BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN MỘT SỐ LINH KIỆN TRONG BỘ ĐẾM THUẬN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (851.4 KB, 20 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ</b>

*********************

<b>BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN </b>

<b>MỘT SỐ LINH KIỆN TRONG BỘ ĐẾM THUẬN</b>

<i><b>Giảng viên hướng dẫn: Tào Văn Cường</b></i>

Nhóm sinh viên thực hiện:

<b>Mã lớp: 742334</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>I.MỘT SỐ LINH KIỆN TRONG BỘ ĐẾM THUẬN1. IC 7447, IC 7490, IC 7400</b>

<i>1.1. IC 7447</i>

IC74LS47 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn. Mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn là mạch giải mã phức tạp vì mạch phải cho nhiều ngõ ra lên cao hoặc xuống thấp (tuỳ vào loại đèn led là anod chung hay catod chung) để làm các đèn cần thiết sáng nên các số hoặc ký tự. IC 74LS47 là loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng đủ cao để thúc trực tiếp các đèn led 7 đoạn loại anode chung. Output. Chân 11: 7-Segment c Output. Chân 12: 7-Segment b Output. Chân 13: 7-Segment f Output. Chân 14: 7-Segment g Output. Chân 15: 7-Segment a Output. Chân 16: Vcc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Ví dụ: Giải mã 4 đường sang 10 đường, giải mã BCD sang thập phân… Sơ đồ logic và bảng trạng thái.

<i><small> Báo cáo thực hành cơ sở: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc của các IC</small></i>

<i>1.2. IC 7490</i>

Trong các mạch số ứng dụng, ứng dụng đếm chiếm một phần tương đối lớn. IC 7490 là IC đếm thường được dùng trong các mạch số ứng dụng đếm 10 và trong các mạch chia tần số.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Cấu tạo của IC 7490 như hình sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Trong cấu tạo của IC 7490, ta thấy có thêm các ngõ vào Reset0 và Reset9. Bằng giá trị của IC 7490 theo các ngõ vào Reset như sau:

Khi dùng IC 7490, có 2 cách nối mạch cho cùng chu kỳ đếm 10, tức là tần số tín hiệu ở ngõ ra sau cùng bằng 1/10 tần số xung CK, nhưng dạng tín hiệu ra khác nhau. - Mạch đếm 2x5: nối ngõ ra QA với ngõ vào B, xung clock (CK) nối với ngõ vào A. - Mạch đếm 5x2: nối ngõ ra QD với ngõ vào A, xung clock (CK) nối với ngõ vào B.

<i>Bảng trạng thái đếm cho 2 dạng mạch đếm trên</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i>Dạng sóng ngõ ra sau cùng trong 2 trường hợp trên</i>

Theo như hình, ta thấy dạng sóng ở các ngõ ra của 2 mạch cùng đếm 10 nhưng khác nhau:

- Kiểu đếm 2x5 cho tín hiệu ra ở QD khơng đối xứng. - Kiểu đếm 5x2 cho tín hiệu ra ở QA đối xứng.

Sơ đồ nguyên lý mạch kiểm tra hoạt động của IC 7490:

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

1 1 0 Sơ đồ chân của IC 7400 và hình dạng thực tế:

74LS00 là thiết bị 14 PIN. Chip có sẵn trong các gói khác nhau và được lựa chọn tùy theo yêu cầu. Mô tả cho mỗi pin được đưa ra bên dưới.

CỔNG NAND 1

1 A1-INPUT1 của GATE 1 2 B1-INPUT2 của GATE 1 3 Y1-OUTPUT của GATE1 CỔNG NAND 2

4 A2-INPUT1 của GATE 2 5 B2-INPUT2 của GATE 2 6 Y2-OUTPUT của GATE2 CỔNG NAND 3

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

9 A3-INPUT1 của GATE 3 10 B3-INPUT2 của GATE 3 8 Y3-OUTPUT của GATE3 CỔNG NAND 4

12 A4-INPUT1 của GATE 4 13 B4-INPUT2 của GATE 4 11 Y4-OUTPUT của GATE4 CHÂN NGUỒN

7 GND- Kết nối với đất

14 VCC-Được kết nối với điện áp dương để cung cấp điện cho cả bốn cổng

<i>b. Tính năng và thơng số kỹ thuật của 74LS00</i>

- Dải điện áp hoạt động: +4.75 đến + 5.25V - Điện áp cung cấp tối đa: 7V

- Dòng điện tối đa được phép rút qua mỗi đầu ra cổng: 8mA - Đầu ra TTL

- ESD tối đa: 3,5KV

- Thời gian tăng điển hình: 15ns - Thời gian giảm điển hình: 15ns - Nhiệt độ hoạt động: 0°C đến 75°C

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Có nhiều lý do sử dụng 74LS00 trong các mạch điện tử. Dưới đây là một vài ví dụ về nơi nó được sử dụng. 74LS00 về cơ bản được sử dụng để thực hiện chức năng NAND. IC có bốn cổng NAND trong đó. Mỗi cổng có thể được sử dụng riêng biệt. Khi bạn muốn biến tần logic. Cổng NAND trong chip này có thể được cấu hình lại để biến chúng thành cổng NOT. Vì vậy, chúng ta có thể tạo 74ls00 thành chip bốn cổng NOT nếu cần thiết. Khi cần hoạt động NAND tốc độ cao. Chip này có thời gian chuyển đổi ít cần cho các ứng dụng tốc độ cao. Vì vậy 74LS00 có thể được sử dụng trong các hệ thống tần số cao.

74LS00 là một trong những IC rẻ. Nó rất phổ biến và ln có sẵn ở nhiều nơi.

<b>2. LED hiển thị 7 đoạn (7-segment Display / 7SEG)</b>

LED hiển thị 7 đoạn là thiết bị hiển thị chữ số và ký hiệu khác, có thể là một số chữ Latin, trong các thiết bị điện tử bằng các module chữ số hiển thị (digit) có 7 thanh (hay 7 đoạn), có thể kèm thêm dấu chấm ("."). Các thanh này được điều khiển mức độ hiện ánh sáng để tạo hình ra chữ số cần hiện.

<i><small>Một số ký tự LED 7SEG có thể biểu diễn (trong hệ HEX)</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

LED 7 đoạn bao gồm 7 đoạn đèn LED được xếp lại với nhau thành hình chữ nhật. Khi các đoạn lập trình để chiếu sáng thì sẽ hiển thị chữ số của hệ thập phân hoặc thập lục phân. Đơi khi có LED số 8 để hiển thị dấu thập phân khi có nhiều hơn 1 LED 7 thanh được nối với nhau để có thể hiển thị được các số lớn hơn 2 chữ số.

<i><small> Một số ký tự LED 7SEG có thể biểu diễn (trong hệ HEX)</small></i>

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. Chân Pin chung hiển thị thường được sử dụng để có thể xác định loại màn hình LED 7 thanh đó là loại nào. Có 2 loại LED 7 thanh được sử dụng đó là Cathode chung (CC) và Anode chung (CA).

<i><small>Sơ đồ mắc bên trong của LED 7SEG</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>- Cathode chung (CC): Trong màn hình Cathode chung thì tất cả các cực Cathode</b>

cả các đèn LED được nối chung với nhau với mức logic “0” hoặc nối Mass (Ground). Các chân còn lại là chân Anode sẽ được nối với tín hiệu logic mức cao (HIGHT) hay mức logic 1 thông qua 1 điện trở giới hạn dịng điện để có thể đưa điện áp vào phân cực ở Anode từ a đến G để có thể hiển thị tùy ý.

<b>- Anode chung (CA): Trong màn hình hiển thị Anode chung, tất cả các kết nối</b>

Anode của LED 7 thanh sẽ được nối với nhau ở mức logic “1”, các phân đoạn LED riêng lẻ sẽ sáng bằng cách áp dụng cho nó một tín hiệu logic “0” hoặc mức thấp “LOW” thông qua một điện trở giới hạn dòng điện để giúp phù hợp với các cực Cathode với các đoạn LED cụ thể từ a đến g.

Nói chung là LED 7 thanh Anode chung thường phổ biến hơn vì các mạch điện thường sử dụng nối với nguồn chung. Với một số lưu ý rằng LED 7 thanh Cathode chung thông thường các mạch đều nối cực dương chung và ngược lại vì thế nếu nối với dương nguồn của mạch thì LED 7 đoạn Cathode chung sẽ khơng thể phát sáng. Tùy thuộc vào các chữ số thập phân mà LED hiển thị. LED sẽ nên được phân cực thuận. Chẳng hạn, nếu hiển thị chữ số 0 thì chúng ta bắt buộc cần phải làm sáng 6 đoạn LED tương ứng đó là a, b, c, d, f. Do đó, các con số khác nhau sẽ được thể hiện từ 0 – 9 trên màn hình.

Đối với LED 7 thanh để hiển thị chính xác các ký tự mong muốn thì chúng ta có một bảng chân lý để giúp chúng ta nắm bắt và hiển thị những con số, ký tự một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>II.TÍN HIỆU SỐ</b>

Tín hiệu số là tín hiệu được sử dụng để biểu diễn dữ liệu dưới dạng một chuỗi các giá trị rời rạc; tại bất kỳ thời điểm nào, nó chỉ có thể đảm nhận một trong số các giá trị hữu hạn.

<i>Tín hiệu nhị phân, cịn được gọi là tín hiệu logic, là tín hiệu số có hai mức phân biệt</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Các tín hiệu số đơn giản biểu thị thơng tin trong các dải rời rạc của các mức tương tự. Tất cả các cấp trong một dải các giá trị đại diện cho cùng một trạng thái thông tin. Trong hầu hết các mạch kỹ thuật số, tín hiệu có thể có hai giá trị có thể; đây được gọi là tín hiệu nhị phân hoặc tín hiệu logic.

Chúng được biểu thị bằng hai dải điện áp: một dải gần giá trị tham chiếu (thường được gọi là điện áp đất hoặc 0 volt) và giá trị kia gần điện áp cung cấp. Các giá trị này tương ứng với hai giá trị "0" và "1" (hoặc "sai" và "đúng") của miền Boolean, do đó tại bất kỳ thời điểm nào, tín hiệu nhị phân đại diện cho một chữ số nhị phân (bit). Do sự rời rạc này, những thay đổi tương đối nhỏ đối với các mức tín hiệu tương tự khơng rời khỏi đường bao rời rạc và kết quả là bị bỏ qua bởi mạch cảm biến trạng thái tín hiệu. Kết quả là, tín hiệu số có khả năng chống nhiễu; nhiễu điện tử, miễn là nó khơng q lớn, sẽ khơng ảnh hưởng đến các mạch kỹ thuật số, trong khi nhiễu ln làm suy giảm hoạt động của tín hiệu tương tự ở một mức độ nào đó.

Tín hiệu số có nhiều hơn hai trạng thái đôi khi được sử dụng; mạch sử dụng các tín hiệu như vậy được gọi là logic đa trị. Ví dụ, các tín hiệu có thể giả sử ba trạng thái có thể được gọi là logic ba giá trị. Trong tín hiệu số, đại lượng vật lý đại diện cho thơng tin có thể là dịng điện hoặc điện áp thay đổi, cường độ, pha hoặc phân cực của trường quang hoặc điện từ khác, áp suất âm, từ hóa của phương tiện lưu trữ từ tính, vân vân. Tín hiệu số được sử dụng trong tất cả các thiết bị điện tử kỹ thuật số, đáng chú ý là thiết bị điện tốn và truyền dữ liệu.

Tín hiệu số nhận được có thể bị suy giảm do nhiễu và biến dạng mà không nhất thiết ảnh hưởng đến các số.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>III. CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN1. Hoạt động</b>

Cổng logic (logic gate) là mạch điện thực hiện một hàm Boole lý tưởng hóa. Có nghĩa là, nó thực hiện một phép toán logic trên một hoặc nhiều logic đầu vào, và tạo ra một kết quả logic ra duy nhất, với thời gian thực hiện lý tưởng hóa là khơng có trễ.

Các cổng đơn giản nhất có số ngõ vào tối thiểu của phép tốn (1 hoặc 2) đơi khi được hiểu là cổng logic cơ bản. Đó là 8 cổng: cổng Đệm, cổng NOT (đảo), cổng OR, cổng AND, cổng NOR, cổng NAND, cổng XOR, cổng XNOR. Các cổng phức hợp thì nhiều ngõ hơn. Gắn với cổng là bảng chân lý theo đại số Boole.

<i><small>Thực hiện các cổng logic cơ bản bằng cổng NAND</small></i>

Tất cả các biểu thức logic đều có thể được xây dựng thông qua các cổng NOT, AND và OR. Tuy nhiên, để thực hiện các biểu thức mà chỉ dùng một loại cổng NAND (hay cổng NOR), chúng ta sẽ biến đổi cổng NAND (hay cổng NOR) để thực hiện các cổng logic cơ bản AND, OR, NOT tương đương.

<b>2. Cấu tạo</b>

Cổng logic được lập bằng sử dụng diode hoặc transistor làm công tắc điện tử.

<i><small> Cấu tạo của cổng logic OR tạo thành từ Diode và Transistor</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>3. Ký hiệu</b>

Có hai bộ ký hiệu cho các cổng logic cơ bản. Cả hai định nghĩa trong ANSI / IEEE Std 91-1984, và trong phụ bản của ANSI / IEEE Std 91a-1991. Các "hình dạng đặc trưng" thiết lập, dựa trên sơ đồ truyền thống, được sử dụng cho các bản vẽ đơn giản, và có nguồn gốc từ MIL-STD-806 của năm 1950 và 1960. Nó đơi khi khơng chính thức được mô tả như là "quân đội", phản ánh nguồn gốc của nó.

Bộ ký hiệu "hình chữ nhật" dựa trên ANSI Y32.14 và tiêu chuẩn ban đầu khác, sau này tinh chế bởi IEEE và IEC, có viền hình chữ nhật cho tất cả các loại cổng và cho phép biểu diễn một phạm vi rộng hơn là chỉ có các chi tiết truyền thống.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Tiêu chuẩn IEC 60617-12 được nhiều bộ tiêu chuẩn khác chấp nhận, chẳng hạn như EN 60617-12:1999 ở châu Âu và BS EN 60617-12:1999 tại Vương quốc Anh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>4. Ứng dụng</b>

Các ứng dụng của cổng logic chủ yếu được xác định dựa trên bảng trạng thái của chúng, tức là phương thức hoạt động của chúng. Các cổng logic cơ bản được sử dụng trong nhiều mạch điện như khóa nút nhấn, kích hoạt báo trộm bằng ánh sáng, bộ điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống tưới nước tự động, v.v.

Ngồi ra, cổng logic cũng chính là các phần tử cấu thành nên các mạch tổ hợp chẳng hạn như mạch giải mã, mạch mã hóa, mạch đa hợp, mạch giải đa hợp,…

</div>