đề tài thiết kế mạch đếm 00 99 sử dụng ic 74ls192

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (335.1 KB, 18 trang )

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

<b>Đề Tài: THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM 00-99 SỬ DỤNG IC74LS192 </b>

<b>-TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT FPOLYTECHNIC</b>

<b> GVHD: G.V Phạm Hương GiangMơn: Điện tử cơng xuất</b>

<b>ASSIGNMENT</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trong trong Bộ Môn Điệnđã giảng dạy và truyền đạt kiến thức chun ngành để em có thể hồn thành bảnđồ án cơ bản một cách tốt nhất trong thời gian vừa qua.

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ths. Nguyễn thị Lan, người tận tìnhhướng dẫn, giúp đỡ cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để em có thể thựchiện và hồn thành nốt đề tài đồ án cơ bản đúng thời gian.

Tôi rất vui được viết lời nói đầu cho đề tài thiết kế mạch đếm này. Trong thời đạicông nghệ hiện đại, mạch đếm là một phần quan trọng trong nhiều ứng dụng điệntử, từ đồng hồ đếm thời gian đến bộ đếm tự động trong các quy trình sản xuấtcơng nghiệp.Mục tiêu của đề tài này là thiết kế một mạch đếm đơn giản và hiệuquả, có khả năng đếm các tín hiệu vào và đưa ra kết quả đếm tương ứng. Để đạtđược mục tiêu này, chúng ta sẽ sử dụng các phương pháp thiết kế mạch điện tử,bao gồm phân tích, thiết kế, mơ phỏng và kiểm tra mạch.

Trong lời nói đầu này, tơi hy vọng mang đến cho các bạn cái nhìn tổng quan về đềtài này và giúp các bạn hiểu rõ hơn về những thách thức và cơ hội trong quá trìnhthiết kế mạch đếm. Tơi hy vọng đề tài này sẽ hữu ích cho các bạn trong việc pháttriển các ứng dụng điện tử và nâng cao khả năng thiết kế mạch của các bạn.

Cảm ơn các bạn đã quan tâm đến đề tài này và chúc các bạn thành cơng trong qtrình học tập và nghiên cứu.

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

PHẦN 3. THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG...17

3.1. Yêu cầu thiết kế...17

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

Lập kế hoạch liên quan đến tài chính và quản lý dự án:...32

Mơ tả nội dung hướng dẫn sử dụng sản phẩm trong đồ án:...33

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

Hình 2.1. Hình ảnh thực tế của IC555...10

Hình 2.2. Sơ đồ chân IC555...10

Hình 2.3. Cấu tạo bên trong IC555...11

Hình 2.4. Hình ảnh thực tế IC74LS192...12

Hình 2.5. Sơ đồ chân IC74LS192...12

Hình 2.6. Cấu tạo bên trong IC74LS192...13

Hình 2.7. Hình ảnh thực tế của IC7447...14

Hình 2.8. Sơ đồ chân IC7447...14

Hình 2.9. Sơ đồ chân và hình ảnh thực tế của led 7 thanh...15

Hình 3.1. Sơ đồ khối tồn mạch...19

Hình 3.7. Sơ đồ ngun lý thiết kế trên Alium...23

Hình 3.8. Sơ đồ mơ phỏng trên Proteus...23

Hình 3.9. Sơ đồ mạch PBC thiết kế trên Altium...24

Hình 3.10. Hình ảnh 3D của mạch PBC...24

Hình 3.11. Mạch cắm và test trên breadboard...25

Hình 3.12. Mặt trước của mạch sau khi hồn thiện...26

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

Hình 3.13. Mặt sau của mạch sau khi hồn thiện...26Hình 4.1. Thử nghiệm mạch chạy mạch thực tế...27Hình 4.2. Tín hiệu xung đo được ở chân 3 IC555 và chân Q0 của IC74LS192...27

Hình 4.3. Tín hiệu xung đo được ở chân Q1 và Q2 IC74LS1192...28Hình 4.4. Tín hiệu xung đo được ở chân Q3 của IC đếm hàng đơn vị và chânQ0 của IC đếm hàng chục...28

Hình 4.5. Tín hiệu xung đo được ở chân Q1 và Q0 của IC đếm hàng chục29Hình 4.6. Tín hiệu xung đo được ở chân Q1 và Q2 của IC đếm hàng chục29

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

Trong đời sống công nghệ hiện đại ngày nay ngành kỹ thuật Điện tử là ngànhkỹ thuật mũi nhọn, hiện đại, được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của sảnxuất và đời sống và là đòn bẩy giúp các ngành khoa học kĩ thuật khác phát triển.Các hệ thống điện tử ngày nay rất đa dạng và đang thay thế các công việc hằngngày của con người từ đơn giản đến phức tạp. Việc hiện đại hoá năng suất laođộng bằng các thiết bị điện tự động là nhu cầu cấp thiết. Do đó yêu cầu máy móccần phải gọn nhẹ hơn, linh động hơn, uyển chuyển hơn, thông minh hơn và tiếtkiệm điện hơn. Vì vậy, ngành Cơng nghệ kỹ thuật Điện tử ngày càng đóng vai trịquan trọng trong sản xuất và đời sống.

Các thiết bị điện tử đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi vàmang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuật cũng như trong đờisống xã hội. Việc gia cơng xử lý tín hiệu trong các thiết bị làm việc dựa trênnguyên lý số có ưu điểm hơn hẳn các thiết bị điện tử làm việc dựa trên cơ sởnguyên lý tương tự.

<b> Đối tượng nghiên cứu: </b>

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là mạch đếm 00-99.

<b> Mục đích nghiên cứu: </b>

Kết hợp IC74LS192 với IC555, IC7447 tạo thành mạch đếm từ 00-99. Chứngminh khả năng và sự hiểu biết cũng như những kiến thức của những môn chuyênngành đã được học.

<b>1.2 Nhiệm vụ đề tài.</b>

Nội dung 1: Tìm hiểu nguyên lý, lý thuyết về mạch đếm số từ 5 đến 15.

Nội dung 2: Tìm hiểu về các IC 74LS912, IC7447, IC555, các linh kiện: điện trở,led 7 thanh…

Nội dung 3: Thiết kế bộ đếm, thiết kế mạch và thi công thực tế. - Hồn thành thiết kế- thi cơng thực tế.

- Mạch hoạt động tốt với độ bền cao.

- Có thể phát triển đề tài: mạch cộng dồn, đếm tăng…

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>Phần 2 Lý thuyết1.1. IC 555. </b>

 Giới thiệu IC555:

- Công dụng: Tạo ra xung vuông, xung tam giác, xung răng cưa.

<i>Hình 2.1. Hình ảnh thực tếcủa IC555</i>

- Các thông số cơ bản của IC 555: + Điện áp đầu vào: 2-18V.

+ Dòng điện cung cấp: 6mA- 15mA. + Điện áp logic ở mức cao: 0.5- 15V. + Điện áp logic ở mức thấp: 0.03- 0.06V. + Công suất lớn nhất: 600mW.

+ Nhiệt độ hoạt động: 0- 70<small>0</small>C.

- IC NE555 gồm có 8 chân<small>[5]</small>:

+ Chân số 1 (GND): cho nối đất để lấy dòng cấp cho IC.

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

+ Chân số 2 (Trigger): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh vàđược dùng như một chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp. Mạch so sánh ở đâydùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc.

+ Chân số 3 (Output): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic.Trạng thái của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1.

+ Chân số 4 (Reset): Dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nốimase thì ngõ ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõra tùy theo mức điện áp trên chân 2 và 6.

+ Chân số 5 (Control Voltage): Dùng làm thay đổi mức điện áp chuẩntrong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài nối mass.Tuy nhiên trong hầu hết các mạch ứng dụng chân số 5 nối mase qua 1 tụ từ0.01uF-> 0.1uF, các tụ có tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định.

+ Chân số 6 (Threshold): Là ngõ vào của 1 tần so áp khác. Mạch so sánhdùng transitor NPN, mức chuẩn là Vcc/3.

+ Chân số 7 (Dischager): Có thể xem chân này như 1 khóa điện và chịuđiều khiển bởi tầng logic của chân 3. Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đónglại, ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555dùng như 1 tầng dao động.

+ Chân số 8 (Vcc): Cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC. Cấu tạo bên trong và nguyên tắc hoạt động của IC 555<small>[7]</small>.

<i>Hình 2.3. Cấu tạo bên trong IC555 </i>

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

- Về bản chất thì IC 555 là 1 bộ mạch kết hợp giữa 2 con Opamp, 3 điện trở, 1transitor và 1 bộ Flipflop (ở đây dùng FFRS).

+ 2 OP- amp có tác dụng so sánh điện áp. + Transitor để xả điện.

+ Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp Vcc thành 3 phần.Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3Vcc nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3Vcc nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2nhỏ hơn 1/3Vcc, chân S= [1] và FF được kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn2/3Vcc, chân R của FF = [1] và FF được reset.

- Thơng số kỹ thuật:

+ Nguồn cấp cho IC: 2V- 6V.

+ Tần số lớn nhất có thể chịu được F<small>max</small>=54Mhz.

+ Nhiệt độ giới hạn: -40<small>o</small>C đến +85<small>o</small>C.

+ Dòng điện lớn nhất có thể chịu đựng I<small>Max</small>=4uA.

- Chức năng của các chân<small>[5]</small>:

+ Chân 8, 16 là 2 chân cấp nguồn cho IC. Chân 8 nối mass, chân 16 nốinguồn 5V.

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

+ Chân 4, 5 là chân nhận xung đếm từ bộ dao động chuyển sang. Chân 4(CP<small>U</small>) là chân đếm ngược, chân 5 (CP<small>D</small>) là chân đếm thuận.

+ Chân 11 (PL): là chân Preset (chân đặt trước giá trị), chân điều khiểncho IC làm việc ở đầu ra tích cực thấp.

+ Chân 14 (MR): là chân Master Clear, chân xóa làm việc ở mức tích cựccao, để IC đếm ta nối chân này xuống Mass.

+ Chân 15, 1, 10, 9 (P0, P1, P2, P3) là các đầu vào dữ liệu.

+ Chân 12 (TC<small>U</small>): là chân chuyển tiếp dùng cho đếm thuận. + Chân 13 (TC<small>D</small>): là chân chuyển tiếp dùng cho đếm ngược.

+ Chân 3, 2, 6, 7 (Q0, Q1, Q2, Q3): là các đầu ra của bộ đếm.

- Sơ đồ logic:

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

<i>Hình 2.6. Cấu tạo bên trong IC74LS192 </i>

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

đếm lên đến 9 thì tín hiệu TC<small>U</small> sẽ chuyển về mức thấp, ta dùng chân này để nốivào lối vào của xung clock của IC đếm hàng chục. Khi 2 IC đếm giây đếm đến99 thì lập tức tạo ra 1 xung đưa vào chân reset của 2 IC đếm, 2 IC này bọ resetvề 0 đồng thời tạo xung kích vào lối vào xung clock của IC đếm hàng đơn vịphút<small>[6]</small>.

- Thông số kĩ thuật: + Nguồn nuôi: 5V DC.

+ Dải nhiệt độ hoạt động: -55°C đến 125°C. + Dòng điện: 50mV.

- Chức năng các chân<small>[5]</small>:

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

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

+ Chân số 3: Dùng để kiểm tra các thanh LED 7 thanh cũng như các ngõra của IC.

+ Các chân 1, 2, 6, 7: Các ngõ vào của tín hiệu BCD. + Chân số 4: Chân cho phép đầu ra.

+ Chân số 5: Chân cho phép loại bỏ số 0 không mong muốn ở các bộ hiểnthị.

+ Các chân 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15: Các ngõ ra nối với LED 7 thanh. + Chân 8 và chân 16 cung cấp nguồn cho IC.

- Nguyên tắc hoạt động:

+ IC 7447 là IC tác động mức thấp nên các ngõ ra mức 1 là tắt, mức 0 làsáng ứng với các thanh a, b, c, d, e, f, g của LED 7 thanh loại anode chung, trạngthái ngõ ra tương ứng với các số thập phân (các số từ 10 đến 15 không được dùngtới).

+ Ngõ vào xóa BC được để khơng hay nối lên mức 1 cho đoạn hoạt độnggiải mã bình thường. Nếu nối lên mức 0 thì các ngõ ra đều tắt bất chấp trạng tháingõ ra.

+ Ngõ RBI được để khơng hay nối lên mức 1 dùng để xóa số 0 (số 0 thừaphía sau số thập phân hay số 0 trước số có nghĩa). Khi RBI và các ngõ vào D, C,B, A ở mức 0 nhưng ngõ vào LT ở mức 1 thì các ngõ ra đều tắt và ngõ vào xóadợn sóng RBO xuống mức thấp.

+ Khi ngõ vào BI/ RBO nối lên mức 1 và LT ở mức 0 thì ngõ ra đều sáng.

<b>1.4. LED 7 thanh. </b>

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

<i>Hình 2.9. Sơ đồ chân và hình ảnh thực tế của led 7 thanh</i>

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

- LED 7 thanh có cấu tạo gồm 7 LED đơn có dạng thanh xếp và có thêm mộtLED đơn hình trịn nhỏ thể hiện dấu chấm trịn ở góc dưới, bên phải của LED 7thanh.

- Bảng trạng thái LED 7 thanh:

<i>Bảng 2.2. Bảng trạng thái của led 7 thanh</i>

</div>

đề tài thiết kế mạch đếm 00 99 sử dụng ic 74ls192

<b>ASSIGNMENT</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về