Dùng các vi mạch tương tự và vi mạch số tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại (ví dụ pt, cu, zn)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆ
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PH

BÀI TẬP: VMTT- VMS
Đề Số:1
Họ và tên SV: Nguyễn Văn An

Nhóm: 1

Lớp: TDH2 –K9

NỘI DUNG
Đề tài: Dùng các vi mạch tương tự và vi mạch số tính toán, thiết kế mạch đo và
cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại (ví dụ: Pt, Cu, Zn).
- Dải đo từ: t0C = 00C÷ tmax = 0 ÷ (100+2*n)0

Yêu cầu:
-

-

-

Đầu ra: Chuẩn hóa đầu ra với các mức điện áp:
1. U=0 ÷ 10V.
2. U= 0 ÷ -5V
3. I=0÷20mA.
4. I=4÷20mA

Dùng cơ cấu đo để chỉ thị hoặc LED 7 thanh hiển thị nhiệt độ.
Khi nhiệt độ trong giới hạn bình thường : t0C=0÷2tmax/3. Thiết kế
mạch nhấp nháy cho LED với thời gian sáng và tối bằng nhau và
bằng: T0=(1+0,5*a).
Khi nhiệt độ vượt giá trị t0C= 2*tmax/3. Đóng điện cho động cơ điện
1 chiều 15VDC chạy làm mát.
Đưa ra tín hiệu cảnh báo bằng còi khi nhiệt độ vượt giá trị : t0C=
2*tmax/3
Trong đó:
a: chữ số hàng đơn vị của danh sách (ví dụ: STT=3→a=3;
STT=10→a=0)
n: Số thứ tự sinh viên trong danh sách.

1

1


PHẦN THUYẾT MINH
Yêu cầu về bố cục nội dung: (đóng quyển <20 trang)
Chương 1: Tổng quan về mạch đo
Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính
Chương 3: Tính toán, thiết kế mạch đo
Tính toán, lựa chọn cảm biến
Tính toán, thiết kế mạch đo, mạch hiển thị
Lựa chọn nguồn cấp.
Tính toán, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóa
Tính toán mạch nhấp nháy cho LED
Tính toán, thiết kế mạch cảnh báo.
...

Kết luận và hướng phát triển
-

Sinh Viên: Nguyễn Văn An
Mã sinh viên: 0941240118
Số thứ tự: n =1 a= 1
Dải Đo: 0 102oC
Thời gian đèn sáng tối bằng nhau: t= 1+ 0.5*1 =1,5 (s)
Nhiệt độ cảnh báo : 68oC

2

2


Chương 1: Tổng quan về mạch đo
1. Tầm quan trọng của việc kiểm soát nhiệt độ trong công nghiệp
Có thể nói, nhiệt độ là một đại lượng vật lý được quan tâm nhiều không
những trong lĩnh vực đời sống sinh hoạt mà còn trong sản xuất công nghiệp.
Trong công nghiệp sản xuất nói chung, nhiệt độ là yếu tố quan trọng quết định
đến chất lượng của sản phẩm công nghiệp. Do đó, con người lun muốn kiểm tra
và kiểm soát đại lượng vật lý này. Để giải quyết điều này đã có nhiều phương
pháp đo nhiệt độ khác nhau được đưa ra như: phương pháp đo nhiệt độ sử
dụng cặp nhiệt ngẫu, điện trở kiêm loại, IC cảm biến nhiệt độ…
2. Sơ đồ khối mạch đo nhiệt độ sử dụng ic
Mạch đo gồm 6 khối cơ bản sau:
•

Khối nguồn

•

Khối cảm biến

•

Khối chuẩn hóa

•

Khối so sánh

•

Khối cảnh báo

•

Khối hiển thị

Hình 1.1: Sơ đồ khối mạch đo nhiệt độ

3

3


Chức năng chính của từng khối:
•

Khối nguồn: cấp nguồn chuẩn cho các khối còn lại làm việc.

