Đề bài: Mạch súc sắc điện tử ( mạch quay xổ số) Gieo súc sắc ngẫu nhiên Hiển thị mặt súc sắc Thay đổi chậm dần Ý tưởng: Mạch súc sắc điện tử yêu cầu gieo súc sắc, hiển thị súc sắc thay đổi tốc độ gieo súc sắc Dựa yêu cầu đó, nhóm chúng em sử dụng mạch đèn LED để hiển thị mặt súc sắc dùng IC đếm để tạo tín hiệu điều khiển đèn LED Thay đổi tần số tạo xung CLOCK để thay đổi tốc độ gieo súc sắc LED LED LED LED7 LED Mạch Tạo Xung LED LED IC Đếm 4017 LED Hiển Thị Các linh kiện thực hiện: • IC 555 để tạo xung CLOCK, biến trở, tụ • IC đếm 4017 • LED hiển thị • Diode để chống bị ngược dòng A: Linh kiện IC 555 mạch tạo xung CLOCK + Giới thiệu IC 555 555 loại linh kiện phổ biến với việc dễ dàng tạo xung vng thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế độ rộng xung Nó ứng dụng hầu hết vào mạch tạo xung đóng cắt mạch dao động khác.Đây linh kiện hãng CMOS sản xuất Sau bảng thông số 555 có thị trường : + Điện áp đầu vào : - 18V ( Tùy loại 555 : LM555, NE555, NE7555 ) + Dòng điện cung cấp : 6mA - 15mA + Điện áp logic mức cao : 0.5 - 15V + Điện áp logic mức thấp : 0.03 - 0.06V + Công suất lớn : 600mW * Các chức 555: + Là thiết bị tạo xung xác + Máy phát xung + Điều chế độ rộng xung (PWM) + Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng thu phát hồng ngoại) Các dạng hình dáng chân 555 thực tế: -Chức chân IC NE555 N gồm có chân Chân Chức Chân Chức Đất Điện áp điều khiển Chân kích thích Chân ngưỡng Đầu Đầu phóng điện Xố - Reset Nguồn - Vcc +Cấu tạo nguyên lí hoạt động IC555 a,Cấu tạo: Nhìn sơ đồ cấu tạo ta thấy cấu trúc 555 gồm : OPAM, conđiện trở, transitor, Trigơ RS: - OP-amp có tác dụng so sánh điện áp - Transistor để xả điện - Bên gồm điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành phần Cấu tạo tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương Opamp điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm Op-amp Khi điện áp chân nhỏ 1/3 VCC, chân S = [1] FF kích Khi điện áp chân lớn 2/3 VCC, chân R FF = [1] FF reset b) Nguyên tắc hoạt động: Ở mạch ta bíết H mức cao gần Vcc L mức thấp 0V Sử dụng Trigơ RS Khi S = [1] Q = [1] = Q- = [ 0] Sau đó, S = [0] Q = [1] =Q- = [0] Khi R = [1] Q- = [1] Q = [0] Khi S = [1] Q = [1] R = [1] Q = [0] Q-= [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp chân không vượt V2 Do lối Op-amp mức 0, FF khơng reset Khi đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời (Ra+Rb)C * Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3: - Lúc V+1(V+ Opamp1) > V-1 Do O1 (ngõ Opamp1) có mức logic 1(H) - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = 0(L) - R = 0, S = > Q = 1, /Q (Q đảo) = - Q = > Ngõ = - /Q = > Transistor hồi tiếp không dẫn * Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = > Q, /Q giứ trạng thái trước (Q=1, /Q=0) - Transistor ko dẫn ! * Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 > V-2 Do O2 = - R = 1, S = > Q=0, /Q = - Q = > Ngõ đảo trạng thái = - /Q = > Transistor dẫn, điện áp chân xuống 0V ! - Tụ C xả qua Rb Với thời Rb.C - Điện áp tụ C giảm xuống tụ C xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống 2Vcc/3 * Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 > Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = > Q, /Q giứ trạng thái trước (Q=0, /Q=1) - Transistor dẫn ! * Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3: - Lúc V+1 > V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = - R = 0, S = > Q = 1, /Q (Q đảo) = - Q = > Ngõ = - /Q = > Transistor không dẫn -> chân không = 0V tụ C lại nạp điện với điện áp ban đầu Vcc/3 Nói tóm lại bạn nên hiểu : Trong trình hoạt động bình thường 555, điện áp tụ C dao động quanh điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3 (Xem dường đặc tính tụ điện phóng nạp trên) - Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu Vcc/3, kết thúc nạp thời điểm điện áp C 2Vcc/3.Nạp điện với thời (Ra+Rb)C - Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu 2Vcc/3, kết thúc xả thời điểm điện áp C Vcc/3 Xả điện với thời Rb.C - Thời gian mức ngõ thời gian nạp điện, mức xả điện -Để sử dụng IC 555 tạo xung clock ta mắc IC 555 thành mạch dao động đa hài hình vẽ: Chân nối với VCC, Chân nối với GND Chân IC 555 đầu xung clock cung cấp cho IC khác mạch Chu kỳ xung tính theo cơng thức: T = ln 2.