Đang tải... (xem toàn văn)
ây là báo cáo thực hành bài 11, môn Thực hành điện điện tử cơ bản, trường Đại học công nghệ thông tin. UITBài 11. Khảo sát flipflop và ứng dụng11.1 Mục tiêu Khảo sát các hoạt động của các flipflop cơ bản. Ứng dụng flipflop để chế tạo các mạch đếm, thanh ghi.
BÁO CÁO BÀI 11 Môn: Thực hành Điện – Điện tử cơ bản ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Bài 11. Khảo sát flip-flop và ứng dụng 11.1 Mục tiêu • Khảo sát các hoạt động của các flip-flop cơ bản. • Ứng dụng flip-flop để chế tạo các mạch đếm, thanh ghi. 11.2 Câu hỏi chuẩn bị 1. Nêu kí hiệu flip-flop, bảng trạng thái và phương trình của các flip-flop RS, JK, D, T? • Flip-flop RS Kí hiệu: Bảng trạng thái: S R Q 0 0 Cấm Q 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 Không đổi Cấm Phương trình: • Flip-flop JK Kí hiệu: Trang 1 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Bảng trạng thái: FF nảy bằng cạnh lên: J K CK Q 0 0 Q 0 (không đổi) 0 1 0 1 0 1 1 1 0 (đảo lại) FF nảy bằng cạnh xuống: J K CK Q 0 0 Q 0 (không đổi) 0 1 0 1 0 1 1 1 0 (đảo lại) Phương trình: • Flip-flop D Trang 2 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Kí hiệu: Bảng trạng thái: D Q 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 Phương trình: • Flip-flop T Kí hiệu: Bảng trạng thái: T Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Phương trình: 11.3 Nội dung 11.3.1 Flip-flop RS 11.3.1.1 Flip-flop RS dùng cổng NAND Kết nối mạch như Hình 11-1: Trang 3 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Bảng 11-1 xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm: TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí board số và tên 1 IC 7400 Board số 5 2 IC 7414 Board số 5 Chuyển đổi các SW1 và SW2 rồi điền kết quả vào Bảng 11-2 (bên trái). Bảng 11-2 FF RS dùng cổng NAND FF RS dùng cổng NOR S (SW1) R (SW2) Q LED1 Q\ LED2 S (SW1) R (SW2) Q LED1 Q\ LED2 0 0 Tắt Tắt 0 0 Tắt Tắt 0 1 Tắt Sáng 0 1 Tắt Sáng 1 0 Sáng Tắt 1 0 Sáng Tắt 1 1 ! ! 1 1 ! ! 11.3.1.2 Flip-flop RS dùng cổng NOR Kết nối mạch như Hình 11-2 do không có cổng NOR nên thay thế bằng cổng OR và NOT. Trang 4 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Chuyển đổi các SW1 và SW2 rồi điền kết quả vào Bảng 11-2 (bên phải). Hãy cho biết trạng thái cấm của FF RS dùng cổng NAND và cổng NOR? Trạng thái cấm: + FF RS dùng cổng NAND: S = 0, R = 0 , S = 1, R = 1 + FF RS dùng cổng NOR: S = 1, R = 1 11.3.2 Khảo sát flip-flop – IC 74LS112 11.3.2.1 Khảo sát datasheet của IC 74LS112 Tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như Hình 11-3: Trang 5 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Các trạng thái hoạt động của IC flip-flop 74LS112 Trang 6 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 11.3.2.2 Sơ đồ chân IC 74112 trên bộ thí nghiệm • Hai IC 74112 gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board với các tên như Hình 11-5. Trang 7 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 • Hai IC có số thứ tự là IC8 và nằm IC9 ở board số 2 và nguồn IC đã được cung cấp. • Các ngõ vào PRE và CLR đã treo lên nguồn Vcc qua điện trở – khi không sử dụng PRE và CLR xem như chúng đã ở mức 1. 11.3.2.3 Kiểm tra các flip-flop • Kết nối mạch như Hình 11-6 • Thiết lập các trạng thái ở ngõ vào của flip-flop theo bảng trạng thái, quan sát trạng thái ở ngõ ra xem có giống như trong datasheet đã cho không? • Nếu đúng thì tiếp tục kiểm tra các trạng thái còn lại và kiểm tra flip-flop thứ 2 và IC này còn tốt, nếu không đúng thì IC đã hỏng. • Kiểm tra tương tự cho IC flip-flop thứ 2. Chú ý: không cần kiểm tra trạng thái cuối cùng trong bảng trạng thái. Kết luận: hãy đánh dấu “×” nếu flip-flop hư, đánh dấu “√” nếu flip-flop tốt: Số thứ tự IC8A IC8B IC9B IC8B Tốt/hư (“√/×”) √ √ √ √ 11.3.3 Thiết kế mạch đếm không đồng bộ 11.3.3.1 Mạch đếm lên 2 bit Kết nối mạch như Hình 11-7: Trang 8 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào Bảng 11-4 (bên trái): Bảng 11-4 Clk LED1 LED0 Thập phân Clk LED1 LED0 Thập phân 0 Tắt Tắt Tắt 0 Sáng Sáng Sáng 1 Tắt Sáng Sáng 1 Sáng Tắt Sáng 2 Sáng Tắt Sáng 2 Tắt Sáng Sáng 3 Sáng Sáng Sáng 3 Tắt Tắt Tắt 4 Tắt Tắt Tắt 4 Sáng Sáng Sáng Chú ý:trạng thái bắt đầu để điền vào bảng trạng thái khi các ngõ ra Q ở mức 0 [tất cả led đều tắt] – sau khi nhấn nút reset low. Các ngõ vào kí hiệu 1 là nối lên nguồn +5V. 11.3.3.2 Mạch đếm xuống 2 bit Kết nối mạch như Hình 11-8. Trang 9 [...]... Tắt Sáng Tắt 11. 3.3.4 Mạch đếm MOD 10 – đếm lên Kết nối mạch như Hình 11- 10: • Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu ra trên 4 led để lập Bảng 11- 5: 11. 3.3.5 Mạch đếm xuống 4 bit Hãy kết nối mạch như Hình 11- 11: Trang 11 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu trên các led và điền vào Bảng 11- 6 (bên trái): Bảng 11- 6 Clk Led3... trên 4 led để lập Bảng 11- 6 (bên phải): 11. 3.4 Thiết kế mạch đếm đồng bộ 11. 3.4.1 Mạch đếm lên 2 bit Kết nối mạch như Hình 11- 13: Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào Bảng 11- 7: Bảng 11- 7 Clk Led0 Led1 0 Tắt Tắt 1 Tắt Sáng 2 Sáng Tắt 3 Sáng Sáng 11. 3.4.2 Mạch đếm xuống 2 bit Trang 13 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Kết nối mạch như Hình 11- 14: Quan sát... mono để điều khiển 11. 4 Tổng kết Bài này đã khảo sát IC flip-flop 74LS112 và sử dụng IC này để thiết kế 2 loại mạch đếm cơ bản là mạch đếm đồng bộ và mạch đếm không đồng bộ 11. 5 Câu hỏi ôn tập 1 Hãy vẽ kí hiệu và bảng trạng thái hoạt động FF JK của IC 7 4112 ? Kí hiệu: Bảng trạng thái: FF nảy bằng cạnh lên: J K CK Q Trang 16 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản 0 0 1 1 Báo cáo Bài 10 0 1 0 1 FF.. .Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào Bảng 11- 4 (bên phải): 11. 3.3.3 Mạch đếm lên 4 bit Kết nối mạch như Hình 11- 9: Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu ra trên 4 led để lập Bảng 115 : Bảng 11- 5 Clk Led3 0 Tắt 1 Tắt 2 Tắt 3 Tắt Led2 Tắt Tắt Tắt Tắt... Tắt Sáng 11 Sáng Tắt Sáng Sáng Tắt Sáng Tắt Tắt 12 Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Sáng Sáng 13 Sáng Sáng Tắt Sáng Tắt Tắt Sáng Tắt 14 Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Sáng 15 Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt 16 Tắt Tắt Tắt Tắt Sáng Sáng Sáng Sáng 11. 3.5 Các mạch biến đổi FF 11. 3.5.1 Mạch điều khiển ON-OFF dùng FF T Kết nối mạch như Hình 11- 17: Trang 15 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10... Tắt Sáng Tắt Sáng Tắt Sáng 11 Tắt Sáng Tắt Tắt Sáng Sáng Sáng Sáng 12 Tắt Tắt Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt 13 Tắt Tắt Sáng Tắt Sáng Sáng Tắt Sáng 14 Tắt Tắt Tắt Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt 15 Tắt Tắt Tắt Tắt Sáng Tắt Sáng Sáng 16 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Sáng Tắt 11. 3.3.6 Mạch đếm từ 15 xuống 5 Kết nối mạch như Hình 11- 12: Trang 12 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 • Nhấn nút “RST_L”... vào bảng trạng thái Bảng 11- 8: Bảng 11- 8 Clk 0 1 2 3 Led0 Sáng Sáng Tắt Tắt Led1 Sáng Tắt Sáng Tắt 11. 3.4.3 Mạch đếm lên 4 bit Kết nối mạch như Hình 11- 15: • Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát clk và tín hiệu ra các led và điền vào Bảng 11- 9 (bên trái): • Chú ý: nếu tín hiệu CLK không đủ thì dùng IC 7414 đệm CLK trước khi cấp cho 2 flip-flop Q2, Q3 11. 3.4.4 Mạch đếm xuống 4 bit Trang 14 Báo cáo Thực hành điện. .. số còn 1/2f Như vậy xung đếm ck đã được chia đôi tần số sau 1 tầng FF - Do Q0 lại trở thành ngõ vào xung đếm của FF thứ 2 (FF B) nên tương tự tần như vậy fQ1 bằng một nửa fQ0 Trang 17 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản - Báo cáo Bài 10 Như vậy với 2 FF ta có 4 trạng thái logic ngõ ra từ 00 ở xung đếm đầu tiên đến 11 ở xung đếm thứ 4, tức là trị thập phân ra bằng số xung đếm vào và vì vậy đây là mạch... Led2 Led1 Led0 Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Sáng Tắt Sáng Tắt Tắt Sáng Sáng Trang 10 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Tắt Tắt Tắt Tắt Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Sáng Sáng Tắt Tắt Sáng Sáng Tắt Tắt Sáng Sáng Tắt Báo cáo Bài 10 Tắt Sáng Tắt Sáng Tắt Sáng Tắt Sáng Tắt Sáng Tắt Sáng Tắt Tắt Tắt... lần nữa, Trang 18 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản - Báo cáo Bài 10 tức là Q0 = 0 Như vậy cứ sau mỗi lần tác động của ck Q0 lại lật trạng thái một lần, sau 2 lần ck tác động, Q0 lặp lại trạng thái ban đầu, do đó nếu xung ck có chu kì là T và tần số là f thì xung ngõ ra Q0 sẽ có chu kì là 2T và tần số còn 1/2f Như vậy xung đếm ck đã được chia đôi tần số sau 1 tầng FF Do Q0 lại trở thành ngõ vào xung . và bảng trạng thái của IC như Hình 1 1- 3: Trang 5 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Các trạng thái hoạt động của IC flip-flop 74LS112 Trang 6 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ. 0 Phương trình: 11. 3 Nội dung 11. 3.1 Flip-flop RS 11. 3.1.1 Flip-flop RS dùng cổng NAND Kết nối mạch như Hình 1 1- 1: Trang 3 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Bảng 1 1- 1 xác định. như Hình 1 1- 11: Trang 11 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 10 Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu trên các led và điền vào Bảng 1 1- 6 (bên trái): Bảng 1 1- 6 Clk Led3