Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 118
Đề bài: Quan sát Hình 22.1 và cho biết khi so sánh hai số nhị phân $A$ và $B$ (1 bit) thì có những khả năng nào xảy ra?
Lời giải:
Quan sát Hình 22.1, bộ so sánh nhận 2 tín hiệu vào $A$ và $B$, cho 3 tín hiệu ra tương ứng với 3 khả năng có thể xảy ra:
- $Y_1$: $A < B$ — số $A$ nhỏ hơn số $B$.
- $Y$: $A = B$ — hai số bằng nhau.
- $Y_2$: $A > B$ — số $A$ lớn hơn số $B$.
Chi tiết với số nhị phân 1 bit ($A$, $B$ chỉ nhận giá trị 0 hoặc 1):
| $A$ | $B$ | Khả năng |
|---|---|---|
| 0 | 0 | $A = B$ |
| 0 | 1 | $A < B$ |
| 1 | 0 | $A > B$ |
| 1 | 1 | $A = B$ |
→ Khi so sánh 2 số nhị phân 1 bit, chỉ có 3 khả năng: $A < B$, $A = B$ hoặc $A > B$.
II. Mạch dãy
Câu hỏi Khám phá trang 120
Đề bài: Quan sát Hình 22.5, em hãy cho biết: Đèn tín hiệu giao thông thường thực hiện đếm tiến hay đếm lùi?
Lời giải:
Quan sát Hình 22.5, cột đèn giao thông hiển thị số 30, sau đó số hiển thị sẽ giảm dần theo thời gian (30 → 29 → 28 → … → 1 → 0) rồi chuyển sang màu đèn tiếp theo.
→ Vậy đèn tín hiệu giao thông thường thực hiện đếm lùi (đếm ngược), giúp người tham gia giao thông biết được còn bao nhiêu giây trước khi đèn chuyển màu.
Luyện tập
Luyện tập trang 122
Đề bài: Xây dựng bộ đếm nhị phân ba bit sử dụng Flip-Flop D. Vẽ mạch, giải thích nguyên lí hoạt động, lập bảng chân lí và trình bày giản đồ thời gian của bộ đếm.
Lời giải:
Bước 1: Vẽ sơ đồ mạch.
Bộ đếm nhị phân 3 bit cần 3 Flip-Flop D (đặt tên là FF0, FF1, FF2) mắc nối tiếp, tương tự như bộ đếm 2 bit ở Hình 22.8, chỉ thêm FF2.
Cách kết nối:
- Chuỗi xung (xung nhịp đồng hồ) đưa vào lối vào CLK của FF0.
- Lối ra $\overline{Q}$ của FF0 đưa vào lối vào CLK của FF1.
- Lối ra $\overline{Q}$ của FF1 đưa vào lối vào CLK của FF2.
- Ở mỗi Flip-Flop, lối vào D được nối với lối ra $\overline{Q}$ của chính nó.
- Ba lối ra $Q_0$, $Q_1$, $Q_2$ cho ta 3 bit của bộ đếm ($Q_2$ là bit cao nhất, $Q_0$ là bit thấp nhất).
Bước 2: Nguyên lí hoạt động.
- FF0 chuyển trạng thái ($Q_0$ đảo từ 0 sang 1 hoặc từ 1 sang 0) khi có mỗi xung nhịp tác động.
- FF1 chuyển trạng thái khi $Q_0$ chuyển từ 1 về 0 (tức là cứ 2 xung nhịp, FF1 đảo 1 lần).
- FF2 chuyển trạng thái khi $Q_1$ chuyển từ 1 về 0 (tức là cứ 4 xung nhịp, FF2 đảo 1 lần).
→ Mạch đếm được từ 0 đến 7 (tổng cộng $2^3 = 8$ trạng thái). Sau xung thứ 8, mạch trở về trạng thái ban đầu 000 và bắt đầu chu trình đếm mới.
Bước 3: Lập bảng chân lí.
| Xung vào | $Q_2$ | $Q_1$ | $Q_0$ | Giá trị thập phân |
|---|---|---|---|---|
| Xung xoá | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Xung 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| Xung 2 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| Xung 3 | 0 | 1 | 1 | 3 |
| Xung 4 | 1 | 0 | 0 | 4 |
| Xung 5 | 1 | 0 | 1 | 5 |
| Xung 6 | 1 | 1 | 0 | 6 |
| Xung 7 | 1 | 1 | 1 | 7 |
Bước 4: Giản đồ thời gian.
Giản đồ thời gian gồm 4 tín hiệu:
- CLK (chuỗi xung nhịp): dạng xung vuông đều đặn.
- $Q_0$: đảo trạng thái sau mỗi xung nhịp → chu kì gấp 2 lần CLK.
- $Q_1$: đảo trạng thái sau 2 xung nhịp → chu kì gấp 4 lần CLK.
- $Q_2$: đảo trạng thái sau 4 xung nhịp → chu kì gấp 8 lần CLK.
Vận dụng
Vận dụng trang 122
Đề bài: Em hãy tìm hiểu trong gia đình, cộng đồng và cho biết mạch so sánh, mạch đếm được sử dụng ở những sản phẩm, hệ thống kĩ thuật nào?
Lời giải:
a) Mạch so sánh được sử dụng trong:
- Điều hoà nhiệt độ: so sánh nhiệt độ phòng với nhiệt độ cài đặt để bật/tắt máy nén.
- Tủ lạnh, bình nóng lạnh, nồi cơm điện: so sánh nhiệt độ hiện tại với nhiệt độ tiêu chuẩn để điều khiển bộ phận làm nóng/lạnh.
- Bàn là điện, lò vi sóng: so sánh nhiệt độ để tự ngắt khi đạt mức mong muốn.
- Máy ATM, khoá mã số điện tử, khoá vân tay: so sánh mã người dùng nhập với mã đã lưu để cho phép mở khoá.
- Cảm biến mực nước trong máy bơm, máy giặt: so sánh mức nước để điều khiển bơm.
b) Mạch đếm được sử dụng trong:
- Đèn tín hiệu giao thông: đếm lùi thời gian trước khi chuyển màu.
- Đồng hồ số (đồng hồ điện tử, đồng hồ báo thức, đồng hồ đo thể thao).
- Máy đếm sản phẩm trong dây chuyền sản xuất nhà máy.
- Máy đếm tiền ở ngân hàng, cửa hàng.
- Bộ đếm bước chân trên đồng hồ thông minh, máy đếm calo.
- Máy đếm khách ra vào ở siêu thị, thư viện.
- Bộ đếm vòng quay trong công tơ điện, đồng hồ đo km xe máy.
→ Mạch so sánh và mạch đếm là hai mạch rất phổ biến trong đời sống, có mặt ở hầu hết các thiết bị điện tử số hiện nay.
ThS. Hồ Thị Thư
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám