Đồ án dành cho sinh viên năm 1,2 học liên quan về điện tử số. Đồ án mô tả cách thiết kế đồng hồ 6 ký số sử dụng các cổng logic, cách đọc Datasheet, cách dùng IC họ 74LS trong điện tử số và mô phỏng đồ án trên proteus.
BÀI BÁO CÁO MÔN: ĐIỆN TỬ SỐ MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ HIỂN THỊ SÁU KÝ SỐ THÀNH VIÊN NHÓM: Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2020 MỤC LỤC I) BẢNG LINH KIỆN .trang II) MỤC TIÊU THIẾT KẾ trang III) SƠ ĐỒ MẠCH, PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Mạch tổng quang .trang Mạch tạo xung trang a Mạch tạo dao động clock cho thạch anh mhz trang b Mạch chia tần số: qua IC 7490 ta chia mức tần số mong muốn trang Mạch đếm hiển thị IC 74LS90 .trang IC 74LS247 trang LED đoạn anode chung trang Sơ đồ mạch đếm hiển thị trang 10 Nguyên lí hoạt động Mạch giây trang 10 ∗ Mạch phút trang 11 ∗ Mạch trang 12 ∗ Nút bấm trang 13 a b c d e ∗ ∗ BẢNG LINH KIỆN I) MỤC TIÊU THIẾT KẾ: ∗ Tạo mạch đồng hồ hiển thị sáu ký tự HH:PP:SS làm hoạt động thơng STT − Ôn lại dụng thức lớp − Tìm hỏi kiến quan điện kiện − Có làm thực linh tử II) SƠ ĐỒ TÊN LINH KIỆN Bô nguồn DC( 5V) Test board Dây cắm Led đoạn (anode chung) IC 70LS90 IC 74LS247 IC 74HC08 Điển trở( 330Ω, 100Ω) Thạch anh 4Mhz 10 IC 74HCT04 11 Tụ gốm (33 pF) 12 Nút nhấn 13 Diode 14 Led qua được: vận kiến học hiểu học thêm thức liên đến mạch linh điện tử hội quen hành với kiện điện tử mạch điện MẠCH, PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN: Mạch tổng quan: NGUỒN DC 5V MẠCH TẠO XUNG MẠCH ĐẾM VÀ HIỂN THỊ Hình 1: sơ đồ mạch tổng quan − Khi nguồn DC cấp điện mạch tạo xung bắt đầu hoạt động sau truyền tín hiệu đến mạch đếm giải hóa tín hiệu xong hiển thị Mạch tạo xung: − Tóm tắt: thiết kế mạch tạo chuỗi xung 1Hz chuẩn từ mạch dao động đa hài phi ổn dùng thạch anh kết hợp cổng logic Mạch gồm hai khối: khối mạch dao động đa hài phi ổn mắc theo kiểu song song khối mạch chia tần số dùng IC 74HCT04 IC 74LS90 Hình 2: Xung 1Hz minh họa z Sơ đồ mạch tạo xung vuông cho thạch anh 4Mhz tạo dao động giống thời gian thực: Mạch đếm hiển thị C3 U19 14 CKA CKB R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 74LS90 U17 Q0 Q1 Q2 Q3 12 11 14 CKA CKB R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 74LS90 U16 Q0 Q1 Q2 Q3 12 11 14 CKA CKB 33pF Q0 Q1 Q2 Q3 12 11 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 74LS90 R4 R6 330 330 U23:A 74HCT04 U22:A X3 CRYSTAL FREQ=4M 74HCT04 330 1k Hình 3: Sơ đồ mạch tạo xung a) Mạch tạo dao động clock cho thạch anh mhz: Thạch anh điện tử linh kiện làm tinh thể đá thạch anh mài phẳng xác Linh kiện thạch anh làm việc dựa hiệu ứng áp điện Hiệu ứng có tính thuận nghịch Khi áp điện áp vào mặt thạch anh, bị biến dạng Ngược lại, tạo sức ép vào bề mặt đó, phát điện áp Ngoài việc sử dụng Thạch anh có Tần số theo giá trị Tần số mong muốn cần phải lắp thêm Điện trở để hồi tiếp từ Ngõ Ngõ vào để giúp cho Mạch Not đảo trạng thái dễ dàng hơn, nhờ tạo dao động IC 74HCT04: dùng để đảo tín hiệu Hình 4: Thơng số kỹ thuật IC 74HCT04 Tụ:100pF Điện trở:330Ω b) Mạch chia tần số: qua IC 74LS90 ta chia mức tần số mong muốn: Hinh 5: Cách chia tần số qua IC 7490 Mạch đếm a) IC 74LS90 b) IC 74LS247 hiển thị: Hình 6:Thơng số IC 74LS90 Hình 7: Thơng số IC 74LS247 HÌnh 8: Cấu trúc IC 74LS247 10 c) LED đoạn anode chung: - Dạng led: - Led anode chung: - Bảng mã hóa led anode chung: 11 d) Sơ đồ mạch đếm hiển thị: Hinh 9: Sơ đồ mạch đếm hiển thị e) Nguyên lí hoạt động ∗ Mạch giây: − Số hiển thị hàng đơn vị giây IC 74LS90 có chân thứ 