mạch so sánh hai số nhị phân một bit

Mạch so sánh 2 số nhị phân 1 bít dùng ic 7400 dùng trong học tập, đồ án tự động hóa. tài liệu học tập cho sinh viên cơ điện tử, nhằm nắm vững kiến thức học tập. Mạch so sánh có nhiệm vụ là tìm ra các kết quả của phép so sánh hai số nhị phân là bằng nhau hay một trong hai số này là lớn hơn hay nhỏ hơn số còn lại.Khi thực hiện phép so sánh, cần chú ý các quy tắc sau:a)Chỉ so sánh các số trong cùng một hệ đếm và chúng có cùng cấp cao nhất trong hệ đếm đó.b)Thực hiện so sánh lần lượt từng bít bắt đầu từ bít có trọng số cao nhất.

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Trong thời đại ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã biến đổi các vật dụng xung quanh chúng ta từ thô sơ thành những thiết bị công nghệ hiện đại Khái niệm “Kỹ thuật số” liên quan đến việc tạo ra các mạch điện tử từ các linh kiện đơn lẻ và kết nối chúng thành hệ thống thiết bị điện tử phức tạp Việt Nam hiện có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển ngành điện tử kỹ thuật số, mặc dù ngành này đã trải qua không ít khó khăn để đáp ứng yêu cầu sản xuất phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hội và nâng cao đời sống con người Các ứng dụng điện tử số ngày càng phổ biến, đồng thời việc hiện đại hóa sản xuất để nâng cao năng suất lao động trở thành một nhu cầu thiết yếu.

Kỹ thuật số đóng vai trò thiết yếu trong công nghiệp hiện đại, đặc biệt trong lĩnh vực cơ khí, nơi nó được ứng dụng để điều khiển các hệ thống khí nén trong nhà máy sản xuất gương, giấy, in ấn và bia, cũng như trong các cánh tay robot Các bo mạch kỹ thuật số đã được sử dụng từ lâu để điều khiển máy gấp giấy trong các nhà máy in Xu hướng tự động hóa trong nông nghiệp công nghệ cao cũng không thể thiếu sự hỗ trợ của kỹ thuật số, với các nhà lưới thông minh và hệ thống tưới tự động Sự hiện diện của kỹ thuật số trong tự động hóa công nghiệp được thể hiện rõ qua các thiết bị điều khiển số và cảm biến trong các hệ thống DCS, SCADA, và PLC Hơn nữa, kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy xu hướng "Vạn vật kết nối - Internet of Things (IoT)" trong cả công nghiệp và đời sống hàng ngày.

Kỹ thuật số ngày càng trở nên quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, hiện diện trong hầu hết các thiết bị điện tử gia dụng như tivi, tủ lạnh, điều hòa, nồi cơm điện đa năng, máy tính, máy ảnh và máy quay phim Đặc biệt, lĩnh vực truyền hình tại Việt Nam đã tiến hành số hóa mặt đất, đánh dấu bước tiến lớn trong công nghệ truyền thông.

DVBT2 đã được triển khai tại các thành phố lớn như Hà Nội, Đà Nẵng và TP Hồ Chí Minh, mang lại nhiều lợi ích cho gia đình Internet tốc độ cao giúp gia đình trở thành trung tâm thông tin, làm việc và giải trí phong phú Với máy tính kết nối mạng ADSL, người dùng có thể dễ dàng đọc báo điện tử, xem truyền hình cáp với chất lượng hình ảnh và âm thanh vượt trội, đặc biệt khi sử dụng hệ thống loa surround Ngoài ra, việc nghe radio qua Internet cho phép người dùng truy cập tất cả các đài phát thanh trong và ngoài nước mà không bị phụ thuộc vào giờ phát sóng, đồng thời đảm bảo chất lượng âm thanh tốt hơn Sự phát triển của kỹ thuật số còn thể hiện qua sự phổ biến của điện thoại di động và smartphone, cùng với mạng di động 4G đang được phủ sóng rộng rãi tại Việt Nam và các thử nghiệm mạng 5G Kỹ thuật số cũng đóng vai trò quan trọng trong thiết bị y tế, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử y sinh học.

Kỹ thuật số có vai trò then chốt trong sự phát triển của xã hội, ảnh hưởng đến đời sống hàng ngày, ngành công nghiệp và nhiều lĩnh vực khoa học - công nghệ.

Vì vậy việc nghiên cứu phát triển các các ứng dụng kỹ thuật số là một nhiệm vụ cần thiết hiện nay để hội nhập và phát triển

THIẾT KẾ MẠCH SO SÁNH 2 SỐ NHỊ PHÂN N BÍT

Mạch so sánh hai số nhị phân 1 bít

Mạch so sánh hai số nhị phân 1 bít có hai đầu vào và ba đầu ra để thể hiện kết quả so sánh Để xây dựng mạch này, cần thực hiện các bước cụ thể nhằm đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc so sánh.

Bước 1: Phân tích yêu cầu

2 ngõ vào: C và D 3 ngõ ra >, 0 0 0 0 1

Từ bảng trạng thái, chúng ta suy ra đƣợc các hàm so sánh:

Bước 4: Vẽ sơ đồ mạch logic

Các hàm trên đƣợc thể hiện bằng mạch logic sau:

Hình 3.1: Mạch so sánh bằng hai số nhị phân C và D

3.2 Mạch so sánh hai số nhị phân n bít

Khi so sánh hai số nhị phân n bít, chúng ta bắt đầu bằng cách so sánh bít có trọng số lớn nhất của mỗi số Nếu bít này lớn hơn, số đó sẽ lớn hơn; nếu bằng nhau, chúng ta sẽ tiếp tục so sánh bít kế tiếp cho đến bít cuối cùng Do đó, việc so sánh hai số nhị phân n bít có thể được thực hiện thông qua nhiều bộ so sánh hai số nhị phân một bít.

3.2.1 So sánh bằng hai số nhị phân n bít

Hai số nhị phân là bằng nhau chỉ khi từng cặp bít có cùng trọng số có giá trị bằng nhau

Viết lại hàm so sánh bằng dạng tổng quát:

Hình 3.2: Mạch tổng quát so sánh bằng hai số nhị phân C và D

Trong tất cả các mạch so sánh hai số nhị phân với n > 1, tác giả chỉ tập trung vào ba trường hợp cụ thể: n = 2 bít, n = 3 bít và n = 4 bít Đặc biệt, khi n = 2 bít, việc so sánh hai số nhị phân trở nên đơn giản và dễ hiểu, giúp làm rõ các nguyên tắc cơ bản trong quá trình so sánh.

Mạch so sánh hai số nhị phân 2 bít được thiết kế với C = c1c0 và D = d1d0 Hai số này bằng nhau (C = D) khi và chỉ khi các cặp bít có cùng trọng số có giá trị tương đương.

Từ biểu thức (3.2), chúng ta suy ra mạch logic so sánh bằng hai số nhị phân C, D như ở hình bên dưới:

Hình 3.3: Mạch so sánh bằng hai số nhị phân 2 bít b) So sánh bằng hai số nhị phân n=3 bit

Ví dụ 3.2: Thiết kế mạch so sánh bằng hai số nhị phân 3 bít: C=c2c1c0;D=d2d1d0

Ta có C=D khi và chỉ khi từng cặp bít có cùng trọng số có giá trị bằng nhau:

Từ biểu thức (3.3), chúng ta suy ra mạch logic so sánh bằng hai số nhị phân

Hình 3.4: Mạch so sánh bằng hai số nhị phân 3 bít

C) So sánh bằng hai số nhị phân n=4 bit

Ví dụ 3.3 Thiết kế mạch so sánh bằng hai số nhị phân 4 bit : D=d 3 d 2 d 1 d 0 ;

Ta có C=D khi và chỉ khi từng cặp bít có cùng trọng số có giá trị bằng nhau

Từ biểu thức (3.4), chúng ta suy ra mạch logic so sánh bằng hai số nhị phân

Hình 3.5: Mạch so sánh bằng hai số nhị phân 4 bít

3.3.2 So sánh lớn hơn hai số nhị phân n bít ( C > D ) Để so sánh lớn hơn hai số nhị phân n bít C, D chúng ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau Chẳng hạn, muốn biết C > D chúng ta có thể dùng phương pháp bảng trạng thái, phương pháp suy luận trực tiếp Trong mục này, chúng ta sẽ dùng phương pháp suy luận trực tiếp

Nhƣ đã nhận xét ở trên, C > D chỉ nếu: cn -1 > d n-1 Hoặc c n-1 = d n-1 và c n-2 >d n - 2

Hoặc c n-1 = d n-1 và c n-2 = d n-2 và và c 1 =d 1 và c 0 >d 0

Viết lại C >D chỉ nếu: cn-1.dn-1=1 hoặc cn-1 dn-1= 1 và cn-2.dn-2=1 hoặc c n-1 dn-1= 1 và cn-2 n-2=1 và cn-3.dn-3=1

Hoặc cn-1 n-1= 1 và cn-2 n-2= 1 và và c1 1=1 và c0.d0=1

Viết lại theo dạng tổng quát c > d chỉ nếu : f>=cn-1.dn-1 + ∑ [ ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ ∏ ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ ]

Hình 3.6: Mạch tổng quát so sánh lớn hơn 2 số nhị phân C và D

Trong bài viết này, tác giả chỉ tập trung vào việc so sánh hai số nhị phân với số lượng bit lớn hơn 1, cụ thể là các trường hợp n=2 bít, n=3 bít và n=4 bít Đầu tiên, chúng ta sẽ xem xét cách so sánh hai số nhị phân với n=2 bít.

Ví dụ 3.4: So sánh lớn hơn hai số nhị phân 2 bít C = c 1 c 0 và D = d 1 d 0

Theo phương pháp suy luận trực tiếp, chúng ta có điều kiện để c>d là: c1 > d1

Viết lại, biểu thức hàm so sánh theo dạng tổng quát p> = c1d1 + c0d0 c1 d1 ( 3.6 )

Biểu thức hàm so sánh ( 3.6 ) được thể hiện bởi mạch logic hình bên dưới:

Hình 3.7: mạch so sánh lớn hơn hai số nhị phân 2 bít b) So sánh lớn hơn hai số nhị phân 3 bít C = c2c1c0 và D =d2d1d0

Theo phương pháp suy luận trực tiếp , chúng ta có điều kiện C > D là: c2 > d2

Viết lại biểu thức hàm so sánh theo dạng tổng quát:

Biểu thức 3.7 được thực hiện bởi mạch logic hình bên dưới

Hình 3.8: Mạch so sánh lớn hơn hai số nhị phân 3 bít

C) So sánh lớn hơn hai số nhị phân 4 bít C = c3c2c1c0 và D = d3d2d1d0

Theo phương pháp suy luận trực tiếp, chúng ta có điều kiện để C > D là: c 3 > d 3 Hoặc c3 = d3 và c2 > d2

Viết lại biểu thức hàm so sánh theo dạng tổng quát: p>= c3d3 + c2d2 c3 3 + c1d1 c2 2 c3 3

Biểu thức hàm so sánh (3.8) được thực hiện bởi mạch logic hình bên dưới

Hình 3.9: Mạch so sánh lớn hơn hai số nhị phân 4 bít

Mạch logic hình 3.10, hay còn gọi là sơ đồ so sánh kiểu nhớ nối tiếp, sử dụng các cổng logic với số lối vào tối thiểu Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của mạch này là độ trễ cao, khi các bít có trọng số thấp phải đi qua 5 cấp cổng logic, trong khi các bít có trọng số lớn chỉ cần đi qua 2 cấp Điều này có thể dẫn đến nguy cơ chạy đua trong mạch.

Chúng ta có thể loại bỏ hiện tượng chạy đua trong mạch logic kiểu nhớ nối tiếp bằng cách áp dụng mạch logic kiểu nhớ đồng thời, hay còn gọi là nhớ gối.

Viết lại biểu thức hàm (3.7):

P> = c2d2 +( c2 2 ).[c1d1 + c0d0 c1 1 ] (3.9) Biểu thức hàm so sánh (3.9) được thực hiện bởi mạch logic hình bên dưới

Hình 3.10: Mạch so sánh lớn hơn hai số nhị phân 3 bít kiểu nhớ gối

Mạch logic hình 3.11 theo kiểu nhớ đồng thời, có độ trễ lan truyền của các bít tín hiệu là xấp xỉ nhau chỉ qua 3 cấp cổng logic

Tiếp tục biến đổi biểu thức: p > = ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅

Biểu thức hàm so sánh ( 3.10) được thực hiện bởi mạch logic bên dưới:

Hình 3.11: Mạch so sánh lớn hơn hai số nhị phân 3 bít hai tầng

Mạch logic hình 3.11 là một mạch so sánh dạng 2 tầng, nổi bật với độ trễ thấp nhất Tuy nhiên, thiết kế này gặp khó khăn do số lượng lối vào của các cổng logic lớn.

3.2.3 So sánh hai số nhị phân n bít C < D Để so sánh lớn hơn hai số nhị phân n bít C, D chúng ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau Chẳng hạn, muốn biết C < D chúng ta có thể dùng phương pháp bảng trạng thái, phương pháp suy luận trực tiếp Trong mục này,

20 chúng ta sẽ dùng phương pháp suy luận trực tiếp

Nhƣ đã nhận xét ở trên, C < D chỉ nếu:

Hoặc cn-1 = dn-1 và cn-2 < dn-2

Hoặc cn-1 = dn-1 và cn-2 = dn-2 và cn-3 < dn-3

Hoăc c n-1 = d n-1 và c n-2 = d n-2 và và c 1 < d 1 và c 0 < d 0

Viết lại theo dạng tổng quát:

Hình 3.12: Mạch tổng quát so sánh bé hơn 2 số nhị phân H và K

Trong bài viết này, tác giả tập trung vào việc so sánh hai số nhị phân với số bít n>1, cụ thể là các trường hợp n=2 bít, n=3 bít và n=4 bít Đầu tiên, chúng ta sẽ xem xét so sánh hai số nhị phân với n=2 bít.

Ví dụ 3.7: So sánh bé hơn hai số nhị phân 2 bít C = c1c0 và D = d1d0

Theo phương pháp suy luận như trên, chúng ta có C < D chỉ nếu:

Viết lại biểu thức hàm so sánh theo dạng tổng quát:

Hình 3.13: Mạch so sánh bé hơn hai số nhị phân 2 bít b ) So sánh bé hơn hai số nhị phân n=3 bít

Ví dụ 3.8: So sánh bé hơn hai số nhị phân 3 bít C = c 2 c1c0 và d = d2d1d0

Theo phương pháp suy luận như trên, chúng ta có C < D chỉ nếu: c2< d2

Viết lại biểu thức dưới dạng tổng quát:

Biểu thức hàm so sánh ( 3.13 ) được thực hiện bởi mạch logic bên dưới:

Hình 3.14: Mạch so sánh bé hơn hai số nhị phân 3 bít

C) So sánh bé hơn hai số nhị phân n=4 bít

Ví dụ 3.9 : So sánh bé hơn hai số nhị phân 4 bít C = c 3 c2c1c0 và D = d3d2d1d0

Theo phương pháp suy luận như trên, chúng ta có C < D chỉ nếu:

Viết lại hàm theo dạng tổng quát:

Biểu thức hàm so sánh ( 3.14 ) được thực hiện bởi mạch logic bên dưới:

THIẾT KẾ MÔ HÌNH MẠCH SO SÁNH 2 SỐ NHỊ PHÂN 1 BÍT

Mô phỏng mạch so sánh 2 số nhị phân 1 bít dùng proteus

- 2 led đơn và 4 led 7 đoạn ( 2 led anode hiển thị tín hiệu 0, 2 led cathode hiển thị tín hiệu 1 )

- Ba led đơn và một led 7 đoạn ( Cathode chung) hiển thị đầu ra ,= ( B, L, = ) + Led màu đen là thể hiện đèn tắt, led màu vàng là thể hiện đèn đỏ

+ Tín hiệu led 7 đoạn nhƣ mô tả trong mạch mô phỏng

4.1.1 Mạch mô phỏng so sánh lớn hơn:

Hình 4.1 Mạch mô phỏng so sánh lớn hơn C = 1 ; D = 0

4.1.2 Mạch mô phỏng bé hơn

Hình 4.2 Mạch mô phỏng so sánh bé hơn C = 0 ; D =1

Hình 4.3 Mạch mô phỏng so sánh bằng khi C = 1 và D = 1

Hình 4.4 Mạch mô phỏng so sánh bằng khi C = 0 và D = 0

Thiết kế mô hình so sánh hai số nhị phân 1 bít

Tác giả đã sử dụng cổng NAND 2 đầu vào trong IC 7400 để thiết kế mô hình mạch so sánh hai số nhị phân 1 bit Dựa trên sơ đồ mạch logic hình 4.5, tác giả đã vẽ lại sơ đồ mạch cụ thể cho việc so sánh hai số nhị phân 1 bit bằng cổng NAND 2 đầu vào.

Hình 4.5 : Sơ đồ logic mạch so sánh 2 số nhị phân 1 bít

Sơ đồ mạch hình 4.5 được chuyển đổi từ cổng NAND sang sơ đồ mới bằng cách thêm đèn LED để minh họa các trường hợp và sử dụng các điện trở hạn dòng IC 7400 với 4 cổng NAND được lựa chọn để thực hiện mạch này.

Hình 4.6 Mô hình mạch so sánh 2 số nhị phân 1 bít

Bảng 4.1 Bảng trạng thái các đầu vào ra

0 0 Tắt Tắt Tắt Tắt Đỏ 0 1 Tắt Đỏ Đỏ Tắt Tắt B

1 0 Đỏ Tắt Tắt Đỏ Tắt L

1 1 Đỏ Đỏ Tắt Tắt Đỏ 4.2.1 Lựa chọn thông số

B1: chọn nguồn = 5 V, Idm = 450mA, Pdm = 5 W

+ Lựa chọn Led đơn : 2 Led ngõ vào và 3 Led ngõ ra

+ Lựa chọn Led7 đoạn: 4 Led ngõ vào ( 2 Led Anode chung và 2 Led cathode chung) và 1 Led cathode chung ở ngõ ra

+ Dòng điện chạy qua các led đơn LedC, LedD ở đầu vào :

+ Chọn điện trở cho 4 led 7 đoạn Led0D,Led0C và Led1D, Led1C ở đầu vào là:

=> Chọn Rled7doan_vào0 ( ), và P2 = 0.25 W

+ Chọn điện trở cho 3 led đơn Led,Led= ở ngõ ra:

Ta chọn dòng qua led đơn là 5mA <

+ Chọn điện trở cho một Led 7 đoạn cathode chung ở ngõ ra:

Ta chọn dòng điện đi qua mỗi một thanh led 7 đoạn là :

+ Lựa chọn diode cho led 7 đoạn ở ngõ ra

Ta chọn diode thông dụng tên 1N4007 Điện áp ngƣợc lặp lại tối đa là: 1000 V

Dòng Fwd trung bình: 1000mA

Dòng Fwd tối đa không lặp lại: 30A

Công suất tiêu thụ tối đa là: 3W

Nhiệt độ lưu trữ và hoạt động phải là: -55 đến +175 độ C

4.2.2 Tính toán và kiểm tra các linh kiện

- Kiểm tra 2 led ngõ vào Ledc; ledd và 3 led ngõ ra led; led=: các led7đoạn

+ Ta có V c =V d =0 => Không có dòng chạy qua 2 led ngõ vào Led c ; led d và hai led7đoạn cathode chung ( Led1C; Led1D) ở ngõ vào, nên không bị hỏng

=> Hai led 7 đoạn anode chung ( Led0C; Led0D) không bị hỏng

+ Ta có VOH=4,4 V, => Iled= < nên không bị hỏng

Ta có VOL=0,1 V => Iled< = Iled> < nên không bị hỏng

=> led 7 đoạn cathode chung ở ngõ ra không bị hỏng

- Kiểm tra các điện trở:

