Thiết kế bộ đếm 00 99 sử dụng ic 7493

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ
---------------o0o---------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
THIẾT KẾ BỘ ĐẾM TỪ 00 ĐẾN 99 DÙNG IC SỐ 7493
GVHD: Th.S Trần Xn Phương
NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nhóm 2
Trần Hải Dương

MSV: 2020604999

Diệp Thị Hiền

MSV: 2020607928

Đỗ Đình Hiếu

MSV: 2020604729

Dương Thị Huyền

MSV: 2020603688

Trần Minh Tuấn

MSV: 2020605351

Lớp: 20221FE6009004

Hà Nội, năm 2022


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy
cô Khoa Điện Tử của “Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội” đặc biệt là
thầy Trần Xuân Phương đã tạo điều kiện tốt nhất cho nhóm chúng em hồn
thành đồ án môn học. Và chúng em cũng xin chân thành cám ơn thầy đã nhiệt
tình hướng dẫn chúng em hồn thành tốt báo cáo.
Tuy nhiên, trong quá trình làm đề tài do kiến thức chun ngành của
nhóm chúng em cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi một vài thiếu sót khi
trình bày và đánh giá vấn đề. Rất mong nhận được sự góp ý, đánh giá của các
thầy cơ bộ mơn để đề tài của em thêm hồn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 18 tháng 12 năm 2022
Nhóm sinh viên
Trần Hải Dương
Diệp Thị Hiền

Dương Thị Huyền
Đỗ Đình Hiếu
Trần Minh Tuấn


1
TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Nói đến bài tốn đếm chúng ta nghĩ ngay dến việc dùng các IC số, sẽ
đếm sườn lên hoặc sườn xuống của xung đầu vào cần đếm, Đếm ở đây là
đếm xung vuông, mỗi giá trị sườn lên, sườn xuống của xung được đưa vào

IC đếm và được giải mã nhờ IC giải mã sau đó mã hóa và hiển thị ra LED
7thanh
Mạch đếm 00-99 sử dụng IC 7493 là sản phẩm gồm 4 khối chính:
-

Khối tạo xung

-

Khối đếm mã

-

Khối giải mã

-

Khối hiển thị kết quả


2
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................1
TÓM TẮT ĐỒ ÁN............................................................................................1
MỤC LỤC.........................................................................................................2
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................4
DANH MỤC HÌNH ẢNH.................................................................................5
PHẦN 1. LỜI MỞ ĐẦU...................................................................................8
1.1. Tổng quan về đề tài:...................................................................................8
1.2. Nhiệm vụ đề tài:.........................................................................................8

1.3. Phân chia cơng việc trong nhóm:...............................................................9
PHẦN 2. LÝ THUYẾT...................................................................................10
2.1. Nghiên cứu tổng quan về IC 555:............................................................10
2.2. Nghiên cứu tổng quan về IC 7493:..........................................................12
2.3. Nghiên cứu tổng quan về IC 7447:..........................................................14
2.4. Nghiên cứu tổng quan về led 7 thanh:......................................................15
2.5. Nghiên cứu tổng quan về IC 7805:..........................................................17
2.6. Nghiên cứu tổng quan về biến áp.............................................................18
PHẦN 3. THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG MẠCH...................................................19
3.1. Yêu cầu thiết kế:.......................................................................................19
3.2. Phương án thiết kế:...................................................................................19
3.3. Sơ đồ khối tổng quát:...............................................................................21
3.4. Chức năng cơ bản của các khối:...............................................................21
3.5. Sơ đồ mạch chi tiết:.................................................................................22
3.6. Chức năng các khối:.................................................................................23
3.6.1. Khối nguồn:...........................................................................................23


3
3.6.2. Khối tạo xung........................................................................................23
3.6.3. Khối đếm:..............................................................................................24
3.6.4. Khối giải mã:.........................................................................................25
3.6.5. Khối hiển thị:.........................................................................................25
3.7. Mạch mơ phỏng:.......................................................................................26
3.8. Dự trù chi phí linh kiện............................................................................29
PHẦN 4. KẾT QUẢ THỰC HIỆN.................................................................30
4.1. Xác định điểm đo trên mạch:...................................................................30
4.2. Số liệu đo đạc:..........................................................................................31
4.3. Giải thích và phân tích về kết quả thu được:............................................32
4.4. Kết quả thực hiện:....................................................................................33

4.4.1. Mạch sau khi hoàn thiện:......................................................................33
4.4.2. Đánh giá về kết quả làm việc nhóm:.....................................................35
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN......................................37
5.1. Những kết quả đạt được:..........................................................................37
5.2. Những thuận lợi và khó khăn khi thực hiện đề tài:..................................37
5.3. Kiến thức đã học được:............................................................................37
5.4. Hướng phát triển:.....................................................................................37
5.5. Hướng dẫn sử dụng sản phẩm..................................................................38
PHẦN 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................40


4
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT

Tên viết tắt

Từ chuyên ngành

1

C

Capacitor

Tụ điện

2

R

Resistor

Điện trở

3

FF

Flip Flop

Phần tử có 2 trạng thái

4

BCD

Binary-coded decimal

Mã nhị phân.

5

PCB

Printed circuit board

Mạch in

6

L

Low

Mức thấp (mức logic 0)

7

H

High

Mức cao (mức logic 1)

8

VCC

9

IC

Voltage colector to
colector
Integrated circuit

Tiếng việt

Điện áp nguồn cung cấp

Vi mạch tích hợp.


5
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. IC LM555..............................................................................10
Hình 2.2. Sơ đồ chân và cấu trúc mạch của IC LM555........................10
Hình 2.3. IC 7493..................................................................................12
Hình 2.4. Sơ đồ chân IC 7493...............................................................12
Hình 2.5. IC 74LS47.............................................................................14
Hình 2.6. Sơ đồ chân IC7447................................................................15
Hình 2.7. LED 7 thanh..........................................................................15
Hình 2.8. Sơ đồ chân led 7 thanh Anode chung....................................16
Hình 2.9. IC 7805..................................................................................17
Hình 2.10. Sơ đồ chân IC 7805.............................................................17
Hình 2.11. Biến áp................................................................................18
Hình 3.1. Mạch đếm 00 đến 99 sử dụng IC7490..................................19
Hình 3.2. Sơ đồ khối tổng quát của bộ đếm..........................................21
Hình 3.3. Sơ đồ mạch chi tiết................................................................22
Hình 3.4. Khối nguồn............................................................................23
Hình 3.5. Khối tạo xung........................................................................23
Hình 3.6. Khối đếm...............................................................................24
Hình 3.7. Khối giải mã..........................................................................25
Hình 3.8. Khối hiển thị..........................................................................25
Hình 3.9. Mạch mơ phỏng bộ đếm 00 đến 99 ở trạng thái 00..............26
Hình 3.10. Mạch mơ phỏng bộ đếm 00 đến 99 ở trạng thái 99............27
Hình 3.11. Xung đầu ra tại chân 3 của IC555.......................................27
Hình 3.12. Xung đầu ra QA, QB, QC, QD IC7493...................................28
Hình 3.13. Mạch in...............................................................................28
Hình 4.1. Sơ đồ các điểm cần đo..........................................................30

Hình 4.2. Mơ phỏng q trình đo..........................................................31
Hình 4.3. Mơ phỏng q trình đo..........................................................32
Hình 4.4. Mạch in thực tế.....................................................................33
Hình 4.5. Mạch đếm 00 đến 99 ở trạng thái 00.....................................33


6
Hình 4.6. Mạch đếm 00 đến 99 ở trạng thái 99.....................................34
Hình 5.1. Kết nối biến áp với khối nguồn.............................................38
Hình 5.2. Cấp nguồn cho mạch.............................................................39


7
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Chức năng các chân của IC LM555.....................................11
Bảng 2.2. Chức năng các chân của IC 7493.........................................12
Bảng 2.3. Bảng chân lý IC7493............................................................13
Bảng 2.4. Chức năng RESET/COUNT.................................................14
Bảng 2.5. Sự thật hiển thị 7 đoạn..........................................................16
Bảng 3.1. Dự trù chi phí linh kiện.........................................................29
Bảng 4.1. Thơng tin xác định điểm đo, đơn vị đo, thiết bị đo..............30
Bảng 4.2. Ghi nhận kết quả đo điện áp/dòng điện................................31
Bảng 4.3. Ghi nhận kết quả khảo sát tín hiệu.......................................31


8
PHẦN 1. LỜI MỞ ĐẦU
1.1. Tổng quan về đề tài:
Công nghệ 4.0 ngày càng phát triển cũng đồng nghĩa với sự phát triển
mạnh mẽ của công nghệ thông tin và khoa học ứng dụng. Kỹ thuật điện tử

cũng nằm trong số đó. 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.
Ngày nay công nghệ vi điện tử phát triển mạnh mẽ với sự ra đời của
hàng loạt các vi mạch. Sự xuất hiện của các vi mạch, IC số tổng hợp đã giúp
cho kích thước mạch nhỏ gọn, tiện lợi hơn. Để xây dựng một thiết bị số hồn
chỉnh bao giờ cũng phải có mạch đếm, thanh ghi, bộ nhớ...trong đó mạch đếm
là thơng số cơ bản của hệ thống.
Bên cạnh đó với việc thiết kế được các mạch đếm có ứng dụng rộng rãi
trong thực tế nó giúp con người tự động hóa một số ngành cơng nghiệp.
Xuất phát từ những ứng dụng đó cùng với những kiến thức được học
trên lớp học phần Điện tử tương tự, Điện tử số, Thực hành điện tử cơ bản và
Thực hành điện tử tương tự cùng với tìm hiểu thực tế, em đã đưa ra ý tưởng,
chủ đề nghiên cứu với nội dung “Thiết kế bộ đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC số
7493”.
1.2. Nhiệm vụ đề tài:
Đề tài thiết kế bộ đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC 7493 sẽ đi sâu vào vấn
đề chính là: Đếm số xung CK đưa vào và thể hiện ngõ ra hiển thị trên LED 7
thanh (đếm thuận từ 00 đến 99).
Với đề tài” thiết kế bộ đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC 7493” đồ án bao
gồm những nội dung:
Nội dung 1: Tìm hiểu nguyên lý, lý thuyết về mạch đếm.
Nội dung 2: Tìm hiểu về IC555, IC7493, IC7447.
Nội dung 3: Thiết kế mạch đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC7493 và mạch nguồn


9
Nội dung 4: Mô phỏng mạch đếm trên phần mềm Proteus.
Nội dung 5: Kết quả mạch in và mạch chạy thực tế.

Nội dung 6: Tổng kết đề tài.
1.3. Phân chia cơng việc trong nhóm:
ST
T

Cơng việc

Ngày bắt đầu

Ngày hồn
thành

Người thực hiện

1

Lựa chọn đề tài

13/10/2022

20/10/2022

Cả nhóm

2

Xác định u cầu
bài tốn

21/10/2022

28/10/2022

Diệp Thị Hiền
Trần Hải Dương

3

Xây dựng sơ đồ
khối chức năng

28/10/2022

03/11/2022

Dương Thị Huyền
Trần Minh Tuấn

4

Đỗ Đình Hiếu
Diệp Thị Hiền
Trần Minh Tuấn

Xác định nhiệm vụ
các khối

28/10/2022

5/11/2022

Phân tích và thiết kế
sơ đồ nguyên lý

7/11/2022

16/11/2022

Trần Hải Dương
Diệp Thị Hiền
Dương Thị Huyền

Thử nghiệm và hiệu
chỉnh

17/11/2022

20/11/2022

Cả nhóm

Thiết kế mạch in

21/11/2022

30/11/2022

Trần Hải Dương
Dương Thị Huyền

8

Lắp ráp

01/12/2022

03/12/2022

Cả nhóm

9

Kiểm thử

04/12/2022

05/12/2022

Cả nhóm

Viết và hồn thiện
báo cáo Bài tập lớn
mơ tả các nội dung
đã thực hiện

07/12/2022

18/12/2022

Cả nhóm

5

6
7

10


10
PHẦN 2. LÝ THUYẾT
2.1. Nghiên cứu tổng quan về IC 555:
Công dụng IC LM555: Tạo ra xung vuông, xung tam giác, xung răng
cưa…

Hình 2.1. IC LM555
Chức năng cơ bản:
- Điều chỉnh được tần số ra.
- Điều chỉnh độ rộng xung PWM.
- Tạo xung tần số lên đến 500KHz.
- Dòng đầu ra lên tới 200mA.

Hình 2.2. Sơ đồ chân và cấu trúc mạch của IC LM555


11
Bảng 2.1. Chức năng các chân của IC LM555
Chân
1
2,6

4,8
3

Chức năng
Nối GND (chân chung).
Chân đầu vào so sánh điện áp và cũng được dùng như 1 chân
chốt.
Chân 4: dùng lập định mức trạng thái ra;Chân 8:cung cấp
nguồn IC.
Đầu ra.
Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 (để giảm trừ

5

nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ
điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện
áp chuẩn được ổn định).

7

Có thể xem chân này như 1 khóa điện tử.

Cơng thức chu kì xung vng tạo được từ IC LM555:
- Chu kì nạp (đầu ra cao): T1= 0.693 (RA + RB) C
- Chu kì xả (đầu ra thấp): T2= 0.693 RB C
- Tổng chu kì dao động: T= T1+T2= 0.693 (RA + 2RB) C
1

1.4

- Tần số của dao động: f = T = ( R + 2 R )×C
A
B

2.2. Nghiên cứu tổng quan về IC 7493:

Hình 2.3. IC 7493


12

IC 74LS93 là một IC đếm nhị phân 4 bit (4- bit binary counter) thông
dụng, được cấu tạo từ 4 Flip Flop-JK chủ-tớ (Master-Slever).

Hình 2.4. Sơ đồ chân IC 7493
Bảng 2.2. Chức năng các chân của IC 7493
Function (chức năng)

Pin(chân)
5

Chân Vcc = cực dương nguồn 5V.

10

GND = Ground = Cực âm nguồn 5V.

2, 3

Các chân cho phép R0(1) và R0(2) có mức tích cực thấp.

Output = đầu ra (QA, QB, QC, QD: đầu ra kết quả đếm

8,9,11,12

dưới dạng nhị phân. QA cho bộ đếm A, ba chân còn lại
cho bộ đếm B).

1

Input B (Các chân đầu vào B cho bộ đếm B).

14

Input A ((Các chân đầu vào A cho bộ đếm A).


13
4,6,7

NC = not connect (Các chân NC là các chân không dùng).

Bảng 2.3. Bảng chân lý IC7493
OUTPUT

COUNT

QA

QB

QC

QD

0

L

L

L

L

1

H

L

L

L

2

L

H

L

L

3

H

H

L

L

4

L

L

H

L

5

H

L

H

L

6

L

H

H

L

7

H

H

H

L

8

L

L

L

H

9

H

L

L

H

10

L

H

L

H

11

H

H

L

H

12

L

L

H

H

13

H

L

H

H

14

L

H

H

H

15

H

H

H

H

Bảng 2.4. Chức năng RESET/COUNT
RESET INPUT

OUTPUT

R0(1)

R0(2)

QD

Qc

QB

QA

H

H

L

L

L

L

L

X

COUNT

X

L

COUNT


14

Theo bảng trên IC 7493 thực hiện đếm BCD nếu nối đầu ra Q A với đầu
vào đếm B. IC sẽ hoạt động ở chế độ đếm nếu một trong các tín hiệu R0(1) và

R0(2) có mức tích cực thấp.
Nếu R0(1), R0(2) cùng có mức tích cực cao thì tất cả các đầu ra có mức
logic 0 và IC khơng thực hiện chức năng đếm.
Nếu không nối đầu ra QA với đầu vào đếm B thì IC có hai bộ đếm độc
lập, bộ đếm A đếm đến 2 còn bộ đếm B có các đầu ra QB, QC, QD đếm đến 8.
2.3. Nghiên cứu tổng quan về IC 7447:
IC74LS47 dùng để chuyển đổi từ mã BCD sang mã LED 7 đoạn anode
chung.
Ứng dụng khi ta cần hiện thị số trên LED 7 đoạn trong mạch số mà
không cần dùng vi điều khiển, hoặc muốn tiết kiệm chân cho vi điều khiển.

Hình 2.5. IC 74LS47

Hình 2.6. Sơ đồ chân IC7447
- Chân 16 (Vcc): Nguồn 5V.
- Chân 8 (GND): Nguồn 0V.


15
- Chân 7,1,2,6 (A, B, C, D): Ngõ vào BCD.
- Chân a, b, c, d, e, f, g: Ngõ ra mã 7 đoạn.
- Chân 3 (LT): Chân kiểm tra các đoạn của LED.
- Chân 4 (BI/RB0): luôn luôn được kết nối với mức cao, nếu kết nối với mức
thấp thì tồn bộ led sẽ không sáng bất chấp trạng thái ngõ vào là gì.
- Chân 5 (RBI): kết nối với mức cao.
2.4. Nghiên cứu tổng quan về led 7 thanh:
Led 7 thanh hay còn được gọi là led 7 đoạn được thiết kế để hiển thị số
và một số ký hiệu khác. Đây là 1 linh kiện rất phổ biến trong kĩ thuật điện tử
số.

Hình 2.7. LED 7 thanh
Led 7 thanh như tên gọi nó được cấu tao từ 7 con led đơn. 7 led đơn
này được mắc để hiện thị các số từ 0 đến 9 và vài chữ cái hay sử dụng, để
phân cách người ta sử dụng thêm 1 led nhỏ nữa để hiển thị dấu chấm. Các led
đơn lần lượt kí hiệu là a, b, c, d, f, g, h, nếu muốn hiển thị led nào thì ta chỉ
cần cấp nguồn vào led đó thì nó sẽ sáng, chân nguồn cấp ở đây kí hiệu là Vcc
ứng với chân 3,8 trong thực tế.


16

Hình 2.8. Sơ đồ chân led 7 thanh Anode chung
Bảng 2.5. Sự thật hiển thị 7 đoạn
DEC

SEGMENT
g

0

f

e

d

c

b

a

x

x

x

x

x

x

x

x

1
2

x

x

3

x

4

x

x

5

x

x

6

x

x

x
x

x

x

x

9

x

x

x

2.5. Nghiên cứu tổng quan về IC 7805:

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

7
8

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x


17

Hình 2.9. IC 7805
IC 7805 là IC điều chỉnh điện áp dương đầu ra 5V. Nó là IC của dịng

ổn áp dương, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử. IC có nhiều tính
năng tích hợp lý tưởng để sử dụng trong nhiều ứng dụng điện tử như dòng
điện đầu ra 1.5A, chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ q nhiệt, dịng điện tĩnh
thấp, v.v…

Hình 2.10. Sơ đồ chân IC 7805
Hướng IC 7805 phía trước mặt thì sơ đồ chân theo thứ tự từ trái qua
phải lần lượt là chân 1 là chân đầu vào, chân 2 là chân nối đất, chân 3 là chân
đầu ra.

2.6. Nghiên cứu tổng quan về biến áp


18

Máy biến áp có thể hiểu là loại máy dùng để biến đổi dịng điện xoay
chiều. Có loại máy biến áp biến đổi dòng điện từ cao xuống thấp hoặc từ thấp
lên cao tùy theo nhu cầu của người sử dụng.
Cấu tạo biến áp Gồm hai bộ phận chính: Lõi Thép (tôn silic)+ Dây
quấn ( dây đồng hoặc dây nhôm)
- Lõi thép của máy biến áp được xếp từ các lá tơn định hướng:
+ Dùng để dẫn từ thơng chính của Máy, được chế tạo từ vật liệu dẫn từ
tốt, thường là thép kỹ thuật điện hay lá tôn định hướng Mỏng ghép lại.
+ Để giảm dịng điện xốy trong lõi thép, người ta dùng lá thép kỹ thuật
điện, hai Mặt có sơn cách điện ghép lại với nhau thành lõi thép.
- Dây quấn
+ Dây quấn máy biến áp, quấn xung quanh lõi thép, được làm từ dây
đồng hoặc dây nhơm, có loại dây trịn, có loại dây dẹt, bên ngoài dây bọc một
hay nhiều lớp giấy cách điện
+ Được chế tạo bằng dây đồng hoặc nhơm có tiết diện trịn hoặc chữ

nhật, bên ngồi dây dẫn có bọc cách điện.