Kỹ thuật xung số - Điều khiển hệ thống đèn giao thông

1

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Môn kỹ thuật số
Đề tài:
Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông
********************

Lớp: Điện CLC-K8

Thành viên
NGUYỄN ĐẮC NGUYÊN
TỪ VĂN HOÀNG
ĐỖ QUANG NGHĨA
TRẦN THẾ TRUNG

Giáo viên hướng dẫn
PHẠM VĂN HÙNG


2

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Mục lục

Nhận xét đánh giá của giáo viên hướng dẫn
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………


3

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………

……………………………………………………………………
……………………………………………………………………

Lời mở đầu
Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số đã trở thành quen thuộc với
nhiều người, bởi vì sự phát triển của ngành kỹ thuật số này đã có ảnh
hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn cầu. Có người đã nêu lên ý tưởng
gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “ nền kinh tế kỹ thuật số, số hóa”
đã gần như vượt khỏi ranh giới của một thuật ngữ kỹ thuật. Nhờ có ưu
điểm của xử lý số như độ tin cậy trong truyền dẫn, tín đa thích nghi và
kinh tế của nhiều phần mềm khác nhau, tín tiện lợi trong điều khiển và
khai thác mạng.
Số hóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều lĩnh vực kỹ
thuật và kinh tế khác nhau. Không chỉ trong lĩnh vục thông tin liên lạc và
tin học. Ngày nay, kỹ thật số đã và đang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ
thuật điện tử, Điều khiển tự động, phát thang truyền hình, y tế, nông
nghiệp…và ngay cả trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình.
Ngay từ những ngày đầu khai sinh, kỹ thuật số nói riêng và ngành
điện tử nói chung đã tạo ra nhiều bước đột phá mới mẽ cho các ngàng
kinh tế khác và còn đảm bảo được yêu cầu của người dùng cả về chất
lượng và dịch vụ. Đồng thời kiến thức về kỹ thuật số là không thể thiếu
đối với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên điện tử.


4

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Và như mội người nhận thấy rằng, ngày nay trật tự giao thông nước ta
đang rối ren. Vì vậy việc sử dụng đèn giao thông tại những giao lộ là rất
cần thiết và để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động và muốn phát triển
thêm về mô hình này, em đã chọn đề tài cho đồ án 1 là nghiên cứu về Đèn
Giao Thông .Thực hiện bằng các IC 555 hoặc bộ tạo xung PULSE, 4017
kết hợp một số đèn led để hiển thị và một số tụ cũng như điện trở để tạo
xung nhịp. Với việc sử dụng các bộ IC trên ta có thể thực hiện đèn giao
thông với các bộ đếm bất kỳ.

Chương 1: Tìm hiểu chung về mạch tổ hợp, mạch dãy và
mạch dao động.
I

1
2

Mạch tổ hợp
1 Khái quát
Mạch logic tổ hợp là mạch logic ở đó giá trị logic của các tín hiệu không phụ
thuộc vào trạng thái cũ của mạch, mà hoàn toàn xác định bởi giá trị logic của
các cửa vào của mạch ở thời điểm đó
Khi tổng hợp mạch logic tổ hợp ta cần phải tuân thủ các bước dưới đây:
Lập bảng chức năng logic của mạch. Đó là bảng chân lí hay bảng trạng thái, là
bảng giá trị các biến ra tương ứng với tổng tổ hợp của các biến vào.
Từ bảng trạng thái xác định biểu thức hàm logic hoặc bảng Các nô.
Tiến hành tối thiểu hóa hàm logic và đưa về dạng thuận lợi để triển khai hàm
thông qua các mạch logic cơ bản.
Các phương pháp tối thiểu hóa logic
Tối thiểu hóa hàm logic bằng cách sử dụng các định luật cơ bản của đại số logic
Tối thiểu hóa hàm logic bằng biểu đồ Các nô.

Tổng hợp hàm logic ràng buộc
Khái niệm về hàm logic ràng buộc
Hàm số n biến số 2n tổ hợp biến,tương ứng với mỗi tổ hợp biến số có giá trị 1
hoặc 0. Nhưng cũng có những trường hợp với một số tổ hợp biến số hàm số của
các biến số đó không xác định được giá trị thoe một điều kiện nào đó.
Phần tử ràng buộc hay số hạng ràng buộc là tổ hợp biến tương ứng với trường
hợp hàm số không xác định, số hạng ràng buộc luôn bằng 0.
Điều kiện ràng buộc là biểu thức logic tạo bởi tổng các phần tử ràng buộc.


5

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Vậy điều kiện rang buộc cũng luôn bằng 0.
Hàm logic rành buộc là hàm số logic xác định với điều kiện ràng buộc.
Tối thiểu hóa hàm logic ràng buộc có 2 cách: tối thiểu hoa bằng công thức hoặc
bằng bảng các nô.
2 Bộ mã hóa và giải mã
1 . Bộ mã hóa nhị phân – thập phân ( bộ mã BCD )
Bộ mã hóa nhị phân là bộ mã hóa có nhiệm vụ chuyển 10 chữ số thập phân
thành mã hệ nhị phân. Dạng này còn được gọi là BCD( Binary Code
Decimal).

Bảng chân lý mã hóa BCD theo mã 8421
Sơ đồ nguyên lý bộ mã nhị phân
2.2. Bộ giải mã nhị phân – thập phân ( bộ giải mã BCD )
Bộ giải mã BCD có 4 của vào là 4 bit nhị phân, ký hiệu chúng theo trọng số

giảm dần là D,C,B,A. có các cửa ra là 10 số hệ thập phân( số 0 đến 9 ). Ký
hiệu chúng là y0, y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8, y9. Ứng với mỗi tổ hợp biến
vòa chỉ cóc 1 biến ra xuất hiện. Quy ước mức thấp nhất ( mức 0) là mức tính
cực của biến ra
Bảng chân lý bộ giải mã BCD theo mã 8421
Sơ đồ nguyên lý bộ giải mã BCD
II Mạch dãy
1 Khái niệm mạch dãy.
- Mạch dãy là mạch logic có các phần tử nhớ được tạo bởi các mạch lật, các mạch cơ
bản và các biến ra của mạch không chỉ phụ thuộc vào tổ hợp biến vào mà còn phụ
thuộc cả vào trnag thái hiện tại của mạch


6

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

- Thanh ghi là dãy mạch nhớ có chức năng lưu dữ liệu hoặc biến đổi dữ liệu số từ nối
tiếp sang song song và ngược lại. mỗi mạch lật chỉ lưu giữ được một bit. Vậy thanh
ghi dài bao nhiêu bit thì phải được tạo từ bấy nhiêu mạch lật.
Thanh ghi nhận dữ liệu song song
_ Thanh ghi nhận dữ liệu song song dài 4 bit có 4 mạch lật kiểu D kí hiệu
theo thứ tự F0-F3 . 4 bit dữ liệu ngõ vào D của 4 mạch lật D0- D3, D0-D3 là ngõ ra
của 4 mạch lật cũng là ngõ ra của thanh ghi Q3Q2Q1Q0 = D3D2D1D0
Bộ ghi dịch
2 Bộ đếm
Là thiết bị đếm được số xung đến cửa vào, đầu ra của bộ đếm là số lượng
dung đếm được. Bộ đếm rất đa dang, ở đây ta xét 2 loại là bộ đếm nhị phân

đồng bộ và bộ đếm thập phân đông bộ
- Bộ đếm nhị phân đồng bộ
Số xung đếm được là N=2^n
Gồm 4 mạch lật kiểu JK kí hiệu từ F0-F3 , sử dụng 4 mạch NAND tạo
mạch logic tổ hợp điều khiển. Xung đồng bộ đồng thời cấp đến cả 4
mạch lật, của vào là J,K mạch lật thứ nhất ( F0) đều có mức” 1” Q0Q3 là các ngõ ra của 4 mạch lật cũng là ngõ ra dữ liệu của bộ đếm.
Giản đồ thời gian
- Bộ đếm thập phân đồng bộ
Bộ đếm thập phân đồng bộ là bộ đếm 4 bit chỉ đến 10 xung CP. Nội
dung bộ đếm là mã nhị phân của 10 chữ số thập phân 0-9 , gọi là mã
BCD. Vậy mạch tạo bởi 4 mạch lật và các mạch cổng logic. Một trong
số các bộ đếm thập phân đồng bộ thoe mã BCD 8421 có sơ đồ như
hình
Mạch có 4 mạch lật kiểu JK được ký hiệu từ F0=F3 và sử dụng 5
mạch AND xung đồng thời cấp cả đến 4 mạch lật. cửa vào J,K của
mạch thứ nhất ( mạch F0) đều có mức “ 1” Q0 - Q3 là các ngõ ra của 4
mạch lật cũng là ngõ dữ liệu của bộ đếm. C là đầu ra nhớ hàng thậy
phân cao hơn của bộ đếm.
Ta thực hiện việc phân tích bộ đếm theo các bước sau đây:
B1: Xác định các loại phương trình( phương trình định thời, phương
trình đầu ra, phương tình kích)
B2: Xác định phương trình trạng thái


7

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

B3: Xây dựng bảng tính toán.
B4: Lập bảng trạng thái, vẽ sơ đồ hình trạng thái
Đồ thị dạng sóng của bộ đếm thuận thập phân đồng bộ với mã BCD
8421

III

Mạch dao động
1 Khái niệm
Mạch dao động là mạch điện tử tạo tín hiệu đổi theo chu kì. Dựa vào dạng
tín hiệu do mạch dao động tạo ra, người ta chia mạch dao động ra làm:
mạch dao động hình sin( dao động điều hòa) và mạch dao động tạo xung.
Mạch dao động tạo được tín hiệu có tần số từ vài Hz đến hàng nghìn
MHz.
Các mạch dao động sử dụng các phần tử tích cực là: Tranzotor ( loại
lưỡng cực hoặc FET),
điốt- tuynen, mạch tích hợp KĐTT hoặc các mạch
tích hợp với các chức năng khác.
Các tham số cơ bản của mạch dao động gồm: tần số tín hiệu ra, công
suất ra và hiệu suất của mạch.
Ta thường gặp các nguyên tắc dao động như: tạo dao động bằng hồi
tiếp dương và tạo dao động bằng các phương pháp tổng hợp mạch
2 Điều kiện tạo dao động
Ta xét sơ đồ khối mạch dao động mô tả như trên hình 1.1. Trong đó, ta
ký hiệu và gọi X’1 - tín hiệu ra dạng phức và X ’F – tín hiệu phản hồi dạng
phức.

Khối 1: khối khuếch đại có hàm truyền đạt dạng phức:

8

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

K’ = KejαK
Với K là môđun hàm truyền đạt khối khuếch đại và α K là góc pha đầu
hàm truyền đạt khối khuếch đại.
Khối 2 là khối hồi tiếp khuếch đại có hàm truyền đạt dạng phức :
K’ = KFejαF

Với KF là mô đun hàm truyên đạt khối phản hồi và αF là góc pha đầu hàm truyền
đạt khối phản hồi
Giả định có tín hiệu vào dạng phức là X’1 ,tích các hệ số khuếch đại vòng K’K’F =1,
thì tín hiệu phản hồi và tín hiệu vào bằng nhau cả về biên độ góc pha, nghĩa là : X ’F
= X’I . khi đó 2 điểm a và a’ cso thể nối được với nhau mà tín hiệu ra X’0 không thay
đổi. vậy mạch tọa dao động được tín hiệu ra mà không cần có kích thích cửa vào.
Ta suy ra điều để duy tì dao động là tích các hệ số khuếch đại dạng phức vòng kín
bằng 1.
Hay có thể viết:
K’K’F = KKFej(αK+αF)
Có thể tách điều kiện trên ra làm 2 biểu thức:
Điều kiện cân bằng biên độ: KKF =1
Điều kiện cân bằng góc pha: αK+αF =2πn với n= 0, +1, -1, …
3 Kết luận
Mạch dao động là mạch khuếch đại tự điều khiển bằng phản hổi dương ra
quay lại đầu vào. Năng lượng tự dao động lấy từ nguồn một chiều được
cung cấp. mạch phải đảm bảo cân bằng biên độ và cân bằng pha. Mạch
dao động chứa ít nhất một phần tử tích cực làm nhiệm vụ biến đổi năng

