Giáo trình thực tập Kỹ thuật số - Bài 9: Mạch đếm (Counters)
Bµi 9 : M¹ch ®Õm
(Counters)
A - PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt
1. M¹ch ®Õm nèi tiÕp:
Trong m¹ch ®Õm nèi tiÕp trig¬ ®Çu tiªn chuyÓn tr¹ng th¸i b»ng xung nhÞp Ck.
C¸c trig¬ sau chuyÓn tr¹ng th¸i b»ng xung lèi ra cña trig¬ tr−íc nã. M¹ch ®Õm
nèi tiÕp còng cßn ®−îc gäi lµ m¹ch ®Õm “kh«ng ®ång bé” (Asynchronous).
D−íi d©y lµ s¬ ®å logic cña m¹ch ®Õm modun 16 theo kiÓu nèi tiÕp cã ®iÒu
khiÓn b»ng ®Çu vµo “counT”.
C
B
A
D
SET
5V
S
R
S
R
S
R
S
R
0V
CK
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
CLR
0V
5V
COUNT
Sau khi xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung xo¸ CLR ta cã :
Q = QD QC QB QA = 0 0 0 0
§Æt “counT” = 1 , m¹ch ®Õm b¾t ®Çu ho¹t ®éng theo xung nhÞp t¸c dông.
Gi¶n ®å thêi gian ®−îc m« t¶ trªn h×nh sau. Sau Ck1 m¹ch ®Õm 0001 ... ®Õn
CK15 m¹ch ®Õm 1111, CK16 trë l¹i 0000. Nh− vËy m¹ch ®Õm cã 4 trig¬ ®Õm tõ 0
... 15 gäi lµ ®Õm modun 16. Tæng qu¸t nÕu s¬ ®å ®Õm cã n trig¬ sÏ ®Õm ®−îc
modun 2n.
Nh×n gi¶n ®å xung ta còng thÊy mçi trig¬ chia tÇn sè xung nhÞp lµm 2. Do ®ã,
4 trig¬ sÏ chia tÇn sè xung nhÞp lµm 24 = 16, n trig¬ sÏ chia tÇn sè xung nhÞp theo
hÖ sè 2n .
110
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
Ck
QA
QB
QC
QD
2. M¹ch ®Õm song song.
Trong m¹ch ®Õm song song, xung nhÞp t¸c ®éng ®ång thêi vµo tÊt c¶ c¸c trig¬.
M¹ch ®Õm song song còng cßn ®−îc gäi lµ m¹ch ®Õm “ ®ång bé” (Synchronous). Ta
biÕt r»ng trong m¹ch ®Õm nèi tiÕp, xung nhÞp Ck ph¶i lÇn l−ît qua tõng trig¬
mét. NÕu thêi gian lan truyÒn cña xung nhÞp qua mçi trig¬ lµ tp (tp = 10 ns) th×
tæng thêi gian trÔ qua n trig¬ lµ n.tp. Nh− vËy m¹ch ®Õm nèi tiÕp lµ chËm ch¹p
kh«ng ®¸p øng ®−îc trong mét sè m¹ch cÇn t¸c ®éng nhanh.
S¬ ®å logic cña m¹ch ®Õm modun 16 theo kiÓu ®Õm song song cã ®Çu vµo ®iÒu
khiÕn “counT” ®−îc tr×nh bµy d−íi ®©y.
Khi “counT” = 0 , c¸c trig¬ J-K kh«ng thay ®æi tr¹ng th¸i.
Khi “counT” = 1 , m¹ch ®Õm b¾t ®Çu ho¹t ®éng theo xung nhÞp Ck.
Sau khi xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung xo¸ CLR ta cã :
Q = QD QC QB QA = 0 0 0 0
ViÖc ph©n tÝch m¹ch rÊt ®¬n gi¶n v× theo tÝnh chÊt cña trig¬ J-K th× chØ khi
nµo J = K = 1 trig¬ sÏ thay ®æi tr¹ng th¸i khi cã s−ên ©m cña xung nhÞp t¸c dông.
