Phân tích, thiết kế và mô phỏng mạch đếm tiến từ 00 đến 23 sử dụng IC74LS90

Khoa điện tử truyền thông

BÁO CÁO THỰC HÀNH
Môn: Điện tử số
Đề tài: Phân tích, thiết kế và mô phỏng mạch đếm tiến từ 00 đến 23 sử dụng
IC74LS90

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Tiến
Nhóm thực hiện: Nhóm 1

1


Danh sách thành viên nhóm 1:
1.
2.
3.
4.
5.

Trần Đình Đạt
Lê Thành Nam
Nguyễn Văn Tuyến
Phạm Trọng Hội
Huỳnh Tấn Vương

2


Mục lục:
1.

1.1.
1.2.
2.
2.1.
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.2.3.
2.2.4.
2.3.
3.

Cơ sở lý thuyết……………..
Tóm tắt……..
Các linh kiện sử dụng trong mạch
Phân tích, thiết kế
Khái quát về IC
Giới thiệu các linh kiện sử dụng
IC74LS90
IC74LS47
LED 7 đoạn
ICNE555N
Sơ đồ mạch
Kết luận

3


I.
1.

Cơ sở lý thuyết:
Tóm tắt

Nói đến bài toán đếm chúng ta nghĩ ngay đến việc là đếm xung các IC số, sẽ
đếm sườn lên hay sườn xuống của xung đầu vào cần đếm. Đếm ở đây là đếm xung
vuông mỗi giá trị sườn lên hay sườn xuống của xung được đưa vào IC đếm và được
giải mã nhờ IC giải mã sau đó mã hóa và hiển thị ra LED 7 thanh.
Mạch đếm đến từ 00 đến 23 gồm 3 khối chính:
Khối tạo xung (sử dụng điện trở, tụ điện, IC555)
Khối đếm mã BCD (Sử dụng IC74LS90).
Khối giải mã (Sử dụng IC74LS47)
Khối hiển thị kết quả (Sử dụng LED 7).
Các linh kiện sử dụng trong mạch
IC 74LS90
IC 7408
IC 74LS47
LED 7 thanh
ICNE 555N
Điện trở
Tụ điện
Phân tích, thiết kế
2.1.
Khái quát về IC
Vi mạch, hay vi mạch tích hợp, hay mạch tích hợp (Integrated
Circuit, gọi tắt là IC, còn gọi là chip theo thuật ngữ tiếng Anh) là tập các
mạch điện chứa các linh kiện bán dẫn (như transistor) và linh kiện điện tử
thụ động (như điện trở) được kết nối với nhau, để thực hiện được một chức
năng xác định. Tức là mạch tích hợp được thiết kế để đảm bảo một chức
năng như một linh kiện phức hợp.

Mạch tích hợp giúp giảm kích thước của mạch điện đi rất nhiều,
bên cạnh đó là độ chính xác tăng lên. IC là một phần rất quan trọng của các
mạch logic. Có nhiều loại IC, lập trình được và cố định chức năng, không lập
trình được.
Mỗi IC có tính chất riêng về nhiệt độ, điện thế giới hạn, công
suất làm việc, được ghi trong bảng thông tin (datasheet) của nhà sản xuất.
2.2.
Giới thiệu các linh kiện sử dụng
2.2.1. IC đếm thập phân và nhị phân 7490
•
IC đếm BCD 7490
1.2.
-

2.

Cứ mỗi một xung vào thì nó đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra 4 chân.
Khi đếm đến 10 thì nó tự động reset và quay trở về ban đầu.
4


•

Hình dạng

•

Sơ đồ chân

Bốn chân thiết lập R0(1), R0(2), R9(1), R9(2).

Khi đặt R0(1)=R0(2)=H (ở mức cao) thì bộ đếm ngược xóa về 0 và các đầu ra
ở mức thấp.
R9(1), R9(2) là chân thiết lập trạng thái cao của đầu ra: QA=QD=1, QB=QC=0.
NC chân bỏ trống.
IC7490 gồm hai bộ chia là chia 5:
+ Bộ chia 2 do input A điều khiển đầu ra QA
+ Bộ chia 5 do input B điều khiển đầu ra QB, QC, QD.
Đầu vào A tích cực ở sườn âm.
Để tạo thành bộ đếm 10 ta nối đầu ra QA vào chân B để tạo xung kích cho bộ
đếm 5
QA, QB, QC, QD là các đầu ra.
•

Sơ đồ logic và bảng trạng thái

5


Theo như hình trên ta thấy dạng song ở cá ngõ ra của hai mạch cùng đếm
đến đến mười nhưng khác nhau:
+ Kiểu đếm 2*5 cho tín hiệu ra ở QD không đối xứng
+Kiểu đếm 5*2 cho tín hiệu ra ở QA đối xứng
2.2.2.

IC 74LS47

-Mạch giải mã được sử dụng phổ biến nhất là dùng để hiển thị kết quả ử
dạng số. Do có nhiều lạo đèn hiển thị và nhiều lại mã số khác nhau.
Ví dụ : giải mã 3 đường ra 8 đường, giải mã BCD ra thập phân
....IC74LS47 là laoij 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 chiều ngõ ra lên
cao hoặc xuống thấp (tùy vào loại đèn led là anod chung hoặc catot chung )
6


để làm các đèn sáng lên các số hoặc ký tự. IC 74LS47 là lại IC tác động ở
mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng .
-Hình ảnh và kích thước chân ngoài thực tế :

2.2.3.

LED 7 đoạn .

LED 7 đoạn được dùng rất phổ biến khi cần hiển thị số tự nhiên hoặc vài chữ
cái nhất định. LED 7 đoạn có thể có kích thước nhỏ khác nhau như hình sau :

7


LED 7 đoạn bao gồm nhiều le tích hợp bên trong, các led được nối chung
nhau ột chân. Trong thực tế có hai loại LED 7 đoạn là LED 7 đoạn anod chung và
LED 7 đoạn katot chung. Trong bài này sử dụng LED 7 đoạn anod chung

8


Đối với dạng LED anode chung chung , chân COM phải có mức logic 1 và
muốn sáng LED thì tương ứng các chân s-f, dp sẽ ở mức logic 0.

Bảng mã cho LED anode chung (a là MSB, dp là LSB):

Vì đây là LED anode chung lên khi các thanh tương ứng ở mức “1” sẽ sáng
và hiển thị theo số thập phân .

2.2.4.
-

Khối tạo xung(ICNE 555N)
Mạch tạo xung vuông sư dụng IC 555
ICNE 555N rất phổ biến va dễ tìm
Mạch tạo xung IC dễ làm, dễ hiểu nguyên lý làm việc

9


Về bản chất IC 555 kết hợp 2 con OPAM, 3 con điện trở, 1
transistor, 1 bộ FF RS
Sơ đồ khối tạo xung ICNE 555
-

Tần số đầu ra tính theo công thức
f = 1/(ln2*C1*(R1+2R2))
Nguyên tắc hoạt động
-

10


Ký hiệu: 0 là mức thấp nhất (L) láy bằng 0V
1
là mức cao nhất(H) lấy bằng Vcc

Nhận xét:
Trong quá trình hoạt động bình thường của IC555, điện áp trên
tụ C chỉ dao động trong khoảng điện áp từ Vcc/3 -> 2Vcc/3
Khi nạp điện , tụ C xã với điện áp ban đầu là 2Vcc/3 và kết thúc
xả thời điểm điện áp trên tụ bằng Vcc/3 ,xả điện áp với thời hằng t=Rb.C.
Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện , mức 0 là
xả điện.
2.3.
Sơ đồ mạch:
Sơ đồ thiết kế
•

11


-

Hình ảnh chạy thực tế

12


Kết luận:
Qua nghiên cứu đề tài sinh viên đã biết sử dụng phần mềm proteus
phục vụ cho việc học tập, thiết kế mạch.
3.1.
Ưu điểm của mạch:
+ Mạch dễ làm bởi các linh kiện dễ tìm kiếm.
+ Nguyên tắc hoạt động của mạch đơn giản.

3.2.
Nhược điểm:
+ Lần đầu làm thiết kế mạch trên phần mềm nên khá bở ngở, dễ sai
sót.
+ Còn chưa hiểu rõ nguyên lý hoạt động, cấu tạo của linh kiện do thời
gian tìm hiểu ngắn.
3.3.
Khắc phục:
+ Nghiên cứu kỹ đề tài trước khi bắt tay vào làm
+ Mỗi thành viên nhóm chia nhau ra số lượng công việc cụ thể, để
công việc được thuận lợi nhanh chóng.
+ Tìm kiếm tham khảo tài liệu và các đề tài của các anh chị đi trước.
3.

13