Đồ án Thiết kế một mạch giải mã cho led 7 đoạn sử dụng các cổng lôgic
Trong thế kỷ XX nhân loại có những bước phát triển vượt bậc về khoa học kỹ thuật và đóng góp không nhỏ vào sự phát triển đó là sự ra đời của các thiết bị bán dẫn. Các IC đó đã giải quyết được nhiều khó khăn trong lĩnh vực công nghệ và đã mở ra một kỷ nguyên mới của công nghệ , kỷ nguyên “kĩ thuật số”. Bước sang thế kỷ XXI xã hội ngày càng phát triển con người ngày càng có nhu cầu cao trong đời sống. Đòi hỏi đời sống phục vụ con người ngày càng có nhu cầu cao trong cuộc sống. đòi hỏi các phương tiện phục vụ đời sống con người ngày càng phát triển mà cũng vì thế lĩnh vực kỹ thuật số ngày càng phát triển với những ưu điểm vượt trội như các linh kiện nhỏ gọn. Tính tương thích, cao giá thành rẻ. Nên các thiết bị sử dụng kỹ thuật số đã và đang được xã hội đón nhận và sử dụng đặc biệt trong những nghành công nghệ đòi hỏi kỹ thuật cao. Trong lĩnh quân sự và công nghệ thông tin đang dần đưa con người vào cuộc sống mới “cuộc sống số”. Chính vì thế mà môn học “kỹ thuật số” đang được giảng dạy trong các trường ĐH-CĐ, các trung tâm dạy nghề được coi là môn học có vai trò hết sức quan trọng giúp cho các sinh viên có thể tự tin bước vào cuộc sống mới “cuộc sông số”. Môn học kỹ thuật số là một môn khoa học nó đã giúp cho các sinh viên có được những kiến thức cơ bản nhất về kỹ thuật số. Về những phần tử bán dẫn những con IC, giúp cho sinh viên hiểu và nắm giữ được những nguyên lý cơ bản của thiết bị số qua đó có thể thiết kế, sửa chữa được những thiết bị số đơn giản. Giúp sinh viên có năng lực và tự tin bước vào cuộc sống. Là sinh viên khoa Điện-Điện Tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định đang được theo học môn học kỹ thuật số với kiến thức đã được học em đang thực hiện đề tài: “ Thiết kế một mạch giải mã cho led 7 đoạn chỉ sử dụng các cổng lôgic”. Với sự hướng dẫn của giáo viên Phạm Văn Phi Do khả năng và kiến thức về môn học còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện em đã gặp nhiều khó khăn nhưng với nhưng với lòng quyết tâm và sự giúp đỡ của thầy cô giáo và các bạn em đã hoàn thành được đề tài của mình song chắc vẫn còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô giáo và các bạn để bài viết em được hoàn thiện hơn.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế một mạch giải mã cho led 7 đoạn sử dụng các cổng lôgic, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
FĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT NAM ĐỊNH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
........................................................
®å ¸n kü thuËt sè
Tên đề tài:
Thiết kế một mạch giải mã cho led 7 đoạn
Với yêu cầu sau :
-Chỉ sử dụng các cổng lôgic.
-Mạch tương thích với cả led 7 đoạn loại anode va catoth chung.
-Có các công tắc để thay đổi loại led.
-Có mạch đếm BCD dùng IC để test mạch giải mã đã thiết kế.
-Nếu nhập sai mạch sẽ báo động.
Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Khoa :
NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn
-----(((((-----
Nam §Þnh, Ngµy......th¸ng.....n¨m 2010
NhËn xÐt cña gi¸o viªn ph¶n biÖn
-----(((((-----
Nam §Þnh, Ngµy......th¸ng.....n¨m 2010
MỤC LỤC
Lêi më ®Çu 6
Ch¬ng 1: Giíi thiÖu chung 8
1.1. Giíi thiÖu 8
1.2. Giíi h¹n ®å ¸n 8
1.3. Môc ®Ých nghiªn cøu 8
Ch¬ng 2. Giíi thiÖu c¸c linh kiÖn 10
2.1 M¹ch l«gic 10
2.2. Các Cổng lôgic 10
2.2.1. Cæng OR ( Cæng hoÆc – ORGATE ) 10
2.2.2. Cæng NOT ( Cæng ®¶o – NOTGATE ) 12
2.2.3. Cæng AND (Cæng vµ - AND GATE) 13
2.2.4. Cæng vµ ®¶o (NAND gate) 15
2.2.6. Cæng hoặc loại trừ (EXOR gate) 16
2.2.7. Cæng hoÆc lo¹i trõ ®¶o (EXNOR gate) 17
2.2.8. Cæng ®Öm (BUFFER gate) 17
2.3 Giíi thiÖu led 7 ®o¹n 18
2.4. Giới thiệu chung về IC 20
2.4.1. IC tạo xung vuông 20
2.4. 2 IC đếm ( IC 74LS90 ) 22
2.4.3. IC giải mã (IC 74LS47) 24
2.4.4. IC æn ¸p 26
Ch¬ng 3. X©y dùng m¹ch 29
3.1. Mạch Nguồn 29
3.1.1 Khái niệm về mạch nguồn cung cấp 29
3.1.2 Mạch chỉnh lưu cầu 29
3.1.3. M¸y biÕn ¸p 31
3.1.4. CÇu n¾n 32
3..2. X©y dùng m¹ch 32
3.2.1 S¬ ®å khèi 32
3.2.2. Khèi nguån. 33
3.2.3 Thiªt kÕ m¹ch gi¶i m· 35
3.2.5 M¹ch kiÓm tra va b¸o ®éng 52
3.2.6 Mạch hoàn chỉnh 57
3.2.7 Sơ đồ mạch đã thiết kế 59
KẾT LUẬN 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
Lêi më ®Çu
----(((((----
Trong thế kỷ XX nhân loại có những bước phát triển vượt bậc về khoa học kỹ thuật và đóng góp không nhỏ vào sự phát triển đó là sự ra đời của các thiết bị bán dẫn. Các IC đó đã giải quyết được nhiều khó khăn trong lĩnh vực công nghệ và đã mở ra một kỷ nguyên mới của công nghệ , kỷ nguyên “kĩ thuật số”.
Bước sang thế kỷ XXI xã hội ngày càng phát triển con người ngày càng có nhu cầu cao trong đời sống. Đòi hỏi đời sống phục vụ con người ngày càng có nhu cầu cao trong cuộc sống. đòi hỏi các phương tiện phục vụ đời sống con người ngày càng phát triển mà cũng vì thế lĩnh vực kỹ thuật số ngày càng phát triển với những ưu điểm vượt trội như các linh kiện nhỏ gọn. Tính tương thích, cao giá thành rẻ. Nên các thiết bị sử dụng kỹ thuật số đã và đang được xã hội đón nhận và sử dụng đặc biệt trong những nghành công nghệ đòi hỏi kỹ thuật cao. Trong lĩnh quân sự và công nghệ thông tin đang dần đưa con người vào cuộc sống mới “cuộc sống số”.
Chính vì thế mà môn học “kỹ thuật số” đang được giảng dạy trong các trường ĐH-CĐ, các trung tâm dạy nghề được coi là môn học có vai trò hết sức quan trọng giúp cho các sinh viên có thể tự tin bước vào cuộc sống mới “cuộc sông số”.
Môn học kỹ thuật số là một môn khoa học nó đã giúp cho các sinh viên có được những kiến thức cơ bản nhất về kỹ thuật số. Về những phần tử bán dẫn những con IC, giúp cho sinh viên hiểu và nắm giữ được những nguyên lý cơ bản của thiết bị số qua đó có thể thiết kế, sửa chữa được những thiết bị số đơn giản. Giúp sinh viên có năng lực và tự tin bước vào cuộc sống.
Là sinh viên khoa Điện-Điện Tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định đang được theo học môn học kỹ thuật số với kiến thức đã được học em đang thực hiện đề tài:
“ Thiết kế một mạch giải mã cho led 7 đoạn chỉ sử dụng các cổng lôgic”. Với sự hướng dẫn của giáo viên Phạm Văn Phi
Do khả năng và kiến thức về môn học còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện em đã gặp nhiều khó khăn nhưng với nhưng với lòng quyết tâm và sự giúp đỡ của thầy cô giáo và các bạn em đã hoàn thành được đề tài của mình song chắc vẫn còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô giáo và các bạn để bài viết em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Nam Định.... , ngày .... tháng ...năm2010
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Ngọc Long
Ch¬ng 1: Giíi thiÖu chung
1.1. Giíi thiÖu
Ngµy nay khoa häc kü thuËt ph¸t triÓn m¹nh mÏ, ®Æc biÖt lµ trong lÜnh vùc ®iÖn tö ®· gãp phÇn n©ng cao n¨ng suÊt lao ®éng, gi¶m nhÑ søc lao ®éng ch©n tay cho con ngêi vµ gãp phÇn n©ng cao ®êi sèng vËt chÊt còng nh tinh thÇn cho con ngêi.
§Ó ®¸p øng ®îc yªu cÇu ®iÒu khiÓn qu¹t bµn vµ hiÓn thÞ hÑn giê th× cã nhiÒu ph¬ng ph¸p thùc hiÖn, nghiªn cøu kh¶o s¸t vi ®iÒu khiÓn 8051 nhãm thùc hiÖn thÊy r»ng: øng dông vi ®iÒu khiÓn 8051 vµo viÖc ®iÒu khiÓn qu¹t bµn lµ ph¬ng ph¸p tèi u nhÊt. XuÊt ph¸t tõ nhu cÇu phôc vô ®êi sèng con ngêi ngµy cµng tèt h¬n, ®îc sù ®ång ý cña khoa §iÖn- §iÖn tö trêng §¹i häc S Ph¹m Kü ThuËt Nam §Þnh. Nhãm chóng em quyÕt ®Þnh chän ®Ò tµi “ThiÕt kÕ m¹ch gi¶i m· led 7 do¹n”.
1.2. Giíi h¹n ®å ¸n
- chØ sö dông c¸c cæng logic
- m¹ch t¬ng thÝc víi c¶ led 7 ®o¹n dïng Anode chung vµ catoth chung
- m¹ch cã c¸c c«ng t¾c ®Ó thay ®æi lo¹i led
- cã m¹ch ®Õm dïng BCD sö dông IC ®Ó test m¹ch gi¶i m· d· thiÕt kÕ
- nÕu nhËp sai m¹ch sÏ bao ®éng
1.3. Môc ®Ých nghiªn cøu
®Ò tµi“ThiÕt kÕ m¹ch gi¶i m· led 7 ®o¹n”. nh»m gióp nh÷ng ngêi thùc hiÖn ®Ò tµi n¾m b¾t ®îc nh÷ng vÊn ®Ò sau:
- Th«ng qua viÖc thùc hiÖn ®Ò tµi gióp cho nh÷ng ngêi thùc hiÖn ®å ¸n m«n häc «n l¹i nh÷ng kiÕn thøc ®· häc vµ lÜnh héi thªm ®îc nh÷ng kiÕn thøc míi tõ gi¸o viªn híng dÉn, tõ c¸c b¹n sinh viªn vµ còng lµ kho¶ng thêi gian ®Ó rÌn luyÖn tay nghÒ tõ ®ã hiÓu râ h¬n c¸ch ho¹t ®éng cña c¸c c«ng logic.
