Đề tài thiết kế đồng hồ số

Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Cơ sở lý thut 1.1.1 Flip-Flop Flip-Flop la mạch logic có hai đầu điểu khiển hai đầu Tín hiệu hai đầu Flip-Flop phụ thuộc nhau: đầu tin hiệu Q đầu tín hiệu lại đảo Q ( Q ) Khi tín hiệu cửa vào thỏa mãn điều kiện điều khiển, đầu Q lật trang thái từ mức logic thấp L len mức logic cao H ngược lại Vậy tín hiệu đầu Flip-Flop có điều khiển bước nhảy điện áp Đặc điểm Flip-Flop là: khơng có điều khiển cửa vào mức logic (L H) trì ổn định Tùy theo số đầu vào điều khiển, Flip-Flop có bốn loại : S-R, JK, T, D Hình 1.1: Ký hiệu loại Flip-Flop SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ 1.1.2 Hệ chuyển mã 1.1.2.1 Số BCD ( Binary Code Decimal) Được tạo nên ta mã hóa decac số thập phân dạng số bốn bit BCD 18  → 00011000 1.1.2.2 Hệ chuyển từ mã nhị phân sang mã BCD  Bảng thật: Nhị phân BCD X4 X3 X2 X1 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Bảng 1.1: Bảng thật (chuyển từ nhị phân → BCD) 1.1.3 Hệ mã hóa giải mã SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ 1.1.3.1 Hệ mã hóa  Mã hóa thập phân thành nhị phân: 10 (LSB) A B C D (MSB) Hình 1.2: Mã hóa thập phân thành nhị phân  Bảng thật: D C B A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 Bảng 1.2: Bảng thật (chuyển từ thập phân sang nhị phân)  Phương trình logic : SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ D= + C=4+5+6+7 B=2+3+6+7 A=1+3+5+7+9  Sơ đồ mạch logic: A B C D Hình 1.3: Sơ đồ mạch logic 1.1.3.2 Hệ giải mã  Giải mã led đoạn D a b C c B A d Giải mã led đoạn e f g Hình 1.4: Giải mã led đoạn  Bảng thật: Input SVTH: Lê Thanh Tú Output Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ D C B A a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X X X X X X X 1 X X X X X X X 1 0 X X X X X X X 1 X X X X X X X 1 X X X X X X X 1 1 X X X X X X X Bảng 1.3: Bảng thật (giải mã led đoạn) *Thiết kế dùng cho IC 74247 1.1.4 Hệ (hệ đếm) 1.1.4.1 Khái niệm : Hệ đếm nối tiếp: xung đếm đưa vào Flip-Flop Hệ đếm song song: xung đếm đưa vào tất phần tử đếm SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Để thành lập hệ đếm ta sử dụng JK Flip-Flop Nếu có n Flip-Flop thành lập hệ đếm có dung lượng tối đa n VD: Flip-Flop thành lập hệ đếm Flip-Flop thành lập hệ dếm Flip-Flop thành lập hệ đếm 16 Hệ đếm: đếm nối tiếp, đếm song song  Xét hệ đếm nối tiếp 3bit : Hình 1.5: Hệ đếm nối tiếp 3bit 1.1.4.2 Hệ đếm bất kỳ: Gọi: N số trạng thái hệ đếm n số bit đếm Ta có: 2n−1 < N < n VD: thành lập hệ đếm 6_ đếm lên Ta có: 22 < < 23 => sử dụng 3FF Hình 1.6: Hệ đếm  Bảng trạng thái: SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Số Q3 Q2 Q1 0 0 0 1 0 1 1 Xố bit nhớ 000 Bảng 1.4: Bảng trạng thái dùng để xóa bit nhớ 1.1.4.3 Ghép hệ đếm Nếu có hai hệ đếm N & M, ta ghép nối tiếp thành hệ đếm có lượng N*M thạng thái  Ngun tắc ghép: - Đặt xung clock vào đếm M - Lấy tín