Đề tài tìm hiểu ic 7490 thiết kế mạch Đếm giờ phút giây sử dụng ic 7490

- Nắm bắt các thông số kỹ thuật quan trọng như: điện áp hoạt động, dòng điện tiêu thụ, và các giới hạn hoạt động của IC 7490... Các flip-flop được sử dụng để lưu trữ trạng thái đếm, tron

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU IC 7490.

THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM GIỜ PHÚT GIÂY SỬ DỤNG IC 7490

GVHD: Võ Đức Dũng

Sinh viên thực hiện:

1.Nguyễn Đức Anh – 231610942.Mai Tuấn Anh – 231610933.Trần Quốc An – 231610924.Đoàn Thế Anh – 21119044

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

STT TÊN MSSV NHIỆM VỤ TIẾN ĐỘ

1 Nguyễn Đức Anh 23161094 Làm báo cáo 100%

2 Mai Tuấn Anh 23161093 Vẽ mạch Proteus 100%

3 Trần Quốc An 23161092 Làm PPT 100%

4 Đoàn Thế Anh 21119044 Làm PPT + Báo Cáo 100%

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

………

………

………

………

………

………

Điểm:

MỤC LỤC

PHẦN 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU 1

1.3 GIỚI HẠN 1

PHẦN 2 NỘI DUNG 3

2.1 GIỚI THIỆU LINH KIỆN LIÊN QUAN 3

2.1.1 Giới thiệu IC 7490 3

2.1.2 Cấu tạo của IC 7490 3

2.1.3 Bảng chân lý và bảng mức reset 5

2.1.4 Giới thiệu IC 7447 7

2.1.5 Cấu tạo IC 7447 8

2.1.6 Bảng trạng thái IC 7447 10

2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 10

2.2.1 Xác định yêu cầu thiết kế 10

2.2.2 Lựa chọn linh kiện 10

2.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 10

2.3.1 Sơ đồ khối mạch 11

2.3.2 Thiết kế mạch đếm phút, giây 13

2.3.3 Mạch đếm giờ 14

PHẦN 3.MÔ PHỎNG 14

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 17

4.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 17

4.2 KẾT LUẬN 17

PHẦN 1 GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển làm nền tảng thúc đẩy các ngành côngnghiệp, nông nghiệp cùng phát triển Việc ứng dụng những thành tựu của ngành

kỹ thuật điện – điện tử sẽ giảm thời gian, giảm thiểu chi phí, nhất là hạn chế tainạn lao động trong công nghiệp Vì vậy, mạch điện tử có vai trò rất quan trọngtrong dây chuyền sản xuất công nghiệp Để hạn chế tối đa thời gian, nhân lực vàtăng độ chính xác trong việc đếm số sản phẩm trên một dây chuyền sản xuất côngnghiệp từ đây mạch đếm sản phẩm được ứng dụng rộng và ngày càng đượcnghiên cứu sâu hơn Từ thực tiễn đó, nhóm em đã tìm hiểu và thi công về mạchđếm sản phẩm có đặt trước số đếm Từ kiến thức đã học, thực hành và sự hướngdẫn của giáo viên hướng dẫn nhóm em đã hoàn thành đề tài “Tìm hiểu IC 74194.Thiết kế mạch điều khiển thanh ghi dịch 2 chiều 20 bit sử dụng 1 nút nhấn”

1.2 MỤC TIÊU.

Khảo sát và nắm bắt thông tin từ datasheet của IC 7490:

- Hiểu rõ cấu trúc, chân cắm, và chức năng của các chân trên IC 7490

- Nắm bắt các thông số kỹ thuật quan trọng như: điện áp hoạt động, dòng

điện tiêu thụ, và các giới hạn hoạt động của IC 7490

Thiết kế mạch đếm giờ phút giây sử dụng IC 7490:

- Sử dụng các IC 7490 để xây dựng mạch đếm có khả năng đếm giây, phút,

1.3 GIỚI HẠN.

- Phạm vi thời gian: mạch đếm được thiết kế để hiển thị thời gian trong

phạm vi 24 giờ (0-23) cho giờ và 60 phút (0-59) cho phút

- Điện áp hoạt động: mạch được thiết kế để hoạt động ổn định trong

khoảng điện áp cung cấp tiêu chuẩn của IC 7490 (5V ± 5%)

- Phương pháp điều chỉnh: chỉ sử dụng hai nút nhấn để điều chỉnh giờ và

phút Việc điều chỉnh phải đơn giản và dễ thao tác

- Hiển thị thời gian: sử dụng các màn hình LED hoặc LCD có khả năng

hiển thị rõ ràng và dễ đọc

- Giới hạn linh kiện: sử dụng các linh kiện cơ bản và sẵn có, bao gồm các IC

7490, các nút nhấn, màn hình hiển thị và các linh kiện hỗ trợ khác như điện trở, tụđiện

- Môi trường hoạt động: mạch được thiết kế để hoạt động trong môi trường phòngthí nghiệm hoặc gia đình với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thông thường

Hình 1: IC 7490

2.1.2 Cấu tạo của IC 7490.

IC 7490 bao gồm bốn flip-flop đồng bộ, một bộ chia tín hiệu đầu vào và mộtmạch đồng bộ Các flip-flop được sử dụng để lưu trữ trạng thái đếm, trong khi bộchia tín hiệu đầu vào được sử dụng để chia tín hiệu vào thành tín hiệu xung đôngthời cho các flip-flop

Hình 2: Sơ đồ chân IC 7490Bảng mô tả:

Chân Mô tả chi tiết

CL

KB

Chân 1 Chân 1 là đầu vào xung clock của MOD 5 trong

IC Là chân tích cực mức thấp (chỉ kích hoạt khi cógiá trị logic mức thấp), để thay đổi trạng thái ở 3bit đầu ra Tại các đầu ra có xung thay đổi từ mứccao đến thấp thì ba bit đầu ra sẽ bị thay đổi

R1 Chân 2 Chân 2 được sử dụng như một chân reset trong IC

Nó sẽ cho giá trị lớn nhất ở đầu ra Sử dụng kếthợp với chân 3

R2 Chân 3 Chân 3 cũng được sử dụng như một chân reset

trong IC Nó sẽ kích giá trị lớn nhất ở đầu ra Sửdụng kết hợp với chân 2

NC Chân 4 Chân 4 sử dụng để hình dáng dễ nhìn cho mạch

PCB Không quan trọng nó được đấu nối haykhông vì nó sẽ không ảnh hưởng đến mạch

VC

C

Chân 5 Chân 5 là chân đầu vào cấp nguồn

R3 Chân 6 Chân 6 được sử dụng như một chân reset trong IC

Nó sẽ xóa tất cả giá trị các đầu ra khi kết hợp vớiR4

R4 Chân 7 Chân 7 cũng được sử dụng như một chân reset Nó

sẽ xóa tất cả các đầu ra khi kết hợp với R3

QC Chân 8 Chân 8 là một chân đầu ra Nó là bit thứ hai của dữ

liệu đầu ra 4 bit

QB Chân 9 Chân 9 cũng là một chân đầu ra Nó là bit LSB thứ

hai (Bit có trọng số thấp thứ 2) của dữ liệu đầu ra 4bit

GN

D

Chân 10 Chân 10 là chân nối đất

QD Chân 11 Chân 11 là bit đầu ra có trọng số lớn nhất của dữ

liệu đầu ra 4 bit

QA Chân 12 Chân 12 là bit đầu ra có trọng số nhỏ nhất của dữ

liệu đầu ra 4 bit

NC Chân 13 Chân 13 là chân không cần đấu nối Nó sẽ không

ảnh hưởng đến vi mạch như chân 4

CL

KA

Chân 14 Chân 14 là chân đầu vào xung clock dùng để cấp

xung clock cho MOD 2 của  IC

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý

2.1.3 Bảng chân lý và bảng mức reset

Bảng chân lý IC 7490

MS2(R1)

 - H là mức logic cao High (mức logic 1)

 - L là mức logic thấp Low (mức logic 0)

 - X là Don`t care

Giải thích :

Chân 1 là chân xung nhịp thứ 2 sẽ được nối với bit có trọng số thấp nhất của IC

để có thể hoạt động ở vùng MOD 2 và MOD 5 Chân 14 là chân xung nhịp đầutiên sẽ được sử dụng để có thể đưa tín hiệu đầu vào xung nhịp cho IC

