BÀI TẬP LỚN Môn Điện tử số Đề bài:Mạch đồng hồ điện tử,hiển thị giờ, phút, giây và chỉnh giờ, phút, giây

BÀI TẬP LỚN Môn Điện tử số Đề bài:Mạch đồng hồ điện tử,hiển thị giờ, phút, giây và chỉnh giờ, phút, giây BÀI TẬP LỚN Môn Điện tử số Đề bài:Mạch đồng hồ điện tử,hiển thị giờ, phút, giây và chỉnh giờ, phút, giây BÀI TẬP LỚN Môn Điện tử số Đề bài:Mạch đồng hồ điện tử,hiển thị giờ, phút, giây và chỉnh giờ, phút, giây

BÀI TẬP LỚN Môn: Điện tử số Thành viên: 1.Đào Trọng Hoàng

2.Nguyễn Xuân Trường

3.Đặng Giang Biên

4.Vũ Thị Thu

Đề bài: Mạch đồng hồ điện tử,hiển thị giờ, phút, giây và chỉnh giờ, phút, giây Bài làm

Bước 1: Phân tích bài toán:

Mạch gồm 3 phần: 1 Bộ tạo xung vuông 1Hz

2 Bộ đếm

3 Bộ giải mã và hiển thị

1 Bộ tạo xung:

Để tạo xung vuông đều 1 Hz ta dùng IC555

2 Bộ đếm

2-1 Đếm giây: đếm từ 00 đến 59

Khi hàng đơn thực hiện xong 1 vòng đếm từ 0 đến 9 thì hàng chục nhảy một đơn

vị Khi hàng chục đếm đến 5 và hàng đơn vị đếm đến 9 thì đồng thời cả hàng chục

và đơn vị cùng khởi động lại

2-2 Đếm phút

Tương tự bộ đếm giây, bộ đếm phút cũng thực hiện đếm từ 00 đến 60

2-3 Đếm giờ

Đếm từ 00 đến 23

Khi hàng đơn thực hiện xong 1 vòng đếm từ 0 đến 9 thì hàng chục nhảy một đơn

vị Khi hàng chục đếm đến 2, hàng đơn vị đếm đến 3 thì cả hàng chục và hàng đơn

vị đều reset về 0

3.Bộ giải mã và hiển thị

Chuyển từ mã BCD sang thập phân sau đó dùng led 7 đoạn để hiển thị

Bước 2:Nguyên lý hoạt động

Sơ đồ khối:

Khối tạo xung Khối đếm Khối giải m ã và hiển thị

1.Bộ tạo xung: để tạo xung vuông đều tần số 1Hz ta sử dụng IC 555,

Hiển thị led 7 đoạn

Khối tạo

xung dùng

IC555

Mạch đếm giây dùng IC74LS90

Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47

Mạch đếm phút dùng

đoạn

Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47

Hiển thị led 7 đoạn

Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47

Mạch đếm giờ dùng IC74LS90

THRES CONT TRIG

RESET OUT DISC

Out:1

Nguyên lý hoạt động:

Khi mới cấp nguốn Vcc, tụ chưa kịp nạp nên Uc =0:

Do đó điện áp ra của bộ so sánh (1) R = 0,điện áp ra của bộ so sánh (2) S = 1

=> Q = 1, Q 0 và T cấm

=>tụ nạp điện qua R1 ,R2 với hằng số thời gian là: tnạp = ( R1 R2).C

=>thời gian nạp là Tn=0.7(R1 +R2)C

Khi điện áp trên Vc tăng > 2/3Vcc, thì:

Điện áp của bộ so sánh (1) R = 1, điện áp của bộ so sánh (2 ) S = 0

=> Q = 0, Q 1 và T thông.

Tụ C phóng điện từ cực dương của tụ qua R2 ,qua T xuống đất đến cực âm của C

Tụ phóng với hằng số thời gian là: t ph = R C2 =>thời gian phóng là Tph=0.7R2C

Khi Vc < 1/3Vcc: R = 0, S = 1: => Q = 1, Q 0

Khi Q 0 nên T bị cấm, tụ C lại được nạp điện Như vậy, mạch trở lại trạng thái ban đầu và tụ lại nạp điện trở lại Hiện tượng này diễn ra liên tục và tuần hoàn với chu kì của xung đầu ra là: T=Tn+Tph=0.7(R1 +2R2)C

Như vậy ta cần chọn R1=10k,R2=2.2k,C=100µF để được tần số 1Hz

2.Bộ đếm: sử dụng IC 7490

IC 7490 gồm 2 bộ chia là chia 2 và chia 5:

- Bộ chia 2 do Input A điều khiển đầu ra Q A

- Bộ chia 5 do Input B điều khiển đầu ra Q B, Q C, Q D

Đầu vào A, B tích cực ở sườn âm

Để tạo thành bộ đếm 10 ta nối đầu ra Q A vào chân B để tạo xung kích cho bộ đếm 5

A

Q , Q B, Q C, Q D là các đầu ra

Xung kích được tạo ra từ mạch tạo xung và xung này được đưa tới chân CKA của

IC 74LS90 đếm giây Ngõ ra của IC7490 ở các chân Q A, Q B, Q C, Q D được đưa đến ngõ vào của IC giải mã 74LS47

Đối với hai IC đếm giây (IC1 và IC2): Ta nối chân Qa vào chân CKB của IC1 để thành bộ đếm 10,xung CLK từ bộ tạo xung được cấp cho IC1 qua đầu vào CKA, IC1 này đếm giá trị của 9 xung ( led hiển thị số 9), sau khi đếm hết giá trị của 9 xung thì cấp cho IC 2 một xung đếm Khi đó, IC1 đếm về 0 và IC2 đếm lên

1, ta sẽ có số 10 Sau đó IC1 tiếp tục đếm từ 0 đến 9 và tiếp tục cấp xung cho IC2 tăng lên 2, 3,… Khi IC1 đếm đếm 9 và IC2 đếm đến 5 chuyển sang 6 thì khi đó 2 bit C ,B của IC2 sẽ ở mức 1 và ta sẽ cho 2 đầu ra này vào 2 chân MR1,MR2 của 2

IC 7490 để reset cả hai IC trở về 0 Đồng thời đầu ra Qc của IC2 này được nối với chân CKA của IC đếm phút.Khi Qc đang ở trạng thái 1 khi đếm số 5 sẽ reset về 0,như vậy xung này sẽ kích vào đầu vào CKA của IC3 để đếm 1 đơn vị tương ứng với 1 phút

Đối với IC đếm phút (IC3 và IC4): Khi IC3 nhận được xung từ nó lại đếm giống như IC1 đếm giây , tương tự IC4 giống IC 2.Như vậy 2 IC 3 và 4 sẽ đếm đến

giá trị 59 Vì lấy xung từ IC đếm giây nên khi mạch đếm giây đếm đến 59 thì mạch đếm phút mới nhận được một xung Khi cả IC đếm giây và đếm phút đều đếm đến giá trị 59 thì tất cả 4 IC cũng được reset về 0, đồng thời IC4 đếm phút cấp cho IC5

là IC đếm giờ một xung

Đối với IC đếm giờ (IC5 và IC6): Khi IC5 nhận được một xung thì nó cũng bắt đầu đếm lên Khi IC5 đếm đến 9 thì cấp xung cho IC6 đếm, khi hai IC đếm giờ đếm đến 23 và tại thời điểm sang 24 là lúc cả hai IC được reset Vì số nhị phân tương ứng của 2 là DCBA = 0010, của 4 là DCBA = 0100 nên ngõ ra B của IC đếm giờ ( đếm hàng chục) và ngõ ra C của IC đếm giờ (đếm hàng đơn vị) được đưa vào 2 chân MR1,MR2 của 2 IC đếm giờ để thực hiện reset về 0.Như vậy khi mạch đang ở trạng thái 23:59:59, nếu nhận thêm 1 xung CLK từ bộ tạo xung thì ta

có trạng thái tiếp theo sẽ là 00:00:00

Ta có mạch điện kết quả như sau:

3.Bộ gải mã và hiển thị:Dùng IC7447 để gải mã sau đó dung led 7 đoạn để hiển

thị

IC 74LS47 là IC tác động mức thấp nên các ngõ ra mức 1 là tắt, mức 0 là sáng, tương ứng với các thanh a, b, c, d, e, f, g của led 7 đoạn loại anode chung, trạng thái ngõ ra cũng tương ứng với các số thập phân (các số từ 10 đến 15 không được dùng tới)

Hiển thị dùng led 7 đoạn loại anode chung do đầu ra của IC 7447 có mức tích cực là mức 0 ( mức thấp) Ở loại anode chung ( anode của đèn được nối lên +5V, để hạn dòng ta nối thông qua điện trở)

Mạch Chỉnh Giờ Phút

Hình: Công tắc điều chỉnh phút, giờ

Các phím bấm (Button) kết hợp với điện trở cùng với xung vào đưa vào cổng OR

để tạo xung đưa đến các lối vào clock của các IC đếm