Chuong 5 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ - ECL - GIAO TIẾP-đã gộp.pdf
1. ▪ Mạch logic ECL (Emitter – Coupled Logic) dựa trên nguyên lý
transistor lưỡng cực.
▪ ECL có thể hoạt động với tần số 300MHz so với TTL nhanh
nhất cũng chỉ đạt 200MHz
▪ Công suất tiêu tán cao, dùng nguồn âm, các mức điện thế
khác xa so với TTL
ECL ít được dùng
www.hcmute.edu.vn
4. HỌ VI MẠCH ECL
2. ❑ Cấu tạo của mạch ECL
▪ Hai transistor Q1 và Q2 tạo thành
mạch khuếch đại vi sai.
▪ Nguồn cung cấp -5,2V, cực B của Q2
được giữ cố định ở VBB = -1,3V
www.hcmute.edu.vn
4. HỌ VI MẠCH ECL
4. ❑ Cấu tạo mạch OR/NOR ECL
✓ Sơ đồ nguyên lý ✓ Sơ đồ ký hiệu
A + B
A
B
A +
B
www.hcmute.edu.vn
4. HỌ VI MẠCH ECL
5. ❑ Các đặc tính của ECL
✓ Transistor không bao giờ bão hòa, và tốc độ chuyển mạch thì rất
cao, thời gian trì hoãn trung bình khoảng 360 ps, điều này làm
cho ECL nhanh hơn tất cả các loại họ TTL và CMOS.
✓ Mức logic bình thường là -0,8V và -1,7V cho mức 1 và mức 0
tương ứng.
✓ Lề nhiễu của ECL rất thấp khoảng 150 mV. Vì lề nhiễu thấp nên
ECL không đáng tin cậy để sử dụng trong môi trường công
nghiệp nặng.
www.hcmute.edu.vn
4. HỌ VI MẠCH ECL
6. ❑ Các đặc tính của ECL
✓ Một mạch logic ECL thường có hai ngõ ra: ngõ ra thông thường
và ngõ ra đảo.
✓ Hệ số tải khoảng 25, lấy trở kháng thấp của ngõ ra transistor kéo
theo.
✓ Công suất tiêu tán khoảng 25 mW, cao hơn một chút so với loại
74AS.
✓ Dòng điện tổng trong mạch ECL là một hằng số bất kể trạng thái
logic nào. Điều này giúp duy trì dòng điện lấy từ nguồn cung cấp
không thay đổi.
www.hcmute.edu.vn
4. HỌ VI MẠCH ECL
7. www.hcmute.edu.vn
5. GIAO TIẾP TẢI
❑ Giao tiếp ngõ ra IC với tải
✓ Ngõ ra của một mạch logic có thể điều khiển kích hoạt tải hoạt
động ở mức cao hoặc mức thấp
8. www.hcmute.edu.vn
5. GIAO TIẾP TẢI
❑ Giao tiếp ngõ ra IC với tải
✓ Trong trường hợp tải yêu cầu một điện áp hoặc dòng điện lớn
mà ngõ ra mạch logic không đáp ứng được yêu cầu thì cần
thiết phải sử dụng thêm transistor
9. www.hcmute.edu.vn
5. GIAO TIẾP TẢI
❑ Giao tiếp ngõ ra IC với tải
✓ Trong trường hợp tải cần điều khiển hoạt động với nguồn cung
cấp AC thì chúng ta có thể thực hiện mạch giao tiếp thông qua
relay.
10. www.hcmute.edu.vn
5. GIAO TIẾP TẢI
❑ Giao tiếp ngõ ra IC với tải
✓ Đối với tải cảm thông thường người ta thêm vào mạch bảo vệ
cho triac.
11. www.hcmute.edu.vn
5. GIAO TIẾP TẢI
❑ Giao tiếp ngõ ra IC với tải
✓ Khi cần cách ly mass giữa điện áp nguồn cung tải và điện áp
cung cấp cho mạch điều khiển thì người ta thường sử dụng
phần tử cách ly Opto.
