[Tìm hiểu] IC Cộng 4 bit CD4008: sơ đồ, thông suất kỹ thuật

09/08/23

Chuyên mục: Kiến Thức Chung

[Tìm hiểu] IC Cộng 4 bit CD4008: sơ đồ, thông suất kỹ thuật

CD4008 mạch tích hợp bộ cộng 4 bit dùng để cộng nhị phân. Phép cộng nhị phân là cơ sở cho mọi chức năng được thực hiện trong hầu hết các máy thông minh.

Có thể dễ dàng tạo một bộ cộng hai bit bằng cách sử dụng hai cổng logic đơn giản. Một mạch cộng hai bit có thể được tạo ra chỉ bằng cách sử dụng cổng XOR và AND. Nó có hai đầu vào và hai đầu ra.

Hai bit thì chỉ có thể áp dụng để cộng hai bit, để tạo bộ cộng 4 bit chúng ta có thể sử dụng hai bộ cộng 2 bit nhưng sau khi đơn giản hóa của một mạch bộ cộng 2bit, một mạch bộ cộng 4bit đã được thiết kế.

IC Cộng 4 bit CD4008

Bộ cộng được tạo bằng một OR, hai XOR và một cổng AND . Nó có ba đầu vào và hai đầu ra. Hai đầu vào đầu tiên sử dụng như hai bit dữ liệu đầu vào và đầu vào thứ ba được sử dụng làm bit nhớ, chúng ta cần sử dụng thêm mạch cộng 2 bit.

Đầu ra mang một bit ở mạch cộng chuyển đổi bit nhớ đến bộ cộng tiếp theo và nó thực hiện phép cộng bằng cách xem xét ba giá trị đầu vào.

Giới thiệu về mạch cộng 4-Bit CD4008

Nhiều bộ cộng có thể được sử dụng để cộng nhiều bit. IC CD4008 là một mạch cộng 4 bit đi kèm với sự kết hợp của bốn bộ cộng đủ.

Nó có thể cộng bốn bit nhiều lần mà không có bất kỳ lỗi nào. Nó cộng bit này sang bit khác và thực hiện việc cộng. CD4008 là một trong những mạch cộng điện áp cao và thực hiện nhanh chóng.

Sơ đồ chân của CD4008

Các cấu hình chân chi tiết về tất cả đầu vào đầu ra được liệt kê dưới đây:

Sơ đồ chân của CD4008

Cấu hình pin CD4008 BỘ cộng đủ 4-Bit

Chân		Mô tả
A4	Chân 1	Chân 1 sử dụng là bit đầu tiên của dữ liệu đầu vào 4 bit bộ cộng A. Nó có thể là 1 hoặc 0.
B3	Chân 2	Chân 2 được sử dụng là bit thứ hai của dữ liệu đầu vào 4 bit B.
A3	Chân 3	Chân 3 sẽ được sử dụng là bit thứ 2 của dữ liệu đầu vào 4 bit.
B2	Chân 4	Bit thứ ba của dữ liệu đầu vào 4 bit B làm đầu vào ở Chân 4.
A2	Chân 5	Bit thứ ba của dữ liệu đầu vào 4 bit A làm đầu vào ở chân 5.
B1	Chân 6	Bit cuối cùng của dữ liệu 4 bit B làm đưa vào ở chân 6.
A1	Chân 7	Bit cuối cùng của dữ liệu đầu vào 4 bit A làm đưa vào ở Chân 7.
VSS	Chân 8	CD4008 là một linh kiện dựa trên trạng thái logic. Nó yêu cầu nguồn và masss để hoạt động.Chân VSS sẽ được sử dụng làm chân nối đất chung.
C1	Chân 9	C1 là bit nhớ đầu của bộ cộng đầu tiên trong IC ở chân 9.
S1	Chân10	Bit cuối cùng của giá trị cộng sẽ ở chân 10.
S2	Chân 11	Chân 11 sẽ đại diện cho bit đầu ra thứ 3 của giá trị cộng vào.
S3	Chân 12	Chân 12 sẽ được sử dụng cho bit đầu ra thứ 2 .
S4	Chân 13	Bit đầu ra đầu tiên ở chân 13.
CO	Chân 14	Bit cộng cuối cùng ở chân 14.
B4	Chân 15	Chân 15 là bit đầu tiên của dữ liệu đầu vào 4 bit B
VDD	Chân 16	VDD chân cấp nguồn dương.

Đặc tính của bộ cộng 4-Bit CD4008

Thực hiện chức năng của bộ cộng đủ 4 bit
Phương thức truyền đầu vào và đầu ra song song
Tốc độ hoạt động cao mà không bị gián đoạn
Có 16 chân ở các dạng package PDIP, CDIP, SOIC và TSSOP
Đảm bảo tất cả các yêu cầu của các thiết bị CMOS.
Nó có điện áp hoạt động CAO so với các thiết bị CMOS khác.

Thông số kỹ thuật của CD4008

Tổng thời gian cần thiết cho ra giá trị là 160ns.
Nó có biên độ nhiễu ở các điện áp khác nhau:
Ở 5V sẽ là khoảng 1V.
Ở 10 volt sẽ là khoảng 2V.
Ở 15 Volt sẽ là khoảng 2,5V
CD4008 điện áp hoạt động bình thường là 5- 15V, nó cũng có thể hoạt động tối đa ở 20V
Dòng đầu vào tối đa phải là 1uA ở 18V.
Nhiệt độ phải là 25 độ ở 18V và 1uA
Hầu hết các thông số kỹ thuật và các tính năng chỉ hoạt động khi IC ở mức 5V chính xác.

