Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 34  Dao động vùng trở âm: Tần số dao động: fo = 2 I LC r / ) R + Rb _( 1 n2 1  Dao động thạch anh: Tần số dao động fo: được ấn đònh sẳn. Ngày nay thạch anh rất phổ dụng nhất là trong các mạch đòi hỏi độ chính xác cao. Do yêu cầu của đề tài đòi hỏi phải có sự chính xác cao nên người viết chọn bộ dao động ở đây là thạch anh để làm xung chuẩn.  Sơ lược đặc tính cơ bản của thạch anh. Cắt tinh thể thạch anh theo một phương vò góc xác đònh, chúng ta được các iếng thạch anh (dạng tròn,vuông,dài,thanh…).Sau đó mạ lên hai mặt thạch anh lớp kim loại và gắn lên các điên cực để tạo thành các bộ dao động thạch anh. Thạch anh có đặc tính là khi chòu kích thích bởi một điện trường thì bò biến dạn. Ngược lại khi thạch anh chòu kích thích cơ học thì lại phát ra điện trường,đó là hiệu ứng điện áp.Vậy nếu kích thích thạch anh bằng nguồn điện thạch anh dao động và lại phát ra điện trường. Biên độ điện áp chỉ ra đủ lớn đối với tần số cộng hưởng riêng của hệ. 3. Mạch dao động tạo xung 1 phút sử dụng thạch anh 32768 Hz: Thạch anh 32768 Hz sau khi được chia 15tần FF sẽ cho ra tần số 1Hz để tạo được xung 1 phút phải qua 6 tầng Flip-Flop nữa kết hợp với cổng logic để được xung 1 phút (1/ 60 Hz). *Sợ đồ mạch: *Ưu điểm: Tạo được xung 1s mà không cần dùng cổng logic, sử dụng các ngõ ra còn trống để kích các khối khác: chỉnh giờ, đa hợp chọn kênh… 32768HZ +V 5V S J CP K R QN Q 4040 CP MR Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 4060 10 11 9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1 100K Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 35 *Nhược điểm: Phải sử dụng cổng logic để tạo tín hiệu xung 1 phút. 4. Mạch tạo xung 1 phút sử dụng thạch anh 1M: Thạch anh 1MHz sau khi được chia 20 tần FF sẽ cho ra tần số 1Hz để tạo được xung 1 phút phải thêm 6 tần ff nữa kết hợp với cổng logic . 2 20 = 1048 2 6 =64  Sơ đồ mạch:  Ưu điểm: Chia thạch anh có tần số càng cao thì độ chín` xác tăng lên.  Nhược điểm: Khó khăn trong việc tạo tín hiệu Reset bộ điếm. 5. Mạch dao động tạo xung 1 phút sử dụng mạch dao động của đồng hồ treo tường: 11 4060 4040 Cp 10 9 10 11 12 10 9 RES RES Xung 1 phút Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 36 Mạch dao động của đồng hồ treo tường tạo ra dao động tần số 1Hz vói biên độ và dòng điện thấp. Do đó để kích qua mạch chia phút phải qua cần phải qua Tranzitor đệm.  Sơ đồ mạch:  Ưu điểm: Đơn giản tương đối chính xác.  Nhược điểm: Cần cấp nguồn riêng cho cuộn dao động tạo xung, không thích hợp đối với môi trường công nghiệp và ngoài trời. 6. Mạch tạo xung 1 phút sử dụng IC 555: Ta có: T 1 =0,7(R 1 +R 2 )C T 2 =0,7R 2 C Xung 1 phút Xung 1 giây +V 5V NPN 4040 CP MR Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 330 Xung ra +V 5V Gnd Trg Out Rst Ctl Thr Dis Vcc 555 10k 100uF 378k Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 37 T=0,7(2R 2 +R 1 )C T=T 1 +T 2 = 1phút. Chọn C=100 F R 1 =100 K R 2 = C7,0 60 - R 1 = 6_ 10.100.7,0 60 - 10.10 3 = 0,857.10 6 = 857.10 3 R2=378,5.10 3 () *Ưu điểm: Đơn giản dễ lắp ráp, rẽ tiền, dòng, áp ra lớn. *Nhược điểm: Khó tìm dinh kiện đúng trò số tính tóan, không chính xác do sai số của điện trở và tụ điện lớn. II. THIẾT KẾ KHỐI ĐA HP VÀ CHỌN KÊNH Do từ 7 ngã ra của bộ nhớ mà phải hiển thò 4 led 7 đọan. Do đó tại mỗi thời điểm 1 led được nhận đúng dữ liệu của mình. Nên nhiệm vụ của khối này nhằm xác đònh dữ liệu cho từng led. 1. Khối đa hợp, chọn kênh sử dụng IC giải mã: a. Sử dụng IC 4556: Ở đây IC 4556 được sử dụng cho khối giải mã, chọn kênh 4556 là IC giải mã 4 đường ra mức thấp thuộc họ CMOS, gồm có 2 phần giống nhau. Mỗi phần có 2 đường chia chỉ vào (Ao và A1), một chân Enable Input tác động ở mức thấp (E) và 4 ngã ra ở mức thấp (Oo_ O3) khi chân (E) ở nữa cao thì Oo đến O3cũng là cao. 4556 A1 A0 E Q0 Q1 Q2 Q3 1/2 EA A01 A1A O0A O1A O2A O3A Vss V DD EB A0B A1B O0B O1B O2B O3B Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 38 Bảng trạng thái họat động: L: Low (mức thấp) H: High (mức cao) X: Thấp hoặc cao hoặc không xác đònh b. Sử dụng IC 74138. IC 74138 là IC giải mã 3 đường sang 8 đường, ra mức thấp Sơ đồ chân Sơ đồ logic H: High Level L: Low Level X: High or Low 74138 A2 A1 A0 E3 E2 E1 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 A B C E1 E2 E3 O7 GND Vcc O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 E A0 A1 O0 O1 O2 O3 L L L L H H H L L H H L H H L H L H H L H L H H H H H L H X X H H H H Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 39 Bảng trạng thái họat động E1 E2 E3 C B A Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 H x x x H x x x L L L H L L H L L H L L H L L H L L H L L H X X X X X X L L L L L H L H L L H H H L L H L H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L Sơ đồ mạch: IC 74154 là IC giải mã 4 đường sang 16 đường tươg tự như 74138 nhưng đường ra gấp đôi. Đến Transistor T4 Đến Transistor T3 Đến Transistor T1 Đến Transistor T2 Từ Q5 của 4060 Từ Q4 của 4060 +V 5V 74LS138 A2 A1 A0 E3 E2 E1 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 40 III. THIẾT KẾ BỘ GIẢI MÃ NGÀY THÁNG-GIỜ PHÚT 1. Mạch giải mã giờ phút: Có rất nhiều IC giải mã đòa chỉ tùy thuộc vào dung lượng bộ nhớ và đòa chỉ để truy xuất bộ nhớ mà ta chọn IC giải mã thích hợp. Do đề tài thi công mạch báo (ngày-tháng),giờ phút .Nên số ô nhớ phút là 1440 ô nhớ .Nên cần 11 đường đòa chỉ để giải mã,IC 4040B là bộ điếm nhò phân 12 tầng FF có ngõ vào xung tc động cạnh xuống, Master Reset(MR) tác động ở mức cao và có 12 tầng đếm ngõ ra (0 0 _0 11 ) nên chọn IC 4040 làm bộ nhớ giờ phút.  Sơ đồ chân của IC 4040.  Hàm Reset cho bộ nhớ ngày: Có nhiều cách để Reset bộ nhớ ngày khi thực hiện hết chu kỳ 24 giờ mà chưa hết ô nhớ. Có thể dùng chân Q 7 của ROM nhớ giờ để đưa xung về MR của 4040 giải mã đòa chỉ. (Do chỉ sử dụng 7 ngõ ra để thúc led 7 đoạn: 0 0 _0 6 ).Tuy nhiên nếu sử dụng Q 7 để Reset thì ảnh hưởng đến việc đặt chuông cho những giờ quy đònh. Do đó, không chọn kiểu thiết kế này. Chia số thập phân 1440 ra số nhò phân : 1440=10110100000 Lấy ngõ ra Q 5 , Q 7 , Q 8 , Q 10 của bộ giải mã đòa chỉ cho bộ nhớ ngày vào cổng AND của IC 4082 và ngõ ra đưa về chân Reset của bộ giải mã đòa chỉ. Q11 Q5 Q4 Q6 Q3 Q2 Q1 Vss Vdd Q10 Q9 Q7 Q8 MR Cp Q0 Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 41 2. Mạch giải mã cho bộ nhớ ngày tháng: Tương tự như bộ giải mã giờ phút ta cho IC 4040 để giải mã cho bộ nhớ ngày. Một năm có 365 ngày, một făm có một năm nhuận 366 ngày. Do đó, bộ nhớ ngày phải chứa một chu kỳ 4 năm để tránh sự sai lệch khi sử dụng bộ nhớ 4 năm, 365 ngày hoặc 366 ngày. Số ô nhớ cần phải sử dụng để nhớ ngày là: (365x3)+366 =1461x4 (5844 ô nhớ) 1641 10 =10110110101 2 Lấy ngõ ra Q 0 , Q 1 , Q 4 , Q 5 , Q 7 , Q 8 , Q 10 đưa vào các cổng logic để tạo tín hiệu ReSet bộ đếm để quay lại chu kỳ mới khi kết thúc 4 năm. IV. THIẾT KẾ BỘ ĐẾM NGÀY Xung ngày Sơ đồ kết nối bộ đếm ngày NPN LED1 NPN LED2 NPN LED3 NPN LED4 NPN LED5 NPN LED6 NPN 4017 CP1 CP0 MR Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q5-9 1k 1k 1k 1k 1k 1k 1k 330 Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 42 - Do yêu cầu của đề tài là không đổ chuông ngày thứ bảy và chủ nhật, do đó cần có bộ đếm ngày để tạo xung điều khiển để cho phép đổ chuông. - Trong tuần có 7 ngày nên cần có bộ đếm 7 trạng thái, IC 4017 có 10 trạng thái đếm khi có xung kích và dùng led tròn để hiển thò thứ trong tuần. Sơ đồ chân IC 4017 Sơ đồ logic V. THIẾT KẾ KHỐI KHIỂN CHUÔNG. Xung điều khiển chuông có độ rộng từ vài giây đến khoảng vài chục giây tuỳ theo yêu cầu. Do đó không thể lấy trực tiếp từ bộ nhớ giờ nếu cần thời gian đỗ chuông nhỏ hơn 1 phút. Điều kiện để đổ chuông là: Đúng giờ cài đặt: (7'00, 11'30, 1 h , 16'30). Không phải ngày lễ (1 -1, 30 - 4,1 – 5 , 2-9) Không phải thứ bảy và chủ nhật. Không phải lúc chỉnh giờ, ngày, thứ. Sơ đồ mạch: VI. THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ Để hiển thò một dữ liệu có thể dùng các thiết bò hiển thò như: quang báo, Led 7 đoạn, Led 14 đoạn…, hoặc sử dụng led rời để nối kết. Kết nối led 7 đoạn từ led tròn: V DD MR C P0 C P1 Q 5-9 O 9 O 4 O 8 O5 O1 O0 O2 O6 O7 O3 V SS 4017 CP1 13 CP0 14 MR 15 Q0 3 Q1 2 Q2 4 Q3 7 Q4 10 Q5 1 Q6 5 Q7 6 Q8 9 Q9 11 Q5-9 12 Xung từ bộ nhớ ngày Xung từ bộ nhớ giờ Xung từ bộ điếm ngày Xung điều khiển +V 5V NPN 1k Luận văn tót nghiệp GVHD: Nguyễn Tấn Đời SVTH: Nguyễn Thành Nhơn Trang 43 Tùy thuộc vào kích thước cần thiết có thể kết nối với số lượng led khác nhau. Tuy nhiên phải tuân theo tỷ lệ 7/5. Đối với những bảng hiển thò lớn cần chiều cao và chiều rộng, để đảm bảo độ sáng ta cần ghép đôi hay ghép ba. Sơ đồ kết nối:  Ưu điểm: kinh tế, Led có kích thước theo ý muốn.  Nhược điểm: mất thời gian, tiêu hao công suất lớn, phải có transitoe thúc. Sử dụng led 7 đoạn: Để led sang dữ liệu đưa đến các chân A, B, C, D, E, F của Led ở mức cao (katôt chung). Áp rơi trên mỗi đoạn là 1,8  2 V với dòng từ 7  20 mA. Chọn chế độ hoật động bình thường cho led là 2V, 8mA. Do đó, điện trở hạn dòng cho ded là: V R = V cc - V lcd = 5 - 2 = 3V.  R = 3 8 . 10 -3 = 375  Chọn R = 330  Sơ đồ chân led 7 đoạn: A: 7 B: 6 C: 4 D: 2 E:1 F: 9 G:10 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 R Sơ đồ kết nối: [...]...GVHD: Nguyễn Tấn Đời Luận văn tót nghiệp H: 5 3, 8: Nguồn R: Các điện trở hạn dòng R=(150…330) Các ngõ ra của bộ nhớ giờ và ngày (D0…D6) được nối tới các đoạn (a,b,c,d,e,f,g) của led 7 đoạn VII THIẾT KẾ KHỐI CHỌN VÀ CHỐT DỮ LIỆU 1 Thiết kế khối chọn: Do đề tài có hai chế độ hiển thò là giờ phút và ngày tháng Do đó trong mỗi thời điểm chỉ có một chế độ hiển thò được hoạt động để cho... thời điểm chỉ có một chế độ hiển thò được hoạt động để cho phép dữ liệu từ bộ nhớ ngày tháng hay từ bộ nhớ giớ phút được phép xuất ra khối hiển thò Tạo xung điều khiển chọn Rom từ linh kiện rời: + Sử dụng mạch dao động đa hài để taọ xung điều kiện chọn ROM 5V +V Q R1 R2 R3 C1 R4 Q\ C2 NPN NPN Hình Chu kỳ T1, T2 được xác đònh bởi cacù điện trở và tụ điện Ưu điểm: kinh tế, tạo được các hu kỳ Q và Q khác . của hệ. 3. Mạch dao động tạo xung 1 phút sử dụng thạch anh 327 68 Hz: Thạch anh 327 68 Hz sau khi được chia 15tần FF sẽ cho ra tần số 1Hz để tạo được xung 1 phút phải qua 6 tầng Flip-Flop nữa kết. mạch: VI. THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ Để hiển thò một dữ liệu có thể dùng các thiết bò hiển thò như: quang báo, Led 7 đoạn, Led 14 đoạn…, hoặc sử dụng led rời để nối kết. Kết nối led 7 đoạn. Trang 38 Bảng trạng thái họat động: L: Low (mức thấp) H: High (mức cao) X: Thấp hoặc cao hoặc không xác đònh b. Sử dụng IC 741 38. IC 741 38 là IC giải mã 3 đường sang 8 đường,