Đang tải... (xem toàn văn)
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 .
Đỗ Minh Thắng 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. 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 !. 1 Đỗ Minh Thắng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2 Đỗ Minh Thắng 3 Đỗ Minh Thắng Chương I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 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: 4 Đỗ Minh Thắng - 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. 5 Đỗ Minh Thắng - 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). 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: 6 Đỗ Minh Thắng * 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: Mã hoá thập phân thành nhị phân: 7 Đỗ Minh Thắng * 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 8 1 2 3 4 5 0 6 7 8 9 A B C D ( LSB) ( MSB) Đỗ Minh Thắng * Phương trình logic: D = 8 + 9 C = 4 + 5 + 6 + 7 B = 2 + 3 + 6 + 7 A = 1 + 3 + 5 + 7 + 9 * Sơ đồ mạch logic: 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D Đỗ Minh Thắng 3.2. Hệ giải mã: Xây dựng hệ giải mã cho led 7 đoạn anode chung. Giải mã led 7 đoạn. * Bảng sự thật: 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 10 D A B C a b c d e f g [...]... Minh Thắng Có rất nhiều mạch dùng tạo dao động, 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: 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... hiệu từ bit có trọng số cao nhất của bộ đếm Mlàm xung clock cho bộ đếm N VD: Hệ đếm 10 ghép với hệ đếm 6 thành hệ đếm 60 MSB CK LSB A4 A3 A2 A1 B3 B2 B1 Đếm 6 Đếm 10 CK 14 Đỗ Minh Thắng Chương II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH I Sơ đồ khối: Khoái taïo xung Khối tạo xung dùng IC555 Khối đếm Khối giải mã Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47 Mạch đếm phút dùng IC74LS90 15 Mạch đếm giây dùng IC74LS90 Mạch giải mã BCD dùng... Đỗ Minh Thắng 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 có nhiều loại đèn hiển thị và có nhiều loại mã số khác nhau nên có nhiều mạch giải mã khác nhau Ví dụ: giải mã 4 đường sang 10 đường, giải mã BCD sang thập phân… IC74LS47 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn Mạch giải mã... 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 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... 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) 29 Đỗ Minh Thắng Ngõ vào xoá BI được để không hay nối lên mức 1 cho hoạt động giải mã bình thường Nếu nối lên mức 0 thì các ngõ 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. .. đường, giải mã BCD sang 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 ra lên cao hoặc xuống thấp (tuỳ vào loại đèn led là anod chung hay catod chung) để làm các đèn cần thiết sáng nên các số hoặc ký tự IC 74LS47 là loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng đủ cao để thúc trực... K Q _ Q R 4.2 Hệ đếm bất kỳ: 12 Q2 Q3 1 J CP K Q _ Q R J CP K Q _ Q R Đỗ Minh Thắng Gọi: N là số trạng thái của 1 hệ đếm bất kỳ n là số bit đếm Ta có: 2n−1 < N < 2n VD: thành lập hệ đếm 6_ đếm lên Ta có: 22 < 6 < 23 => sử dụng 3FF Q1 1 Q2 1 J Q CP K QN R 1 J Q CP K QN R Q3 J Q CP K QN R * Bảng trạng thái: Số Q3 Q2 Q1 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 13 0 1 0 1 Xoá bit nhớ về 000 Đỗ Minh Thắng... IC74LS90 15 Mạch đếm giây dùng IC74LS90 Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47 Khối hiển thị Hiển thị led 7 đoạn Hiển thị led 7 đoạn Đỗ Minh Thắng Mạch đếm giờ dùng IC74LS90 Mạch giải mã BCD dùng IC74LS47 Hiển thị led 7 đoạn * Nhiệm vụ các khối: Khối tạo xung: tạo xung vuông với tần số 1Hz Khối đếm: là các FF nhận xung dao động để xử lý đưa ra tín hiệu mã hoá BCD Khối giải mã: giải mã BCD để đưa ra khối hiển thị... loại anode 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 31 Đỗ Minh Thắng VI Mạch đồng hồ số: 6.1 Sơ đồ nguyên lý: 32 Đỗ Minh Thắng V+ 74LS90 MS1 MS2 MR1 MR2 CP1 Q1 CP2 Q2 CP0 CP1 Q3 Q2 A3 A2 A1 A0 Q1 Q0 g f e d c b a test RBI RBO 74LS47 74LS90 MS1 MS2 MR1 MR2 CP0 CP1 Q3 Q2 A3 A2 A1... phút (IC3 và IC4): khi IC3 nhận được xung nó lại đếm như IC đếm giây đến giá trị 59 Vì lấy xung từ IC đếm giây nên khi mạch đếm giây đếm đến 59 thì mạch đếm phút mới nhận được một xung Khi cả IC đếm giây và đếm phút đều đếm đến giá trị 59 thì tất cả 4 IC cũng được reset về 0, đồng thời mạch đếm phút cấp cho IC5 của IC đếm giờ một xung 34 Đỗ Minh Thắng Đối với IC đếm giờ (IC5 và IC6): Khi IC5 nhận được . 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. 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. 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