Giáo án điện tử Công nghệ 12 Điện - Điện tử Cánh diều Bài 22: Mạch xử lí tín hiệu trong điện tử số

CHÀO ĐÓN CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

CHỦ ĐỀ 8: ĐIỆN TỬ SỐ

KHỞI ĐỘNG

Mạch xử lí tín hiệu số ở Hình 22.1 sử dụng các cổng logic nào? Tín hiệu ở đầu ra là loại tín hiệu gì?

• Các cổng logic: AND, NOT, OR.
• Tín hiệu ở đầu ra ở dạng bit 0 và 1.

Hình 22.1. Mạch xử lí tín hiệu số

BÀI 22: MẠCH XỬ LÍ TÍN HIỆU TRONG ĐIỆN TỬ SỐ

I.

Mạch tổ hợp

Mạch dãy

MẠCH TỔ HỢP

CÔNG NGHỆ 12

Đọc mục I SGK và trả lời câu hỏi:

- Mạch tổ hợp là mạch như thế nào?

- Chức năng của mạch so sánh tín hiệu số là gì?

Làm việc theo nhóm

Khái niệm: là mạch được tạo thành từ các cổng logic cơ bản.

Đặc điểm: trị số của tín hiệu ra ở thời điểm đang xét chỉ phụ thuộc vào tổ hợp các giá trị đầu vào.

Mạch so sánh hai tín hiệu số A và B và cho biết kết quả ở đầu ra, có hai trường hợp A = B và A # B.

Ở mạch so sánh Hình 22.2, nếu A = 0 và B = 0 thì đầu ra C có kết quả như thế nào?

Hình 22.2. Mạch so sánh 1 bit

Bảng 22.1. Bảng kết quả so sánh tín hiệu nhị phân 1 bit

Với các cổng NOT 1 và 2:

A = 0 và B = 0 nên Q1 = 1 và Q­­2 = 1.

Với các cổng AND 3 và 4:

A = 0 và B = 0 nên Q­3 = 0,

Q1 = 1 và Q2 = 1 nên Q4 = 1.

Với cổng OR số 5: Q3 = 0 và Q­­­4 = 1 nên Q5 = C = 1.

MẠCH DÃY

CÔNG NGHỆ 12

Đọc SGK mục II và trả lời câu hỏi: Mạch dãy là mạch như thế nào?

Đặc điểm:

• Chứa các phần tử nhớ.
• Trị số của tín hiệu ra phụ thuộc vào các tín hiệu đầu vào, ra ở thời điểm đang xét và quá khứ.

Sử dụng các phần tử nhớ flip – flop (trigơ)

Flip-flop D hoạt động như thế nào?

Là phần tử có khả năng lật trạng thái đầu ra tuỳ theo sự tác động thích hợp của đầu vào.

Hình 22.4. Kí hiệu flip-flop D

Có 3 loại flip – flop cơ bản: JK, D và T.

Hoạt động với hai trạng thái đặt và xoá, thường được biểu diễn tương ứng là giá trị 1 và 0.

Hoạt động của flip flop D được mô tả:

Bảng 22.2. Bảng chân lí của flip-flop D

Hình 22.4. Giản đồ thời gian của flip-flop D

Quan sát Hình 22.5 và trả lời câu hỏi:

Nêu nguyên lí hoạt động của mạch đếm tín hiệu số 4 bit sử dụng phần tử nhớ D flip-flop.

Hình 22.5. Mạch đếm 4 bit sử dụng flip-flop D

Nguyên lí hoạt động của mạch đếm tín hiệu số 4 bit sử dụng phần tử nhớ D flip-flop:

• Các đầu vào D của flip – flop trước được đưa tới đầu vào CLK của flip - flop sau.
• Ban đầu, giá trị các đầu ra đều là 0.
• Sau mỗi nhịp CLK, giá trị của các đầu ra Q0, Q1, Q2, Q3 thay đổi, kết quả ta có chuỗi các số nhị phân được đếm từ 0000 đến 1111.
• Trong đó, Q0 thay đổi nhanh nhất, theo xung nhịp CLK, Q3 thay đổi chậm nhất.

Hình 22.5. Nguyên lí hoạt động của mạch đếm theo từng chu kì nhịp CLK

- Lưu ý: Đọc giá trị 4 bit đầu ra theo thứ tự Q3 Q2 Q1 Q0 và quy đổi sang giá trị thập phân tương ứng.

- Ví dụ: ở CLK 3 ta có giá trị chuỗi Q3 Q2 Q1 Q0 lần lượt là 0011, tương ứng với giá trị thập phân là 3.

LUYỆN TẬP (Câu hỏi trắc nghiệm)

CÔNG NGHỆ 12

A. Mạch cộng số học.

B. Mạch so sánh hai số nhị phân 1 bit.

C. Mạch giải mã BCD sang thập phân.

D. Mạch đếm sự kiện hoặc biến cố.

Câu 1: Trong số các mạch logic sau, mạch nào không phải là mạch tổ hợp?

A. Mạch ghi dịch.

C. Mạch chia tần.

B. Mạch đếm.

D. Mạch nhân số học.

Câu 2: Mạch logic nào sau đây không phải là mạch dãy (mạch tuần tự)?

A. CLK ↓ → D ↓.

B. D ↓ → D ↓.

C. D ↓ → CLK ↓.

D. CLK ↓ → CLK ↑.

Câu 4: Trạng thái đầu vào dữ liệu và xung điều khiển của FF-D như hình bên dưới.

Hiện tại đèn LED đang tắt (Q = 0). Trình tự chuyển trạng thái đầu vào dữ liệu và xung điều khiển để bật đèn LED là:

A. CLK↓ → D↓ → CLK↑.

C. DJ → D → CLKĮ.

B. CLK↓ → DI → D↑.

D. D↓ → CLK↓ → D↑.

Câu 5: Trạng thái đầu vào dữ liệu và xung điều khiển của FF-D như hình bên dưới.

Hiện tại đèn LED đang tắt (Q = 1). Trình tự chuyển trạng thái đầu vào dữ liệu và xung điều khiển để bật đèn LED là:

Câu 6: Đặc điểm của mạch tổ hợp là gì?

A. Trị số tín hiệu ra phụ thuộc vào trạng thái trước đó của tín hiệu vào

B. Trị số tín hiệu ra phụ thuộc vào tổ hợp các giá trị đầu vào

C. Trị số tín hiệu ra không phụ thuộc vào các giá trị đầu vào

D. Trị số tín hiệu ra phụ thuộc vào trạng thái của bộ nhớ

Câu 7: Đầu ra C của mạch so sánh có giá trị nào khi A ≠ B?

A. C = 0

B. C = 1

C. C = -1

D. C = 2

LUYỆN TẬP (Câu hỏi tự luận)

--------------- Còn tiếp ---------------