ĐỀ tài tìm hiểu IC 74164 thiết kế mạch dịch 2 chế độ thiết kế mạch dịch 2 chế độ 5 điểm sáng 1 điểm tối và 5 5 điểm sáng 1 điểm tối và 5 điểm tối 1 điểm điểm tối 1 điểm sáng xen kẽ trên 24 led đơn

  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 MSSV Nguyễn Lê Bình An Nguyễn Hoàng Ân Võ Văn Duy 20151113 20151097 20151347 TP.HCM 5/2022     Phân công nhiệm vụ: Họ tên Cơng việc Mức độ hồn thành Nguyễn Lê Bình An Tìm hiểu IC NE555, Tìm 100% hàm ngõ cho khối tạo chế độ, Tổng hợp ý kiến làm báo cáo, Thuyết trình Nguyễn Hồng Ân Tìm hiểu IC 74LS112 100% IC 74LS32, mô protues Võ Văn Duy Tìm hiểu IC 7408, 74LS163, làm slide powerpoint 100%   Mục lục Phần 1: Giới thiệu đề tài Phần 2: Thiết kế mạch 4 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 khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Nếu có chép chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Phần 1: Giới thiệu đề tài Giới Giới th thiệ iệu: u: Xã hội ngày phát triển theo hướng cơng 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” độ”.   Phần 2: Thiết kế mạch Sơ đồ khối khối mạch thiết thiết kế kế hoạt động động các khối khối trong 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 Thiết kế mạch nguyên nguyên lý lý chi chi tiết: tiết: a Mạch nguyê nguyên n lý dịch dịch chế chế độ: điểm điểm sáng sáng điểm điểm tối và điểm tối điểm sáng xen kẽ 24 Led đơn Sử dụng nút nhấn để chuyển chế độ: độ: b Bộ ng nguồn  Như nói phần sơ đồ khối, ng nguồn uồn có chức vơ ccùng ùng 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 Khối tạ tạoo dao dao động động ( tạo xu xung) ng):: 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 điện Nhóm em chọn IC 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= T on + Toff = (R 1+R 2).C.ln2 - Thông số mạch: + Chọn C2 = C3= 47 uF   + R2 = 220 ()   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 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 Khố Khối dịc dịch hL LED ED 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: 74LS164: Chức chân IC 74LS164: - Chân A, B: chân dùng để đưa liệu vào, ghép chung chân với để IC 74164 nhận trạng thái 10   - 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 của khối tạo dao động động kết nối vớ vớii 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 + Sơ đồ logic IC 74164: + Bảng trạng thái: - Khi Khi châ chânn C CLR LR là mức mức thấ thấpp th thìì các ngõ ngõ Q0 đến Q7 đều mức thấp - Khi xung CK tác tác động động cạnh cạnh xuống xuống thì ng ngõõ khơng thay đổi trạng thái thái - Khi CLR mức mức cao cao CK tác động động cạnh cạnh lên lên thì tron trongg ngõ ngõ vào A, B 11   có ngõ vào mức thấp ngõ Q0 là mức thấp ngõ Q1  đến Q7 sẽ có giá trị tương ứng từ Q0 đến Q6 - Khi CLR mức cao CK CK tác tác động động cạnh cạnh lên, lên, nếu ngõ ngõ vào vào đều mức cao Q0 mức cao Q1 đến Q7 có giá trị tương ứng từ Q0  đến Q6 - Giản đồ thời gian IC 74164: 12   e Khối Khối tạ tạoo ch chếế độ: độ: 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 Q0.Q1.Q2.Q3.Q4 => sử dụng cổng NAND 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 13    Din = Q +Q 1+ Q + Q + Q => sử dụng cổng NOR ngõ vào f Khối Khối chuy chuyển ển đổi đổi cchế hế độ: độ: - Chức Chức năng:: Chuy Chuyển ển đổi đổi giữa chế độ hiển hiển thị 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: + 74LS112 IC flip-flop JK kép có tính J, K, đồng hồ khơng đồng riêng lẻ đầu vào rõ ràng cho flip-flop 14   Sơ đồ chân IC 74LS112: 15   + Cơ chế hoạt động: động: - Để mạch hoạt động chế độ ta sử dụng nút để chuyển trạng thái sử dụng flip flop D để đảo trạng thái A1 A2 Q0 Din 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 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 để rút gọn: 16   Q0 A1.A2 00 01 11 10 0 1 0 1 Din = A2.Q 0 + A1.Q0  Sử dụng Cổng AND cổng OR   Tìm hiểu IC 7408(Cổng AND): 17   18   IC 7408 có 14 chân, bao gồm chân mặt đất chân Vcc - Pin Pin đầu đầu vào vào của cổng cổng AND AND đầu đầu ti tiên ên,, pin đầu đầu vào vào thứ thứ hai và pin pin đầu đầu ra cổng cổng AND AND đầu tiên Pin đến đến là đầu đầu vào vào đầu của cổng cổng AND thứ hai hai Pin chân chân mặt đất cung cung cấp cấp năng lượn lượngg cho cho chip chip Pin 14 14 thiết thiết bị đầu đầu cuối Vcc của chip, chip, sử sử dụng dụng để cung cung cấp cấp cho chip nguồn điện 19   Thông số kỹ thuật - Dải Dải điện ện áp áp hoạt hoạt độn động: g: +4 +4.75 75 đến đến + 5.25 5.25V V - Điện Điện áp hoạt hoạt động động được đề xuất xuất:: + 5V - Điện iện áp áp ngu nguồồn tối tối đa: đa: 7V 7V -  Dòng Dòn điTện tối đđaa được phép phép rút qua đầu cổng cổng:: 8mA 8mA Đ ầu građiện TLtối Tiêu iêu thụ thụ điệ iệnn năng Thời Thời gian gian tăng tăng điển điển hình hình:: 18n 18nss Thời Thời gian gian giảm giảm điển điển hìn hình: h: 18ns 18ns Tìm hiểu IC 74LS32(Cổng OR): 20   Thơng 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 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  bằng 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 21 Q   0 1 1 1 g Khố Khối hiể hiển n tthị hị - Chức năng: Hiển Hiển thị kết thông qua led - Lý do lựa chọn: 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 22   - Thông số kỹ thuật:   + Kích thước: dài 0.9in, rộng 0.3in, khoảng cách đoạn 0.1in   + Dòng: 10mA   + Điện áp: 1.8V   + Công suất led: 18mW 23   PHẦN 3: MẠCH MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PROTUES 1) Trường hợp tối sáng  24   2) Trường hợp sáng tắt  25 ... 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 Q0.Q1.Q2.Q3.Q4 => sử dụng cổng NAND NAND ngõ vào Trạng thái tối, sáng: Q4 Q3 Q2 Q1... 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 7 416 4 Thiết kế mạch dịch chế độ: điểm sáng điểm tối điểm tối điểm sáng xen. .. Din 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 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 7 416 4: Din lấy liệu A1 Q0 mức lấy liệu A2 Q0 mức  Sử