ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ Thiết Kế Đèn quảng cáo, thuyết minh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ Đèn quảng cáo, bộ điều khiển lập trình Đèn quảng cáo, Ngôn ngữ lập trình Đèn quảng cáo, Thực thi chương trình Đèn[.]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ Thiết Kế Đèn quảng cáo, thuyết minh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ Đèn quảng cáo, điều khiển lập trình Đèn quảng cáo, Ngơn ngữ lập trình Đèn quảng cáo, Thực thi chương trình Đèn quảng cáo MỤC LỤC Trang Phần I: Cơ sở lý thuyết Chương I: Giới thiệu cổng logic I Hàm logic AND, OR, NOT II Cổng logic NAND, NOR III Hàm logic XOR XNOR IV Biến đổi hàm quan hệ hàm logic NAND, NOR Chương II: Mạch logic tổ hợp I Đặc điểm mạch tổ hợp II Phương pháp thiết kế logic mạch tổ hợp Chương III: Mạch đếm I. Đại cương mạch đếm II Mạch đếm hệ 11 Chương IV: Mạch giải mã Định nghĩa mạch giải mã Phân loại Mạch giải mã 2-10 14 Chương V: Mạch tạo dao động 15 Chương VI: Bộ nhớ Bộ nhớ RAM Bộ nhớ ROM 18 Chương VII: Cổng song song máy vi tính Đặc điểm cổng song song Cấu trúc cổng song song Lập trình ngơn ngữ C cho cổng song song 22 Chương VIII: Chế độ Text hình máy tính Phần II: Thiết kế phần cứng 25 Chương I: Phân tích tổng quát sơ đồ khối hệ thống I Sơ lược hoạt động toàn hệ thống II Sơ đồ nguyên lý chức khối 1 Khối điều khiển 31 Khối quýet giải mã hàng, cột Chương II: Nguyên lý hoạt động Quá trình ghi liệu vào RAM Quá trình đọc liệu hiển thị lên hình 36 Phần III: Phần mềm điều khiển 39 48 Chương I: Phân tích chương trình Chương II: Mã nguồn 52 Chương III: Hướng dẫn sử dụng chương trình Phần IV: Kết luận Phần V: Phụ lục Phụ lục I: Giới thiệu linh kiện dùng Ma trận LED 5x7 Bộ giải mã/ phân kênh 3-8 74138 Bộ giải mã/ phân kênh 4-16 74154 Bộ đếm nhị phân bit 7493 Bộ đếm nhị phân bit đơi 7469 Bộ đệm tín hiệu chiều 74244 Bộ đệm tín hiệu hai chiều 74245 Bộ định thời 555 SRAM 62256 10 EPROM 2716 Phụ lục II: Nội dung ô nhớ ROM phát ký tự 54 61 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN I Hàm logic VÀ (AND), HOẶC (OR), ĐẢO (NOT) Cổng logic Gọi A biến số nhị phân có mức logic 1, Y biến số nhị phân tuỳ thuộc vào A: Y= f(A) Trong trường hợp có hai khả xảy ra: - Y= A, A= Y= hay A= Y= - Y= A Þ A= Y= hay A= Y= Khi Y tuỳ thuộc vào hai biến số nhị phân A, B Þ Y= f(A, B) Vì biến số A, B hay nên A B tạo tổ hợp khác là: Bảng liệt kê tất tổ hợp biến số hàm số tương ứng gọi bảng chân lý Khi có ba hay nhiều biến số (A, B, C), số lượng hàm số tăng nhanh Mạch điện tử thực quan hệ logic: Y= f(A) hay Y= f(A, B) gọi mạch logic, biến số A, B … đầu vào hàm số Y đầu Một mạch logic diễn tả quan hệ đầu vào đầu ra, nghĩa thực hàm logic Do có hàm số logic có nhiêu mạch logic Lưu ý biểu diễn mối quan hệ toán học ta gọi hàm số logic biểu diễn mối quan hệ mạch tín hiệu ta gọi cổng logic Cổng logic VÀ (AND) Hàm logic VÀ đựoc định nghĩa theo bảng thật sau: CHƯƠNG II: MẠCH LOGIC TỔ HỢP I Đặc điểm mạch tổ hợp Trong mạch số, mạch tổ hợp mạch mà trị số ổn đinh tín hiệu thời điểm phụ thuộc vào tổ hợp giá trị tín hiệu đầu vào thời điểm trước Trong mạch tổ hợp, trạng thái mạch điện trước thời điểm xét – trước có tín hiệu đầu vào – khơng ảnh hưởng đến tín hiệu đầu Đặc điểm cấu trúc mạch tổ hợp cấ trúc từ cổng logic II Phương pháp biểu diễn phân tích chức logic Phương pháp biểu diễn chức logic Các phương pháp thường dùng để biểu diễn chức logic mạch tổ hợp hàm số logic, bảng chân lý, sơ đồ logic, bảng Karnaugh, biểu diễn đồ thị thời gian dạng sóng Đối với vi mạch cỡ nhỏ (SSI) thường biểu diễn hàm logic Đối với cỡ vừa, thường biểu diễn bảng chân lý, bảng chức Bảng chức dùng hình thức liệt kê, với mức logic cao (H) mức logic thấp (L), để mơ tả quan hệ logic tín hiệu đầu với tín hiệu đầu vào mạch điện xét Chỉ cần thay giá trị logic cho trạng thái bảng chức ta có bảng chân lý tương ứng Hình II.III.1 q trình thiết kế nói chung mạch tổ hợp, bao gồm bốn bước chính: Phân tích yêu cầu: Yêu cầu nhiệm vụ vấn đề logic thực đoạn văn, tốn logic cụ thể Nhiệm vụ phân tích xác định biến số đầu vào, hàm số đầu mối quan hệ logic chúng với Muốn phân tích phải tìm hiểu xem xét cách sâu sắc yêu cầu thiết kế, việc khó quan trọng vấn đề thiết kế Vẽ bảng chân lý: Nói chung, đầu tiên liệt kê thành bảng quan hệ tương ứng trạng thái tín hiệu đầu vào với trạng thái hàm số đầu Đó bảng kê yêu cầu chức logic gọi tắt bảng chức Tiếp theo, ta thay giá trị logic cho trạng thái, tức dùng số biểu diễn trạng thái tương ứng đầu vào đầu Kết quả, ta có bảng giá trị thức logic, gọi tắt bảng chân lý Đó hình thức đại số yêu cầu thiết kế Cấn lưu ý từ bảng chức bảng thật khác thay giá trị logic khác (tức quan hệ logic đầu với đầu vào phụ thuộc việc thay giá trị) 3 Tiến hành tối thiểu hoá: Nếu biến số (dưới biến), thườn dùng phương pháp bảng Karnaugh Còn biến số tương đối nhiều dùng phương pháp đại số Phương pháp Karnaugh: Việc xếp biến bảng mintec cho ô đứng cạnh biểu diễn giá trị cách bit Cơ sở phương pháp Karnaugh dựa tính chất nuốt hàm số logic, nghĩa là: CHƯƠNG III: MẠCH ĐẾM I Đại cương mạch đếm Mạch đếm (hay đầy đủ mạch đếm xung) hệ logic dãy tạo thành từ kết hợp Flip – Flop Mạch có đầu vào cho xung đếm nhiều đầu Những đầu thường đầu Q FF Vì Q có hai trạng thái 0 xếp đầu cho phép ta biểu diễn kết dạng số hệ hai có số bit số FF dùng mạch đếm Trên hình III.II.1 dạng tổng quát mạch đếm dùng bốn FF Mỗi lần có xung nhịp đưa vào, FF đổi trạng thái cho số hệ khác nhau, như: 1101 (QA=1, QB= 0, QC= 1, QD= 1), 0110, 1000, v.v… Điều kiện để mạch gọi mạch đếm có trạng thái khác có xung nhịp vào Ta thấy rằng mạch hình thoả mãn điều kiện Nhưng số FF xác định nên số trạng thái khác tối đa mạch bị giới hạn, nói cách khác, số xung đếm bị giới hạn Số xung tối đa đếm gọi dung lượng mạch đếm Nếu tiếp tục kích xung tới giới hạn mạch trở trạng thái ban