 và F2 là F1 = x yz + xyz + xyz = m1 + m2 + m3 =  (1, 2, 3) F2 = x yz + xyz + x yz + xyz = m1 + m4 + m5 + m7 =  (1, 4, 5, 7) b. Dạng chuẩn 2 : (tích các Maxterm – tổng chuẩn) Khái niệm Maxterm : Các maxterm có được là khi ta kết hợp n biến bằng phép toán OR. Nếu có n biến ta sẽ có 2n tổ hợp biến  có 2n maxterm. Nếu biến có giá trị “1” ta sử dụng dạng bù biến số, ngược lại, nếu biến có giá trị “0” ta sử dụng dạng nguyên biến số. Ký hiệu của maxterm là Mi ; với i là giá trị thập phân của tổ hợp các biến. Dạng chuẩn 2 : Dạng chuẩn 2 là biểu thức đại số dùng phép toán nhân (AND) để nhân tất cả các maxterm làm cho hàm số logic bằng “0”. Ví dụ : x y z Mi F1 F2 0 0 0 x+y+z = M0 0 0 0 0 1 x + y + z = M1 1 1 0 1 0 x+ y +z = M2 1 0 0 1 1 x+ y + z = M3 1 0 1 0 0 x + y+z = M4 0 1 1 0 1 x +y+ z = M5 0 1 1 1 0 x + y +z = M6 0 0 1 1 1 x + y + z = M7 0 1 13
  15. Lưu ý : Các biến x, y, z có dấu bù hoặc không bù là tùy thuộc vào giá trị “1” hoặc “0”. Giá trị của F1 hoặc F2 là giá trị tự cho và ta có thể chọn giá trị khác. Căn cứ vào bảng trên ta có dạng chuẩn 2 của hai hàm F1 và F2. F1 = ( x + y + z ) ( x + y + z ). ( x + y + z ) . ( x + y + z ) . ( x + y + z ) = M0.M4.M5.M6.M7 =  (0, 4, 5, 6, 7). F2 = ( x + y + z ) . ( x + y + z ) . ( x + y + z ) . ( x + y + z ) = M0.M2.M3.M6 =  (0, 2, 3, 6). 1.3. Đơn giản hàm Boole 1.3.1. Phương pháp tối thiểu hàm logic (hàm Boole) a. Phương pháp đại số Sử dụng các công thức ,các tiên đề và định lý để rút gọn Ví dụ: Rút gọn hàm sau F(A,B,C)=ABC+AB+C =AB(C+1) + C = AB+C F(x,y) = x(x+y) = xx+xy = x+xy=x F(x,y,z) = xyz+xyz+xy = xyz+xy=xy F(x,y,z) = xy+xz+yz (không rút gọn được nữa) Phương pháp đại số rút gọn hàm Boole bắt buộc ta phải nhớ các công thức,các quy tắt,các định lý …Kết quả cuối cùng ta cũng không biết là đã tối ưu chưa.Ta có một phương pháp khác có thể khắc phục được những vấn đề trên là phương pháp rút gọn bằng bìa K b. Phương pháp rút gọn bằng bìa K Định nghĩa bìa Karnaugh: Bìa Karnaugh là bìa có số ô bằng 2n ,với n là số biến của hàm Boole, một ô sẽ tương đương với một tổ hợp của các biến đã cho. Hai ô được gọi là liên tiếp nhau(kế cận nhau)khi nó chỉ khác nhau 1 biến. Các biến phải được sắp xếp với nhau sau cho 2 ô kế cận nhau chỉ khác nhau 1 bit. Nếu không tuân theo nguyên tắc này thì không còn là bìa karnaugh nữa. Bìa Karnaugh cho 2 biến Số ô cần biểu diễn hàm là 22= 4 ô Biểu diễn hàm sau bằng Bìa K :F(A,B)=(0,2). Hình 1.9 . Bảng bìa k 14
  16. Tuy nhiên để ngắn gọn ta có thể biểu diễn hàm trên như sau: F A F A B 0 1 B 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 Bìa Karnaugh 3 biến Số ô cần biểu diễn hàm là 23= 8 ô VD: Cho hàm Boole F(A,B,C)=(1,2,4,7).Ta biểu diễn dạng bìa K như sau: F AB F AB C 00 01 11 10 C 00 01 11 10 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Bìa Karnaugh 4 biến VD : Cho hàm Boole F(A,B,C,D)=(0,1,2,4,7,10,14,15). Biểu diễn bằng bìa Karnaugh như sau: F AB F AB CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 00 1 1 00 0 0 01 1 01 0 0 0 11 1 1 11 0 0 10 1 1 1 10 0 Phương pháp rút gọn bằng bìa K: Nguyên tắc: Khi gom 2 ô liên tiếp với nhau thì ta sẽ loại đi được 1 biến. Biến bị loại chính là biến khác nhau trong 2 ô liên tiếp.Ta có thể gom cùng lúc 2 ô,4 ô,8 ô,16 ô tức là gom 2n ô kế cận nhau.Khi gom 2n ô kế cận nhau ta loại bỏ được n biến. Vị trí các ô kế cận cho phép như sau: 15
  17. Hình 1.10. Bìa k rút gọn Khi gom các ô kế cận nhau ta loại bỏ những biến khác nhau,chỉ giữ lại những biến giống nhau.Khi ta gom những ô kế cận có giá trị là 1 thì biến giữ lại là chính nó nếu biến đó mang giá trị là 1 và sẽ có giá trị bù nếu biến đó là 0 Ví dụ: Có 2 tổ hợp được gom có giá trị là Tổ hợp 1: ABC 010 16
