do an thuc hanh dien tu MẠCH GIẢI mã từ 3 SANG 8

MỞ ĐẦUTrong sự phát triển của kỹ thuật điện tử ngày nay, điện tử đang dần chiếm ưuthế về số lượng các ứng dụng của nó trên nhiều thiết bị điện tử từ dân dụng cho đếnchuyên dụng, trong nh

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CNTT HỮU NGHỊ VIỆT HÀN

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:

MẠCH GIẢI MÃ TỪ 3 SANG 8

Sinh viên : Lê Văn Hòa MSSV : CCVT15A006 GVHD : Nguyễn Thị Huyền Trang

MỞ ĐẦU

Trong sự phát triển của kỹ thuật điện tử ngày nay, điện tử đang dần chiếm ưuthế về số lượng các ứng dụng của nó trên nhiều thiết bị điện tử từ dân dụng cho đếnchuyên dụng, trong nhiều lĩnh vực như điều khiển, v.v nhờ vào nhiều ưu điểm của nó

Có thể nói, nền tảng của kỹ thuật số là các mạch logic số dựa trên sự kết hợp của cáccổng logic cơ bản mà ngày nay đã được tích hợp trong các IC số Các mạch logic số sửdụng LED để hiển thị thông tin nhằm mục đích thông báo, quảng cáo, trang trí tại cácnơi công cộng đã được sử dụng rất rộng rãi Trên cơ sở những kiến thức đã được họctrong môn học thực hành điện tử và trong đồ án môn học: Thiết kế mạch, em đã thiết

kế một mạch giãi mã từ 3 sang 8 Với mục đích là tìm hiểu thêm về lĩnh vực điện tử,nâng cao kiến thức của mình

Do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thực hiện không được nhiều nên đề tàicủa em còn rất nhiều sai sót, hạn chế Mặc dù đã cố gắng phần nào thiết kế và tính toánmột các chi tiết các mạch, các thông số nhưng đôi khi còn mang tính lý thuyết, chưathực tế

Em mong có sự góp ý và sửa chữa để đề tài này có tính khả thi hơn về cảphương diện kinh tế cũng như kỹ thuật Em xin chân thành cảm ơn cô giáo NguyễnThị Huyền Trang đã hướng dẫn và giúp đỡ em thiết kế và hoàn thành đề tài này

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG iii

PHẦN 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1

1.1 Khối nguồn 1

1.2 Mạch dao động tạo xung dùng IC 555 1

1.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch dùng IC 555 2

1.2.2 Sơ đồ cấu trúc bên trong của IC 555 3

1.2.3 Chức năng chân IC 555 4

1.2.4 Nguyên lý hoạt động IC 555 5

1.3 Mạch đếm sử dụng IC 74LS90 6

1.3.1 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS90 7

1.3.2 Sơ đồ cấu trúc bên trong của IC 74LS90 7

1.3.3 Sơ đồ chân IC 74LS90 8

1.4 Nguyên lý làm việc của IC 74LS90 9

1.5 Mạch giải mã dùng IC 74LS138 10

1.5.1 Chức năng 10

1.5.2 Chức năng các chân ic74LS138 và nguyên lý hoạt động của nó 11

PHẦN II ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT VÀO MẠCH THỰC TIỄN 12

2.1 Cấp nguồn 12

2.2 Phần tạo xung dùng IC 555 13

2.3 Phần mạch đếm dùng IC 74LS90 13

2.4 Phần giải mã dùng IC 74LS138 14

2.5 Phần hiển thị dùng LED đơn 14

2.6 Mô phỏng mạch bằng proteus và nguyên lý làm việc 14

2.7 Mạch thực tế 16

PHẦN III KẾT LUẬN 17

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢN

Hình I 1 Pin 1

Hình I 2 IC 555 1

Hình I 3 Sơ đồ IC 555 2

Hình I 4 Sơ đồ chân IC 555 3

Hình I 5 Các chân của IC 555 4

Hình I 6 Sơ đồ nguyên lý làm việc của IC 555 5

Hình I 7 IC 74LS90 6

Hình I 8 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS90 7

Hình I 9 Cấu trúc bên trong của IC 74LS90 7

Hình I 10 Sơ đồ chân IC 74LS90 8

Hình I 11 IC 74LS138 10

Hình I 12 Cấu trúc bên trong IC 74LS138 10

Hình I 13 Sơ đồ chân IC 74LS138 11

Hình I 14 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS138 11

Hình I 15 Adapter 12

Hình I 16 Pin 12

Hình I 17 IC 555 13

Hình I 18 IC 74LS90 13

Hình I 19 IC 74LS138 14

Hình I 20 LED 14

Hình I 21 Mô phỏng bằng proteus 15

Hình I 22 mạch thực tế 16

Y Bảng I 1 Bảng sự thật 9

Bảng I 2 Bảng đầu vào và đầu ra của IC 74LS90 9

Bảng I 3 10

PHẦN 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT1.1 Khối nguồn

-Dùng nguồn là pin 9V

Hình I 1 Pin

1.2 Mạch dao động tạo xung dùng IC 555

Hình I 2 IC 555

1.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch dùng IC 555

Hình I 3 Sơ đồ IC 555

Mạch dao động tạo xung vuông dùng IC 555 thì có nhiều ưu điểm tạo ra xungvuông không bị xoắn

1.2.2 Sơ đồ cấu trúc bên trong của IC 555

Chân 8: chân nguồn

Chân 7: chân xả

Hình I 4 Sơ đồ chân IC 555

Chân 6: chân thèm

Chân 3: out (tín hiệu ra)

Chân 4: chân đặt lại

Chân 5: chân điều khiển

O1, O2: là 2 khuyếch đại opam

A1: các TZT switch

A2: TZT khuyếch đại đảo

Các điện trở R tạo thành một mạng phân áp sao cho Vi = 2/3(+) B và Vj= (+) B/3

1.2.3 Chức năng chân IC 555

Hình I 5 Các chân của IC 555

+ Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân

chung

+ Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được

dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng cáctransitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc

+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic Trạng thái

của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1

+ Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra Khi chân số 4 nối masse thì

ngõ ra ở mức thấp Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theomức áp trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nốichân này lên VCC

+ Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC

555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND Chân này

có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số

5 xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ chođiện áp chuẩn được ổn định

+ Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác

và cũng được dùng như 1 chân chốt

+ Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều

khiển bỡi tầng logic của chân 3 Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược

lại thì nó mở ra Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầngdao động

+ Chân số 8 (Vcc): Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC

hoạt động Không có chân này coi như IC chết Nó được cấp điện áp từ 2V >18V(Tùy từng loại 555 thấp nhất là con NE7555)

1.2.4 Nguyên lý hoạt động IC 555

Hình I 6 Sơ đồ nguyên lý làm việc của IC 555

Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao gần bằng VCC Mạch FF là loại

RS Flip-flop, khi S = [1] thì Q = [1] và = [0] Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và =[0] Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0]

Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì = [1],

transisitor mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân

6 không vượt quá V2 Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset

Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:

Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0]

và = [1] Ngõ ra của IC ở mức 0 Vì = [1], transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ =[0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp 2 ở mức 0 Vì vậy Q và không đổi giá trị, tụ C xảđiện thông qua transistor

Kết quả cuối cùng: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn

định

1.3 Mạch đếm sử dụng IC 74LS90

Hình I 7 IC 74LS90

1.3.1 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS90

Hình I 8 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS90

- 7490 là một loại IC số để thực hiện các phép đếm tiến (đếm bắt đầu từ 0)

Có 2 bộ đếm cụ thể như sau:

+ Với kd = 5: Đếm từ 0 đến 4

+ Với kd = 10: Đếm từ 0 đến 9

1.3.2 Sơ đồ cấu trúc bên trong của IC 74LS90

Hình I 9 Cấu trúc bên trong của IC 74LS90

1.4 Nguyên lý làm việc của IC 74LS90

Có bảng sự thật và sơ đồ nguyên lý sau:

Bảng I 3

1.5.2 Chức năng các chân ic74LS138 và nguyên lý hoạt động của nó

Hình I 13 Sơ đồ chân IC 74LS138

+ A0, A1, A2 là 3 đường địa chỉ ngõ vào

+ E1, E2 là các ngõ vào cho phép (tác động mức thấp)

+ E3 là ngõ vào cho phép tác động mức cao

+ O0 đến O7 là 8 ngõ ra (tác động ở mức thấp)

Hình I 14 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS138

Đưa dữ liệu nhị phân 3bit vào ở C, B, A(LSB), lấy dữ liệu ra ở các ngõ O0 đếnO7; ngõ cho phép E2 và E3 đặt mức thấp, ngõ cho phép E1 đặt ở mức cao Chẳng hạnkhi CBA là 001 thì ngõ O1 xuống thấp còn các ngõ ra khác đều ở cao

PHẦN II ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT VÀO MẠCH THỰC TIỄN

Mạch giải mã từ 3 sang 8 gồm có 5 phần cơ bản:

+ Cấp nguồn+ Phần tạo xung dùng IC 555+ Phần mạch đếm dùng IC 74LS90+ Phần giải mã dùng IC 74LS138+ Phần hiển thị dùng LED đơn

2.4 Phần giải mã dùng IC 74LS138

Có chức năng giải mã 3 đường sang 8 đường từ IC 74LS90

Hình I 19 IC 74LS138

2.5 Phần hiển thị dùng LED đơn

LED có chức năng hiển thị để chúng ta quan sát được hoạt động của mạch

mà ta đã tạo

Hình I 20 LED

2.6 Mô phỏng mạch bằng proteus và nguyên lý làm việc

Mạch dùng IC 555 để tạo xung rồi đưa qua IC 74LS90 để thực hiện đếm tăngdần, sau đó đưa 3 ngõ ra vào IC 74LS138 để chuyển 3 đường thành 8 đường, cuốicùng mắt 8 LED tương ứng với 8 ngõ ra của IC 74LS138 để hiển thị

Hình I 21 Mô phỏng bằng proteus

2.7 Mạch thực tế

Hình I 22 mạch thực tế

PHẦN III KẾT LUẬN

Trong những phần trên em đã trình bày xong phần bài tập của mình Tuy quátrình thực hiện không dài như nó đã giúp em hệ thống lại được những kiến thức của

em về các môn đã học ở trường

Đây củng là hành trang quang trọng để em hoàn thành đồ án môn học của mình,

để em sẵn sàng bước qua học kì mới Em rất cảm ơn bộ môn và khoa Công Nghệ Điện

Tử - Viễn Thông đã tạo cho em cơ hội để tiếp cận thực tế này Qua đây em củng xingửi lời cảm ơn chân thành tới cô Nguyễn Thị Huyền Trang đã giúp đở em tận tìnhtrong quá trình làm bài tập

Do kiến thức và khả năng còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong được sự góp ý, chỉ dạy thêm của các thầy, cô trong khoa củng như trong

bộ môn và các bạn để bài tập của em được hoàn thiện hơn và được áp dụng thực tếhơn vào cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn!