Đề tài mạch đếm số

Trường Đaị Hoc̣ Công Nghiêp ̣ TP HCM Khoa Công Nghê Điên ̣ Tử Đồ An ́ SINH VIÊN THỰC HIÊN: ̣ NGUYÊN ̃ VĂN TUÂN ́ LỚP : NCDT 2A GIAO ́ VIÊN HƯỚNG DÂN ̃ : PHAM ̣ THANH TUNG ̀ ĐÊ TAI: ̀ ̀ MACH ̣ ĐÊM SÔ ́ ́  NÔI DUNG ĐÊ ̣ ̀ TAÌ : Thiết kế mạch đếm bất đồng hiển thị LED đoạn giá trị sau: 12, 13, 14, 36, 37, 38, 18, 19, 20, 30, 31, 32, 24, 25, 26, trở 12 lặp lại tuần hồn (khơng dùng IC nhớ, khơng dùng diode, khơng dùng BJT)”              MUC LUC ̣ ̣ PHẦN MỞ ĐẦU Trang tựa i Nhiệm vụ đề tài ii Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iii Nhận xét của giáo viên phản biện iv Lời mở đầu v Lời cảm tạ vi Danh mục các hình, bảng viii PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I Tổng quan 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích u cầu 1.3 Giới hạn đề tài 1                     CHƯƠNG II Giới thiệu linh kiện 2.1 IC LM555 2.2 IC 74LS93 2.3 IC74LS11 2.4 IC74LS08 2.5 IC 74LS04 2.6 IC 74HC147 2.7 IC 7447 10 2.8 LED 7 đoạn 12 2.9 Điện trở 13 2.10 Tụ điện 14 CHƯƠNG III THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 3.1 Sơ đồ khối 15 3.2 Nguyên lý hoạt động 3.3 Sơ đồ nguyên lý 3.4 Sơ đồ mạch in 23 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 4.1 Nhận xét chung 4.2 Hướng phát triển 24 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM 16 22 24 CHƯƠNG I: TÔNG QUAT ̉ ́         1.1 Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển của khoa học và cơng nghệ, các thiết bị điện tử đã, đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống xã hội Việc gia cơng, xử lý các tín hiệu điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở ngun lý số. Vì các thiết bị làm việc dựa trên cơ sở ngun lý số có ưu điểm hơn hẳn so với các thiết bị làm việc dưạ trên cơ sở ngun lý tương tự, đặc biệt là trong kỹ thuật tính tốn Sự phát triển mạnh mẽ của cơng nghệ điện tử đã cho ra đời nhiều vi mạch số cỡ lớn với giá thành rẻ và khả năng lập trình cao đã mang lại những thay đổi lớn trong ngành điện tử. Mạch số ở những mức độ khác nhau đã đang thâm nhập trong các lĩnh vực điện tử thơng dụng và chun nghiệp một cách nhanh chóng. Các trường kỹ thuật là nơi mạch số thâm nhập mạnh mẽ và được học sinh, sinh viên ưa chuộng do lợi ích và tính khả thi của nó. Vì thế sự hiểu biết sâu sắc về kỹ thuật số là khơng thể thiếu đối với sinh viên ngành điện tử hiện nay. Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số khơng chỉ riêng đối với những người theo chun ngành điện tử mà cịn đối với những cán bộ kỹ thuật khác có sử dụng thiết bị điện tử 1.2 Mục đích u cầu Sự cần thiết quan trọng cũng như tính khả thi của mạch số hóa cũng chính là lý do để làm đề tài đồ án 1 là thực hiện thi cơng ” mạch đếm số “. Với đề tài này em mong muốn tìm hiểu nhiều hơn và rõ hơn chức năng và ứng dụng của IC số trong thực tế 1.3 Giới hạn đề tài Trong phạm vi thực hiện đề tài này em chỉ thiết kế và thi cơng mạch đếm số có chức năng đơn giản Chương II: Giới thiêu ̣ linh kiên ̣ 2.1 IC LM555: Vi mạch định LM555 mạch tích hợp Analog- Digital Do có ngõ vào tín hiệu tương tự ngõ tín hiệu số Vi mạch định LM555 ứng dụng rộng rãi thực tế, đặc biệt lĩnh vực điều khiển, kết hợp với linh kiện R, C thực nhiều chức như: định thì, tạo xung chuẩn, tạo tín hiệu kích, hay điều khiển linh kiện bán dẫn cơng suất Transistor, SCR, Triac 2.1.1 Hình dạng IC 555 Chương II: Giới thiêu ̣ linh kiên ̣ CV TR GND Chân 1: Nối mass Chân 2: Trigger Input ( ngõ vào xung nảy) Chân 6: Threshold (thềm- ngưỡng) Chân 7: Discharge ( xả đi(ện) Chân 3: Output ngõ ra) Chân 8: Nối Vcc Chân 4: Reset (đặt lại) Chân 5: Control Voltage (điện áp điều khiển) Chân 6: Threshold (thềm- ngưỡng) Chân 7: Discharge ( xả điện) Chân 8: Nối Vcc Q DC 2.1.2 Sơ Đồ Chân R VCC U1 TH NE555 Chương II: giới thiêu ̣ linh kiên ̣ 1.1.3 Câu ́ truć IC 555 Chương II: Giới thiêu ̣ linh kiên ̣ 2.1.4 Các thông số về điện áp và nhiệt độ của IC 555 + Điện áp đầu vào : 2 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555 ) + Dịng điện cung cấp : 6mA 15mA + Điện áp logic ở mức cao : 0.5 15V + Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 0.06V + Cơng suất lớn nhất là : 600mW  Chương II: Giới thiêu ̣ linh kiên ̣ 2.2 IC ĐẾM NHỊ PHÂN 74LS93: Trong mạch IC dùng để đếm MOD15 2.2.1 Hình dạng Chương II: Giới thiêu ̣ linh kiên ̣   2.9 ĐIỆN TRỞ Trong thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng, chúng làm từ hợp chất cacbon kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo loại điện trở có trị số khác  Hình2.6 điện trở  Điện trở đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dịng điện vật thể dẫn điện Nó định nghĩa tỉ số hiệu điện hai đầu vật thể với cường độ dịng điện qua  U : hiệu điện hai đầu vật dẫn điện, đo vôn (V) I : cường độ dòng điện qua vật dẫn điện, đo ampe (A) R : điện trở vật dẫn điện, đo Ohm (Ω) Ký hiệu    R e s is t o r Chương II: Giới thiêu ̣ linh kiên ̣  2.10 TỤ ĐIỆN Hình2.7 tụ điện    Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song cách khoảng d Cường độ điện trường bên tụ có trị số E = 8.86.10-12 C2/ N.m2 số điện môi chân không số điện môi tương đối môi trường; chân không = 1, giấy tẩm dầu = 3,6; gốm = 5,5; mica = CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG  3.1 SƠ ĐỒ KHÔI: ́ CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG       3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 3.2.1 Khối tạo xung +Sơ đồ: Nguồn Vcc cung cấp nguồn cho IC có thể dùng 4.5v>15v Hình 2.8 Khối tạo xung CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG     3.2.2 Khối đếm Sơ đồ: hình 2.10 +Nhiệm vụ : dùng để đếm MOD15 + Hoạt động :Khi cấp ngn cho no và có xung tác tư chân ̀ ́ ̀ sơ 3 cua khơi tao xung sang ở chân số 5 thì IC này bắt đầu ́ ̉ ́ ̣ thực hiện đếm nhị phân và xuất ra các giá trị ở các chân Q0 chân sơ 3, Q1 chân sơ2, Q2 chân sơ 6, Q3 chân sơ7. no ́ ́ ́ ́ ́ se đêm tư xung đâu tiên 0 ̃ ́ ̀ ̀  15 thi no Reset lai va cư tiêp ̀ ́ ̣ ̀ ́ ́ tuc. Cac gia tri nay se đươc nôi vơi cac ngo vao tương ̣ ́ ́ ̣ ̀ ̃ ̣ ́ ́ ́ ̃ ̀ đương cua chân IC 74154 la: A chân sô 20, Bchân sô 21 C ̉ ̀ ́ ́ chân sô 22, D chân sô 23 đê IC 74154 giai ma tư 4 ́ ́ ̉ ̉ ̃ ̀  16. CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG  3.2.3Khối phân kênh:  +Sơ đồ :hình 2.10 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG   +Nhiệm vụ : giải mã phân kênh +Hoạt động:        Nhân tin hiêu tư khôi đêm IC 74ls193 IC74154 nay lam ̣ ́ ̣ ̀ ́ ́ ̀ ̀ nhiêm vu phân kênh. Sô kênh ma no tao ra băng sô BCD ma ̣ ̣ ́ ̀ ́ ̣ ̀ ́ ̀ 74ls193 đêm đươc. ́ ̣ IC nay co Enible tích cực ở mức thấp (mức 0) ̀ ́ Ngo vao mưc cao, ngo ra tich cưc mưc thâp ̃ ̀ ́ ̃ ̣ ́ ́ Khi nhận được các giá trị từ khối đếm nó thực hiện giải mã với các giá trị tương ứng từ khối đếm Ta cần đếm 14 trạng thái nên ta dùng trạng thái thứ 15 để RESET ta se đưa trang thai nay qua cơng đao vi chân 14 IC ̣ ́ ̀ ̉ ̉ ̀ 74ls193 tich cưc mưc cao, rôi đua vê chân sô 14 cua Ic ́ ̣ ́ ̀ ̀ ́ ̉ 74ls193 và sơ đồ RESET như hình Khi IC 74LS193 đếm ta sẽ có bảng trạng thái như sau: CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG   Khi IC 74ls193 đếm đến trạng thái thứ 15 thì ngõ ra Q3 =1 ở mức thâp đi qua cổng đảo sẽ chuyển thành mức cao đi vào ́ chân 14 của IC74ls193 sẽ kích hoạt IC 74ls193 tiếp tục đêm ́ như luc đâu ́ ̀ Theo u câu cua đê bai thi mach se đêm các giá trị như sau ̀ ̉ ̀ ̀ ̀ ̣ ̃ ́ : 12, 13, 14, 36, 37, 38, 18, 19, 20, 30, 31, 32, 24, 25, 26, rồi trở về 12 và lặp lại tuần hoàn. Thi ta se chia như sau: ta se ̀ ̃ tach sô đêm hang chuc va hang đơn vi như bang dươi. Tư đo ́ ́ ́ ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ̉ ́ ̀ ́ ta băt đâu tinh vi ngo ra cua Ic 74154 la mưc thâp va ngo vao ́ ̀ ́ ̀ ̃ ̉ ̀ ́ ́ ̀ ̃ ̀ cua IC 74147 cung mưc thâp nên ta chi cânn AND lai thi co ̉ ̃ ́ ́ ̉ ̀ ̣ ̀ ́ thê đưa đên ngo vao cua 74147 đươc ̉ ́ ̃ ̀ ̉ ̣ CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG