ไอซีดิจิตอลที่มีใชเปนครั้งแรก จัดทําเปนไอซีลอจิกเกต เชน แอนดเกต ออรเกต เปนตน เมื่อ ตองการถอดรหัสสัญญาณดิจิตอลใหไดตามที่ตองการ จะตองนําไอซีลอจิกเกตมาตอเปนวงจรบนแผน วงจรพิมพ ตอมาบริษัทผูผลิตไดคิดคนวิธีการที่จะนําวงจรมาบรรจุลงในไอซี เพื่อใหทํางานตามฟงกชัน ที่ตองการ เรียกวงจรไอซีในลักษณะนี้วา วงจรลอจิกเชิงจัดหมู มีวงจรตัวอยาง เชน วงจรถอดรหัส วงจรเขารหัส วงจรมัลติเพล็กเซอร วงจรดีมัลติเพล็กเซอร วงจรแปลงรหัส วงจรเปรียบเทียบ และ วงจรกําเนิดภาวะสมมูล เปนตน ในบทเรียนนี้จะกลาวถึงวงจรลอจิกเชิงจัดหมู 2 วงจร คือ วงจรถอดรหัสและวงจรเขารหัส
วงจรถอดรหัส
การถอดรหัส คือ การแปลงรหัสที่อยูในรูปของเลขฐานสอง ใหอยูในรูปแบบที่เขาใจได หรือเปนกระบวนการตรงกันขามกับการเขารหัส การแปลงรหัสเลขฐานสอง ตองใชวงจรถอดรหัสที่ ตอบสนองตอรหัสที่ปอนเขาทางอินพุตตามที่ตองการและกําจัดรหัสที่ไมตองการ วงจรถอดรหัสพื้นฐาน ในรูปที่ 2.1 (ก) เปนวงจรถอดรหัสที่ประกอบดวย แอนดเกต และอินเวอรเตอร 2 ตัว ใน การทํางานของวงจร ใหพิจารณาจากตารางการทํางาน จะเห็นไดวา เมื่ออินพุต A B และ C มีลอจิก เปน 1 0 0 ตามลําดับ จะไดเอาตพุตเปนลอจิก 1 แสดงวา วงจรนี้ใชถอดรหัส 1 0 0 มีเอาตพุตเพียง ขาเดียว ในรูปที่ 2.1 (ข) เปนวงจรถอดรหัสที่มีหลายเอาตพุต ประกอบดวย แอนดเกต 4 ตัว และ อินเวอรเตอร 2 ตัว การทํางานของวงจรถอดรหัสแบบนี้ เมื่อมีการปอนลอจิกเขาที่อินพุต จะทําให เอาตพุตเพียงขาเดียวเปนลอจิก 1 ดูในตารางการทํางาน จะเห็นไดวา อินพุตที่ปอนเขาเปนเลขฐานสอง เมื่อถอดรหัสจะมีคาตรงกับเลขฐานสิบ เชน อินพุต A และ B เปน 002 จะไดเอาตพุต 0 เปนลอจิก 1 เพราะเมื่อปอนอินพุต A และ B เปน 0 ผานอินเวอรเตอรไดเปนลอจิก 1 ปอนเขาแอนดเกตตัวที่ 0 จึงไดเอาตพุตเปนลอจิก 1 สวนเอาตพุตของแอนดเกตตัวอื่นเปนลอจิก 0 ทั้งหมด ถาปอนอินพุต A และ B เปน 01 10 และ 11 จะไดเอาตพุตของแอนดเกตเปนลอจิก 1 ที่แอนดเกตตัวที่ 1 2 และ 3 ตามลําดับ เมื่อนําไดโอดเปลงแสงมาตอที่เอาตพุตของแอนดเกต จะแสดงการทํางานของวงจรถอดรหัส เลขฐานสองเปนเลขฐานสิบรศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ A B C Y ตารางการทํางาน C B A Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 A B A B A B 0 1 2 3 เอาตพุต0 เอาตพุต1 เอาตพุต2 เอาตพุต3 อินพุต เอาตพุต A B 0 1 2 3 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 แอนดเกต : ถาอินพุตขาหนึ่งเปน ลอจิก 0 จะใหเอาตพุตเปนลอจิก 0 (ก) 1 เอาตพุต (ข) 4 เอาตพุต รูปที่ 2.1 วงจรถอดรหัสพื้นฐาน วงจรถอดรหัสเลขฐานสิบ วงจรถอดรหัสที่มีใชแพรหลาย คือ วงจรถอดรหัสเลขฐานสองเปนเลขฐานสิบ โดยจัดทําเปน ไอซีถอดรหัสเบอร 7442 มีขอมูลตามรูปที่ 2.2 เปนวงจรถอดรหัสที่มีอินพุตขนาด 4 บิต สามารถปอน ขอมูลอินพุตได 16 รูปแบบ โดยเริ่มจาก 00002 (0) ถึง 10012 (9) ดูในตารางการทํางาน ตามรูปที่ 2.2
ไอซี : SN74LS42-วงจรถอดรหัสบีซีดีเปนเลขฐานสิบ สัญลักษณลอจิก 0 1 2 3 4 5 6 GND VCC A B C D 9 8 7 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 15 16 17 18 19 20 1 2 3 2 3 NC 4 5 B C NC D 9 NC 6 GND 7 8 1 0 NC VCC A ดานบน 1 2 4 8 B C D A (15) (14) (13) (12) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 BCD/DEC (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (9) (10) (11) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ตัวเลขในวงเล็บ บอกตําแหนงขา สัญลักษณรูปสามเหลี่ยม ที่เอาตพุตแสดงวาเอาตพุต เปนลอจิก 0 เมื่อถูกกระตุน ตารางการทํางาน เลข 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L L L L L L L L H H H H H H H H D C L L L L H L L L H H H H H H H H L L H H L L L L H H H H H H H H B A L H L H L H L H L H L H L H L H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9เอาตพุตเลขฐานสิบ H = ลอจิก 1 L = ลอจิก 0 ไม แน นอ น อินพุตบีซีดี อินพุต A อินพุต B อินพุต C อินพุต D เอาตพุต 0 เอาตพุต 1 เอาตพุต 2 เอาตพุต 3 เอาตพุต 4 เอาตพุต 5 เอาตพุต 6 เอาตพุต 7 เอาตพุต 8 เอาตพุต 9 วงจร 1 2 3 4 5 6 7 8 109 11 12 13 14 15 16 รูปที่ 2.2 แผนขอมูลไอซีถอดรหัส 7442 ที่มาhttp://www.alldatasheet.com : 12 ม.