Nguyên lý của bộ cộng 4-Bit CD4008

Nguyên lý của bộ cộng 4-Bit CD4008

Như chúng ta đã thảo luận ở đầu CD4008 là sự kết hợp của 4 mạch cộng đầy đủ. Vì vậy, Đầu tiên chúng ta cần hiểu cách hoạt động của 1 bộ cộng đầy đủ.

Một mạch cộng đầy đủ hoạt động với các cổng logic. Nó có sự kết hợp của hai cổng XOR, hai cổng AND và một cổng OR. Đây là mạch bên trong của nó.

Trong sơ đồ mạch trên, cổng XOR đầu tiên sẽ được sử dụng để thêm hai đầu vào và sau đó cổng XOR thứ hai sẽ được sử dụng để tổng hợp đầu ra từ XOR đầu tiên và bit nhớ.

Hai cổng AND và cổng OR còn lại sẽthực hiện cộng từ các giá trị đầu vào ở lần thực hiện trước đó. Đầu ra sẽ cho chúng ta hai giá trị, một là đầu ra của các giá trị đầu vào và giá trị còn lại là giá trị đầu vào.

Nếu chúng ta chỉ có một giá trị đầu vào thì sẽ có đầu ra, không có trường hợp nào không có đầu ra. Đầu ra cho bộ cộng CD4008 sẽ tuân theo bảng sự thật sau.

Bảng chi tiết của bộ cộng CD4008:

C in	Đầu vào (A)	Đầu vào (B)	Tổng (S)	C out
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

Bảng chi tiết của bộ cộng CD4008:

Trong CD4008 mỗi bộ cộng sẽ tuân theo bảng sự thật ở các đầu vào cụ thể. Cấu trúc bên trong của CD4008 sẽ là sự kết hợp của bốn bộ cộng đầy đủ.

Ở bộ cộng đầu tiên, mỗi bộ sẽ lấy hai đầu vào từ người dùng hoặc từ một linh kiện khác và đầu vào thứ ba sẽ sử dụng giá trị của bộ cộng trước đó.

Bộ cộng đầu tiên sẽ nhận đầu vào đầu tiên từ bên ngoài IC và bộ cộng cuối cùng sẽ được thực hiện giá trị đầu ra. Sự kết hợp của 4 bộ cộng này sẽ hoạt động theo chuỗi.

Mạch cộng đủ 4 bit bắt đầu công từ bit có chỉ số thấp nhất (LSB) đến bit chỉ số lớn nhất (MSB). Nó có khả năng cộng bit nhớ.

Hầu hết mọi người nghĩ rằng hai bộ cộng một nửa có thể tạo ra một bộ cộng đầy đủ, điều này đúng nhưng hai bộ cộng một nửa có thể được sử dụng như một bộ cộng đầy đủ nhưng cấu trúc của chúng sẽ phức tạp hơn so với bộ cộng đầy đủ duy nhất.

Bộ cộng đầy đủ là phiên bản đơn giản hóa sự kết hợp của hai bộ cộng đầy đủ.

Ứng dụng bộ cộng 4-Bit CD4008

Nó được sử dụng cho các phép toán số học tốc độ cao.
CD4008 cũng được sử dụng như máy tính thu nhỏ.
Bộ đếm cũng có một số sử dụng CD4008.
Nó cũng được sử dụng trong thiết kế bộ logic đơn giản

Ví dụ mạch trong Proteus

Bây giờ, chúng ta sẽ xem ví dụ cộng nhị phân đơn giản trong proteus. Ở đây chúng tôi sẽ sử dụng CD4008 để cộng bốn bit.

Đầu tiên, thêm bộ cộng CD4008 trong proteus, sau đó gắn xem đầu ra trạng thái logic và công tắt trạng thái logic vào CD4008. Gắn công tắc logic như trong mạch.

Bit cuối cùng của cả hai giá trị đầu vào phải ở A1 và B1 vì phép cộng luôn bắt đầu từ các chữ số bên phải.

Sau khi tạo mạch như trong proteus, bắt đầu gửi các giá trị mong muốn. Đầu tiên, chúng ta hãy thực hiện một phép cộng trên các chữ số 4 bit cụ thể về mặt toán học.

Giả sử: A = (1010) 2 , B = (1000) 2 , Ccarry = (1) 2 . Khi chúng tôi cộng tất cả ba giá trị này, chúng ta nhận được kết quả đầu ra (10011) 2 .

Ví dụ mạch trong Proteus 2

Bây giờ ở đây chúng ta hãy kiểm tra tương tự với CD4008.

Ở đây ở đầu ra của proteus, bạn có thể nhận thấy rằng chúng tôi có “0011” ở đầu ra, giống như bốn bit cuối cùng của kết quả đầu ra ở trên.

Trong proteus, chúng ta chỉ có bốn bit bởi vì nó là một mạch cộng đầy đủ bốn bit và đầu ra của nó sẽ là bốn bit, phần còn lại sẽ được coi là bit nhớ. MSB của đầu ra toán học của chúng tôi là “1” bằng với kết quả trong Proteus.

Cách chuyển đổi bộ cộng 4-bit sang 8-bit hoặc nhiều hơn.

CD4008 có thể mở rộng thành bộ cộng 8 bit bằng cách gắn hai IC hoặc nó gắn thêm. Nhưng chúng ta cần đảm bảo đúng các giá trị đầu vào trên chân. Nếu các giá trị đầu vào bị xáo trộn thì không thể có được đầu ra chính xác.

Đầu ra chính xác sẽ luôn phụ thuộc vào giá trị đầu vào. Trong quá trình sử dụng CD4008, hãy luôn kiểm tra các chân đầu vào và giá trị của chúng để tránh bất kỳ lỗi toán học nào.