Đang tải... (xem toàn văn)
Lập trình cho vi điều khiển giao tiếp i2c Yêu cầu bài toán Thiết kế đồng hồ số Nguồn vào 5v Độ chính xác 0.0001 Điều chỉnh được giờ
Đồ án môn điện tử số Lời nói đầu Học kỹ thuật số ( điện tử số) môn học sở có vai trò quan trọng cho sinh viên kỹ thuật điện Trên sở học tốt môn học kỹ thuật số, học viên có kiến thức tảng để học môn chuyên ngành sau Cuối môn học thường có đồ án môn học, mục đích để học viên củng cố lý thuyết tập, nắm kiến thức môn học Qua đồ án môn học, học viên nắm cách thức, bước làm đồ án, biết cách thiết kế hệ thống số đơn giản, hiểu rõ cấu tạo chức số IC học Do trình độ thời gian có hạn nên việc mô tả đồ án có nhiều thiếu sót, chức số IC hiểu chưa đầy đủ Mong thầy giáo đồng chí đóng góp ý kiến để đồ án hoàn thiện hơn! Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nội dung thiết kế đồng hồ điện tử số I Yêu cầu toán Thiết kế đồng hồ số Nguồn vào 5v Độ xác 0.0001 Điều chỉnh IIThiết kế đồng hồ Mô tả thuật toán a Mô tả Đồng hồ thiết kế dạng số,sử dụng ic số tạo lên xung đếm với số 1hz Đồng hồ số từ nguồn 5v thông qua tạo xung thông qua tạo xung đưa vào đếm tạo xung đếm giải mã đưa vào đèn hiển thị.Đồng hồ tiến hành chạy từ chế độ bắt đầu (tùy theo ban đầu thiết kế ) đếm 24 Đồng hồ có số đếm giây,phút ,giờ.Với giây đồng hồ đếm từ giây đếm hết đến 59 giây lúc cần tạo xung để kích thích lên chế độ đếm phút ,phút bắt đầu đếm từ chế độ đếm tớ 59 phút lúc tạo mốt xung cho chế độ đếm ,riêng chế độ đếm đếm đến 24 Trường hợp điều chỉnh cần cho đồng hồ đếm lên phút hay Và kể từ đếm b Nhận xét Từ mô tả thuật toán rút số nhận xét sau -Đồng hồ chạy -Sau đếm hết xung giây cầm reset đếm giây 00 giây lúc kích cho xung đếm phút ,phút đếm đến 59 phút phút lẫn giây cần reset ban đầu 00:00 lúc đếm hoạt động -Riêng đếm đếm đến 24 quay ban đầu (có nghĩa giây phút 00:00:00 ) -Các Ic đếm cần dùng tạo chế độ reset -Điều chỉnh cần phải không tạo lên nhầm lẫn xung đếm -Đồng hồ thiết kế đơn giản xác Chọn giải pháp Có nhiều giải pháp để thiết kế đồng hồ số với dạng với nhiều cách phù hợp Dưới cách để chọn giải pháp việc sử d ụng ic số Ta dùng nguồn 5v sau thông qua tạo xung tạo lên xung kích thích có tần số 1hz xung đưa vào đếm ,các đếm tiến hành đếm ,dưới tác dụng giải mã đếm giải mã đưa đến hệ thống hiển thị có dạng hình vẽ: Với việc chọn giải pháp ta đưa số lựa chọn a Bộ tạo xung ta dùng nguồn 5v ta cần tiến hành biến đổi nguồn tạo lên với mụch đích tạo lên xung chuẩn có tần số 1hz.Có nhiều cách tạo xung chuẩn 1hz dùng dao động đa hài ,dùng mạch khuyếch đại có hồi tiếp dương ,dùng thạch anh ic tạo dao động chuyên dụng ic 555.Trong cách dùng thạch anh xác sai số nhỏ ,tuy nhiên dùng thạch lại phải tạo mạch tương đối phức tạp khuyếch đại giao động nội từ thạch anh sau lại tiến hành chia tần nhiều lần phức tạp mà lại sử dụng nguồn lớn.