- Qua qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi ®· t¹o ®iÒu kiÖn cho nh÷ng ngêi thùc hiÖn ®å ¸n m«n häc cã nh÷ng ý tëng míi vµ gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò ph¸t sinh mét c¸ch cã hiÖu qu¶.
- gióp cho nh÷ng ngêi thùc hiÖn ®Ò tµi biÕt vËn dông viÖc tÝnh to¸n m¹ch ®iÖn gi÷a lý thuyÕt vµ thùc tÕ, sao cho m¹ch ho¹t ®éng æn ®Þnh, kÕt cÊu ®¬n gi¶n vµ chi phÝ thÊp.
Do nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸ch quan còng nh chñ quan cña nh÷ng ngêi lµm ®å ¸n mµ s¶n phÈm lµm ra cã thÓ cha cã tÝnh thùc tiÔn cao nhng nÕu ®îc nghiªn cøu ®i s©u h¬n th× cã thÓ øng dông vµo trong c¸c øng dông thùc tÕ.
Ch¬ng 2. Giíi thiÖu c¸c linh kiÖn
2.1 M¹ch l«gic
- Lµ m¹ch ®îc cÊu t¹o bëi mét tæ hîp c¸c cæng logic (AND, OR, …) díi d¹ng sè nhÞ ph©n 0 vµ 1, tæ hîp c¸c cæng nµy phôc vô thuËt to¸n cña ®Ò tµi ®a ra. Ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n ë ®©y lµ dïng ®¹i sè Boolean vµ c¸ch rót gän nhanh chãng b»ng b×a Karnaugh.
- §Çu ra lµ c¸c møc logic:
+ NÕu ta biÓu diÔn møc logic 1 cã møc ®iÖn thÕ cao h¬n møc logic 0 ta cã møc logic d¬ng (+).
+ NÕu ta biÓu diÔn møc logic 1 cã møc ®iÖn thÕ thÊp h¬n møc logic 0 ta cã møc logic ©m (-).
Møc logic d¬ng (+)
2.2. Các Cổng lôgic
2.2.1. Cæng OR ( Cæng hoÆc – ORGATE )
*Định nghĩa: cổng OR là cổng logic thực hiện thuật toán cộng hai biến đầu vào
-Hàm quan hệ:
Tổng quát: Y=A+B+.....+N
2 biến: Y=A+B
3 biến:Y=A+B+C
Trong đó:A,B,N là các biến đầu vào
Y biến đầu ra
+Ký hiệu: 2 biến: :
+Bảng chân lý:
A
B
C
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
3 biÕn :
+KÝ hiÖu:
+B¶ng ch©n lÝ:
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
- ý nghÜa: NÕu gäi A,B lµ c¸c c«ng t¾c: C«ng t¾c kÝn A=B=1
C«ng t¾c hë A=B=0
Y lµ ®Ìn: Y=1 ®Ìn s¸ng
Y=0 ®Ìn t¾t
Cæng OR t¬ng ®¬ng víi m¹ch sau:
A kÝn ®Ìn s¸ng
B kÝn ®Ìn s¸ng
A,B kÝn ®Ìn s¸ng
A,B hë ®Ìn kh«ng s¸ng
ý nghÜa: Cæng OR lµ cæng logic cã ®Çu ra ë møc thÊpTÊt c¶ c¸c ®Çu vµo cïng ë møc thÊp
-Dạng xung:
2.2.2. Cæng NOT ( Cæng ®¶o – NOTGATE )
*Định nghĩa:Cổng not là cổng logic cơ bản thực hiện phép tính phủ định bieens số đầu vào
- Hàm quan hệ:
- Ký hiệu:
- Bảng chân lý:
A
Y
0
1
1
0
- ý nghĩa: Coi A là một công tắc: A=1 Công tắc kín A=0 Công tắ hở
Y là đèn: Y=1 đèn sáng Y=0 đèn tắt
Ta có mạch sau:
- Dạng xung:
2.2.3. Cæng AND (Cæng vµ - AND GATE)
*§Þnh nghÜa: Cæng AND lµ cæng logic c¬ b¶n thùc hiÖn thuËt to¸n logic tÝch c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo
- Tæng qu¸t: Y= A.B.C.N
2 biÕn: Y=A.B
3 biÕn: Y=A.B.C
KÝ hiÖu: 2 biÕn :
B¶ng ch©n lý:
A
B
Y
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
3 BiÕn:
KÝ hiÖu:
B¶ng ch©n lý:
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
- ý nghÜa:NÕu coi A,B lµ 2 c«ng t¾c: A=B=1 C«ng t¾c kÝn
A=B=0 C«ng t¾c hë
Y lµ ®Ìn: Y=1 ®Ìn s¸ng
Y=0 ®Ìn t¾t
Ta thÊy 2 c«ng t¾c A,B ®èi víi cæng AND ®îc m¾c nèi tiÕp nhau nh h×nh vÏ:
§Ìn Y chØ s¸ng c¶ 2 c«ng t¾c A,B cïng kÝn , Cã 1 c«ng t¾c hë ®Ìn t¾t
Cæng AND lµ cæng logic cã ®Çu ra ë møc cao tÊt c¶ ®Çu vµo cïng ë møc cao
- D¹ng xung:
2.2.4. Cæng vµ ®¶o (NAND gate)
a. §Þnh nghÜa:
- Cæng NAND lµ cæng logic tæ hîp, nã thùc hiÖn thuËt to¸n logic phñ ®Þnh tÝch c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo.
- Tøc lµ: Y =
b. Ký hiÖu:
c. B¶ng tr¹ng th¸i:
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
2.2.5. Cæng hoÆc ®¶o (NOR gate)
a. §Þnh nghÜa:
- Cæng NOR lµ cæng logic tæ hîp, nã thùc hiÖn thuËt to¸n logic phñ ®Þnh tæng c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo.
-Tøc lµ: Y =
b. Ký hiÖu:
- Cæng NOR cã thÓ cã 2 hay nhiÒu ®Çu vµo.
c. B¶ng tr¹ng th¸i:
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
- Cæng NOR 2 ®Çu vµo ho¹t ®éng theo b¶ng tr¹ng th¸i trªn, chØ khi nµo c¶ 2 ®Çu vµo ë møc thÊp th× ®Çu ra ë møc cao, cßn l¹i tÊt c¶ c¸c trêng hîp cßn l¹i th× ®Çu ra ®Òu ë møc thÊp.
2.2.6. Cæng hoặc loại trừ (EXOR gate)
a. Định nghĩa:
- Cổng EXOR là cổng logic tổ hợp, nó thực hiện thuật toán logic cộng khác dấu các biến số ở đầu vào.
-Tức là: Y = AB
b. Ký hiệu:
c. Bảng trạng thái:
A
B
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
d. Biểu diễn sự hoạt động của cổng EXOR bằng một mạch đơn giản
e. Dạng sóng của cổng EXOR
Dạng sóng của cổng được thể hiện như hình vẽ. Qua đó ta thấy chỉ khi nào 2 đầu vào có mức lôgíc đối nhau thì đầu ra mới ở mức cao còn khi 2 đầu vào có cùng một mức lôgíc thì đầu ra ở mức thấp.
2.2.7. Cæng hoÆc lo¹i trõ ®¶o (EXNOR gate)
a. §Þnh nghÜa:
- Cæng EXNOR lµ cæng logic tæ hîp, nã thùc hiÖn thuËt to¸n logic phñ ®Þnh tÝch lo¹i trõ c¸c dÊu c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo.
- Tøc lµ: Y =
b. Ký hiÖu:
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
c. B¶ng tr¹ng th¸i:
- Khi c¶ 2 ®Çu vµo ë møc cao hoÆc møc thÊp th× ®Çu ra ë møc cao, cßn khi 1 trong 2 ®Çu vµo ë møc thÊp hoÆc ë møc cao th× ®Çu ra ë møc thÊp.
