Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế bộ đếm ngược, nhị phân, đồng bộ Kd = 10 sử dụng JKFF Thiết kế bộ đếm ngược, nhị phân, đồng bộ Kd = 10 sử dụng JKFF Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới về mọi mặt, trong đó khoa học công nghệ nói chung và ngành công nghệ kỹ thuật Điện Tử nói riêng có nhiều phát triển vượt bậc, góp phần làm cho thế giới ngày càng hiện đại và văn minh hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị có các đặc điểm với sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ linh hoạt và hoạt động ổn định. Đó là những yếu tố cần thiết làm cho năng suất, hiệu quả trong công việc được tăng cao, hoạt động của con người được giảm bớt. Xuất phát từ thực tế, nên em thực hiện thiết kế bài tập lớn môn Kĩ thuật xungsố được sử dụng để đếm thời gian, đếm sản phẩm, đèn giao thông, chia tần số và điều khiển các mạch khác……
1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN MÔN: KỸ THUẬT XUNG-SỐ Sinh viên: Nguyễn Văn A- Mã SV: Hà Nội, 2021 KĨ THUẬT XUNG-SỐ KĨ THUẬT XUNG-SỐ LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ giới mặt, khoa học cơng nghệ nói chung ngành cơng nghệ kỹ thuật Điện Tử nói riêng có nhiều phát triển vượt bậc, góp phần làm cho giới ngày đại văn minh Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị có đặc điểm với xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ linh hoạt hoạt động ổn định Đó yếu tố cần thiết làm cho suất, hiệu công việc tăng cao, hoạt động người giảm bớt Xuất phát từ thực tế, nên em thực thiết kế tập lớn môn Kĩ thuật xung-số sử dụng để đếm thời gian, đếm sản phẩm, đèn giao thông, chia tần số điều khiển mạch khác…… Bài tập lớn Thiết kế mạch xung-số gồm có câu: Câu 1: Thiết kế mạch dao động tạo xung vuông Câu 2: Thiết kế đếm ngược, nhị phân, đồng Kd = 10 sử dụng JKFF Câu 3: Thiết kế mạch điều khiển đảo chiều động DC Câu 4: Phân tích mạch logic Mặc dù cố gắng hoàn thành báo cáo này, nhiên khơng thể tránh sót mong q Thầy, bạn đọc đóng góp ý kiến để đồ án hồn thiện Cuối em xin cảm ơn ThS XXX nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình làm đồ án để em hoàn thành với thời gian sớm hoàn chỉnh KĨ THUẬT XUNG-SỐ Câu 1: IC 555 Ic tạo xung đa năng, tạo xung vuông đơn giản Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân gọi chân chung Chân số (TRIGGER): chân đầu vào thấp điện áp so sánh dùng chân chốt hay ngõ vào tần so áp Mạch so sánh dùng transistor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3 Vcc Chân số (OUTPUT): chân chân dùng để lấy tín hiệu logic Trạng thái tín hiệu xác định theo mức Mức mức cao, tương đương với gần Vcc (PWM=100%) mức tương đương với 0V mà thực tế mức khơng 0V mà khoảng 0.35-0.75V Chân (RESET): dùng lập định mức trạng thái Khi chân số nối mass