Báo cáo kỹ thuật số Khảo sát mạch tổ hợp, mạch tuần tự, mạch tạo xung

Báo cáo môn Kỹ thuật số: Khảo sát các mạch tổ hợp, mạch tuần tự, mạch tạo xung. Thiết kế mạch mã hóa và giải mã led 7 đoạn. Thiết kế mạch đếm lên mod 8 đồng bộ dùng FFD. Thiết kế mạch tạo xung dùng IC555.

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

1 Nguyễn Hoàng Quân 20119272

2 Nguyễn Phú Thiện 20119043

3 Đặng Quang Vinh 20161281

4 Nguyễn Thanh Tùng 19142269

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 11/2021

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

………

Trang 3

MỤC LỤC

PHẦN 1 MẠCH TỔ HỢP 1

THIẾT KẾ MẠCH MÃ HÓA VÀ GIẢI MÃ LED 7 ĐOẠN 1

I Tổng quát về linh kiện IC 7404 1

II Linh kiện IC 7447(74LS47)- IC giải mã BCD ra led 7 thanh 2

1 Khái quát về IC 74147 (74LS147) 2

2 IC giải mã BCD ra led 7 thanh 3

3 Led 7 đoạn 5

III Kết quả mô phỏng 7

PHẦN 2 MẠCH TUẦN TỰ 9

THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM LÊN MOD 8 ĐỒNG BỘ DÙNG FF-D 9

I Bảng trạng thái 9

II Mạch hoàn chỉnh 10

PHẦN 3 MẠCH TẠO XUNG 12

THIẾT KẾ MẠCH TẠO XUNG DÙNG IC 555 12

I Tổng quát về IC 555 12

II Giải thích sự dao động 13

1 Giai đoạn ngõ ra ở mức 1 13

2 Giai đoạn ngõ ra ở mức 0 14

3 Kết quả cuối cùng 14

Trang 4

PHẦN 1 MẠCH TỔ HỢP THIẾT KẾ MẠCH MÃ HÓA VÀ GIẢI MÃ LED 7 ĐOẠN

I Tổng quát về linh kiện IC 7404

IC 7404 : gồm 3 cổng NOT được tích hợp trên 1 IC

* Sơ đồ linh kiện tích hợp bên trong IC

* Chức năng của các chân:

Trang 7

* Phân tích cách thức hoạt động của linh kiện IC 7447(74LS47) -

IC giải mã BCD ra led 7 thanh

Nếu IC tích cực ở mức 1 thì ta sẽ dùng led 7 thanh loại Anot chung, còn nếu ở mức 0 thì ta dùng loại Katot chung.Trong trường hợp nếu IC tích cực

ở mức 1 mà không có led 7 thanh loại Anot chung thì ta sẽ dùng loại Katot chung

với cổng logic cơ bản là cổng đảo (NOT)

nối với led 7 thanh và được nối như hình trên

tra led 7 đoạn,nếu ta cắm chân này xuống mass thì bộ giải mã sẽ sáng cùng lúc

với 7 đoạn Chân này chỉ phục vụ để kiểm tra xem có led nào bị hỏng hay không

và trong thực tế không sử dụng nó

mức thấp thì toàn bộ led sẽ không sáng bất chấp trạng thái ngõ vào là gì

Trang 8

3 Led 7 đoạn

* Sơ đồ chân

* Bảng trạng thái led 7 đoạn dùng anode chung

Thập phân D C B A g’ f’ e’ d’ c’ b’ a’

Trang 9

* Nguyên lý hoạt động của mạch bàn phím

Mạch dùng IC 74LS147 gồm có 9 ngõ vào từ S1 đến S9 Các ngõ vào từ

1 đến 9 ở trạng thái không bị tác động đều ở mức cao Khi 1 input nào đó được nhấn thì qua cổng NOT nó sẽ lên mức thấp và IC 74LS147 sẽ tạo ra 1 mã nhị phân tương ứng ở các ngõ ra Mã nhị phân này được đưa qua các cổng NOT để đảo mức logic và được IC 74LS47 giải mã sang led 7 đoạn để hiển thị số thập phân tương ứng trên led 7 đoạn

Ví dụ: Khi S9 được nhấn (lúc này ngõ vào 9 của IC 74LS147 được tích cực mức thấp) thì mã nhị phân ta thu được ở các ngõ ra của IC 74LS147 sẽ là

0110, bất chấp các phím còn lại có được nhấn hay không Mã nhị phân này sau khi qua các cổng NOT sẽ là 1001 và được IC 74LS74 giải mã sang led 7 đoạn để hiển thị số 9

Lưu ý: Như đã trình bày ở trên, IC 74LS147 là IC mã hóa ưu tiên Mã nhị phân ở ngõ ra của IC này được xác định tương ứng với ngõ vào có thứ tự ưu tiên cao nhất được tích cực Vì vậy, khi có nhiều ngõ vào được nhấn cùng lúc thì số thập phân hiển thị trên led 7 đoạn là tương ứng với phím nối với ngõ vào có thự

tự ưu tiên cao nhất Ví dụ, khi cả 3 ngõ vào là S1, S8, S9 được nhấn đồng thời thì trên led 7 đoạn sẽ hiển thì số 9 vì ngõ vào 9 có thứ tự ưu tiên cao nhất

Trang 10

III Kết quả mô phỏng

Trang 11

Trường hợp ưu tiên tác động nhiều ngõ vào

Trang 12

PHẦN 2 MẠCH TUẦN TỰ THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM LÊN MOD 8 ĐỒNG BỘ DÙNG FF-D

(ĐB, CK cạnh lên, Pre, Clr mức cao)

Trang 13

II Mạch hoàn chỉnh

Trang 14

Trang 15

PHẦN 3 MẠCH TẠO XUNG THIẾT KẾ MẠCH TẠO XUNG DÙNG IC 555

I Tổng quát về IC 555

Cấu tạo của IC 555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để

xả điện Cấu tạo của IC đơn giản nhưng hoạt động tốt Bên trong gồm 3 điện trở

mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn

Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC

nối vào chân âm của Op-amp 2 Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = [1] và FF được kích Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của

FF = [1] và FF được reset

Trang 16

II Giải thích sự dao động

Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S

= [1], Q = [1] và QB= [0] Ngõ ra của IC ở mức 1

- Khi QB= [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng

- Khi nhấn công tắc lần nữa Op-amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 0, S = [0], Q và QB vẫn không đổi Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên trạng thái đó

Trang 17

3 Kết quả cuối cùng

Ta có thể tính xung dao động chính xác cảu mạch và tự tạo xung theo ý thích của mình bằng công thức

Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 (Tm : thời gian điện mức cao)

Ts = 0,7 x R2 x C1 (Ts : thời gian điện mức thấp )

Trang 18

Trường hợp 1: Ban đầu cho R1 và R2 bằng 5kohm, C1=2uF

Ta tính được T=0.7*(5+10)*10^(3)*2*10^(-6)=21ms

Ta còn tính được Ts và Tm

Ts=0.7*5*10^(3)*2*10^(-6)=7ms

Trang 19

Tm=0.7*10*10^(3)*2*10^(-6)=14ms

Trường hợp 2: Muốn tăng Tm giữ nguyên Ts ta sẽ điều chỉnh R1 và R2 cụ thể

là tăng R1 giữ nguyên R2

(Chỉnh R1=10k; R2=5k)

Tm=21ms (Tăng sao với ban đầu)

Trang 20

Trường hợp 3: Ta muốn tăng Ts và giữ nguyên Tm ta điều chỉnh R1 và R2 cụ

thể tăng giá trị R2 và giảm R1 1 lượng tương ứng với lượng tăng R2

(Chỉnh R2=10k và R1=5k)

Tm=21ms (giữ nguyên so với Tm trường hợp 2)

Trang 21

Các trường hợp khác ta muốn điều chỉnh xung như ý muốn thì ta dựa vào các công thức:

T = 0.7 × (R1 + 2R2) × C1 và f = 1.4 / ( (R1 + 2R2) × C1 )

T = Tm + Ts T : chu kỳ toàn phần

Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 (Tm : thời gian điện mức cao)

Ts = 0,7 x R2 x C1 (Ts : thời gian điện mức thấp )

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	2,95 MB