Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI GIỚI THIỆUĐồng hồ là một thiết bị, một vật thiết yếu trong cuộc sống,với sự phát triển của công nghệ, sự phát triển của khoa học, sự ra đời của các loại IC số, vi điều khiển hàng loạt các loại đồng hồ số, đồng hồ điện tử ra đời.Sau khi kết thúc bộ môn KỸ THUẬT SỐ chúng em xin thiết kế một mạch đồng hồ số dùng IC74LS90_ IC rất thông dụng trong kỹ thuật số.Trong đề tài cũng còn nhiều thiếu sót rất mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn
LỜI GIỚI THIỆU Đồng hồ là một thiết bị, một vật thiết yếu trong cuộc sống,với sự phát triển của công nghệ, sự phát triển của khoa học, sự ra đời của các loại IC số, vi điều khiển hàng loạt các loại đồng hồ số, đồng hồ điện tử ra đời. Sau khi kết thúc bộ môn KỸ THUẬT SỐ chúng em xin thiết kế một mạch đồng hồ số dùng IC74LS90_ IC rất thông dụng trong kỹ thuật số. Trong đề tài cũng còn nhiều thiếu sót rất mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn !! 1 Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG I.Cơ Sở Lý Thuyết Liên Quan Tới Đề Tài: 1. Các cổng logic cơ bản Có các cổng logic cơ bản sau: BUFER, NOT, AND, OR, NOR, XOR a. Cổng BUFFER ( cổng đệm) Hình 1 Phương trình toán học: y=x Cổng đệm hay còn gọi là cổng không đảo thường được sử dụng trong mạch với vai trò phối hợp trở kháng, cách ly và nâng dòng cấp cho tải b. Cổng NOT ( cổng đảo) Hình 2 Phương trình toán học: y= 2 Cổng đảo đóng vai trò như cổng đệm nhưng ở đây là đệm đảo bởi tín hiệu ngõ ra ngược mức logic với tín hiệu ngõ vào c. Cổng AND ( cổng và) Cổng AND thực hiện phép toán nhân logic các tín hiệu ngõ vào. Cổng AND 2 ngõ vào thực hiện phép toán nhân logic 2 tín hiệu ngõ vào với phương trình toán học: X=AB Hình 3 d. Cổng OR ( cổng hoặc) Hình 4 e. Cổng NAND ( cổng VÀ-KHÔNG) 3 Phương trình toán học: Out= f.Cổng NOR ( cổng HOẶC-KHÔNG) Hình 5 Phương trình toán học: X= g. Cổng XOR Hình 6 Đây là cổng so sánh hai tín hiệu đầu vào có khác nhau hay không. Nếu 2 tín hiệu đầu vào là khác nhau thì cổng cho tín hiệu logic 1 ở ngõ ra và ngược lại Phương trình toán học: O=A + B 2.Hệ Chuyển Mã: a. Số BCD: (Binary Code Decimal) 4 - Được tạo nên khi ta mã hoá mỗi đecac của một số thập phân dưới dạng một số nhị phân 4 bit. * Lưu ý: các phép cộng và trừ số BCD được thực hiện giống như số nhị phân. Tuy nhiên nếu phép tính có nhớ thì sau khi được kết quả ta phải hiệu đính bằng cách trừ cho 10(D) hay cộng 6(D). - Thông thừờng sau mỗi lệnh cộng hoặc trừ số BCD ta kèm theo lệnh hiệu đính. 5 b. Hệ Chuyển Từ Mã Nhị Phân Sang Mã BCD * Bảng chân lý: Nhị Phân BCD X 4 X 3 X 2 X 1 Y 5 Y 4 Y 3 Y 2 Y 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 6 Bảng 3.1: Bảng chân lý ( chuyển từ nhị phân sang BCD ) 3. HệMã Hóa và Giải Mã: a) Hệ Mã Hóa: Mã hóa thập phân thành nhị phân: 7 Hình 7: Mã hóa thập phân thành nhị phân * Bảng chân lý: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 8 Bảng 4.1: Bảng chân lý ( chuyển từ thập phân sang nhị phân ) * Phương trình logic: D = 8 + 9 C = 4 + 5 + 6 + 7 B = 2 + 3 + 6 + 7 A = 1 + 3 + 5 + 7 + 9 * Sơ đồ mạch logic: Hình 8: Sơ đồ mạch logic b) Hệ Giải Mã: 9 Xây dựng hệ giải mã cho led 7 đoạn anode chung Hình 9: Giải mã ra led 7 đoạn * Bảng chân lý: Input Output D C B A a b c d e F g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X X X 10 [...]