Báo cáo bài 14 thực hành điện điện tử cơ bản

Đây là báo cáo thực hành bài 14, môn Thực hành điện điện tử cơ bản, trường Đại học công nghệ thông tin. UIT Bài 14. Thực hành mạch giải mã hiển thị LED 7 đoạn14.1 Mục tiêu Khảo sát mạch đếm và mạch giải mã. Thiết kế các mạch dùng IC đếm.14.2 Câu hỏi chuẩn bị1. Hãy cho biết mã BCD và hãy cho biết mã của 7 đoạn tương ứng với các số BCD ?

BÁO CÁO BÀI 14

Môn: Thực hành Điện – Điện tử cơ bản

Bài 14 Thực hành mạch giải mã hiển thị LED 7

đoạn

14.1 Mục tiêu

Khảo sát mạch đếm và mạch giải mã

Thiết kế các mạch dùng IC đếm

14.2 Câu hỏi chuẩn bị

1 Hãy cho biết mã BCD và hãy cho biết mã của 7 đoạn tương ứng với các số BCD ?

- Mã BCD (Binary Code Decimal):

Là số thập phân được biểu diễn dùng mã nhị phân Dùng 4 bit để biểu diễn các số

từ 0-9 Ví dụ:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

- Mã của 7 đoạn tương ứng với BCD:

+ Led 7 đoạn: Đây là lọai đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đọan a,

b, c, d, e, f, g, bên dưới mỗi đọan là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song song (đèn lớn) Qui ước các đọan cho bởi hình bên dưới

Khi một tổ hợp các đọan cháy sáng sẽ tạo được một con số thập phân từ 0 – 9 (số BCD) Mã của 7 đoạn tương ứng với BCD được mô tả như hình dưới đây:

Ngoài ra, led 7 đoạn cũng hiển thị được một số chữ cái và một số ký hiệu đặc biệt

2 Có bao nhiêu IC giải mã cho led 7 đoạn? Hãy nêu tên?

Hai IC thông dụng dùng để giải mã BCD sang led 7 đọan là:

- CD 4511 (loại CMOS, ngã ra tác động cao và có đệm)

- 7447 (loại TTL, ngã ra tác động thấp, cực thu để hở)

3 Có bao nhiêu led 7 đoạn? Hãy nêu tên?

Có hai loại đèn 7 đoạn:

- Loại catod chung, dùng cho mạch giải mã có ngã ra tác động cao

- Loại anod chung, dùng cho mạch giải mã có ngã ra tác động thấp

4 Hãy vẽ kí hiệu của led 7 đoạn làm cách nào để xác định led 7 đoạn loại gì?

- Kí hiệu led 7 đoạn:

- Cách xác định led 7 đoạn loại gì: 8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode (cực +)

hoặc Cathode (cực -) được nối chung với nhau vào một điểm và được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện:

+ Nếu là led 7 đoạn có Anode (cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0

+ Nếu là led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1

14.3 Nội dung

14.3.1 Khảo sát IC giải mã led 7 đoạn 74247

14.3.1.1 Khảo sát datasheet của IC giải mã 74247

Hãy khảo sát datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, các thông số của IC, sau đây là sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như Hình 14-1:

Hình 14-1 Sơ đồ chân IC 74LS247

Hình 14-2 Bảng trạng thái của IC 74247

Hãy cho biết IC giải mã 74247 là IC giải mã cho led 7 đoạn loại gì:

 Chân điều khiển LT có tác dụng gì?

- Chân LT (Lamp-test) (chân 3) có tác dụng thử đèn (đầu vào thử đèn)

 Chân điều khiển RBI và BI/RBO có tác dụng gì?

- Chân RBI (Ripple-Blanking Input) (chân 5) có tác dụng là ngõ vào xóa gợn song RBI

- Chân BI được dùng như ngã vào xóa BI (Blanking Input) Chân RBO có tác dụng là ngõ ra xóa gợn sóng RBO (Ripple Blanking Output)

 Chân cấp nguồn cho IC là số mấy?

- Chân cấp nguồn cho IC là chân 16

14.3.1.2 Sơ đồ chân IC 74247 trên bộ thí nghiệm

Có 1 IC 74247 gắn trên bộ thí nghiệm, sơ đồ kết nối với test board có các tên như Hình 14-3

IC mang số thứ tự là IC22 nằm trong board số 6, nguồn IC đã được cung cấp

Các ngõ vào nhận số BCD là DCBA chính là I3I2I1I0

IC giải mã led anode chung nên các ngõ ra tích cực mức thấp

Hình 14-3 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra của 2 IC 7490 14.3.1.3 Mạch đếm BCD hiển thị bằng led 7 đoạn

Kết nối mạch điện như Hình 14-4:

Hình 14-4 Mạch đếm BCD có giải mã hiển thị led 7 đoạn

Chú ý: Các ngõ ra của IC giải mã 74247 được nối với các ngõ vào led 7 đoạn loại anode chung chưa giải mã

Với các đầu ra tương ứng trên kit là: CP0 = CKA, CP1 = CKB, MR1 = R0(1), MR2 = R0(2), MS1 = R9(1), MS2 = R9(2)

giải thích ?

Hình 14-5 Hiển thị led 14.3.1.4 Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị bằng led 7 đoạn

Kết nối mạch điện như Hình 14-6:

Hình 14-6 Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 có giải mã hiển thị led 7 đoạn

Chú ý: các ngõ ra của IC đếm hàng đơn vị (IC1) được nối với các ngõ vào của IC đã giải mã kết nối trên board thí nghiệm

14.3.1.5 Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị bằng led 7 đoạn có xoá

số 0 vô nghĩa ở hàng chục

Kết nối mạch điện như Hình 14-7 Chú ý: các ngõ ra của IC đếm hàng đơn vị (IC1) được nối với các ngõ vào của IC đã giải mã kết nối sẳn trên board thí nghiệm

Hình 14-7 Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 có giải mã hiển thị led 7 đoạn

Hãy quan sát kết quả đếm xem có đúng với trình tự đếm như sau hay không: khi bắt đầu đếm thì ta nhấn nút reset led 7 đoạn hàng chục tắt, led 7 đoạn hàng đơn vị sáng Khi có xung clock thì giá trị đếm tăng cho đến khi giá trị hàng đơn vị bắt đầu chuyển trạng thái từ 9 về 0 và hàng chục bắt đầu sáng số 1 là đúng Quá trình đếm tiếp tục tăng cho đến khi bằng 99 thì tự động về lại 00

Ở chu kỳ tiếp theo để tiếp tục đếm và xoá số 0 vô nghĩa ở hàng chục thì ta phải nhấn nút reset

Nguyên lý xoá số 0 vô nghĩa hàng chục là: trong bảng trạng thái của IC giải mã nếu ngõ vào RBI = 0 và các trạng thái 4 ngõ vào

14.3.1.6 Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị led 7 đoạn và có nút nhấn điều khiển đếm/ ngừng đếm

Kết nối mạch điện như Hình 14-8:

Hình 14-8 Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 có giải mã hiển thị led 7 đoạn

Khi LED1 tắt tương ứng với ngõ ra Q ở mức 0  khóa cổng AND  xung CLK không qua được cổng AND nên mạch ngừng đếm

Khi LED1 sáng tương ứng với ngõ ra Q ở mức 1 mở cổng AND  xung CLK qua được cổng AND nên mạch đếm theo xung CLK

Để chuyển đổi trạng thái từ ngừng đếm sang đếm hoặc ngược lại ta nhấn nút MONO1 để kích flip-flop lật trạng thái

Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch

14.3.2 Khảo sát IC đếm nhị phân 4 bit 7493 14.3.2.1 Khảo sát datasheet của IC đếm nhị phân 4 bit 74LS93

Hãy xem lại datasheet của IC 74LS93 ở phần IC 7490

Hình 14-9 Sơ đồ IC 7493 trên board thí nghiệm 14.3.2.2 Mạch đếm nhị phân 4 bit sử dụng 74LS93

Hãy kết nối mạch như Hình 14-10:

Hình 14-10 Mạch đếm nhị phân 4 bit sử dụng IC 7493

Quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra để kiểm tra lại bảng trạng thái đếm và cho biết mạch đếm đúng hay sai

14.4 Tổng kết

Bài này giúp sinh viên thực hành với các led, hiển thị các mạch đếm

từ Bài trước

14.5 Câu hỏi ôn tập

1 So sánh sự khác nhau của 2 IC giải mã 4511 và 74LS247?

- IC 4511 và 74LS247 là IC giải mã 4 bit ra Led 7 đoạn, được

sử dụng rất phổ biến

- 2 IC này khác nhau ở chỗ: IC 4511 không chỉ đơn thuần giả

mã mà còn có chức năng chốt số liệu bên trong để lưu lại giá

Chức năng:

Dùng để thiết kế các mạch đếm

3 Thiết kế mạch đếm giây - đếm phút cho đồng hồ số?

- Mạch đếm giây:

- Mạch đếm phút:

4 Cho biết sự giống nhau và khác nhau giữa mạch chia và mạch đếm?

- Giống nhau:

Hoạt động của mạch đếm cũng tương tự như mạch chia (chia tần số)

Ví dụ: các mạch đếm 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 cũng là các mạch chia tần số

- Khác nhau:

+ Mạch đếm: dùng đếm nhiều giá trị, có ứng dụng nhiều + Mạch chia: dùng chia tần số, điện áp

5 Hãy cho biết IC 7492 có chức năng gì?

- IC 7492 là IC đếm, được dùng để tạo bộ đếm

Ví dụ: Bộ đếm mod 6 sử dụng IC7492: