Đang tải... (xem toàn văn)
hay
ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN: MÔN THIẾT KẾ MẠCH LOGIC VÀ ANALOG Các thành viên nhóm : 1) Nguyễn Khắc Bính 2) Nguyễn Kim Trọng 3) Nguyễn Văn Thêm 4) Đặng Văn Minh ĐỀ TÀI: BỘ ĐẾM SỐ BIT CÓ ĐẶT TRƯỚC SỐ ĐẾM Giáo viên hướng dẫn : Trần Thị Xuân Thái nguyên 11-2011 MỤC LỤC I I PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI……………………………………………… II PHÂN TÍCH THIÊT KẾ……………………………………………… 1.Các linh kiện sử dụng mạch………………………………………4 a)Mạch tạo xung sử dụng IC NE555……………………………… b)IC đếm mã nhị phân bít (74LS193)… ……………………… .7 c)IC so sánh 74LS85 11 d) Led đơn, tụ, điện trở…………………………………………… … 13 Sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động…………………………… 17 Sơ đồ mạch in sản phẩm hoàn thành……………………………….18 III KẾT LUẬN & HƯỚNG PHÁT TRIỂN……………………………… 18 IV TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………… ………….19 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay,với phát triển khoa học kỹ thuật,việc ứng dụng linh kiện bán dẫn phần làm giảm bớt giá thành sản phẩm linh kiện rời Ứng dụng môn học Thiết kế mạch logic analog nhằm giúp vận dụng tất kiến thức học môn kỹ thuật số để thiết kế mạch điện có ứng dụng cao thực tiễn.Để tạo mạch điện dùng IC số ,các trigơ … chúng giúp hoàn thành mạch điện đơn giản nhanh chóng Trên sở kiến thức học nhóm chúng em thực đề tài: “Thiết kế mạch đếm nhị phân bít có đặt trước số đếm” Nhóm sinh viên thực I.PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI Nói đến toán đếm nghĩ đến việc đếm xung IC số đếm sườn lên hay sườn xuống xung đầu vào cần đếm (Đếm đếm xung vuông) giá trị sườn lên hay sườn xuống xung đưa vào IC đếm nhờ IC đếm nhị phân bit 74LS193 hiển thị lên LED đơn đồng thời IC74LS85 so sánh gửi tín hiệu điều khiển IC74LS193 Mạch đếm nhị phân bít có đặt trước số đếm gồm khối chính: - Khối tạo xung đếm - Khối đếm mã nhị phân so sánh - Phần hiển thị II.PHÂN TÍCH THIẾT KẾ 1.Các linh kiện sử dụng mạch - IC tạo xung IC NE555 - IC đếm xung 74LS193 - IC so sánh 74LS85 - LED đơn - Điện trở tụ điện a.Mạch tạo xung sử dụng IC555 *IC555 -Hình dạng thực tế sơ đồ chân: + Chân 1(GND): nối GND + Chân 2(TRIGGER): Đây chân đầu vào thấp điện áp so sánh dùng chân chốt hay ngõ vào tần so áp + Chân 3(OUTPUT): Chân chân dùng để lấy tín hiệu logic Trạng thái tín hiệu xác định theo mức + Chân 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái Khi chân số nối mass ngõ mức thấp Còn chân nối vào mức áp cao trạng thái ngõ tùy theo mức áp chân 6.Nhưng mà mạch để tạo dao động thường hay nối chân lên VCC + Chân 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở cho nối GND + Chân 6(THRESHOLD) : chân đầu vào so sánh điện áp khác dùng chân chốt + Chân 7(DISCHAGER) : xem chân khóa điện tử chịu điều khiển tầng logic chân Khi chân mức áp thấp khóa đóng lại.ngược lại mở + Chân (Vcc): Cung cấp áp dịng cho IC hoạt động Nó cấp điện áp từ 2V >18V -Cấu tạo: Cấu tạo NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật transistor để xả điện Cấu tạo IC đơn giản hoạt động tốt Bên gồm điện trở mắ nối tiếp chia điện áp VCC thành phần Cấu tạo tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 Vcc nối vào chân dương OP-amp điện áp 2/3 Vcc nối vào chân OP-amp Khi điện áp chân nhỏ 1/3 Vcc, chân S=[1] FF kích Khi điện áp chân lớn 2/3 Vcc, chân R FF=[1] FF reset *Mạch tạo xung: Sử dụng IC555.Loại IC có tác dụng tạo xung vng điều chỉnh tần số đầu cách đơn giản Sơ đồ ghép nối đơn giản sau : Tần số đầu : F = 1/(Ln2.C.(R1 + 2R2)) ( Hz) b.IC đếm mã nhị phân bít (IC 74LS193) -Hình ảnh thực tế -Hình dạng sơ đồ chân: Bảng trạng thái -Chức chân + CPD(chân số 4): Chân đếm lùi xung đầu vào +CPU(chân số 5): Chân đếm tiến xung đầu vào +MR(chân số 14) :Chân đồng lối vào +PL(Chân số 11):Song song không đồng tải lối vào +P0 đến P3 (Chân 1,9,10,15): Chân đầu vào liệu +VCC(Chân 16):Chân cấp nguồn 5V +GND(Chân 8): Chân nối Mass +Q0 đến Q3(Chân 2,3,6,7): Các chân đầu đếm + TCU TCD(chân 12,13):là hai ngõ dùng để kết lối liên tầng IC74LS193 -Sơ đồ cấu hình chân logic: -Hoạt.động: Khối mạch thực hiện: SYNCHRONOUS COUNTER Vi mạch TTL 74LS193 đếm đồng thuận/nghịch bít, với ngõ vào liệu cho phép nhập giá trị bắt đầu đếm (nội dung đếm) + CLEAR: ngõ vào xóa đếm 0000 + LOAD: ngõ vào cho phép nhập liệu vào đếm + A, B, C, D: ngõ vào liệu + COUNT UP: ngõ vào nhận xung cho phép đếm lên, kích khởi sườn lên + COUNT DOWN: ngõ vào nhận xung cho phép đếm xuống, kích khởi sườn lên + QA, QB, QC, QD : ngõ đếm + CARRY BORROW : ngõ cho phép người thiết kế ghép nối tầng nhiều vi mạch 74LS193 với để thực mạch đếm với số lượng lớn Chẳng hạn: vi mạch 74LS193 thực đếm bít tương ứng 16 (= 24) trạng thái phân biệt, ghép nối tầng vi mạch đếm bít 74LS193 cách sử dụng ngõ CARRY BORROW thực mạch đếm bít với số lượng trạng thái đếm 16x16 = 256 (= 28 thái) trạng phân biệt, tất nhiên thực đếm lên đếm xuống (CARRY cho đếm lên BORROW cho đếm xuống) - Hoạt động đếm lên: + Cấp nguồn cho mạch + Xóa đếm khơng + Dùng máy phát sóng cấp tín hiệu xung vng có tần số Hz vào ngõ vào UP đếm quan sát hoạt động đếm lên vi mạch (nội dung đếm thay đổi từ 0000 1111) Quan sát trạng thái ngõ CARRY BORROW 10 + Khi đến lên từ 0000 đến 1111 ngỏ CARRY nháy đèn báo hiệu đếm xong + Khi đến xuống từ 1111 đến 0000 ngõ BORROW nháy đèn báo hiệu đếm xong + Tăng tần số ngõ vào xung đếm máy phát sóng sẻ tăng tốc độ đếm - Hoạt động đếm xuống: Khảo sát hoạt động đếm xuống hoàn toàn tương tự phần a cách cấp nguồn xung clock tần số Hz từ máy phát sóng vào ngõ vào DOWN vi mạch *Với ngõ vào UP để trống - Nhập liệu vào đếm: Sử dụng ngõ vào LOAD công tắc A, B, C, D khối INPUT SIGNALS để nhập liệu ban đầu cho đếm (nội dung ban đầu đếm) + Đưa ngõ vào LOAD xuống mức sử dụng công tắc A, B, C, D để nhập liệu ban đầu 0011 cho đếm (D=0, C=0, B=1, A=1) Trạng thái ngõ đếm QD, QC, QB, QA lúc 0011 + Vẫn giữ ngõ vào LOAD mức ‘0’, cấp xung clock tần số Hz vào ngõ vào UP, nội dung đếm không thay đổi theo xung clock + Đưa ngõ vào LOAD lên mức ‘1’ để chuyển sang hoạt động đếm Lúc mạch thực đếm lên giá trị 0011 (3 thập phân) + Trong đếm CLEAR dừng đếm LOAD dừng đếm c.IC so sánh 74LS85 -Hình ảnh thực tế 11 -Chức chân Chân 10,12,13,15 bít vào số thứ Chân 9,11,14,1 bít vào số thứ Chân 2,3,4 dùng để ghép tầng so sánh nhiều bít Chân 5,6,7 ngõ Chân chân nối mass Chân 16 chân nguồn -Cơ sở lý thuyết *Nguyên tắc so sánh số bit Xét số nhị phân bit: A=a3a2a1a0; B=b3b2b1b0 -Bước 1: So sánh a3 & b3: Nếu: +) a3