Xem mẫu

  1. Lu n văn t t nghi p i H c Qu c Gia TP.HCM C ng Hòa Xã H i Ch Nghĩa Vi t Nam Trư ng i H c Sư Ph m K Thu t c L p – T Do – H nh Phúc KHOA I N B MÔN I N - I N T NHI M V ÁN T T NGHI P H và tên : VÕ HOÀNG TU N ANH L p : 95K 1. Tên tài : QUANG BÁO CÓ K T H P CƠ KHÍ 2. Các s li u ban u: …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………….………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 3. N i dung các ph n thuy t minh và tính toán : …………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 4. Các b n v và th : …………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 5. Cán b hư ng d n : NGUY N PHƯƠNG QUANG 6. Ngày giao nhi m v : 7. Ngày hoàn thành nhi m v : Cán b hư ng d n ký tên Thông qua b môn Ngày tháng năm 2000 Ch nhi m b môn SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 1
  2. Lu n văn t t nghi p M CL C B MÔN I N - I N T ........................................................................................ 1 I. tv n : ............................................................................................................... 4 II.Gi i quy t v n : .................................................................................................. 4 III.K t lu n: ............................................................................................................... 5 PH N A...................................................................................................................... 6 LÝ THUY T THI T K .......................................................................................... 6 A .S lưu nh c a m t: .............................................................................................. 6 B. Sơ lư c v m ng quang báo. ................................................................................. 6 C. Gi i thi u li t kê và ch n linh ki n. ...................................................................... 8 I.kh i ngu n. .............................................................................................................. 8 1. Diode ....................................................................................................................... 8 2. Phân c c c a diode: ............................................................................................... 8 2.Ch n ngu n: .......................................................................................................... 10 II.Dao ng và m. ................................................................................................. 11 1. Gi i thi u flip-flop................................................................................................ 11 2.M ch dao ng ...................................................................................................... 14 III. B nh :............................................................................................................... 16 1.Cơ s v b nh : ................................................................................................... 16 2. C u trúc b nh : ................................................................................................. 17 IV. Kh i hi n th . ..................................................................................................... 27 1. M t ch th tinh th l ng ...................................................................................... 27 2. iôt phát sáng -Led (light - emitting diode) ........................................................ 27 VI.Ph n m. ........................................................................................................... 35 IC 74374 ................................................................................................................... 35 IC 74244 ................................................................................................................... 36 VII. ng cơ v n năng. ............................................................................................. 38 1. C u t o: ................................................................................................................. 38 2.Nguyên lý làm vi c: ................................................................................................ 38 3. c tính và công d ng. ........................................................................................... 38 Ph n B ....................................................................................................................... 41 SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 2
  3. Lu n văn t t nghi p PH N THI T K ..................................................................................................... 41 I. Ý tư ng thi t k :................................................................................................... 41 II. M ch chính. ......................................................................................................... 41 1.Sơ khoi.............................................................................................................. 41 2.Thi t k m ch: ........................................................................................................ 41 PH N TÍNH TOÁN ................................................................................................ 46 PH N C.................................................................................................................... 49 THI CÔNG............................................................................................................... 49 I. Giai o n chu n b . .............................................................................................. 49 II. Giai o n v m ch in. ......................................................................................... 49 III. Giai o n l p ráp. .............................................................................................. 49 K T LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRI N. .............................................................. 50 I. ánh giá k t qu .................................................................................................... 50 II. Hư ng phát tri n tài. ..................................................................................... 50 SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 3
  4. Lu n văn t t nghi p CH N TÀI I. tv n : Trong su t quá trình h c t p có lý thuy t l n th c hành và ư c r t nhi u s giúp c a th y cô, b n n nay chu n b t t nghi p, nhi m v ư ct t ngi p là th c hi n lu n văn t t nghi p. ngành i n thì r t r ng có nhi m nhóm và m i nhóm có nh ng c thù riêng. Ch ng h n ngành vi n thông, máy tính, i n t công nghi p, i n t ng d ng và trong m i nhóm nó còn chia ra nhi u nhóm nh ch ng h n như i n t công nghi p, ngư i ta s d ng các m ch i n t k th p i u khi n, i u ch nh t c motor, k t h p v i máy tính i u khi n các lo i máy móc, cánh tay máy, Robot … ngành ng d ng k thu t s vào truy n d n thông tin, các t ng ài k thu t s t ng. nhóm ngành i n t dân d ng có các thi t b i n t ph c v tr c ti p cho con ngư i ch ng h n Tivi, cassette, máy gi t, quang báo. Nói chung t t c u ph c v cho loài ngư i. i v i quang báo nó mu n bi u th m t cái gì ó i v i con ngư i. Vì quang báo là s d ng ánh sáng bi u th m t m c ích c a con ngư i t o ra nó. Ví d như m ch èn giao thông, trông không ư c có gì lôi cu n hay p nhưng công d ng c a nó không ai dám ph nh n. V i m t dân cư ông trong khi ư ng xá nư c ta chưa ư c c i thi n m y thì nó óng vai trò i u ti t giao thông, gi m ách t c, tai n n. ó là công d ng tr c ti p còn công d ng gián ti p thì sao. Trong qu ng cáo t i các pa-nô, hay trên các nhà hàng khách s n nó gây s chú ý cho khách hàng và tăng thêm s r c r c a nhà hàng khách s n, v i các thi t b quang báo c áo gây cho khách hàng n tư ng khó quên. V a 1à m t trong nh ng cách th c hư ng d n v a là m t ph n trang hoàng cho sinh ho t con ngư i, v a làm tăng thu hút c a s n ph m, các nhà hàng, khách s n, quán xá … B ng r t nhi u cách khác nhau mà ngư i ta th c hi n các m ch quang báo khác nhau b ng èn phía sau kích màu b ng èn ng nhi u màu, ho c có th u n thành các dòng ch bi u tư ng hay b ng các b ng led (ma tr n led). M i cách u có ưu khuy t i m riêng. II.Gi i quy t v n : V i em là sinh viên ang tìm hư ng tài sao cho phù h p v i th i gian và kh năng c a mình em ch n m ch quang báo dùng trang hoàng cho các bu i ti c, liên hoan: sinh nh t, giáng sinh, t t … V i m c ích này thì m ch v a th c hi n sao cho p, l , g n nh an toàn là i u c n thi t. Và qua quá trình em tìm hi u cùng v i s tư v n c a th y giáo hư ng d n em ch n “M CH QUANG BÁO K T H P V I CƠ KHÍ”. M ch này cũng d a theo nguyên lý quét thông thư ng là ưa data ra ma tr n led. Nhưng i v i cách ưa data ra ma tr n led tĩnh thì t n nhi u led, nhi u SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 4
  5. Lu n văn t t nghi p linh ki n hơn mà n i dung hi n th cũng tương t quét có k t h p quay. Quét k t h p quay là ch v i m t c t led quay nó v ch nên m t vòng tròn bánh kính R thì nó t o m t dãy led tròn có chu vi là 2R. Trên vòng tròn này ta có th c n các d li u lên. cách quét k t h p v i cơ khí không l i n n quét nên ngư i quan sát có c m giác như ch t hi n ra trong không gian. V i ki u quét này s ít t n linh ki n i n t cũng như led hi n th . Tuy nhiên òi h i m ch ph i nh g n, có b o v , có motor k t h p. M t s ưu khuy t: Ưu: - M il . - Thích h p trang trí trong các bu i ti t nh , trong t , bàn . . . - Ít t n linh ki n. Khuy t: - Ph i dùng motor. - Ph i g n nh , u moment quán tính. - Th trư ng trông nh t m t phía nh . III.K t lu n: M c dù m ch ph i dùng motor k t h p nhưng v i ưu i m c a nó nên m ch quang báo có k t h p cơ khí ư c ch n làm m ch nghiên c u th c hi n trong tài này. SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 5
  6. Lu n văn t t nghi p PH N A LÝ THUY T THI T K A .S lưu nh c a m t: S lưu nh c a m t t c là lưu nh trên võng m c ph i m t m t kho ng th i gian c 01 s võng m c m i h i ph c l i như cũ ư c. Trong kgo ng th i gian 0,1s này c m giác ánh sáng chưa b m t và ngư i quan sát v n còn th y hình nh c a v t. Trong phim nh ngư i ta chi u 25 nh trên m t giây ngư i xem có c m giác các ho t ng trong phim là liên t c, g n nh t trong ti vi c a chúng ta cũng ch 25 nh trên giây ư c quét b ng hai bán nh. B. Sơ lư c v m ng quang báo. Quang báo là dùng ánh sáng hi n th theo m c ích c a ngư i t o ra nó. V i s tr giúp c