Ứng dụng Ne555 và IC4017 tạo LED nháy hình trái tim giúp tỏ tình hiệu quả

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2
Đề tài: Mạch nhấp nháy dùng Ic Ne555
và Ic 4017

GV: Nguyễn Thị Luyến
SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN ĐỨC TỒN và NGUYỄN ĐÌNH
TÍP

Lớp : 122201.2

1


Năm học : 2021-2022

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.................................................................................
CHƯƠNG 1: Tổng quan về đề tài................................................
CHƯƠNG 2 : Mạch nhấp nháy Ic ne555 và ic 4017.....................
I.

Các linh kiện sử dụng trong mạch
1. IC NE555...............................................................................
2. IC 4017.................................................................................
3. Điện trở.................................................................................
4. Tụ hóa...................................................................................
5. LED.......................................................................................
6. Biến trở

II. Thiết kế tạo mạch
1. Số lượng linh kiện..................................................................
2. Sơ đồ nguyên lí......................................................................
3. Nguyên lý hoạt động.............................................................
4. Sơ đồ mạch in........................................................................
5. Hình ảnh mơ phỏng và ảnh sản phẩm..................................
III. Kết luận.................................................................................

2


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến
của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự
phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm
nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu tố rất cần thiết
góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày càng cao hơn.
Xuất phát từ những ứng dụng em đã học. Chúng em đã thiết kế và tìm hiểu mạch
về ứng dụng IC Ne555, ic 4017. Trong bài báo cáo này em xin tự giới thiệu về IC
NE555, IC 4017 và: “: Mạch Ic ne555 và ic 4017”.
Lý do em chọn đề tài:
- IC NE555 là một trong những Ic mà em đã học, vì vậy em muốn nghiên cứu
và tìm hiểu rõ hơn về Ic NE555 những công dụng và ic này mang lại đối với
đời sống chúng ta.
- IC 4017 thường được dùng trong các mạch đếm, ma trận LED, LED chaser
và các dực án LED khác. Khi ta kết hợp IC này với mạch tạo xung Ic ne555
vào chân clock thì IC này sẽ đến xung và xuất ra 10 output tương ứng với 1
chân clock.
CHƯƠNG 1: Tổng quan về đề tài
- IC NE555 là 1 trong những Ic phổ biến và được sử dụng rộng

rãi nhất mọi thời đại. Ic này được thiết kế bởi Hans
Camenzind vào năm 1971 và nó có thể được tìm thấy nhiều
trong các thiết bị điện tử từ những thiết bị đồ chơi trẻ em và
đồ dùng nhà bếp cho đến cả tàu vũ trụ.
- Chức năng: Vi mạch NE555 dùng để tạo trì hỗn (định thời
-Delay time) và tạo xung vng (dao đơng) với độ ổn định và
chính xác cao. Khi hoạt động định thời gian trì hỗn từ đến
hàng giờ được chỉnh bằng một tụ điện trở và một tụ điện bên
ngoài Ic. Khi hoạt động tạo xung tần số và hệ số độ rộng
xung (duty cycle) được chỉnh bằng hai điện trở và một tụ
điện bên ngoài Ic.
- Ứng dụng: sử dụng trong mạch đèn led nhấp nháy, điều
chỉnh độ sáng của bóng đèn, …

3


-

IC 4017 là ic đếm thập phân tức đếm hệ 10, nó đếm xung
clock. Khi ta đưa tín hiệu xung vào chân clock thì ic sẽ đếm
xung và xuất ra 10 output tương ứng với 1 xung clock.

CHƯƠNG 2: Mạch nhấp nháy Ic ne555 và ic 4017
I.

Các linh kiện sử dụng trong mạch
1. IC NE555

- Sơ đồ chân:

- Chức năng:
 Chân 1: (ground) là chân nối mass để tạo dòng điện, nếu
khơng nối mass thì ic sẽ khơng làm việc theo ý muốn.
 Chân 2: (Trigger) Đây là chân so sánh với mức áp chuẩn là
1/3 Vcc. Nếu chân này lớn hơn 1/3 Vcc thì sẽ cho ra tín
hiệu S = 0 và nếu nhỏ hơn 1/3Vcc thì sẽ cho ra là S=1.
 Chân 3: (Output): Chân tín hiệu ra ở dạng xung vng.
 Chân 4: (Reset) Chân này tích cực ở mức thấp khi nối lên
dương nguồn thì Ic hoạt động bình thường cịn khi ở mức
thấp thì nó sẽ xóa về 0.
4


 Chân 5: (Control Voltage) Chân này là chân điều chỉnh
điện áp, chân này chỉ dùng để điều chỉnh độ rộng của Ic
555 nếu nó làm nhiệm vụ điều chế độ rộng của xung còn
nếu làm việc ở mạch dao động hoặc trì hỗn thì chân này
có thể bỏ hở hoặc mắc thêm 1 con tụ để chống nhiễu.
 Chân 6: (Threshold) Chân so sánh mức áp chuẩn 2/3
Vcc.Nếu chân này lớn 2/3Vcc thì sẽ cho ra tín hiệu S = 1
và nhỏ hơn thì sẽ cho ra S = 0.
 Chân 7: (Discharge) Chân có chức năng để xả tụ khi nó
làm việc ở chế độ dao động và trì hỗn.
 Chân 8 (Vcc) Đây là chân cấp nguồn ni. Bất kì một Ic
nào muốn làm việc thì phải có nguồn ni cấp cho nó. Ic
555 cũng vậy nó được cấp nguồn trong khoảng từ 4,5V
đến 16V.
- Nguyên lý hoạt động
 Mạch đang ở mức 1 và gần bằng Vcc; L là mức 0. Sử dụng FF

– RS.
 Khi S = [1] thì Q = [1] và = Q- = [ 0].
 Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và =Q- = [0].
 Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0].
 Khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì Q-=
[1]
 lúc này thì Transistor sẽ mở dẫn và cực C sẽ được nối tiếp
đất. Do đó, điện áp khơng được nạp vào tụ C, điện áp ở chân
6 sẽ không vượt quá ngưỡng V2. Bởi lối ra của OP – AMP 2
lúc này thường đang ở mức 0, FF sẽ không được reset lại
trạng thái cũ.
 Khi mới thực hiện việc đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với
thời hằng (Ra+Rb) C.
 Tụ C nạp điện áp từ 0V -> ⅓ Vcc:
5


 Lúc này V+1(V+ OA1) > V-1. Do đó OA1 (ngõ ra của OA1) có
mức logic 1(H).
 V+2 < V-2 (V-2 = ⅔ Vcc) . Do đó OA2 = 0(L). R = 0, S = 1 –>
Q = 1 /Q (Q đảo) = 0.

 Q = 1 –> Ngõ ra = 1
 Q = 0 –> Transistor hồi tiếp lúc này sẽ là không dẫn.
 (OA viết tắt: OP – AMP)
 Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp ⅓ Vcc -> ⅔ Vcc:
 Lúc này, V+1 < V-1. Do đó OA1 = 0.
 V+2 < V-2. Do đó OA2 = 0. R = 0, S = 0 –> Q, /Q sẽ giữ
trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0).
 Transistor lúc này vẫn không dẫn.

 Tụ C nạp qua ngưỡng ⅔ Vcc:
 Lúc này, V+1 < V-1. Do đó OA1 = 0. V+2 > V-2. Do đó OA2
= 1.
6


 R = 1, S = 0 –> Q=0, /Q = 1.
 /Q = 1 –> Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V.
 Tụ C xả qua Rb. Với thời hằng Rb.C.
 Điện áp trên tụ C giảm xuống thì đó là lúc tụ C đang trong
q trình xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống dưới ⅔ Vcc.
 Tụ C tiếp tục xả từ điện áp ⅔ Vcc – ⅓ Vcc
 Lúc này, V+1 < V-1. Do đó OA1 = 0.
 V+2 < V-2. Do đó OA2 = 0. R = 0, S = 0 –> Q, /Q sẽ giữ
trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1).
 Transistor vẫn đang dẫn.
 Tụ C xả qua ngưỡng ⅓ Vcc:
 Lúc này V+1 > V-1. Do đó OA1 = 1.
 V+2 < V-2 (V-2 = ⅔ Vcc). Do đó OA2 = 0. R = 0, S = 1 –> Q
= 1, /Q (Q đảo) = 0.
 Q = 1 –> Ngõ ra = 1.
 /Q = 0 –> Transistor hoạt động ở trạng thái không dẫn ->
chân 7 ở mức thấp và tụ C lại nó sẽ được nạp điện với điện
áp ban đầu là ⅓ Vcc.
2. IC 4017

7


- Sơ đồ chân:

- Chức năng các chân:
Số chân
1,2,3,4,5,6,7,9,
10,11

Tên chân
Output pins Q0
to Q9

8

Vss or ground

12

Carry out

13

Clock Enable
(EN)

14

Clock

Mô tả
10 chân đầu ra, chúng
không xếp theo thứ tự

Chân nối đất
Chân này lên mức cao
sau khi ic đếm từ 1 đến
10.
Chân này tích cực mức
thấp. Khi En=0, mạch
hoạt động
Mạch đếm hoạt động
khi có xung từ chân
8


Clock được kết nối với
NE555
15

Rest

Đưa trạng thái ngõ ra
lên mức cao

16

Vcc

Kết nối với nguồn

- Ứng dụng:
 IC này thường được ứng dụng trong các mạch đếm, mạch
timer, ma trận LED, LED chaser và các dự án LED khác.

 Bộ đếm nhị phân hoặc bộ giải mã nhị phân
 Có thể được sử dụng để làm bộ chia.
 Đo sáng từ xa, ô tô, điện tử y tế.
3. Điện trở

- Chức năng:
 Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.
 Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo
ý muốn từ một điện áp cho trước.
 Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động.
 Điều chỉnh cường độ dòng điện đi qua các thiết bị điện.
 Tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết.
 Tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp.
9


4. Tụ hóa

- Chức năng:
+ Khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu quả,
phóng nạp điện.
+ Có vai trị lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng
phẳng bằng cách loại bỏ pha âm.
5. Đèn Led (5mm)

- Sơ đồ chân:

- Chức năng: Dùng để phát sáng.
10

- Biến trở
- 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 .

- Cấu tạo gồm các bộ phận chính như: cuộn dây làm bằng hợp
kim (nikelin, nicrom...), con quay, tay quay và than.
- Nguyên lý hoạt động chủ yếu của biến trở là các dây dẫn
được tách rời dài ngắn khác nhau. Trên các thiết bị sẽ có vi
mạch điều khiển hay các núm vặn. Khi thực hiện điều khiển
các núm vặn các mạch kín sẽ thay đổi chiều dài dây dẫn
khiến điện trở trong mạch thay đổi.
II.

Vai trò: Biến trở phân áp, phân dòng trong mạch.
Thiết kế tạo mạch

1. Số lượng linh kiện
- IC NE 555
11


- IC 4017
- Đèn led (5mm): 20 bóng led
- Điện trở: 1 điện trở (4k7 ohm)
- Tụ hóa ( 47uf, 50V): 1 tụ
- Biến trở: 1 VR1 (50k ohm)
2. Sơ đồ nguyên lý

3. Nguyên lý hoạt động
IC định thời Ne555 được cấu hình để hoạt động ở chế độ đa hài
phi ổn. Xung
Vuông được tạo ra bởi mạch này được kết nối với ngõ vào
( CLK ) của
IC đếm 4017. Tần số xung ngõ ra của IC Ne555 phụ thuộc vào
VR1, R2 và
tụ C2.
12


Ngõ vào xung CLK (chân số 14) của IC4017 được kết nối với
ngõ ra của
IC Ne555 (chân số 3). Các chân ngõ ra của IC 4017 (Q0-Q9)
được kết nối
Với 1 cặp led nên tại 1 thời điểm có 2 led sáng.

4. Sơ đồ mạch in

5. Hình ảnh mơ phỏng và hình ảnh sản phẩm
13


- Hình ảnh mơ phỏng

- Hình ảnh sản phẩm

14

15