•

Khối cảm biến: biến đổi tiến hiệu nhiệt độ thành tín hiệu điện áp.

•

Khối chuẩn hóa: điện áp vào lấy từ khối cảm biến được chuẩn hóa thành chuẩn
công nghiệp với: tín hiệu điện áp U: 0 ÷ -5V, tín hiệu dòng điện: 4÷20mA.

•

Khối so sánh: giám sát sự thay đổi của nhiệt độ, phát tín hiệu điều khiển cho
khôi cảnh báo.

•

Khối cảnh báo: cảnh báo bằng đèn led khi nhiệt độ ở trong giới hạn cho phép,
phát tín hiệu cảnh báo bằng còi khi nhiệt độ vượt ngưỡng giới hạn.

•

Khối hiển thi: hiển thị nhiệt độ…

4

4

Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính
I . Các linh kiện có trong mạch
1: RTD – PT100

Hình 1 : RTD – PT100
Cảm biến nhiệt độ PT100 hay còn gọi là nhiệt điện trở kim loại ( RTD) PT100
được cấu tạo từ kim loại Platinum được quấn tùy theo hình dáng của đầu dò
nhiệt có giá trị điện trở khi ở 0oC là 100 Ohm. Đây là loại cảm biến thụ động
nên khi sử dụng cần phải cấp một nguồn ngoài ổn định. Giá trị điện trở thay đổi
tỉ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ được tính theo công thức dưới đây.
- Công thức điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ của PT100:
Rt = R0 ( 1+ AT+BT2+C(T-100)T3)
Trong đó:
A=3.9083x10-3
B=5.775x10-7
C=-4.183x10-12 ( t<0oC) , C=0 ( t>0oC)

2: Bộ khuếch đại thuật toán µA741 :
Trong kỹ thuật đo lường và cảm biến KĐTT được sử dụng nhiều với các chức
năng chính: khuếch đại điện áp, dòng điện, khuếch đại công suất, … Trong
phạm vi đề tài này ta sử dụng KĐTT µA741 có hình ảnh thực tế như sau:

Hình 2.2: Khuếch đại thuật toán µA741
5

5


Tên gọi và chức năng của các chân:
• – Offset null: bù tần số.

• Inverting Input: cửa vào đảo.
• Non Inverting Input: cửa vào không đảo.
• – Vee : chân cấp nguồn âm.
• + Offset null: bù tần số.
• Output: cửa ra.
• +Vcc: chân cấp nguồn dương.
• NC: không sử dụng.
Thông số kỹ thuật:
5
• Hệ số khuếch đại mạch hở (K0): 10 .
• Tổng trở cửa vào (ZI): 1MΩ.
• Tổng trở cưa ra (ZO): 150Ω.
• Dòng điện phân cực cửa vào: 0,2µA.
• Điện áp lệch ngõ vi sai: 2mV.
• Dải tần số cho phép: 1MHz.
• Tốc độ quét: 0,5V/µs.
3: IC ổn áp LM7812, LM7912 và LM7805
Tổng quan: Họ LM78XX ổn áp +XX(V)
Họ LM79XX ổn áp –XX(V)
Chức năng: IC thuộc họ LM78xx và LM79xx mạch tích hợp có chức năng tạo
điện áp ra một chiều ổn định khi mức điện áp đầu vào thay đổi, với xx là điện
áp ra tương ứng. vd: LM7812 có Vout=+12V; LM7912 có Vout=-12V
Hình ảnh thực tế: về hình dạng cũng như kích thước, khoảng cách chân thì
cả 3 IC kể trên gần giống nhau.

Hình 2.3: IC ổn áp LM7912
6

6

Thông số kỹ thuật:
Thông số
Điện áp đầu vào
Điện áp đầu ra
Dòng diện đầu ra (Max)
Nhiệt độ hoạt động

LM7812
14.5V ÷ 35V
+12V
1A

LM7912
-12V
1A
o
-40 C ÷ 125 o C

LM7805
8V÷30V
+5V
1A

4: IC tạo xung vuong NE555
Chức năng: IC 555 là một mạch tích hợp, được sử dụng khá phổ biến trong
việc tạo ra xung vuông điện áp không yêu cầu về độ chính xác cao cũng như tần
số lớn.
Sơ đồ các khối, chân NE555:

Hình 2.4: Hình ảnh thực tế, sơ đồ chân và sơ đồ khối của NE555

7

•

chân 1:(GND) cho nối GND để lấy nguồn cấp cho IC.hay còn gọi là chân
chung.

•

Chân 2(TRIGGER):Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được
dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây
dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3Vcc.

•

Chân 3(OUTPUT): là chân để lấy tín hiệu ra logic. trạng thái của tín hiệu ra
được xác định theo mức 0 và 1. 1 _ở đây là mức tương ứng gần bằng Vcc
nếu (PWM=100%) và mức 0 tương ứng với 0V,nhưng trong thực tế nó
không ở mức 0V mà nó trong khoảng 0.35->0.75V.

•

Chân 4(RESET): dùng xác lập định mức trạng thái ra. khi chân số 4 nối
Masset thì ngõ ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức cao thì trạng
7


thái ngõ ra phụ thuộc vào điện áp chân 2 và 6. Nhưng mà trong mạch để

tạo được dao động thường nối chân này lên Vcc.
•

Chân 5(CANTROLVOLTAGE): Dùng thay đổi mức áp chuẩn trong IC555 theo
các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài nối GND. Chân này có thể
không nối cũng được nhưng để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân 5
xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF này lọc nhiễu và giữ cho điện áp
chuẩn ổn định.

•

Chân 6(THRESHOLD): là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp và
cũng được dùng như 1 chân chốt dữ liệu.

•

Chân 7(DISCHAGER):có thể xem chân này như 1 khoá điện tử và chịu điều
khiển bởi tầng logic của chân 3. Khi chân 3 ở mức điện áp thấp thì khoá này
đóng lại, ngược lại thì nó mở. Chân 7 tự nạp xả điện cho mạch RC lúc IC555
dùng như một tầng dao động.

•

Chân8(VCC):Đây là chân cung cấp áp và dòng chi IC hoạt động.

Thông số kỹ thuật:
5 - Nguồn hỗ trợ: +18V.
6 - Công suất tiêu thụ: 600mW.
o
o

7 - Nhiệt độ hoạt động: 0 C ÷70 C.
5: Bộ chuyển đổi tương tự số ADC0804
Chức năng: biến đổi tín hiệu điện áp tương tự đầu vào thành tín hiệu số với
độ phân giải 8bit.

Hình 2.5: Sơ đồ chân ADC0804
8

8


Tên và chức năng của từng chân:
Chân
số
1

Tên

Chức năng

Chip select Chân trọn chip, đầu vào tích cực mức thấp để kích
hoạt chíp

2

Read

Tín hiều đầu vào chuyển từ cao xuống thấp để xuất
dữ liệu đã được chuyển đổi tới các chân đầu ra

3

Write

Tín hiệu đầu vào chuyển từ thấp lên cao để bắt đầu
quá trình chuyển đổi

4

Clock IN

Chân đầu vào để kết nối với đồng hồ bên ngoài

5

Interrupt

Chân ra: tín hiệu ra ở mức thấp khi quá trình
chuyển đổi kết thúc

6

Vin (+)

Điện áp đầu vào mức cao của tín hiệu Analog

7

Vin (-)

Điện áp đầu vào mức thấp của tín hiệu Analog

8

Analog
Ground

Chân nối đất cho tín hiệu Analog

9

Vref/2

Chân đầu vào đặt giá trị điện áp tham chiếu cho tín
hiệu Analog

10

Digital
Ground

Chân nối đất cho tín hiệu Digital

11÷18

D7÷D0

Chân ra của tín hiệu Digital

19

Clock R

Sử dụng cùng với chân Clock IN khi sử dụng đồng
hồ bên trong của ADC

20

Vcc

Chân cấp dương nguồn, hỗ trợ 5V

6: Bộ cộng nhị phân 4 bit 74LS83
Chức năng: tương tự như các bộ cộng nhị phân khác, IC số 74LS83 có là mạch
tích hợp với khả năng cộng hai số nhị phân 4 bit cho ra kết quả tương đối
nhanh.
Sơ đồ chân 74LS83:
9

9


•

A1÷A4: các chân đầu vào số 4 bit thứ nhất.

•

B1÷B4: các chân đầu vào số 4 bit thứ hai.

•

C0: số nhớ đầu vào.

•

∑1÷∑4: các chân đầu ra của phép cộng.

•

C4: chân đầu ra của số nhớ.

•

Vcc: chân cấp nguồn 5V.

•

GND: chân nối đất.

Hình 2.6: Sơ đồ chân 74LS83

Hình 2.7: Sơ đồ khối 74LS83
7: Bộ giải mã LED 7 thanh Anot chung 74LS247
Chức năng: từ số BCD đầu vào chuyển đổi thành tín hiệu đầu ra phục vụ hiển
thị cho Led 7 thanh

Sơ đồ chân:
10

10


Hình 2.8: Sơ đồ chân 74LS247

Hình 2.9: Bảng trạng thái 74LS247
8: Led 7 thanh Anot chung
Chức năng: Led 7 thanh là một linh kiện được sử dụng khá là phổ biến trong các
mạch điện tử hiển thị số. Tùy vào nhu cầu hiển thị mà người ta chia thành các
loại led khác nhau: led đơn, led đôi, led ba,… theo cách kết nối: led 7 thanh kiểu
Anot chung, led 7 thanh kiểu Catot chung.

Sơ đồ chân led 7 thanh đơn:
11

11


Hình 2.10: Sơ đồ chân led 7 thanh
9: Bộ cộng logic DM74LS32
Chức năng: IC DM74LS32 là mạch tích hợp dùng để cộng logic hai tín hiệu đầu
vào và trả về kết quả cộng ở chân đầu ra.
Sơ đồ chân:
•

1A-1B÷4A-4B: đầu vào tín hiệu logic cần cộng.

•

Y1÷Y4: kết quả của phép cộng logic tương ưng.

•

Vcc: chân cấp nguồn cho IC hoạt động, hỗ trợ nguồn 5V.

•

GND: chân nối đất.

Hình 2.11: Sơ đồ chân 74LS32
Thông số kỹ thuật:
•

Điện áp nguồn cấp hỗ trợ: 5V.

•

Điện áp ra mức cao: 2V.

•

Điện áp ra mức thấp: 0.8V.

•

Dòng điện ra mức cao/thấp: 0.4/8 mA.

•

Nhiệt độ môi trường làm việc: 00C÷70oC.

10: Bộ nhân logic SN74LS08
Chức năng: IC SN74LS08 là mạch tích hợp dùng để nhân logic hai tín hiệu đầu
vào và trả về kết quả nhân ở chân đầu ra.
12

12


Sơ đồ chân:
•

1A-1B÷4A-4B: đầu vào tín hiệu logic cần nhân.

•

Y1÷Y4: kết quả của phép nhân logic tương ưng.

•

Vcc: chân cấp nguồn cho IC hoạt động, hỗ trợ nguồn 5V.

•

GND: chân nối đất.

Hình 2.12: Sơ đồ chân SN74LS08
Thông số kỹ thuật:
•

Điện áp nguồn cấp hỗ trợ: 5V.

•

Điện áp vào mức cao: >2V.

•

Điện áp vào mức thấp: <0.8V.

•

Điện áp ra mức cao: 2.7V.