12. ❑ Có nhiều loại mạch logic tùy thuộc vào loại transistor và
cách sắp xếp như:
RTL (Resistor to Transistor Logic)
DTL (Diode to Transisotor Logic)
TTL (Transistor to Transistor Logic)
ECL (Emitter Coupled Logic)
PMOS (Cổng logic sử dụng Mosfet kênh P)
NMOS (Cổng logic sử dụng Mosfet kênh N)
CMOS (Complementary MOS)
1
www.hcmute.edu.vn
1. GIỚI THIỆU
13. ❑ Quy mô tích hợp
SSI (Small Scale Integration)
MSI (Medium Scale Integration)
LSI (Large Scale Intergration
VLSI (Very Large Scale Integration)
ULSI (Ultra Large Scale Integration)
GSI (Great Scale Integration)
www.hcmute.edu.vn
1. GIỚI THIỆU
14. ❑ Cổng logic DDR
www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
Mạch trên là cổng AND
• Sơ đồ mạch: • Bảng trạng thái:
15. ❑ Cổng logic RTL
www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
Cổng NOR
• Sơ đồ mạch: • Bảng trạng thái:
17. Các mạch DDR, RTL, DTL nêu trên đều có khả năng thực hiện chức
năng logic nhưng không được tích hợp thành IC chuyên dùng vì ngoài
chức năng logic người ta còn quan tâm đến các yếu tố khác như:
Tốc độ chuyển mạch (mạch logic chuyển mạch có nhanh và hoạt
động được ở tần số cao hay không).
Tổn hao năng lượng khi mạch hoạt động (mạch có nó hay không,
tổn hao năng lượng dưới dạng nhiệt).
Khả năng giao tiếp và thúc tải.
Khả năng chống nhiễu.
Chính vì thế nên TTL ra đời thay thế cho RTL và DTL
www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
19. www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
❑ Một số thông số cơ bản:
✓ Điện áp ngõ vào mức cao VIH(min)
✓ Điện áp ngõ vào mức thấp VIL(max)
✓ Điện áp ngõ ra mức cao VOH(min)
✓ Điện áp ngõ ra mức thấp VOL(max)
✓ Dòng điện ngõ vào mức cao IIH(min)
✓ Dòng điện ngõ vào mức thấp IIL(max)
✓ Dòng điện ngõ ra mức cao IOH(min)
✓ Dòng điện ngõ ra mức thấp IOL(max)
21. www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
❑ Hệ số tải (Fan out):
✓ Hệ số tải được định nghĩa là số lượng ngõ vào tối đa mà ngõ
ra của một cổng logic thúc được
Hệ số chia tải ở mức cao
Hệ số chia tải ở mức thấp
Nếu A>B thì Fan out = B
Nếu A<B thì Fan out = A
=
𝐼𝑂𝐿
𝐼𝐼𝐿
= 𝐵
=
𝐼𝑂𝐻
𝐼𝐼𝐻
= 𝐴
22. www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
❑ Hệ số tải (Fan out):
• Ví dụ: Cho các giá trị dòng điện vào và ra của các loại TTL
Ngõ ra của cổng đảo
74AS04 cung cấp tín hiệu
CLR cho các Flip-Flop D
74AS74. Xác định số lượng
ngõ vào CLR của Flip-Flop
mà ngõ ra cổng đảo có thể
thúc được?
24. www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
❑ Lề nhiễu:
✓ Điện trường và từ trường có thể làm phát sinh các điện áp trên
các đường mạch kết nối giữa các cổng logic. Các điện áp không
mong muốn này, được gọi là nhiễu.
Lề nhiễu mức cao VNH được
định nghĩa là:
VNH = VOH(min) – VIH(min)
Lề nhiễu mức thấp VNH được
định nghĩa là:
VNL = VIL(max) – VOL(max)
27. ❑ Mạch logic TTL Schottky
• Để tăng tốc độ chuyển mạch của cổng, có một số cải tiến được
thêm vào mạch như sau:
✓ Diode thường được thay thế bằng diode schottky
✓ Transistor được mắc thêm diode schottky giữa cực nền và
cực thu
www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
28. ❑ Mạch logic TTL Schottky
Sơ đồ mạch cổng NAND TTL schottky
www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
29. ❑ Phân loại TTL
❖ TTL loại thường 74XX
❖ TTL Schottky 74SXX
❖ TTL Schottky công suất thấp 74LSXX
❖ TTL Schottky cải tiến 74ASXX
❖ TTL Schottky cải tiến, công suất thấp 74ALSXX
❖ TTL nhanh 74FXX
www.hcmute.edu.vn
2. HỌ VI MẠCH TTL
30. CHƯƠNG 5 CÁC HỌ VI MẠCH SỐ
Bài 5.1 Một cổng TTL có các giá trị cấp điện áp thực tế sau: VIH (min) = 2,25 V, VIL (max) = 0,65 V. Giả sử nó đang được điều khiển bởi
một cổng có VOH (min) = 2,4 V và VOL (max) = 0,4 V, tìm biên độ nhiễu cao và thấp?