M¹ch lÇn l−ît ®Õm tõ 0000 ®Õn 1111 tøc lµ tõ 0 ®Õn 15 (hÖ thËp ph©n).
øng víi s−ên ©m xung nhÞp thø 15, ta cã :
Q = QD QC QB QA = 1 1 1 1
B©y giê c¶ bèn trig¬ ®Òu cã J = K = 1 vµ khi s−ên ©m xung nhÞp CK thø 16
t¸c ®éng th× chóng chuyÓn tr¹ng th¸i tõ “1” vÒ “0” . T¨ng thªm c¸c trig¬ vµ c¸c
cöa vµ ta cã m¹ch ®Õm ®ång bé víi chiÒu dµi tuú ý. ¦u viÖt cña m¹ch ®Õm ®ång
bé lµ tèc ®é nhanh.
111
QC
QD
QA
QB
"1"
S
R
S
R
S
R
S
R
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
"1"
Ck
Count
3. C¸c m¹ch ®Õm kh¸c
a) M¹ch ®Õm víi modun tuú ý:
Modun cña mét m¹ch ®Õm lµ sè tr¹ng th¸i ®Çu ra cña m¹ch ®Õm ®ã. M¹ch
®Õm nèi tiÕp 4-bit nãi trªn cã modun 16 v× r»ng nã cã 16 tr¹ng th¸i ph©n biÖt ®−îc
®¸nh sè tõ 0000 ÷ 1111 . B»ng c¸ch thay ®æi thiÕt kÕ m¹ch ta cã thÓ x©y dùng
m¹ch ®Õm víi modun theo ý muèn.
S¬ ®å logic m¹ch ®Õm nèi tiÕp modun 6 x©y dùng tõ 3 trig¬ J-K vµ mét cöa
kh«ng vµ vµ mét cöa vµ.
CLR
M¹ch ®Õm bÞ xo¸ khi hoÆc
= 0 hoÆc Y = 0
§Çu tiªn CLR = 0 , ta cã Q = QC QB QA = 0 0 0 .
Khi CLR trë vÒ “1” , m¹ch ®Õm b¾t ®Çu ho¹t ®éng.
M¹ch ®Õm 3 bit b×nh th−êng ®Õm tõ 000 ÷ 111 , ta cÇn xo¸ bá 2 tõ ®Õm cuèi
cïng 110 vµ 111. Víi m¹ch ®Õm modun 6 ta ph¶i xo¸ ngay tõ ®Õm:
Q = QC QB QA = 1 1 0 .
Cöa kh«ng vµ víi ®Çu ra Y = QC . QB = 1 . 1
= 0 ®· thùc hiÖn xo¸
m¹ch ®Õm ®Ó chu tr×nh lÆp l¹i tõ ®Çu .
112
QC
QA
QB
Count
"1"
S
R
S
R
S
R
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
Ck
CLR
M¹ch ®Õm nèi tiÕp modun 10 cã c¸ch m¾c t−¬ng tù. M¹ch ®Õm nµy cã tªn gäi
lµ §Ò c¸t (decade).
QD
QA
QB
QC
Count
"1"
S
R
S
R
S
R
S
R
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
Ck
CLR
Khi ®Õm xung thø 9 , ta cã Q = QD QC QB QA = 1 0 0 1. Ta cÇn “dËp” tõ ®Õm
thø 10 ( Q = QD QC QB QA = 1010) vµ cöa vµ víi ®Çu ra Y = QD QB = 0 ®· thùc
hiÖn ®−îc viÖc xo¸ toµn m¹ch ®Ó chu tr×nh lÆp l¹i tõ ®Çu.
