Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠCH DÃY LOGIC YÊU CẦU Một mạch dãy Logic được sử dụng để kiểm tra tính chẵn lẻ của một dãy dữ liệu nhị phân liên tục được đưa đến đầu vào Nếu số chữ số 1 nhận được là lẻ thì mạch sẽ[.]
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH DÃY LOGIC YÊU CẦU: Một mạch dãy Logic sử dụng để kiểm tra tính chẵn lẻ dãy liệu nhị phân liên tục đưa đến đầu vào Nếu số chữ số nhận lẻ mạch đưa tín hiệu Z = Nếu hai chữ số liên tiếp đầu vào mạch quay tở lại trạng thái ban đầu lại bắt đầu kiểm tra dãy liệu Thiết kế mạch thực chức Mục Lục I Giơi thiêu chung II Sơ đồ khối III Thiết kế cụ thể cho từng khối IV Sơ đồ mạch hoàn chỉnh I Giới thiêu chung II Sơ đồ khối Mạch cần tạo là mạch dãy Logic sử dụng để kiểm tra tính chẵn lẻ dãy liệu nhị phân liên tục đưa đến đầu vào Nếu số chữ số nhận là lẻ mạch đưa tín hiệu là Z = và LED hiên thị sang Nếu hai chữ số liên tiếp đầu vào mạch quay trở lại trạng thai ban đầu và lại bắt đầu kiểm tra dãy liệu Dãy tín hiệu vào XUNG CLK ( HZ ) Bô hợp kênh ( Chuyển từ song song sang nối tiếp) IC 74151 Bô phân kênh ( chuyển từ nối tiếp sang song song) Hiên Thị Nếu số chữ số là lẻ LED sang Kiểm tra tính chẵn lẻ IC 74138 III Thiết kế cụ thể khối 3-1 Khối tạo xung clock chuẩn IC 555 IC 555 1.Thông số + Điện ap đầu vào : - 18V ( Tùy từng loại 555 : LM555, NE555, NE7555 ) + Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA + Điện ap logic mức cao : 0.5 - 15V + Điện ap logic mức thấp : 0.03 - 0.06V + Công suất tiêu thụ (max) 600mW Chức 555 + Tạo xung + Điều chế độ rộng xung (PWM) + Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng thu phat hồng ngoại) Bố trí chân sơ đờ ngun lý Hình dạng 555 hình và hình Loại chân hình trịn và loại chân hình vng Nhưng thị trường Việt Nam chủ yếu là loại chân vuông Gồm mạch phân ap với điện trở R (100k) nối với chân Chân bao gồm nguồn nuôi cac so sanh và cac cổng logic mạch Nhìn hình ta thấy cấu trúc 555 tương đương với 20 transitor , 15 điện trở và diode và phụ thuộc vào nhà sản xuất Trong mạch tương đương có : đầu vào kích thích , khối so sanh, khối điều khiển chức hay công suất đầu ra.Một số đặc tính 555 là : Điện ap cung cấp nằm khoảng từ 3V đến 18V, dòng cung cấp từ đến mA Dòng điện ngưỡng xac định gia trị lớn R + R Để điện ap 15V điện trở R + R phải là 20M Tất cac IC thời gian cần tụ điện ngoài để tạo thời gian đóng cắt xung đầu Nó là chu kì hữu hạn tụ điện (C) nạp điện hay phịng điện thơng qua điện trở R Thời gian này xac định thông qua điện trở R và tụ điện C Mạch nạp RC hình Giả sử tụ ban đầu phóng điện Khi mà đóng cơng tắc tụ điện bắt đầu nạp thông qua điện trở Điện ap qua tụ điện từ gia trị lên đến gia trị định mức vào tụ Đường cong nạp thể qua hình 4A.Thời gian tụ điện nạp đến 63.2% điện ap cung cấp và hiểu thời gian này là số Gia trị thời gian tính cơng thức đơn giản sau: t = R.C Đầu so sanh nối với đầu vào Trigo RS Trigo RS sử dụng mạch này dùng với cac cổng NOR, mức tích cực là mức cao Chân nối với đầu cổng NOR thông qua cổng NOT có tac dụng điều khiển hoạt đọng cuar Trigo.Khi điện ap chân mức cao ( mức ) trigo hoạt động bình thường mức thấp ( mức ) cấm trigo hoạt động Chức chân IC 555: IC NE555 N gờm có chân + Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân gọi là chân chung + Chân số 2(TRIGGER): Chân kích thích Đây là chân đầu vào thấp điện ap so sanh và dùng chân chốt hay ngõ vào tần so ap.Mạch so sanh dùng cac transitor PNP với mức điện ap chuẩn là 2/3Vcc + Chân số 3(OUTPUT): Đầu Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu logic Trạng thai tín hiệu xac định theo mức và 1 là mức cao tương ứng với gần Vcc (PWM=100%) và mức tương đương với 0V mà thực tế mức này ko 0V mà khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân số 4(RESET): Xóa Dùng lập định mức trạng thai Khi chân số nối masse ngõ mức thấp Còn chân nối vào mức ap cao trạng thai ngõ tùy theo mức ap chân và 6.Nhưng mà mạch để tạo dao động thường hay nối chân này lên VCC + Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Điện ap điều khiển Dùng làm thay đổi mức ap chuẩn IC 555 theo cac mức biến ap ngoài hay dùng cac điện trở ngoài cho nối GND Chân này 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 cac tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện ap chuẩn ổn định + Chân số 6:(THRESHOLD) : Chân ngưỡng Là chân đầu vào so sanh điện ap khac và dùng chân chốt + Chân số 7(DISCHAGER) : Đầu phóng điện Có thể xem chân này khóa điện tử và chịu điều khiển bỡi tầng logic chân Khi chân mức ap thấp khóa này đóng lại.ngược lại mở Chân tự nạp xả điện cho mạch R-C lúc IC 555 dùng tầng dao động + Chân số (Vcc): Nguồn Vcc Khơng cần nói bít là chân cung cấp ap và dịng cho IC hoạt động Khơng có chân này coi IC chết Nó cấp điện ap từ 2V >18V (Tùy từng loại 555 thấp là NE7555) Cấu tạo bên nguyên lý hoạt động IC 555: a Cấu tạo bên Nhìn sơ đồ cấu tạo ta thấy cấu trúc 555 gồm : OPAM, điện trở, transitor, FF ( là FF RS): - OP-amp có tac dụng so sanh điện ap - Transistor để xả điện - Bên gồm điện trở mắc nối tiếp chia điện ap VCC thành phần Cấu tạo này tạo nên điện ap chuẩn Điện ap 1/3 VCC nối vào chân dương Op-amp và điện ap 2/3 VCC nối vào chân âm Opamp Khi điện ap chân nhỏ 1/3 VCC, chân S = [1] và FF kích Khi điện ap chân lớn 2/3 VCC, chân R FF = [1] và FF reset b Nguyên lí hoạt động Ở mạch H: mức cao và gần Vcc; L là mức thấp và 0V Sử dụng FF - RS Khi S = [1] Q = [1] và = Q- = [ 0] Sau đó, S = [0] Q = [1] và =Q- = [0] Khi R = [1] = [1] và Q = [0] Khi S = [1] Q = [1] và R = [1] Q = [0] Q-= [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện ap không nạp vào tụ C, điện ap chân không vượt qua V2 Do lối Op-amp mức 0, FF khơng reset Khi đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời (Ra+Rb)C * Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3: - Lúc này V+1(V+ Opamp1) > V-1 Do O1 (ngõ Opamp1) có mức logic 1(H) - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = 0(L) - R = 0, S = > Q = 1, /Q (Q đảo) = Tải FULL (19 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 - Q = > Ngõ = Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ - /Q = > Transistor hồi tiếp không dẫn * Tụ C tiếp tụ nạp từ điện ap Vcc/3 -> 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = > Q, /Q giứ trạng thai trước (Q=1, /Q=0) - Transistor ko dẫn ! * Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 > V-2 Do O2 = - R = 1, S = > Q=0, /Q = - Q = > Ngõ đảo trạng thai = - /Q = > Transistor dẫn, điện ap chân xuống 0V ! - Tụ C xả qua Rb Với thời Rb.C - Điện ap tụ C giảm xuống tụ C xả, làm cho điện ap tụ C nhảy xuống 2Vcc/3 * Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện ap 2Vcc/3 > Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = > Q, /Q giứ trạng thai trước (Q=0, /Q=1) - Transistor dẫn ! * Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3: - Lúc này V+1 > V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = - R = 0, S = > Q = 1, /Q (Q đảo) = - Q = > Ngõ = - /Q = > Transistor không dẫn -> chân không = 0V và tụ C lại nạp điện với điện ap ban đầu là Vcc/3 Tóm lại: Trong qua trình hoạt động bình thường 555, điện ap tụ C dao động quanh điện ap Vcc/3 -> 2Vcc/3 (Xem dường đặc tính tụ điện phóng nạp trên) - Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện ap ban đầu là Vcc/3, và kết thúc nạp thời điểm điện ap C 2Vcc/3.Nạp điện với thời là (Ra+Rb)C - Khi xả điện, tụ C xả điện với điện ap ban đầu là 2Vcc/3, và kết thúc xả thời điểm điện ap C Vcc/3 Xả điện với thời là Rb.C - Thời gian mức ngõ là thời gian nạp điện, mức là xả điện Tính tần số, điều chế độ rộng xung: 5459256 ... mạch dãy Logic sử dụng để kiểm tra tính chẵn lẻ dãy liệu nhị phân liên tục đưa đến đầu vào Nếu số chữ số nhận là lẻ mạch đưa tín hiệu là Z = và LED hiên thị sang Nếu hai chữ số liên tiếp... kênh ( chuyển từ nối tiếp sang song song) Hiên Thị Nếu số chữ số là lẻ LED sang Kiểm tra tính chẵn lẻ IC 74138 III Thiết kế cụ thể khối 3-1 Khối tạo xung clock chuẩn IC 555 IC 555 1.Thông số... mạch quay trở lại tra? ?ng thai ban đầu và lại bắt đầu kiểm tra dãy liệu Dãy tín hiệu vào XUNG CLK ( HZ ) Bô hợp kênh ( Chuyển từ song song sang nối tiếp) IC 74151 Bô phân kênh ( chuyển