74LS00 IC tích hợp 4 Cổng NAND 2 đầu vào 

0
1052

74LS00 là một trong những cổng phổ biến cơ bản nhất của ​​họ các cổng logic. Có ba loại cổng AND, OR và NOT. 

Tất cả ba cổng đều có mạch bên trong khác nhau và chúng có những ứng dụng khác nhau ở mọi thiết bị. Bằng cách kết hợp ba mạch này, chúng ta có thể tạo ra một số cổng khác là NAND, NOR, XOR và XNOR. 

Tất cả các cổng này có thể được thiết kế dễ dàng bằng cách sử dụng bóng bán dẫn, điện trở và tụ điện. Khi chúng tôi tạo ra các mạch như cách trên thì kích thước của một cổng trở nên lớn hơn so với mong đợi của chúng tôi.

Vì vậy, có nhiều loại IC đi kèm với các cổng có nhiều dạng package kích thước nhỏ. Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về IC được gọi là 74LS00 và cũng được gọi là IC 7400. 

74LS00 là IC dựa trên cổng logic NAND. Nó có 14 chân, tất cả đều được kết nối với 4 cổng NAND. 

Do cổng NAND được gọi là cổng đa năng, 74LS00 có thể được chuyển đổi thành cổng OR và NOT một cách dễ dàng. IC có ba dạng package SOIC, PDIP và SOP.

Sơ đồ chân 74LS00

Sơ đồ chân 74LS00
Sơ đồ chân 74LS00

Lưu ý: một số công nghệ chế tạo mạch dựa trên IC CD4011

Cấu hình PIN Cổng NAND 74LS00

Chân Mô tả
A1 Chân 1 Chân 1 sẽ là đầu vào của cổng NAND đầu tiên trong IC 74LS00.
B1 Chân 2 Chân 2 sẽ được sử dụng làm đầu vào thứ hai của cổng NAND đầu tiên.
Y1 Chân 3 Đầu ra của cổng NAND đầu tiên sẽ ở chân 3.
A2 Chân 4 Chân 4 sẽ được sử dụng cho đầu vào của cổng NAND thứ hai.
B2 Chân 5 Đầu vào thứ hai của cổng NAND thứ hai ở chân 5.
Y2 Chân 6 Đầu ra của cổng NAND thứ hai sẽ ở chân 6.
GND Chân 7 Chân 7 là chân nối đất chung
Y3 Chân 8 Đầu ra cổng NAND thứ ba sẽ ở chân 8.
A3 Chân 9 Chân 9 sẽ được sử dụng làm chân đầu vào đầu tiên cho cổng NAND thứ ba.
B3 Chân 10 Chân 10 sẽ là đầu vào thứ hai của cổng NAND thứ ba.
Y4 Chân 11 Đầu ra của cổng NAND thứ tư ở chân 11.
A4 Chân 12 Chân 12 là đầu vào đầu tiên của cổng NAND thứ 4.
B 4 Chân 13 Đầu vào thứ hai của cổng NAND thứ tư sẽ ở Chân 13.
Vcc Chân 14 Chân 14 sẽ được sử dụng để cấp nguồn cho IC.

Các tính năng của 74LS00

  • IC này có thể được sử dụng như một cổng NAND tuy nhiên do tính phổ biến của cổng NAND, nó có thể được chuyển đổi thành các cổng khác một cách dễ dàng.
  • Cấu trúc bên trong của IC dựa trên giao tiếp tín hiệu song song TTL, đó là lý do tại sao đầu ra của nó cũng có dạng TTL.
  • Nó có nhiều package: SOIC, PDIP và SOP.
  • Nó có thể được sử dụng trong các hệ thống tần số cao.

Thông số kỹ thuật của 74LS00

  • Điện áp hoạt động của 74LS00 là 4,75 đến 5,25.
  • Điện áp nguồn tối đa có thể là 7V nhưng trong trường hợp điện áp tăng nhẹ trên 7V, IC có thể dễ bị cháy.
  • Dòng điện tối đa từ mỗi cổng ở đầu ra sẽ là 8mA.
  • IC có ESD lớn nhất khoảng 3,5KV.
  • IC có thời gian tăng và giảm phổ biến là 15ns.
  • IC có nhiệt độ hoạt động tối đa khoảng từ 0 – 75 độ.
  • Điện áp đầu vào mức Thấp tại cổng sẽ là 0,8V và mức CAO sẽ là 2V.
  • IC có điện áp kẹp bên trong khoảng -1,5V.

Tại sao lại nên sử dụng 74LS00

  • 74LS00 là một trong những IC rẻ nhất làm cho nó trở nên phổ biến hơn các IC khác.
  • Nó có thể thực hiện hoạt động tốc độ logic NAND CAO trong vòng nano giây mà không cần sử dụng vi điều khiển hoặc bộ xử lý.
  • IC có bốn cổng NAND có thể được sử dụng thêm cho các cổng khác một cách riêng biệt.
  • 74LS00 có thể được sử dụng như một bộ đáo vì cổng NAND có thể được sử dụng để tạo cổng NOT chỉ bằng cách cấu hình lại các chân.

Nguyên lý hoạt động của Cổng NAND 2 đầu vào 74LS00

IC có bốn cổng NAND nhưng ở một cổng NAND sẽ có hai kiểu cấu trúc bên trong. Cái đầu tiên là CMOS và cái thứ hai là PMOS. Cấu trúc có thể khác khi chúng ta nhìn thấy nhưng chức năng chính của nó thì giống nhau. 