lượng một chiều thành xoay chiều. mạch dao động chứa một phần tử phi
tuyến hay một khâu điều chỉnh để bảo đảm cho biên độ dao động không
đổi ở trạng thái xác lập.


9

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN
GIAO THÔNG.
I.

Sơ đồ nguyên lý mạch
1. Sơ đồ khối
Bộ tạo
xung

Bộ đếm

Bộ giải
mã

Bộ hiển
thị

Nguồn

Mạch gồm có 5 khối:
Bộ tạo xung
Bộ đếm
Bộ giải mã hiển thị
Bộ hiển thị
Bộ nguồn
* Khối 1 : là 1 bộ tạo xung PULSE có nhiệm vụ tạo xung đi vào khối 2 .


10

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

* Khối 2: là 2 IC 74LS190 mắc nối tiếp, tiếp nhận xung từ khối 1 , thực
hiện function đếm thập phân , và truyền tín hiệu đến khối 3 để giải mã.
* Khối 3: là 2 IC 74LS47, IC 74LS47 có chức năng giải mã từ BCD sang
led 7 đoạn. Mỗi IC sẽ giải mã một nhóm tín hiệu song song xuất ra từ
một IC 74LS190 ở khối 2.
* Khối 4: khối hiển thị, hiển thị số từ bộ giải mã 74LS47
* Khối 5: khối nguồn, ta dùng nguồn nuôi 5V
1.

a)

Các linh kiện sử dụng trong mạch thiết kế

Phần tử đảo (NOT)
Chức năng:

Thực hiện phép toán logic ĐẢO (NOT)
Cổng ĐẢO chỉ có 1 đầu vào:
ký hiệu:
Bảng thật:

 Biểu thức: out =

b)

A

out

0

1

1

0

Phần tử OR

cổng OR gồm hai tín hiệu vào một tín hiệu ra chức năng thực hiện cộng
logic


11

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

sơ đồ IC 7432 (OR) :
* Bảng hoạt động:
1x
0
0
1

2x
0
1
0

y
0
1
1

1

1

1

c)Cổng logic “ VÀ ”(AND)
- Dùng thực hiện hàm AND 2 hay nhiều biến.
- Cổng AND có số ngã vào tùy thuộc số biến và một ngã ra. Ngã ra của
cổng là hàm AND của các biến ngã vào.

- Ký hiệu cổng AND 2 ngã vào cho 2 biến.


12

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Ký hiệu toán học của hàm VÀ là Y=A.B

- Nhận xét:
- Ngã ra cổng AND chỉ ở mức cao khi tất cả ngã vào lên cao.
- Khi có một ngã vào = 0, ngã ra = 0 bất chấp các ngã vào còn lại.
- Khi có một ngã vào =1, ngã ra = AND của các ngã vào còn lại.
Vậy với cổng AND 2 ngã vào ta có thể dùng 1 ngã vào làm ngã kiểm
soát (H 3.3b), khi ngã kiểm soát = 1, cổng mở cho phép tín hiệu logic ở
ngã vào còn lại qua cổng và khi ngã kiểm soát = 0, cổng đóng , ngã ra
luôn bằng 0, bất chấp ngã vào còn lại.