2,3,6,7 nối với đất mạch hoạt động đếm tự Chân 1(CLOCK B) nối với chân số 12(Q A) để mạch hoạt động chế độ đếm nhị phân (BCD) IC 74LS247 Chân 3,4,5 nối với dương nguồn (Theo Datasheet) Chân nối với chân 12, chân nối với chân 9, chân nối với 8, chân nối với 11 Khi IC 74LS90 hoạt động cấp tín hiệu chân 12, 9,8,11 tín hiệu truyền vào chân IC 74LS247 mã hóa tín hiệu chân 12 9,10,11,12,13,14 Khi tín hiệu chân mức trạng thái LOW (0) đèn LED tương ướng Led đoạn sáng − Số hiển thị hàng chục giây: IC 74LS90 chân 6,7 nối với đất, chân 2,3 nối vào đầu cổng AND (với ngõ ngõ vào chân 8,9) Chân CLOCK B nối với chân số 12 IC 74LS247 Chân 3,4,5 nối với dương nguồn (Theo Datasheet) Chân nối với chân 12, chân nối với chân 9, chân nối với 8, chân nối với 11 Mạch đếm có tín hiệu CLOCK (cạnh xuống) từ chân số 11(IC 74LS90) phần mạch số đơn vị giây mạch đếm từ 1-> (Khi đếm đến tín hiệu chân 8,9 cổng AND trạng thái ngõ cổng AND mức trở chân 2, reset lại nên mạch đếm đc tới 5) ∗ Mạch phút: − Số hiển thị đơn vị Phút IC 74LS90 có chân thứ 2,3,6,7 nối với đất mạch hoạt động đếm tự Chân 1(CLOCK B) nối với chân số 12(Q A) để mạch hoạt động chế độ đếm nhị phân (BCD) IC 74LS247 Chân 3,4,5 nối với dương nguồn (Theo Datasheet) Chân nối với chân 12, chân nối với chân 9, chân nối với 8, chân nối với 11 Khi có tín hiệu ngõ (cạnh xuống) cổng AND phần hiển thị giây mạch đếm từ 1-> − Số hiển thị hang chục Phút IC 74LS90 chân 6,7 nối với đất, chân 2,3 nối vào đầu cổng AND (với ngõ ngõ vào chân 8,9) Chân CLOCK B nối với chân số 12 IC 74LS247 Chân 3,4,5 nối với dương nguồn (Theo Datasheet) 13 Chân nối với chân 12, chân nối với chân 9, chân nối với 8, chân nối với 11 Mạch đếm có tín hiệu CLOCK (cạnh xuống) từ chân số 11(IC 74LS90) phần mạch số đơn vị phút mạch đếm từ 1-> (Khi đếm đến tín hiệu chân 8,9 cổng AND mạch phút trạng thái ngõ cổng AND mức HIGH trở chân 2, reset lại nên mạch đếm đc tới 5) ∗ Mạch giờ: − Số hiển thị đơn vị : IC 74LS90 có chân thứ 6,7 nối với đất mạch hoạt động đếm tự Chân 1( CLOCK B) nối với chân số 12(QA) để mạch hoạt động chế độ đếm nhị phân (BCD) Chân nối vào đầu cổng AND (với ngõ vào chân số mạch số hiển thị chục h chân số mạch đơn vị giờ) IC 74LS247 Chân 3,4,5 nối với dương nguồn (Theo Datasheet) Chân nối với chân 12, chân nối với chân 9, chân nối với 8, chân nối với 11 Khi có tín hiệu ( cạnh xuống) từ ngõ cổng AND mạch phút mạch đếm từ 0-9 đâu cổng AND mạch có tín hiệu HIGH mạch trạng thái phần chục hiển thị số phần đơn vị hiển thị số mạch cấp xung vào hai chân 2, reset trở − Số hiển thị chục giờ: IC 74LS90 có chân thứ 6,7 nối với đất mạch hoạt động đếm tự Chân 1(CLOCK B) nối với chân số 12(Q A) để mạch hoạt động chế độ đếm nhị phân (BCD) Chân nối vào đầu cổng AND (với ngõ vào chân số mạch số hiển thị chục chân số mạch đơn vị giờ) IC 74LS247 Chân 3,4,5 nối với dương nguồn (Theo Datasheet) Chân nối với chân 12, chân nối với chân 9, chân nối với 8, chân nối với 11 14 Khi có xung từ chân 11 ( phần đơn vị giờ) mạch đếm từ 0-> 9, đâu cổng AND mạch có tín hiệu HIGH mạch trạng thái phần chục hiển thị số phần đơn vị hiển thị số mạch cấp xung vào hai chân 2, reset trở ∗ Phần nút nhấn: Mắc chân nút nhấn vào tín hiệu HIGH (nguồn) chân cịn lại vào CLOCK A mạch hiển thị đơn vị phút (hoặc giờ) Khi nhấn thả nút nhấn cấp thêm xung (cạnh xuống) tín hiệu truyền vào CLOCK A mạch mã hóa tín hiệu hang đơn vị tự mã hóa hiển thị tăng lên đơn vị 15 Kết mô PROTEUS: File Proteus 8.9 do-an-DTS-1.pdsprj 16 MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA CÁC THÀNH VIÊN 17