•

Điện áp ra mức thấp: 0.5V.

•

Dòng điện ra mức cao: 20µA (Vcc=Max, VIN=2.7V).

•

Dòng điện ra mức thấp: -0.4mA(Vcc=Max, VIN=0.4V) .

•

Nhiệt độ môi trường làm việc: 00C÷70oC.

11: Trong bài này còn sử dụng đến các linh kiện khác như: điện trở, biến trở,
tụ không phân cực, tụ phân cực, diode, cầu diode chỉnh lưu, … do những
linh kiện kể trên đã quá quen thuộc với bất cứ ai đã tìm hiểu về điện tử nói
riêng và điện nói chung nên trong phạm vi nội dung báo cáo này tôi xin phép
không đề cập lại để chánh mất thời gian của quý thầy cô và các bạn đọc.

13

13


Chương 3: Tính toán mạch thiết kế mạch cần đo
3.1: Tính toán, thiết kế mạch nguồn.
a) Tính toán, lựa chọn linh kiện
Do các bộ khuếch đại thuật toán dùng trong mạch sử dụng nguồn đối xứng DC
±12V và các IC số sử dụng nguồn DC 5V nên mạch nguồn được thiết kế như sau:
•

Sử dụng 2 IC ổn áp LM7812 và LM7912 để tạo nguồn đối xứng DC
±12V; IC ổn áp LM7805 để tạo nguồn áp 5V DC;

•

Do chủ yếu sử dụng nguồn điện xoay chiều 220V nên chọn điện áp
đầu vào khối nguồn là: 220V AC.

•

Để IC ổn áp có thể làm việc được ổn định cần tạo ra nguồn áp một
chiều đầu vào lớn hơn điện áp cần ổn định từ 3÷5V nên:

Chọn hệ số biến đổi của biến áp: 220V/20V;
Sử dụng cầu diode 2W005G để tạo điện áp DC: khi đó điện áp trên
cửa ra của cầu sẽ là:

•

Tính toán mạch lọc: C1=
Trong đó: m tần số đập mạch.
= 2×π×f=100π
R=
Chọn K=0.02(để được phẳng nhất)

Khi đó C1= 3970µF ta chọn C1=4700µF gần thực tế nhất, và C2 ta chọn tụ gốm
bằng 104 để lọc các hài cao, bởi tụ gốm lọc được các tần số cao.
•

Kết quả ta được các điện áp DC ở cửa ra la: -12V DC, +12V DC, +5V
DC.

b) Sơ đồ mạch nguyên lý

14

14


Hình 3.2: Sơ đồ mạch nguyên lý khối nguồn
3.2: Tính toán mạch chuẩn hóa U-I.
a)

Tính toán mạch chuẩn hóa ra U= 0 ÷ -5V

( trang98 – Giáo trình)
Điều kiện: R7×R4= R6×R5

(1)

Từ đó ta xác định dòng biểu thức ra:
Uo= (UI2 – UI1)

× ( + 1) ×

(5)

Từ phương trình (1) và (5):
-

Khi IL= 0 ÷ -5V và UI1= 0 ÷1.02V
Ta xác định được:
R1 = 1k
R2 =4k
R3 = 5k
R4 = 10,2k R5 = 5k
R6 = 10140k

Vin
V=1.01616

R1

Ucb

RT1

R2

E+
S+

10140

R10

R13

R14

5k

10.2k

5k

5k

RTD-PT100

Tính toán mạch chuẩn hóa ra U= 0 ÷ 10V (trang 92 giáo trình)

Từ điều kiện: Ura=(1+R22/R23)Ucb

15

R11

4k

1k

SE-

100

b)

R12

R9

R8

102.00

9.9k

R7 =5k

ch

-

15

-5.00
Volts


Ta xác định được : R24=10kΩ

Ucb

R22=9040Ω R23=1020Ω

U3

R21
10k

OPAMP

+10.0
Volts

R20
1020

c)