hiệu từ bit có trọng số cao đếm M làm xung clock cho đếm N VD: Hệ đếm 10 ghép với hệ đếm thành hệ đếm 60 LSB MSB CK A4 A3 A2 A1 Đếm 10 CK B B2 B1 Đếm Hình 1.7: Hệ đếm 60 1.2 IC sử dụng mạch 1.2.1 IC LM555 SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ  Đại cương Vi mạch định thời LM555 mạch tích hợp Analog- digital Do có ngõ vào tín hiệu tương tự ngõ tín hiệu số Vi mạch định thời LM555 ứng dụng rộng rãi thực tế, đặc biệt lĩnh vực điều khiển, kết hợp với linh kiện R, C thực nhiều chức như: định thời, tạo xung chuẩn, tạo tín hiệu kích, hay điều khiển linh kiện bán dẫn cơng suất như: Transistor, SCR, Triac…  Hình dạng sơ đồ chân Hình 1.8: Hình dạng sơ đồ chân IC 555 - Chân số (GND): chổ nối mass để cấp dòng cho IC - Chân số (TRIGGER): ngõ vào tầng so áp, mạch so áp dùng transistor PNP Mức áp chuẩn 2*Vcc/3 - Chân số (OUTPUT): ngõ Xác định theo mức volt cao (gần mức áp chân 8) thấp (gần mức áp chân 1) - Chân số (RESET): dùng lập định mức trạng thái Khi chân số nối mass thí ngõ mức thấp Còn chân số nối lên mức điện áp cao ngõ tùy theo mức điện áp giửa chân - Chân số (CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp ngồi hay dùng điện trở ngồi cho nối mass Tuy nhiên, hầu hết mạch ứng dụng chân số nối mass qua SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ tụ từ 0.01µF→ 0.1µF, tụ có tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định - Chân số (THRESHOLD): ngõ vào tầng so áp khác, mạch so sánh dùng transistor NPN Mức áp chuẩn - Vcc /3 Chân số (DISCHAGER): xem khóa điện chịu điều khiển tầng logic Khi chân mức thấp khóa đóng lại Ngược lại mở Chân tự nạp xả điện cho mạch R-C lúc IC 555 dung tầng dao động - Chân số (Vcc): cấp nguồn Vcc để cấp điện cho IC Nguồn ni cấp cho IC từ +5v→+15v mức tối đa +18v  Cấu tạo ngun lý hoạt động Hình 1.9: Cấu tạo bên IC 555 Bên vi mạch IC555 có 20 transistor nhiều điện trở, thực chức sau: - Cầu phân áp gồm điện trở R1 = R2 = R3 = 5k Ω nối từ Vcc xuống mass, cho hai mức điện áp chuẩn - /3Vcc 2/3Vcc So sánh COMP1: mach khuếch đại so sánh có Vin+ = 1/ 3Vcc nối chân 6, Vin− nối qua chân Tuỳ thuộc vào điện áp chân so với điện áp chuẩn 1/3Vcc mà so sánh có điện áp mức cao hay mức thấp để tín hiệu S điều khiển Flip-Flop( FF ) hoạt động SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ + So sánh COMP2: mạch khuếch đại so sánh có Vin nối - chân 6, Vin− = / 3Vcc Tuỳ thuộc vào điện áp chân so với điện áp chuẩn /3Vcc mà so sánh cho mức điện áp cao hay thấp để tín hiệu R điều khiển FF hoạt động - Mạch FF loại mạch lưỡng ổn kích bên chân S có điện áp cao điện áp kích đổi trạng thái FF làm ngõ Q lên mức cao, Q = Khi S mức cao xuống mức thấp FF khơng đổi trạng thái  Khi: S = ⇒ Q = → Q = S = → ⇒ FF khơng đổi trạng thái - Khi R có điện áp cao điện áp kích đổi trạng thái FF làm Q = 1, Q = Khi R mức cao xuống mức thấp R khơng đổi trạng thái - Mạch khuếch đại đảo nhằm khuếch đại dòng điện cung cấp cho tải, có ngõ vào Q FF, nên Q mức cao ngõ chân có điện áp thấp ≈ 0V ngược lại, Q mức thấp ngõ chân IC có điện áp cao (≈ Vcc) Transistor T1 có chân E nối vào điện áp chuẩn khoảng 1,4V, loại transistor NPN Khi cực B nối ngồi chân có điện áp cao 1,4V T ngưng dẫn, nên T khơng ảnh hưởng tới mạch Khi chân có điện trở trị số nhỏ thích hợp nối xuống mass T dẫn bão hòa đồng thời làm mạch Output dẫn bão hòa ngõ mức thấp Chân gọi chân reset có nghĩa reset IC 555 bất chấp tình trạng ngõ vào khác Do đó, chân reset dùng để kết thúc xung sớm cần thiết Nếu khơng dùng chức reset nối chân lên Vcc để tránh bị reset nhiễu Transistor T2 transistor có cực C để hở, nối chân Do cực B phân cực mức điện áp Q FF, nên Q mức cao T bão hồ cực C T coi nối mass Lúc đó, ngõ chân mức thấp Khi SVTH: Lê Thanh Tú 10 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Chân 3: Ngõ vào thử đèn LT mức cao ngõ tắt ngõ xóa đợn sóng RBO thấp Khi ngõ vào BI/RBO để khơng hay nối lên cao ngõ vào LT giữ mức thấp ngõ sáng Chân 8: Chân nối mass Chân 16: Chân nối nguồn  Sơ đồ logic bảng trang thái Hình 1.15: Sơ đồ logic IC 74LS247 Sự hoạt động mạch thể bảng thật, ngõ mức cao (H) tắt mức thấp (L) sáng, nghĩa 74LS247 tác động vào led đoạn đoạn a, b, c, d, e, f, g đèn sáng hay tắt tùy thuộc vào ngõ tương ứng thấp(L)hay cao(H) SVTH: Lê Thanh Tú 15 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Bảng 1.7: Bảng trạng thái IC 74LS247 Dựa vào bảng trạng thái ta nhận thấy sau giải mã IC cho 15 giá trị mã led đoạn, 15 mã thể sau: Hình 1.16: 15 giá trị mã led đoạn Chú ý: ngõ vào mức cao led tắt SVTH: Lê Thanh Tú 16 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐỔNG HỒ SỐ 2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH 2.1.1 Sơ đồ khối mạch Mạch đồng hồ số xây dựng mơ sau: Khối tạo xung Khối đếm Khối tạo Mạch đếm xung dùng Giây Khối giải mã Mạch giải mã BCD Khối hiển thị Led đoạn loại IC555 anode chung Mạch Mạch Led đếm giải mã đoạn phút BCD loại anode chung Mạch Led Mạch giải mã đoạn Đếm BCD loại Giờ anod chung Khối nguồn Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch  Nhiệm vụ khối: SVTH: Lê Thanh Tú 17 Mạch đồng hồ số - GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Khối tạo xung: tạo xung vng với tần số 1Hz, đưa vào đếm khích cho đếm hoạt động - Khối đếm: nhận xung dao động từ khối tạo xung để xử lý đưa tín hiệu mã hóa BCD đưa tín hiệu vào khối giải mã - Khối giải mã: giải mã BCD đưa vào khối hiển thị - Khối hiển thị: thị tín hiệu sau giải mã - Khối nguồn: đảm bảo cung cấp đủ nguồn cho IC hoạt động nguồn Vcc =+5v 2.1.2 Khối tạo xung.(dùng IC 555) Bộ tạo xung thành phần quan trọng hệ Đặt biệt đếm, định trạng thái ngõ đếm Có nhìu mạch tạo dao động, thơng dụng ta quan tâm đến mạch tạo xung dùng IC LM555  Tính tốn giá trị mạch tạo xung - Các cơng thức tính tốn số cần biết: Tn = 0,693.