Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ۩ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2 ĐỀ TÀI: MẠCH DỒNG HỒ SỐ DÙNG IC74LS90. GVHD: HỒ KIM DÂN. SVTH: TRẦN MINH TUẤN. Lớp: CĐ - ĐT30 Khoa: Điện - Điện Tử Tuy Hòa,tháng 10/2009 1 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN TRƯỜNG CĐ CN TUY HÒA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 Họ và tên sinh viên: Lớp: Mã sinh viên: Tên đề tài: Nội dung chính đề tài: 1 2 3 4 Thời gian hoàn thành: Duyệt của bộ môn: TP. Tuy Hoà, ngày tháng năm 2009 Giáo viên hướng dẫn: (ký và ghi rõ họ tên) 2 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN 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. Đồng hồ là một thiết bị rất cần thiết mà hầu như bất cứ ai cũng phải dùng tới nó. Một chiếc đồng hồ cơ, xem giờ bằng cách nhìn vào kim chỉ ở vạch chia thời gian sẽ gây khó khăn cho người mới bắt đầu sử dụng. Nhưng đối với đồng hồ số, thời gian được hiển thị rõ ràng bằng các chữ số sẽ dễ dàng sử dụng hơn. Bởi vậy, sau đây em xin thiết kế một mạch đồng hồ số dùng IC74LS90_ IC rất thông dụng trong kỹ thuật số. Trong đề tài cũng còn nhiều thiếu sót rất mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để được hoàn thiện hơn !. Người thực hiện: TRẦN MINH TUẤN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 3 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Chương I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 4 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN I. Flip Flop: 1.1 Khái niệm: Flip Flop được cấu tạo từ các cổng logic, có thể nói FF là tổ hợp các cổng logic hoạt động theo một quy luật định trước. FF bao gồm: - Chân nhận xung đồng hồ, xung nhịp, xung clock (Ck). - Hai ngõ ra dữ liệu (data) là Q và Q . - Có 1 hoặc 2 ngõ chức năng quy định hoạt động của FF: S, R, D, J, K. - Ngoài ra FF còn có hai chân: Clr ( clear) và chân Pre ( Preset). Khi tác động vào chân Clr sẽ xoá FF làm Q = 0, Q = 1. Khi tác động vào chân Pre sẽ đặt FF làm Q = 1, Q = 0. 1.2 Hoạt động của FF: S J CP K R Q _ Q JK- FF Khi nhận một xong clock tại chân Ck, FF sẽ thay đổi trạng thái một lần. Trạng thái mới sẽ tuỳ thuộc vào mức logiccủa các chân chức năng, và tuỳ thuộc theo bảng sự thật của mỗi loại FF. 1.3 Phân loại FF: Theo chức năng: có 4 loại: SK- FF, D- FF, T- FF, JK- FF. Theo trạng thái tác động của xung clock: có 5 loại: - FF tác đọng mức 0. - FF tác động mức 1. - FF tác động cạnh lên. - FF tác động cạnh xuống. - FF tác động chủ - tớ. II. Hệ chuyển mã: 2.1 Số BCD: ( Binary Code Decimal). 5 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Được tạo nên khi ta mã hoá mỗi đecac của một số thập phân dưới dạng một số nhị phân 4 bit. 18 BCD → 0001 1000 * Lưu ý: các phép cộng và trừ số BCD được thực hiện giống như số nhị phân. Tuy nhiên nếu phép tính có nhớ thì sau khi được kết quả ta phải hiệu đính bằng cách trừ cho 10(D) hay cộng 6(D). Thông thừờng sau mỗi lệnh cộng hoặc trừ số BCD ta kèm theo lệnh hiệu đính. 2.2 Hệ chuyển từ mã nhị phân sang mã BCD: * Bảng sự thật: Nhị phân BCD X4 X3 X2 X1 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 . . . . . . . . . 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 III. Hệ mã hoá và giải mã: 3.1 Hệ mã hoá: 6 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Mã hoá thập phân thành nhị phân: * Bảng sự thật: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 * Phương trình logic: D = 8 + 9 7 1 2 3 4 5 0 6 7 8 9 A B C D ( LSB) ( MSB) Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN C = 4 + 5 + 6 + 7 B = 2 + 3 + 6 + 7 A = 1 + 3 + 5 + 7 + 9 * Sơ đồ mạch logic: 3.2. Hệ giải mã: Xây dựng hệ giải mã cho led 7 đoạn anode chung. Giải mã led 7 đoạn. * Bảng sự thật: 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D D A B C a b c d e f g Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Input Output D C B A a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X X X 1 0 1 1 X X X X X X X 1 1 0 0 X X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X X * Phương trình logic: a DCBA CA= + ( )b CBA CBA C B A= + = ⊕ c CBA= ( )d CBA CBA CBA CBA C B A= + + = + ⊕ e CB A= + f BA CB DCA= + + 9 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN g DCB CBA= + Thực tế thường sử dụng IC 7447. IV. Hệ tuần tự: ( hệ đếm). 4.1 Khái niệm: Hệ đếm nối tiếp: xung đếm chỉ đưa vào một FF. Hệ đếm song song: xung đếm được đưa vào tất cả các phần tử đếm. Để thành lập một hệ đếm ta sử dụng JK- FF. Nếu có nFF thì thành lập được hệ đếm có dung lượng tối đa là 2 n . VD: 2FF thành lập hệ đếm 4. 3FF thành lập hệ dếm 8. 4FF thành lập hệ đếm 16. Hệ đếm: đếm nối tiếp, đếm song song. * Xét hệ đếm nối tiếp 3bit: J CP K R Q _ Q J CP K R Q _ QJ CP K R Q _ Q 4.2 Hệ đếm bất kỳ: Gọi: N là số trạng thái của 1 hệ đếm bất kỳ n là số bit đếm. Ta có: 1 2 2 n n N − < < . VD: thành lập hệ đếm 6_ đếm lên. Ta có: 2 3 2 6 2< < => sử dụng 3FF. J CP K R QN Q J CP K R QN QJ CP K R QN Q * Bảng trạng thái: 10 Q1 Q2 Q3 CK 1 1 1 1 1 1 Q1 Q2 Q3 [...]... ra đều tắt bất chấp trạng thái ngõ ra Ngõ vào RBI được để không hay nối lên mức 1 dùng để xoá số 0 (số o thừa phía sau số thập phân hay số 0 trước số có nghĩa) Khi RBI và các ngõ vào D, C, B, A ở mức 0 nhưng ngõ vào LT ở mức 1 thì các ngõ ra đều tắt và ngõ vào xoá dợn sóng RBO xuống mức thấp 20 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Khi ngõ vào BI/RBO nối lên mức 1 và LT ở mức 0 thì ngõ ra đều... II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH 11 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN I Sơ đồ khối: Khoái taïo xung Khối tạo xung dùng IC555 Khối đếm Khối giải mã Khối hiển thị Mạch đếm giây dùng IC74LS90 Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47 Hiển thị led 7 đoạn Mạch đếm phút dùng IC74LS90 Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47 Hiển thị led 7 đoạn Mạch đếm giờ dùng IC74LS90 Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47 Hiển thị led 7 đoạn * Nhiệm... Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Hình: Sơ đồ cổng logic IC7490 Hình: Bảng trạng thái của IC 7490 17 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Hình: Sơ dồ đầu ra QA , QB , QC , QD IV Khối giải mã: 4.1 IC 74LS47: 4.1.1 Đại cương: Mạch giải là mạch có chức năng ngược lại với mạch mã hoá Mục đích sử dụng phổ biến nhất của mạch giải mã là làm sáng tỏ các đèn để hiển thị kết quả ở dạng chữ số Do... Output Chân 16: Vcc 19 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Hình: Bảng trạng thái IC giải mã 74LS47 * Nguyên lý hoạt động: IC 74LS47 là IC tác động mức thấp nên các ngõ ra mức 1 là tắt, mức 0 là sáng, tương ứng với các thanh a, b, c, d, e, f, g của led 7 đoạn loại anode chung, trạng thái ngõ ra cũng tương ứng với các số thập phân (các số từ 10 đến 15 không được dùng tới) Ngõ vào xoá BI được để... nhưng do sự thông dụng ta chỉ quan tâm đến mạch tạo dao động dùng IC 555 Đây là vi mạch định thời chuyên dùng, có thể mắc thành mạch đơn ổn hay phi ổn 2.1 IC NE555: 2.1.1 Đại cương: 12 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Vi mạch định thời LM555 là mạch tích hợp Analog- digital Do có ngõ vào là tín hiệu tương tự và ngõ ra là tín hiệu số Vi mạch định thời LM555 được ứng dụng rất rộng rãi trong... đếm hàng chục) và ngõ ra Q2 của IC đếm giờ (đếm hàng đơn vị) được đưa vào IC7408 để thực hiện reset về 0 Vậy ta có trạng thái tiếp theo sẽ là 00:00:00 23 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Chương III: KẾT LUẬN 24 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN MỤC LỤC Trang bìa 1 Phiếu giao nhiệm vụ đồ án 2 Lời giới thiệu 3 Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ... chung ( anode của đèn được nối lên +5V, đoạn náo sáng ta nối đầu cathode ủa đoạn đó xuống mức thấp thông qua điện trở để hạn dòng Chân 3, 8: Vcc_được nối lại với nhau 21 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN VI Mạch đồng hồ số: 6.1 Sơ đồ nguyên lý: V+ V+ V+ V+ V+ V+ abcdefg abcdefg abcdefg abcdefg abcdefg abcdefg 74LS47 74LS90 MS1 MS2 MR1 MR2 CP1 Q1 CP2 Q2 CP0 CP1 Q3 Q2 A3 A2 A1 A0 Q1 Q0 g f e d c...Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 Số Q3 TRẦN MINH TUẤN Q2 Q1 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 1 1 0 Xoá bit nhớ về 000 4.3 Ghép các hệ đếm: Nếu có hai hệ đếm N & M, ta có thể ghép nối tiếp thành hệ đếm có hung lượng N*M thạng thái * Nguyên tắc ghép: - Đặt xung clock vào bộ đếm M - Lấy tín hiệu từ bit có trọng số cao nhất của bộ đếm Mlàm xung clock cho bộ... 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Khi ngõ vào BI/RBO nối lên mức 1 và LT ở mức 0 thì ngõ ra đều sáng Kết quả là khi mã số nhị phân 4 bit vào có giá trị thập phân từ 0 đến 15 đèn led hiển thị lên các số như ở hình bên dưới Chú ý là khi mã số nhị phân vào là 1111= 1510 thì đèn led tắt V Khối hiển thị: Hiển thị dùng led 7 đoạn loại anode chung do đầu ra của IC 7447 có mức tích cực là mức 0 ( mức thấp) Ở loại anode... =>S = 0 => Q = 0, Q = 1 → V0 = 0 : led tắt Do Q = 1 nên Q2 dẫn bão hoà làm chân 7 ≈ 0V, làm tụ C không được nạp mà xả điện qua R2 , qua tiếp giáp CE của Q2 và xuống mass Tụ xả với hằng số thời gian là: 15 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN Txả = R2 C Khi Vc < 2/3Vcc: R = 0, S = 0 : giữ nguyên trạng thái Khi Vc < 1/3Vcc: R = 0, S = 1: => Q = 1, Q = 0 → V0 = 1 : led sáng Khi Q = 0 , Q2 tắt, chấm . Mạch đồng hồ số dùng 74LS90 TRẦN MINH TUẤN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ۩ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2 ĐỀ TÀI: MẠCH DỒNG HỒ SỐ DÙNG IC74LS90. GVHD: HỒ KIM DÂN. SVTH:. Tên đề tài: Nội dung chính đề tài: 1 2 3 4 Thời gian hoàn thành: Duyệt của bộ môn: TP. Tuy Hoà, ngày tháng năm 2009 Giáo viên hướng dẫn: (ký và ghi rõ họ tên) 2 Mạch đồng hồ số dùng 74LS90. thị rõ ràng bằng các chữ số sẽ dễ dàng sử dụng hơn. Bởi vậy, sau đây em xin thiết kế một mạch đồng hồ số dùng IC74LS90_ IC rất thông dụng trong kỹ thuật số. Trong đề tài cũng còn nhiều thiếu