Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 23 I OL : dòng điện nhận của TTL ở mức Logic 0& N: số mạch CMOS mắc vào ngõ ra của TTL. I IL : dòng điện vào ở logic 0 của một CMOS. R x nhỏ hơn R x (min) ở trên sẽ tạo dòng điện vượt khả năng nhận dòng của TTL ở logic 0. Trò tối đa của R x là: R x (max): V cc (min) - V IH (min) I CEX - NI IH V IH (min): điện thế vào tối thiểu ở logic 1 cửa CMOS. I CEX : dòng điện sẽ thu phát của transitor ra của TTL. I IH : dòng điện vào mức logic 1 của CMOS. R x (max): tùy thuộc chủ yếu vào dòng điện nghòch I CEX vì dòng điện ngõ vào của CMOS rất nhỏ. (hình 5). Với một cửa CMOS. Rx (min) = (5-0.4)V 16mA = 300  Rx (max) = 4.9 - 3.5 100A = 15 K Để thời gian trì hãm ngắn Rx phải có trò số nhỏ hơn nhưng công suất tiêu tán lại tăng nhanh khi Rx nhỏ hơn 1 K. Do đó, Rx thường được chọn từ 1 k đến vài K. *Trường hợp TTL thúc CMOS với Vpp lớn 5 V Khi CMOS hoạt động ở điện thế VDD cao hơn 5V vẫn có thể dùng điện kéo lên nhưng chỉ với TTD loại CMOS thu để hở và chòu điện thế cao (hình 6): như 7406 (sáu đảo); 7407 (sáu thúc); 7426 ( 4 nand 2 ngõ vào). Cách khác là dùng một transitor đệm (hình 7). Mạch đệm không được giảm tốc độ giao hoán tối đa của hệ thống (bằng cách thêm tụ 47 p) và phải đảm bảo độ miễn nhiễu tốt bằng cách mắc thêm điện trở R 2 . không đáng ke Rx I Ice CMOS Hình 5 TTL Rx +V 5V Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 24 III. GIAO TIẾP GIỮA CMOS - TTL Ngõ ra cửa CMOS ở mức logic 1 rất gần Vpp. Và ở mức logic 0 rất gần mass. Nên về điện thế cmoss có thể giao tiếp trực tiếp với TTL. Còn về dòng thì khi CMOS ở trạng thái cao nó có thể cung cấp ít nhất 200 A. Trong lúc yêu cầu dòng của TTL chỉ 40 A nhưng ở trạng thái thấp CMOS chỉ có thể nhận tối đa 0,78 mA trong lúc yêu cầu dòng của TTL là 1,6 mA. Kết quả là CMOS không thể thúc trực tiếp một ngõ TTL loại 74 hay tương đương. Nếu CMOS hoạt động ở VDD 5V có thể thúc trực tiếp một ngõ 74LS, hay hai ngõ 74L. các đệm CMOS như 4049 (đảo), 4050 (không đảo) có thể thúc trực tiếp hai ngõ 74 hoặc 8 ngõ 74L hay 40 ngõ 74 LS khi chọn điện trở kéo lên thích hợp. Một giải pháp thô sơ là dùng nhiều cửa CMOS mắc song song để thúc một ngõ TTL. Khi CMOS hoạt động ở đaện thế lớn hơn 5V ta có nhiều giải pháp. Trước tiên vẫn có thể dùng 4049/4050. Chỉ cần nối ngõ cấp điện lên 5V. Lúc bây giờ điện thế ra giao hoán giữa 0 và +0,5 V có thể thúc hai ngõ 74 hoặc 8 ngõ 74LS. Ngoài ra có thể dùng 40107 hoặc 740906 hoạt động cùng điện thế với CMOS và một MOS đệm (hình 9). Và một cách nữa là dùng transitor làm tầng đệm. (hình 10). Vdd=5-18V TTL CMOS 4051 Hình 9 +V 5V Hình 10 40107 hay 740906 TTL CMOS Vdd=5-18V +V 5V 3.3k Vdd=5 - 18V CMOS TTL Hình 7 +V 5V Hình 8 CMOS TTL Vdd=5-18V +V 5V 1k Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 25 Chương III: Bộ nhớ bán dẫn Đối vơi các thiết bò số, khả năng chứa đựng được dữ liệu là một yêu cầu quan trọng. Chẳng hạn trong máy tính