báo cáo thực tập cơ bản một số linh kiện trong bộ đếm thuận

Một số ký tự LED 7SEG có thể biểu diễn trong hệ HEX Với các đoạn LED trong màn hình đều được nối với các chân kết nối để đưa ra ngoài.. đoạn LED riêng lẻ sẽ sáng bằng cách áp d ng cho nó

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN ĐIỆN TỬ - Trung tâm đào tạo thực hành Điện - Điện tử

*********************

BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN

MỘT SỐ LINH KIỆN TRONG BỘ ĐẾM THUẬN

Giảng viên hướng dẫn: Tào Văn Cường

Mã lớp: 718116

Nhóm sinh viên thực hiện:

Nguyễn Phạm Trung Hiếu 20203706 Điện tử 10 – K65 Nghiêm Văn Quang 20203547 Điện tử 10 – K65

Hà Nội, 04/0 /202 5 2

MỤC LỤC

I MỤC ĐÍCH BÁO CÁO 2

II MỘT SỐ LINH KIỆN TRONG BỘ ĐẾM THUẬN 2

1 LED hiển thị 7 đoạn (7-segment Display / 7SE) 2

1.1 Cấu tạo 2

1.2 Cách sử dụng 4

2 IC 7447, IC 7490, IC 7400 6

2.1 IC 7447 6

2.2 IC 7490 7

2.3 IC 7400 11

III CÁC CỔNG LOGIC THÔNG DỤNG 13

1 Hoạt động 14

2 Cấu tạo .15

3 Ứng dụng 16

IV TÍN HIỆU SỐ 16

V KẾT LUẬN 16

HÌNH ẢNH VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 17

I MỤC ĐÍCH BÁO CÁO

- Tìm hiểu về mộ ố t s thành phần c u thành mấ ạch đ m thu n như LED hi n th 7 ế ậ ể ị đoạn, một vài lo i IC.ạ

- Tìm hiểu một số kiến thức liên quan đ n m ch đếế ạ m thu n: các c ng xậ ổ ử lý logic, khái niệm tín hiệu số

II MỘ T S LINH KI Ố Ệ N TRONG BỘ ĐẾ M THU ẬN

1 LED hiển th ị 7 đoạ (7-segment Display / 7SEG) n

LED hiển th 7 đo n là thiị ạ ết bị hi n thể ị ữ số ch và ký hiệu khác, có thể là m t sộ ố

chữ Latin, trong các thiết bị điện tử bằng các module ữ số ch hiển th (digit) có 7 ị thanh (hay 7 đoạn), có th kèm thêm d u chể ấ ấm (".") Các thanh này được điều khiển mức độ ện ánh sáng đhi ể tạo hình ra chữ số cần hiện

Hình 2.1 Một số ký tự LED 7SEG có thể biểu diễn (trong hệ HEX)

1.1 Cấu tạo

LED 7 đo n bao gạ ồm 7 đoạn đèn LED được xế ại v i nhau thành hình chp l ớ ữ

nhật Khi các đo n l p trình đạ ậ ể chiếu sáng thì sẽ ển thhi ị ữ số củch a h thậệ p phân

hoặc th p lậ ục phân Đôi khi có LED số 8 để ển ị dấhi th u th p phân khi có nhi u ậ ề hơn 1 LED 7 thanh được nối v i nhau đớ ể có thể ển thị ợc các số lớhi đư n hơn 2 chữ

số

Hình 2.2 Một số ký tự LED 7SEG có thể biểu diễn (trong hệ HEX)

Với các đoạn LED trong màn hình đều được nối với các chân kết nối để đưa ra ngoài Các chân này được gán các ký tự từ a đến g, chúng đại diện cho từng LED riêng lẻ Các chân được kết nối với nhau để có thể tạo thành một chân chung Chân Pin chung hiển thị thường được sử dụng để có thể xác định loại màn hình LED 7 thanh đó là loại nào Có 2 loại LED 7 thanh được sử dụng đó là Cathode chung (CC) và Anode chung (CA)

Hình 2.3 Sơ đồ mắc bên trong của LED 7SEG

• Cathode chung (CC): Trong màn hình Cathode chung thì tất cả các c c ự Cathode cả các đèn LED đư c nợ ối chung v i nhau v i mớ ớ ức logic “0” ho c nặ ối Mass (Ground) Các chân còn lại là chân Anode sẽ được nố ới v i tín hiệu logic mức cao (HIGHT) hay mức logic 1 thông qua 1 điện trở giới h n dòng đi n để ạ ệ

có thể đưa đi n áp vào phân cệ ự ở c Anode từ a đến G để có thể hiển th tùy ý.ị

• Anode chung (CA): Trong màn hình hiển thị Anode chung, tất cả các kết nối Anode của LED 7 thanh sẽ được nối v i nhau ớ ở mức logic “1”, các phân

đoạn LED riêng lẻ sẽ sáng bằng cách áp d ng cho nó mụ ột tín hiệu logic “0” hoặc mức thấp “LOW” thông qua một điện trở giới h n dòng đi n đ giúp phù h p ạ ệ ể ợ với các cực Cathode với các đoạn LED cụ thể từ a đến g

Nói chung là LED 7 thanh Anode chung thường phổ biến hơn vì các mạch điện thường sử dụng nối với nguồn chung Với một số lưu ý rằng LED 7 thanh Cathode chung thông thường các mạch đều nối cực dương chung và ngược lại vì thế nếu nối với dương nguồn của mạch thì LED 7 đoạn Cathode chung sẽ không thể phát sáng

Tùy thuộc vào các chữ số thập phân mà LED hiển thị LED sẽ nên được phân cực thuận Chẳng hạn, nếu hiển thị chữ số 0 thì chúng ta bắt buộc cần phải làm sáng 6 đoạn LED tương ứng đó là a, b, c, d, f Do đó, các con số khác nhau sẽ được thể hiện từ 0 – 9 trên màn hình

1.2 Cách sử dụ ng

Đối với LED 7 thanh để hiển thị chính xác các ký tự mong muốn thì chúng ta có một bảng chân lý để giúp chúng ta nắm bắt và hiển thị những con số, ký tự một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn

Hình 2.4 Bảng giá trị chân lý của LED 7SEG CA

Hình 2.5 Bảng giá trị chân lý của LED 7SEG CC

Hình 2.6 Mạch đếm từ 0 đến 9 sử dụng IC7447

2 IC 7447, IC 7490, IC 7400

2.1 IC 7447

IC74LS47 là loại IC gi i mã BCD sang led 7 đoả ạn M ch gi i mã BCD sang led ạ ả

7 đo n là mạ ạch gi i mã phức tả ạp vì mạch phải cho nhiều ngõ ra lên cao hoặc xuống thấp (tu vào loỳ ại đèn led là anod chung hay catod chung) đ làm các đèn cể ần thiết sáng nên các số hoặc ký tự IC 74LS47 là lo i IC tác đạ ộng ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và kh năng nh n dòng đả ậ ủ cao để thúc trực tiếp các đèn led 7 đo n ạ loại anode chung

Hình 2.7 Hình dạng và sơ đồ chân IC 7447 Chân 1: BCD B Input

Chân 2: BCD C Input

Chân 3: Lamp Test

Chân 4: RB Output

Chân 5: RB Input

Chân 6: BCD D Input

Chân 7: BCD A Input

Chân 8: GND

Chân 9: 7-Segment e Output Chân 10: 7-Segment d Output Chân 11: 7-Segment c Output Chân 12: 7-Segment b Output Chân 13: 7-Segment f Output Chân 14: 7-Segment g Output Chân 15: 7-Segment a Output Chân 16: Vcc

Ví dụ: giải mã 4 đường sang 10 đường, giải mã BCD sang thập phân…

Sơ đồ logic và bảng trạng thái

Hình 2.8 Báo cáo thực hành cơ sở Tìm : hiểu cấu tạo và nguyên tắc của các IC

2.2 IC 7490

Trong các mạch số ứng d ng, ng d ng đụ ứ ụ ếm chi m mế ột phần tương đ i lớn IC ố

7490 là IC đếm thường được dùng trong các m ch sạ ố ứng d ng đụ ếm 10 và trong các m ch chia tạ ần số

Cấu t o cạ ủa IC 7490 như hình sau:

Hình 2.9 Sơ đồ chân của IC 7490 Trong cấu tạo của IC 7490, ta thấy ó c thêm các ngõ vào Reset0 và Reset B9 ằng giá trị của IC 7490 theo các ngõ vào Reset như sau:

Khi dùng IC 7490, c 2 có ách n i mạch cho c ng chu kỳ đếố ù m 10, tức là tần số tín

hiệu ở õ ng ra sau cùng b ng 1/10 t n sằ ầ ố xung CK, nhưng d ng t n hi u ra khạ í ệ ác nhau

• Mạch đếm 2x5: nối ngõ ra QA với ngõ vào B, xung clock (CK) n i v i ngố ớ õ vào A

• Mạch đếm 5x2: nối ngõ ra QD vớ gõ vào A, xung clock (CK) n i v i ngi n ố ớ õ vào B

Bảng trạng thái đếm cho 2 dạng mạch đếm trên

Dạng sóng ngõ ra sau cùng trong 2 trường hợp trên

Theo như hình, ta th y d ng s ng ấ ạ ó ở các ng ra củõ a 2 m ch cạ ùng đếm 10 nhưng khác nhau:

• Kiểu đếm 2x5 cho tín hi u ra ệ ở QD không đối xứng

• Kiểu đếm 5x2 cho tín hi u ra ệ ở QA đối xứng

10

Sơ đồ nguyên lý mạch kiểm tra ho t độạ ng của IC 7490:

Hình 2.10 Sơ đồ nguyên mạch IC 7490 lý

( Báo cáo thực hành cơ sở: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc của các IC )

2.3 IC 7490

Tên đầy đủ là 74LS00 Quad 2-Input NAND Gate Đây là IC 4 cổng NAND 2 ngõ vào

Bảng trạng thái IC 7400:

Sơ đồ chân của IC 7400 và hình dạng thực tế:

Hình 2.11 Sơ đồ chân của IC 7400

a Chức năng các chân IC 74LS00

74LS00 là thiết bị 14 PIN Chip có sẵn trong các gói khác nhau và được lựa chọn tùy theo yêu cầu Mô tả cho mỗi pin được đưa ra bên dưới

CỔNG NAND 1

1 A1 -INPUT1 của GATE 1

2 B1-INPUT2 của GATE 1

3 Y1 -OUTPUT của GATE1

12

CỔNG NAND 2

4 A2 -INPUT1 của GATE 2

5 B2-INPUT2 của GATE 2

6 Y2 -OUTPUT của GATE2

CỔNG NAND 3

9 A3 -INPUT1 của GATE 3

10 B3-INPUT2 của GATE 3

8 Y3 -OUTPUT của GATE3

CỔNG NAND 4

12 A4 -INPUT1 của GATE 4

13 B4-INPUT2 của GATE 4

11 Y4 -OUTPUT của GATE4

CHÂN NGUỒN

7 GND - Kết nối với đất

14 VCC-Được kết nối với điện áp dương để cung cấp điện cho cả bốn cổng

b Tính năng và thông số kỹ thuậ của 74LS00 t

• Dải điện áp hoạt động: +4.75 đ n + 5.25Vế

• Điện áp cung c p tối đa: 7V ấ

• Dòng điện tối đa được phép rút qua m i đầỗ u ra c ng: 8mAổ

• Đầu ra TTL

• ESD tối đa: 3,5KV

• Thời gian tăng điển hình: 15ns

• Thời gian giảm điển hình: 15ns

• Nhiệt độ ho t động: 0°C đ n 75°C ạ ế

c Ứng dụng củ a 74 LS00

Có nhiều lý do sử dụng 74LS00 trong các mạch điện tử Dưới đây là một vài ví

dụ về nơi nó được sử dụng

74LS00 về cơ bản được sử dụng để thực hiện chức năng NAND IC có bốn cổng NAND trong đó Mỗi cổng có thể được sử dụng riêng biệt

Khi bạn muốn biến tần logic Cổng NAND trong chip này có thể được cấu hình lại để biến chúng thành cổng NOT Vì vậy, chúng ta có thể tạo 74ls00 thành chip bốn cổng NOT nếu cần thiết

Khi cần hoạt động NAND tốc độ cao Chip này có thời gian chuyển đổi ít cần cho các ứng dụng tốc độ cao Vì vậy 74LS00 có thể được sử dụng trong các hệ thống tần số cao

74LS00 là một trong những IC rẻ Nó rất phổ biến và luôn có sẵn ở nhiều nơi

• Logic mục đích chung

• Điện tử kỹ thuật số

• PC và máy tính xách tay

• Máy chủ

• ALU

• Kết n i mố ạng

• Hệ thống kỹ thuật số

III CÁC CỔ NG LOGIC THÔNG DỤNG

14

Hình 3.1 Các cổng logic cơ bản

1 Hoạt động

Cổng logic (logic gate) là mạch điện thực hiện một hàm Boole lý tưởng hóa Có nghĩa là, nó thực hiện một phép toán logic trên một hoặc nhiều logic đầu vào, và tạo ra một kết quả logic ra duy nhất, với thời gian thực hiện lý tưởng hóa là không

có trễ

Các cổng đơn giản nhất có số ngõ vào tối thiểu của phép toán (1 hoặc 2) đôi khi được hiểu là cổng logic cơ bản Đó là 8 cổng: cổng Đệm, cổng NOT (đảo), cổng

OR, cổng AND, cổng NOR, cổng NAND, cổng XOR, cổng XNOR Các cổng phức hợp thì nhiều ngõ hơn Gắn với cổng là bảng chân lý theo đạ ố i s Boole

Hình 3.2 Thực hiện các cổng logic cơ bản bằng cổng NAND

Tất cả các biểu thức logic đều có thể được xây dựng thông qua các cổng NOT, AND và OR Tuy nhiên, để thực hiện các biểu thức mà chỉ dùng một loại cổng NAND (hay cổng NOR), chúng ta sẽ biến đổi cổng NAND (hay cổng NOR) để thực hiện các cổng logic cơ bản AND, OR, NOT tương đương

2 Cấu tạo

Cổng logic được lập bằng sử dụng diode hoặc transistor làm công tắc điện tử

Hình 3.3 Cấu tạo của cổng logic OR tạo thành từ Diode và Transistor

16

3 Ứng dụng

Các ứng dụng của cổng logic chủ yếu được xác định dựa trên bảng trạng thái của chúng, tức là phương thức hoạt động của chúng Các cổng logic cơ bản được

sử dụng trong nhiều mạch điện như khóa nút nhấn, kích hoạt báo trộm bằng ánh sáng, bộ điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống tưới nước tự động, v.v

Ngoài ra, cổng logic cũng chính là các phần tử cấu thành nên các mạch tổ hợp chẳng hạn như mạch giải mã, mạch mã hóa, mạch đa hợp, mạch giải đa hợp,…

IV TÍN HIỆU SỐ

Tín hiệu số là tín hiệu được sử dụng để biểu diễn dữ liệu dưới dạng một chuỗi các giá trị rời rạc; tại bất kỳ thời điểm nào, nó chỉ có thể đảm nhận một trong số các giá trị hữu hạn

Tín hiệu nhị phân, còn được gọi là tín hiệu logic, là tín hiệu số có hai mức phân biệt

Các tín hiệu số đơn giản biểu thị thông tin trong các dải rời rạc của các mức tương tự Tất cả các cấp trong một dải các giá trị đại diện cho cùng một trạng thái thông tin Trong hầu hết các m ch kạ ỹ thuậ ốt s , tín hiệu có thể có hai giá trị có thể; đây được gọi là tín hiệu nhị phân hoặc tín hiệu logic Chúng được biểu thị bằng hai dải điện áp: một dải gần giá trị tham chiếu (thường được gọi là điện áp đất hoặc 0 volt) và giá trị kia gần điện áp cung cấp Các giá trị này tương ứng với hai giá trị

"0" và "1" (hoặc "sai" và "đúng") của miền Boolean, do đó tại bất kỳ thời điểm nào, tín hiệu nhị phân đại diện cho một chữ số nhị phân (bit) Do sự rời rạc này, những thay đổi tương đối nhỏ đối với các mức tín hiệu tương tự không rời khỏi đường bao rời rạc và kết quả là bị bỏ qua bởi mạch cảm biến trạng thái tín hiệu Kết quả là, tín hiệu số có khả năng ch ng nhiố ễu; nhiễu đi n tệ ử, miễn là nó không quá lớn, sẽ không ảnh hưởng đến các mạch kỹ thuật số, trong khi nhiễu luôn làm suy giảm hoạt động của tín hiệu tương tự ở một mức độ nào đó

Tín hiệu số có nhiều hơn hai trạng thái đôi khi được sử dụng; mạch sử dụng các tín hiệu như vậy được gọi là logic đa tr Ví dụ, cáị c tín hiệu có thể giả sử ba trạng thái có thể được gọi là logic ba giá trị

Trong tín hiệu số, đại lượng vật lý đại diện cho thông tin có thể là dòng điện hoặc điện áp thay đổi, cường độ, pha hoặc phân cực của trường quang hoặc điện

từ khác, áp suất âm, từ hóa của phương tiện lưu trữ từ tính, vân vân Tín hiệu số

được sử dụng trong tất cả các thiết bị điệ ử kỹ thuật s , đáng chú ý là thiết bị điện n t ố toán và truyền dữ liệu

Tín hiệu số nhận được có thể bị suy giảm do nhiễu và biến dạng mà không nhất thiết ảnh hưởng đến các số

V KẾT LUẬN

- Qua bài thực hành này, nhóm em đã biết cách sử dụng các linh kiện điện tử cơ bản, cách sắp xếp linh kiện, đến cách đi dây sao cho đẹp mà vẫn đúng quy tắc

- Do thời gian không nhiều, nên không thể tránh được những sai sót khi thiết kế mạch cũng như làm báo cáo, mong thầy chỉ bảo để nhóm em có thể hoàn thiện bài thực hành của mình

- Nhóm m xin chân thành cảm ơn thầy Tào Văn Cường đã tận tình giúp đỡ e chúng em trong quá trình học tập và thực hành Nhóm em xin kinh chúc thầy mạnh khoẻ và công tác tốt

18

TÀI LI ỆU THAM KH ẢO

- Một số ký LED 7SEG có th biểu tự ể diễ trong n ( hệ HEX) –

https://vi.wikipedia.org/wiki/

- Một số module LED 7SEG m 1 n 2 – gồ đế số

https://daiphongs.blogspot.com

- Sơ đồ mắc bên trong của LED 7SEG –

https:// www dientuvietnam.net/

- Bảng giá trị chân lý a LED 7SEG cỉ CA –

https ngocnganblog :// wordpress.com/2017/01/0 led 8/ -7-doan/

- Bảng giá trị chân lý a LED 7SEG cỉ CC –

https ngocnganblog :// wordpress.com/2017/01/0 led 8/ -7-doan/

- Mạch m từ 0 n đế đế 9 sử dụng IC7447 –

https :/thuthuat.com.vn/mach- dem -led-7- doan/

- Các cổng logic cơ bản – https ://vi.wikipedia org/ wiki/

- Thực hiện các cổng logic cơ bản ng ng bằ cổ NAND –

https dientuviet :// com/cac cong - -logic/

- Cấ tạ củ cổu o a ng logic OR tạo thành từ Diode và Transistor – https ://vi.wikipedia org/ wiki/

- Hình dạng và sơ đồ chân IC7447 – https://www.etechnog.com /

- Báo cáo thự hành c cơ sở: Tìm hiểu u cấ tạ và nguyên tắc o của các IC – tailieumienphi

- Sơ đồ chân của IC7490