THIẾT KẾ MẠCH BCD HIỆN THỊ LED ĐƠN

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CNTT HỮU NGHỊ VIỆT – HÀN
KHOA: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG


`

MÔN : THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH BCD HIỆN THỊ LED ĐƠN

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Huyền Trang
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Phúc Tăng
Lớp
:CCVT07A

Đà Nẵng, tháng 06 năm 2016


MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................................ 2
MỤC ĐÍCH MÔN HỌC......................................................................................................4
Chương 1: SƠ ĐỒ VÀ KHÁI NIỆM TỪNG KHỐI.............................................................5
1.Sơ đồ khối......................................................................................................................... 5
Chương 2. ĐẶC ĐIỂM, CẤU TẠO TỪNG KHỐI..............................................................6
I.Khối tạo xung IC555..........................................................................................................6
1.Giới thiệu về IC555.......................................................................................................6
2.Mạch dao động..............................................................................................................6
4.Cấu tạo IC555................................................................................................................ 7
Bản chất........................................................................................................................ 7
Chức năng của các chân ic555......................................................................................7

II.Khối đếm thập phân IC 4017........................................................................................8
1.Sơ đồ và tác dụng từng chân IC4017.........................................................................8
2.Xung clock và nguyên lý làm việc.............................................................................9
3.Ứng dụng....................................................................................................................... 9
III.Khối hiển thị và các linh kiện thụ động.........................................................................10
1.LED............................................................................................................................. 10
2.Tụ điện........................................................................................................................ 10
3.Điện trở.......................................................................................................................10
I.Sơ đồ mạch......................................................................................................................12
II.Nguyên lý hoạt động.......................................................................................................12
Khi nối chân RESET vào +9V. IC sẽ quay lại đếm từ 0 và LED ở output 0 sẽ sáng. Mặc dù
xung CLOCK vẫn kích nhưng mạch đếm của sẽ dừng lại. Nếu nối chân RESET vào output
5 (chân 1) của 4017. Mạch đến sẽ bắt đầu lại nhưng không phải tất cả các output được
kích. Các LED của các output 0 đến 4 sẽ chạy như trước. Và bạn sẽ không thấy điều gì xảy


ra tại output 5, bởi vì khi mức cao xuất hiện ở output 5 thì lập tức chân RESET được kích
hoạt, và mạch sẽ chạy lại từ 0. Như vậy bạn có thể rút ngắn bộ đếm theo ý muốn của mình.
Ki rút chân RESET ra, đặt lại như cũ, để mạch đếm chạy như lúc đầu. Và nối chân
ENABLE ( chân 13 ) lên +9V. Bộ đếm sẽ dừng lại, nhưng mà LED cuối cùng vẫn sáng.
Mạch đếm sẽ dừng lại bất cứ khi nào chân ENABLE ở mức cao. Khi gắn chân ENABLE
vào output 7 (chân 6) của 4017. Mạch đếm sẽ chạy và dừng lại khi đến 7. Bây giờ bạn thử
gắn chân RESET vào +9V. IC 4017 sẽ trở về 0 và bắt đầu đếm lên, dừng lại lần nữa khi
đếm 7.................................................................................................................................. 13
Tài liệu tham khảo.............................................................................................................. 14


MỤC ĐÍCH MÔN HỌC
 Cung cấp cho SV các kiến thức cơ bản nhất về điện tử: kiến
thức về các linh kiện điện tử cơ bản, các mạch điện tử ứng

dụng cơ bản...
 Cung cấp cho SV những kỹ năng, cách thức hoạt động của
một số thiết bị điện tử cơ bản nhất..
 Làm nền tảng cho các môn học nâng cao trong các chuyên
ngành điện, điện tử, tự động hóa..
 Cùng với môn học kĩ thuật điện tử, môn học thực hành điện
tử là môn học kĩ thuật cơ sở quan trọng của bộ môn kĩ thuật
mạch và vi xử lý tín hiệu. nó đặc biệt quan trọng đối với học
sinh, sinh viên. Vì vậy thông qua việc làm đồ án sẽ giúp cho
mỗi sinh viên sẽ có cái nhìn sâu hơn về môn học, và qua đây
sẽ giúp cho mỗi học sinh – sinh viên đánh giá được khả
năng tích luỹ kiến thức về môn học này đồng thời biết cách
vận dụng môn học vào thực tế.


Chương 1: SƠ ĐỒ VÀ KHÁI NIỆM TỪNG KHỐI
1. Sơ đồ khối

Khối tạo xung

Khối đếm

Khối hiển thị

2. Nhiệm vụ từng khối
Khối tạo xung: Tạo xung vuông với tần số f=1HZ.
Khối đếm: là các FF nhận xung dao động để xử lý đưa ra tín hiệu.
Khối hiển thị: hiển thị kết quả bằng các tín hiệu.

5

Chương 2. ĐẶC ĐIỂM, CẤU TẠO TỪNG KHỐI
I.

Khối tạo xung IC555

1. Giới thiệu về IC555
IC 555 là một loại linh kiện khá là phổ biến bây giờ với việc dễ dàng tạo
được xung vuông và có thể thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn
giản,điều chế được độ rộng xung. Nó được ứng dụng hầu hết vào các
mạch tạo xung đóng cắt hay là những mạch dao động khác. Đây là linh
kiện của hãng CMOS sản xuất.
Các thông số cơ bản của IC 555 có trên thị trường:
+ Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555,
NE7555..).
+ Dòng điện cung cấp : 6mA - 15mA.
+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V.
+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V.
+ Công suất lớn nhất là : 600mW
2. Mạch dao động
Mạch dao động là mạch dao động sử dụng các linh kiện để phát ra tín
hiệu xung dao động cụ thể để điều khiển các thiết bị. Có nhiều dạng tín
hiệu xung được phát ra từ mạch dao động, như xung sin, xung vuông,
xung tam giác.
3. Lý do chọn mạch tạo xung vuông sử dụng IC NE555
- IC NE555 N rất phổ biến, dễ tìm.
- Mạch tạo xung dùng IC này rất dễ làm, dễ giải thích, dễ hiểu nguyên lý
làm việc của nó.

6


4. Cấu tạo IC555

Bản chất
Về bản chất thì IC 555 là bộ mạch kết hợp giữa 2 con OPAM, 3 con điện
trở, 1 transitor, 1 bộ FF RS.
* Chức năng:
+ 2 OPAM: so sánh điện áp.
+ transitor: xả điện.
+ 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp Ucc thành 3 phần, cấu tạo này tạo
nên điện áp chuẩn, điện áp Ucc/3 nối vào chân dương của OP1 và điện áp
2Ucc/3 nối vào chân âm của OP2. khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn Ucc/3,
chân S=[1] và FF được kích. Khi điện áp chân 6 lớn hơn 2Ucc/3, chân
R=[1] và FF được RESET.
Chức năng của các chân ic555

Chân 1 (GND): Chân cho nối masse để lấy dòng.
Chân 2 (Trigger): Chân so áp với mức áp chuẩn là 1/3 mức nguồn nuôi.
Chân 3 (Output): Chân ngả ra, tín hiệu trên chân 3 c1 dạng xung, không ở
mức áp thấp thì ở mức áp cao.
Chân 4 (Reset): Chân xác lập trạng thái nghĩ với mức áp trên chân 3 ở
mức thấp, hay hoạt động.
7


Chân 5 (Control Voltage): Chân làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555.
Chân 6 (Threshold): Chân so áp với mức áp chuẩn là 2/3 mức nguồn
nuôi. Chân 7 (Discharge): Chân có khóa điện đóng masse, thường dùng

cho tụ xả điện.
Chân 8 (VCC): Chân nối vào đường nguồn V+. IC 555 làm việc với mức
nguồn từ 3 đến 15V.
II. Khối đếm thập phân IC 4017
IC 4017 là ic đếm thập phân tức đếm hệ 10, nó đếm xung clock. Khi ta
đưa tín hiệu xung vào chân clock thì ic sẽ đếm xung và xuất ra 10 output
tương ứng với 1 xung clock.
1. Sơ đồ và tác dụng từng chân IC4017

Từ hình vẽ ta thấy:
+ Từ chân 1,2,3,4,5,6,7,9,10,11 tương ứng với 10 xung đầu ra của
CD4017. Các chân này được xuất ra mức 1 khi số xung được đếm tương
ứng với thứ tự các chân đầu ra.
+ Chân 15 là chân Reset. Khi chân này tác động ở mức 1 thì đếm sẽ bị
Reset về đầu.
+ Chân 14 là chân xung đầu vào và đếm ở sườn dương.
+ Chân 13 là chân xung đầu vào và đếm ở sườn âm.
+ Chân 12 là chân xung báo hiệu là đã đếm xong 1 chu kì đếm ( Có nghĩa
là khi CD4017 đếm từ 1 đến 5 thì chân 12 ở mức 1 và CD4017 đếm từ 6
đến 10 thì chân 12 ở mức 0).
+ Chân 8 và 16 là chân nguồn.
8


2. Xung clock và nguyên lý làm việc
IC 4017 có 10 ngõ ra ở mức cao liên tục nhau như hình:
Chỉ có một ngõ ra được kích mức cao tại một thời điểm.
Bạn có thể thấy được ra ngõ ra ÷10 output sẽ mức cao cho lượt đếm 0 > 4
và ở mức thấp khi đếm 5 > 9.
IC này rất hữu dụng khi bạn tạo những ứng dụng liên quan đến Timer, khi

bạn đã quen dùng nó, bạn sẽ nghĩ được khá nhiều ứng dụng hay đó

Khi xung đầu vào nó đang ở mức dương thì xung đầu tiên được đếm và
khi xung đầu vào ở mức âm thì chân 1 vẫn giữ ở mức 1. Khi xung đầu
vào đếm sườn dương thứ 2 thì ngay lập tức xung thứ 2 được đếm và xung
đầu tiên bị mất trạng thái và xuống mức âm. Và cứ như thế nó đếm đến
10 là kết thúc 1 chu kỳ đếm và quay trở về một chu kỳ mới.
Chú ý: IC 4017 có thể đếm được ở hai mức: đếm sườn âm và đếm sườn
dương.
+ Nếu đếm sườn dương: Clock vào chân 14 và chân 13 được nối đất.
+ Nếu đếm sườn âm: Clock vào chân 13 và chân 14 nối với Vcc.
3. Ứng dụng
+ Điều khiển tự động.
+ Công cụ âm nhạc.
+ Điện tử y sinh.
9


+ Hệ thống cảnh báo.
+ Thiết bị đo từ xa …vv…

III. Khối hiển thị và các linh kiện thụ động
1. LED

LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là
các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng
giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với
một khối bán dẫn loại n.
2. Tụ điện

Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn
điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề
mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.
3. Điện trở
Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn
điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện
thì điện trở là vô cùng lớn.
10


Trong hình
+ Điện trở ở vị trí bên trái có giá trị được tính như sau:
R = 45 × 102 Ω = 4,5 KΩ
Bởi vì vàng tương ứng với 4, xanh lục tương ứng với 5, và đỏ tương ứng
với giá trị số mũ 2. Vòng màu cuối cho biết sai số của điện trở có thể
trong phạm vi 5% ứng với màu kim loại vàng.

11


Chương 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH
I.

Sơ đồ mạch

II.

Nguyên lý hoạt động

Xung kích được tạo ra từ mạch 555 và xung này được đưa tới chân

14 của IC 4017 một cách liên tục để đếm, đếm nhanh hay đếm chậm ta có
thể điều chỉnh được tần số đếm trên con IC555. Ngõ ra xung của 4017 ở
các chân Q0 đến Q9 hiển thị ra tín hiệu đèn.
Các trường hợp xảy ra:

12


Khi nối chân RESET vào +9V. IC sẽ quay lại đếm từ 0 và LED ở output
0 sẽ sáng. Mặc dù xung CLOCK vẫn kích nhưng mạch đếm của sẽ
dừng lại.
Nếu nối chân RESET vào output 5 (chân 1) của 4017. Mạch đến sẽ
bắt đầu lại nhưng không phải tất cả các output được kích. Các LED
của các output 0 đến 4 sẽ chạy như trước. Và bạn sẽ không thấy điều
gì xảy ra tại output 5, bởi vì khi mức cao xuất hiện ở output 5 thì lập
tức chân RESET được kích hoạt, và mạch sẽ chạy lại từ 0.
Như vậy bạn có thể rút ngắn bộ đếm theo ý muốn của mình.
Ki rút chân RESET ra, đặt lại như cũ, để mạch đếm chạy như lúc đầu.
Và nối chân ENABLE ( chân 13 ) lên +9V. Bộ đếm sẽ dừng lại,
nhưng mà LED cuối cùng vẫn sáng. Mạch đếm sẽ dừng lại bất cứ khi
nào chân ENABLE ở mức cao.
Khi gắn chân ENABLE vào output 7 (chân 6) của 4017. Mạch đếm sẽ
chạy và dừng lại khi đến 7. Bây giờ bạn thử gắn chân RESET vào
+9V. IC 4017 sẽ trở về 0 và bắt đầu đếm lên, dừng lại lần nữa khi đếm
7.

13


Tài liệu tham khảo

1. Giáo Trình Điện tử Cơ bản – Trương Minh Tới .
2. Tài liệu thực hành điện tử cơ bản-trường ĐH SPKT – TpHCM.
3. Giáo Trình Linh Kiện Điện Tử- Trương Văn Tám.

14