ĐÁP ÁN:
VNH = VOH(MIN) – VIH(MIN) = 2.4 -2.25 = 0.15V
VNL = VIL(MAX) – VOL(MAX) = 0.65 – 0.4 = 0.15V
Bài 5.2 Thông số kỹ thuật điện áp cho ba loại cổng logic được đưa ra trong Bảng. Chọn cổng mà bạn sẽ sử dụng trong môi trường công
nghiệp có độ ồn cao.
GATE A:
VNH = VOH(MIN) – VIH(MIN) = 2.4 -2 = 0.4V
VNL = VIL(MAX) – VOL(MAX) = 0.8 – 0.4 = 0.4V
GATE B:
VNH = VOH(MIN) – VIH(MIN) = 3.5 – 2.5 = 1V
VNL = VIL(MAX) – VOL(MAX) = 0.6 – 0.2 = 0.4V
GATE C:
VNH = VOH(MIN) – VIH(MIN) = 4.2 – 3.2 = 1V
VNL = VIL(MAX) – VOL(MAX) = 0.8 – 0.2 = 0.6V
Chọn cổng Gate C
31. Bài 5.3 Cho bảng liệt kê các tham số cho ba loại cổng. Dựa trên quyết định của bạn về tốc độ - công suất, cổng nào bạn chọn để có hiệu
suất tốt nhất?
Chọn cổng Gate B vì có độ trễ và công suất tiêu tán tối ưu nhất giữa 3 cổng.
Bài 5.4 Một cổng TTL tiêu chuẩn có hệ số tải 10. Có cổng nào trong hình vẽ bị quá tải không? Nếu có, cổng nào?
ĐÁP ÁN: Không có cổng nào quá tải
32. Bài 5.5 Mạng cổng CMOS nào trong các hình vẽ sau có thể hoạt động ở tần số cao nhất?
ĐÁP ÁN
Thời gian trì hoãn truyền càng lớn thì thì tần số hoạt động càng giảm
Mạch C
Bài 5.6 Mạng cổng CMOS trong hình vẽ không đầy đủ. Chỉ ra những thay đổi nên được thực hiện.
*: Chân không sử dụng
33. ĐÁP ÁN:
Bài 5.7 Xác định trạng thái đầu ra của mỗi cổng TTL trong hình vẽ sau:
34. ĐÁP ÁN:
a/ HIGH
b/ Không xác định
c/ HIGH
d/ HIGH Z
Bài 5.8 Xác định mức đầu ra của mỗi cổng TTL trong các hình sau.
ĐÁP ÁN:
a/ Không xác định.
b/ Không xác định.
c/ LOW
35. Bài 5.9 Viết biểu thức logic ngõ ra Y cho từng mạch trong hình sau.
(a) (b)
(c)
ĐÁP ÁN:
a/ X =𝐴𝐴. 𝐵𝐵. 𝐶𝐶̅. 𝐷𝐷
�
b/ X =𝐴𝐴. 𝐵𝐵. 𝐶𝐶
��������. 𝐷𝐷𝐷𝐷
����. 𝐹𝐹𝐹𝐹
����
c/ X =𝐴𝐴 + 𝐵𝐵
��������. 𝐶𝐶 + 𝐷𝐷
��������. 𝐸𝐸 + 𝐹𝐹
�������� . 𝐺𝐺 + 𝐻𝐻
��������
36. Bài 5.11 Một rơle cần 60 mA. Tạo ra một cách để sử dụng cổng NAND cực thu hở với IOL (max) = 40 mA để lái rơle.
Chọn transistor BJT có hệ số khếch đại β ≈ 100, Vcc=5v, VOH(MIN) =2.4v
Ic = β.Ib => Ib = 60/100 =0.6 mA
Rb = (VOH(MIN) – VBE)/Ib = (2.4-0.7)/0.6 ≈ 2.7 KΩ
37. Bài 5.12 Xác định tổng độ trễ lan truyền từ mỗi đầu vào đến từng đầu ra cho mỗi mạch trong hình sau
ĐÁP ÁN:
a/ 74FXX: Thời gian trễ mỗi cổng là 3ns
1-3: 3x2 = 6 ns
2-3: 3x3 = 9ns
4-3: 3x3 = 9ns
1-2-3: 3x4 = 12ns
1-4-3: 3x4 = 12ns
38. ĐÁP ÁN:
b/ 74HCXX: Thời gian trễ mỗi cổng là 7ns
1-2: 7x2 = 14 ns
1-3: 7x2 = 14 ns
1-4: 7x2 = 14 ns
40. ❑ Giới thiệu
Transistor sử dụng trong công nghệ MOS là transistor hiệu ứng
trường MOSFET
Ưu điểm của MOSFET là dễ chế tạo, chi phí thấp, kích thước
nhỏ, tiêu hao rất ít điện năng, ít bị hư do tĩnh điện
Mạch số sử dụng MOSFET chia làm 3 nhóm
− PMOS dùng MOSFET kênh P
− NMOS dùng MOSFET kênh N
− CMOS dùng cả MOSFET kênh P lẫn kênh N
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
41. ❑ Transistor MOSFET
Sơ đồ ký hiệu và hai trạng thái hoạt động của MOSFET kênh N
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
42. ❑ Transistor MOSFET
Sơ đồ ký hiệu và hai trạng thái hoạt động của MOSFET kênh P
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
43. ❑ Cấu tạo một cổng NOT NMOS
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
• Sơ đồ mạch: • Bảng trạng thái:
44. ❑ Cấu tạo một cổng NAND CMOS
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
• Sơ đồ mạch:
• Bảng trạng thái:
45. ❑ Cấu tạo một cổng NOR CMOS
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
• Sơ đồ mạch:
• Bảng trạng thái:
46. ❑ Một số đặc điểm của NMOS
• Tốc độ chuyển mạch: Chậm hơn so với TTL do điện trở ngõ vào
lớn
• Hệ số chia tải: Rất lớn do điện trở ngõ vào lớn. Tuy nhiên nếu
hoạt động với tần số cao (trên 100KHz) điện dung ký sinh sẽ
làm tăng thời gian chuyển mạch làm giảm khả năng giao tiếp tải.
• Công suất tiêu tán rất nhỏ đây là ưu điểm nổi bật của NMOS.
Chính nhờ ưu điểm này mà NMOS có quy mô tích hợp cỡ LSI
và VLSI.
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
47. ❑ Phân loại CMOS
CMOS Loại 4000/1400
CMOS tốc độ cao 74HC/74HCT (High-Speed CMOS)
Loại CMOS cải tiến 74AC, 74ACT (Advanced CMOS)
CMOS tốc độ cao cải tiến 74AHC/74AHCT (Advanced High-
Speed CMOS)
BiCMOS 5V Logic
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
48. ❑ Điện áp các mức logic
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
49. ❑ Công suất tiêu tán và tốc độ truyền của TTL và CMOS ở
nguồn cung cấp 5V
Loại PD (mW) tD (ns)
TTL 74
74S
74LS
74AS
74ALS
74F
10
20
2
8
2
4
10
3
10
2
4
3
CMOS 4000
4500
74C
74HC
74HCT
74AC
74ACT
0
0
0
0
0
0
0
100
100
50
10
10
3
3
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
50. ❑ Nguồn nuôi cho các loại CMOS
Loại CMOS Điện áp nguồn
4000A, 4000B, 4500
14000A, 14000B, 14400
74C
74HC
74HCT
3V-15V (có thể 18)
3V-15V (có thể 18)
3V-15V (có thể 18)
2V-6V
4,5V-5,5V
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
51. ❑ Ngõ ra cực thu để hở
www.hcmute.edu.vn
3. HỌ VI MẠCH CMOS
52. ✓ Cách tính điện trở kéo lên Rp
▪ Nếu có M ngõ ra cực thu để hở
thúc N ngõ vào thì
▪ Giá trị lớn nhất của Rp được tính
▪ Giá trị nhỏ nhất của Rp được tính
IH
OH
OH
CC
P
NI
MI
(min)
V
V
(max)
R
+
−
=
IL
OL
OL
CC
P
NI
I
(max)
V
V
(min)
R
−
−
=
www.hcmute.edu.vn
❑ Ngõ ra cực thu để hở
3. HỌ VI MẠCH CMOS
53. ✓ Mạch logic ngõ ra của họ TTL và CMOS còn có một dạng nữa là
ngõ ra ba trạng thái.
✓ Ba trạng thái có thể xuất hiện tại ngõ ra là: mức cao, mức thấp và
trạng thái tổng trở cao (High-Z)
www.hcmute.edu.vn
❑ Ngõ ra 3 trạng thái
3. HỌ VI MẠCH CMOS
54. ✓ Ký hiệu cổng đệm ngõ ra 3 trạng thái
C mở cổng mức cao C mở cổng mức thấp
A Y
C
A Y
C
C = 1 Y = A
C = 0 Y = High Z
= 0 Y = A
= 1 Y = High Z
C
C
www.hcmute.edu.vn
❑ Ngõ ra 3 trạng thái
3. HỌ VI MẠCH CMOS
55. ✓ Ưu điểm của ngõ ra ba trạng thái
www.hcmute.edu.vn
❑ Ngõ ra 3 trạng thái
3. HỌ VI MẠCH CMOS
▪ Các IC có ngõ ra ba trạng thái có thể nối chung với nhau
nhưng không ảnh hưởng đến tốc độ chuyển mạch.
▪ Khi cho phép, mạch hoạt động như dạng totem-pole của TTL
hoặc ngõ ra CMOS thông thường với trở kháng thấp.
56. CHƯƠNG 6 DAO ĐỘNG VÀ ĐỊNH THÌ
Bài 6.1 Cho mạch dao động như hình vẽ
a. Cho C1 = C2 = 1uF, R3 = 1K. Tính R1 và R2 để cho tần số ngõ ra Q là 500Hz
với HSCT = 60%
b. Cho R1 = R2 = 10K, R3 = 5K. Tính C1 và C2 đề cho tần số ngõ ra Q là 1KHz
với HSCT = 40%
Bài 6.2 Cho mạch dao động như hình vẽ
a. Cho tần số ngõ ra là 2KHz với HSCT = 70%.
Tìm R1 và R2 khi C = 1uF
b. Cho tần số ngõ ra là 10KHz với HSCT = 80%.
Hãy vẽ lại mạch và tính các giá trị linh kiện
Bài 6.3 Hãy vẽ mạch định thời dùng IC555 và tính toán các
giá trị cần thiết để cho độ rộng xung ra là
a. 1s
b. 15s
c. 30s
58. Tính R =1/(1.1x100x10-6
) = 9090Ω
b/
T = 15s
T= 1.1RC =15s
Chọn C =1000uF
Tính R =15/(1.1x100x10-6
) =13636Ω
b/
T = 30s
T= 1.1RC =30s
Chọn C =1000uF
Tính R =30/(1.1x100x10-6
) = 27272Ω
59. 1
www.hcmute.edu.vn
1. DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC
✓ Mạch điện ✓ Hoạt động của mạch Giả sử trạng
thái bắt đầu ngõ ra Q = 1, 0
=
Q
,
1.1 Dao động dùng cổng NAND
60. 1.1 Dao động dùng cổng NAND
2
www.hcmute.edu.vn
1. DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC
✓ Tụ C2 nạp, C1 xả điện
,
✓ Tụ C1 nạp lại, C2 xả điện
61. 1.1 Dao động dùng cổng NAND
3
www.hcmute.edu.vn
1. DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC
✓ Dạng sóng tín hiệu
,
62. 1.1 Dao động dùng cổng NAND
4
www.hcmute.edu.vn
1. DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC
✓ Chu kỳ dao động
,
Chu kỳ dao động T = t1 + t2
Với t1 và t2 là thời gian nạp của tụ C1 và C2
2
ln
)
( 1
3
1
1 C
R
R
t +
= 2
ln
)
( 2
3
2
2 C
R
R
t +
=