Vì Vc= Vd=0V nên không có dòng điện đi qua RLed_dơn_vào;RLed_dơn_vào; nên 2 điện trở này không bị hỏng

Vì Vc= Vd=0V nên không có dòng điện đi qua RLed7đoạn_vào của 2 led 7 đoạn cathode chung (Led1D;Led0C) nên không bị hỏng

Vì Vanode=5V , RLed7doan_vào0 ( ) => Ir2=

=> Rled7doan của 2 led anode chung ở đầu vao không bị hỏng

Vì VOL= 0,1 V nên R< ; R > ;Không bị hỏng

Vì VOH= 5V => Rled_don_ra&0 ( ) => Ir1=

=> Rled_don_ra của Led= Không bị hỏng

Vì V OH =4,4V , RLed7doan_ra@0 ( )

=> Rled7doan_ra của Led 7 đoạn cathode chung ở đầu ra không bị hỏng

- Kiểm tra diode vì VOH = 4.5V

< nên diode không bị hỏng

Ta có: Iadapter = I1 + I2 + I3 = 50+50+500mA < = 450mA

=> Nguồn Adapter hoạt động bình thường

1) Kiểm tra ic thứ nhất tên là IC 74HC00

Nhóm 1: kiểm tra nguồn nuôi IC ( nối với chân ic 14 và 7)

- = 5 V [2;6] nên chân 14 không bị hỏng

- Chân số 7 nối với Gnd nên không bị hỏng

Nhóm 2: kiểm tra đầu vào các cổng nand:

- Xét đầu vào số 1 của cổng NAND N1.1 ta có:

=> Suy ra đầu vào 1 của cổng NAND N1.1 không bị hỏng

Nhóm 3: Kiểm tra đầu ra các NAND:

- Xét đầu ra của NAND N1.1 ta có:

+ Cổng NAND này nối trực tiếp với cổng số 1 và số 5 của Ic 2

+ Đầu ra N1.1 có dòng định mức là 25mA.( = 25mA)

+ Đầu vào số 1 và số 5 của IC 2 cần dòng làm việc là 2*0.1=0.2 vì

Suy ra đầu ra N1.1 không bí hỏng do quá dòng

+ Đầu ra N1.2 códòng định mức là 25mA.( = 25mA)

2) Kiểm tra ic thứ 2 tên là IC 74HC00

Suy ra đầu vào 7 của cổng NAND N2.4 không bị hỏng

+ Cổng NAND này nối trực tiếp với cổng số 5 của Ic 3

+ Đầu vào số 5 của IC 3 cần dòng làm việc là 0.1 vì

Suy ra đầu ra N2.3 không bị quá dòng

3) Kiểm tra Ic 3 có tên là 74HC00

Nhóm 3: kiểm tra đầu ra của các cổng NAND

+ Cổng NAND này nối trực tiếp với các chân led 7 đoạn và led Led tắt Không có dòng chạy qua nên đầu ra N3.1 không bị hỏng

+ Cổng NAND này nối trực tiếp với các chân led 7 đoạn và led>

=> Led tắt Không có dòng chạy qua nên đầu ra N3.2 không bị hỏng

+ Cổng NAND này nối trực tiếp với các chân led 7 đoạn và led=

+ Đầu vào của led có

- Kiểm tra 2 led ngõ vào Ledc; ledd và 3 led ngõ ra led; led= và led7đoạn: + Ta có Vc=Vd=5V

=> Led c ; led d Không bị hỏng

=> Hai led 7 đoạn cathode chung (Led1C,Led1D) ở đầu vào không bị hỏng

+Vc=Vd=Vanode = 5V => hai led 7 đoạn anode chung (Led0C;Led0D) ở đầu vào không bị hỏng

Ta có VOH=4,4 V, => Iled= < nên led= không bị hỏng

Ta có V OL =0,1 V => I led< = I led> < nên led < ; led >; không bị hỏng + VOH = 4,4 V

Nên R LedC ;R LedD không bị hỏng

=> RLed7đoạn của 2 led 7 đoạn anode chung (Led0D;Led0C) không bị hỏng

Vì Vc= Vd =5V , RLed7doan_vào0 ( ) => Ir2=

=> Rled7doan_vào của 2 led cathode chung không bị hỏng

Vì VOL= 0,1 V nên và R< ; R> ; không bị hỏng

Vì V OH = 4.4V => R led_don_ra &0 ( )

=> Rled_don_ra của Led= Không bị hỏng

Vì VOH=4,4V , Rled7doan_ra@0 ( )

- Kiểm tra diode vì VOH = 4.5V

Ta có: Iadapter = IC+Id + I1 + I2 + I3 = 2Iled_don +2Iled7doan+ I1 + I2 + I3 = 2.19+2.29 +50+50+50$6 mA < = 450mA

+ Cổng NAND này nối trực tiếp với các chân led 7 đoạn và led >

- Kiểm tra 2 led ngõ vào Ledc; ledd và 3 led ngõ ra led; led= và led7đoạn: + Ta có Vc =5 V; Vd =0V

Vì Vd =0V nên không có dòng điện qua Ledd nên không bị hỏng

=> led 7 đoạn cathode chung( Led1C) ở đầu vào C không bị hỏng

+ V c = V anode_C = 5 V nên led 7 đoạn anode chung (Led0C) ở đầu vào C không bị hỏng

=> Led 7 đoạn anode chung (Led0D) ở đầu vào D không bị hỏng

Vì Vd =0V không có dòng điện qua led 7 đoạn cathode chung (Led1D) ở đầu vào

Ta có VOH=4,4 V, => Iled> < nên led> không bị hỏng

Ta có VOL=0,1 V => Iled< = Iled= < nên led led 7 đoạn cathode chung ở ngõ ra không bị hỏng

Vì Vc= 5V, Rled_don_vào0 ( ) => Ir1=

Nên R LedC không bị hỏng

+Vì V d =0 nên R LedD không bị hỏng

Vì V c =V anode_C = 5V nên RLed7đoạn_vào của led 7 đoạn anode chung (Led0C) ở đầu vào C không bị hỏng

Vì Vc =5V ,Vcathode_C =0; RLed7doan_vào0 ( ) => Ir2=

=> Rled7doan_vào của led cathode chung (Led1C) ở đầu vào C không bị hỏng

+ Vì Vd =0 nên không có dòng qua led 7 đoạn cathode chung ( Led1D) ở đầu vào

D , nên led không bị hỏng

+ Vì V d =0, V anode_D =5V , RLed7doan_vào0 ( ) => I r2 =

=> Led 7 đoạn anode chung (Led0D) ở đầu vào D không bị hỏng

Vì VOL= 0,1 V nên và R< ; R= ; không bị hỏng

Vì VOH= 4.4V => Rled_don_ra&0 ( )

=> R led_don của Led > Không bị hỏng

Vì VOH=4,4V , RLed7doan_ra@0 ( )

- Kiểm tra diode vì V OH = 4.5V

Ta có: I adapter = I C + I 1 + I 2 + I 3 = I led_don +I led7doan + I 1 + I 2 + I 3 = 19+29

+ Cổng NAND này nối trực tiếp với các chân led 7 đoạn và led>

- Kiểm tra 2 led ngõ vào Ledc; ledd và 3 led ngõ ra led; led= và led7đoạn: + Ta có Vc =0 V; Vd =5V

Vì V c =0V nên không có dòng điện qua Led c nên không bị hỏng

=> led 7 đoạn cathode chung (Led1D) ở đầu vào D không bị hỏng

+ Vd = Vanode_D= 5 V nên led 7 đoạn anode chung (Led0D ) ở đầu vào D không bị hỏng

=> Led 7 đoạn anode chung (Led0C) ở đầu vào C không bị hỏng

Vì Vc =0V không có dòng điện qua led 7 đoạn cathode chung (Led1C) ở đầu vào C nên không bị hỏng