Để có mạch dao động tạo xung chuẩn tương đối xác người ta hay dùng ic 555 ic tạo xung 1hz với ưu điểm giá thành rẻ,lắp giáp vận hành tương đối đơn giản có sử dụng nguồn 5v mà có nhiều ứng dụng dễ tạo nguồn dạng tồn dạng pin nhỏ gọn Trong đề tài chúng em sử dụng ic để tạo dao động cho mạch Với ic 555 có dạng Sơ đồ chân ic 555 Bảng chức Ký hiệu chân Chức Ký hiệu chân Chức Trigger Đầu kích mức thấp 5Control volltage Điện áp điều khiển 3Output Đầu 6Threshold Đầu kích mức cao Retset reset 7Discharge Đầu phóng điện Ic hoạt động tác dụng nguồn nuôi 5v linh kiện khác tạo lên xung tùy ý với sơ đồ mạch điện cổng Sơ đồ mạch điện cổng Với cấu tạo chúng Flip-Flop(RS), so sánh ,bộ phân áp,chuyển mạch bóng MOS tầng đêm ra.với cấu tạo gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật transistor để xả điện Cấu tạo IC đơn giản hoạt động tốt 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 Op-amp 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 Giải thích dao động: Ký hiệu mức thấp 0V, mức cao gần VCC Mạch FF loại RS Flip-flop, Khi S = [1] Q = [1] = [ 0] Sau đó, S = [0] Q = [1] Khi R = [1] = [0] = [1] Q = [0] Tóm lại, S = [1] Q = [1] R = [1] Q = [0] = [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 không reset Giai đoạn ngõ mức 1: Khi bấm công tắc khởi động, chân mức Vì điện áp chân (V-) nhỏ V1(V+), ngõ Op-amp mức nên S = [1], Q = [1] Khi = [0] Ngõ IC mức = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp tụ tăng Khi nhấn công tắc lần Op-amp có V- = [1] lớn V+ nên ngõ Opamp mức 0, S = [0], Q không đổi Trong điện áp tụ C nhỏ V2, FF giữ nguyên trạng thái Giai đoạn ngõ mức 0: Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp có V+ lớn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0] = [1] Ngõ IC mức Vì = [1], transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ = [0] bé V-, ngõ Op- amp mức Vì Q transistor không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua Kết cuối cùng: Ngõ OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn định Với sơ đồ nguyên lý hoạt đôngnhư ta thiết kế tạo xung với tần số 1hz có dạng với cách mắc ic để tạo xung chuẩn có dạng Khi ta mắc hình vẽ với Khi công xung thức chân tinh có dạng b Bộ đếm ta có nhiều đếm đồ án chúng em dung đếm 74LS90 Đây ic đếm thấp phân không đồng mã NBCD thông dụng với sớ đồ chân logic Bốn chân thiết lập: R0(1), R0(2), R9 (1), R9 (2) Khi đặt R0(1) = R0(2) = H ( mức cao) đếm xoá đầu mức thấp R9 (1), QB = QC = R9 (2) chân thiết lập trạng thái cao đầu ra: QA = QD = , Chân NC chân bỏ trống Và số chân GND IC 7490 gồm đếm đếm đếm 5: - Bộ đếm k= Input A điều khiển đầu -Bộ đếm k=5 Input B điều khiển đầu QA QB QC QD , , Đầu vào A, B tích cực sườn âm Để tạo thành đếm 10 ta nối đầu QA vào chân B để tạo xung kích cho đếm QA QB QC QD , , , đầu tương ứng với mã ABCD số NBCD Khi đếm xây dựng đếm đến sau quay thiết lập trạng thái COUNT OUTPUT Q3 Q12 Q1 Q0 L H H H L H L H L H L L L L L L H L L H L H H H H H L L L L L L L L L L L L H H 3.1.2 Sơ đồ logic bảng trạng thái: Hình: Sơ đồ cổng logic IC 74LS90 Hình: Bảng trạng thái IC 74LS90 Hình: Sơ đồ đầu QA QB QC QD , , , Như đếm thiết lập đếm với hệ số k[...]... vào hai chân của ic đồng thời nối vào Q3 Quay lại bài toán thiết kế ta đưa chân mức tích cực cao của bộ đếm hàng đơn vị cùng vào mạch AND kết hợp với mức tích cực cao của bộ đếm hàng chục đếm đến 2(0010)của bộ đếm k=100 ban đầu và đồng thời chân ra của mạch AND này được đưa tớ đồng thời chân R0(bộ đếm 1),R0(bộ đếm 1),R0(bộ đếm 2),R0(bộ đếm 2)hai bộ đếm hàng đơn vị và hàng chục để đồng thời hai bộ đếm... thì bộ đếm bình thường,ta sử dụng trong này sử dụng luôn xung 1hz để cấp xung cho bộ đếm Để đồng hồ khi hiện thi số giờ hang chục không hiênt thị thì ta sư dụng các chân chức năng của ic 74ls 47 cụ thể là ta để chân LT với nguồn, chân RBI nối đất và chân còn lại bỏ ngỏ 3 Nguyên lý và sơ đồ khối của đồng hồ a sơ đồ khối Bộ tạo xung ic 555 Bộ đếm giây 74LS90 Giải mã 7 thanh 74LS47 Bộ đếm phút 74LS90 Giải... bộ đếm phút và giây ,phút và giờ Xung này được đưa đến đâu vào của bộ đếm phút hay giờ Khi đó ta mô tả sơ đồ hoàn chỉnh là III Ứng dụng Thực tế ứng dụng của đồng hồ là rất phổ biến trên cuộc sống với các ic như trên ta cũng có thể áp dụng các ic để tự mình sáng tạo lên cho mình một chiếc đồng hồ Tài liệu tham khảo 1 Kỹ thuật số tập 1 ,2 HVKTQS Lê xuân Bằng 2 Sổ tay điện tử 3 các linh kiện điện tử ... giờ 74LS90 Giải mã 7 thanh 74LS47 Led 7 thanh sơ đồ khối b Mô tả nguyên lý hoạt động Ban đầu khi đã cấp nguồn đầy đủ đồng hồ hiển thị qua các LED là 0:00:00 Dưới tác dụng của nguồn nuôi 5 v của ic 555 Ic này tạo ra xung kích có tần số 1Hz xung này được đưa này được đưa đến chân Cp0 của ic 74LS90 đầu tiên của bộ đếm giây , khi cấp cho xung đếm thì đồng hồ đếm xung đầu tiên được 0:00:01 và cứ như vậy... kỳ Từ đó trong đề tài này chúng em sử dụng việc ghép nối các ic 74LS90 thành các bộ đếm Thiết kế đông hồ đếm giờ phút giây sử dụng bộ đếm k=60 và k=24 để thiết lập lên đồng hồ Trong đồng hồ thì giây và phút đếm đến 59 khi đó việc thiết lập nhờ ic này cần có bộ đêm k=100 và sau đó điều chỉnh các chân của ic để bộ đếm chỉ đếm đến 59 thì reset về ban đầu.Khi đó ta ghép 2 bộ đếm k=10 của ic 74LS90 và với... nhau khi đó ta đưa về là luôn là mức tích cức cao và khi đó mạch 74LS90 của bộ đếm hàng chục không thực hiện đếm.Như vậy ta cần dùng mạch AND để đồng thời đưa tín hiệu về các chân tín hiệu của ic đếm, mạch AND chỉ mức tích cực cao khi đồng thời các chân ic đồng mức tích cực cao đáp Xung đếm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Bộ đếm k=10 DCBA 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 0000 Bộ đếm k=6 D’C’B’A’... Sơ đồ đầu ra QA QB QC QD , , , Như vậy bộ đếm có thể thiết lập bộ đếm bất kỳ với hệ số k