đồng hồ báo giờ dùng eprom

KHỐI HIỂN THỊ : Được dùng để hiển thị các giá trị giờ và phút.. KHỐI GIẢI ĐA HỢP : Được dùng để điều khiển cho khối hiển thị hiển thị giờ , phút.. Tần số của khối này là 400 Hz để tạo cả

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI :

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

ĐỒNG HỒ BÁO GIỜ DÙNG EPROM

Giáo Viên Hướng Dẩn : Thầy TRẦN MINH CHÁNH Sinh Viên Thực Hiện : Ngô Quang Liêm (95101079) Nguyễn Hữu Lợi (95101082) Lớp : 95 KĐĐ

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 03 / 2000

Trang 2

A LỜI CẢM TẠ

Trước khi vào nội dung luận văn, chúng em xin chân thành cảm ơn các

Thầy, Cô trong KHOA ĐIỆN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT - TP HỒ CHÍ MINH đã truyền đạt kiến thức cho chúng em trong

suốt quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đở của các bạn đồng môn trong qúa trìnhhọc tập tại trường

Đặt biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN MINH CHÁNH

đã tận tình giúp đở và hướng dẩn chúng em hồn thành tốt luận văn tốt nghiệpnày

Sinh viên thực hiện:

Ngô Quang Liêm ( 95101079 )Nguyễn Hữu Lợi ( 95101082 )

Trang 3

B LỜI NÓI ĐẦU

Ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ có vai trò rất quan trọng trong cuột sốngcủa con người Mọi hoạt động sinh hoạt và lao động hằng ngày của con ngườiđều có sự tham gia của ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Đặt biệt khi Kỹ Thuật Số ra đời thì ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ đã đưacon người tiến một bước nhảy vọt trong cuộc Cách Mạng Tự Động Hố trongcông nghiệp

Khi cuộc sống được nâng cao thì quátrình tự động là điều tất yếu

Một ứng dụng để góp một phần nhỏ vào quá trình tự động hố trongtrường học là làm một đồng hồ báo giờ học và giờ nghỉ giải lao giửa các tiếthọc

Để làm đồng hồ báo giờ có 2 kỹ thuật được sử dụng: Kỹ Thuật Tương Tự

Trang 4

C THIẾT KẾ

Trang 5

D SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CHƯƠNGTRÌNH EPROM

Trang 6

E MẠCH IN

Trang 7

F KẾT LUẬN

Trong thời gian thực hiện luận văn , chúng em đã đạt được những kết qủasau :

 Hiểu biết nhiều hơn qua thực tế

 Tay nghề được nâng cao

 Có khả năng phân tích , thiết kế và thi công một sản phẩm hồn chỉnh

Tuy nhiên do thời gian có hạn , chúng em chưa thực hiện được các ý tưởng sau :

 Mạch báo ngày , tháng

 Chế độ chọn giờ báo tùy người sử dụng bằng RAM , EEPROM

Một lần nửa chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN MINH CHÁNH và các thầy , cô đã nhiệt tình hướng dẫn và truyền đạt kiến thức trong

suốt quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp

Sinh viên thực hiện

Ngô Quang Liêm ( 95101079 )Nguyễn Hữu Lợi ( 95101082 )

Trang 8

G TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 GIÁO TRÌNH MẠCH SỐ : Tập 1 và 2

Tác giả : NGUYỄN HƯŨ PHƯƠNG

Nhà xuất bản : Trường Đại Học Tổng Hợp – TP HCM

Năm xuất bản : 1988

2 Chuyên đề : HƯỚNG DẨN CÁCH TỰ LÀM CÁC MẠCH ĐÈN QUẢNG CÁO

Tác giả : Vương Khánh Hưng

Tên chuyên đề : Điện Tử Thực Hành

3 SƠ ĐỒ CHÂN LINH KIỆN BÁN DẨN

Tác giả : DƯƠNG MINH TRÍ

Nhà xuất bản : Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật

Trang 9

II Nhiệm Vụ Của Các Khối

III Nguyên Lý Hoạt Động

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ 1 / 60 Hz

I Giới Thiệu Linh Kiện

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ

CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ KHỐI GIẢI ĐA HỢP

II Sơ Đồ Nguyên Lý

CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ

III Tính Tốn

IV Nguyên Lý Hoạt Động

CHƯƠNG VIII : THIẾT KẾ KHỐI BÁO CHUÔNG

III Tính Tốn

CHƯƠNG IX : THIẾT KẾ KHỐI BÁO THỨ

III Tính Tốn

CHƯƠNG X : THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHỈNH

III Tính Tốn

Trang 10

IV Nguyên lý hoạt động

CHƯƠNG XI : THIẾT KẾ KHỐI NẠP ACQUI

III Tính Tốn

D SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CHƯƠNG TRÌNH EPROM

CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

I Sơ Đồ Nguyên Lý

II Nguyên Lý Hoạt Động

CHƯƠNG II : CHƯƠNG TRÌNH EPROM

I Kết Nối Của EPROM Và LED 7 Đoạn

II Các Giờ Cần Báo Chuông

III Chương Trình Nạp Cho Eprom

E MẠCH IN

F KẾT LUẬN

G TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 11

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngày Tháng Năm 2000

TRẦN MINH CHÁNH

Trang 12

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

Ngày Tháng Năm 2000

Ký tên

Trang 13

CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ KHỐI

II NHIỆM VỤ CỦA CÁC KHỐI :

KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ 1 / 60 Hz : Được dùng để tạo ra

xung có tần số là 1/60 Hz (chu kỳ là 60 giây) Tần số do khối này tạo ra phải có

độ chính xác rất cao vì độ chính xác của đồng hồ là do khối này quyết định

KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ : Được chia ra 2 phần Phần 1 để tạo địa chỉ

cho phần đếm phút Phần 2 để tạo địa chỉ cho phần đếm giờ KHỐI GIẢI MÃĐỊA CHỈ sẽ tạo địa chỉ cho bộ nhớ EPROM xuất dử liệu hiện giờ và phút

BỘ NHỚ EPROM : Là bộ nhớ đã được lập trình để hiển thị giờ, phút và

báo chuông

KHỐI HIỂN THỊ : Được dùng để hiển thị các giá trị giờ và phút.

KHỐI GIẢI ĐA HỢP : Được dùng để điều khiển cho khối hiển thị hiển

thị giờ , phút Khối này phối hợp đồng bộ với EPROM để hiển thị giờ, phút

Trang 14

KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz : Được dùng điều

khiển KHỐI GIẢI ĐA HỢP Tần số của khối này là 400 Hz để tạo cảm giáccho người xem thấy được các giá trị giờ, phút luôn được sáng

KHỐI ĐIỀU CHỈNH : Được dùng để điều chỉnh giờ, phút và thứ KHỐI BÁO THỨ : Được dùng để báo thứ và khống chế báo chuông vào

thứ 7 và chủ nhật

KHỐI BÁO CHUÔNG : Được dùng để điều khiển cho chuông reo 8

giây

KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ 1/60 Hz sẽ tạo ra xung vuông có tần

số là 1/60 Hz Xung vuông này sẽ vào KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ để tạo địa chỉcho EPROM xuất dử liệu ra KHỐI HIỂN THỊ

KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz điều khiển KHỐIGIẢI ĐA HỢP và EPROM cho đồng bộ nhau để điều khiển KHỐI HIỂN THỊhiện các giá trị : đơn vị phút, chục phút, đơn vị giờ, chục giờ

Khi đến giờ cần báo chuông, bộ nhớ EPROM sẽ xuất lệnh cho KHỐIBÁO CHUÔNG hoạt động để chuông reo KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐQUÉT 400 Hz sẽ đưa dao động có tần số là 0,78 Hz để cho chuông reo trong 8giây

Khi cần điều chỉnh lại giờ, phút, thứ, KHỐI ĐIỀU CHỈNH sẽ nhận daođộng từ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz các dao động có tần

số là 6 Hz và 3 Hz để đưa lên KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ chỉnh lại giờ, phút vàđưa lên KHỐI BÁO THỨ để chỉnh lại thứ

KHỐI BÁO THỨ sẽ nhận xung từ KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHĨ để điềukhiển KHỐI BÁO THỨ hiện thứ từ thứ 2 đến chủ nhật, đồng thời KHỐI BÁOTHỨ cũng tham gia điều khiển KHỐI BÁO CHUÔNG để không cho chuôngreo vào thứ 7 và chủ nhật

Trang 15

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG

Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân :

Chân 16 : ( VDD ) Nối nguồn dương

Chân 8 : ( Vss ) Nối mass

Chân 10 : ( CP ) Ngỏ vào của xung Ck Tác động cạnh xuống của xung

Trang 16

14 13 12 11 10 9 8

Chân 14 : ( VDD ) Nối nguồn dương

Sau đây là các ngỏ vào và ngỏ ra của các cổng AND:

Trang 17

Ngỏ ra của mạch tạo xung Ck của mạch đồng hồ cĩ tần số là 1/2 Hz ( chu

kỳ là 2 giây ) nên để tạo ra dao động cĩ tần số là 1/60 Hz thì IC 4040 phải đếm

30 ( chu kỳ là 60 giây )

Mà 3010 = 111102

Nên cổng AND 4 ngỏ vào được sử dụng để reset IC 4040 khi đếm đến 30

Tính R2 :

Aùp ngỏ ra của mạch đồng hồ treo tường là 1,4 V

Transistor C 828 dẫn bảo hịa thì VCE = 0,1 V

Trang 18

Ngỏ ra A được đưa lên KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ.

Trang 19

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO

TẦN SỐ QUÉT 400 Hz

I GIỚI THIỆU LINH KIỆN :

I 1 IC 555 :

Đây là IC loại 8 chân được sử dụng rất phổ biến để làm: mạch đơn

ổn, mạch dao động đa hài, bộ chia tần, mạch trễ, … Nhưng trong mạch này, IC

555 được sử dụng làm bộ phát xung Ck

Thời gian được xác lập theo mạch định thời R, C bên ngồi Dãy thời gian tác động hữu hiệu từ vài micrô giây đến vài giờ

IC này có thể nối trực tiếp với các loại IC TTL / CMOS / DTL

Chân 1 : ( GND ) Nối mass

Chân 2 : ( TRIGGER ) Nhận xung kích để đổi trạng thái

Chân 3 : ( OUT ) Ngỏ ra

Chân 4 : ( RESET ) Trả về trạng thái đầu

Chân 5 : ( CONTROL VOLTAGE ) Lấy điện áp điều khiển tần số dao

động

Chân 6 : ( THRESHOLD ) Lập mức ngưởng cho tầng so sánh

Chân 7 : ( DISCHARGE ) Đường xã điện cho tụ trong mạch định thời Chân 8 : ( Vcc ) Nối với nguồn dương

I 2 IC 4040 :

Đã được giới thiệu ở chương II – I

Trang 20

C2 = 103 = 0,01  F

C2 = 104 = 0,1  F

Vậy R3 + 2 R4 = 1,44 / ( f  C1 ) = 1,44  106 / ( 400  0,01 ) = 360 KCho R4 = 100 K

Vậy R3 = 160 K

Chọn R3 = 150 K

Vậy R3 = 150 K

R4 = 100 K C1 = 103 C2 = 104

IC 555 tạo ra dao động có tần số là 400 Hz IC 4040 sẽ thực hiện việcđếm

Tần số 400 Hz được chọn để ngỏ ra Q0 và Q1 qua KHỐI GIẢI ĐA HỢP

sẽ cho ra 4 ngỏ ra, mỗi ngỏ ra sẽ có tần số là 100 Hz để điều khiển LED 7 đoạnhiển thị đơn vị phút, chục phút, đơn vị giờ, chục giờ

LED 7 đoạn nhấp nháy với tần số là 100 Hz sẽ tạo cảm giác cho mắtngười là cả 4 LED sáng liên tục

Trang 21

Ngỏ ra Q0 và Q1 được đưa lên KHỐI GIẢI ĐA HỢP và EPROM 2764.Ngỏ ra Q5 và Q6 được đưa lên KHỐI ĐIỀU CHỈNH

Trang 22

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ KHỐI GIẢI MÃ

H = mức [1 ]

L = mức [ 0 ]

X = Không quan tâm

Z = Tổng trở cao

Chức năng của các chân

Chân 20 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V

Chân 1 : ( 1G ) Được dùng để điều khiển 4 cổng 3 trạng thái sau :

Trang 23

IC 4040 ( II ) ( đếm giờ )

Q1Q2Q3

B

IC 4040 ( I ) được dùng để đếm phút : Một giờ có 60 phút , nên :

6010 = 1111002Cổng AND 4 ngỏ vào dùng để reset IC 4040 ( I ) khi IC này đếm đến 60

IC 4040 ( II ) được dùng để đếm giờ Một ngày có 24 giờ , nên :

2410 = 110002Cổng AND 2 ngỏ vào dùng để reset IC 4040 ( II ) khi IC này đếm đến 24

Khi 1G ở mức [ 0 ] : Dao động có tần số là 1/60 Hz từ KHỐI DAO

ĐỘNG TẠO TẦN SỐ CHUẨN 1/60 Hz ( điểm A ) vào IC 4040 ( I ) để ICnày đếm Khi IC 4040 ( I ) đếm đến 60 ( 1 giờ ) thì sẽ được reset Khi reset thìngỏ ra của cổng AND 4 ngỏ vào cũng tạo ra 1 xung cho IC 4040 ( II ) đếm lên

1

Trang 24

Sau khi IC 4040 ( II ) đếm đến 24 ( 1 ngày ) thì sẽ được reset Khi resetthì ngỏ ra của cổng AND 2 ngỏ vào cũng tạo ra 1 xung ( tại điểm B ) để đưalên KHỐI BÁO THỨ để chuyển sang thứ khác

Khi 1G ở mức [ 1 ] : Ngỏ ra của cổng 3 trạng thái có tổng trở cao để

cách ly xung chỉnh giờ / phút / thứ với xung chuẩn

3 cổng 3 trạng thái được điều khiển bởi 1G 1G được đưa lên KHỐIĐIỀU CHỈNH

Các ngỏ ra từ Q0 đến Q5 của IC 4040 ( I ) và từ Q0 đến Q4 của IC 4040( II) được đưa lên BỘ NHỚ EPROM

Ngỏ ra B được đưa lên KHỐI BÁO THỨ để điều khiển cho chuyển sangthứ tiếp theo khi hết 24 giờ

Trang 25

EPROM 2764 có dung lượng là : 213  8 = 65538 bit

Sau đây là sơ đồ chân :

Chức năng của các chân :

Chân 28 : ( Vcc ) Nguồn dương 5 V

Chân 27 : ( PGM ) Đưa xung lập trình vào

Chân 12 : ( OE ) Dùng để cho phép xuất dử liệu ra ngồi

Chân 20 : ( CE ) Dùng để cho EPROM hoạt động hay chờ

Chân 1 : ( Vpp ) Điện áp lập trình

Chân 26 : NC

8 chân sau đây là các ngỏ ra của dử liệu ( DATA )

Chân 11 : D0

Trang 27

OC 1 20 Vcc 1D 2 19 1Q 2D 3 18 2Q 3D 4 17 3Q 4D 5 16 4Q 5D 6 15 5Q 6D 7 14 6Q 7D 8 13 7Q 8D 9 12 8Q GND 10 11 C

H L X X

H L Q0 Z

Chân 1 : ( OC ) Dùng để cho dử liệu ra

Chân 11 : ( C ) Dùng để chốt dử liệu

Sau đây là 8 ngỏ ra của từng cổng :

Trang 28

EPROM 2764 có 13 đường địa chỉ, nên số ô nhớ là 213 = 8192 > 5760

Vì vậy EPROM 2764 được chọn

Ngỏ vào A1 , A2 của EPROM được nối với Q0 , Q1 cuả IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠOTẦN SỐ QUÉT 400 Hz

Ngỏ vào A2 , A3 , A4 , A5 , A6 , A7 được nối vào ngỏ ra Q0 , Q1 , Q2 , Q3 , Q4 , Q5 của IC 4040 ( I ) ( IC đếm phút ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ Ngỏ vào A8 , A9 , A10 , Q11 , A12 được nối vào ngỏ ra Q0 , Q1 , Q2 , Q3 , Q4 của IC 4040 ( II ) ( IC đếm giờ ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ Ngỏ ra D0 , D1 , D2 , D3 , D4 , D5 , D6 được đưa qua IC 74573 ( IC đệm ) rồi lên KHỐI HIỂN THỊ

Ngỏ ra D8 cũng được đưa qua IC đệm rồi lên KHỐI BÁO CHUÔNG

IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz , IC 4040 ( I ) và IC 4040 ( II ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ đưa địa chỉ vào EPROM

2764 thì ngỏ ra của EPROM 2764 sẽ xuất dử liệu để đưa lên KHỐI HIỂN THỊ Các dử liệu đã được lập trình sẽ cho hiển thị các giá trị phút , giờ

EPROM xuất dử liệu để hiển thị phút , giờ như sau :

Trang 29

A1 A0 Dử liệu được xuất cho

Trang 30

CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ KHỐI GIẢI ĐA HỢP

L LL

Trang 31

Đây là IC họ CMOS có 16 chân IC 4049 có 6 cổng NOT

Chân 1 : ( VDD ) Nối nguồn dương

Các chân sau đây là 6 ngỏ ra và 6 ngỏ vào của 6 cổng NOT

NGỎ VÀO NGỎ RA Chân 3 : A

Chân 5 : B Chân 7 : C Chân 9 : D Chân 11 : E Chân 14 : F

Chân 2 : A Chân 4 : B Chân 6 : C Chân 10 : D Chân 12 : E Chân 15 : F

II SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ :

Q0 A Y0 Y0

Q1 B Y1 Y1

C Y2 Y2G2A Y3 Y3G2B

G1

IC 74138

Ngỏ vào A và B của IC 74138 được nối với ngỏ vào Q0 và Q1 của IC

4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz

Các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 được đưa qua 4 cổng NOT đểtrở thành Y0 ,Y2 , Y2 , Y3 Lúc này mổi lần sẽ chỉ có 1 trong 4 ngỏ ra ở mức [1] mà thôi Các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 được đưa lên KHỐI HIỂN THỊ để điều khiển các LED hiển thị các số sau :

Y0 : Điều khiển LED hiển thị ĐƠN VỊ PHÚT

Y1 : Điều khiển LED hiển thị CHỤC PHÚTY2 : Điều khiển LED hiển thị ĐƠN VỊ GIỜ

Y3 : Điều khiển LED hiển thị CHỤC GIỜ

Mổi lần chỉ có 1 trong 4 ngỏ ra Y0 , Y2 , Y2 , Y3 là ở mức [1 ]

Trang 32

CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ

I 1 IC 4081 :

Đã được giới thiệu ở chương II – I

Sơ đồ chân va øchức năng của các chân :

Chân 5 : Dấu chấm thập phân

Chân 3 và chân 8 : ( Cathod ) Nối mass

Trang 33

R6 R6 R6 R6

Áp ở các chân LED 7 đoạn là 2 V

Dòng tiêu thụ của mổi thanh LED 7 đoạn là 10 mA

VCE của D 468 khi dẫn bảo hòa là 0,1 V

Dòng IC max của D 468 là 500 mA

Nên : R5 = ( 4,5 – 2 – 0,1 ) / 10 = 240

Chọn R5 = 220 

Tính điện trở R6 :

Áp ngỏ ra của cổng AND của IC 4081 là 4,5 V ( Nguồn 5 V )

VBE của D 468 khi dẫn bảo hòa là : 1 V

Dòng qua mổi thanh của LED 7 đoạn là 10 mA

Nên dòng qua cả LED 7 đoạn là : 10  7 = 70 mA

D0 : nối với thanh a

D1 : nối với thanh b

D2 : nối với thanh c

D3 : nối với thanh d

D4 : nối với thanh e

D5 : nối với thanh f D6 : nối với thanh g

Khi đồng hồ chạy ở chế độ bình thường thì D và E ở mức [1] nên ngỏ ra của các cổng AND là do Y0 , Y1 , Y2 , Y3 điều khiển Do mổi lần chỉ có 1

Trang 34

trong 4 ngỏ Y0 , Y1 , Y2 , Y3 ở mức [1] nên mổi lần chỉ có một LED sáng Vì

có sự phối hợp đồng bộ với EPROM nên vị trí và giá trị của các LED 7 đoạn được hiển thị đúng theo thứ tư ï ĐƠN VỊ PHÚT , CHỤC PHÚT , ĐƠN VỊ GIỜ , CHỤC GIỜ Vì dao động ở các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 có tần số là

100 Hz nên tạo cảm giác cho mắt người là các LED sáng liên tục

Khi đồng hồ ở chế độ chỉnh : thì ngỏ vào D và E sẽ được KHỐI ĐIỀU CHỈNH cấp cho dao động có tần số là 3 Hz để LED 7 đoạn hiển thị phút hay giờ nhấp nháy báo hiệu cho người sử dụng biết là đang chỉnh phút hay chỉnh giờ

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	456 KB