(R1+R2).C1 (Tn thời gian xả điện) Tx= 0,693.R2C1 (Tx thời gian nạp điện) T=Tn+Tx ( T chu kỳ dao động) T= 0.693.(R 1+2R2).C1 Điện trở R1 ≥ 1kΩ - Tính tốn giá trị mạch Vì mạch đồng hồ số thời gian xác thì: T = 1s, T n=Tx Để cho tốn đơn giản ta chọn R 1=1kΩ, C1= 47μF Tính R2 Ta có: T= 0.693.(R 1+2R2).C1 1= 0.693.(10 3+2.R2).47.10-6  R2=14,85kΩ Chọn điện trở R =14,7kΩ SVTH: Lê Thanh Tú 18 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ  Sơ đồ mạch tạo xung: +5v R4 220R D1 R VCC R1 Q DC TR CV GND 1k U13 TH R3 R2 R5 4k7 10k 220 NE555 D2 C2 C1 103j 47u Hình 2.2: Sơ mạch tạo xung dùng IC 555  Dạng xung ngõ sau mơ Hình 2.3: Dạng xung ngõ chân số IC 555 2.1.3 Khối đếm Sau tác động xung vào chân CLK khối đếm đếm thực đếm lần Ở ta dùng IC 74LS90 Đối với loại IC hai thơng số quan trọng để tạo nên phận đếm là: bảng chân lý mã hóa BCD bảng mức Reset để reset trở trạng thái ban đầu  Bảng chân lý mã hóa BCD IC 74LS90: SVTH: Lê Thanh Tú 19 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Bảng 2.1: Bảng chân lý BCD IC 74LS90 Trong bảng chân lý có ý quan trọng ngõ Q nối với đầu vào CP1  Bảng mức reset IC 74LS90 : Bảng 2.2: Bảng mức reset IC 74LS90 2.1.4 Khối giải mã Mạch giải mã BCD sang led đoạn mạch thúc nên thường gọi mạch giải mã thúc Giải mã BCD sang led đoạn phức tạp 20 SVTH: Lê Thanh Tú Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ giải mã BCD sang thập phân mạch có tổ hợp nhiều ngõ lên cao xống thấp (tùy thuộc vào loại led đoạn anode chung hay cathode chung) Ở dùng IC 74LS247, có ngõ để hở khả nhận dòng cao để thúc trực tiếp led đoạn loại anode chung Khi IC tác động vào led đoạn đoạn a, b, c, d, e, f, g đèn sáng hay tắt tùy thuộc vào ngõ tương ứng IC thấp(L) hay cao(H)  Sơ đồ chức chân IC Hình 2.4: Sơ đồ chân IC 74LS247 Chân 1, 2, 6, 7: Tín hiệu vào Chân 3: ngõ vào thử đèn Chân 4: ngõ vào xóa (BI) Chân 5: ngõ vào xóa gợn sóng Chân 8: nối mass Chân 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15: tín hiệu Chân 16: nối nguồn  Ngun lý hoạt động SVTH: Lê Thanh Tú 21 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ - IC 74LS247 IC tác động mức thấp nên ngõ mức tắt mức sáng tương ứng với a, b, c, d, e, f, g led đoạn anode chung.trạng thái ngõ tương ứng với chữ số thập phân từ 0-9 (còn số 10-15 khơng dùng tới.) - Ngõ vào xóa BI để khơng hay nối lên nguồn cho hoạt động giải mã bình thường Nếu nối xuống mass tất ngõ tắt - Ngõ vào xóa dợn sóng RBI để khơng hay nối lên nguồn dùng để xóa số (số thừa sau dấu chấm thập phân hay số trước số có nghĩa) Khi RBI ngõ vào D, C, B, A mức ngõ vào LT mức ngõ tắt ngõ vào xóa dợn sóng RBO xuống mức thấp - Khi ngõ vào BI/RBO nối lên nguồn LT nối xuống mass ngõ sáng 2.1.5 Khối hiển thị Để hiển thị kết ta dùng led đoạn Ở đây, để mạch đơn giản ta dùng led đoạn anode chung ngõ IC 74LS247 tích cực mức thấp  Cấu tạo hình dáng led đoạn Một led đoạn cấu tạo từ led đơn liên kết lại với