bảng thông đồ án môn học

BẢNG THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Họ và tên: Nguyễn Thế Sơn
Lớp : 48K-ĐTVT
MSSV : 0751080465
Tên đồ án: Thiết kế mạch báo chuông trường Đại Học Vinh
Lần Ngày Nội dung Nhận xét
Chữ kí
GVHD
1
2
3
4
5
Nhận xét chung:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ghi chú:
- Điều kiện để sinh viên được phép bảo vệ đồ án: Phải thông qua đầy đủ và
có chữ kí GVHD xác nhận.
- Bảng này phải được kẹp vào đầu quyển thuyết minh đồ án.
Vinh, ngày 17 tháng 3 năm 2010

Giáo viên hướng dẫn
Nguyễn Thị Quỳnh Hoa
1
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH SỐ
Mục lục
I. Lời mở đầu
II. Giới thiệu chức năng của hệ thống
III. Phân tích bài toán

IV. Sơ đồ khối
V. Thiết kế cụ thể cho từng khối :
1. Thiết kế khối nguồn
2. Thiết kế khối tạo xung chuẩn 1 Hz
3. Thiết kế khối đồng hồ số
4. Thiết kế khối khối hiển thị
5. Thiết kế khối giải mã đổ chuông
6. Thiết kế khối chuông
VI. Một số linh kiện thông dụng được dùng trong hệ thống :
1. IC giải mã 7 đoạn 74LS47
2. IC đếm mode 10 74HC192
3. IC giải mã BCD sang mã 10 74HC4028
4. IC tích hợp phần tử OR 74LS32P
5. IC tích hợp phần tử AND 74LS08
6. Led 7 đoạn chung Anot
VII. Sơ đồ mạch của hệ thống
VIII. Lời kết

Giáo viên hướng dẫn:

TS: Nguyễn Thị Quỳnh Hoa

Sinh viên thực hiện:
2
Nguyễn Thế Sơn
I. Lời mở đầu :
Các hệ thống điện tử ngày nay đã và đang thay thế các công việc hàng ngày
của con người từ những công việc từ đơn giản đến phức tạp như điều khiển
tín hiệu đèn giao thông, đo tốc độ động cơ hay tạo chuông báo giờ vào học, ra
chơi tại các trường học. các hệ thống này có thể thiết kế theo hệ thống tương

tự hoặc hệ thống số. Tuy nhiên trong các hệ thống điện tử thông minh hiện
nay người ta thường sử dụng hệ thống số hơn là các hệ thống tương tự bởi
một số các ưu điểm vượt trội mà hệ thống số mang lại đó là: độ tin cậy cao,
giá thành thấp, dễ dàng thiết kế, lắp đặt và vận hành… Để làm được tốt đồ án
này chúng ta phải có kiến thức về môn điện tử số, hiểu được cấu trúc và chức
năng của một số IC đếm, mạch giải mã, các cổng logic và một số kiến thức
về các linh kiện điện tử như tụ điện, transistor, diode…
Trong đồ án môn học này chúng em chọn đề tài thiết kế mạch đồng hồ báo
giờ các tiết học của trường đại học Vinh, với mục đích là cũng cố và vận
dụng một số kiếm thức đã học từ môn điên tử số, mạch tương tự…Và cuối
cùng là mong muốn ứng dụng mạch vào trong thực tế…
II. Giới thiệu chức năng :
Đồng hồ số báo chuông hoàn toàn tự động, có khả năng báo giờ vào học, ra
chơi, ra về của trường, có khả năng hiển thị thời gian hiện tại, có khả năng
chỉnh giờ, hoặt động với độ tin cậy cao sử dụng nguồn Pin, Ắc quy và điện
lưới 220v với một lần khởi động hệ thống và chỉnh thời gian duy nhất.
III. Phân tích bài toán :
Qua tìm hiểu thời gian ra chơi, vào học của trường em thấy:
Trường đại học vinh tổ chức 3 buổi học, mỗi buổi học kéo dài 5 tiết,
xen kẽ giữa các tiết học là thời gian ra chơi, thời gian ra chơi sau tiết 1,2,4 là
5 phút, sau tiết 3 là 10 phút. thời gian đổ chuông báo ra chơi là 10s, thời gian
đổ chuông báo vào học là 5s. thời gian vào học ca sáng là 7h, ca chiều là 13h,
ca tối 19h ứng với giờ mùa đông. Còn vào mùa hè thời gian vào học ca sáng
là 6h30’, ca chiều 13h30’, ca tối 18h30’ . Với thời gian phức tạp như thế ta
phải thiết kế được một đồng hồ số hoàn chỉnh, trên cơ sở đó thiết kế thêm
module giải mã thời gian, để nhận biết từng thời điểm đổ chuông đúng giờ và
hợp lý.
Khi thiết kế đồng hồ số ta lại phải thiết kế bộ đếm 24 cho khối giờ, bộ đếm
60 cho khối phút và khối giây. Xây dụng bộ giải mã để giải mã tín hiệu BCD
từ các IC đếm để hiển thị trên led 7 đoạn, ngoài ra còn phải có một khối

chỉnh thời gian, khối nguồn và khối tạo xung.
3
Khối tạo
xung 1Hz
Khối đồng hồ
Khối giải mã
đổ chuông
Khối
chuông
Khối chỉnh
thời gian
Khối nguồn
5v
Khối hiển thị
IV. Sơ đồ khối :
V. Thiết kế cụ thể cho từng khối
1. Khối nguồn
Trong hầu hết các mạch logic số nguồi nuôi thường duy trì ổn định ở
mức +5V. Do yêu cầu cao của hệ thống các nguồn nuôi thường được chế tạo
một cách đặc biệt nhằm đem lại hiệu quả, và tính ổn định cao.
Thông thường có 2 kiều nguồn chính:
+ Dùng pin hoặc ắc quy cho điện áp tương đối ổn định, mặc dù trên thị
trường không có loại pin hoặc ắc quy chuẩn 5v cho nên nếu dùng nó thì phải
qua một bộ biến đổi điện áp để đưa điện áp về dạng chuẩn hơn nữa trong quá
trình sử dụng, năng lượng trong pin, ắc quy hết đi hệ thống sẽ bị gián đoạn.
- Sơ đồ đưa điện áp 6V từ pin về điện áp chuẩn như sau:
4
+ Trên thực tế để có nguồn điện đáng tin cậy người ta hay dùng phương pháp
ổn áp dòng điện một chiều từ cuộn sơ cấp của biến áp sau khi đã chỉnh lưu
bằng cách sử dụng một IC loại 7805.

- Sơ đồ mắc mạch ổn áp dùng IC 7805 như sau:
2. Khối tại xung chuẩn 1Hz
Có nhiều cách để tạo ra xung chuẩn 1Hz như dùng dao động đa hài,
dùng mạch khuyếch đại có hồi tiếp dương, dùng thạch anh, và IC tạo dao
động chuyên dụng 555. Trong các cách đó nếu dùng thạch anh là chính xác
hơn cả bởi sai số của nó rất nhỏ, tuy nhiên khi dùng thạch anh ta lại phải tạo
ra một mạch tương đối phức tạp đó là khuyếch đại dao động nội từ thạch anh
sau đó lại phải tiến hành chia tần nhiều lần rất phức tạp. Để có một mạch dao
động tạo xung chuẩn tương đối chính xác người ta hay dùng IC555 bởi giá
thành rẻ, lắp ráp và vận hành tương đối đơn giản. trong đồ án này em đã sử
dụng loại IC này để tạo dao động.
- Sơ đồ của chân của IC này như sau:
5
- Cách mắc IC để tạo ra xung chuẩn:
Trong đó tần số của xung ra được tính theo công thức:
Hay t=ln2.C.(R
1
+2R
2
)
Trong qua trình thiết kế mạch ta chọn C=100uf, R
1
=10K, R
2
=2,2K.
vậy ta có xung ra là: t=ln2.100.10
-6
(10.10
-3
+2,2.2.10

-3
)
≈
1s
- Dạng xung ra ở chân số 3:
- Sơ đồ mạch trong thực tế như sau:
6
3. Khối đồng hồ
Trong khi thiết kế đông hồ chúng ta thấy:
Đồng hồ sử dụng 6 bộ đếm trong đó có 3 bộ đếm mod 10, 2 bộ đếm mod 6 và
1 bộ đếm mod 3. Các bộ đếm này được thiết kế dựa trên các triger như JK,
RS, D…và được hiết kế theo kiểu đếm đồng bộ hay không đồng bộ.
Để thiết kế bộ đếm 24 cho khối đếm giờ ta ghép nối 2 bộ đếm mod 3 và bộ
đếm mod 10 sau đó sử dụng mạch logic để khử trạng thái thừa. Để thiết kế bộ
đếm 60 ta nghép 2 bộ đếm 6 và bộ đếm 10.
- Thiết kế bộ đếm mod 3:
Bộ đếm mod 3 có 3 trạng thái là: (0, 1, 2) do đó cần số triger N>Log
2
3 hay
N=2, dùng 2 triger ta lại có thể mã hoá đến 2
2
trạng thái do đó ta thiết kế bộ
đếm mod 4 sau đó loại bỏ đi một trạng thái thừa.
- Sơ đồ bộ đếm mod 3:
Kiểu không đồng bộ:
-Kiểu đồng bộ:
7
Clock
Clock
- Bảng trạng thái của bộ đếm:

Đếm
TP
B A Trạng thái
trong bộ đếm
0 0 0 00
1 0 1 01
2 1 0 10
3 1 1 11
0 0 0 00
- Nguyên lý hoặt động:
Có thể biểu diễn thông qua giản đồ sóng sau:
Qa
- Thiết kế bộ đếm mod 6:
Tương tự như bộ đếm mod 3, để thiết kế bộ đếm mod 6(đếm từ 0 đếm 5) ta phải
dùng n triger sao cho n thoả mãn n>=log
2
6, do đó chon n=3, và số trạng thái có
thể có là: 2
3
= 8 như vậy là thừa 2 trạng thái.
- Bảng đếm:
Đếm
TP
Đếm nhị phân Trạng thái trong của
bộ đếm
A B C
0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 0 0 0 1
2 0 1 0 0 1 0
3 1 1 0 0 1 1

4 0 0 1 1 0 0
5 1 0 1 1 0 1
6
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
8
Q
b
Ck