MẠCH đếm XUỐNG từ 99 đến 00 (có sơ đồ mạch)

MẠCH đếm XUỐNG từ 99 đến 00 (có sơ đồ mạch) .................................. MẠCH đếm XUỐNG từ 99 đến 00 (có sơ đồ mạch) .................................. MẠCH đếm XUỐNG từ 99 đến 00 (có sơ đồ mạch) .................................. MẠCH đếm XUỐNG từ 99 đến 00 (có sơ đồ mạch) ..................................

MẠCH ĐẾM XUỐNG TỪ 99 ĐẾN 00

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu chung:

1.1.1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, con người chúng ta đang sống trong thời kỳ đổi mới với sự phát triểnchóng mặt của khoa học – kỹ thuật Ngành điện tử truyền thông là một trong nhữngngành hiện nay đang phát triển khá nhanh và được ứng dụng rộng khắp trong đờisống hằng ngày của chúng ta Với sự phát triển đó, nhu cầu tiếp cận các sản phẩmliên quan đến công nghệ số là không thể thiếu Vì những lý do đó và những kiếnthức có được từ các môn học ở trường cũng như tham khảo thêm từ nhiều nguồn tinkhác nhau, em quyết định thực hiện một mạch ứng dụng công nghệ số đơn giản để

kiểm chứng lý thuyết đã học với kết quả thực tế Mạch có tên là “Mạch đếm xuống

từ 99 đến 00”.

1.1.2 Sơ lược về đề tài

Mạch đếm xuống từ 99 đến 00 sử dụng nguồn ổn áp 5Vdc được tạo ra bằng cáchchỉnh lưu cầu diode và các tụ kết hợp IC ổn áp 7805 Nguồn sẽ cấp điện áp trực tiếpcho khối tạo xung Khối tạo xung sử dụng IC NE555 giúp tạo xung vuống liên tụcvới chu kỳ được thiết lập sẵn qua các biến trở và tụ Khối tạo xung sau đó sẽ gửi tínhiệu đến khối đếm khối đếm sử dụng IC 74ls192 có chức năng đếm lên và đếmxuống trong phạm vi đề tài, em chỉ sử dụng chức năng đếm xuống của IC này Khốiđếm sẽ gửi xung đến cho khối giải mã sử dụng IC 74ls47 sẽ giải mã BCD nhậnđược thành mã của Led 7 đoạn để cho hiển thị lên Led 7 đoạn

1.1.3 Hướng nghiên cứu

Dựa vào cơ sở lý thuyết đã học trên lớp kết hợp tham khảo thêm từ Internet, ta

đi vào tìm hiểu từng linh kiện liên quan đến đề tài Từ đó thiết kế thành các khối vớicác chức năng riêng biệt nhưng bổ trợ cho nhau và ghép lại thành mạch hoàn chỉnh

1.2 Giới thiệu sơ lược các linh kiện chính trong mạch

1.1.4 IC ổn áp 7805

Trang 9/19

Hình 1-5: Led 7 đoạn

Hiện có 2 loại chính trên thị trường là chung Anode và chung Cathode, ở đây ta

sử dụng loại chung Anode

1.1.9 Các linh kiện khác

Ngoài các linh kiện chính nêu trên, còn có một số linh kiện bổ trợ khác cũng

không kém phần quan trọng như: điện trở, tụ, biến trở, Led đơn.

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

1.3 Sơ đồ khối

Về cơ bản, mạch có 4 khối chính: khối nguồn 5V, khối tạo xung, khối đếm xung,khối giải mã và hiển thị Led 7 đoạn

Hình 2-1: Sơ đồ khối của mạch

Mạch sử dụng nguồn nuôi 5 Vdc cấp điện áp cho khối tạo xung Khối tạo xug sửdụng NE555 sẽ tạo xung liên tục theo chu kì được thiết lập sẵn và gởi tín hiệu đếnkhối đếm Khối đếm sau khi nhận được tín hiệu của khối tạo xung sẽ đếm (ở đây làđếm xuống) rồi sau đó gởi tín hiệu đến khối giải mã IC 74ls47 sẽ có nhiệm vụ giải

mã BCD sang mã của Led 7 đoạn và cho hiện thị lên Led 7 đoạn

1.4 Nguyên lý, chức năng từng khối

1.1.10 Khối nguồn 5Vdc

Hình 2-2: Mô phỏng khối nguồn 5Vdc

Mạch nguồn sử dụng cầu diode và tụ để chỉnh lưu điện áp từ xoay chiều sangmột chiều, ở đây ta sử dụng biến áp có giá trị hiệu dụng đầu ra là 9Vac IC 7805giúp chuyển giá trị đầu vào từ 9Vdc sang 5Vdc Led báo nguồn hoạt động

1.1.11 Khối tạo xung dùng NE555

KHỐI ĐẾM XUỐNGKHỐI TẠO

XUNG

• Điện áp đầu vào ở mức 2V đến 18V.

• Dòng tiêu thụ khoảng 6 mA đến 15mA

• Điện áp logic ở mức cao và khoảng 0.5V – 15V

• Điện áp logic ở mức thấp vào khoảng 0.03V - 0.06V.

• Công suất tiêu thụ tối đa 600mW

Chức năng của NE555:

• Tạo xung liên tục

• Điều chỉnh độ rộng xung

• Điều chỉnh vị trí xung

Chức năng từng chân IC:

• Chân số 1(GND): chân này nối đất để lấy dòng cấp cho IC.

• Chân số 2(TRIGGER): đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh Mạch so

sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc

• Chân số 3(OUTPUT): chân dùng để lấy tín hiệu ra Tín hiệu ngõ ra chia làm 2

mức trạng thái là 0 và 1, tương ứng với 0V và Vcc

• Chân số 4(RESET): chân thiết lập mức trạng thái ngõ ra Khi chân này nối đất

thì ngõ ra ở mức thấp, còn khi nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theomức áp trên chân 2 và 6 Để tạo được dao động thường hay nối chân này lênVcc

• Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): chân dùng làm thay đổi mức áp chuẩn

trong IC theo các mức biến áp ngoài Để giảm trừ nhiễu, ta thường nối chân nàyxuống đất thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF để giữ cho điện áp 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): chân này giống như 1 khóa điện tử và bị điều khiển

bởi chân 3 Khi chân 3 ở mức thấp thì khóa này đóng lại, ngược lại thì nó mở ra

• Chân số 8 (Vcc): chân này nối lên nguồn dương Vcc để cấp nguồn cho IC

Nguyên lý hoạt động:

Trang 13/19

Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lí mạch dao động

Trước tiên ta xét nguyên lý của RS Flip Flop Theo như ta biết, khi S = 1 thì Q =

1 và khi R = 1 thì Q = 0; tức Q sẽ lấy giá trị theo S khi R và S bù nhau Khi R và Sđều ở mức 0 thì Flip Flop sẽ giữ trạng thái trước đó

Bây giờ ta đi đến hoạt động của mạch Mạch gồm 3 điện trở có giá trị bằng nhau

để phân áp Vcc thành 3 phần bằng nhau Ta xét các trường hợp khi tụ nạp điện

Trường hợp 1: tụ nạp từ 0V đến 1/3Vcc:

Lúc này, điện áp V1+ sẽ lớn hơn điện áp V1- (vì V1+ cố định là 1/3Vcc), do đó ngõ

ra của Opamp thứ nhất sẽ ở mức 1, tương ứng S = 1 Tuy nhiên, điện áp V2+ sẽ nhỏhơn V2- (V2- cố định là 2/3Vcc), do đó ngõ ra của Opamp thứ hai sẽ ở mức 0, tươngứng R = 0

Khi S = 1 thì Q = 1 và Q- (Q bù) = 0, vây transistor sẽ không dẫn

Trường hợp 2: tụ nạp từ 1/3Vcc đến 2/3Vcc:

Lúc này, điện áp V1+ sẽ nhỏ hơn V1-, do đó ngõ ra của Opamp thứ nhất sẽ ở mức

0, tương ứng S = 0 Điện áp V2+ vẫn nhỏ hơn V2- nên ngõ ra của Opamp thứ hai sẽvẫn ở mức 0, tương ứng R = 0

Khi S = R = 0 thì Flip Flop sẽ giữ nguyên trạng thái như ở trường hợp 1

Trường hợp 3: tụ nạp từ 2/3Vcc đến Vcc:

Lúc này, điện áp V1+ tất nhiên vẫn nhỏ hơn V1- và ngõ ra của Opamp thứ nhấtvẫn ở mức 0 Tuy nhiên, điện áp V2+ sẽ lớn hơn V2- nên ngõ ra của Opamp thứ 2 sẽ

ở mức 1, tương ứng R = 1

Khi S = 0 và R = 1 thì Q = 0 và Q- = 1 Lúc này, transistor sẽ dẫn làm cho điện

áp chân số 7 sẽ xuống 0V Khi không còn dòng vào tụ nữa thì tụ sẽ xả điện

Tụ xả điện cũng với nguyên tắc tương tự như khi nạp nhưng theo chiều ngượclại

Ta chỉ xét thêm một trường hợp duy nhất khi xả, đó là tụ xả từ 1/3Vcc đến 0V.Lúc này, V1+ sẽ lớn hơn V1- là ngõ ra của Opamp thứ nhất sẽ ở mức 1, tức S = 1.V2- sẽ lớn hơn V2+ làm cho ngõ ra của Opamp thứ hai ở mức 0, tức R = 0

Khi S = 1 , R = 0 thì Q = 1 và Q- = 0, vậy transistor không dẫn nữa nên điện ápchân số 7 khác 0V Lúc đó, tụ sẽ lại nạp điện vào và cứ tiếp tục như vậy sẽ tạo ramạch dao động

1.1.12 Khối đếm

Hình 2-6: Khối đếm dùng 74ls192

Trang 15/19

IC 74LS192:

Hình 2-7: Sơ đồ chân 74ls192

Chức năng từng chân:

• Chân 8: chân này nối đất

• chân 16: chân này cấp nguồn dương 5V

• Chân 15, 1, 10, 9: các chân dữ liệu ngõ vào

• Chân 4, 5: lần lượt là đếm xuống và đếm lên

• Chân 11: thiết lập tín hiệu cho IC

• Chân 14: reset tín hiệu của IC

• Chân 3, 2, 6, 7: lần lượt là các chân dữ liệu ngõ ra

• Chân 12: cộng có nhớ (dùng cho đếm lên)

• Chân 13: mượn bit khi trừ (dùng cho đếm xuống)

Bảng chân trị:

Bảng 2-1: Bảng chân trị của 74ls192

Từ bảng chân trị ta thấy, để IC hoạt động bình thường ta phải cho chân Clear ở mứcthấp khi chân Clear ở mức cao, IC sẽ được reset Khi chân Count down ở mức cao

và có cạnh lên ở chân Count up thì IC sẽ đếm lên Khi chân Count up ở mức cao và

có cạnh lên ở chân Count down thì IC sẽ đếm xuống

Nguyên lý hoạt động của 74ls192:

Hình 2-8: Giản đồ xung 74ls192

1.1.13 Khối giải mã và hiển thị

• Chân Vcc: cấp nguồn dương 5V.

• Chân GND: chân này nối đất.

• Các chân A, B, C, D: ngõ vào BCD.

• Các chân a, b, c, d, e, f, g: ngõ ra mã led 7 đoạn.

• Chân LT: kiểm tra các đoạn của Led.

Bảng chân trị:

Bảng 2-2: Bảng chân trị của 74ls47

Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 Led đơn xếp theo hình phía trên và có thêmmột led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của Led 7thanh.

Tám Led đơn trên Led 7 thanh có Anode hoặc Cathode được nối chung với nhauvào một điểm và được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện, 7 cực còn lạitrên mỗi Led đơn của Led 7 đoạn và 1 cực trên Led đơn ở góc dưới, bên phải củaLed 7 đoạn được đưa thành 8 chân riêng để điều khiển cho Led sáng tắt theo ýmuốn

Ở đây, ta sử dụng Led 7 đoạn chung Anode Đầu chung này được nối với Vcc,các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các Led đơn, Led chỉsáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0

Bảng chân trị:

Bảng 2-3: Bảng chân trị của Led 7 đoạn

Trang 21/19

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Sau khi tìm hiểu xong toàn bộ lý thuyết liên quan, em đã mô phỏng thành côngmạch đếm xuống từ 99 đến 00 bằng phần mềm Proteus Sau đây là kết quả môphỏng

Mô hình mô phỏng

Hình 3-1: Mô phỏng mạch trên Proteus

CHƯƠNG 4 NHẬN XÉT

1.5 Ưu điểm của mạch

• Mạch đơn giản, dễ thực hiện

• Các linh kiện trong mạch đều rất phổ biến trên thị trường, dễ tìm kiếm

• Giá thành làm ra mạch cũng rất rẻ

1.6 Nhược điểm của mạch

• Mạch gia công bằng tay, không qua máy móc nên sản phẩm làm ra không đảmbảo tính thẩm mỹ

• Mạch tuy có giá thành rẻ nhưng vẫn đắt hơn các sản phẩm có sẵn ngoài thịtrường, kích thước lớn nên không có tính cạnh tranh

TÀI LIỆU THAM KHẢO