2.2.8. Cæng ®Öm (BUFFER gate)
a. §Þnh nghÜa:
- Cæng ®Öm cã t¸c dông cho tÝn hiÖu ®i qua mµ kh«ng lµm thay ®æi d¹ng sãng cña tÝn hiÖu truyÒn qua nã.
- Tøc lµ: Y = A
- Cæng ®Öm dïng trong trêng hîp khi ta cÇn mét dßng ®iÖn thóc cho t¶i t¬ng ®èi lín, trÞ sè cña nã vît qua kh¶ n¨ng t¶i dßng cña IC logic th× ta cÇn ph¶i l¾p thªm mét cæng ®Öm lµm trung gian.
b. Ký hiÖu:
c. B¶ng tr¹ng th¸i:
A
Y
0
0
1
1
Cæng ®Öm ho¹t ®éng theo b¶ng ch©n lý trªn, khi ®Çu vµo = 1 th× ®Çu ra = 1 vµ khi ®Çu vµo = 0 th× Y = 0.
2.3 Giíi thiÖu led 7 ®o¹n
LED 7 thanh lµ mét lo¹i ®Ìn hiÓn thÞ. Trong thùc tÕ, LED 7 thanh dïng lµm c¬ cÊu quan s¸t hiÓn thÞ c¸c con sè trong hÖ thËp ph©n.Trong mét sè trêng hîp ®Æc biÖt cã thÓ dïng ®Ó hiÓn thÞ c¸c hÖ HEX vµ c¸c kÝ tù. CÊu t¹o cña LED 7 thanh bao gåm 8 LED ph¸t quang ®îc gäi lµ c¸c thanh, lÇn lît lµ a, b, c, d, e, f, g, dp ( dÊu chÊm). LED 7 thanh cã 2 loai lµ Anodechung vµ Cathode chung. LED 7 thanh cßn ®îc ph©n biÖt bëi m»u s¾c vµ kÝch cì cña c¸c ®o¹n hiÓn thÞ
a. S¬ ®å, vÞ trÝ
C¸c thanh LED 7 thanh
a
f b
g
e c
d
dp
*C¸c d¹ng c¸c LED 7 thanh
+ D¹ng anode chung
(®Çu vµo t¸c ®éng møc thÊp)
+ D¹ng cathode chung
(®Çu vµo t¸c ®éng møc cao)
* CÊu t¹o chung: gåm c¸c diode ph¸t quang ®îc ®Êu chung c¸c ®Çu anode hoÆc cathode l¹i víi nhau vµ ®îc s¾p xÕp theo h×nh sè 8. c¸c ®Çu cßn l¹i ®îc ®a ra ngoµi lµm c¸c ®Çu vµo.
§èi víi lo¹i Cathode chung th× ch©n Cathode nèi xuèng mass (0V), cßn c¸c ch©n a, b, c, d, e, f, g, dp ®iÒu khiÓn sao cho:
+ NÕu = 0 th× c¸c thanh tèi: NÕu = 1 th× c¸c thanh s¸ng.
* ThiÕt kÕ m¹ch.
- M¹ch gi¶i m· bao giê còng ®îc ®Æt sau m¹ch ®Õm nhÞ ph©n vµ ®Æt tríc khèi hiÓn thÞ.
- C¸c ®Çu vµo lµ m· nhÞ ph©n 4bit cã 6 tæ hîp (1010 -> 1111) kh«ng ®îc sö dông nhng ta cÇn ph¶i nhí ®Ó tèi thiÓu ho¸ hµm Boolean tÝn hiÖu ra cña bé
gi¶i m· lµ c¸c bit: a, b, c, d, e, f, g dïng ®Ó kÝch thÝch LED 7 thanh ho¹t ®éng
2.4. Giới thiệu chung về IC
2.4.1. IC tạo xung vuông
Để các IC số hoạt động được thì việc cấp xung Clock ở đầu vào cũng là một yếu tố không thể thiếu. Trong thực tế người ta đã sử dụng rất nhiều mạch tạo xung vuông với nhiều linh kiện khác nhau như mạch tạo xung vuông dùng Transistor, dùng các cổng logic cơ bản, dùng IC555 ,….nhưng mạch tạo xung vuông dùng IC 555 có nhiều ưu điểm hơn nên nó được dùng rất nhiều trong các mạch điện.
*Khảo sát IC 555 :
- Sơ đồ chân của IC 555 :
- Tác dụng các chân của IC 555 :
Chân 1 : Nối mas
Chân 2 : Chân nảy hay đầu vào kích khởi (trigger),dùng để đặt xung kích thích bên ngoài khi mạch làm việc ở chế độ đa hài đơn ổn
Chân 3 : Là đầu ra của IC
Chân 4 : Chân đặt lại hay chân xoá (Reset). Nó có thể điều khiển xoá điện áp đầu ra khi điện áp đặt vào chân này từ 0,7 V trở xuống.Vì vậy để có thể phát ra xung ở đầu ra chân 4 phải đặt ở mức cao.
Chân 5 : Chân điện áp điều khiển (Control Voltage). Ta có thể đưa một điện áp ngoài vào chân này để làm thay đổi việc định thời của mạch, nghĩa là làm thay đổi tần số dãy xung phát ra. Khi không được sử dụng thì chân 5 nối xuống mass thông qua một tụ khoảng 0,01(F.
Chân 6 : Là chân thềm (Thres hold)
Chân 7 : Là chân xả (Discharrge)
Chân 8 : Là chân cấp nguồn, Ucc = 5 ( 15 V
T1 : TZT switch
T2 : Cổng đảo
O1, O2 : Là 2 IC OPAM khuếch đại
FF : Là Flip – Flop loại RS
Các điện trở R tạo thành một mạng phân áp sao cho : VI = 2B+/3 , VJ = B+/3
- Sơ đồ cấu trúc IC 555 :
Sơ đồ mạch điện dùng IC 555
Như vậy cấu trúc của IC 555 bao gồm FF RS và 2 IC OPAM, 1TZT, 1 cổng đảo, 3 điện trở có trị số bằng nhau tích hợp lại.
2.4. 2 IC đếm ( IC 74LS90 )
IC đếm thập phân là IC đếm từ 00002 đến 10012 tương ứng với số từ 0 đến 9 của hệ thập phân.Tức là mạch thực hiện 10 lần đếm đối với IC đếm 74ls90 khi đã đếm đến 9 thì nó sẽ tự động trở về 0 để đếm lại từ đầu các chân dữ liệu ra của là chân 12 : Q0 , 9:Q1 , 8:Q2 , Q3:11
Chân 2 và chân 3 là 2 chân reset
Chân 6 và chân 7 là 2 chân cấp nguồn
Chân 1 và chân 14 là 2 chân cấp xung
-Sơ đồ chân và chức năng của IC 74LS90
-S¬ ®å cÊu tróc IC 74LS90
-Các thông số của IC 74LS90
-IC 74LS90 hoạt động theo bảng trạng thái sau :
Số xung vào
Số nhị phân ra
số thập phân
QD
Qc
QB
QA
RS
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
2
0
0
1
0
2
3
0
0
1
1
3
4
0
1
0
0
4
5
0
1
0
1
5
6
0
1
1
0
6
7
0
1
1
1
7
-Thành lập dạng sóng :
2.4.3. IC giải mã (IC 74LS47)
- IC 74LS47 chuyển đổi mã BCD thành khuông dạng phù hợp với theo hệ 10 bằng LED 7 thanh có A chung. Khi đầu vào LAMP TEST thấp tất cả các đầu ra đều thấp. Khi đầu vào RB OUTPUT thấp tất cả các đầu ra đều cao. Khi các đầu vào D, C, B ,A, là thấp (số 0 hệ 10) và RB INPUT thấp tất cả các đầu ra đều cao. Điều này cho phép xoá bỏ tất cả các trạng thái 0 không mong muốn theo trong một dãy các digit.
- Sơ đồ chân :
- Chức năng các chân :
Chân 16: Vcc nối +5V
Chân 8: GND nối Mass
Chân 7,6,1,2 Các chân đầu vào mã nhị phân BDC.
Chân 13,12,11,10,9,15,14 là 7 chân đầu ra tích cực mức thấp tương ứng với các thanh a,b,c,d,e,f,g của Led 7 đoạn.
Chân 3 LT_L ( Lamp Test input): Kiểm tra Led
Chân 4 BI/RBO_L (Blanking Input or Ripple-Blanking Output): Xóa ngâ vào
Chân 5 RBI_L (Ripple-Blanking Input): Xóa gợn sóng ngã vào
- Sơ đồ cấu trúc bên trong của IC 74ls47:
2.4.4. IC æn ¸p
M¹ch ®iÖn chØ sö dông nguån 5V DC víi yªu cÇu nguån æn ®Þnh nªn ta chän IC æn ¸p hä 78xx. 78xx lµ dßng IC dïng ®Ó æn ®Þnh ®iÖn ¸p d¬ng ®Çu ra víi ®iÒu kiÖn ®Çu vµo lu«n lu«n lín h¬n ®Çu ra 3V. Tuú lo¹i IC 78xx mµ nã æn ¸p ®Çu ra lµ bao nhiªu, gi¸ trÞ ®iÖn ¸p mµ nã æn ¸p lµ gi¸ trÞ ghi xx cña mçi IC
VÝ dô: 7805, 7812… th× gi¸ trÞ æn ¸p t¬ng øng lµ +5V, +12V DC…
Hä IC æn ¸p gåm 3 ch©n:
Ch©n 1: Vin ch©n nguån ®Çu vµo
Ch©n 2: GND ch©n nèi mass
Ch©n 3: Vout ch©n nguån ®Çu ra
B¶ng th«ng sè IC 7805
* Sơ đồ cấu trúc IC7805 :
M¹ch æn ¸p dïng IC æn ¸p ®¬n gi¶n vµ hiÖu qu¶ nªn ®îc sö dông rÊt réng r·i vµ ngêi ta ®· s¶n xuÊt c¸c lo¹i IC hä LM78xx.. ®Ó thuËn tiÖn trong viÖc sö dông.
* Nh÷ng d¹ng seri cña 78xx
LA7805 IC æn ¸p 5V LA7808 IC æn ¸p 8V LA7809 IC æn ¸p 9V LA7812 IC æn ¸p 12V
§©y lµ dßng cho ®iÖn ¸p ra t¬ng øng víi dßng lµ 1A
Ch¬ng 3. X©y dùng m¹ch
3.1. Mạch Nguồn
3.1.1 Khái niệm về mạch nguồn cung cấp
Nhiệm vụ của mạch cung cấp nguồn là tạo ra năng lượng cần thiết để cung cấp cho các thiết bị làm việc.
Thông thường nguồn năng lượng do bộ nguồn tạo ra là nguồn một chiều lấy từ nguồn xoay chiều hoặc từ pin acquy
Sơ đồ khối của một bộ nguồn hoàn chỉnh
Sơ đồ khối mạch ổn áp
Biến áp:biến đổi điện áp xoay chiều U1 thành U2 có giá trị phù hợp với tải.
- Mạch chỉnh lưu:có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay thành điện áp một chiều.
Bộ lọc:san bằng điện áp một chiều nhấp nhô thành bằng phẳng
Bộ ổn áp:tạo ra điện áp một chiều ổn định.
