Giáo trình Mô đun Kỹ thuật số - Cơ điện tử

ức 0000. IC quay lại và tiếp tục đếm lại.
 2. Sơ đồ mạch:
- Các bước thực hiện:
TT
NỘI DUNG THỰC HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT
TB – DC - VT
CHÚ Ý
B1
Chọn, kiểm tra linh kiện
- IC: 74112, 555
- Tụ điện: 47μF/50V, 1000μF/50V.
- Led
- Điện trở: 220Ω, 100Ω, 33kΩ, 1,5kΩ.
- Kìm, VOM.
- Bộ nguồn.
- Protesboard
- Chính xác.
B2
Bố trí linh kiện lên protesboard
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố linh kiện.
- Linh kiện bố không chồng chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi đi dây.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Các linh kiện
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B3
Đấu dây
- Đấu dây theo sơ đồ nguyên lý.
- Đi dây gọn, chính xác, chắc chắn, dẽ sữa chửa.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Dây điện.
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B4
Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
- Kiểm tra (hở các tiếp xúc, đấu sai chân linh kiện, đấu thiếu dây)
- Cấp điện áp UDC = 5V. 
- Kìm, kẹp, VOM
- Protesboard
- Dây điện.
- Bộ nguồn DC
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Cẩn thận.
Bài tập:
1. Lắp ráp mạch đếm xuống 3 bit sử dụng ic 74112?
BÀI 9
LẮP RÁP MẠCH DỒN KÊNH DÙNG IC 74153
Giới thiệu: Bài học này giúp sv hiểu được sự hoạt động của ic 74153. IC 74153 gồm 2 bộ ghép kênh 4:1 là 1 dạng mạch tổ hợp cho phép chọn 1 trong 4 đường ngõ vào song song. 
1. Cấu tạo, hình dáng và sơ đồ chân 
1.1. Cấu tạo
- Mạch dồn kênh 4:1:
1.2. Hình dáng:
1.3. Sơ đồ chân:
1.4. Bảng trạng thái:
2. Nguyên lý hoạt động 
- Mạch trên có 2 ngõ điều khiển chọn là S0 và S1 nên chúng tạo ra 4 trạng thái logic. Mỗi một trạng thái tại một thời điểm sẽ cho phép 1 ngõ vào I nào đó qua để truyền tới ngõ ra Y. 
- Mạch thường còn có thêm ngõ G : được gọi là ngõ vào cho phép (enable) hay xung đánh dấu (strobe). Mạch tổ hợp có thể có 1 hay nhiều ngõ vào cho phép và nó có thể tác động mức cao hay mức thấp. 
- Ngõ cho phép G tác động ở mức thấp, tức là chỉ khi G = 0 thì hoạt động dồn kênh mới diễn ra còn khi G = 1 thì bất chấp các ngõ vào song song và các ngõ chọn, ngõ ra vẫn giữ cố định mức thấp (có thể mức cao tuỳ dạng mạch)
3. Nguyên lý hoạt động của mạch 
	- Cấp nguồn 5v cho chân 16, mas (0v) cho chân 8 để ic hoạt động.
	- Khi chân 2 nhận mức 1 thì bất chấp đầu vào và ngõ chọn là cao hay thấp thì ngõ ra đều ở mức 0 tức led không sáng.
	- Khi chân 2 nhận mức thấp thì tùy vào ngõ chọn sẽ có đầu ra tương ứng:
+ S1S0 = 00, dữ liệu ở I0 sẽ đưa ra ở Y (hiển thị led)
        + S1S0 = 01, dữ liệu ở I1 sẽ đưa ra ở Y (hiển thị led)
        + S1S0 = 10, dữ liệu ở I2 sẽ đưa ra ở Y (hiển thị led)
        + S1S0 = 11, dữ liệu ở I3 sẽ đưa ra ở Y (hiển thị led)
 4. Sơ đồ mạch:
- Xác định trạng thái của led ở chân 7 của ic rồi điền vào bảng:
Ngõ chọn
Ngõ cho phép
Ngõ vào
Ngõ ra
(led)
Chân 2
Chân 14
Chân 1
Chân 3
Chân 4
Chân 5
Chân 6
Chân 7
X
X
1
X
X
X
X
0
0
0
0
X
X
X
0
0
0
1
X
X
X
0
1
0
X
0
X
X
0
1
0
X
1
X
X
1
0
0
X
X
0
X
1
0
0
X
X
1
X
1
1
0
X
X
X
0
1
1
0
X
X
X
1
- Các bước thực hiện:
TT
NỘI DUNG THỰC HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT
TB – DC - VT
CHÚ Ý
B1
Chọn, kiểm tra linh kiện
- IC: 74153
- Led
- Kìm, VOM.