thứ tự tỉ lệ thích hợp để hiển thị số từ 0-9 ký tự A, B, C, D, E, F Ngồi ra, có led dùng để hiển thị dấu chấm thập phân Hình 2.5: Hình dáng sơ đồ chân led đoạn SVTH: Lê Thanh Tú 22 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Áp rơi mổi đoạn từ 1,8÷2v với dòng từ 7÷20mA.Do ta cần tính điện trở hạn dòng cho led Ta có: VR= VCC – Vled = – = 3v => R == 375 Ω Chọn R = 330 Ω 2.2 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ U9 74LS247 U10 74LS247 +5v 13 12 11 10 15 14 13 12 11 10 15 14 +5v U11 74LS247 U12 QA QB QC QD QE QF QG 74LS247 13 12 11 10 15 14 13 12 11 10 15 14 U8 +5v QA QB QC QD QE QF QG 74LS247 +5v QA QB QC QD QE QF QG QA QB QC QD QE QF QG U7 +5v QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 +5v QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 +5v R10 74LS247 R Q DC +5V TR GND CV TH R3 R2 R11 10k 220 4k7 NE555 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 74LS90 14 +5V U1 Q0 Q1 Q2 Q3 CKA CKB 74LS90 12 11 12 11 Q0 Q1 Q2 Q3 CKA CKB 14 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 74LS90 14 CKA CKB R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 74LS90 U2 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) Q0 Q1 Q2 Q3 U3 12 11 12 11 Q0 Q1 Q2 Q3 14 CKA CKB R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 74LS90 U4 12 11 14 CKA CKB R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) Q0 Q1 Q2 Q3 12 11 CKA CKB Q0 Q1 Q2 Q3 14 74LS90 U5 1k U13 VCC 7 +5v U6 D1 R1 +5v 7 A B C D BI/RBO RBI LT A B C D BI/RBO RBI LT +5v +5v +5v A B C D BI/RBO RBI LT A B C D BI/RBO RBI LT A B C D BI/RBO RBI LT A B C D BI/RBO RBI LT 220R +5v D2 C2 103j C1 47u +5V Hình 2.6: Sơ đồ ngun lý mạch đồng hồ số  Ngun lý hoạt động mạch : Xung kích tạo từ IC 555 đưa vào đếm kích cho đếm hoạt động Mỗi có xung vào kích đếm đếm lần Vì mạch đồng hồ số nên xung xung chuẩn 1Hz Ta chia mạch ba khối sau: khối giây, khối phút, khối - Khối giây gồm hai IC 74LS90, hai 74LS247 hai led đoạn anode chung Khối có chức điều khiển hiển thị giây đồng hồ từ 0÷59 - Khối phút gồm hai IC 74LS90, hai 74LS247 hai led đoạn Chức điều khiển hiển thị phút đồng hồ từ 0÷59 SVTH: Lê Thanh Tú 23 Mạch đồng hồ số - GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Khối gồm hai IC 74LS90, hai IC 74LS247 hai led đoạn Chức điều khiển hiển thị đồng hồ từ 0÷23 2.2.1 Khối giây Xung kích từ IC 555 đưa vào chân CKA(CP0) IC 74LS90 hàng đơn vị, xung kích IC lại đếm lên đơn vị đầu Bằng cách nối đầu đếm số với đầu vào đếm số 5, tức nối chân số với chân 12, ta đếm số 10 Xung khích đưa vào chân số 14 (CPO) đầu đếm số 10 mã BCD thơng qua chân Q 0, Q1, Q2, Q3 Để IC đếm ta để chân MS1, MS2 mức thấp Để đếm đếm số ta xuất phát từ đếm 10 dùng cách xóa bớt số đếm để đếm đếm từ 0-5 Khi đếm đến xung nhịp nhảy lên tuong ứng với Q 0Q1Q2Q3 0110 Ta lấy đầu chân Q1Q2 mức cao đem tác động vày hai chân MR1 MR2 đếm reset Như đếm số thực Bộ đếm 10 dùng đếm hàng đon vị , đếm để đếm hàng chục Ta ghép hai đếm đếm 60 Việc thực cách đưa chân Q3 đếm 10 vào chân CP0 đếm 6, tức nối chân 12 với chân 14 Rõ ràng đếm đếm từ mã BCD chuyển từ 1001 sang 0000, chân Q cho xung clock sườn âm kích thích đếm tăng thêm đơn vị Để ghép nối đếm giây với đếm phút, ta thấy đếm đến 59, chân Q đếm mức cao (0101),khi thêm xung nhịp đếm quay 0000 Vậy chân Q quay tạo xung clock sườn âm Tín hiệu đưa chân CP0 đếm 10 khối phút Vậy đếm đến 60 khối phút kích thích tang đơn vị SVTH: Lê Thanh Tú 24 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ 2.2.2 Khối phút Đối với khối ngun lý khối giây Nhưng xung điều khiển hàng đơn vị khối phút lấy từ chân Q hàng chục khối giây IC 74LS90 2.2.3 Khối Ngun lý hoạt động đếm khác so với hai đếm Đây đếm 24 tức đếm đến 23 reset Chân CP0 IC 74LS90 hàng đơn vị khối nối với chân Q2 hàng chục khối phút để lấy xung điều khiển Bộ đếm nhảy lên đơn vị khối phút nhảy tới 60 Để reset từ 23 trở 0, ta phải tiến hành reset hai IC đếm khối Ta lấy tín hiệu từ chân Q hàng chục đưa hai chân MR1 hai IC đếm, chân Q hàng đơn vị đưa chân MR2 hai IC đếm PHẦN 3: THI CƠNG MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ 3.1 Dụng cụ sử dụng SVTH: Lê Thanh Tú 25 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ  Đồng hồ đo VOM  Mỏ hàn, chì hàn  Mạch đồng  Các linh kiện - IC 74LS90 - IC 74LS247 - led đoạn - Một IC LM555 - Một số điện trở tụ điện - Giắc cắm IC 3.2 Q trình thi cơng Chạy thử mạch proteus 74LS247 74LS247 U10 74LS247 +5v 13 12 11 10 15 14 13 12 11 10 15 14 13 12 11 10 15 14 U9 +5v U11 74LS247 U12 QA QB QC QD QE QF QG U8 +5v QA QB QC QD QE QF QG 74LS247 +5v QA QB QC QD QE QF QG QA QB QC QD QE QF QG U7 +5v 13 12 11 10 15 14 13 12 11 10 15 14 +5v QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 +5v QA QB QC QD QE QF QG 3.2.1 R10 74LS247 A B C D BI/RBO RBI LT R VCC 7 +5v Q DC Q0 Q1 Q2 Q3 CHINH GIO +5V CHINH PHUT TR TH R3 R2 R11 10k 220 4k7 NE555 74LS90 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) CKA CKB 14 +5V U1 CV GND 12 11 12 11 Q0 Q1 Q2 Q3 74LS90 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) CKA CKB R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) CKA CKB 74LS90 14 U2 Q0 Q1 Q2 Q3 U3 14 12 11 12 11 Q0 Q1 Q2 Q3 74LS90 14 CKA CKB R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 74LS90 U4 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) 12 11 U5 Q0 Q1 Q2 Q3 CKA CKB R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) CKA CKB Q0 Q1 Q2 Q3 14 74LS90 14 12 11 U6 D1 1k U13 +5v +5v 7 +5v A B C D BI/RBO RBI LT A B C D BI/RBO RBI LT A B C D BI/RBO RBI LT A B C D BI/RBO RBI LT A B C D BI/RBO RBI LT 220R +5v +5v R1 D2 C2 103j C1 47u +5V CHINH GIAY Hình 3.1: Mạch đồng hồ số proteus  Giới thiệu proteus: Proteus phần mềm hảng Labcenter dùng để vẽ sơ đồ ngun lý, mơ thiết kế mạch điện Gói phầm mềm gồm có phần mềm