  18. Tổ hợp 2: ABC 011 Khi gom 2 ô này ta loại bỏ biến C và giữ lại biến AB.Vì A có giá trị là 0 và B có giá trị là 1 nên tổ hợp này sẽ được biểu diễn là A B Ví dụ 1: Cho hàm Boole có bảng giá trị như sau. Rút gọn bằng bìa K Hình 1.11. Bìa K rút gọn 1.3.2. Trạng thái tùy định (don’t care) thường ký hiệu là d(vị trí của ô) Ví dụ: Cho hàm Boole F(A,B,C)=(0,1,4,5,6)+d2 Khi biễu diễn bằng bìa K ta có thể cho ô thứ 2 là 0 hoặc 1 tùy ý sao cho có lợi nhất khi rút gọn. Hình 1.12. Bìa K 2 tùy chọn Đơn giản hóa theo dạng chuẩn 2 Phương pháp:Vẫn thực hiện tương tự như dạng chuẩn 1 nhưng khi gom các ô kế cận ta gom những ô có ký hiệu là 0 .Mỗi số hạng là một tổng.Kết quả cuối cùng là tích của các tổng đó.Khi liên kết thì ta chú ý các biến có giá trị là 0 thì là chính nó và có giá trị là 1 thì sẽ lấy bù (đảo). 17
  19. Bài 2 Vi mạch số thông dụng Mục tiêu: - Sử dụng thành thạo các vi mạch thông dụng. - Ghép nối được các vi mạch trong mạch số. - Tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập. 2.1. Họ TTL 2.1.1. Cấu trúc và thông số cơ bản của TTL a. Cơ sở của việc hình thành cổng logic họ TTL Trước khi đi vào cấu trúc của mạch TTL cơ bản, xét một số mạch điện ( Hình 2.1 cũng có khả năng thực hiện chức năng logic như các cổng logic trong vi mạch TTL: Hình 2.1a: Cổng DR Hình 2.1b: Cổng RTL Hình 2.1c: Cổng NAND DTL Mạch ở hình 2.1a hoạt động như một cổng AND. Thật vậy, chỉ khi cả hai đầu A và B đều nối với nguồn, tức là để mức cao, thì cả hai diode sẽ ngắt, do đó áp đầu ra Y sẽ phải ở mức cao. Ngược lại, khi có bất cứ một đầu vào nào ở thấp thì sẽ có diode dẫn, áp trên diode còn 0,6V hay 0,7V do đó ngõ ra Y sẽ ở mức thấp. Tiếp theo là một mạch thực hiện chức năng của một cổng logic bằng cách sử dụng trạng thái ngắt dẫn của transistor (hình 2.1b). Hai ngõ vào là A và B, ngõ ra là Y. 18
  20. Phân cực từ hai đầu A, B để Q hoạt động ở trạng thái ngắt và dẫn bão hoà Cho A = 0, B = 0  Q ngắt, Y = 1 A = 0, B = 1  Q dẫn bão hoà, Y = 0 A = 1, B = 0  Q dẫn bão hoà, Y = 0 A = 1, B = 1  Q dẫn bão hoà, Y = 0 Có thể tóm tắt lại hoạt động của mạch qua bảng trạng thái dưới đây, hình 2.2 A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 Hình 2.2 Bây giờ để có cổng logic loại DTL, ta thay hai R bằng hai diode ở ngõ vào (hình 2.1c) Khi A ở thấp, B ở thấp hay cả 2 ở thấp thì diode dẫn làm transistor ngắt do đó ngõ ra Y ở cao. Khi A và B ở cao thì cả hai diode ngắt => Q dẫn => y ra ở thấp Rõ ràng đây là 1 cổng NAND dạng DTL (diode ở đầu vào và transistor ở đầu ra) Các mạch RTL, DTL ở trên đều có khả năng thực hiện chức năng logic nhưng chỉ được sử dụng ở dạng đơn lẻ không được tích hợp thành IC chuyên dùng bởi vì ngoài chức năng logic cần phải đảm bảo người ta còn quan tâm tới các yếu tố khác như : Tốc độ chuyển mạch (mạch chuyển mạch nhanh và hoạt động được ở tần số cao không). Tổn hao năng lượng khi mạch hoạt động (mạch nóng, tiêu tán mất năng lượng dưới dạng nhiệt). Khả năng giao tiếp và thúc tải, thúc mạch khác. Khả năng chống các loại nhiễu không mong muốn xâm nhập vào mạch, làm sai mức logic. Chính vì thế mạch TTL đã ra đời, thay thế cho các mạch loại RTL, DTL. Mạch TTL ngoài transistor ngõ ra như ở các mạch trước thì nó còn sử dụng cả các transistor đầu vào, thêm một số cách nối đặc biệt khác, nhờ đó đã đảm bảo được nhiều yếu tố đã đề ra. 19
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học