Mạch đồng hồ sử dụng IC số

BỘ CÔNG AN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – HẬU CẦN CAND

BÁO CÁO THẢO LUẬN
Thiết kế mạch đồng hồ sử dụng IC số (IC74LS90) và
khối cấp xung sử dụng IC 555

Giáo viên hƣớng dẫn: Đại úy Hoàng Thị Tuyên
Thành viên của nhóm:
1. Huỳnh Đình Thông – B3D7
2. Ngô Phú Thiện – B3D7

Bắc Ninh – Năm 2019


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Mục tiêu báo cáo ....................................................................................................... 2
CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .......................................................................... 3
1. Flip flop ................................................................................................................. 3
1.1. Khái niệm ........................................................................................................... 3
1.2. Hoạt động của FF ............................................................................................... 3
1.3. Phân loại FF ....................................................................................................... 3
2. Hệ chuyển mã........................................................................................................ 3
2.1. Số BCD .............................................................................................................. 3
2.2. Hệ chuyển từ mã nhị phân sang mã BCD .......................................................... 4
3. Hệ mã hóa và giải mã............................................................................................ 5
3.1. Hệ mã hóa .......................................................................................................... 5
3.2. Hệ giải mã .......................................................................................................... 6
4. Hệ tuần tự .............................................................................................................. 8
4.1. Khái niệm ........................................................................................................... 8

4.2. Hệ đếm bất kỳ .................................................................................................... 8
4.3. Ghép các hệ đếm ................................................................................................ 9
CHƢƠNG II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH..............................................................10
1. Sơ đồ khối ...........................................................................................................10
2. Khối tạo xung dùng IC NE555 ...........................................................................10
2.1. IC NE555 .........................................................................................................10
2.1.1 Giới thiệu .......................................................................................................10
2.1.2. Hình dạng và sơ đồ chân ...............................................................................11
2.1.3 Sơ đồ cấu trúc bên trong ................................................................................11
2.2. Mạch tạo xung ..................................................................................................12
2.2.1. Sơ đồ mạch ....................................................................................................12
2.2.2. Nguyên lý hoạt động .....................................................................................13
3. Khối đếm .............................................................................................................13
3.1 IC 74LS70 .........................................................................................................13
3.1.1. Giới thiệu ......................................................................................................13
3.1.2. Sơ đồ logic và bảng trạng thái ......................................................................14
4. Khối giải mã ........................................................................................................15
4.1. Giới thiệu về IC 74LS247 ................................................................................15
4.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................16
5. Khối hiển thị........................................................................................................17
6. Mạch đồng hồ số .................................................................................................17
6.1. Sơ đồ mạch .......................................................................................................18
6.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................19


6.3. Sơ đồ đi mạch trên phần mềm .........................................................................19
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ................................................................20
3.1. Kết quả thực hiện mô phỏng ............................................................................20
3.1.1. Về mặt kiến thức, kỹ năng ............................................................................20
3.1.2. Về mặt sản phẩm ...........................................................................................20

3.2. Nhận xét cụ thể ................................................................................................20
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................21


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng số
Bảng 1.1
Bảng 1.2
Bảng 1.3
Bảng 1.4
Bảng 2.1
Bảng 2.2
Bảng 2.3

Tên bảng
Trang
Bảng sự thật chuyển từ mã nhị phân sang mã BCD
4
Bảng sự thật hệ mã hóa thập phân sang nhị phân
5
Bảng sự thật của hệ giải mã cho led 7 đoạn anode chung
7
Bảng trạng thái cho hệ đếm bất kỳ
9
Bảng chức năng các chân và một số đặc tính điện của IC555
12
Bảng đặc tính điện khuyên dùng
12
Bảng trạng thái của IC 74LS90
13

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Thứ tự
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8

Tên hình ảnh
Cấu tạo của FF
Sơ đồ hệ mã hóa thập phân thành nhị phân
Sơ đồ mạch logic hệ mã hóa thập phân thành nhị phân
Sơ đồ chân của IC NE555
Sơ đồ cấu trúc bên trong của IC555
Sơ đồ chân của IC74LS90
Sơ đồ logic của IC74LS90
Sơ đồ đầu ra của IC 74LS90
Sơ đồ logic của IC74LS247
Sơ đồ chân của IC74LS247
Sơ đồ mạch mô phỏng

Trang

3
5
6
11
11
13
14
15
15
16
18


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, đồng hành cùng sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật,
các hệ thống điện tử ngày càng phát triển theo hƣớng đa dạng hóa và đang giúp
con ngƣời thực hiện công việc hằng ngày từ những công việc đơn giản đến phức
tạp. Đối với lực lƣợng CAND nói riêng, việc phát triển nguồn cán bộ kỹ thuật có
chuyên môn cao là một nhiệm vụ quan trọng, nhằm thực hiện mục tiêu “ từng bƣớc
hiện đại” trong tình hình mới. Nhiệm vụ cao cả ấy đã đƣợc Bộ Công an tin tƣởng,
tín nhiệm giao cho tập thể giáo viên và học viên Trƣờng Đại học Kỹ thuật – Hậu
cầm CAND.
Trong những năm qua, thầy và trò khoa Điện tử - Viễn thông đã làm học tập,
làm việc hăng say, cung cấp cho công an các đơn vị, địa phƣơng hàng ngàn cán bộ
kỹ thuật giỏi. Trong quá trình học tập tại trƣờng, lớp B3D7 đƣợc học tập và nghiên
cứu học phần Kỹ thuật Điện tử số do cô Hoàng Thị Tuyên giảng dạy. Đây là một
môn học quan trọng, trang bị cho học viên những kiến thức cơ bản và chuyên sâu
về lĩnh vực kỹ thuật điển tử. Ứng dụng của học phần Kỹ thuật Điện tử số trong
thực tế rất đa dạng. Trong đó phải kể đến ứng dụng các kiến thƣc của học phần vào
việc thiết kế các linh kiện điện tử thiết thực hằng ngày.

Đồng hồ là một thiết bị rất quan trọng mà hầu tất cả chúng ta đều cần đến.
Đối với một chiếc đồng hồ cơ, việc xem giờ bằng cách nhìn vào kim chỉ ở vạch
chia thời gian sẽ gây khó khăn cho ngƣời mới bắt đầu sử dụng. Nhƣng đối với
đồng hồ số, thời gian đƣợc hiển thị rõ ràng bằng các chữ số giúp cho chúng ta có
thể dễ dàng sử dụng hơn.
Vừa qua, nhóm chúng em đƣợc nhận nhiệm vụ thiết kế một mạch đồng hồ
số dùng IC74LS90 – một loại IC rất thông dụng trong kỹ thuật điện tử số. Đây là
một nhiệm vụ quan trọng, thể hiện năng lực cũng nhƣ nhận thức của học viên, giúp
học viên hình thành những kỹ năng nghề nghiệp quan trọng.
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm chúng em đã nhận đƣợc sự quan tâm,
hƣớng dẫn tận tình từ cô Đại úy Hoàng Thị Tuyên – Giảng viên khoa Điện tử Viễn thông. Mặc dù nhóm đã làm việc với một tinh thần trách nhiệm cao nhất,
nhƣng không thể tránh khỏi những sai sót. Nhóm chúng em rất mong nhận đƣợc
những ý kiến đóng góp từ cô và các bạn để đề tài ngày càng đƣợc hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

1


*Mục tiêu báo cáo:
- Nhận thấy đồng hồ nói chung và đồng hồ số nói riêng có vai trò rất lớn trong
cuộc sống chúng ta, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài thiết kế mạch đồng hồ
số, nhƣng theo một hƣớng mới hơn là hiển thị thông tin thời gian trên led ma trận
chỉ với mạch số (không dựa vào vi xử lý) để phần nào có thể áp dụng kiến thức lý
thuyết từ học phần Kỹ thuật Điện tử số vào vấn đề thực tiễn, thành quả là một sản
phẩm cụ thể trong cuộc sống.

2


CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1. Flip Flop:
1.1 Khái niệm:
Flip Flop đƣợc cấu tạo từ các cổng logic, có thể nói FF là tổ hợp các cổng
logic hoạt động theo một quy luật định trƣớc.
FF bao gồm:
- Chân nhận xung đồng hồ, xung nhịp, xung clock (Ck).
- Hai ngõ ra dữ liệu (data) là Q và Q .
- Có 1 hoặc 2 ngõ chức năng quy định hoạt động của FF: S, R, D, J, K.
- Ngoài ra FF còn có hai chân: Clr ( clear) và chân Pre ( Preset). Khi tác động
vào chân Clr sẽ xoá FF làm Q = 0, Q = 1. Khi tác động vào chân Pre sẽ đặt FF
làm Q = 1, Q = 0.
1.2 Hoạt động của FF:

J
CP
K

S

Q
_
Q

R

JK- FF

Hình 1.1. Cấu tạo của FF
Khi nhận một xong clock tại chân Ck, FF sẽ thay đổi trạng thái một lần.
Trạng thái mới sẽ tuỳ thuộc vào mức logiccủa các chân chức năng, và tuỳ thuộc

theo bảng sự thật của mỗi loại FF.
1.3 Phân loại FF:
Theo chức năng: có 4 loại: SK- FF, D- FF, T- FF, JK- FF.
Theo trạng thái tác động của xung clock: có 5 loại:
- FF tác đọng mức 0.
- FF tác động mức 1.
- FF tác động cạnh lên.
- FF tác động cạnh xuống.
- FF tác động chủ - tớ.
2. Hệ chuyển mã:
2.1 Số BCD: ( Binary Code Decimal).

3


Đƣợc tạo nên khi ta mã hoá mỗi đecac của một số thập phân dƣới dạng một
BCD
số nhị phân 4 bit. 18 
 0001 1000
*Lƣu ý: các phép cộng và trừ số BCD đƣợc thực hiện giống nhƣ số nhị phân. Tuy
nhiên nếu phép tính có nhớ thì sau khi đƣợc kết quả ta phải hiệu đính bằng cách trừ
cho 10(D) hay cộng 6(D).
Thông thƣờng sau mỗi lệnh cộng hoặc trừ số BCD ta kèm theo lệnh hiệu
đính.
2.2 Hệ chuyển từ mã nhị phân sang mã BCD:
*Bảng sự thật:
Nhị phân

BCD

X4 X3 X2 X1 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1
0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

0

1

1

.
.
.
.
.

.
.
.
.
1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

0

1

Bảng 1.1. Bảng sự thật chuyển từ mã nhị phân sang mã BCD

4


3. Hệ mã hoá và giải mã:
3.1 Hệ mã hoá:
Mã hoá thập phân thành nhị phân:
0
1

( LSB)

A

2
3

B

4
5

C

6
7

D

8

( MSB)

9

Hình 1.2. Sơ đồ hệ mã hóa thập phân thành nhị phân
*Bảng sự thật:
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

D

C

B

A

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

Bảng 1.2. Bảng sự thật hệ mã hóa thập phân thành nhị phân
5


*Phƣơng trình logic:
D=8+9
C=4+5+6+7
B=2+3+6+7
A=1+3+5+7+9
*Sơ đồ mạch logic:
1

2

3

4

5

6

7

8

9

A

B

C

D

Hình 1.3. Sơ đồ mạch logic hệ mã hóa thập phân thành nhị ph ân
3.2. Hệ giải mã:
Xây dựng hệ giải mã cho led 7 đoạn anode chung.
a

D
C

B
A

b

Giải
mã
led
7 đoạn

c
d
e
f
g

6


*Bảng sự thật:
Input

Output

D

C

B

A

a

b

c

d

e

f

g

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

X

X

X

X

X

X

X

1

0

1

1

X

X

X

X

X

X

X

1

1

0

0

X

X

X

X

X

X

X

1

1

0

1

X

X

X

X

X

X

X

1

1

1

0

X

X

X

X

X

X

X

1

1

1

1

X

X

X

X

X

X

X

Bảng 1.3. Bảng sự thật của hệ giải mã cho led 7 đoạn anode chung
*Phƣơng trình logic:
a  DCBA  CA
b  CBA  CBA  C (B  A)
7


c  CBA
d  CBA  CBA  CBA  CBA  C ( B  A)
e  CB  A
f  BA  CB  DCA
g  DCB  CBA

- Thực tế thƣờng sử dụng IC 7447.
4. Hệ tuần tự: (hệ đếm)
4.1 Khái niệm:
- Hệ đếm nối tiếp: xung đếm chỉ đƣa vào một FF.
- Hệ đếm song song: xung đếm đƣợc đƣa vào tất cả các phần tử đếm.
- Để thành lập một hệ đếm ta sử dụng JK- FF. Nếu có nFF thì thành lập đƣợc hệ
đếm có dung lƣợng tối đa là 2 n .
VD: 2FF thành lập hệ đếm 4.
3FF thành lập hệ dếm 8.
4FF thành lập hệ đếm 16.
Hệ đếm: đếm nối tiếp, đếm song song.

*Xét hệ đếm nối tiếp 3bit:
Q1
1

1
J
CP
K

CK

Q2

Q
_
Q

1
J
CP
K

R

Q3

Q
_
Q

J
CP
K

R

Q
_
Q
R

4.2 Hệ đếm bất kỳ:
Gọi: N là số trạng thái của 1 hệ đếm bất kỳ
n là số bit đếm.
n1
Ta có: 2  N  2n .
VD: thành lập hệ đếm 6_đếm lên.
Ta có: 22  6  23 => sử dụng 3FF.
Q2

Q1
1

1
J
Q
CP
K QN
R

1
J
Q
CP
K QN
R

Q3
J
Q
CP
K QN
R

8


*Bảng trạng thái:
Số Q3

Q2

Q1

0

0

0

0

1

0

0

1

2

0

1

0

3

0

1

1

4

1

0

0

5

1

0

1

1

1

0

Xoá bit nhớ về
000

Bảng 1.4. Bảng trạng thái cho hệ đếm bất kỳ
4.3 Ghép các hệ đếm:
Nếu có hai hệ đếm N & M, ta có thể ghép nối tiếp thành hệ đếm có hung
lƣợng N*M thạng thái.
* Nguyên tắc ghép:
- Đặt xung clock vào bộ đếm M.
- Lấy tín hiệu từ bit có trọng số cao nhất của bộ đếm Mlàm xung clock cho bộ
đếm N.
VD: Hệ đếm 10 ghép với hệ đếm 6 thành hệ đếm 60.

MSB

LSB

CK
Đếm 6

Đếm 10
CK

9


Chƣơng II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH
1. Sơ đồ khối:
Khối tạo xung
Khối tạo
xung dùng
IC555

Khối đếm

Khối giải mã

Khối hiển thị

Mạch đếm
giây dùng
IC74LS90

Mạch giải
mã BCD
dùng
IC74LS247

Hiển
thị led
7 đoạn

Mạch đếm
phút dùng
IC74LS90

Mạch giải
mã BCD
dùng
IC74LS247

Hiển
thị led
7 đoạn

Mạch đếm
giờ dùng
IC74LS90

Mạch giải
mã BCD
dùng
IC74LS247

Hiển
thị led
7 đoạn

*Nhiệm vụ các khối:
- Khối tạo xung: tạo xung vuông với tần số 1Hz.
- Khối đếm: là các FF nhận xung dao động để xử lý đƣa ra tín hiệu mã hoá BCD.
- Khối giải mã: giải mã BCD để đƣa ra khối hiển thị.
- Khối hiển thị: hiển thị tín hiệu sau giải mã.
2. Khối tạo xung dùng IC NE555:
- Bộ tạo xung là thành phần quan trọng nhất của hệ thống. Đặc biệt là đối với bộ
đếm, nó quyết định các trạng thái ngõ ra của bộ đếm.
- Có rất nhiều mạch dùng tạo dao động, nhƣng do sự thông dụng ta chỉ quan tâm
đến mạch tạo dao động dùng IC 555.
- Đây là vi mạch định thời chuyên dùng, có thể mắc thành mạch đơn ổn hay phi ổn.
2.1 IC NE555:
2.1.1 Giới thiệu:
Vi mạch định thời LM555 là mạch tích hợp Analog- digital. Do có ngõ vào
là tín hiệu tƣơng tự và ngõ ra là tín hiệu số. Vi mạch định thời LM555 đƣợc ứng
dụng rất rộng rãi trong thực tế, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển, vì nếu kết hợp
10


với các linh kiện R, C thì nó có thể thực hiện nhiều chức năng nhƣ: định thời, tạo
xung chuẩn, tạo tín hiệu kích, hay điều khiển các linh kiện bán dẫn công suất nhƣ:
Transistor, SCR, Triac…
2.1.2 Hình dạng và sơ đồ chân:

Hình 2.1. Sơ đồ chân của ICNE555

Chân 1: Nối mass.
Chân 2: Trigger Input ( ngõ vào xung nảy).
Chân 3: Output ( ngõ ra).
Chân 4: Reset (đặt lại).
Chân 5: Control Voltage (điện áp điều khiển).
Chân 6: Threshold (thềm- ngƣỡng).
Chân 7: Discharge ( xả điện).
Chân 8: Nối VCC.
2.1.3 Sơ đồ cấu trúc bên trong:

Hình 2.2. Sơ đồ cấu trúc bên trong IC555

11


*Nguyên lý hoat động:
- Điện áp mức ngƣỡng (threshold) và điện áp mức kích (trigger) lần lƣợt là 2/3 và
1/3 so với VCC. Các mức điện áp này có thể bị thay đổi bằng chân điều khiển áp
(CONT). Khi điện áp chân TRIG dƣới mức kích, mạch flip-flop đƣợc set, làm chân
ngõ ra (OUT) lên mức cao. Khi điện áp chân TRIG trên mức kích và đồng thời
chân ngƣỡng (THRES) trên mức ngƣỡng, mạch flip-flop bị reset, làm chân ngõ ra
(OUT) xuống mức thấp. Ngoài ra, khi chân RESET xuống mức thấp, mạch flipflop sẽ bị reset, làm chân ngõ ra (OUT) xuống mức thấp. Khi ngõ ra mức thấp,
chân DISCH đƣợc nối xuống GND.

Bảng 2.1. Bảng chức năng các chân và một số đặc tính điện của IC 555

Bảng 2.2. Bảng đặc tính điện khuyên dùng
2.2 Mạch tạo xung:
2.2.1 Sơ đồ mạch:

Out
V0

12


2.2.2 Nguyên lý hoạt động:
- Khi mới cấp nguốn Vcc, tụ bắt đầu nạp từ 0V lên:
+ OP_AMP 1 có: Vin  Vin => R = 0
+ OP_AMP 2 có: Vin  Vin => S = 1
=> Q = 1, Q  0  V0  1 : led sáng.
+ Transistor Q2 có U B  0 làm Q2 tắt, tụ C tiếp tục đƣợc nạp điện, tụ nạp điện qua
R1 và R2 với hằng số thời gian là:
Tnạp = ( R1  R2 ).C
- Khi điện áp Vc tăng > 1/3Vcc, thì:
+ OP_AMP 1 có: Vin  Vin => R = 0
+ OP_AMP 2 có: Vin  Vin => S = 0
=> Q = 1, Q  0  V0  1 : led sáng, FF không thay đổi trạng thái.
- Khi điện áp trên Vc tăng > 2/3Vcc, thì:
+ OP_AMP 1 có: Vin  Vin => R = 1
+ OP_AMP 2 có: Vin  Vin =>S = 0
=> Q = 0, Q  1  V0  0 : led tắt.
+ Do Q = 1 nên Q2 dẫn bão hoà làm chân 7  0V, làm tụ C không đƣợc nạp mà xả
điện qua R2 , qua tiếp giáp CE của Q2 và xuống mass.
+ Tụ xả với hằng số thời gian là:
Txả = R2 .C
- Khi Vc < 2/3Vcc: R = 0, S = 0 : giữ nguyên trạng thái.
- Khi Vc < 1/3Vcc: R = 0, S = 1: => Q = 1, Q  0  V0  1 : led sáng.
- Khi Q  0 , Q2 tắt, chấm dứt thời gian xả điện của tụ C. Nhƣ vậy, mạch trở lại
trạng thái ban đầu và tụ lại nạp điện trở lại. Hiện tƣợng này diễn ra liên tục và tuần

hoàn.
3. Khối đếm:
3.1 IC 74LS90:
3.1.1 Giới thiệu:

Hình 2.3. Sơ đồ chân của IC74LS90
13


- Bốn chân thiết lập: R1 (1), R1 (2), R9 (1), R9 (2).
- Khi đặt R1 (1) = R1 (2) = H ( ở mức cao) thì bộ đếm đƣợc xoá về 0 và các đầu ra ở
mức thấp.
- R9 (1), R9 (2) là chân thiết lập trạng thái cao của đầu ra: QA  QD  1 , QB  QC  0 .
- NC chân bỏ trống.
- IC 7490 gồm 2 bộ chia là chia 2 và chia 5:
+ Bộ chia 2 do Input A điều khiển đầu ra QA .
+ Bộ chia 5 do Input B điều khiển đầu ra QB , QC , QD .
- Đầu vào A, B tích cực ở sƣờn âm. Để tạo thành bộ đếm 10 ta nối đầu ra QA vào
chân B để tạo xung kích cho bộ đếm 5. QA , QB , QC , QD là các đầu ra.
3.1.2 Sơ đồ logic và bảng trạng thái:

Hình 2.4. Sơ đồ logic của IC74LS90

Bảng2.3. Bảng trạng thái của IC 74LS90
14


Hình 2.5. Sơ đồ đầu ra QA , QB , QC , QD .
4. Khối giải mã: IC 74LS247
4.1. Giới thiệu về IC 74LS247:

- Ta sử dụng IC giải mã BCD sang LED 7 thanh 74LS247 (dùng cho LED 7 thanh
anode chung).
- Về cấu tạo: Đây là IC giải mã từ BCD sang mã LED 7 thanh với 4 chân đầu vào
và 7 chân đầu ra.

Hình 2.6. Sơ đồ logic của IC74LS247

15


Hình 2.7. Sơ đồ chân của IC74LS247
+ Chân 1,2,6,7: chân dữ liệu BCD vào dự liệu này đƣợc lấy từ IC đếm.
+ Chân 9,10,11,12,13,14,15: các chân ra mức tác động thấp (0) và đƣợc nối với
LED 7 thanh.
+ Chân 8: nối với GND
+ Chân 16: chân nối lên Vcc=5V.
+ Chân 4: chân này nối lên Vcc.
+ Ngõ vào xóa dợn sóng RBI đƣợc để không hay nối lên cao khi không đƣợc dùng
để xóa số 0 (số 0 ở trƣớc số có nghĩa hay số 0 thừa hai bên trái dấu chấm thập
phân).
+ Chân 3: chân này cũng có thể nối lên Vcc=5V.
4.2. Nguyên lý hoạt động:
- Bảng sự thật của IC:

16


- Nhìn trên bảng sự thật, ta thấy với 4 đầu vào sau khi giải mã nó cho ra 16 giá trị
của mã LED 7 vạch và hiện thị đƣợc lên LED 7 vạch.
- Sự hoạt động của mạch đƣợc thể hiện ở bảng chân lý, trong đó đối với các ngõ ra

H là tắt và L là sáng, nghĩa là nếu IC74LS247 thúc đèn LED 7 thanh thì các thanh
a, b, c, d, e, f, g của đèn sẽ sáng hay tắt tùy vào ngõ ra tƣơng ứng của IC74LS247
là L hay H nên do đó ta phải dùng LED anode chung.
5. Khối hiển thị:
- Hiển thị dùng led 7 đoạn loại anode chung do đầu ra của IC 74LS247 có mức tích
cực là mức 0 ( mức thấp).
- Ở loại anode chung (anode của đèn đƣợc nối lên +5V, đoạn nào sáng ta nối đầu
cathode của đoạn đó xuống mức thấp thông qua điện trở để hạn chế dòng).

*Chú ý: Chân 3, 8: Vcc đƣợc nối lại với nhau.
6. Mạch đồng hồ số:

17


6.1. Sơ đồ mạch:

Hình 2.8. Sơ đồ mạch mô phỏng

18


6.2. Nguyên lý hoạt động:
- Xung kích đƣợc tạo ra từ mạch 555 và xung này đƣợc đƣa tới chân 14 của IC
74LS90. Ngõ ra xung của 74LS90 ở các chân QA , QB , QC , QD đƣợc đƣa đến ngõ
vào của IC giải mã 74LS247.
- Đối với hai IC đếm giây (IC1 và IC2): xung đƣợc cấp cho IC1, IC1 này đếm giá trị
của 9 xung ( led hiển thị số 9), sau khi đếm hết giá trị của 9 xung thì cấp cho IC2
một xung đếm. Khi đó, IC1 đếm về 0 và IC2 đếm lên 1, tức ta có giá trị là 10. Sau
đó IC1 tiếp tục đếm từ 0 đến 9 và tiếp tục cấp xung cho IC2 tăng lên 2, 3,… Khi IC1

đếm đếm 9 và IC2 đếm đến 5 chuyển sang 6, lúc này ta reset cả hai IC trở về 0. Lúc
này, chân reset sẽ cùng trạng thái với đầu ra cổng AND dùng để reset (mức 1), đầu
ra này đƣợc nối với chân CP0 của IC đếm phút, một xung đƣợc kích và đƣợc đếm
lên một đơn vị.
- Đối với IC đếm phút (IC3 và IC4): khi IC3 nhận đƣợc xung nó lại đếm nhƣ IC
đếm giây đến giá trị 59. Vì lấy xung từ IC đếm giây nên khi mạch đếm giây đếm
đến 59 thì mạch đếm phút mới nhận đƣợc một xung. Khi cả IC đếm giây và đếm
phút đều đếm đến giá trị 59 thì tất cả 4 IC cũng đƣợc reset về 0, đồng thời mạch
đếm phút cấp cho IC5 của IC đếm giờ một xung.
- Đối với IC đếm giờ (IC5 và IC6): Khi IC5 nhận đƣợc một xung thì nó cũng bắt
đầu đếm lên. Khi IC5 đếm đến 9 thì cấp xung cho IC6 đếm, khi hai IC đếm giờ đếm
đến 23 và tại thời điểm sang 24 là lúc cả hai IC đƣợc reset. Vì số nhị phân tƣơng
ứng của 2 là Q3Q2Q1Q0 = 0010, của 4 là Q3Q2Q1Q0 = 0100 nên ngõ ra Q1 của IC
đếm giờ (đếm hàng chục) và ngõ ra Q2 của IC đếm giờ (đếm hàng đơn vị) đƣợc
reset về 0.
Vậy ta có trạng thái tiếp theo sẽ là 00:00:00.
6.3. Sơ đồ đi mạch trên phần mềm:

19


CHƢƠNG III: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
3.1. Kết quả thực hiện mô phỏng:
3.1.1. Về mặt kiến thức, kỹ năng:
- Thông qua quá trình thực hiện nghiên cứu báo cáo, nhóm chúng em đã tiếp thu
đƣợc những kiến thức cơ bản cũng nhƣ chuyên sâu về học phần Kỹ thuật điện tử
số.
-Bên cạnh đó, nhóm chúng em đã đƣợc nâng cao khả năng sử dụng phần mềm học
tập hỗ trợ học phần Kỹ thuật điện tử số, mà đặc biệt là phần mềm Proteus, nhằm
mô phỏng, thiết kế, vận hành và sử dụng một cách tốt nhất.

- Ngoài ra, nhóm chúng em đƣợc rèn luyện, bổ sung cho bản thân kỹ năng mềm,
kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng thuyết trình và có khả năng làm việc độc lập.
3.1.2. Về mặt sản phẩm:
- Sản phẩm cơ bản đã đạt yêu cầu về mặt tiến độ cũng nhƣ nội dung, mục tiêu, yêu
cầu đã đề ra.
- Tuy nhiên, phần thiết kế mô phỏng trên Proteus còn khá đơn giản, chƣa thực sự
logic trong việc đi dây.
Đặc biệt, thông qua quá trình làm bài tập lớn, nhóm chúng em đã có cơ hội
tích luỹ thêm nhiều kiến thức thực tế về chuyên ngành Điện tử viễn thông. Đây là
cơ sở để chúng em có thể thực hiện tốt hơn nữa những báo cáo bài tập lớn tiếp
theo. Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Đại uý Hoàng Thị
Tuyên – Giảng viên môn Kỹ thuật điện tử số đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn nhóm
trong quá trình thực hiện đề tài này.
3.2. Nhận xét cụ thể:
- Xuất phát từ những điều kiện khách quan về mặt kiến thức và kỹ năng, trong quá
trình thực hiện đề tài, nhóm không thể tránh khỏi những thiếu sót.
- Đây là Đề tài mang tính ứng dụng cao và rất thiết thực đối với hoạt động nghiên
cứu, học tập của học viên khoa Điện tử - Viễn thông, Trƣờng Đại học Kỹ thuật –
Hậu cần CAND nói riêng.

20