Bài Tập Lớn Điện Tử Số Thiết Kế Mạch Đồng Hồ Điện Tử

BÀI TẬP LỚN
MÔN: ĐIỆN TỬ SỐ
Nhóm 1: Thành viên
• Vũ Thị Ngọc Dung ( D14VT01)
• Trương Thị Phương Huế ( D14VT01)
• Ngô Thị Thanh Nga (D14VT01)
Chủ đề: Thiết kế mạch đồng hồ điện tử có chỉnh giờ , phút, giây.
1/ Phân tích bài toán.
Mạch gồm các khối: Khối tạo xung, khối đếm, khối điều chỉnh, khối giải mã và khối hiển thị
- Khối tạo xung : Dùng IC 555 tạo ra xung vuông có tần số 1Hz.
- Khối đếm
+ Điếm giây : Nhịp đếm từ 00 đến 59.
+ Đếm phút : Nhịp đếm từ 00 đến 59.
+ Đếm giờ : Nhịp đếm từ 00 đến 23.
-Khối giải mã và hiển thị : Dùng IC giải mã 7447 để giải mã BCD sang thập phân và hiển thị trên
Led 7 đoạn.
-Khối điều chỉnh: Dùng điều chỉnh giờ phút giây .
2/ Nguyên lí hoạt động.
Khối đếm
( Dùng IC 7490)
Khối tạo xung
(Dùng IC 555)
Khối điều
chỉnh

A, Khối tạo xung.

Khối giải mã
(Dùng IC 7447)
Khối hiển thị
(Dùng Led 7

đoạn)


Khi mới cấp nguốn Vcc, tụ chưa kịp nạp nên Uc =0:
Do đó điện áp ra của bộ so sánh (1) R = 0,điện áp ra của bộ so sánh (2) S = 1

Q=0
=> Q = 1,

và T cấm.

R1 + R2

R1 R2
=>tụ nạp điện qua

,

với hằng số thời gian là: tnạp = (

).C

R1 R2
=>thời gian nạp là Tn=0.7(

+

)C.

Khi điện áp trên Vc tăng > 2/3Vcc, thì:

Điện áp của bộ so sánh (1) R = 1, điện áp của bộ so sánh (2 ) S = 0

Q =1
=> Q = 0,

và T thông.

R2
Tụ C phóng điện từ cực dương của tụ qua

,qua T xuống đất đến cực âm của C

R2 .C
Tụ phóng với hằng số thời gian là: t ph =

R2
=>thời gian phóng là Tph=0.7

C.

Q=0
Khi Vc < 1/3Vcc: R = 0, S = 1: => Q = 1,

Q=0
Khi
nên T bị cấm, tụ C lại được nạp điện. Như vậy, mạch trở lại trạng thái ban đầu và
tụ lại nạp điện trở lại. Hiện tượng này diễn ra liên tục và tuần hoàn với chu kì của xung đầu ra là:

R1
T=Tn+Tph=0.7(

R2
+2

)C.

Như vậy ta cần chọn R1=10k,R2=2.2k,C=100µF để được tần số 1Hz.
B, Khối đếm.
IC 7490 gồm hai bộ đếm là bộ đếm 2 và bộ đếm 5.


-

Bộ chia 2 do Input A điều khiển đầu ra Q0.
Bộ chia 5 do Input B điều khiển đầu ra Q1, Q2, Q3.
Đầu vào A, B tích cực ở sườn âm.
Để tạo thành bộ đếm 10 ta nối đầu ra Q0 vào chân B để tạo xung kích cho bộ đếm 5.
Q0, Q1, Q2, Q3 là các đầu ra.
Xung kích từ khối tạo xung được đưa vào CLKA , đầu ra Q0 được đưa vào CLK B của đếm hàng
đơn vị của bộ đếm giây. Các ngõ ra của IC 7490 được nối với ngõ vào của IC giải mã 7447.
Các ngõ ra của IC 7447 được nối tới các chân của Led 7 đoạn.
+ Bộ đếm giây: ( gồm IC 1 và IC2 kí hiệu như hình vẽ)

Q0 được nối vào CLK B để tạo bộ đếm 10, Xung kích từ bộ tạo xung được đưa vào chân CLKA
của IC1. Sau khi được cấp xung, Ic1 sẽ đếm 10 nhịp ứng với các giá trị được hiển thị trên Led là
từ 0 đến 9. Khi Ic1 đếm đến giá trị 9 thì cấp cho Ic2 một xung đếm. Khi đó, Ic1 reset về 0, Ic2
đếm lên 1, ta sẽ có số 10. Cứ như vậy, khi Ic1 cứ đến từ 0 đến 9 rồi lại reset về 0 thì Ic2 sẽ đếm
lên 2,3,4..... Khi Ic1 đến đến 9, Ic2 đếm đến 5 và chuẩn bị lên 6 thì lúc đó, đầu ra Q1, Q2 của Ic2

sẽ nhận giá trị 1. Và ta sẽ cho hai giá trị này nối vào chân R0(1), R0(2) để reset cả hai Ic về 0.
Nếu nối Q2 của IC2 vào CLKA của IC3 ( như hình dưới) thì sẽ cấp cho IC3 một xung đếm.
+Bộ đếm phút :

Sau khi được cấp xung đếm khi nối CLKA của IC3 vào Q2 của IC2 thì IC3 đếm lên 1.Cứ mỗi lần
IC1, IC2 đều reset về 0 thì Ic3 đếm lên 2,3,4...... Tương tự như bộ đếm giây, Khi Ic3 đếm đến giá
trị 9 thì cấp cho Ic4 một xung đếm. Khi đó, Ic3 reset về 0, Ic4 đếm lên 1, ta sẽ có số 10. Cứ như
vậy, khi Ic3 cứ đến từ 0 đến 9 rồi lại reset về 0 thì Ic4 sẽ đếm lên 2,3,4..... Khi Ic3 đến đến 9, Ic4
đếm đến 5 và chuẩn bị lên 6 thì lúc đó, đầu ra Q1, Q2 của Ic4 sẽ nhận giá trị 1. Và ta sẽ cho hai
giá trị này nối vào chân R0(1), R0(2) để reset cả hai Ic về 0. Nếu nối Q2 của IC4 vào CLKA của
IC5 ( như hình dưới) thì sẽ cấp cho IC5 một xung đếm.
+ Bộ đếm giờ.

Sau khi được cấp xung đếm khi nối CLKA của IC5 vào Q2 của IC2 thì IC5 đếm lên 1.Cứ mỗi lần
IC3, IC4 đều reset về 0 thì Ic3 đếm lên 2,3,4..... Khi Ic1 và Ic3 đếm đến 9, Ic2 và Ic4 đếm đến 5,
Ic6 đếm đến 2 , Ic5 đếm đến 3 chuẩn bị đếm lên 4 thì khi đó Q3 của Ic5 sẽ nhận giá trị 1 và Q2
của Ic6 sẽ nhận giá trị 1, ta sẽ nối hai giá trị này vào chân R0(1), R0(2) để reset cả 6 Ic về 0.
Như vậy khi mạch đang ở trạng thái 23:59:59 nhận thêm một xung đếm nữa thì sẽ về trạng
thái 00:00:00.


C, Bộ giải mã và hiển thị.


IC 7447 là IC tác động mức thấp nên các ngõ ra mức 1 là tắt, mức 0 là sáng, tương ứng với
các thanh a, b, c, d, e, f, g của led 7 đoạn loại anode chung, trạng thái ngõ ra cũng tương ứng với các
số thập phân (các số từ 10 đến 15 không dùng tới).
Hiển thị dùng led 7 đoạn loại anode chung do đầu ra của IC 7447 có mức tích cực là mức 0
( mức thấp). Ở loại anode chung ( anode của đèn được nối lên +5V, để hạn dòng ta nối thông qua điện
trở)

D, Khối điều chỉnh giờ phút giây. (như hình vẽ)


Phím bấm (Button) kết hợp với điện trở cùng với xung vào đưa vào cổng OR để tạo xung đưa đến các
lối vào clock của các IC đếm. Mỗi nhịp bấm ở button thì giá trị đếm lại tăng lên một giá trị.
3/ Kết quả.


Ngoài ra : ta còn có thể tạo đồng hồ điện tử như trên bằng IC7490, led 4 chân và bộ xung có sẵn
1Hz.