R7

9040

Tính toán mạch chuẩn hóa I= 4 ÷ 20mA

(trang 95 giáo trình)
Điều kiện: R1×R4= R2×R3

(3)

Từ đó ta được áp biểu thức ra:
IL=(UI2-UI1)××

(4)

Từ (3) và (4) ta có:
R1= 10.2KΩ

16

R2 =16KΩ

R3 =10.2KΩ

16

R4 =16KΩ

R5 = 100Ω


R18(1)

Ucb

R18

R17

R19

10.2k

16k

100

R16

R15

10.2k

16k

+20.0

mA

d) Tính toán, thiết kế mạch nháy Led và cảnh báo.
-Yêu cầu:
Trong giới hạn bình thường: toC = 0oC ÷ 68oC, Led nháy với thời gian sáng

tối bằng nhau t = (1+0.5*a) = 1.5s
Cảnh báo bằng còi khi khi nhiệt độ lớn hơn 68oC.
e)Tính toán, thiết kế mạch so sánh phát hiện ngưỡng nhiệt độ.
Với yêu cầu trên ta thực hiện thiết kế mạch so sánh sử KĐTT µA741.
Tại 68oC điện áp đầu ra của cảm biến: Ucb=0.01×68=0.68 mV
Do đó mạch chuẩn hóa: Uch= -3,32V
Do mạch so sánh không thể làm việc so sánh ở điện áp âm nên ta khuếch
đại đảo điện áp Uch với hệ số K=-1, cho ra nguồn Uch>0 để mang đi so sánh
Khi T=68oC thì mạch chuẩn hóa ra U=3,32V
Vậy muốn chuông kêu khi vươt quá 68oC thì Uch=3,32 để so sánh
f)Tính toán khối cảnh báo.

17

17


Theo đề yêu cầu thì đèn phải nháy 1.5s và còi kêu khi t>68oC
-

18

Tính toán khối so sánh.
+ Ở đây ta không tính toán nhiều, mà chỉ là so sánh điện áp Uch khi nhiệt
độ vượt qua mức 68oC khi đó ta dùng mộtnguồn chuẩn là pin (cell) để có
1 nguồn ổn định và chuẩn để so sánh với áp khi nhiệt độ cần cảnh báo là
3,32V đã được khuếch đại tính toán ở trên.

18

-

-

Khi nhiệt độ vượt qua mức cảnh báo thì lập tức điện áp từ khối chuẩn
hóa U sẽ vượt qua mốc 3,32V (3,32V ở đây tương ứng với 68oC) thì mạch
so sánh lập tức đẩy xuống điện áp thấp  khi đó chân số 4 của IC555 bị
cấp điện áp thấp nên IC555 ngừng tạo xung và dừng, đồng thời điện áp
thấp này đi qua NOT ( tương tự như tín hiệu 0 và 1) điện áp này sẽ bị đảo
khi qua con NOT này và cũng là nguồn cấp cho chuông báo kêu.
Tính toán khối IC 555 để cảnh báo và cho led nháy 3s
Động cơ 1 chiều được nuôi nguồn 15V thông qua Transistor PNP,khi nhiệt
độ lớn hơn 2/3Tmax =68oC thì điện áp dương kích vào chân B thì nguồn
nuôi được cấp vào motor làm mát,motor làm mát quay.

Ở đây ta tính 1.5s= R×C (trang 66 giáo trình)
Tôi chọn R=10k vậy C = 15uF
Thông số kỹ thuật của đèn Led sử dụng trong mạch:

•

Màu sắc: Đỏ.

•

Kích thước: 0.5mm.

•

Điện áp định mức: 1.8÷2V.

•

Dòng định mức 10÷25mA.