... hiển thị nhiệt độ phòng, trong các đồng hồ treo tường bằng điện tử, hiển thị số lượng sản phẩm 16 được kiểm tra sau một công đoạn nào đó Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 đoạn Hình 17: Hình dạng led 7 đoạn 17 Chương II: THIẾT KẾ MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ I Sơ Đồ Khối của mạch Khối Mạch... chung, trạng thái ngõ ra tương ứng với các chữ số thập phân từ 0-9 (còn các số 10-15 không dùng tới.) - Ngõ vào xóa BI được để không hay nối lên nguồn cho hoạt động giải mã bình thường Nếu nối xuống mass thì tất cả các ngõ ra đều tắt - Ngõ vào xóa gợn sóng RBI được để không hay nối lên nguồn dùng để xóa số 0 (số 0 thừa sau dấu chấm thập phân hay số 0 trước số có nghĩa) Khi RBI và các ngõ vào D, C, B,... 30:Sơ đồ mạch đồng hồ mô phỏng trên proteus • Thuyết minh nguyên lý hoạt động của mạch: Ban đầu khi chưa ấn nút START, tín hiệu chưa được đưa vào U17(AND_2)nên transistor Q1 ở trạng thái đóng Do Q1 ở trạng thái đóng nên xung từ chân 3 của IC555 sẽ chưa đến được U13(cổng XOR) và U2(IC74ls90 hiển thị hàng đơn vị của mạch đếm giây) Vì vậy đồng hồ chưa hoạt động 33 Khi ấn nút STRART, cả 2 đầu vào của... mức cao, đồng thời tín hiệu đó được đưa vào đầu vào của U19(AND_2) Trong khi đó các tín hiệu ra của U12 ở trạng thái 0001 có nghĩ là Q0 ở trạng thái tích cực cao và đồng thời tín hiệu ở mức cao cua Q0 được đưa vào đầu vào của U19 Khi đó U19 nhận được cả 2 tín hiệu ở mức cao Q1 của U10 và Q0 của U12 Ngay lập tức tín hiệu ra của U19 thay đổi từ trạng thái tích cực thấp sang tích cực cao và đồng thời... một FF Hệ đếm song song: xung đếm được đưa vào tất cả các phần tử đếm Để thành lập một hệ đếm ta sử dụng JK- FF Nếu có nFF thì thành lập được hệ đếm có dung lượng tối đa là VD: 2FF thành lập hệ đếm 4 3FF thành lập hệ dếm 8 4FF thành lập hệ đếm 16 Hệ đếm: đếm nối tiếp, đếm song song b.Hệ Đếm Bất Kỳ: Gọi: N là số trạng thái của 1 hệ đếm bất kỳ n là số bit đếm Ta có: VD: Thành lập hệ đếm 6_ đếm lên... 74LS247: a) Đại Cương: 27 Mạch giải là mạch có chức năng ngược lại với mạch mã hoá Mục đích sử dụng phổ biến nhất của mạch giải mã là làm sáng tỏ các đèn để hiển thị kết quả ở dạng chữ số Do có nhiều loại đèn hiển thị và có nhiều loại mã số khác nhau nên có nhiều mạch giải mã khác nhau Ví dụ: giải mã 4 đường sang 10 đường, giải mã BCD sang thập phân… IC74LS247 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn Mạch... SCR, Triac… Hình 12: Hình dạng bên ngoại của IC555 2) IC 74LS90: 14 Hình 13: Hình dạng bên ngoài của IC74LS90 Trong các mạch số ứng dụng, ứng dụng đếm chiếm một phần tương đối lớn.IC74LS90 là IC đếm thường được sử dụng trong các mạch số ứng dụng đếm 10 và trong các mạch chia tần số 3) IC74LS247: IC74LS47 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn Mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn là mạch giải mã phức tạp... liên kết lại với một thứ tự và tỉ lệ thích hợp để hiển thị các số từ 0-9 và các ký tự A, B, C, D, E, F Ngoài ra, nó còn có một led nữa dùng để hiển thị dấu chấm thập phân Hình 29: Hình dáng và sơ đồ chân led 7 đoạn b) Tính Toán: Áp rơi trên mỗi đoạn từ 1,8->2v với dòng từ 7-20Ma Do vậy ta cần tính điện trở hạn dòng cho led Ta có: VR=VCC-Vled=5-2=3(v) R=3/(8.10-3)=375(ôm) Chọn R=330(ôm) 32 III Mô Phỏng... xuống thấp (tuỳ vào loại đèn led là anod chung hay catod chung) để làm các đèn cần thiết sáng nên các số hoặc ký tự IC 74LS47 là loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng đủ cao để thúc trực tiếp các đèn led 7 đoạn loại anod chung Hình 14: Hình dạng bên ngoài của IC74LS247 15 4) Điện Trở: Trong thiết bị điện tử, điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp... từ chân 14 của U2 nó sẽ reset về 0 và đồng thời kích 1 xung vào chân 14 của U4 Khi đó tín hiệu ra của U4 đạng ở trạng thái 0101 nên khi nhận được 1 xung từ U2 đầu rat hay đổi trạng thái từ 0101 sang 0110 có nghĩ là Q2 và Q1 đều ở mức cao Và đồng thời tín hiệu ở mức cao của Q2 và Q1 được đưa vào U21( AND_2) Ban đầu tín hiệu ra của U21 ở mức thấp do Q2 và Q1 không đồng thời ở mức cao Khi tín hiệu ra của