chỉ phép toán phải được lưu trữ ngay trong máy. Còn trong các thiết bò điều khiển số thì lệnh điều kiện phải được lưu trữ để thực hiện dần theo một trình tự nào đó. Vì vậy, bộ nhớ là một phần không thể thiếu của các thiết bò số. Thông thường thông tin hay dữ liệu được tạo thành từ một đơn vò cơ bản gọi tắt là từ (word). Từ một chiều dài nhất đònh tuỳ theo loại máy, chẳng hạn 16 bit, 32 bit, 64 bit. Từ là một thành phần cơ bản nhất. Các bộ phận cơ bản của thiết bò thướng được truyền đi hay nhân vào nguyên một từ hay nhiều từ chứ không nhân vài bit của từ. Tuy nhiên, vì từ được tạo thành từ nhaều bit nên đơn vò cơ bản của bộ nhớ chính là đơn vò nhớ lưu trữ được 1 bit. Khi so sánh các bộ nhớ người ta thường chú ý đến các thông số kỹ thuật sau:  Dung lượng (capacity): dung lượng hay dung lượng nhớ là khối lượng thông tin hay dữ liệu có thể lưu trữ được trong bộ nhớ. Để xác đònh được dung lượng người ta dùng đơn vò là số bit, hoặc kilôbit, hoặc megabit, dung lượng liên quan trực tiếp đến giá thành. Giá thành này được đánh giá theo tiêu chuẩn: chi phí/bit.  Thời gian thâm nhập: (access time): thời gian này gồm có hai phần: Thứ nhất là thời gian cần thiết để xác đònh vò trí của từ (thời gian tìm từ) trong bộ nhớ. Và thứ hai là phần thời gian cần thiết để lấy từ ra khỏi bộ nhớ. thời gian thâm nhập là thông số quan trọng của bộ nhớ, nếu nó kéo dài thì nó làm giảm khả năng làm việc của thiết bò. Các thuật ngữ của bộ nhớ.  Memory cell: là một ô nhớ dùng để lưu trữ một bit dữ liệu (0 hoặc 1) thường là 1 FF.  Memory word: là một ô nhớ có thể lưu trữ nhiều bit dữ liệu: có thể là 8, 16, 32 bit.  Byte: là một thuật ngữ đặc biệt dùng để chỉ một dữ liệu 8 bit.  Capacity: là dung lượng của bộ nhớ dùng để xác đòng xem có bao nhiêu bit có thể lưu trữ trong một bộ nhớ đặc biệt hoặc cả hệ thống nhớ. Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 26  Address: là con số để phân biệt ô nhớ này với ô nhớ khác. Mỗi một byte dữ liệu lưu trong ô nhớ đều có một điạ chỉ duy nhất, mà điạ chỉ này dùng hệ thống số nhò phân để biểu diển.  Read operation: là quá trình đọc dữ liệu hay lấy dữ liệu ra từ bộ nhớ.  Write operation: là quá trình ghi dữ liệu hay cất dữ liệu vào bộ nhớ.  Access time: là thời gian truy xuất, được tính từ lúc bộ nhớ nhận điạ chỉ cho đến khi dữ liệu xuất hiện ở ngõ ra.  Random Access Memory (RAM): là bộ nhớ mà bất kỳ ô nhớ nào cũng có thể truy xuất dễ dàng và thời gian truy xuất cho tất cả các ô nhớ là như nhau.  Read Only Memory (ROM): là loại bộ nhớ được tiết kế cho các ứng dụng cần tỷ lệ đọc dữ liệu rất cao.  Statie Memory: bộ nhớ tónh là loại bộ nhớ mà dữ liệu được lưu vẫn còn khi cấp điện mà không cần ga lại dữ liệu.  Dynamie Memory: bộ nhớ động là loại bộ nhớ mà dữ liệu sẽ mất ngay cả khi còn cấp điện trừ khi phải ghi lại dữ liệu vào bộ nhớ, quá trình này gọi là quá trình làm tươi bộ nhớ.  