CHƯƠNG 6: KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ – HIỂN THỊ - Yêu cầu mạch này phải có ngõ ra để giải mã led 7 đoạn dựa vào các bit dữ liệu đưa về từ mạch giải mã bàn phím phía trước. - Khi có tín hiệu các bit dữ liệu ghi trên bộ nhớ ngoài của CPU từ các ngõ ra của mạch giải mã bàn phím, chương trình phần mềm sẽ xử lý cho ra các đòa chỉ các led để cho phép các đòa chỉ led nào hoạt động thông qua port T1 tức là P3.5, dữ liệu này đưa vào hai chân A và B của 74164 nhằm xuất đòa chỉ ra led 7 đoạn. - Muốn mạch hoạt động tốt thì chân CLEAR phải luôn ở vò trí tích cực là +Vcc. - Tín hiệu xung clock vào để đếm nhòp xung cho việc giải mã ra led 7 đoạn. Để có xung clock thì chân WR\ của vi điều khiển 8031tức là P3.7 phải ở mức logic 0 và chân 28 của 8031 ở đòa chỉ 8000H tức là mức logic 1. Vì chọn RAM không tích cực cho nên hai tín hiệu này phải qua hai cổng NOR của vi mạch 7402, tín hiệu cuối cùng là ở mức logic 1. - Khi có xung clock tác động vào chân CK của vi mạch 74164, kết hợp với dữ liệu ở P3.5 của vi điều khiển 8031 để xuất các ngõ ra Q 1 đến Q H . Mỗi ngõ ra nối với Katod chung của mỗi led 7 đoạn. - Vì các led 7 đoạn có công suất lớn cho nên ta phải khuếch đại công suất các tín hiệu ngõ ra từ Q 1 đến Q H trước khi đưa vào Katod của led 7 đoạn. Ở đây ta sử dụng transistor B562 và điện trở R = 3.3k để làm mạch khuếch đại. - Đồng thời cùng lúc P3.5 của 8031 xuất dữ liệu ra 74164 thì các port I/O từ P1.0 đến P1.7 của vi điều khiển 8031 cũng xuất dữ liệu ra trực tiếp anod led 7 đoạn. Nó sẽ điều khiển đồng loạt anod các thanh của led 7 đoạn hoạt động. Dựa vào chương trình phần mềm điều khiển, các port I/O của 8031 kết hợp với phần giải mã đòa chỉ với vi mạch 74164, để tạo ra một dữ liệu sau cùng được hiển thò qua 10 led 7 đoạn mà ta có thể hiểu được thông qua các con số hiển thò như số giá cướccuộc gọi, số điện thoại đã gọi, giờ cuộc gọi, số lần gọi … - Mạch hiển thò hoạt động dựa theo phương pháp quét. Vi mạch 74164 có nhiệm vụ quét để các led lần lượt sáng lên theo chu kỳ của xung clock. - Khi CPU nạp số đầu tiên và xuất ra port 1 và lúc đó led đầu tiên sẽ sáng do transistor C945 kích nó dẫn vì ngõ ra L 1 (Q D ) xuống thấp còn các ngõ ra khác của 74164 ở mức cao. Độ rộng xung giải mã hiển thò bằng thời gian sáng lên của mỗi led trong bộ hiển thò. - Khi xung clock thứ 2, port 1 của CPU lại xuất ra số thứ hai khi đó led thứ hai sẽ sáng do ngõ ra L 2 (Q B ) của 74164 xuống thấp, còn các ngõ ra khác đều ở mức cao. Quá trình này cứ tiếp tục xảy ra, do các led sáng tắt với tần số xung clock nên mắt thường ta không thấy được sự chớp tắt này mà coi như là các led sáng tắt liên tục. Tính toán các điện trở, transistor: Độ sáng của led 7 đoạn phụ thuộc dòng điện chạy qua chúng. Ở chế độ sáng bình thường, điện áp rơi cố đònh trên một led thường là (1.6 – 2.4)V. Dòng điện chạy qua led là 20mA. Vì vậy ta phải dùng điện trở để hạn dòng. Mặt khác đối với họ TTL 74 dòng ra cực đại là 16mA, do đó thể lấy ngõ ra của vi mạch để kích led. Như vậy ta phải dùng các transistor đệm để kích cho các led sáng. Với dòng điệntải là là 20mA, ta dùng các transistor A và C945, hai transistor có dòng tải cực C lớn và chòu được điện áp khá cao, mà ta chỉ dùng nguồn cung cấp là 5V. Nên các yêu cầu về kỹ thuật đối với các transistor coi như thỏa và hai loại transistor này rất phổ biến trên thò trường. Cả hai transistor đều làm việc ở chế độ bão hòa nên ta chọn chúng có các hệ số khuếch đại nhỏ. Ở B562 chọn hệ số khuếch đại = 20 và C 945 hệ số khuếch đại = 35. Vì các transistor làm việc ở chế độ bão hòa nên khi các transistor dẫn điện, áp rơi trên mối nối CE là nhỏ: V CE = 0.3V Ta có: I B B562 = I C B562 / = 20mA / 20 = 1mA I B C945 = I C C945 / = 20mA /35 = 0.6 mA Ở vi mạch loại TTL, mức logic ra có điện áp: Mức 0 = 0.8V Mức 1 = 3.5V R 1 = [ V CC – (V L + V BE )] / I B B562 = [ 5V – (0.8 + 0.7)] / 1mA = 3.5 K Chọn R 1 = 3.3 K R 2 = (V CC – V BE )/ I B C945 = (5V – 0.7V) / 0.6mA = 7.2 K Chọn R 2 = 10 K R 3 có tác dụng hạn dòng qua led tránh gây hỏng led R 3 = [V CC – (V CE1 + V CE2 + 2.4)]/ I Transistor = [5-(0.3+0.3+2.4)]/ 20 = 100. VII. KHỐI NGUỒN: Cung cấp nguồn 5V cho tất cả các vi mạch từ nguồn bên ngoài 9V thông qua vi mạch ổn áp 7805, các tụ dùng kèm theo mạch để nâng cao chất lượng nguồn điện cho mạch. Do SRAM lưu trữ các thông số của cuộc gọi nên phải có một nguồn pin dự phòng cho SRAM để đề phòng các dữ liệu bò mất khi nguồn không còn. Nguồn dự phòng là một pin có thể sạc lại được có giá trò điện áp bằng 3.6 V DC . * Mạch pich up cho bộ nhớ: + + 9V 1N4007 1N4007 6V 47 TD 0s 1000uF 0.03uF 7805 3V 220 D1 D2D3 1N4007 1N4007 1N4007 +5V Nguyên lý: Khi có nguồn 5V, một phần qua D1 , R và nạp vào pin, một phần nuôi bộ nhớ qua D2. Khi mất điện, pin lập tức phóng qua D3 nuôi bộ nhớ Thiết kế: - Chọn D1, D2, D3 là loại 1N4007 - Vcc là 5V - Sụt áp qua Diode là 0.7V - Điện áp nguồn nuôi Ram là: V ng Ram = Vcc – Vd = 5V – 0.7V = 4.3V - Điện áp cho nguồn nuôi pin dự trữ: Vpin = Vcc – V d3 – V R = 3V V R = Vcc – V d3 - V pin = 5V – 0.7V – 3V V R = 1.3V mà V R = I.R Chọn dòng nạp cho pin I = 10mA R = V R / I = 1.3V / 10mA = 130 Chọn R = 220 * Mạch Reset Để Reset CPU 8031 chân RST (chân reset của 8031) ở mức cao. Biến trở cần đủ nhỏ để tránh trường hợp dòng nạp cho tụ phân cực bên trong 8031 chọn R1 = 0.1K. Điện áp ở chân RST là: Vrst = V cc .e -T/t e -T/t = V cc / V rst t = R.C : khoảng thời gian từ lúc đóng nguồn rst cc rst cc V V T t V V t T ln ln rst cc V V R T C ln Giả sử điện áp của V rst là 3V RC = 3.9 10 -6 Do V rst có thể lớn hơn để đảm bảo dùng reset ta chọn: C = 10 F ; R = 8.2 K Mạch reset hệ thống: Chân Reset của 8031 tác động ở mức cao Khi cho nguồn 5V vào, thì tụ được nạp đầy. Sau đó tụ được phóng qua chân reset và toàn bộ mạch được reset từ đầu. VIII. Nguyên Lý Hoạt Động Chung: Giả sử thuê bao sử dụng hệ tone và đã được cho phép đảo cực, chân 1 và 2 của head 7 để hở ra. - Khi thuê bao nhấc máy tín hiệu từ tổng đài điện thoại gửi vào chân 6 làm cho ISO1 hoặc ISO2 hoạt động tùy theo ta chọn đầu vào là 5 hay 6 của head 7 làm cho 4N35 1 hoặc 4N35 2 hoạt động thì sẽ có dòng điện chạy qua R4 đi vào 4N35 1 dẫn hay qua R3 thì sẽ làm cho 4N35 2 dẫn. - Khi 4N35 2 hoạt động, đồng nghóa với chân RXD của 8031 xuống mức logic 0. Chân TXD vẫn ở mức logic 1, chương trình phần mềm sẽ hiểu và nó sẽ tác động theo chế độ đảo cực. Tín hiệu INTERUP1 từ chân 13 của 8031 qua R6 phân cực cho Q1 làm cho 2 tiếp điểm rơle đóng khi cuộn dây rơle hoạt động. - Tín hiệu tương tự từ tổng đài đưa đến qua R8 tiếp tục qua C7 qua R9 và đến chân đảo cực –IN của IC MT8870. +5V +5V 0.1K 10uF 8.2K RST - Khi MT8870 nhận được tín hiệu đảo cực chân 15 tức là STD sẽ lên mức logic 1 và làm cho chân 12 của vi điều khiển 8031 ngắt T0. Đồng thời chân 28 cho hoạt động mức logic 1 có đòa chỉ 8000, chân 17 của 8031 là chân RD cho phép đọc dữ liệu ở mức logic 0. - Tín hiệu từ chân 28 qua IC5A thì ở mức logic 0 và kết hợp chân 17 của 8031 ở mức logic 0 qua IC5C thì tín hiệu sẽ là 1, làm cho chân TOE của MT8870 tác động. - Chân TOE (chân 10) của MT8870 sẽ tác động khi ngỏ vào ở mức logic 1 và xuất ra ở ngỏ ra Q1 đến Q4 là Data sẽ đưa về CPU để điều khiển bộ phận giải mã đòa chỉ. - Để cho khối giải mã hoạt động thì phải có xung clock vào chân Q A đến Q H của IC 74164 1 và Q A đến Q B của IC 74164 2 . Lúc này, chân 16 là chân cho phép viết của 8031 đang ở mức logic 0 nên ngỏ ra của IC5B ở mức logic 1 tức là có xung đi vào IC74164 nên cho phép chân A, B gửi về chân timer1 của 8031, CPU xử lý cho data ra port 1. - Khi có xung clock tác động thì đồng thời các chân Q A đến Q H của IC 74164 1 và Q A đến Q B của IC 74164 2 cũng tác động vào tất cả các chân katot của hệ thống 10 led 7 đoạn nhằm tạo cho 10 led 7 đoạn sẳn sàng hoạt động khi có tác động của port 1 từ CPU gửi đến. - CPU xử lý các sự kiện đưa về thông qua chương trình quản lý đưa về EPROM, và RAM để đưa ra đòa chỉ giải mã thông qua 10 led 7 đoạn. . ta sử dụng transistor B 562 và điện trở R = 3.3k để làm mạch khuếch đại. - Đồng thời cùng lúc P3.5 của 8031 xuất dữ liệu ra 74 164 thì các port I/O từ P1.0. tắt liên tục. Tính toán các điện trở, transistor: Độ sáng của led 7 đoạn phụ thuộc dòng điện chạy qua chúng. Ở chế độ sáng bình thường, điện áp rơi cố