L−u ý r»ng kh«ng nhÊt thiÕt cø ph¶i dïng m¹ch ®Õm nèi tiÕp míi x©y dùng
®−îc m¹ch ®Õm víi modun bÊt kú. S¬ ®å logic d−íi ®©y, víi ®−êng liªn kÕt chän
thÝch hîp ta cã ®−îc m¹ch ®Õm §Ò c¸t . Vi m¹ch 74LS90 lµ mét m¹ch ®Õm §Ò c¸t
®−îc thiÕt kÕ theo nguyªn t¾c nµy.
113
QB
QD
QA
QC
3
1
"1"
S
R
S
S
R
S
R
"1"
"1"
"1" J
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
Q
_
Q
Ck
CP
CP
K
K
"1"
"1"
"1"
R
2
"1"
Gi¶n ®å thêi gian d−íi ®©y sÏ gi¶i thÝch ®Çy ®ñ ho¹t ®éng cña §Ò c¸t nµy.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ck
QA
QB
QC
QD
1
3
2
-
-
-
§−êng liªn kÕt (3,2) buéc trig¬ D ph¶i chuyÓn tr¹ng th¸i ë s−ên ©m CK8
§−êng liªn kÕt (2) buéc trig¬ D ph¶i chuyÓn tr¹ng th¸i ë s−ên ©m CK10
§−êng liªn kÕt (1) buéc trig¬ B kh«ng ®æi tr¹ng th¸i ë s−ên ©m CK10
L−u ý 2 trig¬ B vµ D chÞu t¸c ®éng trùc tiÕp cña xung lèi ra QA cña trig¬ A.
b) M¹ch ®Õm tiÕn, m¹ch ®Õm lïi (UP Counter, down Counter).
QC
QA
QB
Count
"1"
S
R
S
R
S
R
a
a
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
Ck
b
b
"1"
114
Trªn ®©y lµ s¬ ®å logic cña m¹ch ®Õm nèi tiÕp 3 bit.
-
-
NÕu kho¸ S ë vÞ trÝ a, ta cã m¹ch ®Õm tiÕn nèi tiÕp.
NÕu kho¸ S ë vÞ trÝ b, ta cã m¹ch ®Õm lïi nèi tiÕp.
ë ®©y muèn xÐt kü m¹ch ®Õm lïi (kho¸ S ë vÞ trÝ b). Sau khi xo¸ toµn bé m¹ch
®Õm (®Æt CLR = 0 sau ®ã chuyÓn CLR =1) , ta ®Ó PR = 0 . tõ nhÞ ph©n lèi ra sÏ lµ:
Q = QC QB QA = 1 1 1 .
§Ó PR = 1 , m¹ch ®Õm b¾t ®Çu ho¹t ®éng (®Õm lïi).
KÕt thóc xung nhÞp 1 : Q = 1 1 0
-----------------
-----------------
-----------------
-----------------
-----------------
-----------------
2 : Q = 1 0 1
3
: Q = 1 0 0
: Q = 0 1 1
: Q = 0 1 0
: Q = 0 0 1
: Q = 0 0 0
4
5
6
7
VËy lµ m¹ch ®· ®Õm lïi tõ 7 ®Õn 0, t−¬ng øng víi tõ nhÞ ph©n 3 bit tõ 111
®Õn 000. Xung nhÞp thø 8 tiÕp theo lµm cho m¹ch ®Õm quay trë l¹i tr¹ng th¸i ban
®Çu Q = 111.
D−íi ®©y lµ h×nh vÏ cho m¹ch ®Õm tiÕn - lïi 4 bit. Nhê ®Çu vµo ®iÒu
khiÓn UP/down mµ m¹ch sÏ ®Õm theo kiÓu tiÕn hoÆc lïi .
Khi UP/down = 1 , m¹ch ®Õm tiÕn tõ 0000 ®Õn 1111
Khi UP/down = 0 , m¹ch ®Õm lïi tõ 1111 ®Õn 0000 .
c) M¹ch ®Õm ®Æt tr−íc (Presettable Counter).
Trong m¹ch ®Õm ®Æt tr−íc phÐp ®Õm b¾t ®Çu tõ mét sè lín h¬n sè 0. H×nh
vÏ d−íi ®©y lµ mét m¹ch ®Õm ®Æt tr−íc, phÐp ®Õm b¾t ®Çu tõ sè nhÞ ph©n D C B
A , mét sè n»m gi÷a sè 0000 vµ 1111.
115
Khi cho ®Çu load (n¹p) = 0 , m¹ch ®Õm b×nh th−êng . Khi cho ®Çu
load = 1, m¹ch ®Õm “x¸c lËp” ®Çu ra Q = D C B A. Gi¶ sö sè ®Æt tr−íc lµ :
D C B A = 0 1 1 0
Ta lÇn l−ît lµm nh− sau :
LOAD = 1 ; Q = 0101
LOAD = 0 ; theo xung nhÞp t¸c ®éng, m¹ch ®Õm lÇn l−ît cho c¸c kÕt qu¶ :
Q
Q
Q
Q
Q
=
=
=
=
=
0110
0111
1000
1001 .....
1111
cho ®Õn sè cùc ®¹i
Xung nhÞp tiÕp theo lµm cho m¹ch n¹p l¹i gi¸ trÞ ®Æt tr−íc ABCD
LËp tr×nh modun (Programming Modulus).
Mét øng dông v« cïng quan träng cña m¹ch ®Õm ®Æt tr−íc lµ lËp tr×nh
modun. M¹ch logic võa ®−îc tr×nh bµy trªn ®Õm tõ 6 ®Õn 15 t−¬ng øng víi tï nhÞ
ph©n 0110 ®Õn 1111. Ta muèn m¹ch ®Õm quay trë l¹i tr¹ng th¸i x¸c lËp ban ®Çu
theo gi¶n ®å tr¹ng th¸i sau :
6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 6 , 7, 8 ....
Nãi kh¸c ®i ta cÇn lËp tr×nh modun 10 cho m¹ch ®Õm mµ sè ®Æt tr−íc lµ 6 –
01102 . Muèn vËy, c¸c ®Çu ra Q kÝch thÝch cöa kh«ng hoÆc 4 ®Çu vµo vµ cöa
kh«ng hoÆc ®iÒu khiÓn trë l¹i ®−êng LOAD .
116
QD
QC
QB
QA
LOAD
Khi Q = QD QC QB QA = 0000 th× LOAD = 1 . HÇu nh− ngay tøc kh¾c , c¸c
®Çu vµo sè liÖu DCBA = 0110 x¸c lËp tr¹ng th¸i ban ®Çu cho m¹ch ®Õm Q = 0110.
Lóc nµy LOAD = 0, m¹ch ®Õm ho¹t ®éng trë l¹i ®Õm tiÕp 0111, 1000 ...
NÕu thay ®æi sè liÖu ®Æt tr−íc DCBA, ta cã c¸c modun kh¸c nhau. C«ng thøc
tæng qu¸t :
M
=
N
-
P
M lµ modun m¹ch ®Õm ®Æt tr−íc ; N - 2n lµ modun tù nhiªn trong ®ã n lµ sè
trig¬ , P lµ sè ®Õm ®Æt tr−íc . Trong vÝ dô trªn M = 10, N = 16, P = 6.
B¶ng d−íi ®©y lµ mét sè m¹ch ®Õm hä TTL .
7490 lµ m¹ch ®Õm 10 nèi tiÕp (decade). CÊu tróc cña m¹ch logic cã 2 phÇn :
phÇn ®Çu chia 2, phÇn sau chia 5.
7492 lµ m¹ch ®Õm modun 12. CÊu tróc cña m¹ch logic cã 2 phÇn : phÇn ®Çu
chia 2, phÇn sau chia 6.
7493 lµ m¹ch ®Õm modun 16. CÊu tróc cña m¹ch logic cã 2 phÇn : phÇn ®Çu
chia 2, phÇn sau chia 8.
74160 vµ 74161 lµ m¹ch ®Õm ®ång bé ®Æt tr−íc . M¹ch ®Õm ®Çu lµ Decade,
m¹ch sau cã modun 16.
74190 vµ 74191 lµ m¹ch ®Õm ®Æt tr−íc tiÕn lïi. M¹ch ®Õm ®Çu cã modun 10,
m¹ch sau cã modun 16.
7490
Decade
7492
Divide - by - 12
7493
Divide - by - 16
74160
74161
74190
Presettable Decade
Presettable divide - by - 16
Up - down presettable decade
117
74191
Up - down presettable divide - by - 16
118
B - PhÇn bµi tËp.
1. M¹ch ®Õm nèi tiÕp .
a) M¹ch ®Õm nèi tiÕp modun 16
S¬ ®å thÝ nghiÖm
C
B
A
D
SET
5V
S
R
S
R
S
R
S
R
0V
CK
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
CLR
0V
5V
COUNT
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1:
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
04 Trig¬ JK lo¹i 74LS112 [Digital by Number/741xx/74112 1/2]
02 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch]
04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
02 Logic Source [Sources/Linear/+V]
(s)
(9)
(1)
Chó ý:
[ ]
( )
§−êng dÉn ®Ó lÊy linh kiÖn trong th− viÖn
Ký hiÖu phÝm t¾t
B−íc 2:
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic
switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra QA QB QC QD
B−íc 3:
-
Ban ®Çu xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung CLR , sau ®ã m¹ch ®Õm ho¹t ®éng
theo xung nhÞp CK t¸c dông, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra QA QB QC QD vµ
®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý.
119
-
So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt
Thø tù 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
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
b) M¹ch ®Õm modun 12
QD QC QB QA
S¬ ®å thÝ nghiÖm
SET
5V
S
S
R
S
S
R
0V
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
CK
R
R
COUNT
5V
U1A
U2A
CLR
0V
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1:
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
04 Trig¬ JK lo¹i 74LS112 [Digital by Number/741xx/74112 1/2]
02 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch]
04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
02 Logic Source [Sources/Linear/+V]
(s)
(9)
(1)
120
01 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND]
01 Cæng AND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in AND]
(5)
(3)
B−íc 2:
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic
switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra QA QB QC QD
B−íc 3:
-
-
Ban ®Çu xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung CLR , sau ®ã m¹ch ®Õm ho¹t ®éng
theo xung nhÞp CK t¸c dông, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra QA QB QC QD vµ
®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý
So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt
Thø tù Ck
QD QC QB QA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
0
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
0
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
1
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
10
11
12
2. M¹ch ®Õm song song
S¬ ®å thÝ nghiÖm
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1:
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
04 Trig¬ JK lo¹i 74LS112 [Digital by Number/741xx/74112 1/2]
02 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch]
04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
02 Logic Source [Sources/Linear/+V]
(s)
(9)
(1)
121
02 Cæng AND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in AND]
(3)
QA
QD
QB
QC
SET
5V
5V
S
R
S
S
R
S
R
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
J
CP
K
Q
_
Q
R
CLR
0V
0V
CK
B−íc 2:
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic
switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra QA QB QC QD
B−íc 3:
-
-
Ban ®Çu xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung CLR , sau ®ã m¹ch ®Õm ho¹t ®éng
theo xung nhÞp CK t¸c dông, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra QA QB QC QD vµ
®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý.
