Bài Tập Lớn Điện Tử Số Mạch Đồng Hồ Thể Thao

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

BÀI TẬP LỚN
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO
Môn:
Điện tử số
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Hiếu
Người thực hiện:
Nguyễn Anh Tú
Nguyễn Chí Giang
Nguyễn Hồng Lâm

Hà nội , 2016


1.Phân tích bài toán
a. Sơ đồ khối:
Khối tạo xung

Khối đếm

Khối giải mã

Xung clock
Mạch đếm giây dùng ic
74LS90
Mạch giải mã dùng ic 74LS47
Hiển thị leg 7 đoạn
Mạch đếm giây dùng ic
74LS90
Mạch giải mã dùng ic 74LS47

Mạch giải mã dùng ic 74LS47
Mạch đếm giây dùng ic
74LS90
Hiển thị leg 7 đoạn
Hiển thị leg 7 đoạn

Khối hiển thị


-Nhiệm vụ các khối:
+Khối tạo xung : Tạo xung với tần số 100 Hz.
+Khối đếm: Là các FF nhận xung giao động để xử lý đưa ra tín hiệu mã hóa
BCD.
+Khối giải mã: giải mã BCD để đưa ra khối hiển thị.
+Khối hiển thị: hiện thị tín hiệu sau mã giải.
b.Các thành phần chính của mạch:
- Khối đếm:
IC 7490 là IC đếm bất đồng bộ cơ bản và thông dụng . Để được tiện lợi , mỗi
mạch đếm được chia làm 2 phần : phần đầu là một FF với ngõ xung vào là A để chia
đôi tần số ( mạch đếm 1 bit) , tần tiếp theo là 3 bộ FF với ngõ xung vào là B để thực
hiện việc chia 5 tần số .
Muốn thực hiện mạch đếm đầy đủ ta áp can đếm ở ngõ ra và nối (ngoài IC) ngõ ra QA
đến ngõ vào B , lúc này số đếm nhị phân là QDQCQBQA(0001). Xung vào phải
tương thích TTL và có độ rộng xung ít nhất là vài nano giây.
Mỗi mạch đếm có 2 ngõ Reset (đặt lại) gọi R01 và R02 . Vì 2 ngõ này đựơc nối
AND với nhau nên để xoá mạch đếm (QA = QB =QC =QD =0) cả 2 ngõ Reset được
đưa lên cao và để mạch đếm có thể đếm lên phải đưa ít nhất 1 ngõ Reset xuống thấp .
Thường 2 ngõ này được nối chung với nhau và giữ ở mức thấp , khi muốn xoá mạch
ta phải đưa 2 ngõ này lên cao trong chốc lát (ít nhất là vài chục nano=giây) rồi đưa
xuống thấp để cho phép mạch đếm lên. 2 ngõ này là 2 ngõ bất đồng bộ vì tác động độc

lập với đồng hồ (xung vào).
Hai thông số quan trọng để thiết kế mạch đếm này là: Bảng chân lý mã hóa ra
BCD và điều kiện để Reset (Trở về trạng thái ban đầu).
a. Cấu tạo bên trong.


Hình 2.1: Cấu tạo bên trong IC 74LS90
b. Sơ đồ chân.


Hình 2.2: Sơ đồ chân IC 74LS90
* IC 7490 là IC 14 chân,trongđó :
Chân 14 nhận xung vào.
Chân 12,11,9,8 dữ liệu ngõ ra.
Chân 10 nối GND.
Chân 5 nối VCC.
Chân 13,4 không được sử dụng.
Chân 2,3,6,7 RESET.
Chân 1 nhận xung clock báo tràn,led hiển thị từ số 9 về số 0 .
•

Bảng chân lý mã hóa ra BCD

c. Mức

Reset cho LS7490.


Nó có 4 chân Reset dùng để reset hệ thống với các chân : MR1, MR2, MS1,
MS2. Đưa các mức thích hợp vào các chân này thì nó sẽ tự động Reset. Sau đây là

bảng mức Reset:

2.Cách thức xây dựng mô hình thực hiện:
a.Sơ đồ nguyên lý:
- Mạch nguyên lý:


-Mạch kết quả:

-Một số kết quả mô phỏng:
+Reset: -Trước:


-Sau:

+Start,pause: Như mạch kết quả.
b.Nguyên lý hoạt động:
- Xung kích được tạo ra từ xung clock và xung này được đưa tới chân 14 của
IC 74LS47.
- Đối với 2 IC đếm phần trăm giây(1/100) ( IC U4 và U3) xung được cấp cho
IC4, IC 4 này đếm giá trị của 9 xung ( led hiển thị số 9), sau khi đếm hết giá trị


của 9 xung thì cấp cho IC3 1 xung đếm. Khi đó IC4 đếm về 0 và IC 3 đếm lên
1, tức ta có giá trị là 10. Sau đó IC4 tiếp tục đếm từ 0 đến 9 và tiếp tục cấp xung
cho IC3 tăng lên 2,3,… Khi IC 4 đếm đến 9 và IC 3 cũng đếm đến 9 thì chuyển
đến reset cả 2 IC về 0. Lúc này chân reset sẽ cùng trạng thái với đầu ra cổng
AND dùng để reset, đầu ra này được nối với chân CK0 của IC đếm giây một
xung được kích và được đếm lên 1 đơn vị.
- Đối với IC đếm giây (IC2 và IC1) khi IC 2 nhận được xung nó lại đếm như IC

phần trăm giây đến giá trị 59.Vì lấy xung từ IC đếm phần trăm giây nên khi
mạch đếm giây đến 59 thì tất cả các IC được reset về 0, đồng thời mạch đếm
cấp xung cho IC đếm phút 1 xung.
-Đối với IC đếm phút(IC0) Khi IC0 nhận được 1 xung thì nso cũng bắt đầu đếm
lên đến 9 thì mạch được reset về 0.
Trạng thái tiếp theo của mạch là 0:00:00.
3.Đánh giá hoạt động của mạch:
a.Về khả năng ứng dụng: - Mạch được dùng để đếm giây dùng trong các môn
của thể thao như điền kinh, trèo thuyền, vvv…
b.Ưu và khuyết điểm:
+Ưu: Do được hiển thị bằng led 7 đoạn nên được sử dụng ở những nơi có ánh
sáng không tốt. Linh kiện được dùng để thiết kế thông dụng và đuọc bná rộng
rãi trên thị trường .
+Khuyết: Nặng.Không thuận lợi trong sử dụng. Dễ bị hư hỏng khi có sự va
chạm hoặc điện áp không ổn định. Các IC dễ bị hư hỏng khi thi công. Không có
nhiều chức năng như các đồng hồ khác.


Chúng ta nên dùng vi điều khiển thay vì dùng mấy con IC này.