Mạch đếm tầnĐưa tần số vàoPhát hiện 0 hoặc 1, mỗi lần có 1 xung vào thì tăng số đếm Hiển thị kết quả đếm được
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn: Điện tử số GV: Nguyễn Trung Hiếu Nhóm: 08 Sinh viên: Lê Thị Đính Nguyễn Thị Như Quỳnh Nguyễn Kiều Oanh Bài 7: Mạch đếm tần • Đưa tần số vào • Phát 1, lần có xung vào tăng số đếm • Hiển thị kết đếm I, PHÂN TÍCH BÀI TOÁN Giả sử đưa sóng xung tới đầu vào đếm xung thời gian ∆t xác định N đếm đếm số xung Nx thì: ∆t = Nx.Tx ⇒ f x = x ∆t Như giải mã đầu đếm ta tính tần số xung tới Dựa vào nguyên lý ta xây dựng mạch đếm tần II XÂY DỰNG MÔ HÌNH 1.Mô tả hoạt động hệ thống Mạch tạo xung mạch IC 555 Các Led đoạn sáng số từ đến 9, nhằm hiển thị số đếm lên Mạch đếm từ 0-9999 2.Phương án thiết kế Sử dụng mạch số tạo xung với ic 555 ic 7490 tạo mod đếm, ic 7447 giải mã led đoạn III SƠ ĐỒ KHỐI Ic 555 XUNG CLOCK Ic 7490 Đơn vị Ic 7447 Ic 7490 Chục Ic 7447 Ic 7490 Trăm Ic 7490 Nghìn Led Đoạn Hiển thị Led Đoạn Hiển thị Ic 7447 Led Đoạn Hiển thị Ic 7447 Led Đoạn Hiển thị IV THỰC HIỆN MẠCH ĐIỆN Khối tạo xung Bộ tạo xung thành phần quan trọng mạch Đặc biệt đếm, định trạng thái ngõ đếm Có nhiều mạch dùng tạo dao động, thông dụng mạch dao động dùng IC 555 Bộ tạo xung clock tạo lối xung có tần số (cứ giây tạo xung) Sơ đồ chân: Sơ đồ chân IC NE555 Trong đó: 1: Nối đất 2: Điện áp ngưỡng để trigger nhớ trạng thái 3: Đầu xung clock 4: Thiết lập lại trạng thái cho trigger 5: Điện áp điều khiển 6: Điện áp ngưỡng điều khiển reset trigger 7: Điện áp đầu vào phân cực cho transistor 8: Cấp nguồn a Cấu trúc bên nguyên lý hoạt động Cấu tạo NE555 gồm OP-AMP so sánh điện áp, mạch lật transistor để xả điện Cấu tạo IC đơn giản hoạt động tốt Bên gồm điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành phần Cấu tạo tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương OP-AMP điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm OP- AMP Khi điện áp chân nhỏ 1/3 VCC, chân S = “1” FF kích Khi điện áp chân lớn 2/3 VCC, chân R FF = “1” FF reset Giải thích dao động: NE555 đươợc nối với mạch Giai đoạn ngõ mức 1: Khi bấm công tắc khởi động, chân mức Vì điện áp chân (V-) nhỏ V1 _ (V+), ngõ OP-AMP mức nên S = “1”, Q = “1” Q = “0” Ngõ IC _ mức Khi Q = “0”, transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp tụ tăng Khi nhấn công tắc lần OPAMP1 có V- = “1” lớn V+ nên ngõ Op-amp _ mức “0”, S = “0”, Q Q không đổi Trong điện áp tụ C nhỏ V2, FF giữ nguyên trạng thái Giai đoạn ngõ mức 0: Khi tụ C nạp điện, OP-AMP có V+ lớn V- = 2/3 VCC, R = “1” nên Q = “0” _ _ Q = [1] Ngõ IC mức Vì Q = “1”, transistor mở dẫn, OP-AMP có V+ = _ “0” bé