mạch đếm kđ=16 sử dụng ic số

mạch đếm kđ=16 sử dụng ic số có ảnh proteus và altium aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

KHOA ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO NỘI DUNG

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

(PHẦN PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG)

ĐỀ TÀI: Thiết kế mạch đếm đồng bộ với Kđ = 16 sử dụng IC số

Phần A Xác định yêu cầu bài toán

1 Yêu cầu đặt ra

Thiết kế mạch đếm đồng bộ với Kđ = 16 có nghĩa là thiết kế một mạch đếm thay đổi trạng thái đếm khi có một xung đồng hồ đưa đến, mạch này có thể đếm từ 0 => 15 rồi lại đếm ngược trở lại, nó có chu trình đếm là 16

Phần B Xây dựng sơ đồ khối

1.1 Sơ đồ khối tổng quát

Chức năng cơ bản của các khối:

1.1.1. Bộ tạo xung: tạo xung đồng bộ điều khiển có chu kỳ không đổi hoạt động của

mạch

1.1.2. Bộ đếm đồng bộ: tạo ra các xung đếm chuyển từ 0 tới 15 sau khi nhận được

một xung đồng bộ dưới dạng mã N-BCD 8421

1.1.3. Bộ giải mã: chuyển mã nhận được từ mạch đếm là mã BCD sang thành một dạng

mã có thể biễu diễn được

1.1.4. Bộ hiển thị: nhận xung giải mã và hiển thị kết quả.

1.2 Sơ đồ khối chi tiết

1.2.1. Bộ tạo xung-IC555

Dựa vào chế độ tạo xung vuông của mạch đa hài phiếm định dùng IC NE555 ta có thể xây dựng một bộ tạo xung cho mạch đếm

Công nghệ chế tạo: TTL - transistor-transistor logic Lí do: IC555 phổ biến và đơn giản Chức năng : tạo xung vuông để cấp cho mạch đếm

1.2.2. Bộ phận đếm-IC47LS90

Trong kỹ thuật số có vi mạch đếm đồng bộ phổ biến được sử dụng là 74ls90 vì nó là vi mạch đếm module 10 vi mạch này có thể đếm từ 0 => 9

Công nghệ chế tạo : TTL

1.2.3 Bộ giải mã- IC7447

Sử dụng IC74LS47 dùng để giải mã BCD sang mã LED 7 thanh Sau khi 74LS90 mã hóa ra BCD sau đó 74LS47 sẽ mã hóa các mã BCD này chuyển sang LED 7 thanh hiện thị các giá trị đếm

1.2.4.Bộ hiển thị- Led 7 đoạn

LED bảy đoạn sáng (thực tế là 8 đoạn sáng do thêm một đoạn biểu diễn dấu chấm): Đây là một tổ hợp gồm có 7 LED được đấu nối với nhau theo hình số 8 dùng để hiện thị các số thập phân từ 0 đến 9

C Tính toán và vẽ sơ đồ mạch nguyên lí

1 Bộ tạo xung:

1.1 Tần số dãy xung đầu ra

Thời gian tồn tại xung T1 (độ rộng xung) phụ thuộc vào tốc độ nạp của tụ C từ nguồn cung cấp, nghĩa là tỷ lệ với hằng số thời gian nạp τn = (R1 + R2).C1 ta có:

T1 = (R1+R2)ln2

chân phóng điện số 7, nghĩa là tỉ lệ với hằng số thời gian τp = R2C và:

T2 = R2ln2

Vậy tần số xung đầu ra là: f=1/T=1/(T1+T2)=1/(Ln(2)*(R1+2R2)*C)=1

Cho: R1=10kΩ

R2=10kΩ; C=47μF

2 Bộ phận đếm

IC74LS90 có thể chia làm 2 phần:

Các chân thực hiện nhiệm vụ đếm :

Đầu vào: các chân CLK gồm CP1 (input B); CP0 (input A); Vcc Đầu ra: Q0 (QA); Q1 (QB); Q2 (QC); Q3 (QD)

Các chân thiết lập chế độ làm việc của IC74LS90:

Đầu vào: MR1 (R01); MR2 (R02); MS1 (R91); MS1 (R92) Đầu ra: Q0 (QA); Q1 (QB); Q2 (QC); Q3 (QD)

2.2.1 Nguyên lí hoạt động

Qn=>Qn+1 J K

Số xung

2.2.2 Bảng trạng thái

Dựa vào bảng trên thực hiện tối thiểu hóa ta được kết quả như sau:

KA = JA = 1

KB = A; JB = AD

KC = JC = A

KD = A; JD = ABC

Kết quả này phù hợp với mô hình cấu tạo bên trong của IC74LS90

Để thiết lập trạng thái Reset cho IC74LS90 (trở về 0) cho bộ đếm thuận thì hai chân MR1và

MR2 phải ở mức 1

Để thiết kế một mạch đếm động bộ (thuận) có thể đếm được từ 0 => 15 ta dùng 2 IC74LS

và các chân reset được nối với nhau để tạo trạng thái reset cho cả bộ đếm: Mạch có thiết

kế như sau:

2.2.3 Nguyên lý:

Cách đếm của mạch thực hiện như sau:

1 Khi ta cấp một xung đồng hồ có tần số 1Hz vào IC1 nó sẽ đếm từ 0 => 9

2 Khi IC1 đếm tới 9 (1001) rồi tự động quay về 0 (0000) sẽ tạo ra một xung đồng hồ đưa vào chân 14 của IC2 khiến cho IC2 đếm từ 0 => 1

3 Khi IC1 đếm lần hai từ 0 => 5, nó sẽ dừng lại ở giá trị 6 (0110) vì sơ đồ thiết kế chân QB (= 1) và QC (= 1) của IC1 đi qua cống AND (74LS08) đưa tới đầu MR2

(cả hai IC) thiết lập giá trị 1 Đồng thời, IC2 đếm tới 1 (0001) cũng dừng lại vì chân QA (= 1) của IC2 được đến chân MR1 (của cả hai IC) thiết lập giá trị 1

Theo bảng trạng thái khi hai chân MR1, MR2 cùng = 1 thì bốn đầu ra của IC74LS90 sẽ bằng 0 Mạch sẽ quay lại đếm từ đầu Vây, Mạch chỉ có thể đếm từ 0 tới 15 Khi đếm tới 16, mạch sẽ tự quay lại đếm từ đầu

2.2.4 Trong bộ phận đếm có dùng IC7408 hoạt động nhờ một cổng AND:

Vcc = +5V

3.Bộ phận giải mã

3.1 Bảng chân lý các mức hiện thị sau khi giải mã BCD của IC74LS47

3.2 Cấu tạo bên trong và nguyên lý hoạt động:

Kết quả hiện thị cho ra ở LED 7 đoạn Anode

4 Bộ hiển thị

Trong mạch này ta dùng Led 7 đoạn mắc theo kiểu anode chung để phù hợp với kết quả của mạch giải mã 74LS47

Cách cấp nguồn cho mạch :

Chân 3 và chân 8 nối với nguồn

Do đèn LED chỉ có điện áp 3V nên phải mắc điện trở phân áp

Phần D Mô phỏng mạch điện

Mô phỏng bằng phần mềm proteus

Mô phỏng bằng phần mềm Altium Designer

Sơ đồ thiết kế mạch in