So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt
Thø tù 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
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
122
VÏ gi¶n ®å thêi gian cña m¹ch ®Õm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
Ck
QA
QB
QC
QD
3. M¹ch ®Õm tiÕn lïi
S¬ ®å thÝ nghiÖm
SET
0V
5V
UP/DOWN
S
S
R
S
0V
CK
J
Q
_
Q
J
Q
_
Q
J
Q
_
Q
CP
K
CP
K
CP
K
R
R
5V
5V
COUNT
CLR
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1:
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
04 Trig¬ JK lo¹i 74LS112 [Digital by Number/741xx/74112 1/2]
04 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch]
03 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
01 Logic Source [Sources/Linear/+V]
(s)
(9)
(1)
(5)
06 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND]
01 Cæng NOT [Digital Basic/Buffers/Inverters/Inverter]
B−íc 2:
123
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic
switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra QA QB QC
B−íc 3:
-
-
Ban ®Çu xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung CLR , sau ®ã m¹ch ®Õm ho¹t ®éng
theo xung nhÞp CK t¸c dông, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra QA QB QC QD vµ
®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý
So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt
§Õm lïi (Down Counter)
§Õm tiÕn (Up Counter)
UP/
DOWN
UP/
DOWN
CLR SET
CLR SET
QC QB
QA
CK
x
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
0 0 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
1 1 1
1 1 0
1 0 1
- - -
- - -
- - -
- - -
- - -
- - -
CK1 0 0 1
CK2 0 1 0
CK1
CK2
CK3
CK4
CK5
CK6
CK7
CK8
CK3
CK4
CK5
CK6
CK7
CK8
- - -
- - -
- - -
- - -
- - -
- - -
4. Nghiªn cøu sù ho¹t ®éng cña m¹ch ®Õm 74LS161
H×nh vÏ sau tr×nh bµy s¬ ®å logic , ký hiÖu logic, b¶ng ch©n lý cña 74LS161,
®ång thêi cã h×nh vÏ mÉu modun 74LS161 cña phßng thÝ nghiÖm. H·y lÇn l−ît
lµm c¸c thÝ nghiÖm sau ®©y :
ThÝ nghiÖm 1
124
5V
0V
5V
CLR
LOAD
QA
QD
QC
QB
COUNT
U3
74LS161
7
10
2
9
1
5V
0V
5V
CEP
CET
CP
PE
MR
CK
D
15
11
12
13
14
TC
Q3
Q2
Q1
Q0
6
5
4
3
D3
D2
D1
D0
C
5V
0V
B
A
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1:
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
01 74LS161 [Digital by Number/741xx/74161]
08 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch]
04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
(s)
(9)
B−íc 2:
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic
switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra QA QB QC
B−íc 3:
-
Ban ®Çu xo¸ m¹ch ®Õm b»ng xung CLR , sau ®ã m¹ch ®Õm ho¹t ®éng
theo xung nhÞp CK t¸c dông, quan s¸t gi¸ trÞ logic lèi ra QA QB QC QD vµ
®iÒn ®Çy ®ñ vµo b¶ng ch©n lý
-
So s¸nh víi b¶ng ch©n lý ë phÇn lý thuyÕt
Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm h·y ghi ®Çy ®ñ vµo b¶ng tr¹ng th¸i vµ tr¶ lêi c©u hái :
-
-
T¹i sao gäi lµ m¹ch ®Õm ®Æt tr−íc
T¹i sao gäi lµ m¹ch ®Õm modun 16
Ghi chó :
1)
xung nhÞp tõ “0” lªn “1”
125
2) x lµ bÊt kú.
3) Sè xung nhÞp Ck tuú ý nh−ng ®ñ ®Ó chøng tá r»ng modun m¹ch
®Õm lµ 16 .
§Æt DCBA = 0110
Ck
COUNT
x
QD QC QB QA
CLR
LOAD
0
x
0
0
0
-
-
-
-
-
-
-
0
1
1
1
1
0
1
1
1
x
0
1
1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
1
1
ThÝ nghiÖm 2
0V
CLR
5V
0V
QA
QD
QC
QB
COUNT
CK
74LS161A
7
10
2
9
1
CEP
CET
CP
PE
MR
15
11
12
13
14
TC
Q3
Q2
Q1
6
5
4
3
D3
D2
D1
D0
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ ngQh0iÖm:
B−íc1:
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
01 74LS161 [Digital by Number/741xx/74161]
03 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch]
(s)
(9)
04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
126
01 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND]
(5)
B−íc 2:
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic
switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra QA QB QC QD
B−íc 3:
-
B»ng thùc nghiÖm vµ lý thuyÕt tr¶ lêi xem mçi m¹ch ®Õm nµy cã modun
®Õm b»ng bao nhiªu ?
-
Ghi kÕt qu¶ b¸o c¸o vµo b¶ng tr¹ng th¸i (tù lËp b¶ng nµy)
ThÝ nghiÖm 3
0V
CLR
5V
LOAD
5V
QA
QB
QD
QC
COUNT
U4
74LS161
7
10
2
9
1
5V
CEP
CET
CP
PE
MR
CK
15
11
12
13
14
TC
Q3
Q2
Q1
Q0
6
5
4
3
0V
D3
D2
D1
D0
D
0V
C
5V
B
0V
A
C¸c b−íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm:
B−íc1:
Thùc hiÖn vÏ m¹ch nh− h×nh trªn b»ng c¸ch sö dông:
01 74LS161 [Digital by Number/741xx/74161]
08 Logic Switch [Switches/Digital/Logic Switch]
04 Logic Display [Displays/Digital/Logic Display]
(s)
(9)
(5)
03 Cæng NAND 2 lèi vµo [Digital Basic/Gates/2-in NAND]
B−íc 2:
127
Sau khi vÏ xong m¹ch, b¹n nhÊp lªn nót “Run” trªn thanh c«ng cô. KÝch
chuét vµo c¸c logic switch ®Ó lÇn l−ît thay ®æi c¸c møc logic cña c¸c logic
switch. H·y quan s¸t sù thay ®æi c¸c tr¹ng th¸i ë lèi ra QA QB QC QD
B−íc 3:
-
B»ng thùc nghiÖm vµ lý thuyÕt tr¶ lêi xem mçi m¹ch ®Õm nµy cã modun
®Õm b»ng bao nhiªu ?
-
Ghi kÕt qu¶ b¸o c¸o vµo b¶ng tr¹ng th¸i (tù lËp b¶ng nµy)
5. GhÐp hai m¹ch ®Õm 74LS161
-
VÏ c¸c ®−êng nèi m¹ch råi x©y dùng m¹ch ®o sau tiÕn hµnh thÝ nghiÖm
víi yªu cÇu ®Õm tõ 12 ÷ 53.
-
Ghi kÕt qu¶ thùc nghiÖm vµo b¶ng tr¹ng th¸i cho ®Çy ®ñ.
5V
CLR
74LS161
CEP
CET
CP
PE
MR
0V
CK
TC
Q3
Q2
Q1
Q0
D3
D2
D1
D0
74LS161
CEP
CET
CP
PE
MR
TC
Q3
Q2
Q1
Q0
D3
D2
D1
D0
II
I
II
I
CK
CLEAR
D C B A D C B A QD QC QB QA QD QC QB QA
0
1
1
1
1
0 0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0
0
0
0
0
-
0
0
-
0
0
0
1
0
1
-
0
0
-
0
0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0 0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0
0
0
0 1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
128
C. Phô lôc
Giíi thiÖu DataSheet c¸c h·ng s¶n xuÊt IC trªn thÕ giíi cña mét sè IC th«ng
dông sö dông trong bµi thùc hµnh.
1. Trig¬ JK
(JK trigger)
Tªn IC: 74x112 (TTL)
129
Tải về để xem bản đầy đủ
26 trang
31480
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình thực tập Kỹ thuật số - Bài 9: Mạch đếm (Counters)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_thuc_tap_ky_thuat_so_bai_9_mach_dem_counters.pdf