V-, ngõ OP-AMP mức Vì Q Q không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua transistor Kết cuối cùng: Ngõ OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn định b Thiết kế dao động xung vuông có tần số độ rộng bất kỳ: Nội dung : IC tạo dao động họ XX555, thiết kế mạch dao động tạo xung vuông có tần số độ rộng Mạch dao động tạo xung IC 555 Nguồn Vcc sử dụng từ 4,5V đến 15V, tụ 103 (10nF) từ chân xuống mass cố định, bỏ qua ( không lắp ), tụ có tác dụng chống nhiễu Khi thay đổi điện trở R1, R2 giá trị tụ C1 bạn thu dao động có tần số độ rộng xung theo ý muốn Thực tế: -Tạo tần số mong muốn nhờ biến trở RV2, thay đổi giá trị RV2 ta tần số dựa vào công thức: (T = 0.693(R1 + 2R2)C1 f = 1.443 / ( (R1 + 2R2)C1)) -Ví dụ: Tạo xung 1s (T = 0.693(R1 + 2R2)C1 f = 1.443 / ( (R1 + 2R2)C1)) Chọn C1 = 10u, C2=0.1u, R1=10kΩ ,R2 = 2.2kΩ 2.Khối tạo mod đếm (IC 7490) IC 7490 IC đếm bất đồng thông dụng Để tiện lợi , mạch đếm chia làm phần: phần đầu FF với ngõ xung vào A để chia đôi tần số ( mạch đếm bit), tần FF với ngõ xung vào B để thực việc chia tần số Muốn thực mạch đếm đầy đủ ta áp can đếm ngõ nối (ngoài IC) ngõ QA đến ngõ vào B, lúc số đếm nhị phân QDQCQBQA(0001) Xung vào phải tương thích TTL có độ rộng xung vài nano giây Mỗi mạch đếm có ngõ Reset (đặt lại) gọi R01 R02 Vì ngõ đựơc nối AND với nên để xoá mạch đếm (QA = QB =QC =QD =0) ngõ Reset đưa lên cao để mạch đếm đếm lên phải đưa ngõ Reset xuống thấp Thường ngõ nối chung với giữ mức thấp, muốn xoá mạch ta phải đưa ngõ lên cao chốc lát (ít vài chục nano=giây) đưa xuống thấp phép mạch đếm lên ngõ ngõ bất đồng tác động độc lập với đồng hồ (xung vào) Hai thông số quan trọng để thiết kế mạch đếm là: Bảng chân lý mã hóa BCD điều kiện để Reset *Cấu tạo bên trong: *Sơ đồ chân: * IC 7490 IC 14 chân, trongđó : Chân 14 nhận xung vào Chân 12,11,9,8 liệu ngõ Chân 10 nối GND Chân nối VCC Chân 13,4 không sử dụng Chân 2,3,6,7 RESET Chân nhận xung clock báo tràn,led hiển thị từ số số • Bảng chân lý mã hóa BCD * Mức Reset cho LS7490 Nó có chân Reset dùng để reset hệ thống với chân: MR1, MR2, MS1, MS2 Đưa mức thích hợp vào chân tự động Reset Bảng mức Reset: 3.Khối giải mã IC 7447 Chức năng: Một IC phổ biến điện tử số Có nhiều kí hiệu khác tùy thuộc vào hãng khả đáp ứng như: 74HC47, 74HCT47,74LS47, Ứng dụng: Đây IC giải mã kí giành riêng cho LED Anot chung Ứng dụng ta cần thị số led mạch số mà không cần dùng vi xử lý muốn tiết kiệm chân Sơ đồ nguyên lý: Như sơ đồ trên, A,B,C,D ( Nối với Vi xử lý, mạch số counter, ), BI/RBO,RBI,LT ( chân điều khiển 7447, tùy thuộc vào nhu cầu nối khác nhau), Chân QA,QB,QC,QD,QE,QF,QG nối với chân a,b,c,d,e,f,g led anot chung - Mô tả cách thức hoạt động sau: PORT A,B,C,D : đầu vào 7447, nhận giá trị theo nhị phân (BCD) từ tới 15, tương ứng với mối giá trị nhận giải mã đầu Q tương ứng PORT QAQG : Nối trực tiếp LED với QA=a,QB=b,QC=c,QD=d,QE=e,QF=f,QG=g, giá trị hiển thị LED phụ thuộc vào giá trị đầu vào PORTA,B,C,D theo bảng sau; Khối Chạy a Khối đơn vị hàng chục Có nhiệm vụ đếm từ 0->99 sau cấp xung cho khối trăm, đến trạng thái 99 reset 00 Tần số Hz cấp xung đếm cho ic 7490 + Với ic 7490 đếm hàng đơn vị từ 1->9 reset, đồng thời cấp xung cho hàng chục đếm lên + Với ic 7490 đếm hàng chục từ 1->9 reset, đồng thời cấp xung cho hàng trăm đếm lên b Khối Trăm, nghìn Xung từ khối chục cấp xung đếm cho ic 7490 + Với ic 7490 đếm hàng đơn vị từ 1->9 reset, đồng thời cấp xung cho nghìn đếm lên + Với ic 7490 đếm hàng chục từ 1->9 reset c Khối Tổng thể: Có nhiệm vụ đếm từ -> 9, cấp xung cho hàng chục chạy từ 0->9, cấp xung cho hàng trăm chạy từ 0->9, cấp xung cho hàng nghìn chạy từ 0->9 Đếm đến 9999 reset Cách nối mạch theo nguyên tắc: V KẾT QUẢ Kết thu : - Tạo tần số mạch Ic 555 - Đếm xung 74ls90 (Ic 7447 giải mã hiển thị Led đoạn) VI ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 1.Ưu điểm: - Mạch dễ hiểu, đơn giản - Các linh kiện dễ mua thị trường - Mạch chạy ổn định Nhược điểm: - Có sai số linh kiện nên thời gian thực sai số - Còn nhiều hạn chế thiết kế [...]... nhiệm vụ đếm từ 0->99 và sau đó cấp xung cho khối trăm, đến trạng thái 99 thì reset về 00 Tần số Hz sẽ cấp xung đếm cho 2 ic 7490 + Với 1 ic 7490 sẽ đếm hàng đơn vị từ 1->9 và reset, đồng thời cấp xung cho hàng chục đếm lên + Với 1 ic 7490 sẽ đếm hàng chục từ 1->9 và reset, đồng thời cấp xung cho hàng trăm đếm lên b Khối Trăm, nghìn Xung từ khối chục sẽ cấp xung đếm cho 2 ic 7490 + Với 1 ic 7490 sẽ đếm. .. reset, đồng thời cấp xung cho nghìn đếm lên + Với 1 ic 7490 sẽ đếm hàng chục từ 1->9 và reset c Khối Tổng thể: Có nhiệm vụ đếm từ 0 -> 9, cấp xung cho hàng chục chạy từ 0->9, cấp xung cho hàng trăm chạy từ 0->9, cấp xung cho hàng nghìn chạy từ 0->9 Đếm đến 9999 thì reset về 0 Cách nối mạch theo nguyên tắc: V KẾT QUẢ Kết quả thu được : - Tạo tần số bằng mạch Ic 555 - Đếm xung 1 bằng 74ls90 (Ic 7447 giải... tắc: V KẾT QUẢ Kết quả thu được : - Tạo tần số bằng mạch Ic 555 - Đếm xung 1 bằng 74ls90 (Ic 7447 giải mã và hiển thị bằng Led 7 đoạn) VI ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 1.Ưu điểm: - Mạch dễ hiểu, đơn giản - Các linh kiện dễ mua trên thị trường - Mạch chạy ổn định 2 Nhược điểm: - Có sự sai số của các linh kiện nên thời gian thực có thể sai số - Còn nhiều hạn chế trong thiết kế