1 Lêi më ®Çu Ngµy nay chóng ta ®ang sèng trong mét thÕ kØ cã c«ng nghÖ ph¸t triÓn m¹nh mÏ ViÖc øng dông kÜ thuËt sè vµo lÜnh vùc §iÖn- §iÖn Tö ®· më ra mét thêi k× míi - thêi k× c«ng nghÖ sè víi nhiÒu s¶n phÈm nh: m¸y ¶nh sè, ®Çu sè, truyÒn h×nh sè, camera sè vµ trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c Tõ khi c«ng nghÖ chÕ t¹o lo¹i vi m¹ch lËp tr×nh ph¸t triÓn ®· ®em ®Õn c¸c kÜ thuËt ®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i cã nhiÒu u ®iÓm h¬n so víi viÖc l¾p r¸p b»ng c¸c linh kiÖn rêi nh: kÝch thíc nhá, gi¸ thµnh h¹, lµm viÖc tin cËy, c«ng suÊt tiªu thô nhá Ngµy nay lÜnh vùc ®iÒu khiÓn ®· ®îc øng dông nhiÒu trong c¸c thiÕt bÞ, s¶n phÈm phôc vô cho nhu cÇu sinh ho¹t hµng ngµy lµm cho ®êi sèng cña chóng ta ngµy cµng hiÖn ®¹i vµ tiÖn nghi h¬n Tr¶i qua qu¸ tr×nh häc tËp vµ nghiªn cøu m«n häc kÜ thuËt sè em ®· chän ®Ò tµi “ThiÕt kÕ ®ång hå sè hiÓn thÞ giê, phót, gi©y” lµm ®å ¸n Em hi väng r»ng sau khi hoµn thµnh ®å ¸n nµy nã sÏ gióp em cñng cè l¹i kiÕn thøc mµ em ®· tÝch lòy ®îc trong suèt thêi gian häc tËp vµ víi íc mong nã sÏ lµ mét ®iÓm tùa c¬ b¶n (vÒ kiÕn thøc) cho em sau khi ra trêng Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n em ®· ®îc sù híng dÉn tËn t×nh cña thÇy CAO V¡N THÕ MÆc dï ®· cè g¾ng hÕt søc nhng do kh¶ n¨ng cßn h¹n chÕ, h¬n n÷a ®©y cßn lµ mét lÜnh vùc míi ®èi víi em, nªn kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt vÒ néi dung vµ ph¬ng ph¸p tr×nh bµy.Em rÊt mong ®îc sù chØ b¶o híng dÉn cña thÇy c« vµ ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c b¹n ®Ó ®Ò tµi cña em hoµn thiÖn h¬n Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! PhÇn I: C¬ së lý thuyÕt I Tæng quan vÒ logic sè I.1 M¹ch t¬ng tù vµ tÝn hiÖu t¬ng tù (Analog circuit) a.M¹ch t¬ng tù (Analog ) * §Þnh nghÜa : M¹ch t¬ng tù lµ m¹ch xö lý c¸c tÝn hiÖu t¬ng tù - TÝn hiÖu t¬ng tù : Lµ nh÷ng tÝn hiÖu cã biªn ®é biÕn ®æi liªn tôc theo thêi gian ®îc x¸c ®Þnh theo quan hÖ cña hµm sè bÊt k× 2 - §Æc ®iÓm : M¹ch t¬ng tù cã kh¶ n¨ng chèng nhiÔu vµ ®é çn ®Þnh kÐm , ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ phøc t¹p b M¹ch sè vµ tÝn hiÖu sè * §Þnh nghÜa :Lµ c¸c m¹ch ®iÖn xö lý tÝn hiÖu sè lµ m¹ch logic sè - TÝn hiÖu sè : lµ tÝn hiÖu chØ cã 2 møc logic ph©n biÖt Trong kü thuËt sè 2 møc logic ®ã ®¬c gäi lµ møc cao (H) vµ møc thÊp (L) , cßn gäi lµ møc “1” vµ møc “0” * §Æc ®iÔm: -TÝn hiÖu sè chØ ®îc ph¸t sinh bëi c¸c m¹ch thÝch hîp Gi¸n ®o¹n vÒ thêi gian vµ biªn ®é Sù chuyÓn tiÕp tõ møc thÊp lªn møc cao x¶y ra nhanh chãng -Kh¶ n¨ng chèng nhiÔu tèt -ThiÕt kÕ, ph©n tÝch m¹ch ®¬n gian dÔ lµm -ThuËn lîi cho m¹ch lu ch÷ th«ng tin I.2 C¸c hÖ thèng ®Õm (Number systems) I.2.1.C¸c hÖ thèng ®Õm (Number systems) 1.HÖ thèng sè thËp ph©n(Decimal System) - Sö dông mêi ch÷ sè tõ 0 ®Õn 9 ghÐp l¹i víi nhau t¹o thµnh sè ®Õm, sè sau lín h¬n sè tríc mét ®¬n vÞ Mçi ch÷ sè cã mÆt trong sè thËp ph©n gäi lµ mét bÝt tÝnh tõ ph¶i sang tr¸i, bÝt ®Çu tiªn ®îc gäi lµ hµng ®¬n vÞ ,bÝt 2 hµng chôc, bÝt 3 hµng tr¨m, bÝt 4 hµng ngh×n vÝ dô: 168 = 1.10 2 + 6.101 + 8.10 0 = 100 + 60 + 8 = 168 D Tæng qu¸t: X D = a n 10 n −1 + a n −1 10 n −2 + + a1 10 0 2.HÖ thèng sè nhÞ ph©n(Binery) * §Þnh nghÜa:hÖ thèng sè nhÞ ph©n lµ lo¹i sè ®Õm sö dông 2 kÝ tù sè 0 vµ 1 ghÐp l¹i víi nhau t¹o thµnh sè ®Õm -Tæng qu¸t: X D = a n 2 n −1 + a n −1 2 n −2 + + a1 2 0 3.HÖ thèng sè thËp lôc ph©n (Hexa) 3 * §Þnh nghÜa:HÖ thèng sè thËp lôc ph©n lµ hÖ thèng sè sö dông 16 kÝ tù trong ®ã 10 kÝ tù ®Çu lµ sè tõ 0 ®Õn 9 vµ 6 kÝ tù sau lµ A,B,C,D,E,F ghÐp víi nhau t¹o thµnh sè ®Õm vÝ dô: 225 h = 2.16 2 + 2.161 + 5.16 0 = 512 + 32 + 5 = 549 D -Tæng qu¸t: X D = a n 16 n −1 + a n −1 16 n −2 + + a1 16 0 I.2.2.ChuyÓn ®æi gi÷a c¸c hÖ thèng sè ®Õm 1.ChuyÓn tõ sè thËp ph©n sang sè nhÞ ph©n * C¸ch lµm:Muèn chuyÓn tõ sè thËp ph©n sang sè nhÞ ph©n ngêi ta lÊy sè thËp ph©n cÇn chuyÓn ®æi chia liªn tiÕp cho 2 ®Ó t×m sè d Sè d (lµ “0” hay “1”) trong c¸c lÇn chia lµ sè ch÷ sè cña hÖ nhÞ ph©n t¬ng øng ghi theo trËt tù ngîc l¹i - VÝ dô: 69 D = ? D 69/2=34 d 1 34/2=17 d 0 17/2=8 d 1 8/2=4 d 0 4/2=2 d 0 2/2=1d 0 1/2=0 d 1 1 0 1 0 0 0 1 → 69 D = 1000101B 2.ChuyÓn tõ sè nhÞ ph©n sang sè thËp ph©n * C¸ch lµm:Muèn chuyÓn tõ sè nhÞ ph©n sang sè thËp ph©n ta chØ viÖc tÝnh tæng tÊt c¶ c¸c tÝch cña c¸c ch÷ sè trong hÖ nhÞ ph©n víi träng sè t¬ng øng cña nã - Tæng qu¸t: X D = a n 2 n−1 + a n−1 2 n −2 + + a1 2 0 -VÝ dô: 1000101B = 1.2 6 + 1.2 2 + 1.2 0 = 69 D 3.ChuyÓn tõ sè thËp ph©n sang thËp lôc ph©n 4 * C¸ch lµm:Muèn chuyÓn tõ sè thËp ph©n sang thËp lôc ph©n ta lÊy sè thËp ph©n chia liªn tiÕp cho 16,sè d trong mçi lÇn chia lµ c¸c ch÷ sè cña sè ë hÖ thËp lôc ph©n t¬ng øng ghi theo trËt tù ngîc l¹i VÝ dô: 69 D = ( ?) H 69/16 = 4 d 5 4/16 = 0 d 4 5 4 ⇒ 69 D = 45 H 4 ChuyÓn ®æi tõ sè thËp lôc ph©n sang hÖ thËp ph©n * C¸ch lµm: Muèn chuyÓn tõ hÖ thËp lôc ph©n sang hÖ thËp ph©n ta chØ viÖc tÝnh tæng tÊt c¶ c¸c tÝch cña c¸c ch÷ sè trong hÖ thËp lôc ph©n víi träng sè t¬ng øng cña nã VÝ Dô : 45 H = ? D 45 H = 4.161 + 5.16 0 = 64 + 5 = 69 D 5.ChuyÓn ®æi tõ sè thËp lôc ph©n sang sè nhÞ ph©n * C¸ch lµm:Muèn chuyÓn tõ sè thËp lôc ph©n sang sè nhÞ ph©n ta tÝnh tõ tr¸i qua ph¶i cña sè thËp lôc ph©n mçi bÝt cña sè thËp lôc ph©n t¬ng ®¬ng víi 4 bÝt cña sè nhÞ ph©n cã vÞ trÝ t¬ng øng 6 ChuyÓn tõ nhÞ ph©n sang thËp lôc ph©n * C¸ch lµm: Muèn chuyÓn tõ nhÞ ph©n sang thËp lôc ph©n ta tÝnh tõ ph¶i qua tr¸i cø 4 bÝt cña sè nhÞ ph©n t¬ng ®¬ng víi 1 bÝt cña sè thËp lôc ph©n Nh÷ng sè cuèi cïng n»m vÒ phÝa bªn tr¸i nÕu thiÕu sè lîng bÝt ta cã thÓ thªm “0” vµo phÝa bªn tríc I.3 C¸c lo¹i m· th«ng dông 1 Kh¸i niÖm: m· sè lµ tËp hîp cña nh÷ng hÖ thèng sè ®Õm theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh dïng ®Ó biÓu diÔn c¸c th«ng tin theo quy luËt ®ã M· sè lµ ph¬ng tiÖn giao tiÕp c¬ b¶n cña hÖ thèng th«ng tin §¬n vÞ tÝnh: byte (B) - Trong thùc tÕ cã nhiÒu lo¹i m· kh¸c nhau nhng chñ yÕu sö dông m·: + BCD (Binery Code Decimal ) + ASC II + M· GRAY(m· vßng) 2 C¸c lo¹i m· th«ng dông 5 a.M· BCD: - C¸ch thµnh lËp:®îc thµnh lËp dùa trªn cë së 4 bÝt cña sè nhÞ ph©n ghÐp l¹i víi nhau - Cã 2 d¹ng c¬ b¶n ®Ó thÓ hiÖn m· sè BCD + BCD kh«ng gãi: BCD thÓ hiÖn tÊt c¶ c¸c tr¹ng th¸i mµ nã cã thÓ biÓu diÔn ®îc (16 tr¹ng th¸i ) + BCD gãi: lµ c¸c m· sè mµ BCD thÓ hiÖn ®îc n»m trong 10 kÝ tù cña hÖ sè ®Õm thËp ph©n C¸c m· lín h¬n 10 cÇn biÓu diÔn ë d¹ng BCD ta dïng nhiÒu tæ hîp BCD ghÐp l¹i víi nhau - Quy íc: M· BCD lµ nh÷ng m· sè thuéc 10 kÝ tù c¬ b¶n cña sè thËp ph©n b M· thËp lôc ph©n(Hexa) - C¸ch thµnh lËp: ®îc thµnh lËp trªn c¬ së hÖ thèng sè ®Õm thËp lôc ph©n - D¹ng thÓ hiÖn cña nã gièng thËp lôc ph©n: gåm 16 kÝ tù ®Ó biÓu diÔn 1 m· sè gåm 10 kÝ tù sè tõ 0 ®Õn 9 vµ 6 kÝ tù ch÷ A,B,C,D,E,F M· thËp ph©n M· BCD M· thËp lôc 0 0000 0 1 0001 1 2 0010 2 3 0011 3 4 0100 4 5 0101 5 6 0110 6 7 0111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F B¶ng 1-1-1: C¸c d¹ng m· cña c¸c sè tù nhiªn tõ 0 ÷ 15 c.M· ASC II - Lµ hÖ thèng m· sè c¬ b¶n dïng ®Ó m· hãa phÇn cøng víi c¸c thiÕt bÞ vµo ra: bµn phÝm, chuét 6 d.M· GRAY (M· vßng ) -Lµ lo¹i m· sè ®îc viÕt theo qui luËt vßng trßn 2 m· liªn tiÕp nhau chØ sai kh¸c 1 bit e.M· thõa 3(EXCESS - 3) - M· thõa 3 lµ lo¹i m· sè sö dông víi sè thËp ph©n céng thªm 3 sau ®ã chuyÓn sang d¹ng BCD kh«ng gãi 3.ChuyÓn ®æi gi÷a c¸c lo¹i m· * ChuyÓn ®æi tõ m· BCD sang m· Hexa : TÝnh tõ ph¶i qua tr¸i mçi tæ hîp 4 bit cña m· BCD ®îc mét bit cña m· Hexa * ChuyÓn ®æi tõ m· thõa 3 sang m· thËp ph©n : LÊy m· thõa 3 chuyÓn sang BCD sang sè thËp ph©n trõ 3 ®¬n vÞ ®¬c kÕt qu¶ I.4.§¹i sè Boolean 1.C¸c ®Þnh lÝ c¬ b¶n cña ®¹i sè Boolean a.C¬ së ®¹i sè Boolean - §¹i sè Boolean lµ c¸c phÐp tÝnh ®¹i sè dùa trªn phÐp tÝnh nhÞ ph©n víi 2 gi¸ trÞ c¬ b¶n lµ “0” vµ “1” - Mét biÕn A bÊt k× nhËn 2 gi¸ trÞ A=0 hoÆc A=1 +NÕu cho A=0 phñ ®Þnh cña A: A = 1 A =1⇒ A = 0 A = 0 ⇒ A =1⇒ A = 0 ⇒A=A KÕt luËn: Phñ ®Þnh 2 lÇn b»ng chÝnh nã 1+ 0 = 1 1+1 = 1 1.0 = 0 1.1 = 1 b.C¸c ®Þnh lÝ c¬ b¶n: - Ta cã biÕn A bÊt k× : 7 A A A A = A + = 1 1 + = 0 A + = A A A+ = A 1 A.0 = 0 A.1 = A A A = A A A = 0 2.C¸c tÝnh chÊt cña ®¹i sè Boolean * PhÐp ho¸n vÞ : A.B.C = B.C A = C.B A A+ B+C = B+C + A = C + A+ B * PhÐp kÕt hîp : A + B + C = ( A + B) + C = ( A + C ) + B = ( B + C ) + A * PhÐp ph©n k× : A.( B + C ) = A.B + A.C 3.C¸c ®Þnh lý c¬ b¶n cña ®¹i sè Boolean * PhÐp phñ ®Þnh:Phñ ®Þnh 2 lÇn th× b»ng chÝnh nã ( A = A) * §Þnh lÝ Dermorgan: -Phñ ®Þnh cña mét tæng b»ng tÝch c¸c phñ ®Þnh thµnh phÇn ( A + B + C ) = A.B C -Phñ ®Þnh cña mét tÝch b»ng tæng c¸c phñ dÞnh thµnh phÇn ( A.B.C = A + B + C ) * Mét sè ®¼ng thøc tiÖn dông : 8 1 A.( A + B ) = A 2 A.( A + B) = A.B 3.( A + B ).