a các k thu t vi m ch, vi x lí,vi i u khi n, máy tính... Hi n nay có r t cách th c hi n quang báo như: - Quang báo b ng máy tính k t h p v i b tương thích g m: m ch m h th ng èn chi u hay màn hình tinh th , led, ma tr n led,... quang báo th c hi n theo cách này r t t n kém và c ng k nh.Tuy nhiên nó có th hi n th ư c nh u n i dung và n i dung r t sinh ng. c bi t nó có th thay i n i dung hi n th m t cách d dàng nhanh chóng. c bi t nó có th ki m soát ư c n i dung l n. Lo i này thích h p dùng các r p hát l n, các trung tâm qu ng cáo và các bu i l - Quang báo mà n i dung c a chúng có th thay i ư c b ng cách n p vào b nh c a m ch quang báo tr c ti p. Có th n p l i n i dung b ng máy vi tính hay các b KIT vi x lí. Lo i này hiên nay ư c th c hi n nhi u vì nó g n hơn so v i lo i th c hi n tr c ti p b ng máy vi tính mà ph n n i dung hi n th cũng a d ng. Chi phí trh c hi n thì nh hơn so v i lo i th c hi n b ng máy vi tính. Tuy nhiên ph n n i dung hi n thì có ph n h n ch hơn. - Quang báo không th thay i n i dung hi n th (n i dung ư c n p ch t trong b nh ). c i m c a lo i này là g n r ti n, thích h p cho các hình th c trang trí hay ch báo v i n i dung nh không thay i, hay ít thay i. Có th minh h a m ch quang báo có n i dung ư c l p trình trư c b ng sơ hình sau: SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 6
  7. Lu n văn t t nghi p B KH I . PH . N HI N TH NGU N . . I U KHI N NH Kh i 1. Kh i i u khi n. Có th dùng tr c ti p b ng máy vi tính, ho c các b x lý hay m ch i n. Tùy vào t m c c a m ch quang báo. Trong các m ch quang báo thông thư ng, ta có th xem kh i này g m kh i t o a ch cho b ph n nh và t o tín hi u cho phép xu t ra hay không xu t ra c a b hi n th . Ngư i ta có th th c hi n các m ch dao ng b ng IC 555, IC 4060, th ch anh ho c các m ch dao ng khác như RC, LC … Nhưng các m ch dao ng s thư ng ư c ng d ng trong vi m ch s vì nó d tương thích. Ngoài ra ngư i ta còn dùng các IC m như 7456, 74193, 4040, 4017, 74192, … k t h p v i m ch i n r i i u khi n. Kh i 2 : B nh . Hi n nay có r t nhi u lo i b nh như: RAM, ROM, … tùy thu c vào m c ích thi t k mà ngư i ta dùng lo i SRAM, DRAM, ROM ho c EPROM. T tc ây u là các b nh truy xu t ư c. - B hi n th . Như t a c a nó, ph n chính là ph n èn hay các linh ki n quang i n dùng hi n b ng ánh sáng. i ôi v i chúng là các m ch m. M ch m làm tương thích ngõ ra c a b ph n nh và ngõ vào c a m ch hi n th . Vì m ch c n th c hi n là m ch quang báo có k t h p cơ khí v i c tính là nh g n, nh , ti t ki m, c áo… Nên m ch ư c ch n th c hi n v i 1) Kh i i u khi n g m. + B dao ng +B m lên + M ch i u khi n (b ng linh ki n r i.) 2) Kh i nh g m RAM hay ROM. 3) Kh i hi n th . Sơ kh i c a m ch c n thi t k : m B t o a ch ph n B SVTH : Võ và i u khi n Anh Hoàng Tu n nh 7 ph n 8+4 bit hi n a ch th
  8. Lu n văn t t nghi p C. Gi i thi u li t kê và ch n linh ki n. I.kh i ngu n. 1. Diode Khi kh i tinh th bán d n silicon ho c Germanium ư c pha phosphor t o thành ch t bán d n lo i N, và pha Indium t o thành bán d n lo i P. Thì tinh th bán d n hình thành m i n i P – N m i n i P – N có s nh y c m i v i tác ng c a i n, quang, nhi t. Trong vùng bán d n lo i P có nhi u l tr ng trong vùng bán d n lo i N có nhi u i n t th a. Khi hai vùng này ti p xúc nhau s có m t s i n t vùng N qua m i n i và k t h p v i l tr ng c a vùng P. Khi ch t bán d n ang trung hòa v i n mà vùng bán d n N b m t i n t thì vùng m i n i P – N phía bên N s mang i n tích dương, vùng ti p giáp phía P nh n thêm i n t nên mang i n tích âm. Hi n tư ng này c ti p di n n khi i n tích âm c a vùng P l n y i n t không cho i n tích t vùng N sang n a. S chênh l ch i n tích hai bên m i n i như v y t o thành hàng rào i n th . Kí hi u 2. Phân c c c a diode: a).Phân c c ngư c: SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 8
  9. Lu n văn t t nghi p IS (r t nh ) P N VDC Dư i s tác ng c a ngu n các h t i n t phía N và hút các l tr ng phía P làm cho vùng nghèo ngày càng tăng lên. Tuy nhiên v n có m t dòng i n nh i qua diode t vùng N sang vùng P g i là dòng r tr s kho ng nA. Hi n tư ng này là do trong ch t P cũng có m t s i n t t do và trong N cũng có ít l tr ng g i là h t t i thi u s , nh ng h t t i thi u s này s sinh ra hi n tư ng tái h p và t o thàng dòng r . Dòng r ư c g i là trong b o hòa ngh ch Is (saturate) do dòng i n r có tr s r t nh nên trong nhi u trư ng h p ngư i ta coi như diode không d n i n. b).Phân c c thu n: Vdc Dùng ngu n i n m t chi u n i u dương vào chân P và n i u âm c a ngu n vào chân N c a diode lúc này i n tích dương c a ngu n y các l tr ng t vùng P sang hư ng vùng N và các i n tích âm c a ngu n s y các i n t t vùng N sang phía vùng P làm cho iên tr và l tr ng xích l i ng n nhau hơn n khi l c y tĩnh i n l n thì i n t t vùng N qua tái h n v i l tr ng c a vùng P. L c i n trư ng càng m nh thì s tái h p x y ra càng l n. SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 9
  10. Lu n văn t t nghi p c) c tính Volt – ampe c a diode: I i n áp ánh th ng V Vγ V γ = 0,1 V – 0,15V ; VDmax = 0,4V – 0,5V (Ge) 2.Ch n ngu n: Ch n ngu n cung c p n nh cho m ch là 5V. Ngu n ư c l y t ngu n i n nhà qua bi n áp, ngõ ra c a bi n áp là 12V ngu n 12V AC ư c ch nh lưu trư c khi ưa vào m ch n áp. Dòng c n cung c p cho m ch chúng ta kho ng 200mA.Ta c n ch n d ng m ch n áp cho m ch. Có nhi u lo i n áp : - n áp song song và n i ti p tuy n tính. - n áp song song và n i ti p phi tuy n. Và có các IC n áp như các h 78XX ( n áp dương), 79XX ( n áp âm),… Vì dòng tiêu th cho m ch nh nên b n hi u su t c a m ch n áp, ta ch n IC n áp 7805 cho m ch. 7805 là IC n áp dương. i v i IC này ngư i ta dùng t thoát 0,33 µ F khi không c n thi t cho n nh, có th dùng t 0,1 µ F ngõ ra c i thi n áp ng quá c a n áp. Các t này ph i ư c t trên hay càng g n các IC n áp cùng t t. SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 10
  11. Lu n văn t t nghi p Vào Ra 7805 0,33 µ F 0,1 µ F 78L03 dòng i n ra m c nh là 100 mA. 7803 dòng i n ra m c nh là 1 A. 78H05 dòng i n ra m c nh là 5A. II.Dao ng và m. 1. Gi i thi u flip-flop. S d ng r ng rãi trong các m ch m nh nói chung nó óng vai trò quan tr ng trong k thu t s . Flip – Flop là phân t có kh năng lưu tr m t trong hai tr ng thái là [0] hay [1]. FF có t 1 n m t vài u vào i u khi n, có hai u ra luôn luôn ngư c nhau là Q và Q. Tuỳ t ng lo i FF do ch t o có th còn có u vào xóa (thi t l p “0” – Clear), u vào thi t l p “1” (PRESET). Ngoài ra FF còn thư ng hay có u vào ng b (clock). Sơ kh i c a FF ư c cho hình dư i. Pr Q Các u vào i u khi n Flip - Flop Q Clr Sơ t ng quát cho m t Flip – Flop . Các ký hi u v tính tích c c ư c ch ra trong hình dư i Ký hi u Tính tích c c c a tính hi u Tích c c là m c th p nh t “L” Tích c c là m c cao “H” SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 11
  12. Lu n văn t t nghi p Tích c c là sư n dương cu xung nh p Tích c c là sư n âm cu xung nh p B ng ký hi u v tích c c a)R – S flip – flop: R Q R-S FF S Q B ng tr ng thái R S Q Q’ 1 0 0 1 0 2 0 0 0 1 3 0 1 1 0 4 0 1 0 0 5 1 0 1 1 6 1 0 0 1 7 1 1 1 C m 8 1 1 0 C m b) T Flip – Flop : Q T T – FF Q SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 12
