thiết kế ổ cắm hẹn giờ dùng vi xử lý 8951

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô khoa
Điên – điện tử
Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHM đã truyền thụ
những kiến thức cơ bản, giúp em hoàn thành đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn thầy Trương Ngọc Anh,thầy đã hết
lòng giúp đỡ ,hướng dẫn tận tình cho em những kiến thức
quý báu để em hoàn thành đề tài này.
Cuối cùng em xin cảm ơn toàn thể các thành viên lớp
099011A đã tận tình chia sẽ giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện đề tài.
Sinh viên thực hiện
Bùi Thanh Thuận

1
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Chương 1: Dẫn nhập
1.1 Lý do chọn đề tài:
Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật
và trong dân dụng.Các bộ vi điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp
mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ ,nó đã thay thế các tủ điều khiển lớn và phức tạp

bằng những mạch điện gọn nhẹ ,dễ dàng thao tác và sử dụng.
Vi điều khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to
lớn vào việc phát triển thông tin. Chính vì những lý do trên ,việc khảo sát,tìm hiểu vi
điều khiển là điều mà các sinh viên ngành điện và đặc biệt là sinh viên chuyên ngành
điện-điện tử hết sức quan tâm. Đó chính là một nhu cầu cần thiết và cấp bách đối với
bản thân em nói riêng và mỗi bạn sinh viên nói chung,đề tài này đươc thực hiện nhằm
đáp ứng yêu cầu đó.
Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và sử dụng
được lại là một điểu rất phức tạp. Phân công việc xử lý chính vẫn phụ thuộc vào con
người ,đó chính là chương trình. Nếu không có sự can thiệp tham gia của con người
thì hệ thống vi điều khiển cũng chỉ là những “cái xác không hồn”.
Vậy làm thế nào để thổi” hồn” vào những cái xác đó?cách thức thiết kế xây dựng
phần cứng như thế nào? thủ thuật lập trình để điều khiển phần cứng đó ra sao?
Em quyết định chọn đề tài thiết kế ổ cắm hẹn giờ dùng vi xử lý 8951 để tìm ra câu trả
lời cho những câu hỏi trên.
1.2 giới hạn đề tài








Đề tài sử dụng các IC số và các họ vi xử lý 89 và PIC.
Giao tiếp quang dùng opto triac MOC 3020 tải AC
Hiển thị trên 4 led 7 đoạn,
2 led tương ứng với mỗi ổ cắm
4 nút nhấn
Tối đa 99 phút đếm xuống.

Dùng real time

2
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Chương 2: Cơ sở lý luận
2.1. Giới thiệu linh kiện sử dụng trong mạch.
- Vi xử lý 8951
- Ic 7805
- Ic 74247
- Ic Moc 3020
- Ds1 307
- Led 7 đoạn (anode chung
- Transistor a1015
- Led đơn
- Diode
- Thạch anh
- Tạo xung dao động cho vi xử lý hoạt động
1.Vi xử lý 8951
Chức năng chính : là thành phần điều khiển trung tâm của mạch.
Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau :











8 KB EPROM bên trong.
128 Byte RAM nội.
4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.
Giao tiếp nối tiếp.
64 KB vùng nhớ mã ngoài
64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.
Xử lí Boolean (hoạt động trên bit đơn).
210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
4 μs cho hoạt động nhân hoặc chia.

3
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Sơ đồ khối

4
SVTH :BÙI THANH THUẬN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Sơ đồ chân

Chức năng các chân của 8951:
8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có 24
chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt
động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các
bus dữ liệu và bus địa chỉ.
a.Các Port:
Port 0 :
Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của 8951. Trong các thiết kế cỡ
nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO. Đối với các
thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu.
Port 1
Port 1 là port IO trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2, … có
thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port 1 không có chức năng
khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài.
Port 2 :
5
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21 - 28 được dùng như các đường xuất

nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.
Port 3:
- Port 3 là port có tác
dụng kép trên các chân 10
- 17. Các chân của port
Tên
Chức năng chuyển đổi
này có nhiều chức năng,
các công dụng chuyển đổi
có liên hệ với các đặc tính
đặc biệt của 8951 như ở
bảng sau: Bit
P3.0
RXT
Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
P3.1
TXD
Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.
P3.2
INT0\
Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.
P3.3
INT1\
Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.
P3.4
T0
Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 0.
P3.5
T1
Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 1.

P3.6
WR\
Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.
P3.7
RD\
Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):
PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở
rộng thường được nói đến chân 0E\ (output enable) của Eprom cho phép đọc các byte mã
lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các mã lệnh của
chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh bên
trong 8951 để giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chương trình trong ROM nội PSEN sẽ ở
mức logic 1.
Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) :
Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ liệu do
đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín
hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.
Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ
thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được
dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Chân ALE được dùng làm ngõ
vào xung lập trình cho Eprom trong 8951.
Ngõ tín hiệu EA\(External Access):
Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở mức 1, 8951
thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte. Nếu ở mức 0, 8951
sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V
khi lập trình cho Eprom trong 8951.
Ngõ tín hiệu RST (Reset)

6
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951. Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít
nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi
động hệ thống. Khi cấp điện mạch tự động Reset.
Các ngõ vào bộ dao động X1, X2:

Bộ dao động được tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết kế chỉ cần
kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ. Tần số thạch anh thường sử
dụng cho 8951 là 12Mhz.
Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V.
Chức năng chi tiết vi điều khiển 8951
Port P3.0 ,p3.1, p3.2, p3.3 kết nối với 4 nút nhấn lần lược tương ứng
MODE,UP,DOWN và ENTER,nhằm tiếp nhận thông tin từ 4 nút nhấn này.
Port p1.0, p1.1,p1.2,p1.3 kết nối với 4 ngõ vào ic giải mã 74247, để gửi mã số cho ic
giải mã.
Port p0.2,p0.3,p0.4,p0.5 kết nối với 4 transistor để điều khiển quét led.
Port p2.0,p2.1 điều khiển kích dẫn optotriac MOC3020.
Ic 7805
Chức năng tổng quát là ổn áp.
Sơ đồ chân

7805 có 3 chân cho ta kết nối với nó : Chân 1 là chân nguồn đầu vào, chân 2 là chân
GND,chân 3 là chân lấy điện áp ra.

+ Chân 1 - 2 (Chân điện áp đầu vào) : Đây là chân cấp nguồn đầu vào cho 7805 hoạt
động. Giải điện áp cho phép đầu vào lớn nhất là 40V. Theo datasheet thì giải điện áp
đầu ra là 5V ta nên cho điện áp vào là 35V để mạch lúc nào cũng hoạt động ổn định
điện áp không bị lên xuống do nguồn đầu vào.
7
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

+ Chân 3 ( Chân điện áp đầu ra) : Chân này cho chúng ta lấy điện áp đầu ra ổn định
5V. Đảm bảo đầu ra ổn định luôn nằm trong giải từ (4.75V đến 5.25V).
* Đảm bảo thông số : Vi - V0 > 3V. Thông số này phải luôn đảm bảo khi cấp nguồn
cho 7805. Tức là điện áp cấp vào cho 7805 phải nằm trong 8V đến 40V. Nếu dưới 8V
thì mạch ổn áp không còn tác dụng. Thông thường người ta không bao giờ cấp nguồn
8V vào cả mà người ta phải cấp nguồn lớn hơn ít nhất là gấp đôi nguồn đầu ra để
tránh trường hợp sụt áp đầu vào sinh ra nguồn đầu ra không ổn định trong thời gian
ngắn.
* Đảm bảo tản nhiệt tốt cho 7805 khi chạy với tải. Khi công suất tăng lên thì do 7805
là linh kiện bán dẫn công suất nên rất nóng khi tải lớn. Để tránh hỏng linh kiện và cho
linh kiện hoạt động trong nhiệt độ bình thường thì cần phải tản nhiệt tốt.
Led 7 đoạn (anode chung)
Chức năng hiện thị.
Cấu tạo:

8
SVTH :BÙI THANH THUẬN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

LED 7 thanh được dùng nhiều trong các mạch hiện thị thông báo, hiện thị số, kí tự
đơn giản... LED 7 được cấu tạo từ các LED đơn sắp xếp theo các thanh nét để có thể
iểu diễn các chữ số hoặc các kí tự đơn giản như từ số 0 đến 9 và A đến F. LED 7
thanh dùng để hiện số thì rất đẹp và dễ nhìn. Tùy vào kích thước của số và kí tự mà
mỗi thanh được cấu tạo bởi một hay nhiều LED đơn. Các LED đơn đó được ghép và
được đặt tên bằng các chữ cái a...g và có một dấu chấm dot ( dấu chấm này có thể
sáng và tắt tùy theo yêu cầu) được cấu tạo bởi 1 LED đơn.
Cấu tạo của LED chỉ gồm các LED đơn được xếp lại với nhau thành hình như trên
hình vẽ. Các LED đơn này chỉ chung nhau Anot hoặc Katot và riêng nhau các chân
còn lại Anot hoặc Katot.
Để ghép nối với LED7 có thể có nhiều cách, nhưng phải đảm bảo sao có thể điều
khiển tắt mở riêng từng LED đơn trong đó để tạo ra các số và các ký tự mong muốn.
Ic 74247
Chức năng giải mã BCD ra mã Led 7 đoạn
Sơ đồ chân:

IC 74247 là IC giải mã cho led 7 đoạn Anode chung .
Chân TEST(3) là chân dùng để thử các ngõ ra xem IC có còn dùng được hay không
Các chân P0-P3 là các mã hóa từ mã BCD sang mã led 7 đoạn.
Chân RBI và RBO là 2 chân dùng để xóa số 0 vô nghĩa.

9
SVTH :BÙI THANH THUẬN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Bảng trạng thái

IC Moc 3020
Chức năng cách lý tải AC và khối xử lý,đóng ngắt tải AC theo tín hiệu điều khiển của
vi xử lý.
Sơ đồ chân
Ds1307
Là chip real-time clock (RTC – đồng hồ thời gian thực) đếm giây, phút, giờ, ngày,
tháng, năm (đếm được đến năm 2100).
- 56 byte RAM.
- Khi mất nguồn (5V), DS1307 tự động chuyển sang dùng nguồn back-up (Pin
Lithium
3V gắn ngoài).
- Giao tiếp I2C.
- Có thể xuất ra xung vuông với các tần số 1Hz, 4kHz, 8 kHz, 32 kHz.
- Hoạt động với khoảng nhiệt độ : -40 độ C - 85 độ C.

10
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Sơ đồ chân

Vcc, GND: nguồn DC cung cấp cho thiết bị hoạt động. Vcc +5V. Khi nguồn cung
cấp
là 5V, thiết bị hoạt động tích cực, có thể ghi và đọc dữ liệu. Khi nguồn chuyển sang
nguồn pin 3V và Vcc thấp hơn 1.25 x VBAT ,việc ghi/đọc dữ liệu bị cấm. Tuy nhiên,
clock vẫn chạy mà không chịu sự tác động của việc suy giảm nguồn cung cấp.
- VBAT : được đề nghị sử dụng pin lithium 3V. Theo nhà sản xuất, 1 pin lithium 3V
48mAhr hoặc hơn sẽ giữ được DS1307 hoạt động hơn 10 năm trong điều kiện 25ºC.
- SCL (Serial Clock Input) : ng. vào xung clock để đồng bộ dữ liệu truyền nhận.
- SDA ( Serial Data Input/Output): đường truyền nhận dữ liệu.
- SQW/OUT (Square Wave/ Output Driver) : khi được kích hoạt, chân SQW/OUT
xuất
ra xung vuông với các tần số 1Hz, 4kHz, 8kHz và 32kHz.
- X1, X2 (Crystal): được kết nối với thạch anh 32.768kHz.

11
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Transistor a1015
Transistor A1015 là transistor thuộc loại transistor PNP có chức năng điều khiển kích
dẫn quét led.

Thứ tự các chân từ trái qua phải: E C B
A1015 có Uc cực đại = -50V dòng Ic cực đại = -150mA
Hệ số khuếch đại hFE của transistor A1015 trong khoảng 70 đến 400.

Led đơn
Chức năng hiển thị.

Chân dài hơn la Anode chân ngắn hơn la cathode
Dòng làm việc 10 mA đến 20 mA

Cầu diode
Chỉnh lưu toàn phần dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều cung cấp cho toàn
mạch.

12
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Chương 3: Thiết kế và mô phỏng (hay thi công)
3.1. Thiết kế phần cứng
3.1.1. Sơ đồ khối hệ thống. (Chức năng từng khối)
SƠ ĐỒ KHỐI

KHỐI NGUỒN

KHỐI VI XỬ
LÝ

KHỐI THỜI
GIAN THỰC

KHỐI NÚT
NHẤN

KHỐI HIỂN
THỊ

KHỐI GIẢI
MÃ 7 ĐOẠN
KHỐI Ổ CẮM

GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI
 Nhiệm vụ và chức năng khối vi xử lý: xử lý điều khiển trung tâm.
 Nhiệm vụ và chức năng khối thời gian thực :cài đặt thời gian thực.
 Nhiệm vụ và chức năng khối giải mã : khi nhận mã từ khối vi xử lý, khối giải
mã sẽ làm nhiệm vụ giải mã BCD cung cấp cho led hiển thị.
 Nhiệm vụ và chức năng khối hiển thị : hiển thị từ 0 đến 99 tương ứng với
thời gian hẹn.
 Nhiệm vụ và chức năng khối nguồn : chuyển đổi từ nguồn xoay chiều 220v
thành nguồn 1 chiều cung cấp cho mạch hoạt động.
 Nhiệm vụ và chức năng khối nút nhấn : cài đặt thời gian.
 Nhiệm vụ và chức năng khối ổ cắm : cấp nguồn cho tải AC.
13
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

3.1.2. Thiết kế chi tiết từng khối.
KHỐI VI XỬ LÝ
1 Yêu cầu của khối:Có thể lập trình được,gửi mã cho khối giải mã,điều
khiển quét led,điều khiển kích dẫn optotriac MOC 3020 theo thời gian
thực,giao tiếp nút nhấn.
2

Tính toán thiết kế.
Có rất nhiều họ vi xử lý có thể đáp ứng được những yêu cầu trên như họ
vi xử lý 89,PIC……
Do đã được học và thực tập vi xử lý 89 nên em chọn vi xử lý 8951.
Cho khối xử lý chính.
Để vi xử lý 8951 hoạt động phải có các yêu cầu sau:
Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V.
Chân reset kết nối mạch auto reset tích cực mức cao.
Chân EA nối với nguồn 5v để 8951 thực hiện chương trình từ bộ nhớ
rom nội.
Để chạy các câu lệnh trong ic vi điều khiển, ta cần tạo ra xung nhịp. Tần
số xung nhịp phụ thuộc vào thạch anh gắn trên chân 18, 19. Với thạch
anh 12MHz, ta sẽ có xung nhịp 1MHz, như vậy chu kỳ lệnh sẽ là 1us.
Để tăng độ ổn định tần số, ta cần dùng thêm 2 tụ nhỏ C6, C7 (33pF x2),
tụ bù nhiệt ổn tần.

.

14
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Mạch nguyên lý kết nối 8951 trong khối vi xử lý
khối hiển thị
1. yêu cầu của khối : Hiển thị được giá trị thời gian hẹn giờ ,ở đây là thời gian
cho 2 ổ cắm mỗi ổ cắm hiển thị giá trị tối đa là 99 phút trên 2 led 7 đoạn, nên 2
ổ sẽ cần 4 led 7 đoạn.
2. Tính toán thiết kế.
Điều khiển led bằng phương pháp trực tiếp thì 4 led bảy đoạn cần 32 chân của
vi xử lý,trong khi đó nếu dùng phương pháp quét led,kết hợp với mạch giải mã
BCD sang led 7 đoạn ta chỉ sử dụng 8 chân của vi điều khiển,trong đó 4 chân
giao tiếp với khối giải mã,4 chân còn lại điều khiển quét 4 led 7 đoạn.Vì vậy để
tiết kiệm số chân giao tiếp của vi xử lý với khối hiển thị ta dùng phương pháp
quét lét.
Vì các port của vi xử lý hút dòng lớn nhưng đẩy dòng thì nhỏ nên thường dùng
led 7 đoạn Anode chung để giao tiếp.
Sử dụng transis tor PNP để điều khiển quét led.
15
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Điện trở hạn dòng mỗi led tính theo công thức :
𝑅=

𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑙𝑒𝑑 − 𝑉𝑜𝑙

𝐼𝐿𝐸𝐷_𝑄𝑈𝐸𝑇

trong đó R : điện trở hạn dòng của led
Vcc : điện áp cúng cấp cho led =5v
Vled :điện áp định mức của mỗi led đơn=1,8v
Vol : điện áp ngỏ ra mức thấp của vi xử lý = 0,45v
ILED :dòng điện tức thời của led (mỗi led=5mA )

𝑅=

5𝑉−1,8𝑉−0,45𝑉
20𝑚𝐴

=137,5(Ω)

16
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

17
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

18
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

19
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

Để giới hạn cho mạch chỉ đếm lên 15 và chỉ đếm xuống 0 ta làm như sau: như ta đã
đọc datasheet của 74193 thì thấy nó đếm lên hoặc đếm xuống khi chân up hoặc chân
DN có sự thay đổi từ LOW to HIGH. Vậy ta muốn nó nhận biết được đến trạng thái
số 15 ( 1111 ) thì nó sẽ không đếm được nữa thì ta làm sao cho chân up lúc này luôn
ở trạng thái HIGH để làm được điều này ta thiết kế như sau vì trạng thái 15 có mã
nhị phân là 1111 nên ta lấy ở 4 chân ngõ ra của 74193 nối vào 4 chân ngõ vào của 2
cổng AND rồi 2 ngõ ra của 2 AND này ta lại làm 2 chân vào của 1 cổng AND khác
để khi 74193 đếm đến trạng thái 1111 các cổng AND này sẽ nhận biết và cho ra luôn
ở mức HIGH. Từ ngõ ra này ta nối vào cổng OR vì ở trạng thái HIGH nên bất chấp
ngõ vào còn lại ( chính là ngõ ra của khối cấp xung đơn ổn ) là HIGH hay LOW thì
ngõ ra của cổng OR cấp vào chân UP sẽ luôn ở mức HIGH như vậy ở trạng thái này
74193 sẽ không đếm được nữa.
U2:A

A

1

B

2

3

7408

U2:C
9
8
10
7408

U2:B
C

4

D

5

6

8

7408

U8:C
7408

U12

U10:B
D1

6

7
1
2
6

U3

5

DIODE

R21
100k

7400

U10:A

Q
DC

C1
2

U9:A

2

3

7432

7400

TR

13
1

TH

11
7
4
16

7

CV

GND

5

10
8
3
1

3

U6

8

R

VCC

4

3

1

A1
A2

A3
A4

S1
S2
S3
S4

9
6
2
15

3
4
5

LT
BI
LE/STB

R1
R24
R25
220
R26
220
R27
220
R31

220
R32
220
220
220

R29
C4

220
220

14

74LS83

R28

6

13
12
11
10
9
15
14

QA
QB

QC
QD
QE
QF
QG

4511

B1
B2
B3
B4
C0

A
B
C
D

R30

2

33k

9

33k

4

10

R18

2

R17

Q1

3

C1815

3.3k

C2
0.01uF

555

1

1

1nF

C5
0.1uF

U8:A

U4

1
3
2
7432

15
1
10
9
5
4
11
14

D0
D1
D2
D3

Q0
Q1
Q2
Q3

UP
DN

PL
MR

TCU
TCD

3
2
6
7

A
B
C
D

12
13

74193

Tương tự khi 74193 đếm xuống tới 0 (0000) ta muốn nó không đếm được nữa ta
thiết kế 4 ngõ vào của 2 cổng OR nối với 4 ngõ ra của 74193 khi 74193 đếm ở trạng

20
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

thái 0000 thì 2 ngõ ra của 2 cổng OR này sẽ cho ra ở mức thấp ta cho 2 ngõ ra này
tiếp tục vào 1 cổng OR nữa để ngõ ra của nó luôn ở mức thấp , nhưng chú ý ta cần
chân DN khi ở trạng thái này luôn ở mức cao để nó không đếm được nữa nên ta cần
nối vào cổng đảo, như vậy ngõ ra của cổng đảo ở trạng thái này sẽ ở mức cao , cũng
như ở phần trên ta nối chân này vào 1 chân vào của cổng OR để chân cấp xung từ
khối câp xung đơn ổn cho 74193 dù ở trạng thái nào thì chân DN lúc này cũng sẽ

C

D
9

U9:B

U9:C

7432

8

B
4

10

A
5

luôn ở mức HIGH.

7432

U8:C
7408

U12

8

6

7
1
2
6

7432

12

13

U9:A
U9:D

11
7
4

16
13

2

1

7432

A1
A2
A3
A4

S1
S2
S3
S4

9
6
2
15

3
4
5

LT
BI

LE/STB

220
220

R29
C4

220
220

14

74LS83

R28
11

R1
R24
R25
220
R26
220
R27
220
R31
220
R32
220

4511

B1
B2
B3
B4
C0

13
12
11
10
9
15
14

QA
QB
QC
QD
QE
QF
QG

R30

2

9

3

10

U3
10
8
3
1

A
B
C
D

Q1

3

C1815

1

3.3k

U4
1

15
1

10
9

U11:A

5
4
11
14

7414
2

U10:D
13

U8:B

11
12

4

D0
D1
D2
D3

Q0
Q1

Q2
Q3

UP
DN
PL
MR

TCU
TCD

3
2
6
7

A
B
C
D

12
13

74193
6

7400

5

7432

R19

R20

33k

33k

R22

D2

100k

DIODE

U10:C
10
8
9

U7

8

R

VCC

4

Q
DC

C3
2

TR

1

1nF

7

CV

GND

5

7400

3

TH

6

555

C4

C6

0.01uF

0.1uF

21
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

C

D
9

B
4

10

A

5

SƠ ĐỒ CHO KHỐI ĐẾM

U9:B

U9:C

7432

U2:A

7432

A

1

B

2

6

3

8

7408

U2:C
9
8
10
7408

4

D

5

12

13

U2:B
C

6

U9:D

7408

11

7432

U10:B

R18

33k

33k

1

R17

4

D1

6
5

DIODE

R21

U11:A

100k

7414

7400

U10:A

2

1

8
VCC

4

R

2

3

Q

7400

7

DC
5

3

U6

CV

2

GND

C1
TR

6

TH

1

1nF

555

C5

C2

0.1uF

U8:A

0.01uF

U4

1
3
2
7432

5
4
11
14

U10:D
13

U8:B

11
12

15
1
10
9

4

D0
D1
D2
D3

Q0
Q1
Q2
Q3

UP
DN
PL
MR

TCU
TCD

3
2
6
7

A
B
C
D

12
13

74193
6

7400

5
7432

R19

R20

33k

33k

R22

D2

100k

DIODE

U10:C
10
8
9

4

R

VCC

8

U7
Q
DC

C3
2

TR

1

1nF

3
7

CV

GND

5

7400

TH

6

555

C4

C6

0.01uF

0.1uF

22
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

2.3 KHỐI GIẢI MÃ
a.Chức năng và nhiệm vụ:
 Chức năng: Giải mã tín hiệu BCD cho hiển thị ra led 7 đoạn.
 Nhiệm vụ: Nhận tín hiệu ra từ khối đếm với mã BCD, sau đó giải mã cho
hiển thị ra led 7 đoạn.
b.Tính toán và lựa chọn phương án:
 Ý tưởng ban đầu: Dùng hai con IC giải mã IC74LS247 để giải mã BCD
hiển thị ra led 7 đoạn,nhưng vì lý do kinh tế em sử dụng 1 IC CD4511 để
giải mã led 7 đoạn hiển thị cho hàng đơn vị, còn dùng transistor C1815 để
kích cho led 7 đoạn hiển thị hàng chục.
 Lựa chọn phương án:Vì khối đếm ( IC 74LS193) cho ra số nhị phân 4 bit.

Với đặc tính của IC CD4511 không thể chuyển trực tiếp ra để LED 7 đoạn
hiển thị được. Nên cần dùng 1 mạch cộng trung gian để giúp IC CD4511giải
mã BCD ra LED 7 đoạn hiện thị. Và em chọn IC 74LS83 làm IC cộng. đồng
thời em thấy nếu dùng 2 IC CD4511 là không cần thiết , nên em chỉ sử dụng
1 con IC CD4511 làm nhiệm vụ giải mã con led 7 đoạn đếm hàng đơn vị còn
hàng chục ta chỉ cần hiển thị số 1 nên em dùng C1815 như 1 cái khóa điện tử
hay còn gọi là chế độ đóng cắt bão hòa mắc theo CE được điều khiển bởi
ngõ ra S4 của IC 7483, khi nhận xung transistor đóng thì led sẽ hiển thị số 1
còn khi cắt led không hiển thị ,như vậy em còn xóa được số 0 vô nghĩa
nữa.chú ý CD4511giải mã led 7đoạn cathode chung cùng transistor C1815
dùng anode chung.

23
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

 Đặc tính và chức năng từng chân của IC CD4511:
Đây là IC thuộc họ CMOS có chức năng giải mã BCD sang Led 7 đoạn có
cathode chung

 Chức năng của C1815
Làm khóa đóng cắt bão hòa ta thiết kế sao cho khi đóng và ngắt đều
nằm trong vùng bão hòa và sơ đồ này luôn dùng theo kiểu mắc E chung
.khi đóng thì led hiển thị còn khi ngắt thì led tắt. Phương trình của nó
là: Itải(Ic)=(Vcc-Vce)/Rtải.
-khi ở ngắt bão hoà, lúc này dòng qua trans (dòng tải Ic) xấp xỉ bằng 0,

áp rơi trên trans (VCE) xấp xỉ bằng Vcc (hay áp rơi trên tải xấp xỉ bằng
0).
- khi ở đóng (thông) bão hoà, lúc này dòng qua trans (dòng tải Ic) xấp xỉ

24
SVTH :BÙI THANH THUẬN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH

bằng Vcc/Rtải, áp rơi trên trans (VCE) xấp xỉ

bằng 0 .

- Đối với tín hiệu vào là logic 0,1 thì việc hạn chế Transistor rơi vào
vùng khuếch đại là rất cần thiết. Vì sao? vì công suất tổn hao trên
transistor (biến thành nhiệt năng toả ra=Ic*Uce) .
Sơ đồ kết nối phần cứng mạch điện:

U12
7
1
2
6

U3
10
8

3
1
11
7
4
16
13

A1
A2
A3
A4

S1
S2
S3
S4

9
6
2
15

3
4
5

13
12
11

10
9
15
14

QA
QB
QC
QD
QE
QF
QG

LT
BI
LE/STB

R1
R24
R25
220
R26
220
R27
220
R31
220
R32
220
220

220

4511

B1
B2
B3
B4
C0

A
B
C
D

R29
C4

220
220

14

R30

2

74LS83

R28

Q1

3

C1815

1

3.3k

25
SVTH :BÙI THANH THUẬN