Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Khảo sát hoạt động của các Flip-Flop

Khảo sát hoạt động của các Flip-Flop

Tải bản đầy đủ - 0trang

Bài thí nghiệm này nhằm mục đích kiểm tra lại hoạt động của các Flip Flop thông dụng (DFF, JKFF

giữa các loại FF, cuối cùng ứng dụng JKFF và DFF thực hiện các mạch chia tần số.

Các khối mạch sử dụng: D-TYPE FLIP-FLOP và JK FLIP-FLOP.

a. Khảo sát bảng trạng thái của các Flip Flop

Tiến hành thí nghiệm :



Kiểm tra lại bảng trạng thái của DFF và JKFF







Kiểm tra chức năng của các ngõ vào điều khiển trực tiếp CLEAR và PRESET đối với cả 2 lo



b. Dùng JKFF thực hiện chức năng của RSFF, TFF và DFF



Các sơ đồ sử dụng JKFF thực hiện chức năng của RSFF, TFF và DFF



c. Ứng dụng JKFF và DFF thực hiện các mạch chia tần số

Do có thể chuyển đổi giữa cổng JKFF  DFF nên sơ đồ thực hiện chia tần số giống DFF



Vẽ sơ đồ sử dụng JKFF thực hiện mạch chia 2 tần số xung CLK







Thực hiện mạch chia 4 tần số bằng cách ghép nối tầng 2 mạch chia 2 ở trên. Quan sát dạng só

ra Q = fCk/4

BÀI 2. KHẢO SÁT HỆ TỔ HỢP VÀ HỆ TUẦN TỰ



I. MỤC ĐÍCH VÀ U CẦU

Trong bài thí nghiệm này sinh viên sẽ được khảo sát một số mạch tổ hợp và mạch tuần tự đơn giản:

bit, bộ đếm không đồng bộ, bộ đếm đồng bộ, thanh ghi dịch 4 bít.



Qua bài thí nghiệm sinh viên có thể hiểu được nguyên tắc hoạt động của một số mạch tổ hợp và mạc

số TTL thường được sử dụng. Sau khi hoàn thành bài thí nghiệm này, sinh viên có thể tự mình hệ thố

thuyết, trên cơ sở đó vận dụng để thiết kế được những mạch ứng dụng phức tạp hơn.



Để hồn thành bài thí nghiệm này sinh viên cần nắm vững lý thuyết đã được học trong giáo trình Kỹ

II. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM



1 FACET Base Unit. (Đế lắp mạch thí nghiệm).



1 Digital Circuit Fundamental 1 board (Board mạch thí nghiệm).



1 VOM.



1 máy phát sóng vng



Các dây nối và các connector.



III. CÁC THÍ NGHIỆM

1. Khảo sát mạch đếm khơng đồng bộ (đếm nối tiếp)

Khối mạch thực hiện: ASYNCHRONOUS RIPPLE COUNTER

a. Khảo sát tác dụng của các ngõ vào CLR và PR:





Quan sát sơ đồ mạch của bộ đếm không đồng bộ (đếm nối tiếp) sử dụng 4 JKFF (được thực h

của TFF mắc nối tiếp với nhau.







Khảo sát hoạt động xóa (CLEAR) và đặt trước (PRESET) bộ đếm bằng cách cấp tín hiệu logi





Dùng tụ điện có giá trị C = 10 (F) mắc thêm vào mạch để khảo sát tác dụng của mạch RC tro

đầu khi bật nguồn cung cấp.



b. Khảo sát hoạt động đếm lên:



Cấp xung Clock từ khối tạo xung PULSE vào ngõ vào CLOCK của mạch.



Xóa bộ đếm về 0.



Thay đổi vị trí cơng tắc ở khối PULSE để tạo xung kích khởi cho bộ đếm và quan sát sự thay

đến 1111. Lưu ý: đèn sáng tương ứng mức logic “1”, đèn tắt tương ứng mức logic “0”.





Dùng máy phát sóng cấp tín hiệu xung vng có tần số 1 Hz vào ngõ vào CLOCK của bộ đếm



Tăng tần số xung CLOCK của máy phát sóng để tăng tốc độ đếm.



Nhận xét : khi tăng tần số xung Clock của bộ đếm thì trang thái đếm của đèn tăng lên, khi tần

sáng



2. Khảo sát mạch đếm đồng bộ (74LS193)

Khối mạch thực hiện: SYNCHRONOUS COUNTER



Vi mạch TTL 74LS193 là bộ đếm đồng bộ thuận/nghịch 4 bít, với các ngõ vào dữ liệu cho phép nhập





CLEAR : ngõ vào xóa bộ đếm về 0000.



LOAD : ngõ vào cho phép nhập dữ liệu vào bộ đếm.



A, B, C, D : các ngõ vào dữ liệu.



COUNT UP : ngõ vào nhận xung cho phép đếm lên, kích khởi sườn lên.



COUNT DOWN : ngõ vào nhận xung cho phép đếm xuống, kích khởi sườn lên.



QA, QB, QC, QD : các ngõ ra bộ đếm.





CARRY và BORROW : các ngõ ra này cho phép người thiết kế có thể ghép nối tầng nhiều vi

đếm với số lượng lớn hơn. Chẳng hạn: 1 vi mạch 74LS193 có thể thực hiện bộ đếm 4 bít tươn

tầng 2 vi mạch đếm 4 bít 74LS193 bằng cách sử dụng các ngõ ra CARRY hoặc BORROW có

thái đếm là 16x16 = 256 (= 28) trạng thái phân biệt, tất nhiên có thể thực hiện hoặc đếm lên h



BORROW cho đếm xuống).

a. Hoạt động đếm lên:



Cấp nguồn cho mạch.



Xóa bộ đếm về khơng.





Dùng máy phát sóng cấp tín hiệu xung vng có tần số 1 Hz vào ngõ vào UP của bộ đếm và q

dung bộ đếm thay đổi từ 0000  1111).

Quan sát trạng thái của các ngõ ra CARRY và BORROW.



Khi đến lên từ 0000 đến 1111 thì ngỏ ra CARRY nháy đèn báo hiệu đếm xong



Khi đến xuống từ 1111 đến 0000 thì ngỏ ra BORROW nháy đèn báo hiệu đếm xong



Tăng tần số ngõ vào xung đếm của máy phát sóng thì sẻ tăng tốc độ đếm.



b. Hoạt động đếm xuống:



Khảo sát hoạt động đếm xuống hoàn toàn tương tự như phần a bằng cách cấp nguồn xung clock tần s

của vi mạch.

Với ngõ vào UP để trống.

c. Nhập dữ liệu vào bộ đếm:



Sử dụng ngõ vào LOAD và các công tắc A, B, C, D ở khối INPUT SIGNALS để nhập dữ liệu ban đầ







Đưa ngõ vào LOAD xuống mức 0 và sử dụng các công tắc A, B, C, D để nhập dữ liệu ban đầu

Trạng thái các ngõ ra của bộ đếm QD, QC, QB, QA lúc này bằng 0011





Vẫn giữ ngõ vào LOAD ở mức ‘0’, cấp xung clock tần số 1 Hz vào ngõ vào UP, nội dung bộ đ





Đưa ngõ vào LOAD lên mức ‘1’ để chuyển sang hoạt động đếm. Lúc này mạch sẽ thực hiện đ



Trong khi đang đếm nếu CLEAR thì dừng đếm hoặc LOAD thì cũng dừng đếm



d. Ứng dụng bộ đếm để xây dựng mạch định thời



Chúng ta có thể ứng dụng bộ đếm để xác định một khoảng thời gian, đó gọi là hoạt động định thời g

đơn giản là định thời.

Hoạt động đếm xuống và đếm lên của các vi mạch đếm, chẳng hạn 74LS193, có thể được ứng dụng

phần này chúng ta thử xét ứng dụng của hoạt động đếm xuống trong việc định thời sự kiện.



Chẳng hạn muốn làm trễ một khoảng thời gian là 10s chúng ta có thể cho bộ đếm bắt đầu đếm ngược

là 10 (1010 nhị phân) đến 0 (0000 nhị phân) với tần số xung nhịp ở ngõ vào DOWN là 1 Hz, tương ứ

đến giá trị 00002 nghĩa là đã đếm được 10 trạng thái và sẽ tương ứng 10 xung nhịp clock đã tác động

ngõ ra BORROW sẽ chuyển từ mức logic ‘1’ xuống mức logic ‘0’, đây chính là dấu hiệu nhận biết k

đầu tác động xung đếm ở đầu vào xung nhịp. Tín hiệu xung mức 0 ở ngõ ra BORROW có thể được

đó hoạt động.

Phần thí nghiệm: Sử dụng vi mạch 74LS193 thực hiện các công việc sau:



Nhập dữ liệu thích hợp để định thời các khoảng thời gian là 5s, 6s, 12s, 15s.





Các giá trị nhập dữ liệu



5s : 0101



6s : 0110



12s : 1100



15s : 1111





Ứng dụng hoạt động đếm lên để định thời cần sử dụng ngõ ra CARRY làm dấu hiệu nhận biết

3. Khảo sát mạch so sánh 4 bít (74LS85)

Khối mạch thực hiện: 4 BIT COMPARATOR



Vi mạch 74LS85 thực hiện so sánh 2 số nhị phân 4 bít A (A3A2A1A0) và B (B3B2B1B0) theo mã n

MAGNITUDE COMPARATOR). Sơ đồ chân và bảng trạng thái mô tả hoạt động của vi mạch này đư



Giải thích bảng trạng thái của vi mạch 74LS85:



A3, A2, A1, A0; B3, B2, B1, B0 là các ngõ vào nhận các bít dữ liệu so sánh của 2 số A, B.



A>B, A





Các ngõ vào nối tầng (cascading inputs) cho phép ghép nối nhiều vi mạch so sánh 74LS85 vớ

bít (ví dụ: so sánh 2 số 8 bít, 12 bít, 16 bít, 20 bít, 24 bít, .....), làm tăng khả năng mở rộng của





Trong bài thí nghiệm chỉ thực hiện việc so sánh 2 số nhị phân 4 bít sử dụng 1 vi mạch 74LS85

1.



Tiến hành thí nghiệm:

a. So sánh các số nhị phân 4 bít sau đây:

Các ngõ ra

A



B



A>B



A
b="">





A=B



Kết lu



0001



0011



1101



1100



1010



1010



0110



1001



X



B lớn h



X



A lớn h



X



X



A=B



B>A



Các ngõ vào của B chính là các giá trị ngõ ra QA, QB, QC, QD của vi mạch đếm 74LS193.

b. Thực hiện mạch đếm modulo M:



Sử dụng 2 khối mạch: Bộ đếm đồng bộ (74LS193) và Bộ so sánh 4 bít (74LS85) để thực hiện mạch

thích hợp của mạch so sánh (A>B hoặc A=B hoặc A) đến ngõ vào CLEAR của bộ đếm để

đã được thiết lập bằng các công tắc A, B, C, D ở khối INPUT SIGNALS.



Đếm lên đếm 5 (M=5)



Đếm lên đếm 8 (M=7)



Đếm lên đếm 10 (M=10)

4. Khảo sát thanh ghi dịch 4 bít (74LS194)

Khối mạch khảo sát: 4 BIT SHIFT REGISTER



Khối mạch này được thực hiện bằng vi mạch 74LS194, đây là thanh ghi dịch 4 bít cho phép dịch trái

các ngõ vào dữ liệu song song đồng bộ. Sơ đồ chân của vi mạch này được cho như sau:



Ý nghĩa của các chân tín hiệu:



CLEAR: Ngõ vào xóa, tích cực mức thấp.



CLOCK: Ngõ vào xung clock, tích cực sườn lên.



A, B, C, D: Các ngõ vào dữ liệu song song.



SL (Serial Left): Ngõ vào nối tiếp của dữ liệu dịch trái.



SR (Serial Right): Ngõ vào nối tiếp của dữ liệu dịch phải.



QA, QB, QC, QD : Các ngõ ra dữ liệu song song.



S1, S0 : Các ngõ vào chọn chế độ hoạt động của thanh ghi. Thanh ghi dịch 74LS194 có 4 chế

sau:



S1



S0



Chế độ hoạt động (MODE)



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Khảo sát hoạt động của các Flip-Flop

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×