Topic Kỹ Thuật Số thầy Võ Đức Dũng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM BÁO CÁO Học kì 22021 2022 MÔN HỌC KỸ THUẬT SỐ ĐỀ TÀI Tìm hiểu IC 74164 Thiết kế mạch dịch 2 chế độ 5 điểm sáng 1 điểm tối và 5 điểm tối 1.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM BÁO CÁO: Học kì 2/2021-2022 MƠN HỌC: KỸ THUẬT SỐ ĐỀ TÀI: Tìm hiểu IC 74164 Thiết kế mạch dịch chế độ: điểm sáng điểm tối điểm tối điểm sáng xen kẽ 24 Led đơn Sử dụng nút nhấn để chuyển chế độ GVHD: VÕ ĐỨC DŨNG MÃ HP: DIGI330163_21_2_11CLC NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: STT Họ tên Nguyễn Lê Bình An Nguyễn Hoàng Ân Võ Văn Duy TP.HCM 5/2022 MSSV 20151113 20151097 20151347 Phân công nhiệm vụ: Họ tên Nguyễn Lê Bình An Nguyễn Hồng Ân Võ Văn Duy Cơng việc Tìm hiểu IC NE555, Tìm hàm ngõ cho khối tạo chế độ, Tổng hợp ý kiến làm báo cáo, Thuyết trình Tìm hiểu IC 74LS112 IC 74LS32, mơ protues Tìm hiểu IC 7408, 74LS163, làm slide powerpoint Mức độ hoàn thành 100% 100% 100% Mục lục Phần 1: Giới thiệu đề tài Phần 2: Thiết kế mạch Sơ đồ khối mạch thiết kế hoạt động khối sơ đồ Thiết kế mạch nguyên lý chi tiết a) Mạch nguyên lý dịch chế độ6 b) Bộ nguồn c) Khối tạo xung dao động d) Khối dịch LED e) Khối tạo chế độ 13 f) Khối chuyển đổi chế độ g) Khối hiển thị 14 22 PHẦN 3: MẠCH MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PROTUES 24 LỜI CAM ĐOAN Đề tài chúng em thực dựa tham khảo số tài liệu không chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Nếu có chép chúng em xin chịu hồn tồn trách nhiệm Phần 1: Giới thiệu đề tài Giới thiệu: Xã hội ngày phát triển theo hướng công nghiệp hố, đại hố, khoa học kĩ thuật ngày trở nên quan trọng phổ biến sống Trong đặc biệt phải kể đến kỹ thuật số Với tiện ích mà kĩ thuật số mang lại làm cho sống trở nên dễ dàng Để tìm hiểu thêm kỹ thuật số nhóm em thực đề tài lĩnh vực: Tìm hiểu IC thiết kế mạch đề tài nhóm chúng em “ Tìm hiểu IC 74164 Thiết kế mạch dịch chế độ: điểm sáng điểm tối điểm tối điểm sáng xen kẽ 24 Led đơn Sử dụng nút nhấn để chuyển chế độ” Phần 2: Thiết kế mạch Sơ đồ khối mạch thiết kế hoạt động khối sơ đồ: Thiết kế sơ đồ Khối tạo dao động Khối dịch Led 74164 Khối tạo chế độ Khối nguồn Khối hiển thị Led Khối chuyển chế độ • Chức từ Khối: - Khối nguồn: có chức cấp nguồn cho mạch hoạt động - Khối tạo dao động: dùng IC NE555 để tạo xung clock cấp cho mạch - Khối dịch led: Sử dụng IC 74164 để dịch trạng thái - Khối tạo chế độ: Sử dụng ngõ Q0 đến Q4 IC 74164 để tạo chế độ sáng tắt sáng tắt - Khối chuyển chế độ: Sử dụng nút nhấn FF D để chuyển đổi chế độ - Khối thị: Sử dụng 24 Led đơn để mô tả chế độ mạch Thiết kế mạch nguyên lý chi tiết: a Mạch nguyên lý dịch chế độ: điểm sáng điểm tối điểm tối điểm sáng xen kẽ 24 Led đơn Sử dụng nút nhấn để chuyển chế độ: b Bộ nguồn Như nói phần sơ đồ khối, nguồn có chức vơ quan trọng để cấp nguồn cho mạch để đơn giản nhóm em dùng Adapter tạo nguồn DC 5V ổn định cung cấp cho toàn mạch c Khối tạo dao động ( tạo xung): Chức năng: để cấp xung clock cho mạch: Để đáp ứng nhu cầu nhóm em sử dụng IC NE555 số linh kiện khác biến trở, điện trở, tụ điện Nhóm em chọn IC NE555 ứng dụng phổ biến mạch để tạo dao động như: mạch đơn ổn, mạch đa hài, Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung: Ở mạch tạo xung nhóm em sử dụng thêm biến trở: để dễ dàng thay đổi giá trị điện trở từ thay đổi chu kì dao động theo mong muốn Việc làm dựa công thức lý thuyết: T= Ton + Toff = (R1+R2).C.ln2 - Thông số mạch: + Chọn C2 = C3= 47 uF + R2 = 220 (Ω) • Tìm hiểu IC NE555 Hình ảnh IC NE55 IC NE555 gồm chân: • Chức chân: - Chân (GND): Chân nối mass để giúp cung cấp dòng cho IC - Chân (TRIG): Chân kích - Chân (OUT): Chân tín hiệu ngõ - Chân (RESET): Lập định mức trạng thái Khi nối mass ngõ mức thấp, nối vào mức áp cao trạng thái ngõ tuỳ theo mức áp chân - Chân (CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC NE555 theo mức biến áp - Chân (THRES): Chân ngưỡng, ngõ vào tầng so áp khác - Chân (DISCH): xem chân khóa điện tử chịu điều khiển bỡi tầng logic chân - Chân (VCC): Chân ngõ vào cung cấp nguồn Thông số kĩ thuật: Vcc: 4,5 – 16V Dòng tiêu thụ: 6mA – 15mA Điện áp mức cao: 0.5 – 15V Điện áp mức thấp: 0.03 – 0.06V d Khối dịch LED Chức năng: Thanh ghi dịch liệu Lựa chọn “ IC 74LS164” để đáp ứng việc lưu dịch liệu để led hoạt động theo ý mong muốn IC 74164 IC có bit ngõ vào để hiển thị 24LED ta sử dụng IC 74164 • Tìm hiểu IC 74LS164: Chức chân IC 74LS164: - Chân A, B: chân dùng để đưa liệu vào, ghép chung chân với để IC 74164 nhận trạng thái - Chân Q0 đến Q7: Các chân kết nối với led điện trở để đưa tín hiệu ngõ Chân CLK: Chân nhận xung Clock IC Để IC hoạt động phải có xung CK đưa vào chân Xung Clock tạo khối tạo dao động IC NE555 ngõ khối tạo dao động kết nối với ngõ vào xung CK IC 74164 - Chân MR: Chân master reset dùng để reset lại hoạt động IC, tác động mức thấp Khi chân đưa mức thấp tồn ngõ đưa mức thấp - Chân GND: Chân nối xuống mass - Chân Vcc: Chân cấp nguồn cho IC hoạt động 10 + Sơ đồ logic IC 74164: + Bảng trạng thái: - Khi chân CLR mức thấp ngõ Q0 đến Q7 mức thấp - Khi xung CK tác động cạnh xuống ngõ khơng thay đổi trạng thái - Khi CLR mức cao CK tác động cạnh lên ngõ vào A, B có ngõ vào mức thấp ngõ Q0 mức thấp ngõ Q1 đến Q7 có giá trị tương ứng từ Q0 đến Q6 - Khi CLR mức cao CK tác động cạnh lên, ngõ vào mức cao Q0 mức cao Q1 đến Q7 có giá trị tương ứng từ Q0 đến Q6 11 - Giản đồ thời gian IC 74164: e Khối tạo chế độ: 12 Trạng thái sáng tối: Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 Din 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  Din = Q0.Q1.Q2.Q3.Q4 => sử dụng cổng NAND ngõ vào Trạng thái tối, sáng: Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 Din 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0  Din = => sử dụng cổng NOR ngõ vào 13 f Khối chuyển đổi chế độ: - Chức năng: Chuyển đổi chế độ hiển thị - Lý lựa chọn: + Với yêu cầu cần chuyển chế độ nên chọn IC 74LS112 giúp mạch chuyển đổi qua lại chế độ trạng thái đảo Flip-Flop JK • Tìm hiểu IC 74LS112: + 74LS112 IC flip-flop JK kép có tính J, K, đồng hồ không đồng riêng lẻ đầu vào rõ ràng cho flip-flop 14 Sơ đồ chân IC 74LS112: + Cơ chế hoạt động: - Để mạch hoạt động chế độ ta sử dụng nút để 15 chuyển trạng thái sử dụng flip flop D để đảo trạng thái A1 0 0 1 1 A2 0 1 0 1 Q0 1 1 Din 0 0 1 + Giải thích bảng trạng thái: A1 chế độ 1: sáng tắt A2 chế độ 2: tắt sáng Q0 biến chọn chế độ A1 A2 Din cấp cho 74164: Din lấy liệu A1 Q0 mức lấy liệu A2 Q0 mức Sử dụng bìa K để rút gọn: Q0 A1.A2 00 01 11 10 0 1 0 1 Din = A2 + A1.Q0  Sử dụng Cổng AND cổng OR 16 • Tìm hiểu IC 7408(Cổng AND): 17 IC 7408 có 14 chân, bao gồm chân mặt đất chân Vcc - Pin đầu vào cổng AND đầu tiên, pin đầu vào thứ hai pin đầu cổng AND Pin đến đầu vào đầu cổng AND thứ hai Pin chân mặt đất cung cấp lượng cho chip Pin 14 thiết bị đầu cuối Vcc chip, sử dụng để cung cấp cho chip nguồn điện 18 Thông số kỹ thuật • Dải điện áp hoạt động: +4.75 đến + 5.25V Điện áp hoạt động đề xuất: + 5V Điện áp nguồn tối đa: 7V Dòng điện tối đa phép rút qua đầu cổng: 8mA Đầu TTL Tiêu thụ điện Thời gian tăng điển hình: 18ns Thời gian giảm điển hình: 18ns Tìm hiểu IC 74LS32(Cổng OR): Thông số kỹ thuật - Dải điện áp hoạt động: - 6V - Dòng điện tối đa phép rút qua đầu cổng: 8mA - Nhiệt độ hoạt động: 0°C đến 75°C - Bao gồm cổng OR, cổng có ngõ vào, ngõ - Kiểu chân: DIP 14 19 Sơ đồ chân IC 74LS32: Để sử dụng IC cổng logic 74LS32, cần cấp nguồn cho chân Vcc chân Ground Điện áp hoạt động điển hình IC + 5V, hoạt động + 7V Điện áp đầu IC chân Y điện áp hoạt động IC Theo bảng thật cổng OR, hai hai đầu vào cổng mức cao đầu mức cao Bảng thật cổng OR sau: A B Q 0 1 1 1 g Khối hiển thị 20 - Chức năng: Hiển thị kết thông qua led - Lý lựa chọn: + Để đáp ứng nhu cầu hiển thị kết thơng qua led, ta dùng led dây, led đoạn, led đơn,… + Chọn led 10 đoạn led hiển thị rõ kết quả, độ sáng dễ nhìn, kết hợp nhiều đoạn để đáp ứng số ngõ yêu cầu - Thông số kỹ thuật: + Kích thước: dài 0.9in, rộng 0.3in, khoảng cách đoạn 0.1in + Dòng: 10mA 21 + Điện áp: 1.8V + Công suất led: 18mW PHẦN 3: MẠCH MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PROTUES 1) Trường hợp tối sáng 22 23 2) Trường hợp sáng tắt 24 ... khoa học kĩ thuật ngày trở nên quan trọng phổ biến sống Trong đặc biệt phải kể đến kỹ thuật số Với tiện ích mà kĩ thuật số mang lại làm cho sống trở nên dễ dàng Để tìm hiểu thêm kỹ thuật số nhóm... led 10 đoạn led hiển thị rõ kết quả, độ sáng dễ nhìn, kết hợp nhiều đoạn để đáp ứng số ngõ yêu cầu - Thông số kỹ thuật: + Kích thước: dài 0.9in, rộng 0.3in, khoảng cách đoạn 0.1in + Dòng: 10mA 21... gian tăng điển hình: 18ns Thời gian giảm điển hình: 18ns Tìm hiểu IC 74LS32(Cổng OR): Thông số kỹ thuật - Dải điện áp hoạt động: - 6V - Dòng điện tối đa phép rút qua đầu cổng: 8mA - Nhiệt độ