ngõ mức thấp Còn chân nối vào mức điện áp cao trạng thái ngõ tùy theo mức điện áp chân chân Nhưng mà mạch để tạo dao động thường hay nối chân lên Vcc Chân (CONTROL VOLTAGE) Dùng làm thay đồi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở cho nối GND Chân khơng nối mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF tụ lọc nhiễu giữ cho điện áp chuẩn ổn định Chân số (THRESHOLD): chân đầu vào so sánh điện áp khác dùng chân chốt Chân số (DISCHAGER): xem chân khóa điện tử chịu điều khiển tầng logic chân Khi chân mức áp thấp khóa đóng lại, ngược lại mở Chân tự nạp xả điện cho mạch R-C lúc IC 555 dùng tầng dao động Chân số (VCC ) chân cung cấp áp dịng cho IC hoạt động Khơng có chân coi IC chết Nó cấp điện áp từ 2V-18V KĨ THUẬT XUNG-SỐ Tần số tính sau: F= C2 tụ nối với chân số R2 chân chân chân R1 biến trở Điện áp cung cấp: - 18V ( Tùy loại: LM555, NE555, NE7555 ) + Dòng điện cung cấp : 6mA - 15mA + Điện áp logic mức cao : 0.5 - 15V + Điện áp logic mức thấp : 0.03 - 0.06V + Công suất lớn : 600mW Dạng xung chân KĨ THUẬT XUNG-SỐ Sơ đồ IC 555 Thời gian nạp : tnạp = 0,69λnạp tnạp = 0,69(R1 + R2 )C Thời gian phóng : tphóng = 0,69λphóng tphóng = 0,69 R2C Điện áp chân có dạng hình vng với chu kỳ là: T = tnạp + tphóng T = 0,69(R1 + 2R2 )C T = 0,69(R1 + 2R2 )C Tần số dao động mạch F=1KHz F= == 1KHz Chọn C2=10uF, R1=10K F= =1KHz R2=67K Ta tiến hành đo kiểm nghiệm kết phần mềm Proteus, Digital Oscillocope, ta thu T=1s F= = 1KHz KĨ THUẬT XUNG-SỐ Câu 2: Ta có, Kđ=10 có 10 trạng thái đếm nghịch từ Lại có, 2^n >=10 n=4 sử dụng JK FF- 74LS73 Đồ hình trạng thái mạch đếm nghịch Kđ=10: KĨ THUẬT XUNG-SỐ Mã hóa trạng thái mạch đếm nghịch, Kđ=10: J3K3, J2K2, J1K1, J0K0 đầu vào, Q3 Q2 Q1 Q0 Q3’ Q2’ Q1’ Q0’ đầu X trạng thái thừa, Dựa vào bảng kích JK FF hồn thành bảng chuyển đổi trạng thái Ta có bảng chuyển đổi trạng thái: tn Q3 Q2 Q1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 tn+1 Q0 Q3’ Q2’ Q1’ Q0’ 1 1 KĨ THUẬT XUNG-SỐ 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 FF J3K 1X 0X 0X 0X 0X 0X 0X 0X X1 J2K 0X 0X 0X 0X X1 X0 X0 X0 1X Y J1K 0X 0X X1 X0 1X 0X X1 X0 1X J0K 1X X1 1X X1 1X X1 1X X1 1X 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X0 XX XX XX XX XX XX 0X XX XX XX XX XX XX 0X XX XX XX XX XX XX X1 XX XX XX XX XX XX 0 0 0 Sau khoanh bảng Karnaugh, ta thực tìm phương trình logic Dễ thấy, J0=K0=1 J3= K3= J2=Q3 K2= J1= (Q2+Q3) K1= Nguyên lý hoạt động: Mạch đếm đồng sử dụng IC 555 tạo xung vuông CLK từ chân 3, mạch đếm sử dụng IC JKFF-74LS73 điều khiển đếm với hàm, phương trình logic tìm đầu vào, kết hợp với cổng logic Các chân 1, (CLK1, CLK2) IC 74LS73 nối chung vào chân CLK IC 555 Mạch sử dụng IC 74LS47 để giải mã đếm Các chân 3, 4, (LT, RBI, BI/RB0) IC 74LS47 nối nguồn VCC Các chân 