- Bộ nguồn.
- Protesboard
- Chính xác.
B2
Bố trí linh kiện lên protesboard
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố linh kiện.
- Linh kiện bố không chồng chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi đi dây.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Các linh kiện
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B3
Đấu dây
- Đấu dây theo sơ đồ nguyên lý.
- Đi dây gọn, chính xác, chắc chắn, dẽ sữa chửa.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Dây điện.
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B4
Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
- Kiểm tra (hở các tiếp xúc, đấu sai chân linh kiện, đấu thiếu dây)
- Cấp điện áp UDC = 5V. 
- Kìm, kẹp, VOM
- Protesboard
- Dây điện.
- Bộ nguồn DC
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Cẩn thận.
Bài tập:
1. Lắp ráp mạch dồn kênh sử dụng ic 74153 ( sử dụng 8 ngõ vào và 2 ngõ ra)?
BÀI 10
LẮP RÁP MẠCH PHÂN KÊNH DÙNG IC 74155
Giới thiệu: Bài học này giúp sv hiểu được sự hoạt động của ic 74155. IC 74155 gồm 2 bộ phân kênh 1:4 là 1 dạng mạch tổ hợp tách kênh truyền thành 1 trong 4 kênh dữ liệu song song tuỳ vào mã chọn ngõ vào.
1. Cấu tạo, hình dáng và sơ đồ chân 
1.1. Cấu tạo
- Mạch phân kênh 1:4:
1.2. Hình dáng:
1.3. Sơ đồ chân:
1.4. Bảng trạng thái:
2. Nguyên lý hoạt động 
- Mạch tách kênh từ 1 đường sang 4 đường nên số ngõ chọn phải là 2
- Khi ngõ cho phép G ở mức 1 thì nó cấm không cho phép dữ liệu vào được truyền ra ở bất kì ngõ nào nên tất cả các ngõ ra đều ở mức 0
- Khi G = 0 BA = 00 dữ liệu S được đưa ra ngõ Y0,  nếu S = 0 thì Y0 cũng bằng 0 và nếu S = 1 thì Y0 cũng bằng 1,tức là S được đưa tới Y0; các ngõ khác không đổi
- Tương tự với các  tổ hợp BA khác thì lần lượt  ra ở S sẽ là Y1, Y2, Y3
3. Nguyên lý hoạt động của mạch 
	- Cấp nguồn 5v cho chân 16, mas (0v) cho chân 8 để ic hoạt động.
	- Mạch được chia làm 2 bộ phân kênh nhưng 2 bộ phân kênh này hoạt động khác nhau (chân 1 của bộ đầu có thêm cổng đảo nhưng chân 15 của bộ sau thì không có). 
	- Khi chân 1 và chân 15 (2 chân cho phép) nhận mức 1 thì bất chấp đầu vào và ngõ chọn là cao hay thấp thì ngõ ra đều ở mức 1 tức 4 led sáng.
	- Khi 2 chân cho phép không xác định được giá trị thì:
+ Bộ 1: ngõ vào mức 0 thì ngõ ra đều ở mức 1 tức 4 led sáng
        + Bộ 2: ngõ vào mức 1 thì ngõ ra đều ở mức 1 tức 4 led sáng
 4. Sơ đồ mạch:
- Xác định trạng thái của các led rồi điền vào bảng:
Ngõ chọn
Ngõ cho phép
Ngõ vào
Ngõ ra
(led)
Ngõ cho phép
Ngõ vào
Ngõ ra
(led)
Chân
2
14
1
3
4
5
6
7
15
13
9
10
11
12
X
X
1
X
1
X
X
X
X
0
X
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
- Các bước thực hiện:
TT
NỘI DUNG THỰC HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT
TB – DC - VT
CHÚ Ý
B1
Chọn, kiểm tra linh kiện
- IC: 74155
- Led
- Kìm, VOM.
- Bộ nguồn.
- Protesboard
- Chính xác.
B2
Bố trí linh kiện lên protesboard
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố linh kiện.
- Linh kiện bố không chồng chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi đi dây.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Các linh kiện
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B3
Đấu dây
- Đấu dây theo sơ đồ nguyên lý.
- Đi dây gọn, chính xác, chắc chắn, dẽ sữa chửa.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Dây điện.
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B4
Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
- Kiểm tra (hở các tiếp xúc, đấu sai chân linh kiện, đấu thiếu dây)
- Cấp điện áp UDC = 5V. 
- Kìm, kẹp, VOM
- Protesboard
- Dây điện.
- Bộ nguồn DC
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Cẩn thận.
Bài tập:
1. Lắp ráp mạch phân kênh sử dụng ic 74138?
BÀI 11
LẮP RÁP MẠCH SO SÁNH DÙNG IC 7485
Giới thiệu: Bài học này giúp sv hiểu được sự hoạt động của ic 7485. IC được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực máy tính. Là một ic so sánh nên nó thu nhận dữ liệu từ bên ngoài tính toán, so sánh để cho tín hiệu phản hồi. Bài học hướng dẫn sv lắp rắp một mạch ứng dụng trò chơi đơn giản dùng thuật toán so sánh.
1. Cấu tạo, hình dáng và sơ đồ chân 
1.1. Cấu tạo
- Mạch so sánh:
1.2. Hình dáng:
1.3. Sơ đồ chân:
1.4. Bảng trạng thái:
2. Nguyên lý hoạt động 
	- Ở 8 trường hợp đầu mạch so sánh bình thường, lần lượt so sánh từ bít cao trước. Khi tất cả các bit của 2 ngõ vào đều bằng nhau thì phải xét đến logic của các ngõ vào nối chồng (được dùng khi ghép chồng nhiều IC để có số bit so sánh lớn hơn). 
	- Logic ở các ngõ vào này thực ra là của các ngõ ra tầng so sánh các bit thấp (nếu có). Trường hợp ngõ vào nối chồng nào lên cao thì ngõ ra tương ứng cũng lên cao.
	- Trường hợp các bít trước không so sánh được thì các ngõ ra sau cùng đều thấp. Trường hợp không có tín hiệu ngõ vào nối chồng thì tức là dữ liệu ngõ vào A và B khác nhau nên ngõ ra A B đểu ở mức cao. 
	- Vậy để mạch so sánh đúng 4 bit thì nên nối ngõ nối chống A = B ở mức cao
3. Nguyên lý hoạt động của mạch 
	- Dùng mạch tạo xung 555 cấp cho ic.
	- Ấn nút SW trong chốc lát để tạo một số xung kích từ mạch dao động; khi đó mạch đếm sẽ cho mã số B3B2B1B0 ngẫu nhiên. 
	- Một mã số được cài sẵn (chẳng hạn dùng công tắc tạo mức logic cho A3A2A1A0 là 0110) sẽ so sánh với số đếm ngẫu nhiên vừa vào:
	+ Nếu A=B đèn vàng sáng
	+ Nếu A > B đèn đỏ sáng
	+ Nếu A < B đèn xanh sáng. 
4. Sơ đồ mạch:
- Các bước thực hiện:
TT
NỘI DUNG THỰC HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT
TB – DC - VT
CHÚ Ý
B1
Chọn, kiểm tra linh kiện
- IC: 7485, 7490, 555
- Led
- Tụ: 0,01uF
- Điện trở: 1k, 10k
- Kìm, VOM.
- Bộ nguồn.
- Protesboard
- Chính xác.
B2
Bố trí linh kiện lên protesboard
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố linh kiện.
- Linh kiện bố không chồng chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi đi dây.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Các linh kiện
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B3
Đấu dây
- Đấu dây theo sơ đồ nguyên lý.
- Đi dây gọn, chính xác, chắc chắn, dẽ sữa chửa.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Dây điện.
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B4
Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
- Kiểm tra (hở các tiếp xúc, đấu sai chân linh kiện, đấu thiếu dây)
- Cấp điện áp UDC = 5V. 
- Kìm, kẹp, VOM
- Protesboard
- Dây điện.
- Bộ nguồn DC
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Cẩn thận.
Bài tập:
1. Lắp ráp mạch so sánh nối chồng 2 ic 4785?
BÀI 12
LẮP RÁP MẠCH ĐẾM LÊN TỪ 0 ĐẾN 9 HIỂN THỊ BẰNG 
LED 7 ĐOẠN SỬ DỤNG IC 74192
Giới thiệu: Bài học này giúp sv hiểu được sự hoạt động của ic 74192 và led 7 đoạn. Mạch được ứng dụng nhiều trong tất cả các máy móc có hiển thị số bằng led 7 đoạn như: đếm thời gian, đếm sản phẩm
1. Cấu tạo, hình dáng và sơ đồ chân của led 7 đoạn và ic 74192
1.1. Cấu tạo, hình dáng và sơ đồ chân của led 7 đoạn
	1.1.1. Cấu tạo của led 7 đoạn
- Đây là lọai đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đọan a, b, c, d, e, f, g, bên dưới mỗi đọan là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song song (đèn lớn). Đèn LED 7 đoạn có cấu tạo gồm 7 đoạn, mỗi đoạn là 1 đèn LED.
	1.1.2. Hình dáng:
1.2. Cấu tạo, hình dáng và sơ đồ chân của ic 74192
1.2.1. Cấu tạo của ic 74192
1.2.2. Hình dáng
1.2.3. Sơ đồ chân 
2. Nguyên lý hoạt động của ic 74192
	- 74192 là mạch đếm chia 10 có khả năng đếm lên hay xuống.
	- Khi đếm lên xung ck được đưa vào chân CKU còn khi đếm xuống xung ck được đưa vào chân CKD
	- Khi đếm lên hết số chân Carry xuống thấp, khi đếm xuống hết số chân Borrow xuồng thấp. 2 chân này dùng khi cần nối tầng nhiều IC
	- Đặc biệt mạch có thể đặt trước số đếm ban đầu ở các chân ABCD và chân LD xuống thấp để cho phép nạp số ban đầu.
3. Nguyên lý hoạt động của mạch 
	- Dùng mạch tạo xung 555 cấp cho ic.
	- Khi xung cấp cho chân 4 mạch sẽ đếm lên, khi cấp cho chân 5 mạch sẽ đếm xuống. 
	- Chân 15, 1, 10, 9 tương ứng với D0, D1, D2, D3 là giá trị mạch sẽ đếm đến. Khi mạch đếm đến 9 thì ta chọn các giá trị tương ứng là 1100 (D0, D1 mức 1; D2, D3 mức 0).
	- Chân 4 mức 0 sẽ hoạt động bình thường, khi chọn mức 1 mạch sẽ reset lại từ đầu.
4. Sơ đồ mạch:
- Các bước thực hiện:
TT
NỘI DUNG THỰC HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT
TB – DC - VT
CHÚ Ý
B1
Chọn, kiểm tra linh kiện
- IC: 74192, 74190, 555, 7447, 4511
- Led 7 đoạn, SW
- Tụ: 0,01uF
- Điện trở: 1k, 10k
- Kìm, VOM.
- Bộ nguồn.
- Protesboard
- Chính xác.
B2
Bố trí linh kiện lên protesboard
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố linh kiện.
- Linh kiện bố không chồng chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi đi dây.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Các linh kiện
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B3
Đấu dây
- Đấu dây theo sơ đồ nguyên lý.
- Đi dây gọn, chính xác, chắc chắn, dẽ sữa chửa.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Dây điện.
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B4
Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
- Kiểm tra (hở các tiếp xúc, đấu sai chân linh kiện, đấu thiếu dây)
- Cấp điện áp UDC = 5V. 
- Kìm, kẹp, VOM
- Protesboard
- Dây điện.
- Bộ nguồn DC
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Cẩn thận.
Bài tập:
1. Lắp ráp mạch đếm từ 0 đến 7 dùng ic 74192 hiển thị trên led 7 đoạn?
BÀI 13
LẮP RÁP MẠCH ĐẾM LÊN TỪ 00 ĐẾN 99 HIỂN THỊ BẰNG 
LED 7 ĐOẠN SỬ DỤNG IC 7490 VÀ 7447
Giới thiệu: Bài học này giúp sv hiểu được sự hoạt động của ic 7447 là một ic mã hóa. Mã hóa là gán các ký hiệu cho các đối tượng trong một tập hợp để thuận tiện cho việc thực hiện một yêu cầu cụ thể nào đó. Thí dụ mã BCD gán số nhị phân 4 bit cho từng số mã của số thập phân (từ 0 đến 9) để thuận tiện cho máy đọc một số có nhiều số mã. 