đầu (chẳng hạn là: 0000), tức mạch có tính chất tuần hồn Có nhiều phương pháp kết hợp FF có nhiều loại mạch đếm Tuy nhiên xếp chúng vào ba loại mạch là: mạch đếm hệ 2, mạch đếm BCD, mạch đếm modul M + Mạch đếm hệ 2: loại mạch đếm trạng thái mạch trình bày dạng số hệ tự nhiên Một mạch đếm hệ sử dụng n FF có dung lượng đếm 2n + Mạch đếm BCD: thường dùng FF, cho 10 trạng thái khác để biểu diễn số hệ 10 từ đến Trạng thái mạch trình bày dạng mã BCD BCD 8421 BCD 2421, v.v… + Mạch đếm modul M: có dung lượng M với M số nguyên dương Vì mạch đếm loại có nhiều dạng khác Mạch thường dùng cổng logic với FF kiểu hồi tiếp đặc biệt để trình bày kết dạng số hệ hay dạng mã Về chức mạch đếm, người ta phân biệt: + Các mạch đếm lên (Up Counter), hay gọi mạch đếm cộng, mạch đếm thuận + Các mạch đếm xuống (Down Counter), hay gọi mạch đếm trừ, mạch đếm ngược + Các mạch đếm lên – xuống (Up – Down Counter), hay gọi mạch đếm hỗn hợp, mạch đếm thuận nghịch + Các mạch đếm vòng (Ring Counter) Về phương pháp đưa xung nhịp vào mạch đếm, người ta phân ra: + Phương pháp đồng bộ: phương pháp này, xung nhịp đưa đến FF lúc + Phương pháp không đồng bộ: phương pháp này, xung nhịp đưa đến FF, FF tự kích lẫn Một tham số quan trọng mạch đếm tốc độ tác động mạch đếm Tốc độ xác định thông qua hai tham số khác là: + Tần số cực đại dãy xung mà đếm đếm + Khoảng thời gian thiết lập mạch đếm tức khoảng thời gian từ đưa xung đếm vào mạch thiết lập xong trạng thái đếm tương ứng với xung đầu vào Các FF thường dùng mạch đếm loại RST JK dạng phận rời hay dạng tích hợp Như trên ta biết có nhiều loại đếm, ta xét đến đếm hệ II Mạch đếm hệ Mạch đếm loại có dung lượng lớn loại mạch đếm lại tương đối đơn giản 1 Mạch đếm hệ kích thích khơng đồng bộHình III.II.1 biểu diễn cách nối FF mạch đếm hệ kích thích khơng đồng Các FF sử dụng loại FF T Xung đếm đưa vào đầu T FF đầu tiên, FF lại kích thích tín hiệu lấy từ đầu Q FF trước Các FF chạy sườn sau xung Tín hiệu đầu FF biểu diễn hình III.II.2: Thiết kế mạch logic số Phần IV: Kết luận 52 PHẦN IV: KẾT LUẬN Các phương án khác đề tài - Dùng vi xử lý để điều khiển, sử dụng bàn phím riêng - Sử dụng ghi dịch để quýet bit tạo hiệu ứng cho chữ - Thay ROM phát ký tự giải mã đầu vào, đầu - Dùng IC điều khiển hiển thị hình tinh thể lỏng LCD Hướng phát triển đề tài - Thiết kế hình lớn hơn, có thêm màu sắc cách sử dụng LED màu (RGB) - Phát triển lên hình đồ hoạ ... III.II.2: Thiết kế mạch logic số Phần IV: Kết luận 52 PHẦN IV: KẾT LUẬN Các phương án khác đề tài ... thực đoạn văn, toán logic cụ thể Nhiệm vụ phân tích xác định biến số đầu vào, hàm số đầu mối quan hệ logic chúng với Muốn phân tích phải tìm hiểu xem xét cách sâu sắc yêu cầu thiết kế, việc khó quan... dùng số biểu diễn trạng thái tương ứng đầu vào đầu Kết quả, ta có bảng giá trị thức logic, gọi tắt bảng chân lý Đó hình thức đại số yêu cầu thiết kế Cấn lưu ý từ bảng chức bảng thật khác thay giá