Sử dụng MUX thiết kế mạch giải mã BCD sang LED 7 đoạn cathode ( ca tốt ) chung

Sử dụng MUX thiết kế mạch giải mã BCD sang LED 7 đoạn cathode chung Sơ đồ khối mạch giải mã BCD thành Led 7 đoạn sử dụng MUX Mạch dồn kênh hay còn gọi là mạch ghép kênh, đa hợp (Multiplexer MUX) 74LS157 74LS248 74LS48 Để xây dựng bộ hiển thị bcd chúng ta sẽ dung ic giải mã bcd sang led 7 thanh cụ thể ở đây chúng ta sẽ sử dụng ic 74ls247 để giải mã bcd sang led 7 thanh Sử dụng mux thiết kế mạch giải mã bcd sang led 7 đoạn loại ca tốt chung Bảng mã hiển thị led 7 thanh có cathode chung Sơ đồ khối giải mã giải mã bcd sang led 7 đoạn

Trường Đại Học Công Nghê Giao Thông Vận Tải Đồ án môn: Điên Tử Sô Đề Tài: Sử dụng MUX thiết kế mạch giải mã BCD sang LED đoạn cathode chung Giáo viên hướng dẫn: Phạm Trường Giang Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Hoan Trần Anh Khoa Hoàng Việt Vương Lớp: 65DCDT22 Mục lục Trang Danh mục hình ảnh .3 Danh mục bảng biểu LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Sơ đồ khôi .6 1.2 MUX( Multiplexer) 1.2.1 IC-74LS157 1.3 Bộ giải mã BCD 1.3.1 IC-74LS248 1.4 LED đoạn 1.4.1 LED đoạn cathode chung 1.5 Các linh kiên khác sử dụng mạch 10 1.5.1 Bộ công tắc bit 10 1.5.2 Điên trở 11 1.5.3 Công tắc 13 PHẦN 2: XÂY DỰNG MẠCH .14 2.1 Thiết kế mạch giải mã BCD sang LED đoạn cathode chung 14 2.2 Sơ đồ nguyên lý MUX giải mã BCD sang LED đoạn cathode chung 17 2.3 Ứng dụng mạch giải mã BCD sang LED đoạn cathode chung 19 Kết luận 20 Lời cảm ơn .20 Danh mục hình ảnh Trang Hình 1.1: Sơ đồ khối mạch giải mã BCD thành Led đoạn sử dụng MUX .6 Hình 1.4: Cấu tạo IC 74LS157 Hình 1.5: Cấu tạo IC 74LS248 Hình 1.6: Cấu tạo LED đoạn cathode chung .9 Hình 1.7: Các số biểu diễn LED đoạn Hình 1.8: Ảnh thực tế công tắc bit 10 Hình 1.9: Cơ chế hoạt động công tắc bit .10 Hình 1.10: Ký hiệu điện trở .11 Hình 1.11: Hình ảnh thực tế điện trở 11 Hình 1.12: Hình ảnh cách đọc trị số điện trở .11 Hình 1.13 Hình ảnh thực tế điện trở băng .12 Hình 1.14: Hình ảnh thực tế công tắc gạt chân 13 Hình 2.1: Sơ đồ mạch logic .16 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý dùng MUX giải mã BCD thành LED đoạn cathode 17 Hình 2.3: Đi dây mạch in 18 Hình 2.4: Các linh kiện mạch in 18 Danh mục bảng biểu Trang Bảng 2.1: Bảng chân lý 14 Bảng 2.2: Bìa kagnaugh để tìm hàm đầu vào cho LED đoạn .15 Bảng 2.3: Các linh kiện sử dụng mạch 19 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học công nghệ, thiết bị điện tử đã, tiếp tục ứng dụng ngày rộng rãi mang lại hiệu quả hầu hết lĩnh vực khoa học kỹ thuật đời sống xã hội Sự phát triển mạnh mẽ công nghệ điện tử đã cho đời nhiều vi mạch số cỡ lớn với giá thành rẻ khả lập trình cao đã mang lại những thay đổi lớn ngành điện tử Mạch số những mức độ khác thâm nhập lĩnh vực điện tử thông dụng chuyên nghiệp cách nhanh chóng Một những toán thường gặp kỹ thuật mạch dồn kênh, việc ngày thực hiện dễ dàng loại vi mạch điều khiển Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả những ứng dụng thực tế môn học chúng em sau thời gian học tập thầy cô giáo khoa giảng dạy kiến thức chuyên ngành, đồng thời nhận giúp đỡ tận tình thầy Phạm Trường Giang chúng em đã chọn “Thiết kế mạch sử dụng MUX giải mã BCD sang LED đoạn cathode chung” để làm đề tài làm đồ án cho môn học điện tử số, thời gian, kiến thức kinh nghiệm chúng em có hạn nên tránh những sai sót Chúng em mong giúp đỡ, tham khảo ý kiến thầy cô bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề tài Xin trân trọng cảm ơn! PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Sơ đồ khôi Sử dụng MUX giải mã BCD thành Led đoạn cathode chung: MUX GIẢI MÃ BCD LED ĐOẠN Hình 1.1: Sơ đồ khối mạch giải mã BCD thành Led đoạn sử dụng MUX 1.2 MUX (Multiplexer) Mạch dồn kênh hay gọi mạch ghép kênh, đa hợp (Multiplexer-MUX) dạng mạch tổ hợp cho phép chọn nhiều đường ngõ vào song song để đưa tới ngõ Việc chọn đường đường ngõ vào ngõ chọn quyết định Ta thấy MUX hoạt động công tắc nhiều vị trí điều khiển mã số Mã số dạng số nhị phân, tuỳ tổ hợp số nhị phân mà thời điểm có ngõ vào chọn cho phép đưa tới ngõ Các linh kiên sử dụng MUX : IC-74LS157, công tắc bit , điện trở, công tắc gạt chân 1.2.1 IC-74LS157: IC gồm MUX 2→1 để chọn đầu vào từ công tắc bit 4: Đầu A 5: Đầu vào B(1) 6: Đầu vào B(2) 7: Đầu B 8: Nối đất 9: Đầu C 10: Đầu vào C(2) 11: Đầu vào C(1) 12: Đầu D 1: Chân điều khiển đầu vào 13: Đầu vào D(2) 2: Đầu vào A(1) 14: Đầu vào D(1) 3: Đầu vào A(2) 15: Chân điều khiển IC 16: Nối nguồn Nguyên lý hoạt động: TH1: Chân điều khiển đầu vào mức thấp IC nhận tín hiệu đầu vào từ đầu vào vào số (1) TH2: Chân điều khiển đầu vào mức cao IC nhận tín hiệu đầu vào từ đầu vào số (2) 1.3: Bộ giải mã BCD 1.3.1 IC-74LS248: IC 74LS248 loại IC giải mã BCD sang led đoạn loại cathode chung Đầu vào B Đầu vào A 13 Đầu a Đầu vào C Nối đất 14 Đầu g Chân thử đèn Đầu e 15 Đầu f Chân điều khiển 10 Đầu d 16 Nguồn Chân điều khiển 11 Đầu c Đầu vào D 12 Đầu b Hoạt động: IC-74LS248 thường sử dụng chế độ hoạt động: Sáng bình thường đủ trạng thái từ → (thường dùng nhất) Chân BI/RBO, RBI, LT phải bỏ trống nối nguồn Chân BI/RBO nối xuống đất tất các đoạn LED không sáng Khi chân RBI nối xuống đất LED sẽ không hiển thị chữ số Chân BI/RBO phải bỏ trống nối nguồn chân LT phải nối xuống đất Tất LED đoạn sáng (dùng để kiểm tra LED) 12 1.4 LED đoạn 1.4.1 LED đoạn cathode chung: Hình 1.6: Cấu tạo LED đoạn cathode chung - Đây loại đèn dùng hiển thị số từ đến 9, đèn gồm đoạn a, b, c, d, e, f, g, bên đoạn led (đèn nhỏ) nhóm led mắc song song (đèn lớn) Hình 1.7: Các số biểu diễn LED đoạn 1.5 Các linh kiên khác sử dụng mạch 1.5.1 Bộ công tắc bit: Gồm công tắc thông thường gắn với tương ứng với bit nhị phân từ 0000→1111 để nhập đầu vào Hình 1.8: Ảnh thực tế công tắc bit Hình 1.9: Cơ chế hoạt động công tắc bit 10 1.5.2 Điện trở  Điên trở thường: - Điện trở linh kiện có tính cản trở dòng điện làm số chức khác tùy vào vị trí điện trở mạch điện - Cấu tạo: điện trở cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất cao làm than, magie kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn Để biểu thị giá trị điện trở Người ta dùng vòng màu để biểu thị giá trị điện trở Hình 1.10: Ký hiệu điện trở Hình 1.11: Hình ảnh thực tế điện trở - Cách đọc trị số điện trở vòng màu: Giá trị điện trở thường thể hiện qua vạch màu thân điện trở, màu đại diện cho số Màu đen: số 0, màu nâu: số 