Vài linh kiện điển hình sử dụng trong mạch

b Khối hồng ngoại : dùng để tạo ra xung clock có tần số với độ ổn định cấp cho khối điều khiển... Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào - 11 - c Khối điều khiển : nhận xu

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào

- 1 -

MỤC LỤC Phần A: Giới thiệu về vài linh kiện điển hình sử

dụng trong mạch

1.Led 7 đoạn

2.IC 4093

3.IC 4071

4 IC 74LS14

5 IC 4081

6 IC 4013

7.IC 4543

8.IC 4510

Phần B: Nội dung

1 Sơ đồ khối

2 Chức năng nhiệm vụ các khối

3 Sơ đồ nguyên lý

4 Nguyên lý hoạt động

Phần C: Mục lục tham khảo

Trường Đại Học Cơng Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào

- 3 -

1/Led 7 đoạn:

con led

Đây là lọai đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đọan a, b, c,

d, e, f, g, bên dưới mỗi đọan là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhĩm led mắc song song (đèn lớn).Qui ước các đọan cho bởi:

Khi một tổ hợp các đọan cháy sáng sẽ tạo được một con số thập phân từ

0 - 9

Led 7 đoạn cĩ hai loại là loại anot chung và catot chung

LED anot chung LED catot chung

Đối với led 7 đoạn ta phải tính toán sao cho mỗi đoạn của led 7 đoạn có dòng điện từ 10 20mA Với điện áp 5V thì điện trở cần dùng là 270Ω; công suất là 1,4 Watt

Bảng 1: bảng giá trị Led 7 Đoạn

2/

Ba

3/ /I

Bả

5/

Bả

ường Đại Họ

IC 4093

ảng gia

IC4071

ảng giá trị

IC 74LS

ảng giá trị

A

0

1

ọc Cơng Ngh

ù trị

(Truth ta

S14

A

1 0

A+B

0

1

1

1

.

A B

1

1

1

0

hiệp TPHCM

able)

M Mạch Đ Đếm Xe Ra Vào

8/IC4081

4/IC4013

H = mức cao

L = mức thấp

X = giá trị bất kì

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào

- 7 -

6/ IC 4543

DA to DD :dữ liệu lối vào

PH : chân phase

BI : chân xóa

LD : chân chốt

OA to OG : lối ra

7/IC4510

Chân 1 : nạp dữ liệu song song

Q0 – Q3 : Ngõ ra bộ đếm

D1 – D4 : Ngõ vào nạp song

song

Chân 10 : Cho phép đếm lên/

xuống

+U D/ =1 : đếm lên

+U D/ =0 : đếm xuống

Chân 9 : Reset

Chân 5 : cho phép đếm

Chân 7 : Báo kết thúc đếm

Chân 15 : Xung nhịp

Chân 16: nguồn

Chân 8 : mass

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào

- 9 -

1/Sơ đồ khối

2/ Chức năng và nhiệm vụ từng khối

a) Khối nguồn : tạo ra dòng điện ổn định cung cấp cho toàn mạch

b) Khối hồng ngoại : dùng để tạo ra xung clock có tần số với độ ổn định

cấp cho khối điều khiển

KHỐI

NGUỒN

KHỐI HỒNG NGOẠI

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

KHỐI ĐẾM

KHỐI GIẢI MÃ

KHỐI HIỂN THỊ

VCC

VCC

R20

1K

U13A 74LS14

R21 1K

Q1 C1815

D5 LED

R22 1K

VR1

50K

VCC

D4 LED THU D3

1uF R4

560

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào

- 11 -

c) Khối điều khiển : nhận xung clock từ khối hồng ngoại để điều khiển

cho khối đếm

d) Khối đếm : nhận xung từ khối điều khiển để đếm lên hoặc đếm xuống, đồng thời xuất ra giá trị BCD chuyển đến khối giải mã

VCC

VCC

D2 LED

VCC

U3A 4071

1 2

VCC

VCC VCC

U12A 4013

5 3 1

2

14 6

7

D

CLK Q

Q

GND

VCC

U1B

4093

5 6

R1

1K

VCC

U2B 4093

5 6 4

U2D 4093

12

U1C 4093

8 9

U2C 4093

8 9 10

VCC

R2

1K

U1A

4093

1 2

D1 LED

U1D 4093

12 13

U6 4510 4

12 13 3

7

5

A1

A2 A3 A4

CO

CI

U7 4510

7

5

CO

CI

e) Khối giải mã : nhận giá trị BCD từ khối đếm và chuyển đổi thành giá

trị Led 7 đoạn chuyển đến khối hiện thị

f) Khối hiển thị : nhận giá trị đã chuyển đổi từ khối giải mã và xuất ra

Led

U8 4543

6 7 1

PH BI LD

VCC VCC

U9 4543

6 7 1

PH BI LD

U11

LED 7 DOAN

U10

LED 7 DOAN

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào

- 13 -

3/Sơ đồ nguyên lý

D2 LED

D7 LE

R2 1K

U2 40

1

3

U1 74

U3 1

3

4 3 15

6 2

16

8

9

1

10

A1 A4 CL Q1 Q4

VC GN D

RS T PE U/

U1 40

14

4

VD S

R

7 2 10

3 5

A D F G

CA DP

D5 LE

U1 40 5 4

VR 50

5 4

9 12 14

A

D PH

a d

g

R1 1K

12 3

15

6 2

16

8

9

1 10

CL Q1 Q4

VC GN D

RS T PE U/

D4 LE

5 6

D8 LE

12 13

U1 40 8 10

ST U1 LE

7 2 10

3 5

A D F G

CA DP

D3 LE

8 9

U3 40

5

4

R2 1K

U1 74

U1 40 1 3

D1 LE

5 4

9 12 14

A

D PH

a d

g

R2 1K

D6 LE

U1 40 12 11

4.Nguyên lý hoạt động:

a/ Khi có xe vào:

Khi có xe vào áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào )ở mức cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng đảo sẽ là mức cao Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013

-> chân SD ở mức 1

Khi không có xe ra áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra)ở mức thấp làm cho transistor không dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân CD của

IC 4013 -> chân CD ở mức 0

Khi chân SD = 1 và CD = 0 làm cho Q =1 và Q = 0, chân 1 của U1A ở mức thấp do nhận tín hiệu từ chân CD, còn chân 2 của U1A ở mức cao do nhận tín hiệu từ chân 4 của U2B, tín hiệu ở ngõ ra chân CO của U6 và U7 luôn ở mức 1 Vì vậy, lối ra của U3B là mức 1, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 0 cấp cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ

Q = 0 nên lối ra của U2B là 1 cấp cho U1A Lối ra của U1A đang là mức cao được đi qua U1B trở thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A Chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ Q =1 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 2 đang ở mức

0 của U2A, do chân 8 ở mức cao còn chân 9 ở mức thấp nên lối ra của U2C là mức cao cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức cao thì nhận tín hiệu từ khối hồng ngoại đưa tới khi có xe vào, do chân 8, chân 9 của U1C là mức 1 nên chân 10 của U1C là mức 0 sau đó đi qua U1D trở thành mức cao cấp cho U3A.Tín hiệu cấp cho U3A lấy từ chân 5 của U1B và chân 6 của U1D, lối ra của chân 4 U3A cấp cho chân 15 của U6, U7 làm xung kích IC

4510 chỉ đếm khi chân xung clock bằng 1, còn đếm lên hay xuống là do chân

/

U D quyết định Nếu U D/ = 1 thì đếm lên còn U D/ = 0 thì đếm xuống Khi đếm đến 9 thì chân CO của U6 ở mức thì sẽ kích cho chân 5 của U7 đếm ( U7 tích cực mức thấp ) , khi U7 đếm tới 9 thì lối ra chân CO là mức 0 Do 2 chân CO của U6 và U7 đểu là mức 0 đi qua U3B sẽ là mức 0 qua U2A sẽ trở

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào

- 15 -

thành mức 1 cấp cho chân 6 của U2B và chân 9 của U2C, chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ Q =1 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 2 đang ở mức 1 của U2A, do chân 8, chân 9 ở mức thấp nên lối ra của U2C là mức cao cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức cao thì nhận tín hiệu từ khối hồng ngoại đưa tới khi có xe vào, do chân 8 ở mức 1 của U1C, chân 9 của U1C là mức 0 nêm chân 10 của U1C là mức1 sau đó đi qua U1D trở thành mức thấp cấp cho U3A, chân 1 của U1A ở mức thấp do nhận tín hiệu từ chân CD, còn chân 2 của U1A ở mức cao do nhận tín hiệu từ chân 4 của U2B, do tín hiệu ở ngõ ra chân CO của U6 và U7 lúc này ở mức 0 Vì vậy, lối ra của U3B là mức

0, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 1 cấp cho chân 6 của U2B,chân

5 của U2B nhận tính hiệu từ Q = 0 nên lối ra của U2B là 1 cấp cho U1A Lối

ra của U1A là mức cao được đi qua U1B trở thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A Do chân 5 của U3A ở mức 0 và chân 6 của U3A cũng ở mức

0 nên lối ra của U3A là mức 0 cấp cho chân 15 của U6, U7 nên làm cho 2 IC này không đếm

b/ Khi có xe ra:

Khi có xe ra áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra) ở mức cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng đảo sẽ là mức cao Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013 -> chân SD ở mức 1

Khi không có xe vào áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào) ở mức thấp làm cho transistor không dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân

CD của IC 4013 -> chân CD ở mức 0

Khi chân SD = 0 và CD = 1 làm cho Q =0 và Q = 1, chân 1 của U1C ở mức thấp do nhận tín hiệu từ chân SD, còn chân 2 của U1A ở mức cao do nhận tín hiệu từ chân 4 của U2B, tín hiệu ở ngõ ra chân CO của U6 và U7 luôn ở mức 1 Vì vậy, lối ra của U3B là mức 1, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 0 cấp cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ

Q = 1 nên lối ra của U2B là 1 cấp cho U1A Lối ra của U1A đang là mức cao được đi qua U1B trở thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A Chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ Q =0 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 3 đang ở mức

0 của U2A, do chân 8 ở mức thấp còn chân 9 cũng ở mức thấp nên lối ra của U2C là mức cao cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức thấp vì nhận tín hiệu từ khối hồng ngoại đưa tới khi không có xe vào, do chân 8 là mức 0, chân 9 của U1C là mức 1 nên chân 10 của U1C là mức 0 sau đó đi qua U1D trở thành mức cao cấp cho U3A.Tín hiệu cấp cho U3A lấy từ chân 5 của U1B và chân 6 của U1D, lối ra của chân 4 U3A cấp cho chân 15 của U6, U7 làm xung kích IC 4510 chỉ đếm khi chân xung clock bằng 1, còn đếm lên hay xuống là do chân U D/ quyết định Nếu U D/ = 1 thì đếm lên còn U D/ =

0 thì đếm xuống Khi đếm đến 9 thì chân CO của U6 ở mức thì sẽ kích cho chân 5 của U7 đếm ( U7 tích cực mức thấp ) , khi U7 đếm tới 9 thì lối ra chân

CO là mức 0 Do 2 chân CO của U6 và U7 đểu là mức 0 đi qua U3B sẽ là mức 0 qua U2A sẽ trở thành mức 1 cấp cho chân 6 của U2B và chân 9 của U2C, chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ Q = 0 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân

2 đang ở mức 1 của U2A, do chân 8, chân 9 ở mức thấp nên lối ra của U2C là mức cao cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức thấp thì nhận tín hiệu từ khối hồng ngoại đưa tới khi không có xe vào, do chân 8 ở mức 0 của U1C, chân 9 của U1C là mức 1 nêm chân 10 của U1C là mức 1 sau đó đi qua U1D trở thành mức thấp cấp cho U3A, chân 1 của U1A ở mức cao do nhận tín hiệu từ chân CD, còn chân 2 của U1A ở mức thấp do nhận tín hiệu từ chân

4 của U2B, do tín hiệu ở ngõ ra chân CO của U6 và U7 lúc này ở mức 0 Vì vậy, lối ra của U3B là mức 0, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 1 cấp cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ Q = 1 nên lối ra của U2B là 0 cấp cho U1A Lối ra của U1A là mức cao được đi qua U1B trở thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A Do chân 5 của U3A ở mức 0

và chân 6 của U3A cũng ở mức 0 nên lối ra của U3A là mức 0 cấp cho chân

15 của U6, U7 nên làm cho 2 IC này không đếm

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào

- 17 -

Khi không có xe vào ra thi khi đó áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra) ở mức thấp làm cho transistor ngưng dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013 làm cho chân SD ở mức 0, áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào) ở mức thấp làm cho transistor không dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân CD của IC 4013 -> chân CD ở mức 0 Vì chân CD

= 0 và SD = 0 nên lối ra Q và Q không có nên IC 4510 sẽ giữ trạng thái trước

đó Ngược lại, khi có xe vào đồng thời thì áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra) ở mức cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng đảo sẽ là mức cao Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013 làm cho chân SD ở mức 1, áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào) ở mức cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng đảo sẽ là mức cao Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân CD của IC 4013 -> chân CD ở mức 1 Vì chân CD = 1 và SD = 1 nên lối ra Q và Q không có nên IC 4510 sẽ giữ nguyên trạng thái trước đó

1 Giáo trình điện tử số ĐHCN TPHCM

Khoa học Kĩ thuật)