  13. Lu n văn t t nghi p B ng tr ng thái T Q Q’ T Q’ 0 0 0 0 1 1 ⇒ 0 Q 1 0 1 1 Q 1 1 0 c) D Flip – Flop : Q D D – FF Q B ng tr ng thái D Q Q’ D Q’ 0 0 0 0 1 0 ⇒ 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 d)J-K Flip – Flop : Q J K Q K SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 13
  14. Lu n văn t t nghi p B ng tr ng thái D Q Q’ 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 2.M ch dao ng M ch dao ng ta có th th c hi n ư c b ng: + M ch dao ng th ch anh. + Dùng IC 555. + Dùng IC 4060. Ch n IC 4060 vì nó v a có ch c năng dao ng và m hơn h n so v i IC 555, IC 4060 d mua ngoài th trư ng. V i IC 4060 ta có th th c hi n dao ng b ng m ch RC hay th ch anh. Gi i thi u 4060, 4518 u là các vi m ch h CMOS Th i gian tr : 30-100ns Công su t tiêu tán:0.01 mW(1mW khi t n s làm vi c 1 MHz) Kh năng t i 50 M c logic : M c [0] = 0 V ; M c [1]= i n áp cung c p Ngu n cung c p:VDD =3-15 V a) 4060 có ch c năng v a t o dao ng v a m 14 t n, nhưng ch có 10 ngõ ra và ngõ ra nh y cóc t i Q10 (Q10 không có ngõ ra) 3 u ra có b dao ng là Rs, Rtc, Ctc dùng m c m ch RC ho c th ch anh ch n các t n s dao ng mong mu n t ngư i thi t k . Ho c có th s d ng ngu n xung clock t bên ngoài ưa vào chân Rs, tín hi u s ư c c i thi n trư c khi ưa n b m và khi chân MR lên m c cao thì t t c b m b reset v 0. SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 14
  15. Lu n văn t t nghi p Sơ ch c năng 10 9 RTC CTC 11 RS CP 14- STATE BINARY COUNTER CD 12 MR 03 04 05 06 07 08 09 011 012 013 7 5 4 6 14 13 15 1 2 3 Sơ chân 16 15 14 13 12 11 10 9 VDD 09 07 08 MR RS RTC CTC HEF 4060B 011 012 013 05 04 06 03 VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 Vì m c ích thi t k cho b ph n nh có 12 ư ng a ch nên c n m t IC m khác b sung. Như chúng ta ã bi t IC 4060 m nh y cóc t i ngõ ra Q10 (không có u ra Q10).Vì ch n IC m 1 là 4060 h CMOS nên ch n ti p IC h CMOS ng b trong b m.(th i gian tr m c logic m c nhi u,..). Có th ch n các IC n như: 4040 ,4020,4027,4518,4520,.. Ch n IC4060 làm IC dao ng và m là IC h CMOS, nên ch n IC m h CMOS ng b v i b m 1 v y có th ch n các IC m sau: 4040,4020,4727,4518,... Ch n IC 4518 làm IC m vì m c ích thi t k trong m ch mà ph n thi t k s trình bày rõ hơn. b) 4518 là vi m ch h c CMOS, có hai b m BCD bên trong. B m ho t ng m c cao n u ưa xung clock vào ngõ vào Cpo, và b m ho t ng m c th p n u ưa xung clock vào trong c a Cpo. Ngõ ra ư c m trư c khi xu t ra ngoài. Chân MR tác ng m c cao. M i b u có chân MR riêng và trư c các b m kh i schmitt- trigger ho t ng làm gi m th i gian tăng hay gi m c a xung clock, nó tăng kh năng t i m ch c a phát xung clock Sơ ngyên lý: 00A 3 CP 01A SVTH : Võ Hoàng 1 n Anh 1A Tu 15 4 02A 2 5 CPOA 03A
  16. Lu n văn t t nghi p Sơ chân: 16 15 14 13 12 11 10 9 VDD MR9 02B 02B 01B 00B CP1B CPOB HEF 4518B CPOA CP1A 00A 01A 02A 03A MRA VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 III. B nh : 1.Cơ s v b nh : Các b nh có th chia thành hai lo i t ng quát, ROM và RAM. ROM là read - only Memory (b nh ch c ra), và RAM là Random - access Memory (b nh truy xu t ng u nhiên). Nói chung ROM ch a các d li u m t cách c nh và không th thay i. Ch có th c t ROM ra mà không th ghi vào nó. ROM luôn luôn có m t trong các máy tính và không b m t i khi t t ngu n nuôi. Vì v y nó ư c coi là b nh không thay i (nonvolatile). Còn RAM thì l i khác, nó có th c ra và cũng có