ค. 2548) ( ตัวอยางที่ 2.1 เมื่อปอนอินพุตเปน 11002 เขาไอซี 7442 เอาตพุตขาใดจะเปนลอจิก 0 (ถูกกระตุน) วิธีทํา ดูตารางการทํางานในรูปที่ 2.2 จะเห็นไดวา เมื่ออินพุตเปน 11002 หรือ HHLL (1210) จะไมมีขาใดเปนลอจิก 0 (ไมถูกกระตุน) รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ บทประยุกต วงจรแปลงรหัสบีซีดีเปนเลขฐานสิบที่มีวงจรนับ ในรูปที่ 2.3 เปนการตอวงจรถอดรหัส 7442 กับวงจรนับสิบที่ใชไอซี 7490 เมื่อมีสัญญาณ นาฬิกาปอนเขาที่ขา 14 ของไอซี 7490 จะมีการนับเลขฐานสองสงออกที่เอาตพุต แลวไปตอเขากับ อินพุตของ 7442 ทําใหไดโอดเปลงแสงที่เอาตพุตของ 7442 ติดสวางตามคาการนับเปน 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 และ 1001 แลวกลับไปที่จุดเริ่มตน 0000 และนับตอไป โดยเพิ่มคาการนับทีละหนึ่ง ไดโอดเปลงแสงที่เอาตพุตไอซี 7442 จะติดสวางเมื่อเอาตพุตเปนลอจิก 0 +5 V Ω 1 R 220 +5 V (16) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (10) (11) (9) (7) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (8) (15) (14) (13) (12) A B C D (12) (9) (8) (11) (1) (10) (7) (6) (3) (14) (2) +5 V (5) อินพุต สัญญาณนาฬิกา 7490 วงจรนับสิบ วงจรถอดรหัส7442 บีซีดีเปนเลข ฐานสิบ รูปที่ 2.3 วงจรแปลงรหัสบีซีดีเปนเลขฐานสิบที่มีวงจรนับ
ตัวอยางที่ 2.2 เมื่อนําวงจรในรูปที่ 2.3 ไปตอทดสอบการทํางาน พบวาเมื่อกดสวิตช จายไฟใหกับวงจรแลวปรากฏวา ไดโอดเปลงแสงไมติดสวางตามลําดับ จะมีขั้นตอนในการแกไขอยางไรบาง วิธีทํา ใหตรวจหาขอบกพรองตามขั้นตอนตอไปนี้ 1. ตรวจแรงดันไฟฟา +5 V ที่ปอนเขาไอซี 7490 7442 และขาแอโนดของไดโอด เปลงแสง โดยใชลอจิกโปรบ 2. ตรวจสอบขาไอซีที่ตอลงกราวดดวยลอจิกโปรบ 3. ตรวจสอบสัญญาณนาฬิกาที่ปอนเขามา 14 ของไอซี 7490 โดยใชลอจิกโปรบ อาจจะใช สวิตชลอจิกหรือพัลซเซอร ในการทดสอบวงจรนับ 4. แยกวงจรออกเปน 2 สวน คือ สวนที่เปนวงจรถอดรหัสกับสวนที่เปนวงจรนับ แลว ตรวจสอบการทํางานแตละสวน 5. หาขอบกพรองใหไดวา ขอบกพรองเกิดจากตัวไอซี หรือภายนอกตัวไอซี สัญลักษณลอจิก BIN/DEC 1 2 4 8 A B C D (23) (22) (21) (20) (18) (19) 1 G 2 G & EN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1514 13 1211 109 8 7 6 5 43 2 1 0 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) บอกฟงกชัน การทํางาน กระตุนใหไอซีทํา งานดวยลอจิก 0 อุปกรณ : SN74154 -วงจรถอดรหัส 4 เสนเปน 16 เสน 01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 G 2 G A B C D อินพุต เอาตพุต วงจร รูปที่ 2.4 แผนขอมูลไอซีถอดรหัส 74154 (ที่มาhttp://www.alldatasheet.com : 12 ม.ค. 2548) รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ ตารางการทํางาน L L L L L L L L L L L L L L L L H L H L L L L L L L L H H H H H H H H X X X D C L L L L H L L L H H H H H H H H X X X L L H H L L L L H H H H H H H H X X X B A L H L H L H L H L H L H L H L H X X X L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9เอาตพุต H = ลอจิก 1 L = ลอจิก 0 อินพุต H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H 10 11 12 13 14 15 1 G G2 L L L L L L L L L L L L L L L L L H H X= ลอจิก 1 หรือลอจิก 0 VCC A B C D 1 G 2 G 15 14 13 12 11 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 GND 1 12 13 24 ดานบน รูปที่ 2.4 (ตอ) วงจรถอดรหัสเลขฐานสิบหก วงจรถอดรหัสเลขฐานสิบหก เปนวงจรที่ใชเลือกเอาตพุต 1 ใน 16 โดยใชขอมูลปอนเขาที่ อินพุต 4 ขา ไอซีที่ใชถอดรหัสเลขฐานสิบหก คือ เบอร 74154 มีแผนขอมูลแสดงในรูปที่ 2.4 การ ทํางานของไอซีถอดรหัส จะปอนลอจิกเขาที่อินพุตได 16 รูปแบบ (0000 – 1111) แลวปอนลอจิก 0 เขาที่ขาอิเนเบิล (G1G2) ขาเอาตพุตที่ถูกเลือกจะเปน ลอจิก 0 (L) ดูในตารางการทํางาน รูปที่ 2.4 บทประยุกต วงจรไฟกระพริบเดินหนา / ถอยหลัง วงจรไฟกระพริบ ประกอบดวยไดโอดเปลงแสง 16 ตัว ตอกับเอาตพุตของวงจรถอดรหัส 74154 และมีไอซี 74193 เปนวงจรนับขึ้นและนับลง ตอเปนวงจรตามรูปที่ 2.5 มีแนนดเกต 4 ตัว ควบคุมการนับขึ้น / นับลง การทํางานเริ่มจาก แนนดเกต B สมมุติใหขา 5 มีลอจิกเปน 1 และแนนด เกต A ขา 1 เปนลอจิก 0 ทั้งสองขาจะมีลอจิกตรงกันขามในชองที่แนนดเกต B ขา 5 เปนลอจิก 1 สัญญาณนาฬิกาจากขา 4 จะปรากฏที่ขาอินพุต COUNT UP ของวงจรนับ ทําใหมีการนับขึ้นทีละหนึ่ง (0000 0001 0010 ไปถึง 1111) คาการนับที่เอาตพุตของวงจรนับจะตอกับขาอินพุตของวงจร
1 7400 4 (8) (9) (10) 330 Ω +5 V (12) (13) (11) 1 7400 4 1 7400 4 1 74004 +5 V +5 V 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (12) (18) (19) (23) (22) (21) (20) (7) (6) (2) (3) (8) (14) (16) (4) (5) A B C D A B C D 74193 Up/Down Counter COUNT DOWN COUNT UP
74154 4 line to 16-line Decoder
(16) +5 V (1) (2) (4) (5) (7) (6) (3) (14) สัญญาณนาฬิกา สายควบคุม การนับลง สายควบคุม การนับขึ้น (17) (16) (15) (14) (13) (11) (10) (9) (8) (7) (6) (5) (4) (3) (2) (1) B A C D รูปที่ 2.5 วงจรไฟกระพริบเดินหนา / ถอยหลัง เมื่อเอาตพุตเปนลอจิก 0 และนับถึงคา 1111 (15) ขาเอาตพุต 15 (ขา 17) เปนลอจิก 0 ทําให ไดโอดเปลงแสงกลับทางการกระพริบ คาลอจิก 0 ที่ขา 17 ของไอซี 74154 จะตอกับขา 10 ของแนนด เกต C ทําใหไดเอาตพุตเปนลอจิก 1 ไปขับขา 1 ของแนนดเกต A และยอมใหสัญญาณนาฬิกาสงตอ ไปยังขาอินพุต COUNT DOWN ของ 74193 ลอจิก 1 ที่เอาตพุตของแนนดเกต C จะไปขับขา 12 ของ แนนดเกต D เมื่ออินพุตขา 13 ยังคงเปนลอจิก 1 จนกวาจะมีเอาตพุตเปนลอจิก 0 วงจรถอดรหัสจะไม ถูกกระตุนในชวงนี้ เมื่อขาอินพุตทั้งสองของแนนดเกต D เปน 1 ทั้งคู จะไดเอาตพุตเปนลอจิก 0 เพื่อ รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ การแสดงผลวงจรถอดรหัส ในระบบดิจิตอลสวนมากตองมีการแสดงผล เชน นาฬิกาดิจิตอล เครื่องคํานวณ และ โทรศัพทมือถือ ในการแสดงผลจะตองมีวงจรถอดรหัสและวงจรที่ทําหนาที่เปนตัวขับชุดแสดงผล วงจรถอดรหัสที่ใชขับไดโอดเปลงแสง 7 สวน ไอซีที่ใชเปนวงจรถอดรหัสและเปนตัวขับไดโอดเปลงแสง 7 สวน คือ เบอร 7447 มี ขอมูลแสดงในรูปที่ 2.6 เปนไอซีถอดรหัสที่มี 4 อินพุต และเอาตพุตมี 7 ขา มีขาควบคุม 2 ขา คือ และ มีรายละเอียดการทํางานตามตารางการทํางาน LT RBI B C D A GND VCC f g a b c d e 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 15 16 1718 19 20 1 2 3 NC D g a NC b c NC A GND e d C B NC VCC f ดานบน 1 2 3 4 5 6 7 8 109 11 12 13 14 15 16 LT / BI RBO RBI LT / BI RBO RBI สัญลักษณลอจิก '46A '47A 'LS47 BIN/7SEG ไอซีถอดรหัสเลขฐานสอง ไปขับตัวแสดงผล 7 สวน สัญลักษณ บัฟเฟอร/ตัวขับ LT / BI RBI RBO A B C D a b c d e f g สัญลักษณเอาตพุต คอลเลกเตอรเปด 1 2 4 8 (4) (5) (3) (7) (1) (2) (6) (13) (12) (11) (10) (9) (15) (14) BI = Blanking Input RBO = Ripple Blanking Output LT = Lamp Test input
RBI = Ripple Blanking Input 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ตัวแสดงผลเอาตพุต บีซีดีอินพุต a b c d e f g สวนของตัวแสดงผล 7 สวน รูปที่ 2.6 แผนขอมูลไอซีถอดรหัส 7447 (ที่มาhttp://www.alldatasheet.com : 12 ม.ค. 2548)
H X X X X X X X X X X X X X X X X X X L L L L L L L L H H H H H H H H X L X D C L L L L H L L L H H H H H H H H X L X L L H H L L L L H H H H H H H H X L X B A L H L H L H L H L H L H L H L H X L X H H H H H H H H H H H H H H H H L L H ON OFF ON ON OFF ON OFF ON ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF ON a b c เอาตพุตd e f g H = ลอจิก 1 L = ลอจิก 0 อินพุต LT RBI H H H H H H H H H H H H H H H H X H L X= ลอจิก 1 หรือลอจิก 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 BI RBI LT เลข ฐานสิบ BI/RBO ON ON ON ON ON OFF OFF ON ON ON OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF ON ON ON OFF ON ON ON ON ON ON ON OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF ON ON OFF ON ON OFF ON OFF ON ON OFF ON ON OFF OFF OFF ON ON OFF ON OFF OFF OFF ON OFF ON OFF ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF ON ON ON OFF ON ON OFF OFF ON ON ON OFF OFF OFF ON OFF OFF ON ON ON ON ON OFF ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF ON หมายเหตุ 2 3 4 1 รูปที่ 2.6 (ตอ) ในรูปที่ 2.7 (ก) แสดงไดโอดเปลงแสง 7 สวน แตละสวนมีชื่อเปน a b c d e f และ g สวนในรูปที่ 2.7 (ข) แสดงการติดสวางของไดโอดเปลงแสง 7 สวนเปนเลข 0 ถึง 9 วงจรถอดรหัส / ตัวขับและไดโอดเปลงแสง 7 สวน ในรูปที่ 2.7 (ค) แสดงการตอไอซีถอดรหัส 7447 กับตัวแสดงผลไดโอดเปลงแสง 7 สวน แบบแอโนดรวม ไอซีถอดรหัส 7447 มีตารางการทํางานตามรูปที่ 2.7 (ง) เมื่อพิจารณาดูที่บรรทัดแรก ของตารางการทํางาน