Nhiệm vụ các linh kiện trong mạch:
R1, R2: Cầu phân áp và định thời cho mạch điện khi kết hợp với tụ C1 Led7 đoạn: hiển thị số đếm được.
IC NE555 : dao động tạo xung IC 74192:IC đếm
IC 7447: điều khiển Led 7 đoạn C1: nạp xả để tạo dao động
10uF/16
102
2.3. Quy trình kiểm tra linh kiện sau khi lắp 2.3.1. Kiểm tra không điện
Bước 1: Quan sát các linh kiện được lắp đúng vị trí hay khơng, mối hàn chắc chắn, đường mạch phải đảm bảo không được nối tắt (ngắn mạch)...
Bước 2: Sử dụng VOM ở thang đo Ohm để kiểm tra mạch điện và các linh kiện hàn nối xem có bị đứt hoặc chạm mạch khơng
2.3.2. Kiểm tra có điện
Bước 1: Cấp nguồn cho mạch. Chú ý chỉnh nguồn đúng 5Vdc, dây nguồn và mass phải được cấp chính xác.
Bước 2: Quan sát hoạt động của mạch điện xem nó có đếm lên đúng theo yêu cầu hay không
Bước 3: Điều chỉnh hoặc sửa chữa lại mạch nếu có hư hỏng.
3. Hư hỏng thường gặp và cách khắc phục
STT HIỆN TƯỢNG
SAI HỎNG NGUYÊN NHÂN
BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
1 Thiết kế nhầm chân linh kiện.
Không xem trước datasheet của linh kiện
Vẽ lại mạch in mới 2 Vẽ đường mạch quá nhỏ, khi in ra dễ bị đứt. Đường mạch quá nhỏ, khi in ra mạch dễ bị đứt Nếu nhẹ có thể dùng chì hàn nối lại 3 Chạm mạch do vẽ các đường quá sát nhau.
Khơng dị kỹ mạch in khi vẽ trên máy tính Vẽ lại mạch 4 Mạch đếm không hoạt động - Chạm VCC – GND - Cấp sai cực tính của nguồn - Sử dụng đồng hồ VOM đo thông mạch và kiểm tra các mối hàn
- Kiểm tra cực tính của nguồn cung cấp
5 IC NE555, IC 74192, IC 7447 bị nóng bất thường
Lắp sai chiều IC Kiểm tra và lắp đúng chiều IC
103
4. Kiểm tra – Đánh giá
Câu 1: Trình bày nguyên lý của mạch đếm lên từ 0 đến 9 Đáp án:
Mạch tạo xung dao động từ chân 3 của IC NE555 được đưa vào chân 5 của IC 74192 (UP: đếm lên). Trong khi đó các chân 1,9,10,15 là các chân ngõ vào được treo lên mức cao. Chân số 4, 14 được nối xuống mass để hủy chức năng reset và đếm xuống của mạch điện. Các tín hiệu nhị phân xuất hiện tại các chân ra 3,2,6,7 của IC 74192 sẽ được IC 7447 chuyển đổi thành mã của Led 7 đoạn (1,2,6,7 là chân ngõ vào nhận tín hiệu nhị phân) và (9,10,11,12,13,14,15 là chân ngõ ra điều khiển led 7 đoạn)
Như vậy theo như lý thuyết của mạch dao động đa hài dùng IC NE555, thời hằng nạp xả của tụ điện trong mạch RC được xác định theo cơng thức: =
Trong đó: : Thời hằng (s) R: Điện trở (Ω) C: Tụ điện (µF) Độ rộng xung của ngõ ra IC NE555:
TH = ln(3). R1.C1 = 1,1.R1.C1 (s)
Câu 2: Trình bày cách kiểm tra mạch điện. Đáp án:
Bước 1: Cấp nguồn cho mạch. Chú ý chỉnh nguồn đúng 5Vdc, dây nguồn và mass phải được cấp chính xác.
6
Ngõ ra không thay đổi - Nút nhấn bị hỏng
- Lắp ngược tụ
- IC bị hỏng
- Kiểm tra mạch điện xem có bị đứt hay khơng - Kiểm tra và lắp đúng cực tính tụ điện
104
Bước 2: Quan sát hoạt động của mạch điện xem nó có đếm lên đúng theo yêu cầu hay không
Bước 3:Điều chỉnh hoặc sửa chữa lại mạch nếu có hư hỏng.
5. Tài liệu tham khảo
1. Giáo trình kỹ thuật số - ĐH SPKT TP. HCM
2. Kỹ thuật xung số - NXB Khoa học và Kỹ thuật 2004. Các trang web tham khảo
1. www.doc.edu.vn/tai-lieu/giao-trinh-ky-thuat-xung-so-69230/
2. www.lib.tvu.edu.vn/index.php/dientuvienthong/301-kythuat-xungso.html 3. www.tailieu.vn/doc/ky-thuat-xung-so-290582.html
105
PHỤ LỤC 6: PHIẾU HƯỚNG DẪN
Bài: Lắp mạch đếm lên từ 0 đến 9 hiển thị bằng led 7 đoạn
1. Tạo mạch in.
1.1. Sơ đồ chân linh kiện a. IC 74192:
Xác định các chân input, output, chân nối nguồn, chân nối mass và các chân điều khiển của IC
b. IC 7447:
Xác định các chân input, output,chân nối nguồn, chân nối mass và các chân điều khiển của IC
106
c. IC NE555:
Xác định các chân nguồn, chân nối mass của IC, cặp chân cần sử dụng
d. Led 7 đoạn:
Xác định các chân a,b,c,d,e,f,g, chân nối nguồn và chân nối mass
1.2. Sơ đồ lắp ráp trên Board mạch in
107
Hình 2.1: Mạch in lớp TOP
108
2. Lắp ráp mạch điện tử
STT Các bước thực hiện Yêu cầu kỹ thuật
1. Chuẩn bị Đồng hồ VOM, bộ nguồn, board mạch in, các linh kiện như hình vẽ.
Đảm bảo hoạt động tốt.
2. Xác định vị trí và cắm linh kiện
- Cắm các vị trí của linh kiện vào board mạch in đã được bố trí sẵn
1. Cắm điện trở 2. Cắm tụ điện
3. Cắm đế IC 74192, IC 7447, IC NE555 4. Cắm Led 7 đoạn anode
5. Cắm connector J1 vào nguồn cung cấp
Các linh kiện cắm đúng vị trí và đúng chân.
3. Hàn linh kiện - Hàn linh kiện đã cắm vào board mạch in
- Hàn lần lượt từ trên xuống dưới. Chú ý giữ cố định các linh kiện khi hàn để không bị lệch chân
Mối hàn bóng, đẹp, đều và chắc chắn.
4. Kiểm tra mối hàn
- Kiểm tra lại các mối hàn và các vị trí hàn - Cắm các IC vào đế đúng vị trí
Đảm bảo mối hàn với linh kiện là tốt, không chết linh kiện
Kiểm tra mạch điện tử
STT Các bước thực hiện Yêu cầu kỹ thuật
109
1. Cấp nguồn Cấp nguồn 5VDC vào ngõ vào của mạch ở J1. Nguồn chuẩn 5VDC lấy từ bộ nguồn
2. Kiểm tra nguồn
+ Dùng đồng hồ đa năng xác định điện áp nguồn tại IC có đúng 5V hay khơng.
+ Chân 16 ở IC 74192, chân 16 ở IC 7447, chân 8 ở IC NE555, chân 3 và chân 8 ở led 7 đoạn anode phải có điện áp là 5V
Điện áp yêu cầu phải đủ 5V thì IC mới hoạt động tốt.
3. Kiểm tra điện áp nguồn cấp cho các IC
Bảo đảm nguồn cung cấp tại các IC là điện áp đúng 5VDC
Điện áp đầu ra vẫn đúng là 5V
110
PHỤ LỤC 7: PHIẾU HỌC TẬP
Module: Kỹ thuật xung - số
Công việc: LẮP MẠCH ĐẾM LÊN TỪ 0 ĐẾN 9 HIỂN THỊ BẰNG LED 7 ĐOẠN
Họ và tên sinh viên:………………………………………..lớp:…………….. Giáo viên hướng dẫn:………………………………………………………… Ngày thực hiện:………………………………………………….……………
PHIẾU HỌC TẬP
Bài: LẮP MẠCH ĐẾM LÊN TỪ 0 ĐẾN 9 HIỂN THỊ BẰNG LED 7 ĐOẠN
1. Tạo mạch in
1.1. Sơ đồ chân linh kiện
Hình ảnh minh họa Các bước kiểm tra
Kết quả Đúng Sai
Hình 1.1: IC 74192
- Xác định các chân ngõ vào A,B,C,D (Input A, B,C,D). Chân 15 (A), chân 1 (B), chân 10 (C), chân 9 (D)
- Xác định các chân ngõ ra QA,QB, QC, QD (Output QA,QB,QC,QD).
Chân 3 (QA), chân 2 (QB), chân 6 (QC), chân 7 (QD). - Xác định các chân ngõ vào A,B,C,D.
Chân 7 (A), chân 1 (B), chân 2(C), chân 6 (D).
111
Hình 1.2: IC 7447
- Xác định các chân ngõ ra a,b,c,d,e,f,g.
Chân 13 (a), chân 12 (b), chân 11 (c), chân 10 (d), chân 9 (e), chân 15 (f), chân 14 (g).
Hình 1.3: IC NE555
Các chân chính của IC: - Chân 3 là output (xung ra). - Chân 8 cấp nguồn 5v (Vdc). - Chân 1 cấp nguồn 0v (GND).
Hình 1.4: IC Led 7 đoạn anode
Xác định các chân của led 7 đoạn anode
chân 1 (e), chân 2 (d), chân 3và chân 8 là Vcc,
chân 4 (c), chân 5 (dp), chân 6 (b),
chân 7 (a), chân 9 (f), chân 10 (g).
112
1.2. Sơ đồ lắp ráp trên board mạch in
Hình ảnh minh họa Các bước thực hiện lắp ráp linh kiện trên mạch in Kết quả Đúng Sai Hình 1.5: Mạch in lớp TOP Hình 1.6: Mạch in lớp BOTTOM - Xác định rõ vị trí các linh kiện trên sơ đồ trước khi lắp ráp vào mạch.
- Lắp các linh kiện thụ động như điện trở, jack cắm nguồn, tụ điện.
- Lắp các linh kiện như: đế IC NE555, IC 74192, IC 7447 và led 7 đoạn.
2. Lắp ráp mạch điện tử trên board mạch in a. Phân tích mạch điện tử:
113
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch đếm lên từ 0 đến 9 hiển thị bằng led 7 đoạn
Tóm tắt nguyên lý hoạt động của mạch điện tử
D0 = ....., D1=...., D2=...., D3=..... ngõ vào tín hiệu là D3D2D1D0 : ....... = 0 Khi đó Q0=...., Q1=...., Q2=....., Q3=...... Ngõ ra của tín hiệu là 0011 = ....
Khi có xung clock vào cổng đếm lên (UP) của IC 74192, Ngõ ra của tín hiệu sẽ thay đổi từ 0000 00010010 ...... 10001001.
Khi ngõ ra chuyển sang 1001 thì tín hiệu được đưa về cổng preset để chuyển tín hiệu ngõ ra như tín hiệu ban đầu.
IC 7447 là IC chuyển đổi tín hiệu ngõ ra của IC 74192 thành tín hiệu điều khiển led 7 đoạn.
b. Linh kiện lắp ráp:
Stt Tên linh kiện Số lượng Có Không Ghi chú
1 Đế 16 chân 2 2 Đế 8 chân 1 3 IC 74192 1 4 IC 74LS47 1 5 IC 555 1 6 Đế led 7 đoạn 1
114 7 Led 7 đoạn anode 1
8 Socket 2 1
9 Điện trở R1=10k 2
10 Tụ 22μF/16V 1
3. Kiểm tra mạch điện tử 3.1. Kiểm tra không điện
- Quan sát đường mạch in xem có chạm chập gì hay khơng
- Dùng VOM thang đo Ohm để xác định trạng thái hoạt động của các IC và led 7 đoạn.
3.2. Kiểm tra có điện a. Điện áp tại chân:
- Chân 16 IC 74192 : ..........V - Chân 15 IC 74192 :...........V - Chân 1 IC 74192 : ...........V - Chân 16 IC 7447 : ...........V - Chân 3 led 7 đoạn : ..........V - Chân 8 led 7 đoạn : ..........V
b. Nối tải và thử mạch:
Thay đổi tần số mạch cấp xung clock. Nhận xét về sự đếm hiển thị ở led 7 đoạn - Tần số thấp: Led 7 đoạn đếm từ 0 đến 9 sẽ ……….
115
PHỤ LỤC 8: PHIẾU GIAO BÀI Module: Kỹ thuật xung – số
Bài : Mạch đếm lên từ 0 đến 9 hiển thị led 7 đoạn
Nhóm: Lớp: Ngày:
PHIẾU GIAO BÀI
BÀI TẬP
1. Thiết kế và lắp ráp “Mạch đếm xuống từ 09 về 0 hiển thị led 7 đoạn ” 2. Hãy quan sát và ghi nhận lại hiện tượng của mạch điện
116
PHỤ LỤC 9:
ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG MỘT THÀNH TỐ NĂNG LỰC
Bài 2: LẮP RÁP MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI ĐƠN ỔN DÙNG IC NE555 MỤC TIÊU DẠY HỌC
Sau khi học xong bài này, người học đạt được:
Kiến thức:
- Nhận dạng được linh kiện trong mạch
- Phân tích mạch dao động đa hài đơn ổn dùng IC NE555. Kỹ năng:
- Tạo được mạch in phù hợp với sơ đồ nguyên lý
- Lắp ráp linh kiện trên mạch in đúng quy trình và cấu trúc mạch điện. - Kiểm tra đánh giá được mạch điện sau khi lắp
- Nhận biết được các sai hỏng thường gặp và cách khắc phục. Thái độ:
- Thao tác cẩn thận, chính xác, say mê trong quá trình học tập, - An toàn lao động.
NHIỆM VỤ HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN
- Tìm hiểu kiến thức lý thuyết liên quan: Phân tích cấu trúc và nguyên lý
mạch dao động đa hài đơn ổn dùng IC NE555.
- Thực hành kỹ năng: Xây dựng quy trình thực hành, luyện tập, lắp ráp và
kiểm tra mạch điện tử theo quy trình.
PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC TỐI THIỂU
Trang thiết bị: Máy chiếu, máy tính, bảng quy trình thực hiện, đồng hồ VOM, mơ hình trực quan, board mạch in, phịng dạy tích hợp, bộ nguồn một chiều, đồ bảo hộ lao động.
Dụng cụ: Tua lơ vít, kiềm, mỏ hàn.
Vật tư: Bộ linh kiện, chì hàn, nhựa thơng, IC NE555 và các linh kiện liên
117
Tài liệu học tập: Sơ đồ mạch điện của mạch dao động đa hài đơn ổn dùng
IC NE555, board mạch in, bảng quy trình thực hiện, phiếu học tập, phiếu giao bài.
NỘI DUNG DẠY HỌC 1. Sơ đồ mạch điện:
1.1. Sơ đồ lắp ráp trên board mạch in
Hình 3. 10: Mạch in lớp TOP
118