Do an mon hoc mach dem

Lời nói đầu -Trong cuộc sống hiện tại ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh đặt biệt là sự phát triển của công nghiệp vi điện tử, kỹ thuật số các hệ thống điều khiển dần được

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện : Lớp :

Mã sinh viển :

Hà Nội , 03/ 2021

MỤC LỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI Error! Bookmark not defined KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN Error! Bookmark not defined

Khoá 2019 - 2023 / Hệ Chính quy 1

Hà Nội , 03/ 2021 1

Chương I : Đặt vấn đề - Phương án thiết kế 4

1.1 Đặt vấn đề 4

1.2 Phương án thiết kế 4

1.2.1 Dùng ic số 4

1.2.2 Dùng ic giải mã 4

Chương II : Giới thiệu về IC 74LS90 và IC giải mã 74LS47 5

1.1 Giới thiệu IC đếm 74LS90 5

1.1.1 Hình dạng và sơ đồ chân 5

1.1.2.Chức năng các chân 5

1.1.3 Hoạt động của IC 74LS90 6

1.1.4 Cấu tạo trong của 74LS90 6

1.2 IC giải mã 74LS47 7

1.2.1 Sơ đồ chân 9

Chương III : Các linh kiện sử dụng trong mạch 10

1.1 Điện trở 10

1.2 Tụ điện 11

1.3 Led 7 đoạn 11

1.4 IC 555 12

1.5 Tụ lọc nguồn 15

1.6 Tụ hóa 16

1.7 Nguồn 17

1.8 Biến trở 17

Chương IV : Sơ đồ nguyên lý , mô phỏng 19

1.1 Sơ đồ nguyên lý 19

1.2 Nguyên lý hoạt động 19

1.3 Mạch mô phỏng 19

Rút ra kết luận 20

Hướng phát triển 20

Lời nói đầu

-Trong cuộc sống hiện tại ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh đặt biệt là sự phát triển của công nghiệp vi điện tử, kỹ thuật số các hệ thống điều khiển dần được tự động hóa Với những kỹ thuật tiên tiến như Vi xử lý, Vi mạch số… được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ với tốc độ xử lý chậm,

ít chính xác dần dần được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước

-Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy, xí nghiệp hiện nay, việc phân loại tự động là một yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng Vì nếu nắm bắt được việc phân loại sản phẩm sẽ giúp tiết kiệm công sức, thời gian cho công nhân, cho sản phẩm đầu ra Và có những xử lý kịp thời tránh được những hư hỏng và sự cố có thể xảy ra cho sản phẩm

-Để đáp ứng được yêu cầu phân loại tự động thì có nhiều cách để thực hiện Vi vậy, e đã ứng dụng nó vào đề tài của em : “ Mạch đếm từ 0 đến 99 ”

Chương I : Đặt vấn đề - Phương án thiết kế

động hóa, thông tin liên lạc…

-Từ ý tưởng tự động hóa trong sản xuất, “Mạch đếm từ 0 đến 99” được em chọn làm

đề tài tốt nghiệp vì nó gần gũi với thực tế

• sử dụng ít linh kiện hơn

• mạch có thể cài đặt số đếm ban đầu

• đơn giản hơn sử dụng ic số

Chương II : Giới thiệu về IC 74LS90 và IC giải mã 74LS47

Số chân Tên chân Mô tả

1 Clock input 2 (CLKA) Ngõ vào xung đồng hồ

2 Reset 1 (R0(1)) Chân Reset 1 (Reset về 0)

3 Reset 2 (R0(2)) Chân Reset 2 (Reset về 0)

4 Not connected (NC) Không sử dụng

5 Supply voltage Chân cấp nguồn 5V

6 Reset 3 (R9(1)) Chân Reset về 3

7 Reset 4 (R9(2)) Chân Reset về 4

13 Not connected ( NC) Không sử dụng

14 Clock input 1 (CLKA) Ngõ vào xung đồng hồ 1

1.1.3 Hoạt động của IC 74LS90

IC đếm 74LS90 về cơ bản là mạch đếm thập phân MOD-10 tạo ra mã BCD ở các ngõ ra 74LS90 bao gồm bốn flip-flop JK chủ-tớ được kết nối bên trong để cung cấp mạch đếm MOD-2 (2 trạng thái đếm) và mạch đếm MOD-5 (5 trạng thái đếm) 74LS90 có một flip-flop độc lập được điều khiển bởi đầu vào CLKA và ba flip-flop JK tạo thành một bộ đếm không đồng bộ được điều khiển bởi đầu vào CLKB như hình bên dưới

1.1.4 Cấu tạo trong của 74LS90

-Bốn ngõ ra của IC được ký hiệu là QA, QB, QC và QD Thứ tự đếm của 74LS90 được kích hoạt bởi cạnh xuống của tín hiệu xung đồng

hồ, tức là khi tín hiệu xung đồng hồ CLK chuyển từ logic 1 (mức

CAO) sang logic 0 (mức THẤP) thì xem như có xung đồng hồ tác động vào mạch đếm

-Các chân ngõ vào bổ sung R1, R2, R3 và R4 là các chân RESET Khi các ngõ vào RESET R1 và R2 được kết nối với logic 1, thì mạch đếm

sẽ bị RESET trở về 0 (0000) còn khi các ngõ vào R3 và R4 được kết nối với logic 1, thì mạch đếm được RESET về số 9 (1001) bất kể số đếm hoặc vị trị đếm hiện tại

Bảng hoạt động Reset và đếm của IC đếm 74LS90 như sau:

Lưu ý: R0(1) = R1, R0(2) = R2, R9(1) = R3, R9(2) = R4

-Như đã trình bày ở trên, bên trong IC đếm 74LS90 gồm có mạch đếm chia 2 và mạch đếm chia 5 Như vậy, chúng ta có thể sử dụng một trong hai mạch đếm: hoặc chỉ mạch đếm chia 2 tần số hoặc chỉ bộ đếm chia 5 tần số hoặc kết hợp cả hai mạch đếm với nhau để tạo ra mạch đếm BCD chia 10 như mong muốn

1.2 IC giải mã 74LS47

BCD sang led 7 đoạn IC 74LS47 hoặc 74LS247 được thiết kế để làm được việc đó 74LS47 có bốn ngõ vào cho các chữ số BCD A, B, C và

-IC giải mã hiển thị 74LS47 nhận mã BCD từ các ngõ ra của IC đếm 74LS90 và tạo các tín hiệu cần thiết để điều khiển các đoạn của led 7 đoạn để hiện thị được các số đếm Vì IC giải mã 74LS47 được thiết kế

để điều khiển led 7 đoạn loại anode chung nên khi ngõ ra ở mức

THẤP (logic 0) sẽ làm cho LED kết nối với ngõ ra này phát sáng

trong khi ngõ ra ở mức CAO (logic 1) sẽ làm cho LED này TẮT Đối với hoạt động bình thường, tất cả các chân LT (Lamp Test), BI / RBO (Blanking Input/Ripple Blanking Output) và RBI (Ripple Blanking Input) đều phải được bỏ trống hoặc kết nối với logic 1 (mức CAO)

-Lưu ý rằng mặc dù 74LS47 có các ngõ ra tích cực mức THẤP và được thiết kế để giải mã hiển thị trên LED 7 đoạn loại ANODE chung

IC giải mã / điều khiển 74LS48/4511 có chức năng hoàn toàn giống như IC 74LS47 ngoại trừ nó có ngõ ra tích cực mức CAO, được thiết

kế để giải mã hiển thị cho 7 đoạn loại CATHODE chung Vì vậy, tùy thuộc vào loại led 7 đoạn mà bạn sử dụng, bạn có thể cần IC giải mã 74LS47 hoặc 74LS48

1.2.1 Sơ đồ chân

Chương III : Các linh kiện sử dụng trong mạch

1.1 Điện trở

-Điện trở hay Resistor là một linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếp điểm kết nối, thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor, tiếp điểm cuối

trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng khác Điện trở công suất có thể tiêu tán một lượng lớn điện năng chuyển sang nhiệt năng có trong các bộ điều khiển động cơ, trong các hệ thống phân phối điện Các điện trở thường có trở kháng cố định, ít bị thay đổi bởi nhiệt độ và điện áp hoạt động Biến trở là loại điện trở có thể thay đổi được trở kháng như các núm vặn điều chỉnh âm lượng Các loại cảm biến có điện trở biến thiên như: cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lực tác động và các phản ứng hóa học

-Điện trở là loại linh kiện phổ biến trong mạng lưới điện, các mạch điện tử, Điện trở thực tế có thể được cấu tạo từ nhiều thành phần riêng

rẽ và có nhiều hình dạng khác nhau, ngoài ra điện trở còn có thể tích hợp trong các vi mạch IC

-Điện trở được phân loại dựa trên khả năng chống chịu, trở kháng tất

cả đều được các nhà sản xuất ký hiệu trên nó

1.2 Tụ điện

-Là một loại linh kiện điện tử thụ động, là một hệ hai vật dẫn và ngăn cách nhau bởi một lớp cách điện Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu

-Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện trường của tụ điện Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt

là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện

áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều

-Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui Mặc dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron - nó chỉ lưu trữ chúng Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh Đây là một

ưu thế của nó so với ắc quy

1.3 Led 7 đoạn

-Mỗi đèn led 7 đoạn có chân đưa ra khỏi hộp hình vuông Mỗi một chân sẽ được gán cho một chữ cái từ a đến g tương ứng với mỗi led Những chân khác được nối lại với nhau thành một chân chung

-Như vậy bằng cách phân cực thuận (forward biasing) các chân của led theo một thứ tự cụ thể, một số đoạn sẽ sáng và một số đoạn khác không sáng cho phép hiển thị ký tự mong muốn Điều này cho phép chúng ta hiển thị các số thập phân từ 0 đến 9 trên cùng một led 7 đoạn

-Chân chung được sử dụng để phân loại led 7 đoạn Vì đèn led có 2 chân, 1 chân là anode và 1 chân là cathode nên có 2 loại led 7 đoạn là cathode chung (CC) và anode chung (CA)

Sự khác nhau giữa 2 loại có thể thấy ngay ở tên gọi của nó Loại CC là các chân cathode được nối chung với nhau Còn loại CA là các chân anode được nối chung với nhau

1.4 IC 555

-Cấu tạo của 1 IC NE555 gồm có một bộ OP – AMP dùng để

so sánh điện áp, 1 mạch lật và transistor giúp xả điện Cấu tạo rất đơn giản nhưng nó được coi là một mạch tích hợp hoạt

động rất tốt và có độ chính xác khá cao

-Cấu tạo bên trong gồm có 3 điện trở được mắc nối tiếp để có thể chia điện áp nguồn (Vcc) thành 3 phần giúp tạo nên một điện áp chuẩn Điện áp ⅓ Vcc sẽ được nối với chân dương của

OP – AMP 1 và điện áp ⅔ Vcc còn lại sẽ được nối với chân âm của OP – AMP 2 Trong trường hợp khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn ⅓ Vcc thì chân S= và lúc này FF kích hoạt Khi điện áp ở chân số 6 mà lớn hơn ⅔ Vcc thì chân R của FF= và FF sẽ được reset

-Với đặc tính của Ic 555 thì chân cấp nguồn sẽ được hoạt động với dải điện áp từ 2.0 – 18V, cùng với đó là chuẩn đầu ra

tương thích TTL khi được cấp nguồn 5V với dòng điện rút và

ấp có thể lên đến 200mA

-Thông số chuẩn của IC 555 sẽ được liệt kê như sau:

Với nguồn điện áp đầu vào nằm trong dải từ 2 – 18V;

Dòng điện tiêu thụ: 6 – 15mA;

Công suất tiêu thụ lớn nhất (Pmax): 600mW;

Điện áp logic đầu ra ở mức cao (mức 1): 0.5 – 15V;

Điện áp logic đầu ra ở mức thấp (mức 0): 0.03 – 0.06V;

-Chức năng và hoạt động của từng chân

hay còn được gọi là mass chung

so với điện áp so sánh và được sử dụng giống như 1 chân chốt của một tần số áp Mạch so sánh ở đây được sử dụng là các

Transistor PNP với điện áp chuẩn là ⅔ Vcc

ra Trạng thái tín hiệu ở chân số 3 này được xác định ở mức thấp (mức 0) và mức cao (mức 1)

555 Khi chân 4 được nối với Mass thì OUTPUT sẽ ở mức 0 Còn khi chân 4 ở mức cao thì trạng thái đầu ra sẽ phụ thuộc theo mức áp trên chân số 2 và chân số 6 Trong trường hợp, muốn tạo dao động thường chân này sẽ được nối trực tiếp với nguồn Vcc

 Chân số 5 (CONTROL VOLTAGE): Chân này được sử dụng để làm thay đổi mức điện áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến

áp ngoài hay dùng ở các điện trở ngoài nối với chân số 1 GND

để so sánh điện áp và cũng được dùng như một chân chốt

và chịu tác động điều khiển từ tầng logic của chân 3 Khi đầu ra

là chân OUTPUT ở mức 0 thì khóa này sẽ được đóng và ngược lại Chân số 7 có nhiệm vụ tự nạp và xả điện cho mạch R-C

Chân 8 có thể được cung cấp với mức điện áp dao động từ 2 – 18V

1.5 Tụ lọc nguồn

Tụ hóa 10uF 25V

-Tụ điện được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử, trong

các thiết bị điện tử, tụ điện là một linh kiện không thể thiếu đươc, mỗi mạch điện tụ đều có một công dụng nhất định như truyền dẫn tín hiệu , lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động vv…

-Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương , tụ hoá có trị số lớn và giá trị từ 0,47µF đến khoảng vài chục nghìn µF Tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp hoặc dùng để lọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ

1.6 Tụ hóa

1.7 Nguồn

1.8 Biến trở

-Là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện

Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài của dây dẫn điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác động khác như nhiệt

độ thay đổi, ánh sáng hoặc bức xạ điện từ,

-Ký hiệu của biến trở trong sơ đồ mạch điện có thể ở các dạng như

sau:

Chương IV : Sơ đồ nguyên lý , mô phỏng

1.1 Sơ đồ nguyên lý

1.2 Nguyên lý hoạt động

- Về cơ bản thì con IC 555 tạo xung dao động ,đưa vào con IC

7490, con IC 7490 khi có xung dao động dương thì từ con IC 555 thì nó sẽ đếm , nó đếm hệ nhị phân ,xong đưa vào 4 chân nhị phân đầu vào của con IC 7447 để IC 7447 giải mã và hiển thị lên trên con led 7 thanh

1.3 Mạch mô phỏng

Rút ra kết luận

-Sản phẩm hoàn thành :

-Đối với sinh viên :

mềm proteus

Hướng phát triển

-Có thể phát triển mạch để ứng dụng cao hơn ,tốt hơn trong cuộc sống hiện nay :

Em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tâm giảng dạy em trong suốt qua trình học tập , giúp em trau dồi thêm kiến thức và hoàn thiện dần các kỹ năng hơn !!!!