Ở các mức thay đổi trạng thái từ CAO xuống THẤP thì đầu ra sẽ bị thay đổi.Nhưng bạn cần phải luôn ghi nhớ nguyên lý hoạt động của các chân reset của IC,nếu không IC sẽ chạy theo các giá trị ngẫu nhiên hoặc có trường hợp không thayđổi trạng thái đầu ra,

Bất cứ trường hợp nào chúng ta cho xung nhịp vào IC sẽ cho ra trạng thái đầu radạng nhị phân Mọi số nhị phân sẽ được đại diện cho một số thập phân Dưới đây

là bảng nhị phân tương ứng với các con số thập phân ở đầu ra

Bảng các số nhị phân có các số thập phân tương ứng:

2.1.4 Giới thiệu IC 7447

IC 7447 là IC điều khiển / giải mã BCD sang 7 đoạn Nó chấp nhận một số thậpphân được mã hóa nhị phân làm đầu vào và chuyển đổi nó thành một mẫu để điềukhiển 7 đoạn để hiển thị các chữ số từ 0 đến 9 Số thập phân được mã hóa nhịphân (BCD) là một kiểu mã hóa trong đó mỗi chữ số của một số được biểu diễnbằng chuỗi nhị phân của chính nó (thường là bốn bit)

Hình 4: IC 7447

2.1.5 Cấu tạo IC 7447

Hình 5: Sơ đồ chânBảng mô tả:

Số chân Tên chân Mô tả

1 B Đầu vào BCD của IC

2 C Đầu vào BCD của IC

3 Display test /

Lamp test Kiểm tra hiển thị LED

4 Blank input Tắt các LED hiển thị

5 Store Lưu trữ hoặc nhấp nháy mã BCD

6 D Đầu vào BCD của IC

7 A Đầu vào BCD của IC

8 GND Chân nối mass

9 e Đầu vào 1 LED 7 đoạn

10 d Đầu vào 2 LED 7 đoạn

11 c Đầu vào 3 LED 7 đoạn

12 b Đầu vào 4 LED 7 đoạn

13 a Đầu vào 5 LED 7 đoạn

14 g Đầu vào 6 LED 7 đoạn

15 f Đầu vào 7 LED 7 đoạn

16 VCC Cấp nguồn

Hình 6: Sơ đồ nguyên lý

2.1.6 Bảng trạng thái IC 7447

2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

2.2.1 Xác định yêu cầu thiết kế.

Yêu cầu: Thiết kế mạch đếm thời gian sử dụng IC 7490, có hai nút nhấn

để điều khiển giờ và phút

2.2.2 Lựa chọn linh kiện

- Sử dụng IC 7490 dùng để đếm BCD

- Sử dụng IC 7447 dùng hiển thị từ BCD sang LED

- Sử dụng các cổng logic để điều chỉnh BCD

- LED để hiện thị giờ, phút, giây

- Các nguồn điện và tín hiệu phù hợp

2.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

2.3.1 Sơ đồ khối mạch.

- Khối giải mã: giải mã BCD và đưa vào khối hiện thị.

- Khối hiển thị: hiển thị tín hiệu sau giải mã

- Có thể dùng nút nhấn để điểu chỉnh giờ, phút, giây

2.3.1.1 Khối tạo xung.

2.3.2 Thiết kế mạch đếm phút, giây.

Khối giây có nhiệm vụ hiển thị giá trị từ “00” đến “59” Khi khối giây đếmđến giá trị “59” và sau một chu kì xung tiếp theo thì giá trị đếm tự động reset về

“00”, và đồng thời cấp xung cho khối phút đếm phút Tần số 1Hz tại đầu ra của

IC tạo dao động 555 được cấp cho khối giây để đếm Hàng đơn vị sẽ đếm giá trị

từ “0” đến “9”, còn hàng chục sẽ đếm từ “0” đến “5” Cứ sau 1 chu kì xung đượccấp thì khối giây đếm tăng 1 giá trị Ở đây ta phải sử dụng bộ đếm 10 cho hàngchục (c) và hàng đơn vị (dv) Các chân Q0, Q1, Q2, Q3 tạo thành một bộ đếm lầnlượt tương ứng với bộ đếm A, B, C, D Khi hàng chục đếm đến giá trị “6”(DCBA = “0110”) thì có mức điện áp logic tương ứng với giá trị “6” (C = D =

“1”) được đưa về từng chân R0(1) và R0(2) của IC đếm hàng chục để reset giá trịđếm về “0” và đồng thời cấp xung Clock (Clk) cho khối phút

Khối phút cũng tương tự như khối giây có nhiệm vụ hiển thị giá trị từ “00”đến “59” và sau khi đếm đến “59”, sau 1 chu kì xung tiếp theo thì giá trị đếmcũng tự động reset về “00” và đồng thời cấp xung cho khối giờ để đếm giờ Xungđược cấp cho khối phút khi khối giây đếm giá trị “59” về “00” Vì vậy cứ sau khikhối giây đếm hết 60 giây thì khối phút đếm tăng 1 giá trị Hàng đơn vị sẽ đếm

giá trị từ “0” đến “9”, còn hàng chục sẽ đếm từ “0” đến “5”.Ta cũng sử dụng bộđếm 10 cho cả hàng chục và hàng đơn vị và quá trình reset cũng tương

tự như khối giây

2.3.3 Mạch đếm giờ.

PHẦN 3.MÔ PHỎNG

Bộ nguồn:

 Nguồn dương ( logic mức cao hay mức 1):

 Nguồn nối đất ( logic mức thấp hay mức 0):

Khối tạo xung:

Khối đếm

Khối giải mã

Khối hiển thị

Kết quả mô phỏng trên Proteus

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN.

4.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

Sau khi hoàn thành đề tài "Khảo sát datasheet IC 7490” Thiết kế mạch đếm giờ,phút, giây Tuy có giới hạn về mặt kiến thức nhưng nhìn chung nhóm đã hiểu rõcấu trúc, nguyên lý hoạt động và các chức năng của IC 7490 Nhờ vào datasheetcủa IC 7490, từ đó nhóm đã nắm được các thông số kỹ thuật, chân vào/ra và hoạtđộng của các khối chức năng bên trong Hơn nữa, nhóm còn hiểu rõ cách thức IC

74290 thực hiện các phép tính số học trên dữ liệu mã hóa BCD.Và cuối cùng,nhóm thiết kế thành công mạch đếm giờ, phút, giây, mạch được thiết kế dựa trên

sơ đồ nguyên lý

Nhóm đã tìm hiểu và sử dụng phần mềm mô phỏng Proteus để mô phỏng hoạtđộng của mạch thiết kế và đã kiểm tra kết quả với nhiều trường hợp khác nhau.Nhìn chung, mạch có tính chính xác, ổn định và hiệu quả trong việc hiển thị giờ,phút, giây Những kết quả này không chỉ đáp ứng các yêu cầu của đề tài mà còngiúp sinh viên nâng cao kiến thức chuyên môn, kỹ năng thực hành và các nănglực cần thiết cho nghề nghiệp tương lai trong lĩnh vực điện tử, kỹ thuật số

4.2 KẾT LUẬN

Đề tài "Tìm hiểu IC 7490 và thiết kế mạch đếm giờ phút giây sử dụng IC 7490với xung đúng 1Hz" đã được thực hiện, kiểm tra và đánh giá thông qua phầnmềm mô phỏng chuyên dụng Kết quả mô phỏng cho thấy mạch hoạt động ổnđịnh và đúng như thiết kế, với khả năng đếm chính xác giờ, phút và giây dựa trêntín hiệu xung có tần số 1Hz

Quá trình thực hiện đề tài giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết về IC

7490, nguyên lý hoạt động của mạch đếm, và cách sử dụng các tín hiệu xungtrong hệ thống kỹ thuật số Đồng thời, sinh viên được trải nghiệm quy trình thiết

kế mạch điện tử đầy đủ, bao gồm phân tích yêu cầu, lập sơ đồ mạch, tính toán,

mô phỏng và đánh giá kết quả Đây là cơ hội để rèn luyện các kỹ năng thực tiễn,phát triển tư duy logic và khả năng giải quyết vấn đề trong lĩnh vực kỹ thuật số

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Alldatasheet Datasheet IC 7490 (2023), truy cập tại

[4] Điện tử tương lai (2023), IC 74LS47 DIP16,

truy cập tại https://dientutuonglai.com/ic-74ls47-dip16.html, ngày truy cập24/11/2024