ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT XUNG SỐ TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ ĐẾM NHỊ PHÂN, NGHỊCH ĐỒNG BỘ Kđ=16, SỬ DỤNG JKFF, HIỂN THỊ SỐ ĐẾM TRÊNLED 7 THANH, Trường đại học công nghiệp Hà Nộiaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN KỸ THUẬT XUNG SỐ TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ ĐẾM NHỊ PHÂN, NGHỊCH ĐỒNG BỘ Kđ=16, SỬ DỤNG JK-FF, HIỂN THỊ SỐ ĐẾM TRÊNLED THANH Giáo viên hướng dẫn : ThS.Hà Thị Phương Sinh viên thực : Hà Nội - 2023 MỤC LỤ DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU .5 Chương TỔNG QUAN .6 1.1 Tổng quan đếm nhị phân nghịch, đồng 1.1.1 Khái niệm .6 1.1.2 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 10 1.3 Đối tượng nghiên cứu .10 1.4 Phạm vi nghiên cứu 10 1.5 Ý nghĩa thực tiễn 10 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 11 2.1 Sơ đồ khối 11 2.2 Tính tốn 12 2.3 Lựa chọn linh kiện 16 2.3.1 IC 555 16 2.3.2 JK – IC7476 18 2.3.3 IC 74LS83 20 2.3.4 IC 74LS08 21 2.3.5 IC 74HC32 22 2.3.6 IC 74LS47 23 2.3.7 7SEG 24 2.4 Thiết kế 25 Chương CHẾ TẠO LẮP RÁP THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH .29 3.1.1 Liệt kê linh kiện cần dùng 29 3.1.2 Mạch sau thiết kế hoàn chỉnh 29 Chương ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 31 4.1 Đánh giá sản phẩm 31 4.2 Tính thực sản phẩm 31 4.3 Đề xuất cải tiến hướng phát triển 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO .32 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1 Sơ đồ khối đếm Hình 1-2 Đồ hình trạng thái tổng quát đếm Hình 2-1 Sơ đồ khối đếm .11 Hình 2-2 Đồ hình trạng thái đếm nghịch 12 Hình 2-3 IC 555 17 Hình 2-4 Khối tạo xung – IC 555 17 Hình 2-5 JK 74LS76 .18 Hình 2-6 JK 74LS76 .19 Hình 2-7 74LS83 20 Hình 2-8 IC 74LS83 .21 Hình 2-9 74LS08 21 Hình 2-10 IC 74LS08 22 Hình 2-11 74HC32 22 Hình 2-12 IC 74HC32 23 Hình 2-13 74LS47 .23 Hình 2-14 IC 74LS47 24 Hình 2-15 7SEG 24 Hình 2-16 7SEG 25 Hình 2-17 Sơ đồ thiết kế mạch logic phần mềm Proteus 26 Hình 2-18 Sơ đồ ngun lý tồn mạch 26 Hình 2-19 Sơ đồ mơ 27 Hình 2-20 Sơ đồ dây lớp 27 Hình 2-21 Sơ đồ dây lớp 28 Hình 2-22 Mạch in 3D mô phần mềm Proteus 28 Hình 3-1 Mặt trước sản phẩm 29 Hình 3-2 Mặt sau sản phẩm 30 Hình 3-3 Kết sản phẩm 30 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng chuyển đổi trạng thái LED1 15 Bảng 2.2 Bảng chuyển đổi trạng thái LED2 15 Bảng 2.3 Giá trị chức linh kiện 16 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 chọn đề tài “Mạch đếm nghịch, đồng bộ, nhị phân với kđ=16 sử dụng JK-FF ” sử dụng để đếm thời gian, đếm sản phẩm, đèn giao thông, chia tần số điều khiển mạch khác…… Mặc dù cố gắng hoàn thành báo cáo này, nhiên chúng em tránh sót mong q thầy, bạn đọc đóng góp ý kiến để đồ án hồn thiện Cuối em xin cảm ơn cô Hà Thị Phương nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình làm tập lớn để em hoàn thành với thời gian sớm hoàn chỉnh Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đếm nhị phân nghịch, đồng 1.1.1 Khái niệm Mạch đếm mạch dãy đơn giảm xây dựng từ phần tử nhớ phần tử tổ hợp, mạch đếm thành phần hệ thống số Bộ đếm mạch dãy tuần hồn có đầu vào đếm đầu ra, mạch có số trạng thái hệ số đếm (Kđ) Dưới tác động tín hiệu vào đếm mạch chuyển từ trạng thái đến trạng thái khác thoe thứ tự định Cứ sau Kđ lần tín hiệu vào đếm, mạch trở trạng thái xuất phát ban đầu Bộ đếm thực việc đếm dãy xung có xung điều khiển có đầu vào Do đó, xung đồng (CLK) xuất khác thời điểm xung đếm (Xđ) xuất việc đếm xung khơng thực nên mạch đếm phải có xung đếm đưa vào dãy xung đồng hay mạch đếm có đầu vào Hình 1- Sơ đồ khối đếm Đồ hình trạng thái: Đồ hình mơ hình mơ tả chuyển đổi trạng thái mơ tả hoạt động đếm Hình 1-2 Đồ hình trạng thái tổng quát đếm ´ ) mạch giữ ngun Khi khơng có tín hiệu vào đếm ( Xđ trạng thái ban đầu (i = i) có tín hiệu vào đếm (Xđ) mạch chuyển đến trạng thái ( i=i+1) Khi đếm trạng thái tác động tín hiệu vào đếm đếm trở trạng thái ban đầu đồng thời xuất tín hiệu lần Trong trường hợp cần hiển thị trạng thái đếm phải dùng thêm mạch giải mã Phân loại: Phân loại theo cách làm việc: + Bộ đếm đồng (Synchronous counter): đếm mà chuyển đổi trạng thái FF diễn đồng thời có tác động xung đếm Mọi chuyển đổi trạng thái (từ Si sang trạng thái Sj) không thông qua trạng thái trung gian Xung đồng tác động đồng thời tới phần tử nhớ + Bộ đếm không đồng (Asynchronous counter): đếm tồn cặp chuyển biến trạng thái Si = Sj mà FF không thay đổi trạng thái đồng thời.Xung đồng tác động không đồng thời tới FF Phân loại theo hệ số đếm + Bộ đếm có hệ số đếm Kđ = 2n: Bộ đếm có hệ số đếm cực đại, sử dụng n FF để mã hố trạng thái cho đếm khả mã hoá tối đa 2n (Kđ = 2, 4, 8, 16 ) + Bộ đếm có hệ số đếm Kđ = 2n: Sử dụng n FF để mã hố trạng thái cho đếm, có ( 2n- Kđ) trạng thái không sử dụng đến Do thiết kế đếm cần phải lưu ý đến trạng thái không sử dụng tức cần phải có biện pháp làm cho đếm khỏi trạng thái cách hợp lý để trở chu trình mà phải đảm bảo đếm thiết kế đơn giản (Kđ = 3, 5, 6, 7, 10 ) Phân loại theo mã: Quá trình đếm đếm trình thay đổi từ trạng thái đến trạng thái khác trạng thái đếm mã hoá mã cụ thể Cùng đếm có nhiều cách mã hố trạng thái khác nhau, cách mã hoá khác tương ứng với mạch thực khác - Mã nhị phân, Mã Gray - Mã BCD, Mã Johnson - Mã vòng Phân loại theo hướng đếm: + Bộ đếm thuận (Up counter): đếm mà có tín hiệu vào đếm (Xđ) trạng thái đếm tăng lên (Si = Si+1) + Bộ đếm nghịch (Down counter): đếm mà có tín hiệu vào đếm (Xđ) trạng thái đếm giảm (Si = Si-1) Chú ý: Khái niệm thuận nghịch tương đối chủ yếu vấn đề mã hoá trạng thái đếm 10