Nếu giá trị các tụ điện C1 = C2 = C và điện trở R1 = R2 = R thì
C
R
R
T )
(
4
,
1 3
+
=
63. 1.1 Dao động dùng cổng NAND
5
www.hcmute.edu.vn
1. DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC
✓ Ví dụ: Cho mạch dao động dùng cổng NAND với C1 = C2 = 10uF,
tần số hoạt động f = 1Khz, HSCT = 60%. Tìm R1 và R2
,
Giải:
64. 6
www.hcmute.edu.vn
1.2 Mạch định thì dùng cổng NAND
1. DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC
✓ Mạch điện ✓ Hoạt động của mạch khi tác động
ngõ vào mức thấp
65. 7
www.hcmute.edu.vn
1.2 Mạch định thì dùng cổng NAND
1. DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC
✓ Hoạt động của mạch khi tụ
C xả điện
✓ Dạng sóng tín hiệu
66. 8
www.hcmute.edu.vn
1.2 Mạch định thì dùng cổng NAND
1. DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC
✓ Thời gian tồn tại xung đơn ổn
RC
RC
T 7
.
0
2
ln
. =
=
67. 2.1 Cấu trúc vi mạch 555
1
www.hcmute.edu.vn
2. MẠCH ĐỊNH THỜI DÙNG IC NE555
68. 2.2 Mạch dao động dùng 555
2
www.hcmute.edu.vn
✓ Mạch điện ✓ Tụ C nạp điện
2. MẠCH ĐỊNH THỜI DÙNG IC NE555
69. 2.2 Mạch dao động dùng 555
3
www.hcmute.edu.vn
✓ Tụ C xả điện ✓ Dạng sóng tín hiệu
2. MẠCH ĐỊNH THỜI DÙNG IC NE555
70. 4
www.hcmute.edu.vn
✓ Chu kỳ dao động
2.2 Mạch dao động dùng 555
Ton = (R1 + R2)Cln2 Toff = R2Cln2
▪ Thời gian Toff được tính
▪ Thời gian Ton được tính
▪ Chu kỳ T được tính bằng
T = Ton + Toff = (R1 +2R2)Cln2
▪ Tần số của mạch được tính theo công thức
𝑓 =
1,44
𝑅1 + 2𝑅2 𝐶
2. MẠCH ĐỊNH THỜI DÙNG IC NE555
71. 5
www.hcmute.edu.vn
✓ Hệ số công tác của mạch dao động
2.2 Mạch dao động dùng 555
𝐻𝑆𝐶𝑇 =
𝑇𝑜𝑛
𝑇
. 100% = 1 −
𝑅1
𝑅1 + 2𝑅2
100%
2. MẠCH ĐỊNH THỜI DÙNG IC NE555
72. 6
www.hcmute.edu.vn
✓ Ví dụ: Một mạch dao động sử dụng IC NE555 như trong hình 6.24
có tần số dao động 1KHz, với HSCT = 60%. Tìm các giá trị R1, R2
và C
Giải:
2.2 Mạch dao động dùng 555
2. MẠCH ĐỊNH THỜI DÙNG IC NE555
77. 11
www.hcmute.edu.vn
2.3 Mạch đơn ổn dùng 555
2. MẠCH ĐỊNH THÌ DÙNG IC NE555
✓ Ví dụ: Cho mạch đơn ổn dùng IC NE555 với C=10uF. Tìm R để độ
rộng xung ra là 3s.
Giải:
78. CHƯƠNG 6 DAO ĐỘNG VÀ ĐỊNH THÌ
Bài 6.2 Cho mạch dao động như hình vẽ
a. Cho tần số ngõ ra là 2KHz với HSCT = 70%.
Tìm R1 và R2 khi C = 1uF
b. Cho tần số ngõ ra là 10KHz với HSCT = 80%.
