Hà Nội 2021 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Cơ Khí Sinh viên thực hiện Đặng Ngọc Thức Lê Như Bách Bùi Văn Đức BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC KĨ THUẬT XUNG SỐ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ BỘ ĐẾM NHỊ PHÂN, THUẬN, ĐỒNG BỘ KĐ =16, SỬ DỤNG JK FF, HIỂN THỊ SỐ ĐẾM TRÊN LED 7 THANH PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XUNG SỐ Họ và tên sinh viên 1 Đặng Ngọc Thức 2018600326 2 Lê Như Bách 2018601304 3 Bùi Văn Đức 2018601036 Lớp 20202FE6021001 Khoá 13 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thu Hà Tên đề tài Thiế.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Cơ Khí - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC KĨ THUẬT XUNG SỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ ĐẾM NHỊ PHÂN, THUẬN, ĐỒNG BỘ KĐ =16, SỬ DỤNG JK-FF, HIỂN THỊ SỐ ĐẾM TRÊN LED THANH Sinh viên thực hiện: Đặng Ngọc Thức Lê Như Bách Bùi Văn Đức Hà Nội - 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Cộng hồ xã hội chủ nghĩa việt nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XUNG SỐ Họ tên sinh viên: Đặng Ngọc Thức 2018600326 Lê Như Bách 2018601304 Bùi Văn Đức 2018601036 Lớp: 20202FE6021001 Khoá: 13 Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thu Hà Tên đề tài: Thiết kế đếm nhị phân, thuận, đồng Kđ =16, sử dụng JK-FF, hiển thị số đếm LED NỘI DUNG THỰC HIỆN Nội dung cần thực TT CĐR Lập kế hoạch làm việc Phân tích lựa chọn ý tưởng tốt khả thi L1.2; L1.3 Tính tốn thiết kế, xây dựng phân tích mơ hình L1.2; L1.3 Chế tạo lắp ráp L1.2; L1.3 Thử nghiệm hiệu chỉnh L1.2; L1.3 Viết thuyết minh chuẩn bị báo cáo L1.2; L1.3 Báo cáo L1.2; L1.3 L1.3 I Yêu cầu thực hiện: Phần thuyết minh: * Trình bày đầy đủ nội dung đồ án, bao gồm: - Chương Tổng quan (Nêu sở lựa chọn đề tài đồ án, ứng dụng thực tiễn …); - Chương Tính tốn, thiết kế mơ phỏng; - Chương Chế tạo, lắp ráp, thử nghiệm hiệu chỉnh; - Phụ lục (nếu có) * Quyển báo cáo trình bày từ 10 đến 15 trang giấy A4 với định dạng theo định số 815/QĐ-ĐHCN ngày 15/08/2019: Sản phẩm đồ án môn Tên sản phẩm TT Mơ hình (mạch điện) Quyển báo cáo Slide thuyết minh đồ án Định dạng Số lượng 01 Theo định 815/QĐ-ĐHCN 01 01 Phạm vi lựa chọn đề tài - Đề tài thuộc lĩnh vực điện tử phạm vi kỹ thuật xung số - Vật tư, trang thiết bị: dụng cụ cầm tay, vật liệu (theo đề tài nhóm), linh kiện điện tử bản… - Đảm bảo an toàn lao động Ngày giao: 13/04/2021 Ngày hoàn thành: 15/05/2021 Hà Nội, ngày 13 tháng 04 năm 2021 Trưởng môn Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thu Hà MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương I TỔNG QUAN Lý chọn đề tài 2 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Chương II TÍNH TỐN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ PHÂN TÍCH MƠ HÌNH Đồ hình trạng thái Bảng trạng thái Xây dựng mạch mã giải mã Chương III CHẾ TẠO, LẮP RÁP, THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH 11 KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà LỜI NÓI ĐẦU Ngày với tiến khoa học kĩ thuật, công nghệ điện tử phát triển ngày rộng rãi, đặc biệt kĩ thuật số Mạch số ứng dụng nhiều kỹ thuật đời sống xã hội Các ứng dụng mạch số đèn giao thông, đo tốc độ động cơ, đồng hồ số, mạch đếm sản phẩm, Mục đích tập đồ án thiết kế mạch đếm nhị phân đồng nghịch sử dụng JKFF hiển thị số đếm Led Đồ án hoàn thành giúp em có nhiều kiến thức mơn học giúp em tiếp xúc với phương pháp làm việc chủ động hơn, linh hoạt đặc biệt làm việc nhóm Q trình thực đồ án thật bổ ích cho thân em nhiều mặt Vì kiến thức khả cịn hạn chế, kinh nghiệm cịn yếu nên khơng tránh khỏi sai sót, mong đóng góp thầy bạn KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà Chương I TỔNG QUAN Lý chọn đề tài Chúng ta sống kỉ khoa học, tri thức với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin khoa học ứng dụng Kỹ thuật điện tử nằm số đó, phát triển nhanh ứng dụng rộng rãi lĩnh vực xã hội Con người chuyển dần từ điều khiển tay sang điều khiển tự động Nền công nghiệp đạt nhũng thành tựu nhờ ứng dụng khoa học kỹ thuật cơng nghệ Máy móc thay người nhiều công việc đặc biệt công việc nặng nhọc Ngày công nghệ vi điện tử phát triển mạnh mẽ với đời hàng loạt vi mạch Sự phát triển kĩ thuật điện tử ngày khiến cho nhu cầu tiếp xúc với lĩnh vực điện tử số thiếu Để xây dựng thiết bị hoàn chỉnh phải có mạch đếm, ghi, nhớ,…trong mạch đếm thơng số hệ thống Và để hiểu rõ mạch đếm chọn đề tài: “ Thiết kế đếm nhị phân, thuận, đồng Kđ =16, sử dụng JK-FF, hiển thị số đếm LED ” Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Mục tiêu: -Tìm hiểu mạch đếm số đề liên quan -Hoàn thành thiết kế-mạch hoạt động ổn định với độ bền cao Nhiệm vụ: -Tìm hiểu kiến thức mạch đếm -Tìm hiểu vi mạch đếm thơng dụng -Tìm hiểu mạch tạo xung sử dụng IC -Mạch giải mã hiển thị -Thiết kế mạch đếm Đối tượng nghiên cứu -Mạch đếm thiết bị mạch đếm Phạm vi nghiên cứu KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà -Lý thuyết mạch đếm -Mạch đếm dùng IC Ý nghĩa nghiên cứu -Nắm vững, hiểu biết mạch đếm -Nâng cao kĩ thực hành lắp ráp,đo đạc thiết kế mạch đếm Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà Chương II TÍNH TỐN THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ PHÂN TÍCH MƠ HÌNH Đồ hình trạng thái 0 0 0 0 0 1 1111 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 Bảng trạng thái 𝑄3 0 0 0 0 1 1 1 1 𝑄𝑛 𝑄𝑛+1 Trạng thái 𝐽𝑛 , 𝐾𝑛 𝑄2 𝑄1 𝑄0 𝑄′3 𝑄′2 𝑄′1 𝑄′0 𝐽3 𝐾3 𝐽2 𝐾2 𝐽1 0 0 0 x x 0 0 0 x x 1 0 1 x x x 1 0 x x x 0 1 x x 0 1 1 0 x x 1 0 1 x x x 1 1 0 x x x 0 0 x 0 x 0 1 x 0 x 1 1 x 0 x x 1 1 0 x x x 0 1 x x 0 1 1 x x 1 1 1 x x x 1 0 0 x x x Từ bảng trạng thái ta lập bảng nô cho 𝐽𝑛 , 𝐾𝑛 : 𝐾1 x x x x x x x x 𝐽0 x x x x x x x x 𝐾0 x x x x x x x x -Nhìn vào bảng trạng thái ta thấy ngõ vào 𝐽0 , 𝐾0 toàn x nên ta có:𝐽0 = 𝐾0 = -Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào 𝐽1 : KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà 𝑄1 𝑄0 00 01 11 10 00 x x 01 x x 11 x x 10 x x 𝑄3 𝑄2 Kết quả: 𝐽1 = 𝑄0 - Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào 𝐾1 : 𝑄1 𝑄0 00 01 11 10 00 x x 01 x x 11 x x 10 x x 𝑄3 𝑄2 Kết quả: 𝐾1 = 𝑄0 - Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào 𝐽2 : 𝑄1 𝑄0 𝑄3 𝑄2 00 01 11 10 00 0 01 x X x x 11 x X x x 10 0 Kết quả: 𝐽2 = 𝑄0 𝑄1 KĨ THUẬT XUNG SỐ - GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào 𝐾2 : 𝑄1 𝑄0 00 01 11 10 00 x x x x 01 0 11 0 10 x x x x 𝑄3 𝑄2 Kết quả: 𝐾2 = 𝑄0 𝑄1 - Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào 𝐽3 : 𝑄1 𝑄0 00 01 11 10 00 0 0 01 0 11 x x x x 10 x x x x 𝑄3 𝑄2 Kết quả: 𝐽3 = 𝑄0 𝑄1 𝑄2 - Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào 𝐾3 : 𝑄1 𝑄0 00 01 11 10 00 x x x x 01 x x x x 11 0 10 0 0 𝑄3 𝑄2 Kết quả: 𝐾3 = 𝑄0 𝑄1 𝑄2 KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà Từng số liệu vừa lập ta có sơ đồ nguyên lý mạch: Hình1: sơ đồ nguyên kết nối mạch FF-JK Chọn IC FF-JK: 74LS73AN KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà Xây dựng mạch mã giải mã Bảng trạng thái: Số thập phân 10 11 12 13 14 15 𝑄3 Mã nhị phân 𝑄2 𝑄1 𝑄0 𝐵4 𝐵3 Mã BCD 𝐵2 𝐵1 𝐵0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 • Nhận xét: Từ bảng ta thấy số thập phân từ 10 đổ mã BCD ta số nhị phân bit từ 16 đến 21 bit cuối mã nhị phân mã giải mã cho số thập phân từ lên Suy đếm đến số thập phân 10 ta cộng với (0110) Ngõ chân 𝐵4 ta thấy liên quan đến 𝑄3 ,𝑄2 ,𝑄1 Hoặc bit nhớ cuối ic cộng • Thiết kế giải mã: Chọn IC: - cộng mã nhị phân bit ta dung IC 74LS83 -IC giải mã ta chọn IC 74247 -Led đoạn chọn loại Anode chung KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà Bảng Trạng thái cho ngõ 𝐵4 : 𝑄3 𝑄2 𝑄1 𝐵4 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 Lập bảng Karnaugh cho ngõ vào 𝐵4 : 𝑄2 𝑄1 𝑄3 00 01 11 10 1 1 Kết :𝐵4 = 𝑄3 𝑄1 + 𝑄3 𝑄2 Kết hợp với điều kiện nêu ta có: 𝐵4 = 𝑄3 𝑄1 + 𝑄3 𝑄2 + 𝐶4 • Sơ đồ nguyên lý mạch: Hình 2: sơ đồ nguyên lý mạch giải mã KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà Từ kêt ta có sơ đồ mạch nguyên lý ra:; Hình 3: sơ đồ mạch nguyên lý 10 KĨ THUẬT XUNG SỐ GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà Chương III CHẾ TẠO, LẮP RÁP, THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH Hình 4: sản phảm thực tế 11 ... hội Các ứng dụng mạch số đèn giao thông, đo tốc độ động cơ, đồng hồ số, mạch đếm sản phẩm, Mục đích tập đồ án thiết kế mạch đếm nhị phân đồng nghịch sử dụng JKFF hiển thị số đếm Led Đồ án hoàn... tử số thiếu Để xây dựng thiết bị hồn chỉnh phải có mạch đếm, ghi, nhớ,…trong mạch đếm thơng số hệ thống Và để hiểu rõ mạch đếm chọn đề tài: “ Thiết kế đếm nhị phân, thuận, đồng Kđ =16, sử dụng. .. nhị phân, thuận, đồng Kđ =16, sử dụng JK-FF, hiển thị số đếm LED NỘI DUNG THỰC HIỆN Nội dung cần thực TT CĐR Lập kế hoạch làm việc Phân tích lựa chọn ý tưởng tốt khả thi L1.2; L1.3 Tính tốn thiết