Cổng CMOS NAND đi kèm với bốn bóng bán dẫn. Sự kết hợp giữa các bóng bán dẫn và bộ nguồn tạo nên một mạch phức tạp nhỏ, tạo ra trạng thái mức CAO và mức THẤP trên các kết hợp đầu vào khác nhau. Đây là cấu trúc bên trong của cổng NAND.

Nguyên lý hoạt động của Cổng NAND 2 đầu vào 74LS00

Trong cấu trúc, VDD sẽ được sử dụng làm nguồn và A, B sẽ được sử dụng làm đầu vào Logic. Đầu ra sẽ được đưa ra tại Y.

Ở đây Q1, Q2, Q3 và Q4 sẽ đại diện cho các bóng bán dẫn. Khi 1 đầu vào sẽ ở mức CAO thì đầu ra sẽ CAO đối với bóng bán dẫn Q1 và Q2, nhưng đầu ra sẽ THẤP do hai bóng bán dẫn Q3 và Q4 nên đầu ra sẽ được đảo ngược mọi lúc. 

Sự kết hợp của 4 bóng bán dẫn này tạo nên mạch của cổng NAND. Đầu ra trong các cổng logic luôn phụ thuộc vào đầu vào. Vì vậy, mọi cổng NAND trong IC này sẽ tuân theo bảng sự thật sau trong trường hợp các đầu vào khác nhau.

ĐẦU VÀO ĐẦU RA
A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Bạn có thể nhận thấy rằng khi đầu vào trên cổng NAND ở mức CAO thì sẽ có trạng thái THẤP ở đầu ra nếu không sẽ có trạng thái CAO ở đầu ra bất kể trạng thái đầu vào là gì.

Ví dụ mạch với IC cổng NAND 74LS00

Dưới đây là ba ví dụ được thiết kế bằng cách sử dụng vi mạch 4 cổng NAND 2 đầu vào 74LS00 8 bit.

Cổng NAND là cổng đa năng có thể chuyển đổi sang các cổng khác một cách dễ dàng. Để chuyển đổi cổng NAND thành cổng OR, NOT hoặc thậm chí AND, chúng ta chỉ cần kết hợp chúng. 

Những sự kết hợp này sẽ khác nhau đối với mỗi cổng. Đầu tiên, chúng ta sẽ chuyển đổi cổng NAND thành cổng NOT. Để chuyển đổi cổng NAND thành cổng NOT, chúng ta sẽ cần nối hai đầu vào đầu tiên của nó. 

Sau đó, chúng ta sẽ cần nối đầu vào đến đầu vào duy nhất sẽ biến thành cổng khác từ cổng NAND. Hình đại diện bên dưới.

Ví dụ mạch với IC cổng NAND 74LS00 

Để chuyển đổi cổng NAND thành cổng OR, chúng ta sẽ cần thêm hai cổng Not ở các chân đầu vào. Để gắn các cổng NOT, chúng ta có thể sử dụng cổng NOT được làm từ cổng NAND như chúng ta đã thảo luận ở trên. 

Bây giờ để chuyển đổi sang cổng AND từ cổng NAND, chúng ta có thể sử dụng cổng NOT ở các chân đầu ra để tạo cổng AND một cách dễ dàng. Chúng tôi cũng có thể tạo cổng XOR và XNOR từ cổng NAND nhưng điều đó sẽ yêu cầu bốn cổng 74LS00. Đây là sơ đồ kết nối của các cổng này.

Mô phỏng mạch trong proteus

Trong proteus, chúng tôi sẽ sử dụng vi mạch ở chức năng thông thường. Chúng tôi sẽ chuyển đổi tất cả bốn cổng NAND thành các cổng khác. 

Giống như một cổng NAND sẽ là cổng NOT và những cổng khác sẽ là cổng OR. Để làm điều này, đầu tiên gắn IC vào sau đó thêm đầu vào kích trạng thái logic và trình quan sát giá trị logic đầu ra. 

Mô phỏng mạch trong proteus 

Mô phỏng mạch trong proteus 2

Sau đó, chỉ cần biến 3 cổng NAND đầu tiên thành cổng NOT bằng cách kết hợp các chân đầu vào của chúng. Sau đó gắn đầu ra của hai cổng NAND với đầu vào của bốn cổng NAND. Bây giờ cấp đầu vào trên cổng đầu tiên, bạn sẽ nhận được các đầu ra đảo ngược.

Bây giờ kích trạng thái logic trên mạch khác, kết quả sẽ giống như chúng ta muốn.

Mô phỏng mạch trong proteus 3

Cách sử dụng IC rất đơn giản. Do được sử dụng phổ biến, nó có thể được tìm kiếm một cách dễ dàng. Sự an toàn duy nhất mà chúng ta nên lo lắng trong quá trình sử dụng IC là về điện áp. 

Chỉ có điện áp cao mới có thể ảnh hưởng đến vi mạch. Ở đây chúng tôi chỉ sử dụng IC để làm hai loại cổng. Bạn có thể sử dụng nó để thiết kế thêm.

Ứng dụng 74LS00

  • Nó có thể được sử dụng như cổng logic phổ biến.
  • Hầu hết các thiết bị điện tử số sử dụng 74LS00 do giá thành rẻ.
  • PCS và một số máy tính xách tay cũng sử dụng IC cổng NAND.
  • Server sử dụng phổ biến 74LS00.
  • IC 74LS00 cũng được sử dụng nhiều trong ALU và các hệ thống số khác.
  • Trong hệ thống mạng, LS7400 cũng được sử dụng cho phép toán logic.

 

Tôi là một người làm việc trong lĩnh vực cơ khí, thiết bị công nghiệp....Blog là nơi tôi chia sẻ thông tin hữu ích đến các bạn đọc.
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments