thiết kế mạch đèn quảng cáo sử dụng eprom chạy trên 16 led 7 đoạn mssv của 4 sinh viên. Chức năng của từng khối: • Bộ nguồn: có chức năng cung cấp nguồn cho toàn bộ mạch để hoạt động. • Bộ tạo xung: có chức năng tạo xung clock. • Bộ đảo trạng thái: có chức năng chuyển chế độ dịch (dịch trái, dịch phải) • Bộ đếm updown: có chức năng đếm để led chạy từ phải sang trái hoặc ngược lại. • Bộ đếm 16bit quét led: có chức năng chạy với tần số cao để led hiển thị không bị nhấp nháy. • Bộ hiển thị: gồm một dãy 16 led 7 đoạn hiển thị MSSV và trạng thái dịch Chức năng của từng khối: • Bộ nguồn: có chức năng cung cấp nguồn cho toàn bộ mạch để hoạt động. • Bộ tạo xung: có chức năng tạo xung clock. • Bộ đảo trạng thái: có chức năng chuyển chế độ dịch (dịch trái, dịch phải) • Bộ đếm updown: có chức năng đếm để led chạy từ phải sang trái hoặc ngược lại. • Bộ đếm 16bit quét led: có chức năng chạy với tần số cao để led hiển thị không bị nhấp nháy. • Bộ hiển thị: gồm một dãy 16 led 7 đoạn hiển thị MSSV và trạng thái dịch.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HOC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ~~~~~~*~~~~~~ BÁO CÁO Môn học: Kỹ thuật số THIẾT KẾ MẠCH ĐÈN QUẢNG CÁO SỬ DỤNG EPROM CHẠY TRÊN 16 LED ĐOẠN MSSV CỦA SINH VIÊN THEO THỨ TỰ: DỊCH TỪ PHẢI QUA TRÁI DỊCH TỪ TRÁI SANG PHẢI SỬ DỤNG NÚT NHẤN ĐỂ CHUYỂN CHẾ ĐỘ CHẠY GVHD: Võ Đức Dũng Nhóm thực hiện: Lê Tấn Kiên Nguyễn Minh Tuấn Nguyễn Hữu Thiết Đoàn Hồng Phúc 20139026 20139095 20139051 20161087 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Trong đề tài yêu cầu thiết kế mạch đèn quảng cáo sử dụng EPROM chạy 16 led đoạn MSSV sinh viên theo thứ tự sau: dịch từ phải qua trái dịch từ trái sang phải sử dụng nút nhấn để chuyển chế độ chạy Vì proteus hỗ trợ led đoạn nên dùng led để thực yêu cầu đề Chúng xin cam đoan đề tài tự thực dựa vào số tài liệu không chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Nếu có chép chúng tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ 2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI (KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI) Bộ nguồn Bộ đảo trạng thái Bộ tạo xung Bộ đếm 16bit quét led Bộ đếm up/down Bộ nhớ Bộ hiển thị Chức khối: • Bộ nguồn: có chức cung cấp nguồn cho tồn mạch để hoạt động • Bộ tạo xung: có chức tạo xung clock • Bộ đảo trạng thái: có chức chuyển chế độ dịch (dịch trái, dịch phải) • Bộ đếm up/down: có chức đếm để led chạy từ phải sang trái ngược lại • Bộ đếm 16bit qt led: có chức chạy với tần số cao để led hiển thị khơng bị nhấp nháy • Bộ hiển thị: gồm dãy 16 led đoạn hiển thị MSSV trạng thái dịch 2.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ a Bộ nguồn Sử dụng nguồn 5V từ ổ cắm b Bộ tạo xung Sử dụng IC555 để thiết kế mạch dao động tạo xung IC555 Giới thiệu IC555: Chân số (GND): chân nối đất, tất mức điện áp điều so sánh với áp đường dây nối đất Chân số (Trigger): chân ngườn dưới, bắt đầu thời gian định thời, Trig < ½ Cont ngõ mức cao bắt đầu nạp điện Chân số (Output): chân xuất tín hiệu Chân số (Reset): chân ngõ vào reset tác động mức thấp Bất định thời bị reset, xung âm đưa đến chân Đầu thiết lập lại trạng thái ban đầu điều kiện đầu vào Khi chân không sử dụng, ta nối lên Vcc để tránh khả kích hoạt sai Chân số (Control voltage): chân điện áp điều khiển Chân số (Threshold): chân ngưỡng trên, kết thúc thời gian định thời, Thres > Cont ngõ mức thấp xả điện Chân số (Discharge): chân xả điện Chân nối vào cực C transistor thường có tụ điện nối chân xả điện chân nối đất Nó gọi chân xả điện transistor dẫn bão hịa, tụ C xả điện thông qua transistor Khi transistor ngắt, tụ nạp thông qua điện trở tụ bên Chân số (Vcc): chân cấp nguồn Nguồn cung cấp khoảng từ 5V đến 18V Thông số: - Điện áp đầu vào: – 18V - Dòng tiêu thụ: 6mA – 15mA - Điện áp logic mức cao: 0.5 – 15V - Điện áp logic mức thấp: 0.03 – 0.06V - Công suất tiêu thụ (max) 600mW c Bộ đảo trạng thái Gồm flip-flop jk cổng logic dùng để kích xung làm đảo xung ck kích vào đếm up/down để đảo chế độ đếm Từ làm cho nhớ đếm xuống led hiển thị chạy ngược lại với trạng thái trước d Bộ đếm up/down (Chuyển chế độ) Sử dụng IC 74193 IC đếm led đoạn - Giới thiệu IC 74193: + Các chân Q0, Q1, Q2, Q3 chân ngõ liệu, Q0 LSB cịn Q3 MSB + Các chân P0, P1, P2,P3 chân để điều khiển giá trị bắt đầu đếm + Chân CPD chân có xung kích vào giá trị đếm xuống + Chân CPU chân có xung kích vào giá trị đếm lên + Chân VCC chân cấp nguồn chân GND chân nối mass + Chân TCU\ chân TCD\ dùng để liên kết với IC 74193 khác để đếm giá trị cao + Chân MR dùng để xóa giá trị - Sơ đồ logic bảng trạng thái IC 74193: - Giải thích trạng thái hoạt động: + Trạng thái reset: Khi ta nối MR với dương Q0 Q1 Q2 Q3 0, tức âm + Trạng thái preset: Khi ta nối MR với âm, PL với âm Q0 đến Q3 P0 đến P3 + Trạng thái No Change: Khi ta nối MR với âm, PL với dương ngõ không thay đổi trạng thái + Trạng thái Count Up: Khi ta nối MR với âm, PL với dương, chuyển đổi từ âm sang dương chân CPU, IC 74LS193 đếm lên đơn vị theo mã nhị phân + Trạng thái Count Down: Khi ta nối MR với âm, PL với dương, chuyển đổi từ âm sang dương chân CPD, IC 74LS193sẽ đếm xuống đơn vị theo mã nhị phân Chân TCU\ chân TCD\ chân đặc biệt: +Chân TCU\ luôn dương, ta đếm lên đến số chân CPU âm chân TCU\ âm +Chân TCD\ luôn dương, ta đếm xuống đến số chân CPD âm chân TCD\ âm - Cách thiết kế IC 74LS193 đề tài này: + Dùng xung Ck từ đảo trạng thái để gắn vào hai chân Up Dn ic để nhận xung chuyển chế độ theo yêu cầu +Các chân đầu nối vào nhớ để nhớ chạy theo yêu cầu e Bộ đếm 16bit quét led Dùng ic 4040 ic 74HC238 - Giới thiệu IC 4040 Cấu tạo bên ic số CD4040 ic đếm có ngõ vào xung clock có 12 ngõ IC CD4040 sản xuất theo công nghệ Cmos, mạch tích hợp xây dựng từ Mosfet số điện trở phụ trợ IC hoạt động tốt điện áp 0-18V Các hoạt động IC đơn giản để hiểu hiểu hoạt động cổng Flip-Flop Chân 16 Số cổng ic 12 Điện áp hoạt động 3V – 18V DC Dòng ngõ 10mA Nhiệt độ hoạt động -55°C – 125°C Mức logic Thông số kĩ thuật IC số CD4040 IC đếm Chi tiết Pinout Sơ đồ mơ tả cấu hình pinout IC 4040, chúng đánh đưa dưới: Pinouts Q0 đến Q11 đầu IC Vss chốt mặt đất Vdd pin tích cực MR pinout reset CP đầu vào đồng hồ - IC SỐ 74HC238 sang Cấu tạo bên ic số 74HC238 ic chuyển từ đường sang đường tích cực mức IC 74HC238 sản xuất theo công nghệ Cmos, mạch tích hợp xây dựng từ Mosfet số điện trở phụ trợ IC hoạt động tốt điện áp 5V Các hoạt động IC đơn giản để hiểu hiểu hoạt động ic chuyển từ sang đường Hoạt động ic đường sang đường: ngõ vào đường ngõ đường phụ thuộc vào bảng trạng thái bên dưới: Thông số kỹ thuật ic số 74HC238 Chân 16 Mức ngõ tích cực Chức Chuyển sang đường Điện áp hoạt động 2V – 6V DC Dòng ngõ 5.2mA Nhiệt độ hoạt động -40°C – 125°C Mức logic Mạch có chức dùng xung ck cấp cho led để quét làm cho led với tần số cao để led không bị nhấp nháy Dùng ic 4040 để nhận xung sau đầu gồm 16led nên ta dùng chân để tạo 16 bit đếm liên tục chân cấp cho mạch giải mã demux sang tạo xung liên tục cho led cấp cho chân nhớ để nhớ đếm liên tục f Bộ nhớ Eprom PROM 2764 hãng Intel sản xuất có đặc điểm Nguồn cung cấp Vcc= 5v Dung lượng: 8k x bit ( gồm 65.536 bit) Thời gian tối đa để lập trình chọn IC 2764 420s Thời gian truy xuất tối đa: • Chế độ bình thường 280 ns • Chế độ nhanh 200ns Xung lập trình đơn Cơng suất tiêu tán thấp • Ở chế độ hoạt động: dòng tối đa 150mA • Ở trạng thái chờ: dòng tối đa 35mA Hoạt động dựa thông số họ TTL Ngõ trạng thái Lập trình điện xóa tia cực tím SƠ ĐỒ CHÂN CỦA EPROM 2764: Trong đó: A0 đến A12 bus địa (ngõ vào) D0 đến D7 bus liệu (ngõ ra) OE: điều khiển cho phép ngõ (ngõ vào) CE: điều khiển chọn chip (ngõ vào) Vpp: điện áp lập trình PGM: xung lập trình với độ rộng cần thiết -Bảng trạng thái: -Trong ta sử dụng eprom dùng để lưu trữ code xuất tín hiệu theo yêu cầu CODE MSSV dùng led anot chung: DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 0A4H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H DB 0FFH, 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H DB 0FFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H DB 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H DB 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H DB 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH DB 0B0H, 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H DB 90H, 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H DB 0C0H ,0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H DB 0A4H, 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H DB 82H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H DB 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H DB 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H DB 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H DB 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH DB 0B0H, 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H DB 90H, 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H DB 0C0H, 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H DB 90H, 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H DB 92H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H DB 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H DB 0A4H, 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H DB 0C0H, 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H DB 0F9H, 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH DB 82H, 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH DB 0F9H, 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0C0H, 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 80H, 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0F8H, 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0BFH, 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0A4H, 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0C0H, 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0F9H, 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0B0H, 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 90H, 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0C0H, 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 92H, 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0F9H, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH g Bộ hiển thị Sử dụng led đoạn để hiển thị thông tin theo yêu cầu CHƯƠNG 3: THI CÔNG MẠCH 3.1.VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 3.3 MẠCH - Danh sách linh kiện mạch: + IC NE555 + IC 74193 + IC 4040 + Bộ LED đoạn + Điện trở + Tụ điện: + Nút nhấn nhả + Eprom 2764 + IC 4027( flip-flop JK) + Cổng logic or, and, not - Phương trình sử dụng để tính tốn: + 1/f=ln.2.C(R1+2R2) + Rhd=(V-Vdiode)/I 3.4 PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ ❖ Lê Tấn Kiên: - Tìm hiểu ic 2764 Eprom (datasheet, nguyên lý hoạt động) - Viết code ❖ Đoàn Hồng Phúc: - Tìm hiểu ic 74193 (datasheet, nguyên lý hoạt động) - Vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động, mơ proteus ❖ Nguyễn Minh Tuấn: - Tìm hiểu IC 4040 IC 74HC238 - Tổng hợp thông tin làm báo cáo ❖ Nguyễn Hữu Thiết - Tổng hợp thơng tin thiết kế powerpoint thuyết trình - Tìm hiểu ic NE555 (datasheet)