ây là báo cáo thực hành bài 12, môn Thực hành điện điện tử cơ bản, trường Đại học công nghệ thông tin. UITBài 12. Mạch đếm Johnson – Mạch đếm vòng12.1 Mục tiêuKhảo sát mạch đếm Johnson, mạch đếm vòng.Ứng dụng mạch đếm để chia tần số tín hiệu, tạo tín hiệu lệch pha, điều khiển đèn giao thông…
BÁO CÁO BÀI 12 Môn: Thực hành Điện – Điện tử cơ bản ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Bài 12. Mạch đếm Johnson – Mạch đếm vòng 12.1 Mục tiêu Khảo sát mạch đếm Johnson, mạch đếm vòng. Ứng dụng mạch đếm để chia tần số tín hiệu, tạo tín hiệu lệch pha, điều khiển đèn giao thông… 12.2 Câu hỏi chuẩn bị 1. Mạch đếm Johnson là gì? Nêu sơ đồ mạch? - Mạch đếm Johnson là mạch có một chu kỳ đếm mặc nhiên mà không cần đặt trước và nếu có đặt trước, mạch sẽ cho các chu kỳ khác nhau tùy vào tổ hợp đặt trước đó. - Sơ đồ mạch: 2. Mạch đếm vòng hoạt động như thế nào? - Mạch đếm vòng có cấu trúc cơ bản là thanh ghi dịch với ngõ ra tầng sau cùng được đưa về ngõ vào tầng đầu. Hình dưới là mạch đếm vòng 4 bit dùng FF D. - Giả sử ban đầu chỉ cho D0 = 1, các ngõ vào tầng FF khác là 0. Bây giờ cấp xung ck đồng bộ khi ck lên cao, dữ liệu 1000 được dịch sang phải 1 tầng do đó Q0 = 1, các ngõ ra khác là 0. Tiếp tục cho ck xuống thấp lần nữa, Q1 sẽ lên 1, các ngõ ra Trang 2 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 khác là 0. Như vậy sau 4 nhịp xung ck thì Q3 lên 1 và đưa về làm D0 = 1. mạch đã thực hiện xong 1 chu trình. 3. Nêu một số ứng dụng của mạch đếm trong thực tế cuộc sống? - Đếm nhiều hàng hay chia tần số liên tiếp - Đếm sự kiện - Máy đếm tần - Đồng hồ số 12.3 Nội dung 12.3.1 Khảo sát IC 1047 12.3.1.1 Khảo sát datasheet của IC 4017 Tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC: Trang 3 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 12.3.1.2 Sơ đồ chân IC 4017 trên bộ thí nghiệm IC 4017 gắn trên bộ thí nghiệm ở board số 2, có sơ đồ kết nối với test board có các tên như Hình 12-2, nguồn IC đã được cung cấp. 12.3.1.3 Kiểm tra IC 4017 Hãy kết nối mạch như Hình 12-3: Trang 4 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Chú ý: trong sơ đồ kí hiệu và sơ đồ mạch thí nghiệm các chân có các tên khác nhau nhưng chúng có cùng chức năng. Ví dụ chân “CE:Clock Enable” thì có tên ngắn gọn là “ENA” (enable), “TC: Terminal Count” cũng chính là “CO: Carry Out” cho biết kết thúc 1 chu kỳ đếm để kích xung cho hàng kế – tức IC kế, “MR: Master reset” thì tương tự “RST: reset”. Chuyển đổi các ngõ vào SW1(ENA), SW2(RES) và CLK để kiểm tra các trạng thái thứ 2, thứ 3, thứ 4 và thứ 7 trong bảng trạng thái, các trạng thái còn lại không cần kiểm tra. Nếu hoạt động đúng thì IC còn tốt, nếu không đúng thì kiểm tra lại và thay bằng IC khác. 12.3.2 Mạch đếm 12.3.2.1 Mạch đếm 2 Kết nối mạch điện như Hình 12-4: Có thể giữ nguyên hình 3 nhưng chỉ cần quan tâm đến LED0, LED1. Trang 5 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Quan sát tín hiệu vào/ra và điền vào Bảng 12-2: Bảng 12-2: Cl k Q 1 Q 0 0 0 0 1 0 1 2 1 0 Dựa và bảng trạng thái hãy vẽ dạng sóng ngõ vào CLK và dạng sóng ngõ ra [chú ý: ghi tên cho từng dạng sóng]. Trang 6 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 12.3.2.2 Mạch đếm 3 Kết nối mạch như Hình 12-6: Quan sát tín hiệu vào/ra và điền vào Bảng 12-3: Bảng 12-3: Cl k Q 0 Q 1 Q 2 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 Dựa vào bảng trạng thái hãy vẽ dạng sóng ngõ vào CLK và dạng sóng ngõ ra Trang 7 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Muốn kết nối mạch đếm 4 thì thay đổi như thế nào? Nối chân RES vào Q4 Muốn kết nối mạch đếm 5 thì thay đổi như thế nào? Nối chân RES vào Q5 Muốn kết nối mạch đếm 6 thì thay đổi như thế nào? Nối chân RES vào Q6 Muốn kết nối mạch đếm 7 thì thay đổi như thế nào? Nối chân RES vào Q7 Muốn kết nối mạch đếm 8 thì thay đổi như thế nào? Nối chân RES vào Q8 Muốn kết nối mạch đếm 9 thì thay đổi như thế nào? Nối chân RES vào Q9 Chú ý: các mạch đếm ở trên cũng chính là các mạch chia tần số. 12.3.3 Mạch đếm rồi dừng lại 12.3.3.1 Mạch đếm từ 1 đến 5 rồi dừng lại Kết nối mạch như Hình 12-8: Trang 8 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Nhấn nút RST-H và quan sát trạng thái vào ra và điền vào Bảng 12-4: Bảng 12-4 Clk Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 2 0 1 0 0 0 3 0 0 1 0 0 4 0 0 0 1 0 5 0 0 0 0 1 12.3.4 Mạch ứng dụng 12.3.4.1 Mạch tạo tín hiệu lệch pha 180 độ Kết nối mạch như Hình 12-9: Trang 9 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Quan sát tín hiệu vào và ra rồi điền vào bảng trạng thái Bảng 12-5: Bảng 12-5 Clk Led8 Led9 Led10 0 Tắt Tắt Tắt 1 Sáng Tắt Sáng 2 Tắt Tắt Sáng 3 Tắt Sáng Sáng 4 Tắt Sáng Tắt 5 Sáng Sáng Tắt 6 Sáng Tắt Tắt 7 Tắt Tắt Tắt Dựa vào bảng trạng thái hãy vẽ dạng sóng vào ra, chú ý vẽ đầy đủ 1 chu kỳ Trang 10 [...].. .Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 12.3.4.2 Mạch đèn điều khiển đèn giao thông Hãy kết nối mạch theo sơ đồ Hình 12- 11, chú ý sử dụng các led xanh vàng đỏ Hãy cho biết 1 chu kỳ hoạt động 12 clk Trang 11 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Quan sát các đèn và điền vào Bảng 12- 6, sau đó vẽ các dạng sóng vào clk và các đèn Bảng 12- 6 Clk 0 1 2 3 4 5... clk Cho xung clk có tần số 1Hz 5 Thiết kế mạch đèn quảng cáo có 8 Led hiển thị với 4 chương trình như sau: Trang 15 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 a Điểm sáng chạy từ trái sang phải b Điểm sáng chạy từ phải sang trái c Hai điểm sáng chạy song - song vào từ hai hướng Trang 16 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 d Hai điểm sáng chạy song - song từ chính giữa ra ngoài,... mạch thì phải thay đổi xung clock 12. 3.4.3 Mạch sáng hết rồi tắt dần Hãy kết nối mạch theo Hình 12- 13 Vẽ dạng sóng các ngõ vào ra và cho biết chu kỳ làm việc của mạch, chức năng của mạch Trang 13 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 12.4 Tổng kết Bài này thực hiện khảo sát IC đếm 1047 và ứng dụng thực hành các mạch đếm số thập phân rồi dừng lại Tiếp đó là thực hiện các mạch ứng dụng như... Sáng Tắt Tắt Đỏ 2 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Sáng Sáng Hình 12- 12 Dạng sóng vào ra mạch đèn giao thông • Hãy cho biết đèn xanh, vàng và đỏ sáng bao nhiêu xung ck? Xanh: 4 Trang 12 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Vàng: 1 Đỏ: 5 • Nếu muốn thay đổi thời gian làm việc của mạch thì phải thực hiện như thế nào? Nếu muốn điều khiển bóng đèn công suất lớn sử dụng nguồn... Q0,Q1,Q2,Q4,Q5 = 0 thì LED9 sáng, LED10 và LED8 tắt Q4 = 1 và Q0,Q1,Q2,Q3,Q5 = 0 thì LED9 sáng, LED8 sáng, LED10 tắt Q5 = 1 và Q0,Q1,Q2,Q3,Q4 = 0 thì LED8 sáng, LED9 và LED10 tắt Trang 14 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 2 Hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển đèn giao thông - Do đèn XANH1 = ((Q0 + Q1) + Q2) + Q3 nên khi một trong các Q0, Q1, Q2, Q3 bằng 1 thì đèn XANH1 sẽ sáng... lại Tiếp đó là thực hiện các mạch ứng dụng như mạch tạo tín hiệu lệch pha 180 độ, mạch đèn điều khiển giao thông, mạch điều khiển led sáng dần rồi tắt hết để ứng dụng cho các mạch led chạy chữ quảng cáo 12. 5 Câu hỏi ôn tập 1 Hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch tạo 3 tín hiệu lệnh pha 180 độ - Q0 = 1 và Q1, Q2,Q3,Q4,Q5 = 0 thì LED10 và LED8 sáng LED9 tắt Q1 = 1 và Q0,Q2,Q3,Q4,Q5 = 0 thì LED10 . độ Kết nối mạch như Hình 1 2- 9: Trang 9 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Quan sát tín hiệu vào và ra rồi điền vào bảng trạng thái Bảng 1 2- 5: Bảng 1 2- 5 Clk Led8 Led9 Led10 0. BÁO CÁO BÀI 12 Môn: Thực hành Điện – Điện tử cơ bản ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ. điện như Hình 1 2- 4: Có thể giữ nguyên hình 3 nhưng chỉ cần quan tâm đến LED0, LED1. Trang 5 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 12 Quan sát tín hiệu vào/ra và điền vào Bảng 1 2- 2: Bảng