มีคาอินพุตเปน 0000 (0) ปอนที่อินพุต ABCD จะทําใหเอาตพุตของ 7447 ขา a b c d e f เปนลอจิก 0 สวน g เปนลอจิก 1 เอาตพุตทั้ง 7 ขา ของไอซี 7447 ตอกับขาแคโทดของ ไดโอดเปลงแสง 7 สวน ที่เปนแบบแอโนดรวม ตอกับ +5 V เมื่อเอาตพุตของไอซี 7447 ขาใดเปน ลอจิก 0 จะทําใหไดโอดเปลงแสงสวนนั้นติดสวาง แตถาเอาตพุตของไอซี 7447 เปนลอจิก 1 ไดโอด เปลงแสงที่มาตอจะดับ (สวน g) จึงทําใหไดโอดเปลงแสง 7 สวน แสดงเปนเลข 0 รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ a b c d e f g a b c d e f g จุดตอ แอโนดรวม วงจรภายใน (ข) ไดโอดเปลงแสง 7 สวนแสดงเลข 0-9 (ก) ไดโอดเปลงแสง 7 สวน ตารางการทํางานของไอซี 7447 อินพุต เอาตพุต แสดงผล D C B A a b c d e f g L L L L 0 ON ON ON ON ON ON OFF
L L H 1 OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
L
L H L 2 ON ON OFF ON ON OFF ON
L
L H H 3 ON ON ON ON OFF OFF ON
L
H L L 4 OFF ON ON OFF OFF ON ON
L
H L H 5 ON OFF ON ON OFF ON ON
L
H H L 6 ON OFF ON ON ON ON ON
L
H H H 7 ON ON ON OFF OFF OFF OFF
L L L L 8 ON ON ON ON ON ON ON H L L H 9 ON ON ON OFF OFF ON ON H L = ลอจิก 0 H = ลอจิก 1 เอาตพุตลอจิก 0 LED สวาง เอาตพุตลอจิก 1 LED ดับ a b c d e f g +5 V (1) (2) (3) แอโนด แอโนด (14) (13) (11) (10) (9) (8) (6) (7) dpTIL 312dp b g c d (Left)dp e f a ตัวแสดงผล 7 สวนแบบแอโนดรวม +5 V จุดตอ แอโนดรวม a b c d e f e dp ทํางาน ที่ลอจิก 0 +5 V +5 V Ω 7 1 R - R = 330 a b c d e f g 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R (13) (12) (11) (10) (9) (15) (14) (16) (8) (7) (1) (2) (6) A B C D 7447 BCD-7SEG สัญญาณ 1 Hz จากฟงกชันเจนเนอรเรเตอร (1) (12) (9) (8) (11) A B C D (5) (14) (10) (2) (3) (6) (7) ควบคุมการนับ 1 SW 7490 Decade Counter (ค) วงจรนับกับวงจรถอดรหัส รูปที่ 2.7 วงจรถอดรหัส/ตัวขับและไดโอดเปลงแสง 7 สวน
ตัวอยางที่ 2.3 เมื่อปอนอินพุตเขาไอซี 7447 เปน 0101 จะทําใหไดโอดเปลงแสง 7 สวน ติดสวางเปนอยางไรบาง วิธีทํา พิจารณาจากตารางการทํางานของไอซี 7447 ตามรูปที่ 2.6 เมื่ออินพุตเปน 0101 หรือ LHLH (เลข 5) ปอนเขาที่อินพุต ไอซี 7447 จะใหเอาตพุตเปนลอจิก 0 ยกเวน ขาที่ตอกับสวน b และ e ของไดโอดเปลงแสง 7 สวน ทําใหไดโอดเปลงแสง a b c d e f และ g มีสถานะเปน สวาง ดับ สวาง สวาง ดับ สวาง สวาง (LHLLHLL) วงจรที่แสดงในรูปที่ 2.7 (ค) ทํางานดวยความถี่ 1 Hz โดยปอนสัญญาณนาฬิกาเขาที่สวิตช ON/OFF ที่ตอเขาขา 14 ของไอซี 7490 ซึ่งเปนวงจรนับ โดยสงคาการนับออกที่ขา A B C D ตาม จํานวนสัญญาณนาฬิกาที่ปอนเขาที่ขา 14 เอาตพุตของไอซี 7490 จะตอเขาอินพุตของไอซี 7447 ซึ่ง เปนวงจรถอดรหัสและตัวขับที่ตอกับตัวแสดงผลไดโอดเปลงแสง 7 สวน เมื่อสวิตช ON/OFF ตอวงจร ไอซี 7490 จะนับสัญญาณนาฬิกา สวนไอซี 7447 จะถอดรหัสการนับและแสงผลเปนตัวเลข 0 – 9 เมื่อสวิตช ON/OFF เปดวงจร คาการนับจะยังคงอยู มีการแสดงตัวเลขคางไว ไอซี 7447 เปนตัวอยางของวงจรถอดรหัส/ตัวขับ มีเอาตพุตทํางานที่ลอจิก 0 ใชกับไดโอด เปลงแสง 7 สวน แบบแอโนดรวม สวนไอซี 7448 เปนวงจรถอดรหัส/ตัวขับ ที่มีเอาตพุตทํางานที่ ลอจิก 1 และใชกับไดโอดเปลงแสง 7 สวน แบบแคโทดรวม ไอซี 7447 มีใชแพรหลายมากกวาไอซี 7448 โดยไอซี 7447 จะยอมใหมีกระแสซิงค ปริมาณมากไหลมาจากไดโอดเปลงแสง 7 สวนแบบ แอโนดรวม สวนไอซี 7448 จะมีกระแสซอรสจายไปยังไดโอดเปลงแสง 7 สวนแบบแคโทดรวม ไอซี 7447 และ 7448 ใชเปนตัวแปลงรหัสบีซีดีแลวสงไปแสดงผลที่ไดโอดเปลงแสง 7 สวน จากสัญลักษณของไอซี 7447 ตามรูปที่ 2.6 จะเห็นไดวา มีขาอินพุตอีก 3 ขา ที่ยังไมได
กลาวถึงคือ ขา (Lamp test input) ขา (blanking input) และขา (Ripple blanking
input) ขาอินพุตทั้ง 3 ทํางานที่ลอจิก 0 แตละขามีหนาที่ดังนี้ LT BI RBI เมื่อขา ไดรับลอจิก 0 จะทําใหเอาตพุตของไอซี 7447 เปนลอจิก 0 ไดโอด เปลงแสง 7 สวนที่ตออยูสวางทุกตัว ใชทดสอบการทํางานของไอซี 7447 และไดโอด เปลงแสง 7 สวน LT เมื่อ ไดรับลอจิก 0 จะทําใหเอาตพุตของไอซี 7447 เปนลอจิก 0 ทําใหไดโอด เปลงแสง 7 สวนดับทุกตัว นําไปใชในกรณีที่ไมตองการแสดงตัวเลข 0 ที่อยูขางหนา เชน 00123 ตองการให แสดงเปน 123 BI รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ 7447 RBI A B C D กําเนิดพัลซ On On Off Off On Off Off On On On Off รูปคลื่นควบคุม การหรี่ รูปคลื่นควบคุม การสวาง ชวง Off มากกวา On ทําใหตัวแสดงผลหรี่ ชวง On มากกวา Off ทําใหตัวแสดงผลสวาง รูปที่ 2.8 การควบคุมความสวางของไดโอดเปลงแสง เมื่อขา เปนลอจิก 0 จะควบคุมการหรี่ หรือทําใหไดโอดเปลงแสงสวางมากขึ้น โดยการ ปรับแรงดันที่จายใหกับไดโอดเปลงแสง สัญญาณที่ตอเขาขา ใชรูปคลื่นของพัลซ ตามรูปที่ 2.8 โดยใชวัฏจักรเวลาหรืออัตราสวนของพัลซในชวงที่เปนลอจิก 1 กับชวงที่เปนลอจิก 0 เพื่อควบคุมความ สวางของไดโอดเปลงแสง เมื่อพัลซเปนลอจิก 0 ไดโอดเปลงแสงจะดับและเมื่อพัลซเปนลอจิก 1 ไดโอด เปลงแสงติดสวาง การควบคุมความสวางของไดโอดเปลงแสงจะทํางานรวมกับอินพุตที่ปอนเขาขา A B C D ของไอซี 7447 โดยใชความถี่มากกวา 25 Hz ซึ่งไมสามารถมองเห็นการเปลี่ยนแปลงได การ เปลี่ยนความสวางของไดโอดเปลงแสง ใชการเปลี่ยนวัฏจักรหนาที่ ในชวงที่เปนลอจิก 1 กับลอจิก 0 ตามตัวอยางในรูปที่ 2.8 RBI RBI
วงจรถอดรหัสสําหรับตัวแสดงผลแบบผลึกเหลว (Liquid Crystal Display : LCD) ใช แสดงขอสนเทศ ในรูปที่ 2.9 (ก) เปนตัวแสดงผล 7 สวนแบบแอลซีดี ตัวแสดงผลแตละสวน ปกติจะ
โปรงแสง เมื่อปลอยแรงดันไฟสลับ (3 V – 15 V) เขาระหวางหนาสัมผัสกับเพลต จะทําใหโมเลกุล
ของผลึกถูกจัดรูปแบบใหม ทําใหสวนของตัวแสดงผลเปนสีดํา ตัวแสดงผลแบบนี้ใชกับที่มีแสงสวาง
ใชกระแสไฟฟานอยกวาตัวแสดงผลแบบไดโอดเปลงแสง ทําใหตัวแสดงผลแบบแอลซีดีใชกับ
a b c d e f g
4070 -Quad Two -Input Exclusive OR gate 14 13 12 11 10 9 8 DD V 1 2 3 4 5 6 7 +12 V (16) (4) (3) (13) (12) (11) (10) (9) (15) (14) (8) (7) (1) (2) (6) A B C D 4511 BCD to 7SEG 40192 Decade Up/Down Counter A B C D (3) (2) (6) (7) (12) (13) (8) (9) (10) (14) (1) (15) (4) (16) (11) +12 V DOWN สัญญาณ นาฬิกา 1 Hz 30 Hz เพลตดานหลัง ลอจิก 0 เคลือบโลหะ แผนแกว ดานหนา แผนแกว ดานหลัง โมเลกุล ผลึกเหลว แสงสอง ดานหลัง แสงสองดานหลัง สนามไฟฟา ลอจิก 1 ไมกลับคา กลับคา (ก) ตัวแสดงผลแอลซีดี หนาสัมผัส สายตอ สวนแสดงผล เพลต ดานหลัง เพลต ดานหนา (ข) วงจร รูปที่ 2.9 วงจรถอดรหัสสําหรับตัวแสดงผลแอลซีดี วงจรถอดรหัส/ตัวขับสําหรับแอลซีดี ในรูปที่ 2.9 (ข) แสดงซีมอส 4511 (ตัวถอดรหัส/ตัวขับที่ใชแปลงรหัสบีซีดี) ที่ตอกับ ซีมอส 4070 2 ตัว (เอ็กซคลูซีฟออรเกต) ใชขับแอลซีดี เอ็กซคลูซีฟออรเกตควบคุมการแสดงผล รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ โดยมีซีมอส 4511 เปนตัวกําเนิดเอาตพุตที่เปนลอจิก 1 เพื่อปอนเขาอินพุตของเอ็กซคลูซีฟออรเกต ลอจิก 1 ที่เอ็กซคลูซีฟออรเกตจะยอมใหสัญญาณความถี่ 30 Hz ปอนเขาสวนแอลซีดี ความตางศักย ระหวางแบล็คเพลตแตละสวนจะทําใหเกิดสวนสีดํา เนื่องจากสนามแมเหล็กไฟฟา ทําใหมีการจัดโครง สรางของโมเลกุลในแตละสวนใหมตามรูปที่ 2.9 (ข) ในอีกลักษณะหนึ่ง เมื่อซีมอส 4511 ใหเอาตพุต เปนลอจิก 0 จะไมมีสัญญาณ 30 Hz ปอนเขาแอลซีดี จึงไมเกิดความตางศักยระหวางแบล็คเพลตกับ สวนของแอลซีดี ทําใหมองเห็นโปรงแสง ตามรูปที่ 2.9 (ข) การใชซีมอสเปนตัวขับแอลซีดีทําใหใชกําลังไฟฟานอยมาก ใชแหลงจายไฟฟาจากแบตเตอรี่ อีกเหตุผลหนึ่งในการใชซีมอสแทนทีทีแอลเพื่อขับตัวแสดงผลแอลซีดี คือ ใชแรงดันไฟฟาต่ําเมื่อเปน ลอจิก 0 ถาเปนเกตทีทีแอลมีคา 0.4 โวลต แตถาเปนซีมอสที่เอาตพุตเปนลอจิก 0 มีแรงดันเพียง 0.1 V
แบบฝกหัดตอนที่
1
1. ถาปอนอินพุต 1001 เขาที่วงจรถอดรหัส 7442 จะแสดงผลเปนเลขใด (0 – 9) 2. วงจรถอดรหัสตอไปนี้มีจํานวนเอาตพุตเทาใด 2.1 บีซีดีเปนเลขฐานสิบ 2.2 เลขฐานสองเปนเลขฐานสิบหก 3. เมื่อปอนอินพุต 0110 เขาที่ไอซีถอดรหัส 7447 จะทําใหเอาตพุต a b c d e f และ g เปนลอจิกใด 4. ทําไมใชวงจรถอดรหัส / ตัวขับแบบซีมอสในการขับตัวแสดงผลแบบแอลซีดีวงจรเขารหัส
วงจรเขารหัสเปนวงจรที่ทํางานตรงขามกับวงจรถอดรหัส วงจรถอดรหัสเปนวงจรตรวจจับ รหัสเฉพาะ สวนวงจรเขารหัสเปนตัวกําหนดรหัสเฉพาะ วงจรเขารหัสพื้นฐาน ในรูปที่ 2.10 (ก) แสดงวงจรเขารหัสเลขฐานสิบเปนเลขฐานสอง โดยใชสวิตชกดติดปลอย ดับ 3 ตัว มีตัวตานทานยกระดับแรงดัน 3 ตัว และแนนดเกต 2 ตัว ตัวตานทานยกระดับแรงดันจะ ทําใหอินพุตของแนนดเกตปกติเปนลอจิก 1 เมื่อกดสวิตช 1 อินพุตของแนนดเกต A จะเปนลอจิก 0 ทําใหเอาตพุตของแนนดเกต ขา A0 เปนลอจิก 1 สวนอินพุตของแนนดเกต B เปนลอจิก 1 ทําให เอาตพุต A1 เปนลอจิก 0 เมื่อพิจารณาตามตารางความจริงในรูปที่ 2.10 (ก) จะเปนการกําเนิดรหัส 2 บิต เมื่อกดสวิตช 1 ไดเปน 01 มีคาเปนเลข 1 ในฐานสิบ แตเมื่อกดสวิตช 2 ไดเปน 10 มีคาเปนเลข+5 V 1 2 3 1 R R2 R3 ตัวตานทานยกระดับแรงดัน 1 A 0 A A B แนนดเกต : อินพุตขาหนึ่งเปน 0 จะใหเอาตพุตเปน 1 อินพุต A A1 (0 เอาตพตุ) 1 0 1 2 1 0 3 1 1 (ก) วงจรเขารหัส 3 สาย เปน 2 สาย 2 1 3 4 5 6 7 8 9 +5 V A B C D 0 A 1 A 2 A 3 A อินพุต เอาตพุต 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A3 A2 A1 A0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 (ข) วงจรเขารหัสเลขฐานสิบเปนเลขฐานสอง รูปที่ 2.10 วงจรเขารหัสพื้นฐาน รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ วงจรในรูปที่ 2.10 (ข) เปนการขยายวงจรเขารหัส ในรูปที่ 2.10 (ก) โดยการเพิ่มสวิตชเปน 9 ตัว และใชแนนดเกต 4 อินพุต 4 ตัว ไดเปนวงจรเขารหัสเลขฐานสิบเปนรหัสบีซีดี การทํางานจะ คลายกับวงจรเขารหัสตามที่ไดกลาวมาแลว ตัวอยาง เมื่อกดสวิตช 2 แนนดเกต B จะมีอินพุตเปน ลอจิก 0 ทําใหเอาตพุต A1 เปนลอจิก 1 ไดเอาตพุตทั้งหมดเปน 0010 (A3 A2 A1 A0) ตรงกับเลข 2 ฐานสิบ แตเมื่อกดสวิตช 7 อินพุตของแนนดเกต A B และ C เปนลอจิก 0 ทําใหเอาตพุต A0 A1 A2 เปนลอจิก 1 ไดเอาตพุตทั้งหมดเปน 0111 ตรงกับเลข 7 ฐานสิบ ตัวอยางที่ 2.4 จากวงจรในรูปที่ 2.10 (ข) จงเขียนรหัสเอาตพุต เมื่อสวิตช 2 และ 4 พรอมกัน วิธีทํา เมื่อกดสวิตช 2 และ 4 ในรูปที่ 2.10 (ข) พรอมกัน แนนดเกต B และ C จะมี อินพุตเปนลอจิก 0 จึงทําใหไดเอาตพุตเปนลอจิก 1 ไดรหัสเอาตพุตของสวิตช 2 เปน 0010 และ 4 เปน 0100 เมื่อรวมกันไดเปน 0110 ในการนําวงจรเขารหัสไปใชงาน ไมใชการสรางวงจรจากอุปกรณที่แยกเปนรายอุปกรณ แต จะจัดทําเปนวงจรเชิงจัดหมูในรูปของไอซี มีหลักการทํางานและการประยุกตใชงานดังนี้ วงจรเขารหัสเลขฐานสิบเปนรหัสบีซีดี ในรูปที่ 2.11 แสดงขอมูลของไอซี 74147 เปนวงจรเขารหัสเลขฐานสิบเปนรหัสบีซีดี ที่มี การกําหนดลําดับความสําคัญ จากรูปวงจรขาอินพุต 1 – 9 มีเครื่องหมายบารอยูขางบนตัวอักษร แสดงใหทราบวา อินพุตถูกกระตุนใหทํางานที่ลอจิก 0 และในทํานองเดียวกันที่เอาตพุต 0 – 3 จะ ถูกกระตุนใหทํางานดวยลอจิก 0 เรียกวา เอาตพุตทํางานที่ลอจิกบวก จากตารางการทํางานบรรทัด สุดทาย 1 เปนลอจิก 0 จะทําใหไอซี 74147 กําเนิดเอาตพุตเปน HHHL (1110) เมื่อกลับคาเปน ลอจิกบวก จะไดเปน LLLH (0001) ไดเปนเลข 1 (ฐานสิบ) ซึ่งตรงกับการกระตุนที่อินพุต 1 A A Q Q A A เมื่อพิจารณาดูในบรรทัดที่ 2 ของตารางการทํางานในรูปที่ 2.11 จะเห็นไดวาขา 9 เปน ลอจิก 0 ไอซี 74147 จะกําเนิดรหัสลอจิกลบเปน LHHL (0110) เมื่อกลับคาเปนรหัสลอจิกบวก ไดเปน HLLH (1001) ตรงกับเลข 9 (ฐานสิบ) ซึ่งเกิดจากการกระตุนที่อินพุต 9 ดังนั้น การปอนลอจิก 0 เขาที่ขาใดขาหนึ่งของ 1 – 9 จะทําใหไดรหัสที่เอาตพุตเปนลอจิกลบ และเมื่อกลับคาไดเปนลอจิก บวก ซึ่งตรงกับขาอินพุตพอดี คา X ในตารางการทํางานตามรูปที่ 2.11 เปนการบอกใหทราบวา มี คาเปนลอจิก 1 หรือลอจิก 0 ก็ได ในกรณีที่มีการปอนลอจิก 0 เขาที่ขาอินพุตของไอซี 74147 พรอม กัน เชน ขา 9 กับ 6 เมื่อดูในตารางการทํางานบรรทัดที่ 2 ในรูปที่ 2.11 ไอซี 74147 จะกําเนิด รหัสขาที่ 9 โดยไมสนใจลอจิก 0 ที่ขา 6 A A A A A A A
อุปกรณ : SN74LS147-วงจรเขารหัสเลขฐานสิบเปนบีซีดี สัญลักษณลอจิก 4 5 6 7 8 C B GND VCC NC D 3 2 1 9 A 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 15 16 17 18 19 20 1 2 3 6 7 NC 8 C D 3 NC 2 1 NC B GND A 9 5 4 NC VCC NC ดานบน 1 2 4 8 B C D A HPRI/BCD (1) (13) (12) (11) (5) (6) (7) (9) (14) 1 2 3 4 5 6 7 9 ตารางการทํางาน H X X X X X X X X L 1 2 3 4 H L H H H H H H H H 5 6 7 8 9 D C B Aเอาตพุต H = ลอจิก 1 L = ลอจิก 0 X = ลอจิก 1 หรือลอจิก 0 อินพุต 1 2 3 4 5 6 7 8 109 11 12 13 14 15 16 8 (2) (3) (4) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H X X X X X X X L H H X X X X X X L H H H X X X X X L H H H H X X X X L H H H H H X X X L H H H H H H X X L H H H H H H H X L H H H H H H H H L L H H H H H H H H H H L L L L H H H H H H L L H H L L H H L H L H L H L H L 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q (9) (7) (6) (14) (11) (12) (13) (1) (2) (3) (4) (5) (10) 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A วงจร รูปที่ 2.11 ขอมูลไอซีเขารหัส 74147 (ที่มาhttp://www.alldatasheet.com : 12 ม.ค. 2548) รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ
7
8
9
6
5
4
3
2
1
0
แปนพิมพ สวิตชปกติเปดวงจร +5 V ตัวตานทาน ยกระดับแรงดัน Ω 1 k ENCODER 74147 +5 V รหัสบีซีดี ลอจิกลบ รหัสบีซีดี ลอจิกบวก รหัสบีซีดี ลอจิกลบ ลอจิกบวก 1 1110 0001 2 1101 0010 3 1100 0011 4 1011 0100 5 1010 0101 6 1001 0110 7 1000 0111 8 0111 1000 9 0111 1000 แปนที่กด มีคาตรงกันขาม (10) (5) (4) (3) (2) (1) (13) (12) (11) (8) (16) (9) (7) (6) (14) 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 0 A รูปที่ 2.12 วงจรเขารหัส 0 – 9วงจรเขารหัส 0 – 9 ในรูปที่ 2.12 แสดงการตอไอซี 74147 เปนวงจรเขารหัสแปนพิมพเครื่องคิดเลข ที่มีแปน กด 1 – 9 ที่สวิตชแตละตัวมีตัวตานทานยกระดับแรงดัน เพื่อใหแนใจวาปกติขาอินพุตของไอซี 74147 เปนลอจิก 1 เมื่อมีการกดแปนพิมพ ทําใหอินพุตเปนลอจิก 0 เมื่อกดแปน 1 จะทําใหขา 1 เปนลอจิก 0 ไดเอาตพุตลอจิกลบเปน 1110 เมื่อตอเขาอินเวอรเตอร ไดเปนลอจิกบวก 0001 ตรงกับเลข 1 ดังนั้น การตออินเวอรเตอรเขาที่เอาตพุตของไอซี 74147 ทําใหคาที่ไดตรงกับหมายเลขแปนพิมพที่กด A ตัวอยางที่ 2.5 จากรูปที่ 2.12 เมื่อไมมีการกดแปนพิมพใดเลย จะมีการกําเนิดรหัสเอาตพุตเปน ลอจิกลบและลอจิกบวก อยางไร วิธีทํา ดูที่ตารางการทํางานบรรทัดที่ 1 ในรูปที่ 2.11 จะเห็นไดวา ไมมีอินพุตขาใดเปน ลอจิก 0 จึงไดรหัสลอจิกเปน 1111 แสดงออกที่เอาตพุตของ 74147 เมื่อกลับคา เปนลอจิกบวกไดเปนรหัส 0000 ตรงกับเลข 0 (ฐานสิบ)
แบบฝกหัดตอนที่
2
1. วงจรเขารหัสเลขฐานสิบเปนรหัสบีซีดี มีจํานวนอินพุตและเอาตพุตเทาใด 2. เอาตพุตของไอซี 74147 ซึ่งเปนรหัสลอจิกลบจะทําใหเปนรหัสลอจิกบวกไดอยางไร 3. ถาอินพุต 3 4 และ 7 ของไอซี 74147 ถูกกระตุนดวยลอจิก 0 พรอมกัน จะไดรหัส ที่เอาตพุตเปนอยางไร 4. จงแปลงรหัสลอจิกลบ ใหเปนรหัสลอจิกบวก ดังนี้ 4.1 0010 4.2 1110 4.3 LHLL 4.4 ON OFF ON OFFการแกไขขอบกพรองวงจรถอดรหัสและวงจรเขารหัส
ชางเทคนิคหรือผูตรวจสอบขอบกพรอง ตองมีความรูในการใชเครื่องมือวัด และทดสอบทาง อิเล็กทรอนิกส มีเทคนิคในการตรวจหาขอบกพรองและหาตําแหนงจุดเสียในระบบดิจิตอล ไดอยาง รวดเร็ว แลวทําการแกไขขอบกพรอง วิธีการหาจุดเสียและการแกไข มีขั้นตอนดังนี้ ขั้นที่ 1 การวินิจฉัย ขั้นตอนแรกเปนการวินิจฉัยหาขอบกพรองของวงจรโดยการพิจารณาจากขอผิดพลาดในการ ทํางาน ขั้นตอนนี้ชางเทคนิคหรือผูแกไขตองทราบขอสนเทศเกี่ยวกับระบบ วงจรและอุปกรณ เพื่อนํามา ใชในการวินิจฉัยปญหาที่เกิดขึ้น รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิรศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ ขั้นที่ 2 การแยกสวน ขั้นตอนนี้เปนการตรวจสอบการทํางานของระบบตามลําดับเพื่อแยกสวนที่เปนปญหา โดย ชางเทคนิคจะสังเกต ทดสอบและประยุกตเทคนิคการแกไขขอบกพรองเพื่อหาจุดเสีย ขั้นที่ 3 การซอมจุดเสีย ขั้นตอนสุดทาย เปนการแกไขขอบกพรอง แลวทดสอบการทํางานของวงจรและระบบ ในการแกไขขอบกพรอง ตองไดรับการฝกตรวจซอมบอย ๆ ซึ่งจะไดนําหลักการนี้ไปใชใน บทเรียนตอไป ในบทเรียนนี้จะไดฝกการตรวจซอมวงจรเขารหัส/ถอดรหัส โดยใชการตรวจสอบขอ บกพรอง 3 ขั้นตอน วงจรเขารหัส / ถอดรหัสตัวอยาง ในรูปที่ 2.13 เปนการนําวงจรเขารหัสที่ใชไอซีเบอร 74147 ซึ่งกําเนิดรหัสลอจิกลบที่มีคา สัมพันธกับการปอนลอจิก 0 เขาที่อินพุตของไอซี 74147 เอาตพุตที่ไดนํามาตอกับอินเวอรเตอร 7404 เมื่อกลับคาใหเปนรหัสลอจิกบวกแลว ปอนเขากับไอซีถอดรหัส 7447 เพื่อไปขับตัวแสดงผลไดโอด เปลงแสง 7 สวนที่เปนแบบแอโนดรวม เมื่อกดสวิตชแปนพิมพเลขใดจะมีการแสดงผลตรงกับเลขนั้น นําเอาวิธีการแกไขขอบกพรอง 3 ขั้นตอนมาทดลองใชในการหาขอบกพรองและแกไขวงจร เขารหัส/ถอดรหัส ขั้นที่ 1 วินิจฉัย การวินิจฉัยขอบกพรองของระบบ จําเปนตองทราบการทํางานของวงจรและอุปกรณแตละ ตัวทํางานอยางไร ในการแกไขขอบกพรองของวงจรเขารหัส/ถอดรหัส ในรูปที่ 2.13 ขั้นตอนแรก ตองทบทวนการทํางานของแตละวงจรใหเขาใจอยางชัดเจน ในทางปฏิบัติระบบดิจิตอลแตละระบบจะ มีรายละเอียดการทํางานของวงจรอยูในคูมือชางเทคนิค สําหรับใชเปนแนวทางตรวจซอมขอบกพรอง และตองใชคูมือแผนขอมูลของไอซีประกอบดวยเพื่อใหทราบคุณลักษณะของไอซีที่ใชในระบบ เมื่อมี พื้นฐานเกี่ยวกับการทํางานของวงจรตาง ๆ ในระบบเปนอยางดีแลวจะทําใหการวินิจฉัยขอบกพรองได ถูกตองและรวดเร็ว ขอบกพรองในระบบมี 2 ลักษณะ คือ ขอผิดพลาดจากการทํางาน (operator error) หรือวงจรทํางานไมถูกตอง (circuit malfunction) ขั้นตอนแรกจะตองตรวจขอผิดพลาดจากการทํางาน กอนเพื่อไมใหเสียเวลามาก ตัวอยางขอผิดพลาดจากการทํางาน เชน อาการที่ 1 : ชุดแสดงผลเปนเลข 0 เมื่อไมมีการกดสวิตชแปนพิมพ วินิจฉัย : เปนขอผิดพลาดจากการทํางาน วงจรทํางานเปนปกติ เมื่อมีการแสดง รหัสลอจิกเปน 0000 ในกรณีที่ไมมีการกดสวิตชแปนพิมพ
7
8
9
6
5
4
3
2
1
0
แปนพิมพ สวิตชปกติเปดวงจร +5 V ตัวตานทาน ยกระดับแรงดัน Ω 1 k ENCODER 74147 +5 V (10) (5) (4) (3) (2) (1) (13) (12) (11) (8) (16) (9) (7) (6) (14) 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 0 A b c d g 5 V 5 V 7404 (1) (3) (5) (9) (2) (4) (6) (8) 5 V (14) (7) (16) (13) (12) (11) (10) (9) (15) (14) (8) (7) (1) (2) (6) 7447 BCD -c dp d TIL 312 (1) (2) (3) a แอโนด d e (6) (7) (ซาย) (8) (9) (10) (11) c d d (ขวา) (13) (14) R รูปที่ 2.13 วงจรเขารหัสและวงจรถอดรหัส รศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิรศ.สมชาย ชื่นวัฒนาประณิธิ อาการที่ 2 : ตัวแสดงผลที่เปนจุดทศนิยม ไมติดสวาง วินิจฉัย : เปนขอผิดพลาดจากการทํางาน การออกแบบวงจรชุดแสดงผล ไมได ใหแสดงจุดทศนิยม แตตองการใหแสดงเลข 1 ถึง 9 เมื่อมีการกดสวิตช แปนพิมพ เมื่อตองการหาขอบกพรองที่เกิดจากการทํางานของวงจร ใชการแยกวงจรตามขั้นตอนที่ 2 ขั้นที่ 2 การแยกสวน ในการหาขอบกพรองของระบบตองแยกใหไดวาวงจรสวนใดทํางานไมถูกตอง จากตัวอยาง วงจรรูปที่ 2.13 มีขั้นตอนในการปฏิบัติดังนี้ 2.1 ใชวิธีการหาสาเหตุและผลที่เกิดขึ้น หาสาเหตุที่ทําใหวงจรทํางานไมถูกตองวาอยู ตรงจุดใด 2.2 ตรวจสอบจากสิ่งที่มองเห็นได เชน สวิตชปด/เปดการจายไฟทํางานหรือไม การ ตอสายถูกตองหรือไม และการใสไอซีถูกตองหรือไม (ในกรณีที่ประกอบวงจรใหม) 2.3 ใชลอจิกโปรบหรือโวลตมิเตอร ทดสอบแหลงจายไฟ การตอกราวดเขากับวงจร และ วัดแรงดันไฟฟาที่จุดตาง ๆ ในวงจร โดยใชโวลตมิเตอรตรวจแรงดันไฟฟากระแสตรงที่ขาไอซี วามี แรงดันปอนใหไอซีถูกตองหรือไม ตรวจสอบที่ขากราวดของไอซีแตละตัววาถูกตองหรือไม 2.4 ใชประสาทสัมผัส ตรวจสอบดูการตอสาย จุดตอ ความรอนหรือควันที่เกิดขึ้นกับ อุปกรณ การสัมผัสของขาไอซีกับซ็อคเก็ต และสวนตาง ๆ ของวงจร 2.5 ใชวิธีแยกระบบออกเปน 2 สวน แลวทําการตรวจหาขอบกพรองของวงจรในแตละ สวน ในวงจรเขารหัส/ถอดรหัส จุดกึ่งกลางที่จะตรวจ คือ รหัสเอาตพุตที่เปนลอจิกลบจากวงจร เขารหัส โดยใชลอจิกโปรบตรวจสอบ ดังนี้ ถารหัสเอาตพุตถูกตอง เมื่อมีการกดสวิตชที่แปนพิมพแตละตัว ตัวแสดงผลไมแสดง ตัวเลข แสดงวาขอบกพรองเกิดขึ้นที่อินเวอรเตอร วงจรถอดรหัสหรือสวนแสดงผล ถารหัสเอาตพุตออกมาไมถูกตองแสดงวาวงจรเขารหัสบกพรอง ขอบกพรองเกิดใน สวนวงจรเขารหัสที่สวิตชแปนกดหรือตัวตานทานยกระดับแรงดันหรืออาจเกิดจากสายที่ตอกับนอตเกต เกิดลัดวงจร 2.6 เมื่อสับสนหรือไมแนใจวาไอซีทํางานไมถูกตอง ใหนําไอซีตัวใหมที่ทําหนาที่เหมือน กันมาใสแทน ถาขอบกพรองนี้หายไปก็แสดงวาไอซีตัวเดิมใชงานไมได 2.7 ระบบอิเล็กทรอนิกสที่ผลิตจากโรงงาน จะมีแผนภูมิการแกไขขอบกพรอง โดยแสดง ลําดับการตรวจหาขอบกพรองและวิธีการทดสอบวงจร โดยจัดทําเปนคูมือ
7ขั้นที่ 3 การซอมจุดเสีย เมื่อคนพบจุดบกพรองแลว ขั้นตอนสุดทายเปนการซอมโดยการนําอุปกรณที่ชํารุดออกแลว นําตัวใหมใส หรือการตอสายที่หลุดออกหรือการปรับแรงดันไฟฟาใหถูกตอง ถาเปนอุปกรณประเภท ซีมอส ตองระมัดระวังในเรื่องการสัมผัสกับขาของตัวไอซี เพราะจะทําใหอุปกรณชํารุดและการบัดกรี อุปกรณตองตรวจดูใหแนใจวาบัดกรีไดแนนและไมเกิดวงจรลัดในกรณีที่ลายแผนวงจรพิมพอยูชิดกัน เมื่อทําการซอมแกไขเรียบรอยแลว ตองทดสอบการทํางานของวงจรและระบบเหมือนการใชงานจริง ตัวอยางปญหาที่เกิดกับวงจรเขารหัส/ถอดรหัส เมื่อตอวงจรเขารหัส/ถอดรหัสตามรูปที่ 2.13 เสร็จแลวใหทดลองทําใหเกิดขอบกพรอง เพื่อสังเกตผลที่เกิดขึ้น ดังนี้ 1. ไมตอไฟ +5 V เขาที่ไอซี 74147 2. ไมตอไฟ +5 V เขาที่ตัวตานทานยกระดับแรงดัน 3. นอตเกตตัวหนึ่งเปนวงจรเปด 4. สายอินพุตที่นอตเกตตัวหนึ่งตอเขาโดยตรงกับไอซี 7447 5. ไมตอไฟเขาไอซี 7447 6. นําตัวตานทานที่ตออยูระหวางไอซี 7447 กับไดโอดเปลงแสง 7 สวนออก 1 ตัว 7. เอาสายไฟที่ตอเขาไดโอดเปลงแสง 7 สวนออก 8. ตอสายเอาตพุตของไอซี 7447 กับขา dp ของไดโอดเปลงแสง 7 สวน