Giáo trình Thực tập Kỹ thuật số - Bài 9: Mạch đếm (Counters)
A - Phần tóm tắt lý thuyết
1. Mạch đếm nối tiếp:
Trong mạch đếm nối tiếp trigơ đầu tiên chuyển trạng thái bằng xung nhịp Ck.
Các trigơ sau chuyển trạng thái bằng xung lối ra của trigơ trước nó. Mạch đếm
nối tiếp cũng còn được gọi là mạch đếm “không đồng bộ” (Asynchronous).
Dưới dây là sơ đồ logic của mạch đếm modun 16 theo kiểu nối tiếp có điều
khiển bằng đầu vào “counT”.
Tóm tắt nội dung Giáo trình Thực tập Kỹ thuật số - Bài 9: Mạch đếm (Counters), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
02 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) 02 Logic Source [Sources/Linear/+V] (1) Chú ý: [ ] Đ−ờng dẫn để lấy linh kiện trong th− viện ( ) Ký hiệu phím tắt B−ớc 2: Sau khi vẽ xong mạch, bạn nhấp lên nút “Run” trên thanh công cụ. Kích chuột vào các logic switch để lần l−ợt thay đổi các mức logic của các logic switch. Hãy quan sát sự thay đổi các trạng thái ở lối ra QA QB QC QD B−ớc 3: - Ban đầu xoá mạch đếm bằng xung CLR , sau đó mạch đếm hoạt động theo xung nhịp CK tác dụng, quan sát giá trị logic lối ra QA QB QC QD và điền đầy đủ vào bảng chân lý. CLR CK COUNT SET 0V 0V +V 5V B ACD +V 5V S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q 120 - So sánh với bảng chân lý ở phần lý thuyết b) Mạch đếm modun 12 Sơ đồ thí nghiệm Các b−ớc tiến hành thí nghiệm: B−ớc1: Thực hiện vẽ mạch nh− hình trên bằng cách sử dụng: 04 Trigơ JK loại 74LS112 [Digital by Number/741xx/74112 1/2] 02 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) 02 Logic Source [Sources/Linear/+V] (1) Thứ tự Ck QD QC QB QA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 0 0 1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ SET COUNT CK CLR QAQBQCQD 0V 0V U2AU1A S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q +V 5V +V 5V 121 01 Cổng NAND 2 lối vào [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5) 01 Cổng AND 2 lối vào [Digital Basic/Gates/2-in AND] (3) B−ớc 2: Sau khi vẽ xong mạch, bạn nhấp lên nút “Run” trên thanh công cụ. Kích chuột vào các logic switch để lần l−ợt thay đổi các mức logic của các logic switch. Hãy quan sát sự thay đổi các trạng thái ở lối ra QA QB QC QD B−ớc 3: - Ban đầu xoá mạch đếm bằng xung CLR , sau đó mạch đếm hoạt động theo xung nhịp CK tác dụng, quan sát giá trị logic lối ra QA QB QC QD và điền đầy đủ vào bảng chân lý - So sánh với bảng chân lý ở phần lý thuyết 2. Mạch đếm song song Sơ đồ thí nghiệm Các b−ớc tiến hành thí nghiệm: B−ớc1: Thực hiện vẽ mạch nh− hình trên bằng cách sử dụng: 04 Trigơ JK loại 74LS112 [Digital by Number/741xx/74112 1/2] 02 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) 02 Logic Source [Sources/Linear/+V] (1) Thứ tự Ck QD QC QB QA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 0 0 1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 122 02 Cổng AND 2 lối vào [Digital Basic/Gates/2-in AND] (3) B−ớc 2: Sau khi vẽ xong mạch, bạn nhấp lên nút “Run” trên thanh công cụ. Kích chuột vào các logic switch để lần l−ợt thay đổi các mức logic của các logic switch. Hãy quan sát sự thay đổi các trạng thái ở lối ra QA QB QC QD B−ớc 3: - Ban đầu xoá mạch đếm bằng xung CLR , sau đó mạch đếm hoạt động theo xung nhịp CK tác dụng, quan sát giá trị logic lối ra QA QB QC QD và điền đầy đủ vào bảng chân lý. - So sánh với bảng chân lý ở phần lý thuyết Thứ tự Ck QD QC QB QA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 0 0 1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ QDQCQBQA CLR CK SET 0V 0V +V 5V +V 5V S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q 123 Vẽ giản đồ thời gian của mạch đếm 3. Mạch đếm tiến lùi Sơ đồ thí nghiệm Các b−ớc tiến hành thí nghiệm: B−ớc1: Thực hiện vẽ mạch nh− hình trên bằng cách sử dụng: 04 Trigơ JK loại 74LS112 [Digital by Number/741xx/74112 1/2] 04 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 03 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) 01 Logic Source [Sources/Linear/+V] (1) 06 Cổng NAND 2 lối vào [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5) 01 Cổng NOT [Digital Basic/Buffers/Inverters/Inverter] B−ớc 2: SET UP/DOWN CK CLR COUNT 0V 5V 5V 0V +V 5V S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q S J CP K R Q _Q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Ck QA QB QC QD 124 Sau khi vẽ xong mạch, bạn nhấp lên nút “Run” trên thanh công cụ. Kích chuột vào các logic switch để lần l−ợt thay đổi các mức logic của các logic switch. Hãy quan sát sự thay đổi các trạng thái ở lối ra QA QB QC B−ớc 3: - Ban đầu xoá mạch đếm bằng xung CLR , sau đó mạch đếm hoạt động theo xung nhịp CK tác dụng, quan sát giá trị logic lối ra QA QB QC QD và điền đầy đủ vào bảng chân lý - So sánh với bảng chân lý ở phần lý thuyết 4. Nghiên cứu sự hoạt động của mạch đếm 74LS161 Hình vẽ sau trình bày sơ đồ logic , ký hiệu logic, bảng chân lý của 74LS161, đồng thời có hình vẽ mẫu modun 74LS161 của phòng thí nghiệm. Hãy lần l−ợt làm các thí nghiệm sau đây : Thí nghiệm 1 UP/ DOWN SETCLR CK QC QB QA UP/ DOWN SETCLR CK QC QB QA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 x CK1 CK2 CK3 CK4 CK5 CK6 CK7 CK8 0 0 0 0 0 1 0 1 0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 x CK1 CK2 CK3 CK4 CK5 CK6 CK7 CK8 1 1 1 1 1 0 1 0 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - Đếm tiến (Up Counter) Đếm lùi (Down Counter) 125 Các b−ớc tiến hành thí nghiệm: B−ớc1: Thực hiện vẽ mạch nh− hình trên bằng cách sử dụng: 01 74LS161 [Digital by Number/741xx/74161] 08 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) B−ớc 2: Sau khi vẽ xong mạch, bạn nhấp lên nút “Run” trên thanh công cụ. Kích chuột vào các logic switch để lần l−ợt thay đổi các mức logic của các logic switch. Hãy quan sát sự thay đổi các trạng thái ở lối ra QA QB QC B−ớc 3: - Ban đầu xoá mạch đếm bằng xung CLR , sau đó mạch đếm hoạt động theo xung nhịp CK tác dụng, quan sát giá trị logic lối ra QA QB QC QD và điền đầy đủ vào bảng chân lý - So sánh với bảng chân lý ở phần lý thuyết Từ kết quả thí nghiệm hãy ghi đầy đủ vào bảng trạng thái và trả lời câu hỏi : - Tại sao gọi là mạch đếm đặt tr−ớc - Tại sao gọi là mạch đếm modun 16 Ghi chú : 1) xung nhịp từ “0” lên “1” LOAD CLR COUNT CK D C B A QD QC QB QA 5V 0V 5V 5V 0V 5V 5V 0V 74LS1617CEP10CET2CP 6D35D24D13D0 9PE 1MR 15TC11Q312Q213Q114Q0 U3 126 2) x là bất kỳ. 3) Số xung nhịp Ck tuỳ ý nh−ng đủ để chứng tỏ rằng modun mạch đếm là 16 . Đặt DCBA = 0110 Ck CLR LOAD COUNT QD QC QB QA 0 x x 0 0 0 0 1 0 x - - - - 1 1 0 - - - - 1 1 1 - - - - 1 1 1 - - - - - - - - - - - - 1 1 1 - - - - Thí nghiệm 2 Các b−ớc tiến hành thí nghiệm: B−ớc1: Thực hiện vẽ mạch nh− hình trên bằng cách sử dụng: 01 74LS161 [Digital by Number/741xx/74161] 03 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) QAQBQCQD CK COUNT CLR 0V 5V 0V 74LS161A7CEP10CET2CP 6D35D24D13D0 9PE 1MR 15TC11Q312Q213Q114Q0 127 01 Cổng NAND 2 lối vào [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5) B−ớc 2: Sau khi vẽ xong mạch, bạn nhấp lên nút “Run” trên thanh công cụ. Kích chuột vào các logic switch để lần l−ợt thay đổi các mức logic của các logic switch. Hãy quan sát sự thay đổi các trạng thái ở lối ra QA QB QC QD B−ớc 3: - Bằng thực nghiệm và lý thuyết trả lời xem mỗi mạch đếm này có modun đếm bằng bao nhiêu ? - Ghi kết quả báo cáo vào bảng trạng thái (tự lập bảng này) Thí nghiệm 3 Các b−ớc tiến hành thí nghiệm: B−ớc1: Thực hiện vẽ mạch nh− hình trên bằng cách sử dụng: 01 74LS161 [Digital by Number/741xx/74161] 08 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch] (s) 04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display] (9) 03 Cổng NAND 2 lối vào [Digital Basic/Gates/2-in NAND] (5) B−ớc 2: QAQBQCQD A B C D CK COUNT CLR LOAD 0V 0V 5V 0V 5V 5V 5V 0V 74LS1617CEP10CET2CP 6D35D24D13D0 9PE 1MR 15TC11Q312Q213Q114Q0 U4 128 Sau khi vẽ xong mạch, bạn nhấp lên nút “Run” trên thanh công cụ. Kích chuột vào các logic switch để lần l−ợt thay đổi các mức logic của các logic switch. Hãy quan sát sự thay đổi các trạng thái ở lối ra QA QB QC QD B−ớc 3: - Bằng thực nghiệm và lý thuyết trả lời xem mỗi mạch đếm này có modun đếm bằng bao nhiêu ? - Ghi kết quả báo cáo vào bảng trạng thái (tự lập bảng này) 5. Ghép hai mạch đếm 74LS161 - Vẽ các đ−ờng nối mạch rồi xây dựng mạch đo sau tiến hành thí nghiệm với yêu cầu đếm từ 12 ữ 53. - Ghi kết quả thực nghiệm vào bảng trạng thái cho đầy đủ. CLR 5V CK 0V 74LS161 CEP CET CP D3 D2 D1 D0 PE MR TC Q3 Q2 Q1 Q0 74LS161 CEP CET CP D3 D2 D1 D0 PE MR TC Q3 Q2 Q1 Q0 II I II I CK CLEAR D C B A D C B A QD QC QB QA QD QC QB QA 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 129 C. Phụ lục Giới thiệu DataSheet các hãng sản xuất IC trên thế giới của một số IC thông dụng sử dụng trong bài thực hành. 1. Trigơ JK (JK trigger) Tên IC: 74x112 (TTL) 130 2. Bộ đếm thập phân; chia 12; đếm nhị phân 4 bit (Decade counter; divide-by-twelve counter; 4-bit binary counter) Tên IC: 74x90, 74x92, 74x93 (TTL) 131 132 3. Đếm thập phân mã BCD; đếm nhị phân 4 bit (JK trigger) Tên IC: 74x160, 74x161, 74x162, 74x163 (TTL) 133 4. Bộ đếm BCD/thập phân tiến/lùi đặt tr−ớc; đếm nhị phân 4 bit tiến/lùi đặt tr−ớc (Presettable BCD/Decade Up/Down Counters; Presettable 4-bit binary Up/Down Counters) Tên IC: 74x190, 74x191 (TTL) 134 135
File đính kèm:
giao_trinh_thuc_tap_ky_thuat_so_bai_9_mach_dem_counters.pdf