1. Cấu tạo, hình dáng và sơ đồ chân của ic 7447
1.1. Cấu tạo của ic 7447
1.2. Hình dáng
1.3. Sơ đồ chân 
1.4. Bảng trạng thái
2. Nguyên lý hoạt động của ic 7447
- Nhận thấy các ngõ ra mạch giải mã tác động ở mức thấp (0) thì led tương ứng sáng
- Ngoài 10 số từ 0 đến 9 được giải mã, mạch cũng còn giải mã được 6 trạng thái khác, ở đây không dùng đến (ghi chú 2)
- Để hoạt động giải mã xảy ra bình thường thì chân LT và BI/RBO phải ở mức cao
- Muốn thử đèn led để các led đều sáng hết thì kéo chân LT xuống thấp (ghi chú 5)
- Muốn xoá các số (tắt hết led) thì kéo chân BI xuống thấp (ghi chú 3)
- Khi cần giải mã nhiều led 7 đoạn ta cũng có thể ghép nhiều tầng IC, muốn xoá số 0 vô nghĩa ở trước thì nối chân RBI của tầng đầu xuống thấp, khi này chân ra RBO cũng xuống thấp và được nối tới tầng sau nếu muốn xoá tiếp số 0 vô nghĩa của tầng đó (ghi chú 4). 
- Riêng tầng cuối cũng thì RBI để trống hay để mức cao để vẫn hiển thị số 0 cuối cùng
3. Nguyên lý hoạt động của mạch 
	- Dùng mạch tạo xung 555 cấp cho ic.
	- Cấp xung cho chân 14 của ic 7490 mạch bắt đầu đếm từ 00. IC 7490 thứ nhất đếm hàng đơn vị khi đếm đến 9 thì IC 7490 thứ 2 sẽ nhận được tín hiệu và sẽ đếm lên 1 đơn vị.
	- IC 7490 thứ nhất sau khi đếm đến 9 thì sẽ reset lại và đếm lại từ 0. IC 7490 thứ 2 giữ trạng thái vừa đếm và tiếp tục chờ xung của IC 7490 thứ nhất để đếm tiếp.
	- Khi đếm đến số 99 thì mạch tự reset về 00 và bắt đầu đếm lại từ đầu.
4. Sơ đồ mạch:
- Các bước thực hiện:
TT
NỘI DUNG THỰC HIỆN
YÊU CẦU KỸ THUẬT
TB – DC - VT
CHÚ Ý
B1
Chọn, kiểm tra linh kiện
- IC: 74192, 74190, 555, 7447, 4511
- Led 7 đoạn, SW
- Tụ: 0,01uF
- Điện trở: 1k, 10k
- Kìm, VOM.
- Bộ nguồn.
- Protesboard
- Chính xác.
B2
Bố trí linh kiện lên protesboard
- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố linh kiện.
- Linh kiện bố không chồng chéo lên nhau.
- Bố trí phù hợp để thuận tiện khi đi dây.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Các linh kiện
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B3
Đấu dây
- Đấu dây theo sơ đồ nguyên lý.
- Đi dây gọn, chính xác, chắc chắn, dẽ sữa chửa.
- Kìm, kẹp, VOM.
- Protesboard
- Dây điện.
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Thẩm mỹ.
B4
Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật.
- Kiểm tra (hở các tiếp xúc, đấu sai chân linh kiện, đấu thiếu dây)
- Cấp điện áp UDC = 5V. 
- Kìm, kẹp, VOM
- Protesboard
- Dây điện.
- Bộ nguồn DC
- Chính xác.
- Chắc chắn
- Cẩn thận.
Bài tập:
1. Lắp ráp mạch đếm từ 00 đến 23 dùng ic 7490 hiển thị trên led 7 đoạn?
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Kỹ thuật số, Nguyễn Thuý Vân, NXB KHKT, 2004
[2] Cơ sở kỹ thuật điện tử số, Vũ Đức Thọ, NXB Giáo dục.
[3]