Ta có VOH=4,4 V, => Iled< < nên led< không bị hỏng

Ta có VOL=0,1 V => Iled> = Iled= < nên led>; led=; không bị hỏng + VOH = 4,4 V

Vì Vd= 5V, Rled_don_vào0 ( ) => I r1 =

Nên R Led_D không bị hỏng

+Vì V c =0 nên R Led_C không bị hỏng

Vì VD =Vanode_D= 5V nên RLed7đoạn của led 7 đoạn anode chung (Led0D) ở đầu vào

Vì Vd =5V ,Vcathode_D =0; RLed7doan_vào0 ( ) => Ir2=

=> Rled7doan_vào của led cathode chung (Led1D) ở đầu vào D không bị hỏng

+ Vì VC =0 nên không có dòng qua led 7 đoạn cathode chung (Led1C) ở đầu vào C , nên Rled7doan_vào của Led1C không bị hỏng

+ Vì Vc =0, Vanode=5V , RLed7doan_vào0 ( ) => Ir2=

=>Rled7doan_vào của Led 7 đoạn anode chung (Led0C) ở đầu vào C không bị hỏng

Vì VOL= 0,1 V nên và R> ; R= ; không bị hỏng

Vì V OH = 4.4V => R led_don_ra &0 ( ) => I r1 =

=> R led_don_ra của Led < Không bị hỏng

Vì VOH=4,4V , RLed7doan_ra@0 ( )

- Kiểm tra diode vì V OH = 4.5V

Ta có: Iadapter = ID + I1 + I2 + I3 = Iled_don +Iled7doan+ I1 + I2 + I3 = 19+29

+ Cổng NAND này nối trực tiếp với các chân led 7 đoạn và led

 Sau khi tiến hành tính toán kiểm tra các linh kiện, tác giả tổng hợp lại các kết quả trong bảng sau:

STT LINH KIỆN SỐ LƢỢNG KẾT QUẢ KIỂM

1 Nguồn Adapter 1 Không bị hỏng

(ngõ vào) 3 Không bị hỏng

(ngõ vào) 2 Không bị hỏng

( ngõ vào) 2 Không bị hỏng

8 IC 74HC00 3 Không bị hỏng

(Ngõ ra) 3 Không bị hỏng

( ngõ ra ) 1 Không bị hỏng

13 Điode đi kèm 8 Không bị hỏng

4.2.3 Tiến hành lắp mô hình mạch so sánh 2 số nhị phân 1 bít

55 a Mô hình mạch so sánh lớn hơn:

Mô hình so sánh lớn hơn C = 1; D =0 b Mô hình mạch so sánh bé hơn:

Mô hình so sánh bé hơn C= 0; D=1 c Mô hình mạch so sánh bằng;

Mô hình so sánh bằng C = 1 ; D = 1

Mô hình so sánh bằng C=0; D=0

Bảng 4.2 Bảng điện áp vào ra của mạch theo lý thuyết

Ngõ vào ( lý thuyết) Ngõ ra ( lý thuyết)

Vc Vd Vp> Vp< Vp=

Bảng 4.3 Bảng điện áp vào ra của mạch theo thực tế

Ngõ vào ( Thực tế) Ngõ ra ( Thực tế)

Vc Vd Vp> Vp< Vp=

4.2.5 So sánh kết quả thực tế và kết luận a So sánh kết quả

Các thông số lý thuyết có sai số khác với thông số lắp mạch có nhiều nguyên nhân sau:

- Sai số của bộ nguồn adapter

- Nguồn adapter chƣa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật

- Sai số của đồng hồ đo

- Một phần tiêu hao do trở trong mạch: dây dẫn, mối nối b Kết luận

Mặc dù mô hình này có sai số, nhưng kết quả của nó vẫn phản ánh đúng lý thuyết bảng chân lý, cho phép sử dụng hiệu quả trong giảng dạy lý thuyết mà không cần thiết phải sử dụng bộ nguồn có điện áp cao hơn.

Tiêu đề	Thiết Kế Mô Hình So Sánh Hai Số Nhị Phân 1 Bít Hiển Thị Đầu Vào Ra Bằng Led 7 Đoạn
Tác giả	Trần Văn Cường
Người hướng dẫn	ThS. La Quốc Khánh
Trường học	Trường Đại Học Nông Lâm Huế
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điều Khiển và Tự Động Hóa
Thể loại	Đồ án điện tử và tự động hóa
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Thừa Thiên Huế

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	2,42 MB