th ghi vào. Nh v y mà d li u có th c t gi a t m các d li u r i sau ó l i l y các d li u ó ra. D li u này cũng có th thay i b t hỳ lúc nào. RAM là b nh thay i (volatile), nghĩa là nó b m t ho c b xóa khi m t ngu n nuôi, RAM có th xem như quy n s ghi chép, b n có th c các i u ghi chép c a mình, và ôi khi có th thay i l i các i u ã ghi chép ó. Trái l i l i ROM gi ng như sách giáo trình. Nói chung các thông tin trong ó ch có th c ra ch không th ghi vào ho c hay i. Khái ni m truy xu t ng u nhiên có nghĩa là b t kỳ m t v trí nh nào cũng có th ư c m ra ho c ư c g i ra b t kỳ lúc nào, các thông tin không c n c ra hay ghi vào m t cách tu n t . V th c ch t, c ROM l n RAM u truy xu t ng u nhiên. Ch có i u khác nhau cơ b n RAM là b nh v a có th SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 16
  17. Lu n văn t t nghi p c ra v a có th ghi vào. Phù h p nh t, có l nên ch n RAM làm “b nh c/ ghi”. 2. C u trúc b nh : Hình dư i trình bày sơ kh i c a m t m ch nh . M ch nh ư c n i v i các b ph n khác nhau trong máy tính ho c các m ch khác thông qua các ư ng dây a ch và các ư ng dây d li u c a nó. Ki m soát m ch nh b ng ư ng dây enable (m ), riêng i v i RAM còn có thêm ư ng dây ki m soát c/ghi (Read/write). Các m ch nh nói chung ư c t ch c dư i d ng ma tr n, g m nh ng hàng và nh ng c t xác nh v trí hay a ch nh như trên hình dư i. Ma tr n này gi ng như sơ a ch bưu i n, trong ó các hàng như các a ch ư ng ph , còn các c t như các s nhà. M i ô trong ma tr n g i là m t ph n t (cell) hay v trí nh (memory location). V trí hay ph n t nh ư c dò tìm b ng ch n a ch hay m ch gi i mã. M ch này g m hai ph n: m ch ch n a ch hàng RAS (row - address selector) và m ch ch n a ch c t CAS (colum - address selector). Các ư ng dây a ch s ch n a ch hàng và a ch c t. ư ng dây enable dùng m các m ch l i ra b nh theo ba tr ng thái. Còn ư ng dây Read/write quy t nh d ng thao tác s th c hi n. { } address Data line Memory lines in device read/write Device (chip) enable emable (RAM) (a) B ph n nhó cơ b n colum address selector (CAS) read/wrute enable } Memory B address u lines Memory f Data system matrix f line e r s SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 17 Row address (b) Block diagram
  18. Lu n văn t t nghi p A4 Â (1) (1) (1) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 Rom (001) Address lines 2 (0) A0 3 (0) A1 4 (1) 5 6 7 B nh ho c các t (c) address cell oganized) ho Colum (111) ch c l i (word ch c bit (bit c là lo i t oganized). B nh lo i t ch c bit có th lưu gi m t bit ơn trong m i v trí a ch . Như v y i v i lo i t ch c bit, m i ô trên ma tr n ( hình) trên i di n cho m t s nh phân. B nh thu c lo i t ch c r i s ư c l a ch n c m t nhóm ph n t nh cùng m t lúc i v i m i v trí a ch . Do ó b nh lo i này, m i ô trong ma tr n ng v i m t nhóm nhi u s nh phân. M i nhóm ph n t nh thư ng là m t byte (8 bit) ho c m t l i (16 bit). N u không n i n lo i t ch c gì ang dùng thì s ư ng dây a ch s quy t nh s v trí nh c c i theo công th c sau ây: S lư ng v trí nh c c i : = 2N trong ó, N s lư ng các ư ng a ch . B ng 2-1 cho bi t quan h gi a các s lư ng các ư ng a ch và các v trí nh . Chú ý thư ng dùng ký hi u tiêu chu n quy ư c ch x p x s lư ng c c i th c s c a các v trí nh . Ví d , b nh 64K th c ra có t i 65.536 v trí nh . B ng 2-1 s ư ng a ch và m t s v trí nh . S ư ng a ch S v trí nh Ký hi u chu n 10 1024 1K 11 2048 2K 12 4096 4K 13 8192 8K 14 16.384 16K 15 32.768 32K SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 18
  19. Lu n văn t t nghi p 16 65.536 64K 17 131.072 128K 18 262.144 256K 19 524.288 512K 20 1.048.576 1M 24 16.777.216 16M 32 4.294.467.296 4G a. RAM: RAM là lo i b nh thay i ư c, d li u có th ghi vào ho c c ra. B t kỳ m t ph n t nh nào c a RAM cũng có th l a ch n ra ư c b t c lúc nào, và không gi ng như ROM, các n i dung d li u c a nó cũng có th thay i b t kỳ lúc nào. Ram ư c chia thành hai lo i tĩnh và ng. RAM tĩnh (static), SRAM lưu gi s li u mãi mãi n u như ngu n nuôi không b m t. SRAM th c ch t là m t hàng flip- flop, trong ó m i flip-flop là m t ph n t nh i di n cho m t bit như ã ư c trình bày trên hình 2-6(a). RAM ng (DRAM - Dynamic RAM) là m t lo i RAM ư c “làm tươi” (refresh) t c là ph i ư c n p l i các d li u ang ư c lưu tr theo t ng chu kỳ. “Làm tươi” b ng cách th c hi n thao tác c ho c ghi chép l i. Cũng có th “làm tươi” b ng các thao tác c bi t khác. Do m t phân t nh r t cao nên gía ti n c a DRAM tính theo dung lư ng bit tr nên khá r so v i SRAM, m c dù ph c t p và công ch t o cao hơn. DRAM ư c ch t o b ng các MOSFET nhưng tác d ng như các t i n (hình (b)). N u các t i n không ư c n p i n nh c l i theo chu kỳ thì các s li u nh s b m t do s rò i n. Các DRAM yêu c u ph i ư c “làm tươi” theo chu kỳ kho ng 2 n 4 ms. Th c hi n làm tươi th c ch t là n p thêm năng lư ng cho t i n lưu gi logic 1 và duy trì s phóng i n c at lưu gi logic 0. Column select To To read VDD read write write Q1 Q2 Data Data Q5 Q3 Q4 Q6 Row select Column select SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh line 19
  20. Lu n văn t t nghi p (a) MOS static memory cell ( b) MOS dynamic memory cell SRAM Hình trên v sơ ch c năng và sơ phân b chân và b ng s th t c a vi m ch nh TSM 4016 SRAM, ó là b nh lo i MOS có t ch c 2048 × 8 bit. Chân 20 ký hi u G dùng ki m ư ng dây óng - m (enable) m ch m l i ra. N u G có m c ra cao thì l i ra có tr ng thái tr kháng cao. N u G th p thì l i ra s ươc n i thông v i h th ng. Chân 18 ký hi u S dùng ki m soát ư ng dây ch n chip. N u S cao thì vi m ch b óng và không th c hay ghi d li u. N u S th p thì chip ư c ch n và sau ó s c d li u ra hay ghi d li u vào. Chân 21 ký hi u W dùng ki m soát thao tác oc/ghi. W cao là c còn W th p là ghi. A0 n A10 là các ư ng a ch dùng xác nh m t ph n t nhơ c th nào ó trong b nh . D1 n D8 là cá ư ng vào ho c ra các s li u c a các ph n t nh . B ng s th t cho bi t rõ cách ho t ng c a vi m ch. Ví d mu n ghi ho c c t gi d li u vào b nh thì W ph i th p và S cũng ph i th p. Lúc ó các bit d li u s ư c ưa ghi nh vào úng a ch ã ư c các ư ng dây a ch xác nh. Chú ý là trong quá trình thao tác ghi, tr ng thái c a G không c n quan tâm. DRAM Do giá r và m t d li u cao, DRAM ã tr thành lo i thông d ng nh t trong b nh c a các máy vi tính ngày nay. Vì các ph n t nh u là lo i MOSFET cho nên có th d dàng thu g n m t s lư ng r t l n các ph n t nh vào trong vi m ch. Như c i m c a lo i này là t c hơi ch m và c n ph i “làm tươi” thư ng xuyên. Tr s i n dung bên trong c a MOSFET l n t o thành m t i n tý hon (vài picofarad), cho nên có th lưu gi s li u b ng cách có n p hay không n p i n tích trong t i n ó. Tình tr ng không i n tích, t c là logic 0, có th ư c lưu gi vô th i h n. Còn tình tr ng logic 1, t c là t i n không ư c n p y tích, thì ph i luôn luôn ư c n p nh c l i ít nh t 2ms m t l n; n u không t i n s m t i n tích và s li u lưu gi cũng b m t. 1 24 A7 VCC 1 + 5V1 2 23 A6 A8 3 22 A5 A9 4 21 A4 H 5 20 A3 G A2 6 2048X8 19 A10 SVTH : Võ Hoàng Tu n Anh 20 18 A1 7 SRAM S 8 17 A0 D8 16