1, màu đỏ: số 2, màu cam: số 3, màu vàng: số 4, màu lục: số 5, màu lam số 6, màu tím số 7, màu xám: số 8, màu trắng: số Hình 1.12: Hình ảnh cách đọc trị số điện trở 11 - Nhìn thân điện trở, tìm bên có vạch màu nằm sát nhất, vạch màu vạch màu thứ hai, kế dùng để xác định trị số màu - Vạch thứ ba vạch để xác định nhân tử lũy thừa: 10( giá trị màu) Giá trị điện trở tính cách lấy trị số nhân với nhân tử lũy thừa Giá trị điện trở = trị số x nhân tử lũy thừa - Phần cuối cùng: (không cần quan tâm nhiều)là vạch màu nằm tách biệt với ba vạch màu trước, thường có màu hoàng kim màu bạc, dùng để xác định sai số giá trị điện trở, hoàng kim 5%, bạc 10% * Trong bài: Sử dụng điện trở 10KΩ để bảo vệ IC cấp nguồn Sử dụng điện trở 220Ω để bảo vệ đoạn LED LED đoạn  Điên trở băng: - Là loại điện trở sản xuất nhằm đáp ứng cho ứng dụng cần loạt điện trở giá trị mắc song song với (ví dụ cần hạn dòng cho dãy ma trận LED) Loại điện trở chế tạo rời sau hàn chung chân Hình 1.13 Hình ảnh thực tế điện trở băng * Trong bài: Sử dụng điện trở băng 10KΩ để hạ dòng điện áp từ công tắc bit vào chân đầu vào IC 74LS157 12 1.5.3 Công tắc - Công tắc tên thiết bị (xét mạch điện), linh kiện (xét thiết bị điện, sử dụng với mục đích để đóng/bật - ngắt/mở/tắt dòng điện chuyển hướng trạng thái đóng-ngắt tổ hợp mạch điện có sử dụng chung công tắc Hay rõ hơn, mạng điện, công tắc lúc chuyển trạng thái đóng-ngắt cho nhiều mạch điện thành phần Cầu dao, khóa điện, relay (rơ le), ; những dạng công-tắc đặc biệt, người Việt đặt tên riêng để phân biệt cách chế tạo, công sử dụng - Một công tắc cấu tạo từ điểm đường dây tải điện cầu nối giữa chúng (giúp điểm “tiếp xúc” với nhau) Công tắc công tắc đơn (2 điểm, kết nối 11) đa điểm (kết nối 1-n n-1 n-n n-m, n, m>1) - Công tắc có loại: + Công tắc điện: Hoạt động nhờ tác động học di chuyển cầu nối để nối-không nối tiếp điểm mạch điện, tác động tác động chủ động từ người tự động nhờ cảm biến nhiệt điện Công tắc điện có nhiều loại như: Công tắc gạt, công tắc AC, công tắc hành trình, công tắc vô cấp,… + Công tắc từ: Hoạt động nhờ mạch điều khiển khác hút/nhả tiếp điểm với * Trong bài: Sử dụng công tắc gạt chân để lựa chọn đầu vào cho IC-74LS157 Hình 1.14: Hình ảnh thực tế công tắc gạt chân 13 PHẦN 2: XÂY DỰNG MẠCH 2.1 Thiết kế mạch giải mã BCD sang LED đoạn cathode chung Như đã nói phần giới thiệu LED đoạn việc hiển thị cho vị trí đèn từ đến 9, ta thiết kế mạch giải mã với đầu vào A, B, C, D mã BCD trạng thái 1010 đến 1111 không sử dụng, ta cần phải nhớ để xử lý tối thiểu hóa hàm đầu tương ứng với ngã vào a, b, c, d, e, f, g led đoạn, cho đoạn sáng tạo số thập phân với mã BCD ngõ vào * Bước 1: - Tại lại có đầu vào? Vì chữ số từ đến 9, ta cần bit để biểu thị chúng hệ nhị phân * Bước 2: Dựa vào số đèn vị trí sáng ta lập bảng chân lý mạch giải mã led đoạn, có ngõ tác động cao (Khảo sát IC 74LS248 dùng cho giải mã Led đoạn Cathode chung) Bảng chân lý: A B C D a b c d e f g 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 Bảng 2.1: Bảng chân lý 14 Số hiển thị * Bước 3: Lập bìa kagnaugh để tìm hàm đầu vào cho LED đoạn - Tìm a: - Tìm b: CD AB 00 01 11 10 a= 00 01 11 1 1 X X X 1 X + BD + C + A CD AB 00 01 11 10 10 