A

B

Y

x

0

0

x

1

A


13

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Với cổng AND có nhiều ngã vào hơn, khi có một ngã vào được đưa lên
mức cao thì ngã ra bằng AND của các biến ở các ngã vào còn lại.
Hình (H 3.4) là giản đồ thời gian của cổng AND hai ngã vào. Trên giản
đồ, ngã ra Y chỉ lên mức 1 khi cả A và B đều ở mức 1.

d)

LED 7 thanh

LED 7 đoạn hay LED 7 thanh (Seven Segment display) là 1 linh kiện rất
phổ dụng , được dùng như là 1 công cụ hiển thị đơn giản nhất .
Trong LED 7 thanh bao gồm ít nhất là 7 con LED mắc lại với nhau , vì
vậy mà có tên là LED 7 đoạn là vậy ,7 LED đơn được mắc sao cho nó có
thể hiển thị được các số từ 0 - 9 , và 1 vài chữ cái thông dụng, để phân
cách thì người ta còn dùng thêm 1 led đơn để hiển thị dấu chấm (dot) .

led. Các led đơn lần lượt được gọi tên theo chữ cái A- B -C-D-E-F-G, và
dấu chấm dot .
Như vậy nếu như muốn hiển thị ký tự nào thì ta chỉ cần cấp nguồn vào
chân đó là led sẽ sáng như mong muốn .
Led comon.


14

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Thông số :
LED 7 thanh dù có nhiều biến thể nhưng tựu chung thì cũng chỉ vẫn có 2
loại đó là :
+ Chân Anode chung (chân + các led mắc chung lại với nhau .)
+ Chân Catode chung (Chân - các led được mắc chung với nhau .)
* Đối với loại Anode chung :
+ Chân 3 và 8 là 2 chân Vcc(nối ngắn mạch lại với nhau , sau đó nối
chung với chân anode của 8 led đơn .), vậy muốn led nào đó sáng thì chỉ
việc nối chân catot xuống mass .
Điện áp giữa Vcc và mass phải lớn hơn 1.3 V mới cung cấp đủ led sáng.

Cathode chung :


15

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Nút ấn (button)

e)

Hình a

Hình b

• Trạng thái mở : Không có tín hiệu ( hình a )
• Trạng thái đóng : có tín hiệu (hình b )

Ở trạng thái bình thường nút ấn ở trạng thái mở(hình a), khi chúng ta
nhấn nút thì nút ấn chuyển trạng thái sang đóng(hình b)tức là có tín hiệu
đi qua và làm thay đổi trang thái của đèn,
Nút ấn có chức năng chỉnh sự sai lệch của đèn báo. Ví dụ: đèn chuyển
màu theo thứ tự Xanh => Vàng => Đỏ rồi lại quay lại chu trình này liên
tục, nhưng khi có sự sai lệch về thời gian bắt đầu của 2 cột đèn thì dẫn
đến tình trạng các đèn báo sai, như cột đèn bên đường A báo đèn Xanh
thì cột bên đường B phải báo đèn Đỏ nhưng Cột đèn B do quá trình vận
hành đã chạy sai và báo tín hiệu đèn Xanh giống Cột đèn đường A. Do
đó chúng ta phải cho chương trình chạy theo đúng quy luật.
Khi nhấn nút thì đèn báo sẽ reset lại từ thời điểm ban đầu của đèn kế
tiếp.
f)

Công tắc 2 chiều

16

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Hình a
Hình b
• Trạng thái nối đất
• Trạng thái nối nguồn
Trong mạch giao thông, sử dụng công tắc 2 chiều này để đóng
và ngắt mạch.
- Ở trạng thái nối nguồn thì đèn ngừng hoạt động
- Ở trạng thái nối đất thì đèn hoạt động bình thương
g)

IC 74LS190

Đây là IC đếm thập giai đồng bộ,có khả năng đếm lên hoặc xuống, có
một ngõ vào ENABLE tác động ở mức thấp. Có một chân D/. Ngõ RCO
bình thường ở cao và xuống thấp khi số đếm đạt đến giá trị Max hay
Min.
Ngoài ra, IC này còn có 4 chân để load dữ liệu trước khi đếm và 4 chân
đưa dữ liệu ra ngoài.
Dưới đây là sơ đồ của 74LS190:


17

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Bảng chi tiết từng chân:
Chân số
3, 2, 6, 7
4
5
11
12
13
14
15, 1, 10, 9

Ký hiệu
Q0 đến Q3
E
D/
PL
TC
RCO
CLK
D0 đến D3

Chức năng
Output
Enable input ( tđ thấp)
Đếm ngược/ xuôi (tđ thấp)
Load (tđ thấp)

Số cuối
Nơi phát ra xung khi kết thúc 1 chu kỳ
Nơi tiếp nhận tín hiệu vào
Dữ liệu vào

Ở đây, do yêu cầu của chúng ta là cần phải cho mạch đếm trong
khoảng 0 đến 99, nhưng mỗi IC 74190 chỉ có thể đếm trong
khoảng 0- 9 nên ta phải ghép chồng 2 IC 74190 lại với nhau.
Một IC sẽ đảm nhận vai trò đếm hàng đơn vị, một sẽ đếm hàng
chục.
Để đảm bảo yêu cầu này, ta lợi dung ngõ ra RCO của IC đếm
hàng đơn vị nối đến ngõ CLK của IC đếm hàng chục . Mỗi IC
đếm đồng bộ, nhưng cả khối 2 IC đếm không đồng bộ vì xung
dợn sóng từ IC này qua IC khác.


18

Điện CLC K8

h)

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

IC 74LS47

Đây là IC giải mã BCD sang Led 7 đoạn, có mức tác động thấp, cực
thu để hở. Nó có cùng tính chất với 74247 nhưng điểm khác là 74247
sẽ cho sáng thanh trên cùng ( top bar- đoạn a) khi hiển thị số 6 và
thanh cuối ( bottom bar _ thanh d) khi hiển thị số 9.

Dưới đây là sơ đồ chân và ký hiệu logic của 74LS47:


19

Điện CLC K8

Chân số:
A,B, C, D
RBI
BI/ RBO
QA đến QG
LT

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Chức năng:
BCD input
Ngõ vào xoá dợn sóng (tđ thấp)
Ngõ vào xoá/ ngõ ra xoá dợn sóng ( tđ thấp)
Điều khiển các thanh led ( tđ thấp)
Thử đèn (tđ thấp)

• Ngõ vào xoá BI (blanking input) được để không hay nối lên cao

cho hoạt động giải mã bình thường. Ngõ vào xoá dợn sóng RBI
(Ripple blanking input) được để không hay nối lên caokhi không
được dùng để xoá số 0 [ở trước số có nghĩa hay số không thừa ở
bên sau dấu chấm thập phân].
• Khi nối BI ở mức thấp, các ngõ ra đều tắt, bất chấp các trạng thái ở

các ngõ vào khác.
• Khi RBI vá các ngõ input ở thấp và ngõ vào thử đèn LT ( lamp
test) ở cao, các ngõ ra đều tắt và ngõ ra xoá dợn sóng RBO xuống
thấp.
• Khi ngõ vào BO/RBO để không hay nối lên cao và ngõ vào LT giữ
ở múc thấp thì các ngõ ra đều sáng


20

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

i)IC 4017
IC 4017 là ic đếm thập phân tức đếm hệ 10, nó đếm xung CLK.
Khi ta đưa tín hiệu xung vào chân CLK thì ic sẽ đếm xung và xuất
ra 10 output tương ứng với 1 xung clock
Sơ đồ chân IC 4017

IC 4017 có 10 ngõ ra ở mức cao liên tục nhau (Q0 đến Q9) như
hình dưới đây:


21

Điện CLC K8

Chân số
14

13
15
12

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Ký hiệu
CLK
E
MR
CO

Chức năng
Nơi tiếp nhận tín hiệu vào
Enable input ( tđ thấp)
AUTO LOAD
Chân đưa ra tín hiệu đầu tiên

k) IC 555

Hình 1:Cấu tạo IC 555


22

Điện CLC K8
1.
2.
3.
4.