Hãy vẽ lại mạch và tính các giá trị linh kiện
Bài 6.3 Hãy vẽ mạch định thời dùng IC555 và tính toán các
giá trị cần thiết để cho độ rộng xung ra là
a. 1s
b. 15s
c. 30s
83. www.hcmute.edu.vn
1. TỔNG QUÁT BỘ NHỚ
▪ Ô nhớ (Memory cell): là một thiết bị hoặc một mạch điện được
sử dụng để lưu trữ một bit dữ liệu (0 hoặc 1)
▪ Từ nhớ (Memory word): là một nhóm các bit nhớ (ô nhớ), nó
được biểu diễn dưới dạng một cấu trúc hoặc một kiểu dữ liệu
nào đó
▪ Byte: là một thuật ngữ đặc biệt để chỉ một nhóm bao gồm 8 bit.
Một byte luôn bao gồm 8 bit
84. www.hcmute.edu.vn
1. TỔNG QUÁT BỘ NHỚ
▪ Dung lượng nhớ (Capacity): là khả năng có thể lưu trữ tối đa
trong một phần của bộ nhớ hoặc trong toàn hệ thống nhớ
Ví dụ: Cho một chip nhớ bán dẫn 2K x 8. Có bao nhiêu từ nhớ có
thể lưu trữ trong chip? Độ dài của một từ nhớ là bao nhiêu? Tính
tổng dung lượng của bộ nhớ
Giải:
2K = 2 x 1024 = 2048 từ nhớ
Mỗi từ nhớ có 8 bit (tương ứng 1 byte). Tổng dung lượng bộ nhớ là:
2048 x 8 = 16.384 bit
85. www.hcmute.edu.vn
1. TỔNG QUÁT BỘ NHỚ
▪ Địa chỉ (Address): Là một con số dùng để chỉ vị trí của một từ
nhớ trong bộ nhớ. Mỗi từ nhớ được lưu trữ trong thiết bị nhớ
hoặc hệ thống nhớ có một địa chỉ xác định.
86. www.hcmute.edu.vn
1. TỔNG QUÁT BỘ NHỚ
▪ Dữ liệu (Data): Là số bit chứa trong một từ nhớ
▪ Thời gian truy xuất (Access time): Là thông số để đánh giá tốc
độ hoạt động của bộ nhớ. Thời gian truy xuất là lượng thời gian
cần thiết để thực hiện hoạt động đọc
87. www.hcmute.edu.vn
1. TỔNG QUÁT BỘ NHỚ
▪ RAM (Random-Access Memory): là bộ nhớ có các từ nhớ có
thể ghi hoặc đọc ngẫu nhiên bất kỳ lúc nào và bất cứ vị trí nào.
▪ ROM (Read-Only Memory): Là bộ nhớ bán dẫn được thiết kế cho
các ứng dụng có tỉ lệ thực hiện hoạt động đọc cao hơn nhiều so
với hoạt động ghi. Về mặt kỹ thuật, ROM có thể được ghi chỉ một
lần, và hoạt động ghi này thường do nhà sản xuất thực hiện. Sau
đó, khi sử dụng thì thông tin chỉ được đọc từ bộ nhớ ra bên ngoài.
88. www.hcmute.edu.vn
1. TỔNG QUÁT BỘ NHỚ
▪ Bộ nhớ tĩnh (Static Memory): Là những bộ nhớ bán dẫn lưu trữ
dữ liệu không bị thay đổi khi vẫn còn cung cấp nguồn, và không
cần ghi dữ liệu lại khi không cần thay đổi.
▪ Bộ nhớ động (Dynamic Memory): Là bộ nhớ mà khi lưu dữ liệu
thì dữ liệu không tồn tại vĩnh cửu mặc dù vẫn luôn được cung cấp
nguồn, cần phải thực hiện hoạt động ghi lại dữ liệu vào bộ nhớ
theo từng chu kỳ nhất định.
89. www.hcmute.edu.vn
2. CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ NHỚ
❑ Mỗi hệ thống nhớ có thể khác nhau về số lượng các ngõ vào và
ngõ ra nhưng đều thực hiện một số chức năng:
▪ Sơ đồ khối của bộ nhớ
90. www.hcmute.edu.vn
✓ Chọn địa chỉ bộ nhớ, vị trí cần thực hiện hoạt động đọc hoặc ghi
dữ liệu.