Chọn điện trở hạn dòng cho led R13=220Ω.

g)Tính toán điện áp so sánh của chân VREF/2 để hiển thị ra Led 7 đoạn.
Do điện áp đầu ra của cảm biến thay đổi 0.05mV/oC nên ta thực hiện tính
toán điện áp cấp vào chân VREF/2 sao cho một bước nhảy của ADC tương
ứng với 10mV để giá trị số nhị phân đầu ra ADC tương ứng là giá trị nhiệt
độ.
Ta có:
Đặt a= =
=6.25 (V)
Vậy cần cấp vào chân VREF/2 một điện áp tham chiếu có giá trị6.25V. ta có
thể tạo điên áp 6.25V bằng cầu phân áp để được 1 nguồn chuẩn.
h)Chuyển mã nhị phân 8 bit thành mã BCD và hiển thị trên led 7 thanh.
19

19


Để thực hiện việc chuyển đồi mã nhị phân 8 bit sang mã BCD ta dùng IC 74LS83
để thực hiện cộng các số nhị phân tương ứng. Nhưng trước hết để làm được
điều này, cần xét tới sự tương quan giữa loại mã: mã thập phân, mã nhị phân và
mã BCD. Ta có bảng sau:

Nhận thấy:

•

Khi giá trị <10 thì mã nhị phân và mã BCD hoàn toàn giống nhau.

•

Khi giá trị ≥10 để có mã BCD ta phải cộng thêm 6 vào mã nhị phân.

Để giải quyết vấn đề hiệu chỉnh này trước tiên ta sẽ thực hiện một mạch phát
hiện kết quả trung gian của mạch cộng 2 số nhị phân 4 bit. Mạch này nhận kết
quả trung gian của phép cộng 2 số nhị phân 4 bit và cho ở ngõ ra Y=1 khi kết
quả này ≥ 10, ngược lại Y=0.
Ta có bảng sự thật:

Ta không dùng ngõ vào S’1 vì từng cặp trị có C’4S’4S’3S’2 giống nhau thì
S’1 = 0 và S’1 = 1.
Dùng bảng Karnaugh xác định được:

20

20


Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý mạch cộng hai số nhị phân 4 bit
Như vậy ta đã chuyển được số nhị phân 4 bit thanh mã BCD.
Ở bít thứ 5: (giá trị thập phân tương ứng là 16). Vì vậy, ta sẽ cộng 6 vào khối
mạch hiển thị đơn vị, và cộng 1 vào khối hiển thị hàng chục.
Ở bít thứ 6: (giá trị thập phân tương ứng là 32). Vì vậy, ta sẽ cộng 2 vào khối
mạch hiển thị đơn vị, và cộng 3 vào khối hiển thị hàng chục.
Ở bít thứ 7: (giá trị thập phân tương ứng là 64). Vì vậy, ta sẽ cộng 4 vào khối

mạch hiển thị đơn vị, và cộng 6 vào khối hiển thị hàng chục. Đến đây có thể sẽ
xuất hiện chàn biết ở hàng chục vì thế ta dùng mạch trung gian để cộng 1 vào
hàng trăm.
Ở bít thứ 8: (giá trị thập phân tương ứng là 128). Vì vậy, ta sẽ cộng 8 vào khối
mạch hiển thị đơn vị, cộng 2 vào khối hiển thị hàng chục và cộng 1 vào khối
hiển hàng trăm.
Đến đây việc chuyển đổi mã nhị phân 8 bit thành mã BCD đã hoàn thành. Tiếp
đến là việc hiển thị mã BCD lên Led 7 thanh. Để hiển thị số thập phân tương
ứng với mã BCD vừa chuyển đổi ta chỉ việc kết nối đầu ra của bộ cộng hàng đơn
vị, hàng chục và hàng trăm với IC 74LS247 và Led 7 thanh.

Nhận xét: Do em còn kém hiểu biết nên còn hạn chế và không tránh khỏi sự sai
sót mong thầy cô chỉ ra sai sót của bài, và em chân thành cảm ơn thầy cô và các
bạn đã giúp đỡ trong quá trình làm bài.

21

21