Đang tải... (xem toàn văn)
Họ và tên: 1 Bùi Văn Việt 2 Sỹ Hồng Quân 3 Hà Minh Đức 4 Nguyễn Công ThànhLớp: D10VT6Mạch LED chạy chữ (trái phải, phải trái, nhấp nháy)Phân tích bài toán và cách thức xây dưng bài toán: Giả sử ta có mạch led như hình bên: D1 D2 D3 D4 ⊗ ⊗ ⊗ ⊗ Để LED sáng từ trái sang phải( lần lượt D1 sáng rồi đến D2, D3 và D4) và ngược lại ( D4 sáng rồi đến D3, D2, D1 sáng). Cuối cùng là cả 4 led cùng sáng sau đó cùng tắt. Như vậy sẽ có 10 trạng thái của mạch điện như sau:
Họ và tên: 1- Bùi Văn Việt 2- Sỹ Hồng Quân 3- Hà Minh Đức 4- Nguyễn Công Thành Lớp: D10VT6 Mạch LED chạy chữ (trái phải, phải trái, nhấp nháy) Phân tích bài toán và cách thức xây dưng bài toán: Giả sử ta có mạch led như hình bên: D1 D2 D3 D4 ⊗ ⊗ ⊗ ⊗ Để LED sáng từ trái sang phải( lần lượt D1 sáng rồi đến D2, D3 và D4) và ngược lại ( D4 sáng rồi đến D3, D2, D1 sáng). Cuối cùng là cả 4 led cùng sáng sau đó cùng tắt. Như vậy sẽ có 10 trạng thái của mạch điện như sau: Page 1 Với D=1 đèn sẽ sáng, D=0 đèn tắt. Vậy để thiết kế được mạch điện theo yêu cầu bài tóan thì ta có 10 trạng thái mạch điện (S1, S2,…S10). Như vậy, ta có thể sử dụng bộ đếm thập phân đê mã hóa 10 trạng thái của mạch điện với 10 Mod đếm của bộ đếm thập phân. Sau đây là đồ hình trạng thái của bộ đém tương ứng với các trạng thái của mạch điện: Giả sử ban đầu mạch ở trạng thái 0000 tương ướng với trạng thái S1 của mạch điện: 0000 (S1) → 0001(S2) →0010(S3) →0011(S4) →0100(S5) ↑ ↓ 1001(S10) ← 1000 (S9) ←0111(S8) ← 0110(S7) ← 0101(S6) Vì số trạng thái là 10 nên số trigơ cần dung là để thiết kế và mã hóa các trạng thái đó là 4( vì 2².2²≥10). 4 trigơ cần để mã hóa lần lượt là Q4Q3Q2Q1. Ta có bảng chuyển đổi trạng thái sau: Page 2 Q1=Q2đ.Q1đ + Q2.Q1đ=Q1đ => J1 =K1 =1 Q2 = Q4đ.Q2đ.Q1 +Q2Q1đ ⇒ J2 = Q1.Q4đ; K2= Q1 Page 3 Q3 = Q3.(Q1đ +Q2đ) + Q3đ.Q2.Q1 => J3 = Q2.Q1= K3 Q4 = Q4.Q1đ + Q3.Q2.Q1 .(Q4đ+Q4) =Q4.(Q3Q2+Q1đ) +Q4đ.Q3.Q2.Q1 =>J4= Q3.Q2.Q1; K4=Q1(Q3đ+Q2đ) Page 4 Thiết kế mạch điện: Như vậy để thiết kế mạch LED như đầu bài thì ta có các đầu vào của các LED lần lượt là S1,S2,…S10 như sau: S1= Q1đ.Q2đ.Q3đ.Q4đ ( tất cả các đèn tắt) S2= Q1đảo.Q2đảo.Q3đ.Q4 ( Đèn 1 sáng) S3= Q1đ.Q2đ.Q3.Q4đ ( Đèn 2 sáng) S4= Q1d.Q2đ.Q3Q4 ( Đèn 3 sáng) S5= Q1đ.Q2.Q3đ.Q4đ ( Đèn 4 sáng) S6= Q1đ.Q2.Q3đ.Q4 ( Đèn 4 sáng ) S7= Q1đ.Q2.Q3.Q4đ ( Đèn 3 sáng) S8= Q1đ.Q2.Q3.Q4 ( Đèn 2 sáng) S9= Q1.Q2đ.Q3đ.Q4đ ( Đèn 1 sáng) S10= Q1.Q2.Q3.Q4 ( Tất cả các đèn sáng) →Đèn1 sáng =S2+ S9+ S10 →Đèn 2 sáng =S3 +S8 +S10 (I) →Đèn 3 sáng = S4 + S7 + S10 →Đèn 4 sáng =S5 + S6 + S10 Từ (I) ta có sơ đồ mạch điện như sau: Page 5 J 14 Q 12 CLK 1 K 3 Q 13 R 2 U1:A 7473 J 7 Q 9 CLK 5 K 10 Q 8 R 6 U1:B 7473 J 14 Q 12 CLK 1 K 3 Q 13 R 2 U2:A 7473 J 7 Q 9 CLK 5 K 10 Q 8 R 6 U2:B 7473 U10 AND_2 U12 AND_2 U13 AND_2 U11 AND_4 U3 AND_4 U4 AND_4 U5 AND_4 U6 AND_4 U8 AND_4 U9 AND_4 U7 AND_4 U16 AND_4 U17 OR_3 U18 OR_3 U19 OR_3 U20 OR_3 D1 LED-RED D2 LED-RED D3 LED-RED D4 LED-RED 1 Page 6 Thực hiện : * Những linh kiện được sử dụng - Sử dụng IC: 555, 74164, 4017 * Sơ đồ khối Khối ghi dịch Khối tạo xung Khối hiển thị Khối đếm thập phân * Nguyên lí hoạt động của các linh kiện 1. IC 555 Chức năng của các chân Page 7 IC NE555 N gồm có 8 chân. Chân Chức năng Chân Chức năng 1 Đất 5 Điện áp điều khiển 2 Chân kích thích 6 Chân ngưỡng 3 Đầu ra 7 Đầu phóng điện 4 Xoá - Reset 8 Nguồn - Vcc Thiết kế mạch tạo xung vuông Page 8 Thông qua công thức: f= 1,44 / [(R1+2R2)C] Ta có thể tính được giá trị của trở và tụ điện phù hợp để tạo ra tần số mong muốn.Ở đây ta lấy R1=R2=1K C=100u Vậy ta sẽ lắp R1=R2=1 K và C=100u thì ta sẽ tạo ra được xung với tần số 10Hz 2. Khối đếm thập phân( IC 4017) Hình dáng và chức năng của các chân của IC 4017: IC 4017 có tổng cộng số chân là 16, trong đó chức năng của từng chân như sau: o Chân số 16 là chân nguồn Vcc hoạt động với mức điện áp cho phép là trong khoảng từ 3-15 V. o Chân số 8 là chân nối mass. Ngoài các chân nguồn và mass thì IC 4017 có các chân có chức năng hoạt động rất quan trọng là: o Chân 15 là chân Master Reset hoạt động tích cực mức thấp có nhiệm vụ làm các ngõ ra sẽ đếm trở lại về vị trí hoạt động ban đầu. Cụ thể khi tích cực mức thấp cho chân 15 hoạt động thì các ngõ ra từ 0 1 -0 9 sẽ trở về mức thấp, còn ngõ ra 0 5-9 sẽ trở lại mức cao. Chân này hoạt động hoàn toàn độc lập với các chân Clock 14 và 13. Page 9 o Chân 14 là chân xung clock hoạt động tích cực mức cao. Chân này có chức năng đưa xung clock từ bên ngoài vào để cấp cho IC hoạt động. o Chân 13 cũng là chân xung clock nhưng hoạt động ở mức thấp. Hai chân này có mối liên hệ tương quan như sau: khi ở trạng thái bình thường: chân 14 ở mức cao, chân 13 ở mức thấp thì IC sẽ hoạt động bình thường, các ngõ ra sẽ tuần tự xuất giá trị. Trong quá trình các ngõ ra đang hoạt động, ta kích mức cao cho chân 13 thì giá trị nào đang ở mức cao sẽ giữ nguyên trạng thái, các ngõ ra còn lại sẽ ở trạng thái mức thấp hết. o Các chân 3, 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11 lần lượt sẽ là thứ tự của các giá trị xuất ra. o Chân 12 hoạt động mức thấp trong 5 giá trị xuất ra đầu tiên. Nó sẽ hoạt động mức cao trong 5 giá trị xuất ra sau đó. Cấu tạo bên trong IC 4017: Nguyên lí hoạt động Page 10 [...]... 0 1 1 1 1 1 12 0 0 0 0 1 1 1 1 13 0 0 0 0 0 1 1 1 14 0 0 0 0 0 0 0 1 15 0 0 0 0 0 0 0 0 bit 1 vào là quá trình các led sáng dần, còn đưa các bit 0 vào là quá trình led tắt dần Do vậy các đèn led sáng dần từ trái qua phải sau đó tắt dần từ phải qua trái Sơ đồ mô phỏng của mạch với 4 và 7 LED Page 13 1 AND_2 Q 13 10 9 1 CLK K 14 AND_2 Q 8 3 J Q 12 5 CLK K 7473 7 AND_2 Q 13 10 J Q 9 CLK K R K Q Q 8 6 5... AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 U20 U21 U22 U23 U24 U25 U26 OR_3 OR_3 OR_3 OR_3 OR_3 OR_3 OR_3 D1 Page 15 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LED- BIRY LED- RED LED- BIGY LED- BIRG LED- BLUE LED- GREEN LED- YELLOW ...Khi nhận được xung vào kích thich IC hoạt động và lúc đó ở các đầu ra sẽ có mức cao chạy lần lượt từ chân 3 đến hết tuần tự và khi hết 1 chu kỳ mạch có thể tự khởi động và chạy tiếp chu kỳ mới Bảng sự thật 1 H = trạng thái mức cao (điện thế dương hơn) 2 L = trạng thái mức thấp (điện thế âm hơn) 3 X = phi trạng thái 4 chuyển bậc thang - mức dương 5 chuyển bậc thang - mức thấp Biểu... 3 Q U2:A U12 7473 6 1 J R 14 U1:B U10 7473 R U1:A U16 AND_4 U11 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 AND_4 U17 U18 U19 U20 OR_3 OR_3 OR_3 OR_3 D1 Page 14 D2 D3 D4 LED- RED LED- RED LED- RED LED- RED TR Q 13 -4 10 14 1 CLK K 2 R22 K Q Q 8 -3 3 7473 J Q 2 12 7 5 CLK K Q 13 -2 10 J Q 1 9 CLK K Q 8 -1 6 3 5 CLK U2:B 7473 J 3 9 2 7 CV 470R TH 1 2 GND 5 1 7 R DC 3 Q 4 6 Q J 12 1 U2:A... (IC 74164) Đây là IC ghi dịch 8 bit – vào nối tiếp ra song song IC 74164 được cấu tạo từ 8 trigơ D Với sơ đồ nguyên lí như hình vẽ: Các chân từ QA -> QH là các đầu ra của IC được nối với hệ thống đèn LED Page 12 Nguyên lí hoạt động Sau mỗi xung nhịp thì bit 1 lại được nạp vào, và sau 8 xung nhịp thì cả 8 bit 1 đều được nạp xong vào 8 đầu ra Sau đó bit 0 lại được nạp dần vào cho tới khi thay thế hết . D10VT6 Mạch LED chạy chữ (trái phải, phải trái, nhấp nháy) Phân tích bài toán và cách thức xây dưng bài toán: Giả sử ta có mạch led như hình bên: D1 D2 D3 D4 ⊗ ⊗ ⊗ ⊗ Để LED sáng từ trái sang phải( . trình các led sáng dần, còn đưa các bit 0 vào là quá trình led tắt dần. Do vậy các đèn led sáng dần từ trái qua phải sau đó tắt dần từ phải qua trái. Sơ đồ mô phỏng của mạch với 4 và 7 LED Page. -2 1 -1 2 J 14 Q 12 CLK 1 K 3 Q 13 R 2 U1:A 7473 J 7 Q 9 CLK 5 K 10 Q 8 R 6 U1:B 7473 J 14 Q 12 CLK 1 K 3 Q 13 R 2 U2:A 7473 J 7 Q 9 CLK 5 K 10 Q 8 R 6 U2:B 7473 U3 AND_2 U4 AND_2 1 U5 AND_4 U6 AND_4 U7 AND_4 U8 AND_4 U9 AND_4 U10 AND_4 U11 AND_4 U12 AND_4 U13 AND_4 U14 AND_4 U15 AND_4 U16 AND_4 U17 AND_4 U18 AND_4 U19 AND_4 U20 OR_3 U21 OR_3 U22 OR_3 U23 OR_3 U24 OR_3 U25 OR_3 U26 OR_3 D2 LED- RED D1 LED- BIRY D3 LED- BIGY D4 LED- BIRG D5 LED- BLUE D6 LED- GREEN D7 LED- YELLOW R 4 DC 7 Q 3 GND 1 VCC 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 R21 10k R22 470R C1 10uF