Hoạt động của bộ nhớ: Nhận điạ chỉ để lựa chọn đúng ô nhớ cần truy xuất. Nhận tín hiệu điều khiển để thực hiện việc truy xuất dữ liệu: có nghóa là nhận dữ liệu vào hay gởi dữ liệu ra. Nhận dữ liệu để lưu trữ vào ô nhớ khi thực hiện chức năng ghi. Gởi dữ liệu ra khi thực hiện chức năng đọc. Kiểm tra tín hiệu cho phép để biết bộ nhớ này được phép truy xuất hay không. Với các hoạt động như trên, do đó bộ nhớ bao gồm các đường tín hiệu được trình bày ở hình vẽ sau đây, cho bộ nhớ có dung lượng 32 x 4bit. Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 27 Thật ra để tiết kiệm, người ta dùng ngã ra chung cho I/O. Do kích thước của từ dữ liệu là 4 bit nên có 4 ngõ dữ liệu vào I 3 , I 2 , I 1 , I 0 và 4 ngõ dữ liệu ra O 3 , O 2 $ O 1 , O 0 . Khi dữ liệu vào bộ nhớ thì dữ liệu được đưa đến ngõ vào I 3 , I 2 , I 1 , I 0 . Khi muốn đọc dữ liệu thì bộ nhớ từ dữ liệu sẽ xuất hiện tại các ngõ O 3 , O 2 , O 1 , O 0 . Các ngõ dữ liệu vào, ra được tích hợp lại để giảm bớt kích thước của bộ nhơ.ù  Các ngõ vào đòa chỉ: Đòa chỉ của bộ nhớ sử dụng hệ thống nhò phân. Với bộ nhớ này chỉ có 32 ô nhớ sẽ dùng 5 bit đòa chỉ A 4 , A 3 , A 2 , A 1 , A 0 . Sẽ cho 32 trạng thái khác nhau tương ứng với 32 ô nhớ khác nhau. Ngõ vào read/write dùng để xác đònh chế độ đọc dữ liệu ra hoặc ghi dữ vào của bộ nhớ. Nhiều bộ nhớ chia làm hai ngõ vào riêng biệt, một cho hoạt động đọc, một cho hoạt động ghi, khi sử dụng cùng một ngõ vào R/W thì đọc dữ liệu ra khi chân R/W = 1 và ghi dữ liệu vào khi chân R/W = 0. Ngõ vào cho phép ( Memory Enabel): trong một hệ thống nhớ sẽ dùng nhiều bộ nhớ, để truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ nào thì chỉ có bộ nhớ đó được phép, còn các bộ nhớ khác không được phép để tránh sự truy cập sai về dữ liệu. Bộ nhớ RAM (Random Access Memory). Ram là bộ nhớ có thể đọc, viết được và có khả năng truy xuất ngẫu nhiên rất thuận lợi trong việc thay đổi chương trình. Nhưng khuyết điểm của Ram là không lưu trữ được dữ liệu khi nguồn cung cấp bò gián đoạn. Bộ nhớ này chỉ thích hợp trong các trường hợp chương trình cần thay đổi thường xuyên, có thể nạp xuất trong mạch một cách dễ dàng. Thường nó làm nhiệm vụ tính toán, lý luận, sắp xếp chứ không thể lưu trữ thông tin lâu dài. A4 I3 I2 I1 I0 A3 A2 32x4bit A1 A0 O3 O2 O1 O1 Address Input Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 28  Các loại nhớ RAM: Ram tónh ( Statie Ram - Sram). Do cấu trúc tế bào nhớ trong Ram tónh là cá Flip - Flop nên dữ liệu khi nạp vào Ram luôn ở trạng thái ởn đònh. Dữ liệu này vẫn tồn tại trong Ram nếu không bò mất điện. RAM động (Danamic Ram - Dram). Ram động có cấu tạo tế bào nhớ giống như một điện dung bẩm sinh, mà tụ điện luôn bò mất điện theo thời gian, nên để dữ liệu trong Ram tồn tại liên tục, người ta phải liên tục nạp lại dữ liệu cho Ram. Hiện tượng này gọi là làm tươii Ram. SRAM: thời gian truy xuất nhanh hơn nhưng dung lượng sẽ hơn DRAM. Bộ nhớ ROM (Read Ondy Memory). ROM là bộ nhớ chỉ đọc chứ không thể viết dữ liệu mới vào bất cứ khi nào ta muốn. Nghóa là bộ nhớ này được thiêt kế để lưu trữ các dữ liệu cố đònh. Đối với bộ nhớ ROM, dữ liệu trong Rom gắn liền với qúa tränh chế tạo ROM. Quá trình đưa dữ liệu vào ROM gọi là lập trình cho ROM, nhiều ROM chỉ cho phép lập trình một lần, các ROM sau này cho phép lập trình nhiều lần, trước khi nạp dữ liệu mới phải xoá dữ liệu cũ. Các loại ROM:  Masleed Programable ROM (MRom): thường gọi là ROM mặt nạ, đây là loại ROM chỉ sản xuất theo đơn đặt hàng vì chỉ lập trình được một lần duy nhất và chương trình được cài sẵn trong quá trình chế tạo, ví dụ như: TMS 47256, TMS 47C256…  Programable ROM (P.ROM): Rom chỉ được lập trình một lần không thể xoá và nạp lại. Ví dụ như: TMS47P256, TMS.47186…  Exasable Programable ROM (EPROM): EPROM có thể lập trình bởi người dùng, có thể xoá và lập trình lại nhiều lần. SRAM DRAM Truy xuất Chờ truy xu ất Truy xuất Chờ truy xuất Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 29 Để xoá dữ liệu trong ROM phải dùng ánh sáng tia cực tím. Để lập trình cho PROM phải dùng mạch nạp EPROM. Ho EPROM có hệ số là 27xxx và nhiều mã khác.  Electrically Exasable Programable ROM (EEPROM) EPROM có 2 điểm bất tiện Phải lấy EPROM ra khỏi Socket để xoá và lập trình lại khi muốn thay đổi chương trình. Khi muốn thay đổi dữ liệu của một bộ nhớ thì phải xoá dữ liệu của ô nhớ đó, nhưng khi dùng ánh sáng tia cực tím thì tất cả dữ liệu trong EPROM bò xoá sạch và phải nạp lại toàn bộ dữ liệu. Chính vì thế mà các nhà chế tạo đã cải tiến EPROM thành EEPROM để có thể xoá và lập trình các ô nhớ một cách độc lập. Họ EEPROM có mã số là 28xxx.  Khảo sát EPROM họ 27xxx: EPROM 2716 có dung lượng 2 Kbyte Sơ đồ chân Sơ đồ logic EPROM 2716 có 11 đường đòa chỉ và 8 đường dữ liệu nên dung lượng của 2716 là 2048 byte dữ liệu hay 2 Kbyte. Có 2 ngõ vào cung cấp nguồn Vec và Vpp, ngõ vào Vcc luôn nối với nguồn + 5V, ngõ vào Vpp được nối tới +5V khi EPROM đang làm việc ở chế độ đọc dữ liệu và nối tới 25V khi lập trình cho EPROM (Vpp thay đổi tuỳ theo từng loại EPROM). EPROM 2716 có thời gian truy xuất là 150ns. Hai ngõ vào điều khiển. A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND Vcc A8 A9 Vpp OE\ A10 CE\ D7 D6 D5 D4 D3 2716 CE\ OE\ Vpp A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 30 OE\: được dùng để điều khiển bộ đệm (outputbuffer) để cho phép dữ liệu của EPROM xuất ra ngoài hay không. CE\: là ngõ vào cho phép có 2 chức năng: Khi hoạt động bình thường CE\ là tín hiệu cho phép, để đgïc dữ liệu từ EPRom, CE\ phải ở mức thấp để mạch điện bên trong lựa chọn dữ liệu và chuyển nó đến out put buffer kết hợp với tín hiệu cho phép OE ở mức thấp thì dữ liệu mới xuất ở các ngõ ra D 0 - D 7 . Khi CE\: ở mức cao thì EPROM ở trạng thái chờ (standby). Công suất tiêu tán ở trạng thái EPRom đọc dữ liệu 525mw và ở trạng thái chờ là 132mw nên CE\ được gọi là ngõ vào điều khiển công suất. Ngõ vào OE\ được xem là ngõ cho phép đọc dữ liệu. EPROM 2732: EPROM 2732 có dung lượng 4 Kbyte. Bảng trạng thái làm việc của EPROM 2732 Mode CE\ OE\ - V pp V cc Out put Read V IL V CC +5V Dout Standby V IH Don’t Case +5V High Z Program V IL V pp +5V Din Program verify V IL V IL +5V Dout Program inhibit V IH V pp +5V High Z EPROM 2764 có dung lượng 8 Kbyte Sơ đồ chân Sơ đồ logic 2764 Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND Vcc PRM\ NC A8 A9 A11 OE\ A10 CE\ D7 D6 D5 D4 D3 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 CE \ OE\ PRM\ Vpp D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 31 Bảng trạng thái làm việc Mode OE PGM\ V pp V cc Out put Read V IL x x V cc " Dout Standby V I4 x V IL V cc " High Z Program V IL x V IL V pp " Dm Program verify V IL V IL V I4 V pp " Dout Program inhibit V I4 x x V pp High Z Các EPROM có dung lượng lớn khác như 27128, 27256… Giản đồ truy xuất ROM Address Input CE \ Data output Old address tACC New address tOE Data output valid High Z t 0 t 1 t 2 t 3 Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 32 B. THIẾT KẾ Sơ đồ khối: Khối nguồn Khối dao động và chia xung Khối điều khiển Hiển thò Khối hiển thò Khối giải mã giờ Khối đệm Bộ nhớ giờ Khối giải mã ngày Bộ nhớ ngày Khối chọn Khối điều chỉnh Bộ đếm ngày Hiển thò thứ [...]... nghiệp THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG VÀ CHIA XUNG I 1 Mục đích thiết kế khối dao động và chia xung: Đối với các thiết bò điện nói chung và các thiết bò số nói riêng Bộ dao động đóng vai trò hết sức quang trọng để tạo xung điều khiển các thiết bò họat động.Tùy thu c vào yêu cầu kỹ thu t ma có các mạch dao động tương ứng Đối với những hệ thống không cần sự chính xác qúa cao và tần số thấp có thể sử dụng những... như: R,L,C, BTT để tạo mạch dao động hoặc là sử dụng IC 555…Đối với những hệ thống cần sự chính xác cao như máy tính ,hệ thống điều khiển, đồng hồ…,không thể sử dụng những mạch dao động trên vì độ chính xác không cao, độ sai số của linh kiện lớn, tần số không đáp ứng được Do đó phải sử dụngnhững mạch có độ chính xác cao hơn, mà thông dụng hiện nay làsử dụng mạch dao động thạch anh 2 Các mạch dao động... động: 1 + RT >3 R  Dao động cộng hưởng LC: Tần số dao động: fo= 1 2n LC  Dao động Colpilts: Tần số dao động: fo= 1 2n 2 LC  Dao động Hartley: Tần số dao động: SVTH: Nguyễn Thành Nhơn fo= 1 1 2 2LC Trang 33 . Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 23 I OL : dòng điện nhận của TTL ở mức Logic 0& N: số mạch CMOS mắc vào ngõ ra của TTL. I IL : dòng điện vào ở logic 0 của một CMOS. R x nhỏ hơn R x. điện sẽ thu phát của transitor ra của TTL. I IH : dòng điện vào mức logic 1 của CMOS. R x (max): tùy thu c chủ yếu vào dòng điện nghòch I CEX vì dòng điện ngõ vào của CMOS rất nhỏ. (hình. loại máy, chẳng hạn 16 bit, 32 bit, 64 bit. Từ là một thành phần cơ bản nhất. Các bộ phận cơ bản của thiết bò thướng được truyền đi hay nhân vào nguyên một từ hay nhiều từ chứ không nhân vài bit