Vẽ mạch và thiết kế mạch in hiển thị LED 7 thanh

Báo cáo môn học thiết kế mạch số
Báo cáo môn học
Thiết kế mạch số
Đề tài : Vẽ mạch và thiết kế mạch in hiển thị LED 7 thanh
GVHD: Nguyễn Huy Dũng
Nhóm 4 : Vũ Tiến Đội
Phạm Văn Đức
Nguyễn Sỹ Hùng
Tạ Văn Mạnh
Nguyễn Văn Quân
I. Mục đích
Bài thí nghiệm với LED 7 thanh giúp sinh viên làm quen với qui trình và các bước cụ
thể của việc thiết kế và sau đó là đặt mạch in. Công cụ để thiết kế là các phần mềm
quen thuộc như Protel 99 hay ORCAD, đồng thời qua đây sinh viên cũng tìm hiểu
nguyên lý hoạt động của các linh kiện điện tử cơ bản.
II. Các linh kiện được sử dụng trong bài thí nghiệm :

- Điện trở:
+ 28 điện trở có giá trị: 330Ω ( R1 ÷ R28 ).
+ 4 điện trở có giá trị: 560Ω ( R29 ÷ R32 ).
+ 1 điện trở có giá trị: 100KΩ ( R33 ).
- 4 LED 7 đoạn.
- 4 bộ giải mã 4511 ( U1 ÷ U4).
- 4 connector ( J1 ÷ J4 ).
- 1 phím bấm Test Led.
Nhóm 10: Lớp K7B_ Khoa CNĐT_VT
1
Báo cáo môn học thiết kế mạch số
III. Giải thích chức năng của các linh kiện trong mạch :
1.BCD-To-7 Segment Latch/decoder/Driver
Led 7-segment.

a.Giới thiệu:
CD4511BC BCD-to-seven segment latch/decoder/driver được xây dựng với sự hổ trợ
của công nghệ MOS(CMOS) và transitor lưỡng cực NPN.
Linh kiện cung cấp những hàm hổ trợ cho việc giải mã bộ mã BCD sử dụng cho việc
hiển thị qua led 7 đoạn.
Trong bài này 4511 được sử dụng dể giải mã tín hiệu BCD để hiển thị trên LED
7 đoạn.
b.Nhiệm vụ.
Nhiệm vụ của BCD to 7-segment decoder là convert tất cả các trạng thái logic của bộ
đếm BCD thành dạng display của led 7 đoạn.để chỉ dưới dạng từ 0-9 cho thân thuộc vơi
con người.
c.Sơ đồ chân của 4511.
1.Chân đầu vào:
Nhóm 10: Lớp K7B_ Khoa CNĐT_VT
2
Báo cáo môn học thiết kế mạch số
*Các chân tín hiệu BCD vào:
BCD là bộ mã 4 bit có tín hiệu vào là giá trị của tín hiệu và tín hiệu ra của nó là dạng
nhị phân.
Bảng mã hoá của BCD như sau:
Giá trị A B C C
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0

9 1 0 0 1
Các giá trị khác của bộ 4 bít ABCD ở dạng cấm. Các tín hiệu dạng mã BCD được đưa
vào 4511 để giải mã hiện thị trên led 7-segment.
Sơ đồ nối chân
Tên chân Vị trí (Chân)
A 7
B 1
C 2
D 6
*Các chân vào diều khiển .
Sơ đồ nối chân
Tên chân Vị trí (Chân)
Lamp Test(LT) 3
Blanking(BI) 4
Lamp Enable(LE) 5
+Chân Lamp Test(LT).Chân này tích cực ở mức HIGH.Khi chân này ở mức LOW thì tất
cả các chân đầu ra Led ở mức HIGH cho tất cả các điều kiện khác của tín hiệu đầu vào.
Khi hoạt động chân này được nối ở mức HIGH.
+Chân Blanking(BI) . Chân này tích cực ở mức HIGH. nếu BI ở mức LOW tất cả các tín
hiệu ra cạnh đầu ở mức LOW . Tín hiệu này được dùng để làm trống hết tín hiệu đầu vào
khi cần display nhiều phần tử(Như trong bài là có 4 phần tử).
Nhóm 10: Lớp K7B_ Khoa CNĐT_VT
3
Báo cáo môn học thiết kế mạch số
+Chân Lamp Enable(BE) Điều khiển hoạt động của 4 chốt tín hiệu đầu vào của 4511.
Nếu ở mức thấp ,các chốt tín hiệu ra được theo bởi các trạng thái logic của BCD đầu vào.
Và các tín hiệu ra 7 đoạn phù hợp với tín hiệu chuyển đổi này.
Nếu BE ở mức HIGH , trạng thái logic của tín hiệu vào BCD sẽ được lưu trử lại . tín hiệu
đầu ra 7 đoạn sẽ không thay đổi cho đến khi BE ở mức LOW.
*Các chân nguồn.

Sơ đồ nối chân
Tên chân Vị trí
Chân đất (0V) 8
Chân nguồn(5V) 16
Để hoạt động thì các chân này phải được cấp.
2.Chân tín hiệu đầu ra-Chân tín hiệu ra 7 đoạn.
Sơ đồ nối chân
Tên chân Vị trí
a 13
b 12
c 11
d 10
e 9
f 15
g 14
Khi LT ở mức thấp (LOW) tất cả các chân này ở mức HIGH
Khi LT ở mức cao(HIGH),BI ở mức LOW. tất cả các chân này ở mức LOW.
Khi LT ở mức cao (HIGH) .BI ở mức HIGH . tất cả các chân này phụ thuộc vào tín hiệu
đầu vào.
Bảng ra các tín hiệu cạnh như sau:
Nhóm 10: Lớp K7B_ Khoa CNĐT_VT
4
Báo cáo môn học thiết kế mạch số
d.Điều kiện hoạt động của BCD-To-7 Segment (4511)
1.Tổng quan.
4511 được sử dụng theo các thông số sau:
Dải giá trị có thể Nên cung cấp ở giá trị
Nguồn cung cấp (DC) -0.5->+18V 3->5V
Tín hiệu đầu vào -0.5->+0.5V 0->VDD
Nhiệt độ cho phép -85

0
C->+150
0
C -55
0
C->+125
0
C
Công suất tiêu thụ 700mW(DIL),500mW(SO)
2.Đặc điểm tín hiệu điện DC.
Đặc điểm tín hiệu điện ra và vào của 4511 được cho bởi các bảng sau:
Nhóm 10: Lớp K7B_ Khoa CNĐT_VT
5
Báo cáo môn học thiết kế mạch số
*.Đặc điểm điện 1 chiều (DC)
Nhóm 10: Lớp K7B_ Khoa CNĐT_VT
6
Báo cáo môn học thiết kế mạch số
*.Đặc điểm điện xoay chiều.
3.Bộ định thời trong 4511
Bộ đình thời của 4511 được biểu diễn bởi sơ đồ sau.
Nhóm 10: Lớp K7B_ Khoa CNĐT_VT
7
Báo cáo môn học thiết kế mạch số
4.Khoảng cách vật lý của các chân 4511.
Khoảng cách vật lý của dạng DIL được cho bởi hình vẽ sau:
Nhóm 10: Lớp K7B_ Khoa CNĐT_VT
8