Chương 4 Mạch Đếm Lên, Đếm Xuống, Đặt Trước Số Đếm.pdf

Baøi soá 7 MAÏCH ÑEÁM LEÂN – ÑEÁM XUOÁNG – ÑAËT TRÖÔÙC SOÁ ÑEÁM Page | 93 Chương 4 Mạch đếm lên, đếm xuống, đặt trước số đếm – Giải mã LED 7 đoạn Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh CHƯƠNG 4 MẠCH ĐẾM[.]

CHƯƠNG 4

MẠCH ĐẾM LÊN, ĐẾM XUỐNG, ĐẶT TRƯỚC SỐ ĐẾM

VÀ GIẢI MÃ LED 7 ĐOẠN

1 Khảo sát các mạch đếm đặt trước số đếm, đếm lên đếm xuống và giải mã LED 7 đoạn

2 Thiết kế các mạch đếm dùng các IC đếm

1 Kiểm tra mục 4.3 xem học viên đã làm chưa? Đánh dấu vào “√/×” vào phiếu đánh

giá tương ướng với từng mục

2 Hỏi nội dung bài mới để kiểm tra học sinh có đọc bài trước hay không? Đánh dấu vào

“√/×” vào phiếu đánh giá của học viên được hỏi

3 Trình bày mục đích bài thực hành, các nội dung trong bài thực hành, hướng dẫn học viên thực hiện trình tự thực hành, ôn tập lại kiến thức về mạch đếm lên, đếm xuống, đặt trước số đếm, giải mã LED 7 đoạn, bảng trạng thái, kí hiệu

4 Thường xuyên đi quan sát học viên thực hiện

Thực hiện đầy đủ các câu hỏi trong phần này và đọc bài trước khi đến lớp

1 Hãy cho biết bảng trạng thái của mạch đếm lên 4 bit ABCD (điền vào bảng 4-1)

2 Hãy cho biết bảng trạng thái của mạch đếm xuống 4 bit ABCD (điền vào bảng 4-2)

3 Hãy điền số thập phân, số BCD và mã 7 đoạn anode chung vào bảng 4-3:

4 Có bao nhiêu IC giải mã cho led 7 đoạn: ………… hãy nêu tên: ………

5 Có bao nhiêu led 7 đoạn? Hãy nêu tên: ………

6 Hãy vẽ kí hiệu của led 7 đoạn làm cách nào để xác định led 7 đoạn loại gì?

7 Hãy vẽ mạch đặt trước số đếm 4 bit đồng bộ sử dụng FF JK

4.3 NHIỆM VỤ HỌC VIÊN

4.2 NHIỆM VỤ GIẢNG VIÊN

4.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

Bảng 4-1 Trình tự đếm lên Bảng 4-2 Trình tự đếm xuống

Bảng 4-3 Mã BCD và mã LED 7 đoạn anode chung

 Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông

số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC:

Hình 4-1 Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 74LS192

Bảng 4-4 Bảng trạng thái hoạt động của IC 74LS192

- Đường 𝑃𝐿̅̅̅̅ và P3P2P1P0:

- Chân cấp nguồn:

- Khi muốn đếm lên thì xung CP1 đưa đến ngõ vào nào:

- Khi muốn đếm xuống thì xung CP1 đưa đến ngõ vào nào:

đồ kết nối với các tên như hình 4-2, nguồn IC đã được cung cấp

mạch đếm 8 bit Các ngõ vào độc lập

4.4 KHẢO SÁT IC ĐẾM BCD ĐẶT TRƯỚC SỐ ĐẾM 74LS192

Hình 4-2 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra của 2 IC 74LS192

Hình 4-3 Hình ảnh của 2 IC 74LS192 trên board mạch và tên các tín hiệu vào ra

Hình 4-4 Mạch đếm BCD – đếm lên sử dụng IC 74LS192

Bảng 4-5 Các trạng thái đếm lên

Đếm OUTPUTS CP1 Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 TC U TC D

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Hình 4-5 Mạch đếm BCD – đếm xuống sử dụng IC 74LS192

Bảng 4-6 Các trạng thái đếm xuống

Đếm CP1

OUTPUTS

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Hình 4-6 Trình tự đếm từ 1 đến 5

b Kết nối mạch điện như hình 4-7:

Hình 4-7 Mạch đếm từ 1 đến 5 sử dụng IC 74LS192

giá trị đếm từ 0001 đến 0101, khi có xung tiếp theo thì mạch sẽ tăng đến giá trị là 0110 và ta lấy giá trị này qua cổng NAND để nạp lại số 0001 và mạch lặp lại trình tự đếm

Bảng 4-7 Các trạng thái đếm từ 1 xuống 5

Đếm CP1

OUTPUTS

0

1

2

3

4

5

6

7

đồ mạch

Hình 4-8 Trình tự đếm từ 2 đến 7

Q3Q2Q1Q0 = 1000

Hình 4-9 Mạch đếm từ 2 đến 7 sử dụng IC 74LS192

Bảng 4-8 Các trạng thái đếm từ 2 đến 7

Đếm CP1

OUTPUTS

0

1

2

3

4

5

6

7

Hình 4-10 Trình tự đếm từ 5 xuống 1

khi có xung thì giá trị đếm giảm xuống cho đến khi bằng 0000 thì ta sử dụng trạng thái này để nạp lại số 0101

Hình 4-11 Mạch đếm từ 5 xuống 1 sử dụng IC 74LS192

Bảng 4-9 Các trạng thái đếm từ 5 đến 1

Đếm CP1

OUTPUTS

0

1

2

3

4

5

6

7

a Kết nối mạch điện như hình 4-12:

đếm hàng chục – khi đếm lên và ngõ ra TCD của IC đếm hàng đơn vị được nối với ngõ vào CPD của IC đếm hàng chục – khi đếm xuống

Hình 4-12 Mạch đếm từ 00 đến 99 sử dụng 2 IC 74LS192

4.5 THIẾT KẾ CÁC MẠCH ỨNG DỤNG

Hình 4-13 Mạch đếm từ 01 đến 12 sử dụng 2 IC 74LS192

Bảng 4-10 Các trạng thái đếm giờ

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

4.5.4 HÃY THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM TỪ 12 ĐẾN 25 DÙNG 2 IC ĐẾM 74LS192

4.5.5 HÃY THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM TỪ 25 ĐẾN 35 DÙNG 2 IC ĐẾM 74LS192

a Kết nối mạch điện như hình 4-14:

Hình 4-14 Mạch đếm từ 99 xuống 00 sử dụng 2 IC 74LS192

Hình 4-15 Mạch đếm từ 59 xuống 00 sử dụng 2 IC 74LS192

4.5.6 THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM TỪ 99 (1001 1001) XUỐNG 00 (0000 0000)

a Kết nối mạch điện như hình 4-16:

nếu ta nhấn nút “start/stop” thì mạch bắt đầu đếm, khi mạch đang đếm nếu ta nhấn nút “start/stop” thì mạch sẽ ngừng đếm

Hình 4-16 Mạch đếm từ 00 đến 99 sử dụng 2 IC 74LS192 có thêm nút start/stop

“UP/DN” thì mạch đếm xuống, khi đang đếm xuống nếu ta nhấn nút

“UP/DN” thì mạch đếm lên

Hình 4-17 Mạch đếm lên/xuống sử dụng 2 IC 74LS192 có thêm nút UP/DN

 Chú ý: nút mono1 chính là nút “UD/DN”

sau đây là sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 4-18:

Hình 4-18 Sơ đồ chân IC 74LS247 và hiển thị số tương ứng với mã nhị phân

Bảng 4-11 Bảng trạng thái của IC 74247

- Chức năng tín hiệu điều khiển LT:

- Chức năng tín hiệu điều khiển RBI và BI:

- Chân cấp nguồn Vcc và GND:

4.6 KHẢO SÁT IC GIẢI MÃ LED 7 ĐOẠN ANODE CHUNG 74LS247

 Có 1 IC 74LS247 gắn trên bộ thí nghiệm mang số thứ tự là IC22, có sơ đồ kết nối với các tên như hình 4-19, nguồn IC đã được cung cấp

Hình 4-19 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra của IC 74LS247

Hình 4-20 Hình ảnh của IC 74LS247 trên board mạch và tên các tín hiệu vào ra

Hình 4-21 Mạch đếm BCD có giải mã hiển thị led 7 đoạn

Chú ý: Các ngõ ra của IC giải mã 74LS247 được nối với các ngõ vào led 7 đoạn

loại anode chung chưa giải mã

có trong bảng trạng thái ở trên

3, 5, 7, 9 hoặc 0, 2, 4, 6, 8 thì mạch bị hiện tượng gì?

