Đang tải... (xem toàn văn)
1 Tổng quan. Nói đến bài toán đếm cúng ta nghĩ ngay đến việc là đếm xung các IC số, sẽ đếm sườn lên hay sườn xuống của xung đầu vào cần đếm. Đếm ở đây là đếm xung vuông) mỗi giá trị sườn lên hay sườn xuống của xung được đưa vào IC đếm và được giải mã nhờ IC giải mã sau đó mã hóa và hiển thị ra LED 7 thanh. Mạch đếm từ 0099 gồm 4 khối chính : Khối tạo dao động (sử dụng IC555) Khối đếm nhị phân 4 bit. (sử dụng IC74LS76). Khối giải mã BCD (sử dụng IC74LS47). Khối hiển thị kết quả.(sử dụng LED 7 đoạn). Trong bài tập chúng em sử dụng led đơn để hiển thị mà không sử dụng Led 7 đoạn vì vậy mạch không sử dụng IC giải mã 74ls47 2 Các linh kiện sử dụng trong mạch. 1. IC NE555 (1con) 1.1 Tổng Quát NE555 là một loại linh kiện khá là phổ biến bây giờ với việc dễ dàng tạo được xung vuông và có thể thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế được độ rộng xung. Nó được ứng dụng hầu hết vào các mạch tạo xung đóng cắt hay là những mạch dao động khác.Đây là linh kiện của hãng CMOS sản xuất .Sau đây là bảng thông số của NE555 có trên thị trường : + Điện áp đầu vào : 2 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555..) + Dòng điện cung cấp : 6mA 15mA + Điện áp logic ở mức cao : 0.5 15V + Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 0.06V + Công suất lớn nhất là : 600mW
ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG Khoa Điện Tử Viễn Thông & Thai Nguyên 12-2011 Thiết kế mạch đếm 4 bit không đồng bộ sử dụng trigơ JK. Giáo viên hướng dẫnTrần Thị Xuân Bộ mônĐiện tử viễn thông. Các thành viên trong nhóm: 1. Phạm Văn Tâm 2. Vương Sỹ Tấn 3. Nguyễn Thanh Hà 4. Hoàng Văn Hiệp 5. Nguyễn Quang Huy 6. Nguyễn Văn Dinh Lớp N03-DTVTK8B LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng các linh kiện bán dẫn đã phần nào giảm bớt được giá thành sản phẩm bằng các linh kiện rời. Ứng dụng môn kỹ thuật số vào thiết kế các bộ phận thiết thực hằng ngày giúp chúng ta hiểu được môn kỹ thuật số làm gì và được ứng dụng vào đâu. Mạch đếm cũng được ứng dụng và phục vụ rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Sau đây nhóm chúng em xin thiết kế một mạch đếm 4 bit không đồng bộ dùng trigỏ JK. Đây là mạch đếm rất thông dụng trong kỹ thuật số là cơ sở để thiết kế các bộ đếm khác. Trong đề tài còn nhiều thiếu sót, rất mong được sự góp ý của cô giáo và các bạn để được hoàn thiện hơn.!. Nhóm thực hiện! !"# #$%& I./ LÝ THUYẾT CƠ BẢN. ' 1- Tổng quan. !()*+ ),-").+)/ 0123#24 )256"256/37/)+)&89)"+) /:; 256"256/37/)5<)5+01 )+)5<=601=2)(=(+>?@AB & )C%%DEEFG3H D I3J)KL2MJN01OOO: D I3)PG*&L2MJN01BG?QBR:& D I3=S1AL2MJN01BG?QGB:& D I3>T&L2MJN?@AB):& D*+UP,V2MJNVJ)W)>>+2M JN?VJB)XU"2MJN01=BG2GB 2- Các linh kiện sử dụng trong mạch. 1. IC NE555 (1con) 1.1 Tổng Quát !@OOO+K. +PY**"6Z.J[ J+)5</+( >")Y23\"H#Z 2W)F)W#)] )5<)KK/&!()5< ^JN+ /)(_"+` J)K &8"+ .7=1aQ2 /b&Q)"+*23 7!@OOO(56 c8. P)+Dde L\"C7OOO ?OOO#!@OOO#!@BOOO&&: cAf).bPRgD Og c8. P9^%&ODOe G c8. P9^bP%&%'D%&%Re c12bZb+R%%h 1.2 Các chức năng của 555: c?+*/H/ c "P / c8])5<)KK/Lih: c8]H/Lii:Lj"J\P F: 1.3 Sơ Đồ các Chân 01!@OOO!F(d& + Chân số 1(GND) 3!A)>b"JfbP01"fk+& + Chân số 2(TRIGGER)8"+)+bPW). P22 + )5<J\53"l+72 P&22 9)" J\ 2i!iZ^). Pm+n'e& + Chân số 3(OUTPUT)1+"+J\)>b"H.& 7H.)5</ )V^%+&9)"+^(5W ^Z*oeLihp%%q:+^%5W)5WZ%e5 +r^%+")5<%e+(CL%&'O Ds%&BOe:& + Chân số 4(RESET)A\UP)^ &I23G3 22VXl9^bP&1fG3+^ PX l\"V^ P+R&!5+)>)5<J )K56"3+"e11& + Chân số 5(CONTROL VOLTAGE)A\+")Y^ Pm 01OOOV ^* P+"J\ ).9+3 !A&1+"(>3t)5<5+)>C[56 O 56323O/3!ATN).C%&%u)%&u N+"k[+`). Pm)5<Y)& + Chân số 6(THRESHOLD)+K`)+22 ). P +t)5<J\53& + Chân số 7(DISCHAGER)(>/V+"5().M+ )]>*v7'&I'9^ PbPX(+" )(&5<X(9&1BrP/).wD1,01 OOOJ\5J)K& + Chân số 8 (Vcc):I(t*H)(+bP P+Jf 01)K&I(+"501&!()5<bP). PCe DDsdeL\"COOOxbPb+!@BOOO: 1.4 Cách tính tần số và độ rộng xung I")Y ).9w #w + 7N1 24)5< )K(23+)KK/5y3V^ p%&BzLw cw :/1 +{p&GnLw cw :/1 :&)( 6|+PL2:& {23J)KLj}:& w #w 8.9La:& 1 N).Lu:& pc2 p%&BzLw cw :/1 R 6).^& 2p%&Bzw z1 26).^bP& C ^(>/()KK+2*b|& )5<(pc2+{pn 2. IC74LS76(JK-FF) DQ35< 2.1 Tổng quan về Flip flop uu+($U l|V2r )KH<P 7l+#)]+"(y-Tk.5`J`. +/bJ`.& 1(]{P{P #,)5<2MJNK=]^ JN&1 uu56)5<H.52 jX&Iy.uu ! l+24T")l+ XXl)FF~o +Z(2r")Y)(&11(> )K^bP"^ |+b,*7C01uu#J)(ZK01uu3)X~ (K> )K+~K+3#HJNZ01BG~(K )K+/1 )KV/3& Các loại FF B Hình 2.2 Kí hiệu khối của 4 loại FF nảy bởi cạnh lên Ck 2.2 JK-FF uu•I*Y2 uuwQL b: jX&'A2(uu•I !Ub")+•#I)]> lV),5 +Q w)=+C)>+•pIpX b)5<">+ 5<LZ•pIp%:&!(fk+)KU7)K& CJ2((>b"oluu*59*9256/3 7/ )+•It( )KC/" )K 71 1fb*7uu•IH*o2562452 d Hình 2.3 Cấu trúc mạch của FF JK D74LS76+01^uu•I\K€#l)FFLH. +1i1i2V: )K/3•()](l+rP+ iV2VLH.+Q A :+1VLH.+1 A :#b5 XJ5Z#,)])5<)5+J)& Hình 2.4 Kí hiệu khối và cấu tạo bên trong của 74LS76 Bảng trạng thái hoạt động của 74LS76 E 3. IC74LS86(XOR) QW)F& 1b,*& 0P aP g S ‚ ? ? ? ? j j j ? j j j ? ‚pgScgSpg⊕S % [...]... của mạch đếm này ta thấy rằng không phải lúc nào các trạng thái logic các ngõ ra đều thay đổi theo nhịp xung đếm ck đầu vào nên ở đây chỉ là mạch đếm không đồng bộ Mạch đếm xuống Ở trước là mạch đếm lên lần lượt chia 2 tần số, số hệ 10 ra tương ứng là từ 0 đến 15 Cũng có khi cần mạch đếm xuống từ 15 xuống 0 chẳng hạn, cách nối mạch sẽ như thế nào? Hình dưới trình bày cấu trúc mạch đếm xuống nhị phân 4. .. rõ hơn nguyên lí của sự đếm lên và đếm xuống 21 hình 3 .4 So sánh dạng sóng đếm lên và đếm xuống Hãy nối dây 4 FF T để tạo ra mạch đếm lên, mạch đếm xuống chia 16, có ngõ ck tác động mức cao Thay FF T bằng FF JK và thiết kế tương tự Thêm một bước nữa là cũng với từng ấy FF ta sẽ thiết kế mạch để có thể đếm lên đếm xuống đều được Nhận thấy mạch đếm lên hay xuống là do nối từ ngõ ra Q của tầng trước tới... mạch đếm gồm 4 FF T mắc nối tiếp Các ngõ vào T (hay J=K) của cả 4 tầng FF đều để trống hay nối lên +Vcc Xung cần đếm được đưa vào ngõ ck tác động cạnh xuống của tầng FF đầu tiên (nó có thể là một chuỗi xung vuông có chu kì không cố định) -Các ngõ ra Q lần lượt được nối tới ngõ vào đếm ck