Đồ án môn học mô hình điều khiển đèn giao thông ngã tư ppsx

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học

Đồ án môn học:
Mô hình điều khiển đèn
giao thông ngã tư
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 1

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
MỤC LỤC
Lời nói đầu 1
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2
Nhận xét của giáo viên phản biện 3
Ý tưởng thiết kế 4
Chương I – Cơ sở lí thuyết 6
I- Các cổng logic cơ bản 6
1. Phép toán OR và cổng OR 6
2. Phép toán AND và cổng AND 7
3. Phép toán NOT và cổng NOT 8
4. Hàm NOR 10
II- Các bộ đếm 10
1.Đặc điểm và phân loại bộ đếm 10
2.Một số bộ đếm sử dụng trong đề tài 11
2.1Bộ đếm nhị phân 11

2.1.1Bộ đếm nhị phân không đồng bộ 11
2.1.2 Bộ đếm nhị phân đồng bộ 14
2.2 Bộ đếm thập phân mã BCD 15
3. Các vi mạch ứng dụng 16
III- Bộ giải mã 20
1.Bộ giải mã hiển thị chữ số 20
2.Bộ giải mã BCD sang Led 7 thanh 21
3.Vi mạch ứng dụng 22
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 1

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
IV- Bộ tạo xung dao động 24
Chương II- Thiết kế mạch điều khiển đèn 26
I- Sơ đồ khối 26
II- Mạch nguồn và mạch tạo xung 28
III- Mạch chia tần tạo mã 80 : 10 điều khiển đèn 31
IV- Thiết kế mạch điều khiển 32
1. Một số quy ước 32
2. Mạch điều khiển đèn 34
3. Mạch đèn hiển thị làn đường I 35
4. Mạch đèn hiển thị làn đường II 36
Mặt trước của bo mạch 37
Mặt sau của bo mạch 38
5. Nguyên lí hoạt động 39
Chương III- Hướng mở rộng đề tài 41
1. Những khó khăn gặp phải khi thực hiện 41

2. Hướng mở rộng 41
Kết luận 42
Tài liệu tham khảo 43
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 2

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
Lời nói đầu
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con người
đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị hiện đại phục vụ công
cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Đặc biệt góp phần vào sự phát triển đó thì
ngành kĩ thuật điện tử đã góp phần không nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất
nước. Những thiết bị điện,điện tử được phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rỗng rãi
trong đời sống cũng như sản suất. Từ những thời gian đầu phát triển KTS đã cho thấy sự
ưu việt của nó và cho tới ngày nay tính ưu việt đó ngày càng được khẳng định thêm.
Những thành tựu của nó đã có thể biến được những cái tưởng chừng như không thể thành
những cái có thể, góp phần nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho con người.
Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của môn
KTS chúng em sau một thời gian học tập được các thầy cô giáo trong khoa giảng dạy về
các kiến thức chuyên nghành, đồng thời được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Đào Văn Đã,
cùng với sự lỗ lực của bản thân, chúng em đã “thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển
đèn giao thông ngã tư “ nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của chúng em
còn có hạn nên sẽ không thể tránh khỏi những sai sót . Chúng em rất mong được sự giúp
đỡ & tham khảo ý kiến cảu thầy cô và các bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề tài.
Hưng yên, tháng 04 năm 2010
Nhóm sinh viên thực hiện:
Lê Văn Tuấn

Loại Văn Tuấn
Nguyễn Mạnh Tuấn

1
2
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 1

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
3
4 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng yên, ngày… tháng 04 năm 2010.
Giáo viên hướng dẫn
Đào Văn Đã
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 2

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Hưng Yên ngày … tháng 04 năm 2010
Giáo viên phản biện
5
6
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 3

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học

7
8 Ý TƯỞNG THẾT KẾ
Mạch điều khiển dàn đèn giao thông tại ngã tư ưu tiên xe cơ giới, tại các góc đường,
đèn sẽ được bố trí như hình vẽ dưới đây. Mỗi góc của ngã tư đường sẽ gồm một bộ đèn
xanh, đỏ vàng dành cho xe cơ giới và đồng thời có led hiển
thị thời gian đếm ngược dành cho xe cơ giới để người đi xe tiện quan sát. Hướng chiếu
của các đèn và hướng đi lại trên đường sẽ được mô tả như hình vẽ.
Chiều mũi tên nhỏ chỉ hướng chiếu của đèn và người tham gia giao thông sẽ đi theo
hướng mũi tên đậm nằm trên đường và sẽ phải quan sát bộ đèn giao thông gần nhất bên
tay phải làm chỉ dẫn giao thông.
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 4

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
Khi các đèn làm nhiệm vụ điều khiển giao thông thì các bộ đèn đối diện nhau sẽ
có cùng trạng thái về màu đèn. Còn các bộ đèn ở đường kề sát sẽ ngược lại về màu đèn.
Ví dụ như bộ đèn ở nhánh này có màu xanh, vàng, đỏ thì đèn ở nhánh bên cạnh sẽ có
màu đỏ, vàng, xanh, việc thiết kế đèn vàng sáng giữa đèn xanh và đèn đỏ là để báo cho
phương tiện giao thông biết là sắp có sự chuyển đổi giữa hai đèn màu xanh và đèn màu
đỏ.
Do vậy, về cơ bản đèn điều khiển giao thông tại ngã tư được chia làm hai dàn: dàn
đèn 1 và dàn đèn 2.
Ngoài ra mạch còn được thiết kế hai chế độ làm việc ban ngày và ban đêm.Ở chế
độ làm việc ban ngày, các đèn led sẽ hoạt động bình thường. Còn ở chế độ ban đêm sẽ
chỉ có một đèn vàng nhấp nháy theo xung nhịp đưa vào.Hai chế độ được thiết lập chuyển
mạch bằng công tắc.
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã

Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 5

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
9
10 Chương I: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
I- Các cổng logic cơ bản
2. Phép toán OR và cổng OR
a. Phép toán OR hay còn được gọi là phép cộng logic.
+ Hàm OR (hàm hoặc): y = x
1
+ x
2

+ Bảng chân lý:
Mạch điện minh hoạ quan hệ logic OR

+ Mở rộng cho trường hợp tổng quát có n biến: y = x
1
+ x
2
+ …. + x
n.
Mạch điện thực hiện quan hệ logic OR được gọi là cổng OR.
b. Cổng OR:
+ Định nghĩa: Là mạch có từ hai đầu vào trở lên và có đầu ra bằng tổ hợp or các biến đầu
vào.
+ Giản đồ thời gian:

+ Ký hiệu logic:
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 6
x
1
x
2
y
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
x
1
x
2
y
X
1
X
2
y

-
+
X
1
X
2
y
X
1
X
2
y
1
X
1
X
2
y

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
+ Mạch điện dùng điốt bán dẫn:
Điện áp sụt trên điốt khi phân cực
thuận là 0.7V.
Khi V
x1
= V
x2

= 0V thì
V
y
= 0V – 0.7V = -0.7V.
Khi V
x1
= 0V, V
x2
= 3V hoặc V
x1
= 3V, V
x2
= 0V thì V
y
= 3V – 0.7V = 2.3V (do 2 điốt có
katốt nối chung nên anốt nào có điện thế cao hơn sẽ dẫn điện mạnh hơn làm cho điốt kia chịu
phân cực ngược và ở trạng thái ngắt hở mạch).
Khi V
x1
= V
x2
= 3V thì V
y
= 3V – 0.7V = 2.3V.
Nếu có n đầu vào thì mắc n điốt tương tự như trên.
3. Phép toán AND và cổng AND
a. Phép toán AND hay còn được gọi là phép nhân logic.
+ Hàm AND (hàm và): y = x
1
.x

2
+Bảng chân lý:
x
1
x
2
y
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
Mạch điện
minh hoạ quan hệ logic AND
+ Mở rộng cho trường hợp tổng quát có n biến: y = x
1
. x
2
.… . x
n.
.
Mạch điện thực hiện quan hệ logic AND được gọi là cổng AND.
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã

Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 7
x
1
x
2
y
E=-12V
R
0
0V
+3V
-0.7V
+2.3V
X
1
X
2
y
-
+

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
b. Cổng AND
+ Định nghĩa: Là mạch có từ hai đầu vào trở lên và một đầu ra bằng tổ hợp AND các biến
đầu vào.
+ Giản đồ thời gian:
+ Ký hiệu logic:

+ Mạch điện dùng điốt bán dẫn:
Điện áp sụt trên điốt khi phân cực thuận là 0.7V.
Khi V
x1
= V
x2
= 0V thì
V
y
= 0V + 0.7V = 0.7V.
Khi V
x1
= 0V, V
x2
= 3V
hoặc V
x1
= 3V, V
x2
= 0V thì
V
y
= 0V + 0.7V = 0.7V (do 2 điốt có anốt nối chung nên katốt nào có điện thế thấp hơn sẽ
dẫn điện mạnh hơn làm cho điốt kia chịu phân cực ngược và ở trạng thái ngắt hở mạch). Khi
V
x1
= V
x2
= 3V thì V
y

=3V + 0.7V=3.7V.
Nếu có n đầu vào thì mắc n điốt tương tự.
4. Phép toán NOT và cổng NOT
a. Phép toán NOT hay còn được gọi phép đảo hay phép phủ định
+ Hàm NOT (hàm đảo):
xy =
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 8
x
1
x
2
y
&
x
1
x
2
y
X
1
X
2
y
x
1
x
2
y
E=+12V

R
0
0V
+3V
+0.7V
+3.7V

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
+ Bảng chân lý:
X y
0
1
1
0
Mạch điện minh hoạ quan hệ logic NOT:
Mạch điện thực hiện quan hệ logic NOT được gọi là cổng NOT.
b. Cổng NOT
+ Định nghĩa: Là mạch có duy nhất một đầu vào và mức logic ở đầu ra luôn ngược với mức
logic ở đầu vào.
+ Giản đồ thời gian:
+ Ký hiệu logic:
+ Mạch điện:
Trong cổng NOT, tranzito làm việc ở chế độ đóng mở. Khi x ở mức thấp thì T ngắt
hở mạch, y ở mức cao. Khi x ở
mức cao thì T thông bão hoà, y ở
mức thấp. Tác dụng của nguồn
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã

Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 9
x
y
y
-
+
x
R
V
B
= -12V
R
2
y
V
cc
= +12V
R
1
R
c
E
Q
= 2.5V
D
Q
0.3
V
3.2
V

0.3
V
3.2
V
x
x
y
1
x
y

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
âm E
B
là đảm bảo T ngắt hở mạch tin cậy khi x ở mức thấp. E
Q
và D
Q
có tác dụng giữ mức
cao đầu ra ở giá trị quy định.
5. Hàm NOR (không hoặc: NOT - OR)
+ Hàm logic:
21
xxy +=
+ Bảng chân lý:
+ Ký hiệu logic:
+ Trong trường hợp tổng quát nếu n biến ta cũng có:

10.1
n
xxxy +++=
21
10.2
II- Các bộ đếm
1. Đặc điểm và phân loại bộ đếm.
a) Đặc điểm.
Đếm là khả năng nhớ được số xung đầu vào; mạch điện thực hiện thao tác đếm gọi
là bộ đếm. Số xung đếm được biểu diễn dưới các dạng số nhị phân hoặc thập phân.
Đếm là một thao tác rất quan trọng, được sử dụng rất rộng rãi trong thực tế, từ các
thiết bị đo chỉ thị số đến các máy tính điện tử số. Bất kỳ hệ thống số hiện đại nào cũng có
bộ đếm.
b) Phân loại.
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 10
x
1
x
2
y
0
0
1
1
0
1
0
1
1

0
0
0
X
1
X
2
y
X
1
X
2
y
1
X
1
X
2
y

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
Có 3 cách phân loại.
+ Căn cứ vào tác động của xung đầu vào người ta chia làm 2 loại
- Bộ đếm đồng bộ.
- Bộ đếm dị bộ.
Bộ đếm đồng bộ có đặc điểm là xung Clock đều được đưa đồng thời đến các FF.
Bộ đếm dị bộ thì xung Clock chỉ được đưa vào FF đầu tiên, còn các FF tiếp theo thì lấy

tín hiệu tại đầu ra của FF phía trước thay cho xung Clock.
+ Căn cứ vào hệ số đếm người ta phân chia thành các loại:
- Bộ đếm nhị phân.
- Bộ đếm thập phân.
- Bộ đếm Modul bất kỳ.
Nếu gọi n là số ký số trong mã nhị phân (tương ứng với số FF có trong bộ đếm) thì
dung lượng của bộ đếm là N = 2
n
. Đối với bộ đếm thập phân thì N = 10 là trường hợp
đặc biệt của bộ đếm N phân.
N là dung lượng của bộ đếm hoặc có thể nói là độ dài đếm của bộ đếm, hoặc hệ số
đếm.
+ Căn cứ vào số đếm tăng hay giảm dưới tác dụng của xung đầu vào người ta chia ra làm
3 loại:
- Bộ đếm thuận (Up Counter).
- Bộ đếm nghịch (Down Cuonter).
- Bộ đếm thuận nghịch.(Up/Down).
2. Một số bộ đếm sử dụng trong đề tài
2.1 Bộ đếm nhị phân:
Hệ đếm nhị phân được cấu trúc bởi các trigơ, các trạng thái ngõ ra được xác lập
dưới dạng mã nhị phân biểu thị bằng các trạng thái 0 và 1.
2.1.1 Bộ đếm nhị phân không đồng bộ (đếm nối tiếp):
b) Khái niệm: là bộ đếm mà các trigơ mắc nối tiếp với nhau, lối ra trigơ trước được
nối với lối vào của trigơ sau.
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 11

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án

môn học
c) Đặc điểm: xung CLK không được đưa đồng thời vào các trigơ mà chỉ được đưa vào
và làm chuyển trạng thái của trigơ đầu tiên, lối ra của trigơ trước làm chuyển trạng
thái của trigơ liền sau nó.
d) Phân loại: trong đếm nhị phân không đồng bộ có các loại sau:
♦ Đếm tiến (Up counter):
- Sơ đồ:
- Giải thích sơ đồ: đây là sơ đồ đếm nhị phân không đồng bộ 4 bít đếm thuận
+ Muốn xoá: Pr=1, CLR=0. Muốn đặt: Pr=0, CLR=1
+ Để bộ đếm làm việc đặt mức lôgic J=K=1 ;CLR=1
+ Xung nhịp tác động vào trigơ có trọng số nhỏ nhất và tác động bởi sườn âm
nên khi CLK chuyển từ 1 về 0 thì lập tức đầu ra Q1=1; Q2, Q3, Q4=0
Trigơ 2 thay đổi trạng tháI khi Q1 chuyển từ 1 về 0
Trigơ 3 thay đổi trạng tháI khi Q2 chuyển từ 1 về 0
Trigơ 4 thay đổi trạng tháI khi Q3 chuyển từ 1 về
Đếm lùi(up/down):
-Sơ đồ:
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 12

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học

- Giải thích:
Ta thấy bộ đếm ngược chỉ khác bộ đếm thuận ở chỗ lối ra Q(đảo) của trigơ trước được
nối vào CLK của trigơ sau nên trigơ sau sẽ chuyển trạng thái khi trigơ trước nó chuyển từ
1 về 0
♦ Bộ đếm thuận ngược tuỳ ý:

Để có một bộ đếm vừa thuận vừa ngược ta thêm một đầu vào điều khiển tiến lùi
UP/DOWN.
- Sơ đồ:
- Giải thích:
* Đếm tiến :khi cho lối vào đIều khiển tiến lùi U/D=1 lối ra Q của trigơ trước nối với
CKL của trigơ tiếp theo .Sơ đồ tương đương như hình 1.1
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 13

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
* Đếm lùi: khi cho lối vào điều khiển U/D=0 lối ra Q(đảo) của trigơ trước nối với CLK
của trigơ tiếp theo .Sơ đồ như hình 1.2
e) Ưu nhược, điểm của bộ đếm không đồng bộ :
- Ưu điểm: đơn giản do đòi hỏi ít linh kiện
- Nhược điểm :Tác động chậm vì thời gian trễ khá lớn do mỗi trigơ hoạt động nhờ
sự chuyển trạng thái tại đầu ra của trigơ trước nó.
2.1.2 Bộ đếm nhị phân đồng bộ (đếm song song)
- Khái niệm : là bộ đếm mà xung nhịp được kích đồng thời vào tất cả các trigơ
- Sơ đồ:
- Nguyên lí làm việc:
 Điều kiện cho các trigơ JK hoạt động:
- Đầu vào J = K = 1
- Xung CLK phải lật trạng thái từ 1 về 0
- Đầu vào Reset = 1
 Tạo mức logic CE
0
= 1 (5V)

 Tại thời điểm ban đầu CLK nhảy từ 1 về 0, lập tức đầu ra Q
1
= 1, do
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 14

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
CE
0
= 1 các CE đều bằng 0
1
nên các đầu ra khác giữ nguyên trạng thái Q
i
= 0
CE
1
= 1 đặt điều kiện cho trigơ JK thứ 2 hoạt động.
 Khi xung CLK nhảy từ 1 về 0, thì lập tức Q
1
nhảy từ 1 về 0 khi đó Q
2
có đủ điều
kiện hoạt động lập tức nhảy lên mức 1 còn các Q
1
khác giữ nguyên trạng thái cũ.
 CE
2

= 1 đặt điều kiện cho trigơ JK thứ 3 hoạt động và lập tức nhảy lên 1.
 Như vậy trigơ JK chỉ lật trạng thái khi trigơ JK ở cấp thấp hơn nó lật trạng thái từ
1 về 0 các xung CLK được đưa vào song song các trigơ JK. Cho nên bộ đếm sẽ đếm
tuần tự.
 Xét tăng dung lượng bộ đếm:
Khi cần đếm số lượng xung lớn hơn 15, người ta không kéo dài thêm trigơ vào sau
trigơ số 4 mà ghép từng nhóm 4 trigơ. Việc ghép liên tiếp các bộ đếm 4 bit phảI dùng tín
hiệu nhớ E và CE, các tín hiệu này được tạo bằng các mạch logic phụ.
 Ưu nhược điểm của bộ đếm đồng bộ so với bộ đếm không đồng bộ:
Trong một bộ đếm đồng bộ mọi trigơ sẽ thay đổi trạng tháI đồng thời, nghĩa là chúng
được đồng bộ hoá theo theo mức tích cực của xung nhịp. Do đó không giống như bộ đếm
không đồng bộ, những khoảng trễ do truyền sẽ không được cộng lại với nhau mà nó chỉ
bao gồm thời gian trễ của một trigơ cộng với thời gian dành cho các mức logic mới
truyền qua một cổng AND.
Thời gian trễ là như nhau bất kể bộ đếm có bao nhiêu trigơ. Nói chung là thời gian
trễ bé hơn nhiều so với bộ đếm không đồng bộ. Do đó, bộ đếm đồng bộ có thể hoạt động
ở tần số cao hơn, dĩ nhiên mạch điện của bộ đếm không đồng bộ phức tạp hơn.
2.2 Bộ đếm thập phân mã BCD:
Với bộ đếm modul 16, khi hết xung thứ 16 thì Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
=0000. Muốn có bộ đếm
modul 10 thì đến xung thứ 10 ta có Q
D
Q

C
Q
B
Q
A
=0000. Chúng ta biết với bộ đếm modul
16 đến xung thứ 10 thì Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
= 1010, để có được Q
D
Q
C
Q
B
Q
A


= 0000 thì phải dập
hai số “1” đi. Muốn vậy ta phảI đưa hai lối ra Q
D
và Q
B
(có giá trị là 1 cần dập đi) vào hai

lối vào của một cổng NAND. Để xây dựng bộ đếm thập phân có kđ 10 phải dùng ít nhất
4FF.
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 15

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
a) Sơ đồ của bộ đếm BCD không đồng bộ đếm tiến:
b) Giải thích sơ đồ:
Sơ đồ gồm 4 trigơ ghép nối tiếp với nhau. Lấy trạng thái 10 đưa quay trở về reset các
trigơ. Đầu vào J=K=1 đưa đồng thời vào các trigơ, xung CLK được đưa vào trigơ có đầu
ra có trọng số nhỏ nhất rồi lấy đầu ra đó làm xung cho trigơ tiếp theo có đầu ra có trọng
số nhỏ hơn. Vì đây là bộ đếm 10 (1010) nên có 6 trạng thái không xác định. Ta lấy đầu ra
Q
B
và Q
D
cho qua cổng NAND rồi cùng CLK qua một cổng AND vào reset. Cổng AND
giúp ta xoá bộ đếm về 0 tại thời điểm bất kỳ.
+ Bộ đếm BCD không đồng bộ đếm lùi chỉ cần nối Q(đảo) với CLK.
+ Bộ đếm BCD đồng bộ thì xung CLK được đưa đồng thời vào các trigơ (tương tự bộ
đếm nhị phân).
c). Các vi mạch ứng dụng:
- Các vi mạch họ TTL: 7490, 74160, 74162, 74168, 74176, 74190, 74192, 74196,
74293, 74490.
- Các vi mạch họ CMOS: 4029, 40102, 4534, 4518, 40162, 40192
3. Các vi mạch ứng dụng:
- Các vi mạch đếm nhị phân họ TTL: 7493, 7490,74163, 74193, 74192.

Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 16

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
- Các vi mạch đếm nhị phân họ CMOS: 4020, 4024, 4040, 4060, 4516, 4520,
4521, 4526, 4727, 40103, 40161, 40163, 40193.
*Xét IC 7493:

Hình dáng bên ngoài
Sơ đồ khối:
IC 7493
Sơ đồ khối của IC7493
Nó gồm hai mạch có thể hoạt động độc lập nhau: Một mạch chia đôi tần số (DIV2)
với đầu vào là CLK1 và đầu ra là Q
0
; một mạch chia 8 tần số, với đầu vào là CLK2 và
đầu ra là Q
3
sẽ có dãy xung vuông góc lặp với tần số f thì ở đầy ra Q
3
sẽ có dãy xung
vuông góc tần số f/8. Mạch DIV.8 cũng có thể sử dụng như bộ đếm không đồng bộ nhị
phân 3 bít. Xung đếm dẫn vào CLK2, số nhị phân ở cửa ra là Q
3
Q
2
Q

1
(Q
1
có trọng số thấp
nhất -2
0
, Q
3
có trọng số cao nhất -2
2
).
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 17

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
IC 7493 có thể sử dụng làm bộ đếm nhị phân 3 bít (bộ đếm modul 8). Nó cũng có
thể ding làm bộ đếm nhị phân không đồng bộ 4 bit, với đầu vào xung đếm đặt ở CLK1,
số nhị phân ở cửa ra là Q
3
Q
2
Q
1
Q
0
(Q
0

có trọng số 2
0
, Q
3
có trọng số 2
3
) và đầu Q
0
phảI nối
với CLK2.
Có thể sử dụng IC 7493 làm các bộ chia 2, chia 8 và chia 16 tần số.
Hai đầu CLR1, CLR2 là hai đầu xoá. Khi CLR1= CLR2=1 logic thì đầu ra bị xoá.
Vậy để mạch hoạt động phải nối mass hai đầu này (CLR1=CLR2 = 0 logic).
* Vi mạch 74192,74193 :
IC 74192 là bộ đếm modul 10, IC 74193 là bộ đếm nhị phân 4 bit (modul 16). Cả hai
IC có vỏ vầ cách bố trí chân hoàn toàn giống nhau. IC 74192, 74193 có hai đầu vào đếm
UP và DOWN. Nếu xung đếm đưa vào UP (còn đầu vào DOWN đặt giá trị 1 logic) thì bộ
đếm sẽ đếm thuận. Ngược lại, nếu xung đầu vào DOWN (còn UP = 1 logic), bộ đếm sẽ
đếm ngược. Nếu đồng thời có hai dãy xung đưa vào đầu vào UP và DOWN thì mạch sẽ
hoạt động theo cach đếm thuận, nghịch.
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 18

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
Mạch có đầu CLR (CLEAR) để xoá nội dung bộ đếm. Khi CLR = 1 logic, bộ đếm
bị xoá. Vậy, để mạch có thể đếm được thì phảI đặt CLR = 0 logic và
Load

=1 logic.
Các đầu ra
COBO,
có quan hệ logic với các đầu vào/ra khác như sau:
)74193(
)74192(

ICQDQCQBQAUPCO
ICQQUPCO
QQcQQDOWNBO
DA
DBA
=
=
=
Ta thấy khi đếm ngược thì
CO
luôn bằng 0 logic (vì UP = 1logic), còn đầu ra
BO
chỉ nhảy từ giá trị 1 logic xuống 0 logic khi nội dung bộ đếm giảm xuống số 0 (Q
A
= Q
B
=
Q
C
= Q
D
= 0) và không có xung đếm ở đầu vào DOWN, lúc đếm thuận thì ngược lại đầu
BO

luôn bằng 1 logic ; đầu ra
CO
chỉ nhảy từ 1 logic xuống 0 logic khi bộ đếm đã đạt
tới dung lượng của nó N
max
=15 với IC 74193 và không có xung ở đầu vào UP.
III-Các bộ giải mã
11 1.Bộ giải mã hiển thị chữ số
Thiết kế bộ giải mã hiển thị cho LED 7 thanh với tín hiệu
đầu vào là mã BCD (8421).
Sơ đồ khối :
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 19

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học

Hình dạng bên ngoài
Led nối anot chung:
Led nối catot chung:
Bảng trạng thái của bộ giải mã
D B C A a b c d e f g
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 20

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
2. Bộ giải mã BCD sang LED 7 thanh
2.1 Khái niệm :
Mã nhị phân BCD được chuyển sang thập phân và được hiển thị các số thập phân
dưới dạng 7 đoạn sáng , ứng với mỗi tổ hợp xác định các thanh sáng sẽ hiển thị cho ta 1
số ở hệ thập phân.
2.2 Sơ đồ tổng quát:
3. Vi mạch ứng dụng :
Trong thực tế người ta đã chế tạo sẵn các vi mạch để giải mã nhị phân ra 7 đoạn:
Các vi mạch 7448, 74LS48, 7449, 74LS49 là các IC giải mã 7 đoạn có lối ra tác
động ở mức cao ta có thể dùng chúng để giải mã từ mã BCD ra thập phân quy luật hiển thị
các chữ số thập phân của các vi mạch này về cơ bản giống như bảng chân lý trên, chỉ khác
đôi chút là số 6 không dùng thanh a và số 9 không dùng thanh d.
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 21
A
B
C
D

a
b
g
Bộ giải
mã

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện-Điện Tử Đồ án
môn học
Các mạch giải mã 7 đoạn 7447A, 74L47, 74S47 là các vi mạch 16 chân, số 6 và số
9 chỉ có 5 thanh sáng giống như 7448, 7449. Vi mạch có lối ra tác động thấp (mức 0) nên
đèn chỉ thị 7 đoạn có anốt chung.
Mạch giải mã MC 14495 cũng là giải mã nhị phân ra 7 đoạn. Vi mạch 16 chân, có lối
ra tác động cao (mức 1) nên đèn chỉ thị 7 đoạn có katốt chung. Số 6 và số 9 có 6 thanh
sáng, các số thập phân: 10, 11, 12, 13, 14, 15 được hiển thị giống như các chữ số trong hệ
thập lục phân. Trên hình 4.23 minh hoạ sự hiển thị của các đèn chỉ thị số theo mã 7 đoạn
khi nó được dùng với mạch giải mã MC 14495.
Khảo sát với vi mạch 74247
- Sơ đồ vi mạch

+V
V3
5V
abcdefg.
V+
DISP1
+V
V2
5V
74LS47
A3
A2
A1
A0
test
RBI
g
f
e
d
c
b
a
RBO
U2
74LS192
CPU
CPD
PL
MR

D3
D2
D1
D0
TCU
TCD
Q3
Q2
Q1
Q0
U1
CP1
CP2
Q1
Q2
Giải thích sơ đồ :
Giáo viên hướng dẫn: Đào Văn Đã
Nhóm sv thực hiện: Lê Văn Tuấn-Loại Văn Tuấn-Nguyễn Mạnh Tuấn 22