7, 1, 2, (Inputs A, B, C, D) IC 74LS47 nối với đầu Q0, Q1, Q2, Q3 IC 74LS73 tương ứng Các chân đầu IC 74LS47 13, 12, 11, 10, 9, 15, 14 (QA, QB, QC, QD, QE, QF, QG) nối với LED Command Anode để hiển thị giá trị đếm nghịch từ Đầu Y=1 gặp trạng thái đếm (tương ứng với giá trị nhị phân 0010 0110) Y= Q1 + đèn sáng KĨ THUẬT XUNG-SỐ 10 KĨ THUẬT XUNG-SỐ 11 Mạch nguyên lý thiết kế mô phần mềm Proteus (trạng thái đếm 6) Mạch nguyên lý thiết kế mô phần mềm Proteus (trạng thái đếm 2) KĨ THUẬT XUNG-SỐ 12 Q0 Q1 Q2 Q3 Giản đồ xung đầu mạch đếm ngược dạng sóng phần mềm Proteus Dạng xung thứ thu xung đầu Q0 Dạng xung thứ hai thu xung đầu Q1 Dạng xung thứ ba thu xung đầu Q2 Dạng xung thứ tư thu xung đầu Q3 Câu 3: 1- HOẠT ĐỘNG 1- KHƠNG HOẠT ĐỘNG Theo giả thiết, ta có đầu vào==> có trạng thái đầu Y Input Output PB1 PB2 Y 0 0 1 1 1 Trạng thái 1: Cả đầu vào không nhấn đầu Y=0 Trạng thái 2: Đầu vào PB1 không nhấn, PB2 có nhấn (PB1=0, PB2=1)Y=0, động khơng hoạt động KĨ THUẬT XUNG-SỐ 13 Trạng thái 3: Đầu vào PB1 có nhấn, PB2 khơng nhấn (PB1=1, PB2=0), Y=1 động có hoạt động Trạng thái 4: Đầu vào PB1 có nhấn, PB2 có nhấn (PB1=1, PB2=1) đồng thời nhấn động hoạt động Y=1 Sau khoanh bảng Karnaugh, ta thực tìm phương trình logic: Từ ta suy hàm Y đầu Y=PB1 Câu 4: Phương trình đặc trưng: Qn + = J + Qn Hàm định thời: xung nhịp đặt đồng thời tới FF nên CLK=CLK0=CLK1=CLK2 Hàm reset đặt đồng thời tới FF nên RESET= RESET0= RESET1= RESET2 Hàm kích: J0=K0=W J1=K1=Q0.W J2=K2=Q1 Q0.W KĨ THUẬT XUNG-SỐ 14 Hàm ra: trạng thái tín hiệu trạng thái FF Lập bảng trạng thái: có 16 trạng thái CLK W Q2 tn Q1 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Q0 1 1 1 1 J2K 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 11 00 00 00 11 Mạch đếm tiến Kđ=8, đếm thuận từ đến Đồ hình trạng thái: Mã hóa trạng thái: KĨ THUẬT XUNG-SỐ FF J1K 00 00 00 00 00 00 00 00 00 11 00 11 00 11 00 11 J0K 00 00 00 00 00 00 00 00 11 11 11 11 11 11 11 11 Q2’ tn+1 Q1’ Q0’ 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 15 Giản đồ xung: Dạng xung thứ thu xung đầu Q0 Dạng xung thứ hai thu xung đầu Q1 Dạng xung thứ ba thu xung đầu Q2 KĨ THUẬT XUNG-SỐ ... mạch F=1KHz F= == 1KHz Chọn C 2=1 0uF, R 1=1 0K F= =1 KHz R 2=6 7K Ta tiến hành đo kiểm nghiệm kết phần mềm Proteus, Digital Oscillocope, ta thu T=1s F= = 1KHz KĨ THUẬT XUNG-SỐ Câu 2: Ta có, K? ?=1 0 ... logic Dễ thấy, J0=K 0=1 J 3= K 3= J2=Q3 K 2= J 1= (Q2+Q3) K 1= Nguyên lý hoạt động: Mạch đếm đồng sử dụng IC 555 tạo xung vuông CLK từ chân 3, mạch đếm sử dụng IC JKFF- 74LS73 điều khiển đếm với hàm, phương... gồm có câu: Câu 1: Thiết kế mạch dao động tạo xung vuông Câu 2: Thiết kế đếm ngược, nhị phân, đồng Kd = 10 sử dụng JKFF Câu 3: Thiết kế mạch điều khiển đảo chiều động DC Câu 4: Phân tích mạch logic