(R1+2R2).C Thơng qua cơng thức tính T ta dùng biến trở thay cho R2 để thay đổi xung CLOCK mạch tạo xung dùng IC 555 theo ý muốn IC đếm 4017 Sơ đồ chân : IC 4017 có 10 ngõ riêng biệt , 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11 Chân số 16 chân nguồn Vcc Chân số chân nối mass Chân số 12 chân chia hệ Chân số 14 xung CLOCK kích thích sườn dương Chân số 13 xung CLOCK kích thích sườn âm Chân số 15 chân RESET Biểu diễn dạng tín hiệu ngõ theo tín hiệu vào xung Clock Nhìn vào bảng ta thấy nguyên lý IC 4017 : Chỉ có ngõ kích mức cao thời điểm ,là IC đếm ,khi xung clock vào mức dương ngõ thứ mức 1, xung đầu vào xuống mức âm ngõ thứ giữ trạng thái mức Khi xung đầu vào lại đến sườn dương thứ ngày ngõ thứ đếm xung bị trạng thái xuống mức âm, Cứ đếm đến 10 kết thúc chu kì đếm quay trở chu kì Riêng ngõ thứ 10 output mức cao cho lượt đếm > mức thấp đếm > IC4017 đếm mức : Đếm sườn âm Đếm sườn dương + Nếu mà đếm sườn dương :Clock vào chân 14 Chân 13 phải nối xuống đất + Nếu đếm sườn âm : Clock vào chân 13 Chân 14 phải nối lên Vcc + CD4017 không đếm từ đến 10 Nó đếm từ đến hay đến 3….Nhưng lớn 10 dựa vào chân Reset Trong sử dụng IC đếm sườn dương nên chân 14 vào CLOCK chân 13 nối vào Mass, mạch đếm đến nên chân số ( Q6) nối với chân 15 LED Ta dùng LED để hiển thị xúc xắc hình LED LED LED LED7 LED Điode Chỉ cho dòng đi qua chiều LED LED Hiển thị Led D7 sáng Led D2,5 sáng Led D1,3,4,6 sáng Led D1,3,4,6,7 sáng B mạch Led D3,4,7 sáng Led D1,2,3,4,5,6 sáng C nguyên lý Mạch đếm công tắc nối chân 13 IC 4017 nối với nguồn âm bật, muốn dừng lại mặt súc sắc tắt cơng tắc mạch hiển thị đèn tương ứng với mặt súc sắc Ta sử dụng chân 3,2,4,7,10,1 lần lược chân Q0, Q1, Q2, Q3, Q4 ,Q5 lần lược nhận mức tiến hiệu mức Ta lần lược xét chân từ Q0 > Q5 Khi Q0: mức (các chân lại mức 0) dòng điện từ Q0 qua Điode đến led  led D7 sáng  hiển thị số Khi Q1: mức dòng điện từ Q1 đến diode 11 quan led D2 D5 mắc song song  D2,5 sáng  hiển thị số Khi Q2: mức dòng điện từ Q2 tách làm dòng : Dòng đến diode D9  led D7 D7 sáng Dòng đến diode S12 led D3,4  D3,4 sáng  Ta có led D3,4,7 sáng  hiển thị số Khi Q3: mức dòng điện chia làm Dòng đến diode D13  led D3,4  D3,4 sáng Dòng đến diode D16  led D1,6  D1,6 sáng  Ta có led D1,3,4,6 sang  hiển thị số Khi Q4: mức 1dòng điện chia Dòng đến diode D10 led D7  D7 sáng Dòng đến diode D15  led D1,6  D1,6 sáng Dòng đến diode D14  led D3,4  D3,4 sáng  Ta có led D1,3,4,6 sáng  hiển thị số Khi Q5: mức dòng điện chia làm Dòng đến diode D18  led D2,5  D2,5 sáng Dòng đến diode D17  led D3,4  D3,4 sáng Dòng đến diode D19  led D1,6  D1,6 sáng  Ta có led D1,2,3,4,5,6 sáng  hiển thị số ...Ý tưởng: Mạch súc sắc điện tử yêu cầu gieo súc sắc, hiển thị súc sắc thay đổi tốc độ gieo súc sắc Dựa yêu cầu đó, nhóm chúng em sử dụng mạch đèn LED để hiển thị mặt súc sắc dùng IC đếm... phóng nạp trên) - Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu Vcc/3, kết thúc nạp thời điểm điện áp C 2Vcc/3.Nạp điện với thời (Ra+Rb)C - Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu 2Vcc/3,... để xả điện - Bên gồm điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành phần Cấu tạo tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương Opamp điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm Op-amp Khi điện áp