chính: SVTH: Lê Thanh Tú 26 Mạch đồng hồ số - GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ ISIS dùng để vẽ sơ đồ ngun lý mơ 3.2.2 ARES dùng để thiết kế mạch in Vẽ sơ đồ mạch in Hình 3.2: Sơ đồ mạch in mạch tạo xung Hình 3.3: Sơ đồ mạch in khối giải mã hiển thị 3.2.3 Gia cơng mạch, lắp ráp chạy thử SVTH: Lê Thanh Tú 27 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ PHẦN 4: KẾT LUẬN Đến đồ án hồn thành SVTH: Lê Thanh Tú 28 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ TÀI LIỆU THAM KHẢO - http://www.google.com.vn - http://www.ngoinhachung.net - http://www.vutbay.net - http://www.ant7.com - http://www.minhdt.com - http://www.hoiquandientu.com - http://www.alldatasheet.com SVTH: Lê Thanh Tú 29 [...]... Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Bảng 1.7: Bảng trạng thái của IC 74LS247 Dựa vào bảng trạng thái ta nhận thấy rằng sau khi giải mã IC cho ra 15 giá trị của mã led 7 đoạn, 15 mã này được thể hiện như sau: Hình 1.16: 15 giá trị của mã led 7 đoạn Chú ý: khi ngõ vào đều mức cao thì led sẽ tắt SVTH: Lê Thanh Tú 16 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐỔNG HỒ SỐ 2.1 THIẾT KẾ... đoạn Chân số 4: Gồm ngõ vào xóa BI được để khơng hay nối lên cao cho hoạt động giải mã bình thường Khi nối BI ở mức thấp, các ngõ ra đều tắt bất chấp trạng thái của các ngõ vào Chân số 5: Ngõ vào xóa gợn sóng RBI được để khơng hay nối lên cao khi khơng dùng để xóa số 0 (số 0 ở trước số có nghĩa hay số 0 thừa bên trái dấu chấm thập phân) SVTH: Lê Thanh Tú 14 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Chân... đếm, và chân Q 2 của hàng đơn vị đưa về chân MR2 của hai IC đếm PHẦN 3: THI CƠNG MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ 3.1 Dụng cụ sử dụng SVTH: Lê Thanh Tú 25 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ  Đồng hồ đo VOM  Mỏ hàn, chì hàn  Mạch đồng  Các linh kiện - 6 con IC 74LS90 - 6 con IC 74LS247 - 6 led 7 đoạn - Một con IC LM555 - Một số điện trở và tụ điện - Giắc cắm IC 3.2 Q trình thi cơng Chạy thử mạch trên proteus... C2 103j C1 47u +5V CHINH GIAY Hình 3.1: Mạch đồng hồ số trên proteus  Giới thiệu về proteus: Proteus là phần mềm của hảng Labcenter dùng để vẽ sơ đồ ngun lý, mơ phỏng và thiết kế mạch điện Gói phầm mềm gồm có phần mềm chính: SVTH: Lê Thanh Tú 26 Mạch đồng hồ số - GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ ISIS dùng để vẽ sơ đồ ngun lý và mơ phỏng 3.2.2 ARES dùng để thiết kế mạch in Vẽ sơ đồ mạch in Hình 3.2: Sơ đồ mạch... mạch tạo xung Hình 3.3: Sơ đồ mạch in khối giải mã và hiển thị 3.2.3 Gia cơng mạch, lắp ráp và chạy thử SVTH: Lê Thanh Tú 27 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ PHẦN 4: KẾT LUẬN Đến nay đồ án đã hồn thành SVTH: Lê Thanh Tú 28 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ TÀI LIỆU THAM KHẢO - http://www.google.com.vn - http://www.ngoinhachung.net - http://www.vutbay.net - http://www.ant7.com - http://www.minhdt.com... Khối có chức năng điều khiển và hiển thị giây của đồng hồ từ 0÷59 - Khối phút gồm hai IC 74LS90, hai 74LS247 và hai led 7 đoạn Chức năng điều khiển và hiển thị phút của đồng hồ từ 0÷59 SVTH: Lê Thanh Tú 23 Mạch đồng hồ số - GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ Khối giờ gồm hai IC 74LS90, hai IC 74LS247 và hai led 7 đoạn Chức năng điều khiển và hiển thị giờ của đồng hồ từ 0÷23 2.2.1 Khối giây Xung kích từ IC 555 được... ngõ ra đều tắt - Ngõ vào xóa dợn sóng RBI được để khơng hay nối lên nguồn dùng để xóa số 0 (số 0 thừa sau dấu chấm thập phân hay số 0 trước số có nghĩa) Khi RBI và các ngõ vào D, C, B, A ở mức 0 nhưng ngõ vào LT ở mức 1 thì các ngõ ra đều tắt và ngõ vào xóa dợn sóng RBO xuống mức thấp - Khi ngõ vào BI/RBO nối lên nguồn và LT nối xuống mass thì ngõ ra đều sáng 2.1.5 Khối hiển thị Để hiển thị kết quả... đầu IC này có ứng dụng rộng trong các mạch số ứng dụng đếm 10 và trong các mạch chia tần số • Hình dạng và sơ đồ chân Hình 1.10: Hình dạng và sơ đồ chân IC 7490 Bốn chân thiết lập R0(1) (chân số 2),R0(2) (chân số 3), R9(1) (chân số 6), R9(2) (chân số 7) Khi đặt R0(1)= R0(2)= H (ở mức cao) thì bộ đếm được xóa về 0 và các đầu ra ở mức thấp R9(1), R9(2) là chân thiết lập trạng thái cao của đầu ra: Q A=QD=1,... Bằng cách nối đầu ra của bộ đếm cơ số 2 với đầu vào của bộ đếm cơ số 5, tức là nối chân số 1 với chân 12, ta được bộ đếm cơ số 10 Xung khích sẽ đưa vào chân số 14 (CPO) và đầu ra của bộ đếm cơ số 10 là mã BCD thơng qua các chân Q 0, Q1, Q2, Q3 Để IC đếm được ta để các chân MS1, MS2 ở mức thấp Để đếm được bộ đếm cơ số 6 ta xuất phát từ bộ đếm 10 trên và dùng cách xóa bớt số đếm để bộ đếm chỉ đếm từ 0-5... mạch Mạch đồng hồ số được xây dựng trên mơ hình như sau: Khối tạo xung Khối đếm Khối tạo Mạch đếm xung dùng Giây Khối giải mã Mạch giải mã BCD Khối hiển thị Led 7 đoạn loại IC555 anode chung Mạch Mạch Led 7 đếm giải mã đoạn phút BCD loại anode chung Mạch Led 7 Mạch giải mã đoạn Đếm BCD loại Giờ anod chung Khối nguồn Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch  Nhiệm vụ các khối: SVTH: Lê Thanh Tú 17 Mạch đồng hồ số - GVHD:Thầy ... led tắt SVTH: Lê Thanh Tú 16 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐỔNG HỒ SỐ 2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH 2.1.1 Sơ đồ khối mạch Mạch đồng hồ số xây dựng mơ sau: Khối tạo xung... thử SVTH: Lê Thanh Tú 27 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ PHẦN 4: KẾT LUẬN Đến đồ án hồn thành SVTH: Lê Thanh Tú 28 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ TÀI LIỆU THAM KHẢO - http://www.google.com.vn... IC đếm PHẦN 3: THI CƠNG MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ 3.1 Dụng cụ sử dụng SVTH: Lê Thanh Tú 25 Mạch đồng hồ số GVHD:Thầy Nguyễn Hồng Vũ  Đồng hồ đo VOM  Mỏ hàn, chì hàn  Mạch đồng  Các linh kiện - IC 74LS90