Ground.
Trigger.
Output.
Reset.

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội
5.Control voltage.
6.Threshould.
7.Discharge.
8.Vcc.

Bên trong vi mạch 555 có hơn 20 transistor và nhiều điện trở thực hiện
các chức năng

*Nguyên lí hoạt động :
-Chân số 1 : (GND) Cho nối mass để lấy dòng cấp cho IC , dòng điện
từ mas chảy vào IC.
-Chân sô 2: (Trigger Input ) Ngõ vào của một tầng, ở đây mức áp
chuẩn bằng 1/3 Vcc, lấy cầu phân áp tạo bởi ba điện trở 5K.Khi mức áp
chân 2 xuống đến mức (1/3)Vcc thì chân 3 sẽ chuyển lên mức cao, lúc
này khóa điện tử trên chân số 7sẽ hở.
-Chân số 3: (Output) Ngõ ra tín hiệu ở dạng xung (mức áp không
thấp thì cao).
- Chân số 4 :(Reset) Xác lập trạng thái ngõ ra .Khi chân số 4 cho nối
mass thì chân số 3 chốt ở mức áp thấp , chỉ khi chân số 4 đặt ở mức áp
cao thì ngõ ra chân 3 mới được tự do và mới có thể lúc cao lúc thấp.
- Chân số 5:(Control Voltage) Chân điều khiển ,chân này làm thay đổi
các mức điện áp chuẩn trên trên cầu chia volt.
- Chân số 6: (Threshold) Ngõ vào của một tầng so với áp 1.Có mức

áp chuẩn bằng 2/3 Vcc.
- Chân số 7: (Dirchange) Chân xả điện, chân này là ngõ ra của một
khóa điên (tranistor) khóa điện này đóng mở theo mức áp chân số 3. Khi
chân 3 ở mức áp cao thì khóa điện đóng lại và cho dòng chay qua, ngược
lại thì khóa điện hở và cắt dòng.
- Chân số 8: (+Vcc) Chân nguồn nối vào nguồn nuôi Vcc để cấp điện
cho IC 555.


23

Điện CLC K8

*Sơ đồ tạo xung nhịp:

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội


24

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

*Chu kỳ tạo xung:
Thông thường trong mạch dao động ta có công thức tính thời gian
ngưng dẫn của transistor là :
T = RC.ln2 =0,69. RC
. Thời gian ngưng dẫn ở mức áp cao cũng là lúc tụ C nạp d.ng
qua +

= 0,69.().C
Thời gian ngưng dẫn ở mức áp thấp cũng là lúc tụ C xả d.ng qua
= 0,69..C
Như vậy chu kỳ của tín hiệu sẽ là : T = +
T = 0,69.(+2.)*C .
Tín hiệu xung ra (3) :

l)

Tụ điện:


25

Điện CLC K8

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội

•

Tụ điện một chiều, hay tụ phân cực (Electrolytic Capacitor): Khi
đấu nối phải đúng cực âm - dương. Thường trên tụ quy ước cực âm
bằng cách sơn một vạch màu sáng dọc theo thân tụ, hoặc khi tụ
chưa cắt thì chân dài hơn là cực dương.

•

Tụ điện xoay chiều: hay tụ không phân cực

Tụ điện là một linh kiện thụ động cấu tạo của tụ điện là hai bản cực bằng

kim loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch
hay chất điện môi cách điện có điện dung C. Đặc điểm của tụ là cho
dòng điện xoay chiều đi qua, ngăn cản dòng điện một chiều.
Công thức tính điện dung của tụ: C = ε.S/d
ε là hằng số điện môi
S là điện tích bề mặt tụ m2
d là bề giày chất điện môi
Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song
và cách nhau một khoảng d.

÷

Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số

E=

δ
ε 0ε