Khảo sát datasheet IC 40192. Thiết kế mạch đếm BCD đếm xuống từ 6403 đến 3300 hiển thị led 7 đoạn, có Ic giải mã.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO
MƠN HỌC : KỸ THUẬT SỐ
ĐỀ TÀI : Khảo sát datasheet IC 40192. Thiết kế mạch đếm
BCD đếm xuống từ 6403 đến 3300 hiển thị led 7 đoạn, có Ic
giải mã.
GVHD:
Nhóm thực hiện :


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này do chúng tôi thực hiện dựa vào một số tài liệu và không sao chép từ tài
liệu hay cơng trình đã có trước đó. Nếu có sao chép chúng tơi hồn tồn chịu trách
nhiệm.

CHƯƠNG 1 :GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
1.1 GIỚI THIỆU VỀ IC 40192
IC 40192 này là IC vừa có thể đếm lên và đếm xuống. Muốn đếm lên hay đếm
xuống thì tùy thuộc vào cách nối dây vào chân IC. Là một trong những con IC
quen thuộc trong mạch đếm số.

1.1 Hình ảnh IC 40192

1.2 GIỚI HẠN
-Xung CK chưa ổn định .
-Mạch còn phức tạp.

1

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC IC CÓ LIÊN QUAN TRONG
MẠCH THIẾT KẾ
2.1 KHẢO SÁT DATASHEET IC 40192
2.1.1 Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC 40192 như hình dưới :

•
•

•
•
•
•
•
•

•
•

Các chân 1,9,10,15 là các chân tín hiệu ngõ vào của IC, các chân này thường
được nối với chân số 14 (chân RESET) xuống mass để RESET lại bộ đếm.
Chân 2,3,6,7 là các chân tín hiệu ngõ ra của IC, thường nối với các chân A,
B, C, D ngõ vào của IC giải mã. Khi nhận được xung clock IC sẽ đếm và
tiến hành xuất ra mã nhị phân cho các chân này.
Chân 4 (CLKU): chân này sẽ nhận xung clock và tiến hành đếm lên.
Chân 5 (CLKD): chân này sẽ nhận xung clock và tiến hành đếm xuống.
Chân 8 (GND): chân này sẽ được nối mass.
Chân 11 (LOAD): chân này thường được nối lên Vcc để mạch hoạt động ổn
định.

Chân 12 (CARRY): chân này khi cấp điện sẽ luôn ở mức 1, được nối với
chân CLKU của IC hàng kế tiếp để tiếp tục đếm lên cho IC ở hàng đó.
Chân 13 (BORROW): cũng tương tự như chân 12 nhưng chân này sẽ được
nối với chân số CLKD của IC hàng kế tiếp để tiếp tục đếm xuống cho IC ở
hàng đó.
Chân 14 (RESET): hay cịn được gọi là chân CLEAR (xóa) dùng để RESET
lại bộ đếm về 0.
Chân 16 (Vcc): chân này của IC sẽ nối lên Vcc để cấp nguồn cho IC hoạt
động.

2


2.1.2 Bảng trạng thái hoạt động của IC 40192:

2.2 IC 74LS247 GIẢI MÃ BCD SANG LED 7 ĐOẠN
IC giải mã 74LS247 có chức năng giải mã số BCD sang mã 7 đoạn để điều khiển
led 7 đoạn sáng số thập phân, điều khiển led 7 đoạn loại anode chung.

2.2 Hình ảnh thật IC giải mã 74LS247

3


2.2.1 Sơ đồ và kí hiệu như hình bên dưới :

Hình 2.2.1 IC giải mã 74LS247
2.2.2 Chức năng của các tín hiệu IC :
+ IC có 4 ngõ vào “DCBA” để nhận số BCD cần giải mã
+ IC có 7 ngõ ra “f,g,e,d,c,b,a” dùng điều khiển led 7 anode chung

+ IC cịn có các tín hiệu kiểm tra đèn “LAMP TEST – LT ”, tín hiệu xóa số
khơng vơ nghĩa vào ( RBI ) và ra (RBO) .
2.2.3 LED 7 đoạn:
Led 7 đoạn có 2 loại: anode chung (âm chung) và cathode chung (dương chung).
Vì ngõ ra của IC 74LS247 là tích cực mức thấp nên mạch này sẽ dùng led 7 đoạn
loại anode chung.

Hình 2.2.3 LED 7 đoạn anode chung
Bảng trạng thái hoạt động của IC 74LS247:

4


2.3 BỘ TẠO XUNG IC NE555

2.3 Sơ đồ chân IC 555
IC NE555 gồm 8 chân :
+Chân số 1 (GND) : nối mass để lấy dòng cho IC
+Chân số 2 ( Trigger ) : Chân kích
+Chân số 3 (Output) : Chân xuất dữ liệu
+Chân số 4 (Reset ) : Dùng lập định mức trạng thái ra . Khi chân số 4 nối mass thì
ngõ ra ở mức thấp. Cịn khi chân số 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy
theo mức áp trên chân 2 và chân số 6.
+Chân số 5 ( Control ): Chân điện áp điều khiển
+Chân số 6 (Threshold) : Chân ngưỡng là ngõ vào của một tầng so áp khác.
5


+Chân số 7 (Discharge): Chân xà điện, có thể xem như một khóa điện và chịu điều
khiển bởi tầng logic. Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại . Ngược lại

thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho một mạch
+Chân số 8 (Vcc) : Chân cấp nguồn
Thông số :
+ Điện áp đầu vào : 2-18V
+ Dòng tiêu thụ : 6mA – 15mA
+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5-1.5V
+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03V-0.06V
+ Công suất tiêu thụ (max) : 600mW
+ Trong mạch tần số thuộc khoảng: 0,719Hz-1440Hz

2.4 CỔNG AND
Một cổng AND có hai hay nhiều ngõ vào và chỉ có một ngõ ra
• Kí hiệu và bảng trạng thái của cổng AND :

2.5 CỔNG OR
Cổng OR có mức logic ngõ ra 1 khi có ít nhất một ngõ vào ở mức 1, và chỉ khi cả
hai ngõ vào ở mức logic 0 thì ngõ ra cổng OR có mức logic 0.
• Kí hiệu và bảng trạng thái cổng OR 2 ngõ vào :

2.6 BỘ HIỂN THỊ

6


Với các đoạn LED trong màn hình đều được nối với các chân kết nối để đưa ra
ngoài. Các chân này được gán các ký tự từ a đến g, chúng đại diện cho từng LED
riêng lẻ. Các chân được kết nối với nhau để có thể tạo thành một chân chung.
Led 7 đoạn có cấu tạo là các led đơn được sắp xếp theo vị trí để khi sáng hoặc tắt
tạo thành một số thập phân từ 0 đến 9 . Dòng cho mỗi đoạn từ 5 đến 15 mA và điện
áp cho các led nhỏ là 2V

Trong mạch các led được nối với điện trở 220ohm

2.6 Hình ảnh led 7 đoạn

2.7 BỘ NGUỒN
Bộ nguồn sử dụng trong mạch khảo sát có mức là 5V

CHƯƠNG 3 : THI CƠNG MẠCH
3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI

Bộ
nguồn

Bộ tạo
xung

Bộ đếm

Bộ giải
mã

Bộ hiển
thị

7


Chức năng của từng khối :
• Bộ nguồn : có chức năng cung cấp tồn bộ mạch để hoạt động
• Bộ tạo xung : có chức năng tạo xung clock tác động vào mạch

•

Bộ tạo xung
Bộ đếm : Nhận xung clock từ khối tín hiệu và tiến hành đếm , đồng thời xuất
ra mã BCD chuyển tới khối giải mã

•

IC 40192
Bộ giải mã : nhận mã BCD từ khối đếm đồng thời giải mã xuất ra các ngõ ra
và chuyển đến khối hiển thị

8


•

IC 74LS247
Bộ hiển thị : nhận giá trị từ khối giải mã và hiển thị lên màn hình led 7 đoạn

Led 7 đoạn anode chung

3.2 THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ
Các bước thiết kế :
Bước 1 : Chọn IC sử dụng
+ 40192 : Đếm xuống
+ NE555: Tạo xung đếm
+ 74LS247 : Giải mã
Bước 2 : Đặt trước số đếm

6403 : Q15 Q14 Q13 Q12 Q11 Q10 Q9 Q8 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
0

1

1

0

0

1

0

0

Bước 3 : Đếm 6403 xuống 3300
TTTG : 3299
Q15 Q14 Q13 Q12 Q11 Q10 Q9 Q8 Q7 Q6
Q15 Q14 Q13 Q12 Q11 Q10 Q9 Q8
0
0 1 1
0
0
1
0

0

0

0

0

0 0

1

1

Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0

Q7 Q6 Q5 Q4
1 0 0 1

Q3 Q2 Q1 Q0
1 0 0 1

9


Q15 Q14 Q11 Q10 Q8
0

0
=

0

0

0

Q6
0

Q5
0

Q2
0

Q1
0

0

Q15+Q14+Q11+Q10+Q8+Q6+Q5+Q2+Q1

Bước 4 : Thiết kế mạch reset

Bước 5 : Mạch nguyên lý
Ta có mạch nguyên lý như hình :

10


CHƯƠNG 4 : MÔ PHỎNG MẠCH TRÊN PROTEUS

+ Thực hiện chạy mạch như hình :

11


+ Khi reset :

12


Kết luận :
-

Mạch hoạt động ổn.
Mạch cịn phức tạp.

Cơng thức :
f =1.44/(R1+2R2)C
R=U/I

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ :
Thành viên 1 :
+ Thiết kế mạch, vẽ mạch ngun lí
Thành viên 2 :
+Tìm hiểu IC40192
Thành viên 3 :
+Làm báo cáo, tìm hiểu IC NE555
Thành viên 4 :
+Làm slide, tìm hiểu IC74LS247
Thành viên 5 :

+Làm slide, tìm hiểu LED 7 đoạn

Tài liệu tham khảo :
13


+ ThS. Nguyễn Trường Duy, ThS. Võ Đức Dũng, PGS.TS. Nguyễn Thanh Hải,
ThS. Nguyễn Duy Thảo, Giáo trình kỹ thuật số, NXB Đại học Quốc gia, TP.HCM,
2019

+ />
14