✓ Thực hiện chọn chế độ đọc hoặc ghi.
✓ Cung cấp dữ liệu ngõ vào để ghi vào bộ nhớ trong hoạt động ghi.
✓ Lấy dữ liệu ngõ ra của bộ nhớ khi thực hiện hoạt động đọc.
✓ Cho phép (hoặc không cho phép) bộ nhớ hoạt động để thực hiện
yêu cầu đọc/ghi.
2. CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ NHỚ
95. www.hcmute.edu.vn
3. BỘ NHỚ ROM
▪ Các loại ROM
✓ ROM lập trình bằng mặt nạ (Mask-Programmed ROM)
✓ ROM cho phép lập trình (Programmable ROM)
✓ ROM cho phép lập trình và xóa được (Erasable Programmable
ROM – EPROM)
✓ ROM cho phép lập trình và xóa bằng điện (Electrically Erasable
PROM – EEPROM)
96. www.hcmute.edu.vn
3. BỘ NHỚ ROM
▪ Ứng dụng bộ nhớ ROM
✓ Bộ nhớ chương trình cho vi điều khiển nhúng
✓ Chuyển dữ liệu và tính năng di động
✓ Bộ nhớ khởi động
✓ Chuyển đổi dữ liệu
✓ Máy phát sóng
97. www.hcmute.edu.vn
4. BỘ NHỚ RAM
▪ Cấu tạo của RAM
✓ RAM bao gồm các thanh ghi và mỗi thanh ghi lưu trữ một từ dữ
liệu tương ứng với một địa chỉ xác định. RAM thường có dung
lượng là 1K, 4K, 8K, 16K, 64K, 128K, 256K và 1024K với độ dài
từ nhớ là 1, 4 hoặc 8 bit
98. www.hcmute.edu.vn
4. BỘ NHỚ RAM
▪ Sơ đồ tổ chức của RAM
✓ Hoạt động đọc
✓ Hoạt động ghi
✓ Chọn chip
✓ Các chân ngõ vào/ra
chung
99. www.hcmute.edu.vn
4. BỘ NHỚ RAM
▪ Phân loại RAM
✓ RAM tĩnh (STATIC RAM – SRAM)
✓ RAM động (DYNAMIC RAM - DRAM)
102. www.hcmute.edu.vn
5. MỞ RỘNG BỘ NHỚ
▪ Ví dụ: Cho bộ nhớ 8Kx8 có một chân CE tích cực mức thấp
a) Tìm số đường địa chỉ và dữ liệu.
b) Xác định địa chỉ cuối cùng của bộ nhớ.
c) Nếu cho A12 A11 = 01, xác định vùng địa chỉ truy xuất được và
tính dung lượng vùng này.
d) Cho một chương trình có dung lượng 128 byte ghi vào địa chỉ bắt
đầu 0100H. Xác định địa chỉ cuối của chương trình.
e) Cho một chương trình có dung lượng 32 byte ghi vào địa chỉ bắt
đầu 0000H. Hãy vẽ mạch truy xuất nội dung chương trình.
103. www.hcmute.edu.vn
5. MỞ RỘNG BỘ NHỚ
▪ Ví dụ: Cho bộ nhớ 8Kx8 có một chân CE tích cực mức thấp
f) Nếu cho ngõ ra của bộ nhớ kết nối với 8 led đơn. Hãy viết dữ liệu
nạp cho bộ nhớ sao cho khi truy xuất chương trình thì 8 led sẽ
sáng dần và tắt dần.
Giải:
105. CHƯƠNG 7 BỘ NHỚ BÁN DẪN
Bài 7.1 Làm thế nào để phân biệt giữa hai bộ nhớ như các hình (a) và (b) sau đây:
Bài 7.2 Đối với mảng ROM trong hình vẽ sau, hãy xác định các đầu ra cho tất cả các kết hợp đầu vào có thể và tóm tắt chúng ở dạng
bảng (Ô màu xanh là 1, ô màu xám là 0).
Bài 7.3 Thiết kế ROM để chuyển đổi số đơn BCD sang mã thừa 3.
