Mạch đồng hồ sử dụng ic số

Mạch đồng hồ sử dụng ic số

MẠCH ĐỒNG HỒ SỬ DỤNG IC SỐ

I Mục đích yêu cầu :

Sử dụng những kiến thức đã học về mạch số để thiết kế mạch đồng hồ số bằng các

IC Logic

II Chức năng chính của đồng hồ sẽ thiết kế :

Đồng hồ cần thiết kế sẽ hỗ trợ các chức năng chính sau :

+ Mạch được điều khiển từ xa thông qua bộ thu phát RF433 4 kênh :

+ Mạch có thể chuyển trực tiếp từ chế độ 24h sang chế độ 12h mà không cần phải

chạy lại từ đầu

( Ví dụ : đồng hồ đang ở 2:00:00 PM khi nhấn nút sẽ chuyển trực tiếp thành 14:00:00 )

+ Mạch có hiển thị AM – PM khi làm việc ở chế độ 12h.

III Sơ đồ khối mạch thiết kế :

KHỐI HIỂN THỊ

KHỐI GIẢI MÃ

KHỐI ĐẾM

KHỐI TẠO XUNG

KHỐI NGUỒN

1. Khối đếm :

Ta sử dụng IC74LS90 là IC hỗ trợ đếm 10 (từ 0 đến 9) với 4 ngõ ra mang mã BCD

với giá trị tương ứng từ 0 đến 9

a. Cấu tạo IC74LS90 :

+ IC 74ls90 là IC thuộc họ 74xx, IC này có chức năng đếm thập phân từ 0 đến 9 và xuất ra mã

BCD ở 4 ngõ ra

+ IC TTL này cũng khá quen thuộc nó là IC đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa ra BCD Cứ mỗi

1 xung vào thì nó đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra 4 chân Khi đếm đến 10 tự nó sẽ reset và

quay trở về ban đầu

Hai thông số quan trọng để thiết kế mạch đếm này là: Bảng chân lý mã hóa ra BCD và điều kiện

để Reset (Trở về trạng thái ban đầu)

+ Theo datasheet ta có sơ đồ chân như sau:

Sơ đồ chân IC74LS90

Sơ đồ cấu tao IC74LS90

b. Bảng chức năng của IC74LS90:

Khi sản xuất ra IC này nhà sản xuất đã cung cấp cho chúng ta bảng sự thật của IC này, như sau:

CHÚ Ý: Trong bảng sự thật trên, IC này có 1 chú ý và chú ý này vô cùng quan trọng là : Đầu

ra của Q0 được nối với đầu vào của CP1

+ Mức Reset cho 74LS90:

IC này có 4 chân Reset dùng để reset hệ thống với các chân : MR1, MR2, MS1, MS2 Đưa các mức thích hợp vào các chân này thì nó sẽ tự động Reset Sau đây là bảng mức Reset:

2. Khối giải mã :

Ta sử dụng IC giải mã BCD sang LED 7 thanh 74LS247 (dùng cho LED 7 thanh

ANODE chung)

a. Cấu tạo IC74LS247 :

Sơ đồ chân IC74LS247

Đây là IC giải mã từ BCD sang mã LED 7 thanh với 4 chân đầu vào và 7 chân đầu ra với

chức năng của từng chân như sau:

+ Chân 1, 2, 6, 7: Chân dữ liệu BCD vào dữ liệu này được lấy từ IC đếm

+ Chân 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15: Các chân ra tác động mức thấp (0) và được nối với LED 7 thanh

+ Chân 8: Chân nối GND

+ Chân 16: Chân nối Vcc = 5V

+ Chân 4: Chân này nối lên Vcc

+ Chân 5: Ngõ vào xoá dợn sóng RBI được để không hay nối lên cao khi không được dùng để xoá

số 0 (số 0 ở trước số có nghĩa hay số 0 thừa bên trái dấu chấm thập phân)

+ Chân 3: Chân này cũng thế cho nó lên Vcc = 5V

Sơ đồ cấu tạo của IC74LS247

b. Bảng chức năng của IC74LS247 :

Nhìn trên bảng sự thật trên ta thấy với 4 đầu vào sau khi giải mã nó cho ra 16 giá trị của mã LED 7 vạch và hiện thị được lên LED 7 vạch

Sự hoạt động của mạch được thể hiện ở bảng chân lý, trong đó đối với các ngõ ra H là tắt và L là

sáng, nghĩa là nếu 74LS247 thúc đèn led 7 thanh thì các thanh a, b, c, d, e, f, g của đèn sẽ sáng hay

tắt tuỳ vào ngõ ra tương ứng của 74LS247 là L hay H nên do đó ta phải dùng LED anode chung

3. Khối hiển thị :

Ta sử dụng Led 7 thanh anode chung

Led 7 thanh có 2 loại: Anode chung và Katot chung.

Trong thiết kế sử dung loại Anode chung.nếu dùng loại Katot chung thì cần

dùng loại IC giải mã có đầu ra tích cực mức dương (+)

4. Khối nguồn :

+ Sử dụng Adapter có chức năng chuyển điện áp đầu vào từ điện áp AC

220V/50Hz-60Hz thành điện áp 5VDC

+ Trong đó ta kết hợp tụ hóa dung lượng lớn (2 tụ 2200uF) để giúp ổn định điện áp

nguồn, cộng với các tụ lọc 0.1uF để lọc nhiểu tần số thấp, góp phần làm mạch chạy

ổn định hơn

5. Khối tạo xung :

+ Mạch tạo xung 1Hz chuẩn, ta sử dụng thạch anh 32.768khz và chip đếm, chia tần

số HCF4060 cộng với IC D-flipflop 74HC74

Tuy nhiên tần số dao động của thạch anh lại phụ thuộc vào lát cắt ra nó nên tuy

việc tạo xung bằng thạch anh có độ chính xác cao những vẫn có sai số do vậy trong

sơ đồ dùng thêm trở và tụ để tạo mạch cộng hưởng bổ trợ ở chân thạch anh

IV Thiết kế và mô phỏng mạch :

1. Mô phỏng mạch bằng phần mềm Proteus 8.1 :

a. Khối hiển thị :

Sơ đồ khối hiển thị

b. Khối đếm giây :

Sơ đồ khối đếm giây

c. Khối đếm phút :

Sơ đồ khối đếm phút

d. Khối đêm giờ ( Hệ 12h ) :

Sơ đồ khối hệ đếm giờ ( Hệ 12h )

e. Khối đếm giờ ( Hệ 24h ) :

Sơ đồ khối đếm giờ ( Hệ 24h)

f. Các khối cài đặt :

Sơ đồ các khối chỉnh giờ , chỉnh phút , chuyển 12H – 24H

Sơ đồ khối các chức năng Reset , Hiển thị AM-PM

2. Thiết kế mạch bằng phần mềm Orcad 9.2 :

a. Mạch nguyên lý ( CAPTURE) :

Mạch nguyên lý gồm 2 mặt :

• Mặt 1 :

• Mặt 2 :

b. Mạch in ( LAYOUT) :

Mạch in gồm 2 mặt :

• Mặt 1 :

• Mặt 2 :

LỜI KẾT Cảm ơn sự giúp đỡ và dạy dỗ nhiệt tình của thầy Lâm Tăng Đức trong thời gian qua , đây là

lần đầu nhóm em làm mạch nên chắc chắn sẽ có nhiều sai sót , mong thầy và các bạn góp ý

nhóm em có thể làm tốt hơn