của tầng sau nó (nếu có) Chúng được đặt tên là Q0 (LSB), Q1, Q2, Q3 (MSB) Hình 3.1 Bộ đếm nhị phân 4 bit không đồng. .. vào và kết quả số đếm được trình bày như hình dưới đây Để ý rằng sau xung ck đầu tiên thì mạch se đếm ngay lên số đếm cao nhất là 15 rồi dần dần xuống 14, … cho tới 0 tổng cộng sau 15 xung ck và tới xung ck thứ 16 mạch sẽ tự động xoá về 15 để đếm xuống trở lại Hình dưới đây trình bày cả 2 dạng sóng của mạch đếm lên và xuống bạn có thể so sánh chúng để thấy rõ hơn nguyên lí của sự đếm lên và đếm xuống... sáng Kết quả là khi mã số nhị phân 4 bit vào có giá trị thập phân từ 0-15 đèn led hiển thị các số như ở hình bên dưới 16 II Các bước thực hiện mạch 1.Vẽ mô phỏng trên proteus 2 Sau khi mạch đã chạy trên mô phỏng ta thực hiện vẽ mạch in tren proteus hoặc orcard 17 3 Sau đó là mạch in lên board đồng rồi ngâm dung dịch và khoan lỗ hàn linh kiện và test thử mạch III Nguyên lý hoạt động của mạch Mạch đếm. .. mạch đếm nhị phân 4 bit (có 4 tầng FF, tần số được chia đổi sau mỗi tầng) 19 Bảng sự thật của mạch đếm nhị phân 4 bit như sau : Số Mã số ra sau khi có Trị thập xung xung vào phân ra vào Q3 Q2 Q1 Q0 Xoá 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 2 3 0 0 1 1 3 4 0 1 0 0 4 5 0 1 0 1 5 6 0 1 1 0 6 7 0 1 1 1 7 8 1 0 0 0 8 9 1 0 0 1 9 10 1 0 1 0 10 11 1 0 1 1 11 12 1 1 0 0 12 13 1 1 0 1 13 14 1 1 1 0 14 15 1 1 1 1 15... để hiển thị số 13 .IC 74LS47 - Mạch giải mã được sủ dụng phổ biến nhất là dùng để hiển thị kết quả ở dạng chữ số Do có nhiều loại đèn hiển thị và nhiều loại mã số khác nhau lên có nhiều mạch giải mã khác nhau Ví dụ: giải mã 3 đường ra 8 đường, giải mã BCD ra thập phân 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 vì mạch phải cho nhiều ngõ... xung đếm ck đã được chia đôi tần số sau 1 tầng FF - Do Q0 lại trở thành ngõ vào xung đếm của FF thứ 2 (FF B) nên tương tự tần như vậy fQ1 bằng một nửa fQ0 Với 4 tầng FF thì fQ3 = 1/2fQ2 = 1/4fQ1 = 1/8fQ0 = 1/16f -Như vậy với 4 FF ta có 16 trạng thái logic ngõ ra từ 0000(010) ở xung đếm đầu tiên đến 1111 (1510) ở xung đếm thứ 16, tức là trị thập phân ra bằng số xung đếm vào và vì vậy đây là mạch đếm. .. 15 xuống 0 chẳng hạn, cách nối mạch sẽ như thế nào? Hình dưới trình bày cấu trúc mạch đếm xuống nhị phân 4 bit Ngõ ra Q lần lượt của tầng trước sẽ được nối đến ngõ vào ck của tầng sau đó Xung đếm ck vẫn tác động ở mức thấp Hình 3.3 Mạch đếm xuống 4 bit không đồng bộ Các ngõ ra và cách thức xoá mạch, đưa xung vào giống như ở trước Ngõ ra Q của tầng FF đầu dổi trạng thái ở đổi cạnh xuống của xung vào... board đồng, dây nối và trong bài tập chúng em sử dụng led đơn để giảm chi phí Nếu sủ dụng led 7 đoạn để hiển thị thì cần sử dụng thêm các linh kiện : Đèn LED 7 đoạn(1 con) Led 7 đoạn là một linh kiện hiển thị mã 7 đoạn chuyên dụng, nó hiển thị 16giá trị tương úng với mã BCDLed 7 đoạn có 2 loại: loại chung anot và loại chung catot.Led 7 đoạn cũng có rất nhiều màu sắc khác nhau.Trong đề tài này có sử dụng