dem chan,le

Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay công nghệ khoa học kĩ thuật rất phát triển, khoa học kỹ thuật đã được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống. Đặc biệt là công nghệ điện tử (kỹ thuật xung - số) đã và đang được ứng dụng nhiều vào trong công nghiệp và đời sống.trong các nhà máy xí nghiệp có các mạch đếm sản phẩm,mạch thời gian,mạch hiển thị,các máy chấm công … sử dụng công nghệ kỹ thuật số. Sau một thời gian học tập và tìm hiểu tài liệu về đồ án 2, chúng em đã quyết định chọn đề tài: Thiết kế bộ đếm từ 00-99 có hiển thị led 7 đoạn, có 2 chế độ: - Chế độ đếm chẵn 00, 02, 04, … - Chế độ đếm số lẻ 01, 03, 05, … Với đề tài này chúng em sử dụng các IC số để làm thành môt mạch đếm gồm 2 chế độ như trên. Đồng thời mạch cũng có 2 chế độ nữa là đếm thuận hoặc đếm nghịch. Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế mà bài tập còn thiếu xót, chúng em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của thầy cô giáo và các bạn đọc. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện tử và đặc biệt thày giáo Nguyễn Ngọc Anh, người hướng dẫn đề tài này, đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài! Hà Nội, ngày 24/02/2011 Sinh viên thực hiện: Đỗ Tiến Đạt Nguyễn Đức Hạnh Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -1- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử I. Các linh kiện số sử dụng trong mạch: 1. IC 555 : Là IC tạo dao động tần số cấp xung nhịp cho IC 74190 đếm. Sơ đồ khối 555:  Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân chung. Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -2- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử  Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc.  Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng thái của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1. 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần bằng Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V) .  Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này lên VCC.  Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND. Chân này có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn được ổn định.  Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt.  Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều khiển bỡi tầng logic của chân 3 .Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .  Chân số 8 (Vcc): Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động. Không có chân này coi như IC chết. Nó được cấp điện áp từ 2V >18V Mạch tạo xung: OUT 3 RST 4 VCC 8 GND 1 CV 5 TRG 2 THR 6 DSCHG 7 U1 NE555 0.1u C1 C 22u R2 50K 1K R1 CLK VCC Tần số dao động của mạch đuợc tính theo công thức: Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -3- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử CRR T f )2(69,0 11 21 + == 2. IC 74190: Là loại IC tích hợp bộ đếm thập phân đồng bộ, đầu ra song song. Nó có chức năng đếm thuận hoặc nghịch. Đặc biệt có thể đặt truớc giá trị đếm với chân điều khiển nạp giá trị. Sơ đồ chân 74190 Chức năng các chân:  Chân cấp nguồn: 16 (Vcc) và 8 (GND)  Nhóm chân dữ liệu nạp đầu vào: A (15), B (1), C (10), D (9)  Nhóm chân dữ liệu đầu ra: Qa (3), Qb (2), Qc (6), Qd (7).  Chân cấp xung Clock CLK 14  Chân chọn chế độ đếm thuận nghịch: D/U: 5  Chân cho phép đếm Enable 4  Chân nạp giá trị Load: 11  Chân xung đếm ra RCO: 13 Bảng trạng thái các chân chức năng đặc biệt: Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -4- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử Sơ đồ mạch tương đương bên trong IC 74190 Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -5- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử Giản đồ xung của 74190: Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -6- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử 3. IC giải mã 7447: Là IC có chức năng giả mã từ mã nhị phân BCD ra mã led 7 đoạn loại A chung. Như vậy đầu vào có 4 bit và đầu ra có 7 bit, đều là dạng song song. Sơ đồ chân 7447 Chức năng các chân như sau:  A0-A3: chân đầu vào mã BCD với trọng số bit tăng dần từ A0-A3  RBI: Ripple Blanking Input  RBO: Ripple Blanking Output  LT: Lamp Test  a-f: Đầu ra của mã 7 đoạn Bảng chân lý: BCD ĐẦU VÀO TÍN HIỆU ĐẦU RA LED A B C D a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 4 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 6 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 9 Để IC hoạt động ta kết nối chân 16 (Vcc) với nguồn 5 V, chân số 8 với đất. Ngỏ vào có 4 chân là 7,1,2,6 tương ứng với A,B,C,D trong đó mức ý nghĩa giảm dần từ D đến A. Kết nối các đầu ra của IC 7490 với các đầu vào A,B,C,D của IC 7447 để IC chuyển đổi mã BCD đếm được thành số nhị phân để hiển thị led. Các chân LT, BI/RBO, RBI không cần kết nối. 4. IC 7476: Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -7- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử Sơ đồ chân 7476 Là IC chứa 2 Flip-flop loại JK như hình vẽ. Với mỗi J-K Flip-flop này có thêm 2 chân Preset và Clear, dùng để đặt hặc xóa mức đầu ra. Ta có bảng trạng thái như sau: Bảng trạng thái của JK FF Như vậy phương trình của JK FF như sau: Chức năng của 2 JK FF trong mạch là để dùng làm mạch lật, với 2 đầu vào. Do đó mỗi khi có xung vào chân Clock (tương ứng với mỗi lần nhấn nút bấm) đầu ra Q sẽ lật sang trạng thái đối lập mới. 5. Led 7 đoạn: Có chức năng dùng để hiển thị số đếm. Ở đây ta dùng loại Anode chung, do đó chân cấp nguồn ta nối với Vcc còn các chân a-f nối với các đầu ra tương ứng với các chân dầu ra của Ic giải mã 7447. Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -8- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử Led 7 đoạn II. Mạch sau khi thiết kế: CLK2 CLK2 OUT 3 RST 4 VCC 8 GND 1 CV 5 TRG 2 THR 6 DSCHG 7 U1 NE555 C6 C D0 7 D1 1 D2 2 D3 6 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 F 15 G 14 U5 7447 C5 C R2 RESISTOR VAR Q0 3 Q1 2 Q2 6 Q3 7 RCLKO 13 TC 12 P0 15 P1 1 P2 10 P3 9 CLKIN 14 PL 11 U/D 5 CE 4 U3 74LS190 Q0 3 Q1 2 Q2 6 Q3 7 RCLKO 13 TC 12 P0 15 P1 1 P2 10 P3 9 CLKIN 14 PL 11 U/D 5 CE 4 U2 74LS190 D0 7 D1 1 D2 2 D3 6 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 F 15 G 14 U4 7447 5V 5V Mode Reload Reload CLK U/D U/D VCC VCC f 9 g 10 e 1 d 2 A 3 c 4 DP 5 b 6 a 7 A 8 DS2 Dpy Blue-CA f 9 g 10 e 1 d 2 A 3 c 4 DP 5 b 6 a 7 A 8 DS1 Dpy Blue-CA S1 SW-PB S2 SW-PB VCC VCC GND GND 100 R3 100 R5 1K R1 1 2 P1 Header 2 GND VCC VCC VCC CLK GND GND 100 R7 D1 1000uF C1 104 C2 VCC 1 1 2 2 3 3 7805 U 7805 100 R8 100 R9 7 J 9 CLK 6 K 12 8 Q 11 Q 10 S R U6B MC54HC76J 2 J 4 CLK 1 K 16 3 Q 15 Q 14 S R U6A MC54HC76J Mode U/D Reload Sơ đồ mạch nguyên lý Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -9- Báo cáo Đồ án 2 *** Khoa Điện tử 1. Khối lọc nguồn: 1 2 P1 Header 2 GND VCC 100 R7 D1 1000uF C1 104 C2 1 1 2 2 3 3 7805 U 7805 Tác dụng của khối này là để tạo điện áp chuẩn 5V dùng IC ổn áp 7805 và tụ để lọc nhiễu nguồn, do đó giảm ảnh hưởng của nhiễu đến mạch. 2. Khối phát xung: OUT 3 RST 4 VCC 8 GND 1 CV 5 TRG 2 THR 6 DSCHG 7 U1 NE555 C6 C C5 C R2 RESISTOR VAR 1K R1 CLK VCC Có chức năng tạo ra xung vuông để đưa vào chân CLK của IC đếm. Tần số dao động của mạch đuợc tính theo công thức: CRR T f )2(69,0 11 21 + == 3. Khối đếm và hiển thị: CLK2 CLK2 D0 7 D1 1 D2 2 D3 6 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 F 15 G 14 U5 7447 Q0 3 Q1 2 Q2 6 Q3 7 RCLKO 13 TC 12 P0 15 P1 1 P2 10 P3 9 CLKIN 14 PL 11 U/D 5 CE 4 U3 74LS190 Q0 3 Q1 2 Q2 6 Q3 7 RCLKO 13 TC 12 P0 15 P1 1 P2 10 P3 9 CLKIN 14 PL 11 U/D 5 CE 4 U2 74LS190 D0 7 D1 1 D2 2 D3 6 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 F 15 G 14 U4 7447 5V 5V Mode Reload Reload CLK U/D U/D f 9 g 10 e 1 d 2 A 3 c 4 DP 5 b 6 a 7 A 8 DS2 Dpy Blue-CA f 9 g 10 e 1 d 2 A 3 c 4 DP 5 b 6 a 7 A 8 DS1 Dpy Blue-CA VCC VCC GND GND 100 R8 100 R9 Mạch đếm chẵn lẻ 00-99 -10-