Trình bày hoạt động của mạch và giản đồ dạng sóng... Trình bày hoạt động của mạch và giản đồ dạng sóng.. KHỐI XUNG CK: dùng mạch chốt RS có ngõ vào tác động mức thấp dùng cổng NAND để
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
&
BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN THỰC TẬP MẠCH SỐ
Đề tài: Thiết kế mạch đếm kiểu preset hoạt động theo chu trình sau: 10 -1-3-5-7-9-11-10 Hiển thị kết quả ra Led 7 đoạn Trình bày
hoạt động của mạch và giản đồ dạng sóng
Ths Nguyễn Thị Trâm Lương Đức Thịnh B1811986
Trang 2I MỤC TIÊU.
Thiết kế mạch đếm kiểu preset hoạt động theo chu trình sau: 10 -1-3-5-7-9-11-10
Hiển thị kết quả ra led 7 đoạn
Trình bày hoạt động của mạch và giản đồ dạng sóng
II THIẾT KẾ MẠCH.
1 XÁC ĐỊNH SỐ FLIP-FLOP JK SỬ DỤNG.
2n−1< N ≤ 2n
2n−1 < 16 ≤ 2n
n = 4
Cần 4 Flip Flop J-K cho mạch đếm
Giả sử trạng thái của hệ đếm lần lượt làQ A Q B Q C Q D , Q A∈ MSB
Dãy đếm: 1010 0001 0011 0101 0111 1001 1011
2 LẬP BẢNG CHUYỂN ĐỔI TRẠNG THÁI.
Đặt ngõ ra lần lượt là: QA, QB, QC, QD
Trạng thái tiếp theo là: QA+, QB+, QC+, QD+
Các ngõ vào là: HA, HB, HC, HD.
Số thập
phân tương
ứng
Trạng thái ban đầu Trạng thái tiếp theo Các ngõ vào
QA QB QC QD QA+ QB+ QC+ QD+ HA HB HC HD
10
1 3 5
7 9
11
Trang 33 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0
3 RÚT GỌN JK BẰNG BẢNG KARNAUGH THÔNG QUA HÀM CHUYỂN H.
H A
QCQD
QAQB 00 01 11 10
HA ¿Q A J A +Q A K A
Đồng nhất thức 2 vế ta được:
⇒ K A= ¿Q D
⇒ J A =Q B Q C
H B
QCQD
QAQB 00 01 11 10
HB ¿Q B .J B +Q B .K B
Đồng nhất thức 2 vế ta được:
⇒ K B =Q C
⇒ J B =Q A Q C
H c
QCQD
QAQB 00 01 11 10
Trang 400 X 1 1 X
HC ¿J C Q C .Q C K C
Đồng nhất thức thức 2 vế:
⇒ J C=1
⇒ K C= ¿Q A +Q D
H D
QCQD
QAQB 00 01 11 10
H D =J D Q D +K D Q D
Đồng nhất thức 2 vế:
⇒ J D= ¿ Q C
⇒ K D =Q A Q C
4 SƠ ĐỒ KHỐI.
5 TIẾN HÀNH THIẾT
KẾ MẠCH
5.1 KHỐI XUNG CK: dùng mạch chốt RS có ngõ vào tác động mức thấp dùng
cổng NAND để thiết kế mạch tạo xung CK tác động mức thấp
Khi mạch ở trạng thái SET: Q = 1, Q = 0 Khi mạch ở trạng thái RESET: Q = 0, Q = 1
KHỐI XUNG CK
KHỐI XỬ LÝ KHỐI HIỂN THỊ
Trang 5Dựa vào mạch chốt RS thiết kế được mạch tạo xung CK như sau dùng ngõ ra Q làm ngõ cấp xung CK cho Flip-Flop:
Trang 65.2 KHỐI XỬ LÍ: sử dụng mạch đếm đồng bộ Modulo-N dùng FF-JK
Bảng trạng thái của FF-JK:
CK J K Q Q+ H
↓
↓ 00 00 01 01 00
↓
↓ 00 11 01 00 01
↓
↓ 11 00 01 11 10
↓
↓ 11 11 01 10 11
Do đề tài là mạch đếm kiểu preset nên sẽ có các ngã vào preset và clear tác động ở mức thấp.Từ kết quả của phần rút gọn JK bằng bảng Karnaugh bằng hàm chuyển
H ta thiết kế được mạch như sau:
Trang 75.3 KHỐI HIỂN THỊ: sử dụng mạch cộng (dùng IC 74LS83) chuyển mã nhị
phân từ các ngõ ra QA, QB, QC, QD sang mã BCD, sau đó dùng mạch giải mã BCD sang LED 7 đoạn (dùng IC 7447) để hiển thị số cần đếm ra LED 7 đoạn
Từ kiến thức trong giáo trình và 1 số thông tin trên Internet ta thiết kế được mạch như sau:
Trang 8III HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH VÀ GIẢN ĐỒ SÓNG.
1 HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH.
• Ban đầu, mạch ở trạng thái 0000, khi tác động từng xung Ck thì mạch sẽ đếm theo trạng thái như yêu cầu đề tài
• Khi ngõ vào đặt vào Preset thì ngõ ra sẽ ở trạng thái được đặt vào Sau từng xung CK thì mạch sẽ đếm rồi trở về trạng thái được đặt vào
• Khi ngõ vào tác động vào Clear thì mạch về trạng thái 0000
2 GIẢN ĐỒ SÓNG.
Trang 9IV DANH SÁCH LINH KIỆN.
Các linh kiện được sử dụng để thiết kế mạch:
- IC: 74HC00, 74HC08, 74HC32, 7447, 74LS83, 74HC112
- LED 7 đoạn: Cathode, Anode
- LED đơn
- LED diode
- Diode
- Nút nhấn 2 chân vuông, công tác hành trình
- Điện trở
- Đế IC 14 chân, 16 chân
- Dây Bus, giắc cắm dây Bus
Trang 10V KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ.
1 KẾT QUẢ:
- Mạch hoạt động đúng theo yêu cầu của đề tài và chạy ổn định
-Sản phẩm thực tế:
2 ĐÁNH GIÁ.
Kết quả đạt được sau quá trình thực nghiệm thiết kế mạch
+ Lợi ích:
• Hiểu rõ được nguyên lý hoạt động thực tế của mạch đếm kiểu preset
• Biết được các kỹ năng tạo ra 1 mạch sản phẩm hoàn chỉnh
• Biết cách tìm kiếm tài liệu và chọn lọc thông tin hữu ích
+ Hạn chế:
• Do làm thủ công nên mạch chưa có độ thẩm mỹ cao
• Vì chưa có nhiều kinh nghiệm trong việc thiết kế nên khi vẽ mạch in vẫn chưa được tối ưu
VI TÀI LIỆU THAM KHẢO.
- Giáo trình Kỹ thuật số - Nguyễn Trung Lập
- Giáo trình Mạch số - Trần Hữu Danh