 Nếu led 7 đoạn chỉ hiển thị các số như hình 4-22 thì bị hiện tượng gì? Giải thích?

Hình 4-22 Các hiện tượng hiển thị led 7 đoạn

Hình 4-23 Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 có giải mã hiển thị led 7 đoạn

Chú ý: các ngõ ra của IC đếm hàng đơn vị (IC17) được nối với các ngõ vào của IC đã

giải mã kết nối sẵn trên bộ thí nghiệm

hay không?

mạch đếm hàng chục tăng giá trị?

bắt đầu đếm thì ta nhấn nút reset Led 7 đoạn hàng chục tắt, led 7 đoạn hàng đơn

vị sáng Khi có xung clock thì giá trị đếm tăng cho đến khi giá trị hàng đơn vị bắt đầu chuyển trạng thái từ 9 về 0 và hàng chục bắt đầu sáng số 1 là đúng Quá trình đếm tiếp tục tăng cho đến khi bằng 99 thì tự động về lại 00

nếu ngõ vào RBI = 0 và cùng các trạng thái 4 ngõ vào đều bằng 0000 thì led tắt

Hình 4-24 Mạch đếm từ 00 đến 99 hiển thị led 7 đoạn và xóa số 0 vô nghĩa

nghĩa hàng trăm và hàng chục

xoá hàng chục, nếu hàng trăm có nghĩa thì không được xoá hàng chục

Hình 4-25 Mạch đếm từ 00 đến 99 hiển thị led 7 đoạn đếm/ngừng đếm

 Khi LED1 tắt tương ứng với ngõ ra Q ở mức 0 khóa cổng AND xung CP1 không qua được cổng AND nên mạch ngừng đếm

xung CP1 qua được cổng AND nên mạch đếm theo xung CP1

MONO1 để kích Flip-Flop lật trạng thái

đây là sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 4-26:

Hình 4-26 Sơ đồ chân và bảng trạng thái của IC giải mã 4511

- Chức năng tín hiệu điều khiển LT:

- Chức năng tín hiệu điều khiển BI:

- Chức năng tín hiệu điều khiển LE:

- Chân cấp nguồn Vcc và GND:

các tên như hình 4-27, nguồn IC đã được cung cấp

Hình 4-27 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra của IC 4511

4.7 KHẢO SÁT IC GIẢI MÃ LED 7 ĐOẠN LOẠI CATHODE CHUNG 4511

NGỪNG

Hình 4-28 Hình ảnh của IC HFE4511 trên board mạch và tên các tín hiệu vào ra

Hình 4-29 Mạch đếm BCD

Chú ý: Các ngõ ra của IC giải mã 4511 được nối với các ngõ vào led 7 đoạn loại

cathode chung chưa giải mã

có trong bảng trạng thái ở trên

và cho biết mạch đếm đúng hay sai

4511 cùng với 2 IC 74247 đã có sẵn, các cổng logic để ráp mạch đếm từ

0000 đến 9999 hiển thị trên 4 led 7 đoạn

Câu 4-1: Cho biết dạng sóng ngõ ra của 2 chân 12 và 13 của IC 74LS192 so với xung CK

Câu 4-2: So sánh 2 IC đếm 74LS90 và 74LS192

Câu 4-3: Hãy thiết kế mạch đếm lên theo trình tự: đếm từ 1 đến 8 rồi sau đó đếm từ 2

đếm 8 rồi lặp lại

Câu 4-4: Hãy so sánh 2 IC 74LS90 và 74LS192.

Câu 4-5: So sánh sự khác nhau của 2 IC giải mã 4511 và 74LS247

Câu 4-6: Tra cứu IC 4553 và cho biết chức của IC

Câu 4-7: Thiết kế mạch đếm giây - đếm phút cho đồng hồ số

4.8 CÂU HỎI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