( A + B ) = A 4.( A + B ).( A + C ) = A.C + A.B 5 A.B + A.C = ( A + C ).( A _ B ) 6.( A + B ).( A + C ).( B + C ) = ( A + B ).( A + C ) 7 A.B + A.C + B.C = A.B + A.C 8 A + A.B = A 9 A + A.B = A + B 10 A.( B + B C ) = A( B + C ) I.5 Hµm logic 1 §Þnh nghÜa hµm logic - Lµ 1 d¹ng hµm sè dïng ®Ó biÓu diÔn mèi quan hÖ logic cña tÝn hiÖu ra vµ tÝn hiÖu vµo - Hµm logic cã thÓ ®îc biÓu diÔn díi d¹ng ch÷ hoÆc sè VÝ Dô: Y = A.B.C + A.B.C + A.B C d¹ng ch÷ Y = ∑ { 0,1,3,7,9,11} d¹ng sè -ThÓ hiÖn ë c¸c d¹ng: + D¹ng héi chuÈn + D¹ng tuyÓn chuÈn + B¶ng tr¹ng th¸i + B×a Karnough 2 c¸c d¹ng biÓu diÔn hµm logic a biÓu diÔn díi d¹ng tuyÓn chuÈn( tæng c¸c tÝch) - §©y lµ d¹ng biÓu diÔn c¬ b¶n cña hµm logic, nã ®îc biÓu diÔn tr¹ng th¸i logic ®Çu ra ë møc cao toµn bé hµm sè lµ tæng nhiÒu thµnh phÇn.Mçi thµnh phÇn lµ 1 tæ hîp c¸c biÕn díi d¹ng 1 tÝch VÝ Dô: Y = A.B.C + A.B.C + A.B C + A.B C Y = 1+1+1+1 -§Ó x¸c ®Þnh ®îc d¹ng nµy ph¶i dùa vµo yªu cÇu vµ c¸c ®iÒu khiÖn cña bµi to¸n b BiÓu diÔn díi d¹ng héi chuÈn( tÝch c¸c tæng) 9 -Lµ 1 hµm quan hÖ cña tÝn hiÖu ra víi tæ hîp tÝn hiÖu vµo lµ c¸c tÝch cña nhiÒu thµnh phÇn, mçi thµnh phÇn chøa tæ hîp c¸c biÕn díi d¹ng 1 tæng c.BiÓu diÔn d¹ng b¶ng tr¹ng th¸i - Lµ 1 c¸ch biÓu diÔn trùc quan mèi quan hÖ hµm logic gi÷a tÝn hiÖu ra vµ tÝn hiÖu vµo B¶ng tr¹ng th¸i thùc chÊt lµ 1 ma trËn hµng cét, trong ®ã sè cét b»ng tæng sè c¸c biÕn cña bµi to¸n, sè hµng b»ng(2 n+1) Trong ®ã n: lµ sè c¸c biÕn ®Çu vµo hµng trªn cïng cña b¶ng tr¹ng th¸i ghi tªn c¸c biÕn vµo ra díi d¹ng ch÷ C¸c hµm tiÕp theo vÒ phÝa bªn tr¸i cña b¶ng tr¹ng th¸i ghi tæ hîp gi¸ trÞ c¸c biÕn ®Çu vµo díi d¹ng sè nhÞ ph©n theo thø tù t¨ng dÇn tõ trªn xuèng C¸c hµm cßn l¹i thuéc cét bªn ph¶i t¬ng øng víi ®Çu ra ghi gi¸ trÞ logic cña biÕn ®Çu ra T¬ng øng víi tæ hîp tr¹ng th¸i biÕn ®Çu vµo VÝ Dô: 3 c«ng t¾c A, B, C ⇒ 3 biÕn ®Çu vµo A, B, C kÝn ⇔ “1” A, B, C hë ⇔ “0” §Ìn Y: Y=1 ®Ìn s¸ng Y=0 ®Ìn t¾t ⇒ 1 biÕn ra Sè cét= ∑ c¸c biÕn =4 cét Sè hµng=23+1=9 hµng B¶ng tr¹ng th¸i : A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 1 1 0 1 0 0 0 1 B¶ng 1-1-2 B¶ng tr¹ng th¸i ®iÓu kiÓn bãng ®Ìn s¸ng tèi d.BiÓu diÔn b»ng b×a Karnough - C¸ch x¸c ®Þnh b×a: 10 + B×a karnough lµ 1 ma trËn h×nh ch÷ nhËt chøa c¸c « bªn trong nã Sè « cña ma trËn= 2n(n: sè c¸c biÕn ®Çu vµo) + Xung quanh ma trËn t¬ng øng víi vÞ trÝ hµng cét Ngêi ta ghi tªn c¸c biÕn cã thÓ ghi ë d¹ng ch÷ hoÆc sè (d¹ng m· GRAY) + Bªn trong c¸c « ®îc ghi: 3 c¸ch Gi¸ trÞ logic cña biÕn ®Çu ra t¬ng øng víi tæ hîp tr¹ng th¸i ®Çu vµo cã täa ®é chiÕu ®Õn « ®ã Ghi gi¸ trÞ nhÞ ph©n t¬ng øng täa ®é tæ hîp c¸c biÕn ®Çu vµo Ghi gi¸ trÞ thËp ph©n t¬ng øng víi täa ®é tæ hîp c¸c biÕn ®Çu vµo VÝ Dô: 3 c«ng t¾c A, B, C kÝn = “1” A, B, C hë = “0” §Ìn Y: Y=1 ®Ìn s¸ng Y= 0 ®Ìn t¾t 3 biÕn ®Çu vµo ⇒ 23= 8 C¸ch ghi 1: AB C 00 01 11 10 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 C¸ch ghi 2 : AB C 0 1 00 01 11 10 000 001 010 011 110 111 100 101 00 01 11 10 0 1 2 3 6 7 4 5 C¸ch ghi3 : AB C 0 1 B¶ng 1-1-3 BiÓu diÔn tr¹ng th¸i bãng ®Ìn b»ng b×a Karnough 3 c¸c ph¬ng ph¸p tèi gi¶n hµm logic a Kh¸i qu¸t chung 38 BiÕn vµo Hµm ra D C B A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 a b c d e 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 B¶ng 2-1-2.B¶ng tr¹ng th¸i cña anot chung Tõ b¶ng tr¹ng th¸i ta lËp b¶ng karnaugh + T×m a BA DC 00 01 11 10 00 01 11 10 0 1 X 0 1 0 X 0 0 0 X X 0 0 X X 00 01 11 10 0 0 X 0 0 1 X 0 0 0 X X 0 1 X X 00 01 11 10 1 1 X 1 1 1 X 1 1 1 X X 0 1 X X a = D+B+CA+C A + T×m b BA DC 00 01 11 10 BA DC 00 01 11 10 f b = C+BA+B A + T×m c g So 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 39 c = C+B+A + T×m d BA DC 00 01 11 10 +T×m e BA DC 00 01 11 10 00 01 11 10 0 1 X 0 1 0 X 0 0 1 X X 0 0 X X 00 00 11 10 0 1 X 0 1 1 X 1 1 1 X X 00 11 10 0 0 X 0 1 0 X 1 1 1 X X 1 0 X X e =C A +BA 0 0 X X 00 d=D+C B+B A +C A+ CAB + T×m f BA DC 00 01 11 10 f=D+CB+CA+A B 40 +T×m g BA DC 00 01 11 10 00 00 11 10 0 0 X 0 1 0 X 1 1 1 X X 1 0 X X g=D+CB+CB+BA B¶ng 2-1-3 B¶ng karnaugh cña anot chung * Ta cã b¶ng tr¹ng th¸i cña cathot chung 41 Hµm ra BiÕn vµo D C B A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 a b c d e 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 B¶ng 2-1-4.B¶ng tr¹ng th¸i catthot chung Tõ b¶ng tr¹ng th¸i ta lËp b¶ng karnaugh + T×m a BA DC 00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 X 1 0 1 X 1 1 1 X X 1 1 X X 00 01 11 10 1 1 X 1 1 0 X 1 1 1 X X 1 0 X X + T×m b BA DC 00 01 11 10 a =D+B +CA+C A f 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 g So 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 42 b = C+BA+B A + T×m c BA DC 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 X 1 1 1 X 1 1 1 X X 0 1 X X 00 01 11 10 1 0 X 1 0 1 X 1 1 0 X X 1 1 X X 00 01 11 10 1 0 X 1 0 0 X 0 0 0 X X 1 1 X X c = C+B+A + T×m d BA DC 00 01 11 10 d=D+C B+B A +C A+ CAB + T×m e BA DC 00 01 11 10 e = CA+ BA 43 +T×m f BA DC 00 01 11 10 00 00 11 10 1 1 X 1 0 1 X 0 0 0 X X 0 1 X X 00 00 11 10 1 1 X 1 0 1 X 0 0 0 X X 0 1 X X f=D+CB+CA+AB +T×m g BA DC 00 01 11 10 g=D+CB+CB+BA B¶ng 2-1-5 B¶ng karnaugh cña catthot chung II S¬ ®å nguyªn lý I.1 S¬ ®å chung 44 H×nh 2-2-1.m¹ch nguyªn lý ®ång sè * Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch - Khi cã xung tõ IC555 t¸c ®éng m¹ch b¾t ®Çu ho¹t ®éng + M¹ch gi©y sÏ hiÓn thÞ tõ 00 ®Õn 59, cô thÓ lµ ë hµng ®¬n vÞ IC sÏ ®Õm tõ 0 ®Õn 9 §Õn 9 ta sÏ lÊy mét xung qua cæng vµ gi÷a (Q1* Q3 ) ®Ó kÝch cho IC ®Õm cña hµng chôc ®Ó nh¶y lªn mét sè, dïng cæng vµ gi÷a (Q1* Q2) ta khèng chÕ IC hµng chôc ®Õm ®Õn 5 vµ kÝch xung cho IC ®Õm hµng ®¬n vÞ cña m¹ch phót Dïng mét cæng vµ kh¸c vµ gi÷a (Q1* Q3)* (Q1* Q2 )®Ó Reset l¹i m¹ch gi©y + M¹ch phót sÏ hiÓn thÞ tõ 00 ®Õn 59, t¬ng tù hµng ®¬n vÞ IC sÏ ®Õm tõ 0 ®Õn 9 §Õn 9 ta sÏ lÊy mét xung qua cæng vµ gi÷a (Q1* Q3 )®Ó kÝch cho IC ®Õm cña hµng chôc ®Ó nh¶y lªn mét sè, dïng cæng vµ gi÷a (Q1* Q2) ta khèng chÕ IC hµng chôc ®Õm ®Õn 5 vµ kÝch xung cho IC ®Õm hµng ®¬n vÞ cña m¹ch giê + M¹ch giê sÏ hiÓn thÞ tõ 00 ®Õn 11 ë sè 9 ta sÏ lÊy mét xung qua cæng vµ gi÷a (Q1* Q3 ) ®Ó kÝch cho IC ®Õm cña hµng chôc ®Ó nh¶y lªn mét sè.Ta dïng cæng vµ gi÷a Q0 cña hµng chôc víi Q1 cña hµng ®¬n vÞ ®Ó Reset m¹ch giê khi nã ®Õm ®Õn sè 11 I.2 S¬ ®å gi¶i m· vµ hiÓn thÞ d¹ng cô thÓ 45 H×nh 2-2-1 S¬ ®å gi¶i m· vµ hiÓn thÞ d¹ng cô thÓ III TÝnh to¸n vµ chän linh kiÖn III.1 TÝnh to¸n vµ chän linh kiÖn nguån cÊp a TÝnh to¸n vµ chän linh kiÖn biÕn ¸p nguån Ta cã: US¥ CÊP = UNGUåN = U1 = 220 (V) , I2= 5 (A) UTHø CÊP = U2 = 05 (V) C«ng suÊt thø cÊp cña MBA: P2 = U2.I2 =5.5 =25 (W) C«ng suÊt s¬ cÊp cña MBA: P1 = 1,1 P2= 1,1.25 = 27.5 (W)  I1 = P1/U1 = 27,5/ 220 = 0.125 (A) TÝnh STS lµ tiÕt diÖn thuÇn s¾t øng víi c«ng suÊt lín nhÊt cña s¬ cÊp (P1) STS = 1,25 66 = 6.55 (cm2) VËy sè vßng trªn Vol lµ: 46 N = 45/ (1.STS) = 45/6,55 = 6,87 (Vßng/Vol) * VËy sè vßng quËn s¬ cÊp lµ: W1 = 220.6,87 =1511 (vßng) §ßng kÝnh d©y: D1= I1 = 0,125 = 0,35 (mm) * Sè vßng quËn thø cÊp lµ: W2 =5.6,87 = 34 (vßng) §êng kÝnh d©y: D2 = I2 = 5 = 2,23 (mm) b.TÝnh to¸n vµ chän linh kiÖn phÇn sau MBA -Sau khi MBA h¹ ®iÖn ¸p tõ 220V xoay chiÒu xuèng cßn 5V xoay chiÒu ta dïng cÇu diode ®Ó chØnh lu thµnh dßng mét chiÒu + CÇu diode gåm 4 diode D1 =D2 =D3 =D4 lµ diode 4007 + Bé æn ¸p lµ IC 7805 + Bé läc lµ tô ho¸ C1=2200( µF ), C3 =10 ( µF ) vµ 2 tô gèm C2= C4= 104 III.2.TÝnh to¸n vµ chän linh kiÖn phÇn t¹o xung R V CC 4 8 R1 U1 Q DC 2 C2 3 7 R2 CV TR GND 5 1 -PhÇn t¹o xung sö dông IC 555 ®Ó ®¸p øng ®ñ c¸c yªu cÇu bµi ra -M¹ch t¹o xung vu«ng IC555 TH D1 6 555 C1 Chu k× toµn phÇn T bao giê còng gåm thêi gian tô x¶ TX¶ TN¹P * vµ thêi gian tô n¹p 47 VPIN2 Xung trigger t Thêi gian hÑn giê T C n¹p C phãng Tõ ®ã ta cã c«ng thøc cña m¹ch t¹o xung : f = 1/ T mµ T = TX¶ + TN¹P TX¶ = ln2.R2.C1 TN¹P = ln2.(R1+R2).C1 => f = 1,44/( r1+ 2r2).c1 Dùa vµo c«ng thøc trªn ta chän linh kiÖn nh sau : chän: C1 = 10 µF =10.10-6 =10-5 F chän: R1 = R2 =50 KΩ = 5.103 Ω (v× ta nèi thªm 1 diode song song víi ®iÖn trë R2 ®Ó xung ra lµ ®Òu) => f =1,44/(R1 +R2).C1 Khi ®ã ta cã f =1,44/(50.103 + 50.103)10-5 =1 (Hz) => Nh vËy ta sÏ cã IC cã tÇn sè 1 Hz øng víi 1s cña giê ®ång hå III.3.TÝnh to¸n vµ chän linh kiÖn phÇn hiÓn thÞ - Khèi hiÓn thÞ giao tiÕp víi con ngêi ta dïng LED 7 thanh lo¹i anode chung v× khèi gi¶i m· lµ IC 74247 ®Ó gi¶i m· BCD ra led 7 thanh cã ®Çu ra lµ møc thÊp +Khèi gi¶i m· IC 74247 nguån sö dông lµ nguån mét chiÒu 5V 48 TYPE ACTIVE LEVER OUTPUT CONFIGURATION SINK CURRENT MAX VOLTAGE SN 74247 LOW OPEN COLLECTOR 40mA 15V IC 74247 lµm viÖc víi nhiÖt ®é tõ 00C -> 700C * Nh vËy ta chän IC 74247 v× nã hiÓn thÞ ®Çy ®ñ ch÷ sè trªn LED Nã cã c«ng suÊt, ®iÖn ¸p vµ xung ®Çu vµo ®¸p øng ®Çy ®ñ c¸c ®iÒu kiÖn ta cÇn PhÇn III Thi c«ng m¹ch I Giíi thiÖu vÒ m¹ch in Nh c¸c b¹n ®Òu biÕt ®iÖn tö hay nh÷ng lÜnh vùc kh¸c : ®iÖn ,thñy lùc , thiÕt kÕ m¹ch lµ viÖc lµm thêng xuyªn Nhng muèn biÕt m¹ch b¹n thiÕt kÕ ra ho¹t ®éng nh thÕ nµo ,cã sai sãt g× kh«ng ,tríc khi tiÕn hµnh m¹ch thùc th× b¹n ph¶i lµm thÕ nµo ? c©u tr¶ lêi lµ dïng phÇn mÒm m« pháng (simulation) ,tuy nã cha ®¹t ®é chÝnh x¸c tuyÖt ®èi nh m¹ch thùc nhng còng mét phÇn tháa m·n mong muèn cña b¹n Trong lÜnh vùc ®iÖn tö, ®Ó m« pháng m¹ch ®iÖn tö cã nhiÒu phÇn mÒm hç trî nh : Proteus ,Multisim ,Circuit Maker , Multisim m« pháng rÊt tèt nhng l¹i kh«ng hç trî cho c¸c MCU ,ë ®©y t«i xin giíi thiÖu Proteus Proteus lµ phÇn mÒm cña h·ng Labcenter Electronics ,nã m« pháng ®îc cho hÇu hÕt c¸c linh kiÖn ®iÖn tö ,®Æc biÖt hç trî c¶ c¸c MCU nh pic ,8051 ,AVR ,motorola Gãi phÇn mÒm gåm 2 phÇn chÝnh lµ : ISIS vµ ARES Trong ®ã ARES lµ phÇn mÒm gióp thiÕt kÕ m¹ch in II ThiÕt kÕ m¹ch in Sau khi thiÕt kÕ vµ m« pháng m¹ch b»ng ISIS ta chuyÓn m¹ch m« pháng sang m¹ch in b»ng ARES §Ó chuyÓn qua m¹ch in ta nh¸y chuét vµo biÓu tîng ARES ngoµi cïng cña thanh c«ng cô hay Ên tæ hîp phÝm alt + a Cña sæ ARES hiÖn ra ,trªn thanh c«ng cô chän 2D Graphics Box Mode quÐt mét khung vu«ng lªn cña sæ lµm viÖc ,t¹i khung chuét ph¶i chän Change Layer / Board Edge §a linh 49 kiÖn ra cña sæ lµm viÖc ,t¹i thanh thùc ®¬n chän Tools / Auto Placer ,cña sæ Auto Placer hiÖn ra chän OK Sau khi ®a linh kiÖn ra ta b¾t ®Çu lµm viÖc ,chuét ph¶i vµo linh kiÖn ®Ó di chuyÓn s¾p xÕp cho phï hîp ®i d©y cho m¹ch ,cã thÓ ®i d©y tay hoÆc ®i d©y tù ®éng §i d©y tay sö dông c¸c c«ng cô di d©y ®Ó nèi ch©n linh kiÖn ,®i d©y tù ®éng chän Tools / Auto Router ,cöa sæ Auto Router hiÖn ra chän Begin Routing ,®Ó ®i d©y ®Ñp h¬n chän ®i d©y tù ®éng 2 hoÆc 3 lÇn Sau khi ®i d©y ta cã thÓ ®æ ®ång chèng nhiÔu ®Ó tiÕt kiÖm hãa chÊt vµ thêi gian lµm m¹ch ,chän Zone Mode §Ó ®iÒu chØnh kÝch thíc d©y ,lç khoan chän Tools / Desingn Rule Manager ,cöa sæ Desingn Rule Manager hiÖn ra t¹i Net Classes chØnh th«ng sè cho Power vµ Signal cho phï hîp III M¹ch in ®ång hå sè S¬ ®å 3D m¹ch ®ång hå sè 50 H×nh 3-3-1 S¬ ®å 3D m¹ch ®ång hå sè S¬ ®å ch©n m¹ch ®ång hå sè H×nh 3-3-2 S¬ ®å ch©n m¹ch ®ång hå sè phÇn iV 51 kÕt luËn chung I NhËn xÐt §ång hå sè lµ thiÕt bÞ ®îc øng dông nhiÒu trong thùc tÕ Cã nhiÒu ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ vµ thùc hiÖn kh¸c nhau §å ¸n ®«ng hå sè ®îc tr×nh bµy ë ®©y chØ tr×nh bµy cÊu tróc c¬ b¶n cïng mét sè chøc n¨ng th«ng dông cña mét ®ång hå hiÓn thÞ sè §å ¸n vµ qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n cßn nhiÒu thiÕu sãt nªn rÊt mong ®îc sù ®¸nh gi¸ , chØ b¶o, ®ãng gãp cña quý thÇy c« vµ b¹n bÌ ®Ó ®Ò tµi nµy ®îc hoµn thiÖn h¬n, gióp cho kiÕn thùc vµ n¨ng lùc cña em ®îc n©ng cao sau khi lµm ®å ¸n nµy Vµ sÏ lµ kinh nghiÖm cho em ph¸t huy trong c¸c ®å ¸n cïng qu¸ tr×nh lao ®éng sau nµy II Híng ph¸t triÓn ®Ò tµi §ång hå sè ®ang ®îc øng dông rÊt nhiÒu trong qu¸ tr×nh sinh ho¹t ,trong x· héi ,vµ nhiÒu lÜnh vùc kh¸c víi c¸c s¶n phÈm nh : §ång hå xem giê ,®ång hå bÊm giêi trong thÓ thao ,lÞch v¹n niªn ,c¸c øng dông trong m¸y mãc thiÕt bÞ c«ng nghiÖp ThiÕt kÕt thªm c¸c nót ®iÒu chØnh thêi gian (gi¶m giê, phót, gi©y) ,nót reset tù ®éng m¹ch ,nót hÑn giê III §Ò xuÊt ChiÕm lÜnh vµ tiÕp thu tri thøc khoa häc cña nh©n lo¹i vµ nhÊt lµ trong lÜnh vùc §iÖn- §iÖn Tö lµ ®iÒu lu«n tån t¹i trong t duy, nhËn thøc cña mçi sinh viªn trong qu¸ tr×nh häc tËp Trêng §HSPKT Nam §Þnh lµ m«i trêng ®Ó mçi sinh viªn cïng nh÷ng ngêi yªu thÝch khoa häc cã kh«ng gian vµ híng tiÕp xóc víi khoa häc, tri thøc ChÝnh v× thÕ cÇn cã ®ñ tµi liÖu ®Ó nghiªn cøu, lu«n cËp nhËt c¸c th«ng tin míi Qu¸ tr×nh d¹y häc cÇn lu«n ®îc ®æi míi vµ ®óng víi yªu cÇu cña bé gi¸o dôc §Æc biÖt lµ c¸c tµi liÖu chuyªn ngµnh ®Ó sinh viªn nghiªn cøu vµ tiÕp cËn nhiÒu h¬n víi khoa häc kü thuËt Trong qu¸ tr×nh häc tËp còng nh qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n em thÊy häc tËp vÒ lý thuyÕt ph¶i lu«n ®i ®«i víi thùc hµnh Song song víi viÖc häc lý thuyÕt trªn líp, viÖc nghiªn cøu tµi liÖu cÇn cã trang thiÕt bÞ ®Ó thùc hµnh, nhÊt lµ c¸c m« h×nh m« pháng, c¸c ph¬ng tiÖn phôc vô cho qu¸ tr×nh thùc hµnh Nhng em thÊy thiÕt bÞ trong trêng cßn thiÕu nhiÒu, sinh viªn cha ®îc thùc hµnh nhiÒu §Æc biÖt lµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®iÖn tö cã liªn quan ®Õn m«n kÜ thuËt sè Nhµ tr- 52 êng cÇn cho sinh viªn tiÕp xóc víi thùc tÕ nhiÒu h¬n nh c¸c m« h×nh thËt, xuèng lao ®éng thùc tÕ ë c¸c c¬ së s¶n xuÊt ®Ó sinh viªn lµm quen víi m«i trêng sÏ lµm viÖc sau nµy Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n SV: bïi ngäc hiÖp TµI LIÖU THAM KH¶O Gi¸o tr×nh tham kh¶o : 1 TrÇn V¨n Hµo , “ Gi¸o tr×nh kü thuËt sè ” ,Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc 2 NguyÔn Thuý V©n , “ Kü thuËt sè ” - Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc 3 NguyÔn ThÞ YÕn , “ Kü thuËt sè ” - Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt Website tham kh¶o : 4 www.alldatashet.com 5 www.google.com ... thông số cho Power Signal cho phù hợp III Mạch in đồng hồ số Sơ đồ 3D mạch đồng hồ số 50 Hình 3-3-1 Sơ đồ 3D mạch đồng hồ số Sơ đồ chân mạch đồng hồ số Hình 3-3-2 Sơ đồ chân mạch đồng hồ số phần... 51 kết luận chung I Nhận xét Đồng hồ số thiết bị đợc ứng dụng nhiều thực tế Có nhiều phơng pháp thiết kế thực khác Đồ án đông hồ số đợc trình bày trình bày cấu trúc số chức thông dụng đồng hồ hiển. .. thông số IC 74 LS2 47 23 Bảng 1-3-2.Bảng thông số IC 74 LS2 47 c Sơ đồ cấu trúc bên IC 74 LS2 47 24 Hình 1-3-3.Sơ đồ logic IC 74 LS2 47 d.Bảng chân lý S hot ng ca mch thể bảng thật, ngõ H tắt L sáng,