1 X X 00 1 X 01 1 X 11 1 X X D AB 00 01 00 01 11 X X 10 1 10 X X 10 X X 11 X X 10 1 X X d = + BD + C + C + A - Tìm e: - Tìm f: CD AB 00 01 11 10 CD 00 X 11 1 X X C c= +D+B AB 00 01 11 10 01 X b = + CD + - Tìm c: CD- Tìm d: AB 00 01 11 10 00 1 X 01 0 X 11 0 X X 10 1 X X e= +C 00 1 X f= +B+B+A - Tìm g: CD AB 00 01 11 10 00 X 01 X 11 X X 10 1 X X g=B+B+C+A Bảng 2.2: Bìa kagnaugh để tìm hàm đầu vào cho LED đoạn 15 01 X 11 0 X X 10 X X * Bước 4: Từ biểu thức rút gọn ta vẽ sơ đồ mạch logic: Hình 2.1: Sơ đồ mạch logic 16 2.2 Sơ đồ nguyên lý dùng MUX (IC 74LS157) giải mã BCD thành LED đoạn cathode chung (IC 74LS248) Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý dùng MUX giải mã BCD thành LED đoạn cathode chung Nguyên lý hoạt động: - TH1: Khi SW1 nối chân điều khiển IC-74LS157 với nguồn Khi đo IC-74LS157 sẽ lấy đầu vào từ cổng 1B,2B,3B,4B để cho đầu 1Y,2Y,3Y,4Y tương ứng sau đo truyền tín hiệu cho IC giải mã 74LS248 xuất tín hiệu LED đoạn hiển thị số tương ứng với mã BCD đầu vào - TH2: Khi SW1 nối chân điều khiển IC-74LS157 với đất Khi đo IC-74LS157 sẽ lấy đầu vào từ cổng 1A,2A,3A,4A để cho đầu 1Y,2Y,3Y,4Y tương ứng sau đo truyền tín hiệu cho IC giải mã 74LS248 xuất tín hiệu LED đoạn hiển thị số tương ứng với mã BCD đầu vào 17 Hình 2.3: Đi dây mạch in Hình 2.4: Các linh kiện mạch in 18 Linh kiện Thông số Led đoạn Điện trở Điện trở băng Số lượng 10KΩ 220Ω 10KΩ IC 74LS157 IC 74LS248 Công tắc gạt chân Công tắc bit Bảng 2.3: Các linh kiện sử dụng mạch 2.3 Ứng dụng mạch giải mã BCD thành Led đoạn cathode chung - Làm đồng hồ điện tử - Hiển thị thông tin dạng số liệu - Biển quảng cáo … 19 Kết luận - Qua trình thực hiện đề tài "Thiết kế mạch MUX giải mã BCD sang LED đoạn" đã giúp chúng em củng cố lại kiến thức, rút những kinh nghiệm rèn luyện kỹ làm mạch Thời gian thực hiện đề tài đã giúp người nhóm chúng em có những kỹ hoạt động độc lập làm việc theo nhóm, tổ chức xếp công việc cho thật hợp lý Chúng em thấy không phải đề tài nhiều kiến thức cho chúng em học hỏi biết cách vận dụng những kiến thức vào thực tế, từ rút nhiều kinh nghiệm thực tế nâng thêm hiểu biết Lời cảm ơn Để đề tài hoàn thành theo thời gian yêu cầu nhà trường khoa đạt kết quả không nỗ lực bản thân chúng em mà có giúp đỡ gia đình, bảo thầy cô giáo bạn lớp Chúng em xin chân thành cảm ơn: - Sự dẫn góp ý thầy Phạm Trường Giang Cảm ơn thầy đã nhiệt tình cung cấp thông tin hướng dẫn hỗ trợ chúng em kiểm tra mạch, dẫn tài liệu tham khảo cho chúng em - Xin cảm ơn bạn lớp đã giúp đỡ nhiều mặt linh kiện, sách vở, ý kiến, … Trong trình thực hiện đề tài này, chúng em đã cố gắng, xong không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận góp ý, phê bình, dẫn thầy cô, bạn sinh viên bạn đọc Nhóm sinh viên thực hiên: - Nguyễn Hữu Hoan - Trần Anh Khoa 20 - Hoàng Viêt Vương 20 ... Đầu vào B(1) 6: Đầu vào B(2) 7: Đầu B 8: Nối đất 9: Đầu C 10: Đầu vào C(2) 11: Đầu vào C(1) 12: Đầu D 1: Chân điều khiển đầu vào 13: Đầu vào D(2) 2: Đầu vào A(1) 14: Đầu vào D(1) 3: Đầu... hoạt động: TH1: Chân điều khiển đầu vào mức thấp IC nhận tín hiệu đầu vào từ đầu vào vào số (1) TH2: Chân điều khiển đầu vào mức cao IC nhận tín hiệu đầu vào từ đầu vào số (2) 1.3: Bộ