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 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 14 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: Trang 2 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 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: Trang 3 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 - 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. Trang 4 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 + 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 Trang 5 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 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. Trang 6 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 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) • Hãy chuyển đổi các trạng thái của SW1, SW2, SW3 để kiểm tra các trạng thái có trong bảng trạng thái ở trên. • Khi mạch đang đếm ta nhấn Reset High thì mạch sẽ hoạt động như thế nào? Trang 7 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 • Khi thực hành mạch như Hình 14-4 nhưng nếu led 7 đoạn chỉ hiển thị các số 1, 3, 5, 7, 9 hoặc 0, 2, 4, 6, 8 thì mạch bị hiện tượng gì? • Nếu led 7 đoạn chỉ hiển thị các số như Hình 14-5 thì bị hiện tượng gì? 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. Trang 8 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 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: Trang 9 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 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. Trang 10 [...].. .Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản cáo Bài 14 Báo 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... 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: Trang 13 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản cáo Bài 14 Báo Trang 14 ... phút: Trang 12 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản cáo Bài 14 Báo 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... 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 trị đang hiển thị thông qua chân LE (chân số 5) khi bị đặt ở Trang 11 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản cáo. .. cáo Bài 14 Báo mức Logic H thì giá trị được hiển thị trên Led không thay đổi và khi LE được đặt giá trị Logic L thì giá trị hiển thị sẽ thay đổi theo Dữ liệu BCD ở lối vào IC 74LS 247 thì không có chức năng này 2 Tra cứu IC 4518 và cho biết chức của IC? IC 4518: 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: Trang 12 Báo cáo . đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như Hình 1 4- 1: Hình 1 4- 1 Sơ đồ chân IC 74LS247 Trang 5 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 Hình 1 4- 2 Bảng trạng thái của IC 74247 •. BÁO CÁO BÀI 14 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. 10 Báo cáo Thực hành điện điện tử cơ bản Báo cáo Bài 14 Hình 1 4- 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 1 4- 10: Hình 1 4- 10