Tài liệu Đồ án “Mạch đếm xe ra vào” pptx

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Đồ án “Mạch đếm xe ra vào”

Việt Nam ta ngày phát triển và giàu mạnh. Một trong những
thay đổi đáng kể là Việt Nam đã gia nhập “WTO”, một bước ngoặc
quan trọng để đất nước thay đổi bộ mặt nghèo nàn của mình, để chúng
ta con người Việt có cơ hội nắm bắt nhiểu thành tựu vĩ đại của thế
giới, đặc biệt là về các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành
Điện Tử nói riêng .
Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi không
ngừng thì chúng ta sẽ sớm lạt hậu và nhanh chóng thụt lùi. Nhìn ra
được điều đó Trường “ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ
CHÍ MINH” đã sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp
đến cao. Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói
chung và trung tâm Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm các
đồ án môn học nhằm tạo nên tảng vững chắc cho sinh viên khi ra
trường, đáp ứng nhu cầu tuyển dụng việc làm. Chính vì vậy nhóm
chúng em đã chọn đề tài : “Mạch đếm xe ra vào” .
Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em được sự tận tình hướng
dẫn của thầy cô trong Khoa Điện tử, đặc biệt là Thầy Đặng Quang
Minh .
Và do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện đồ án
em không thể tránh khỏi sai sót, mong quý thầy cô trong hội đồng
khảo thi bỏ qua và có hướng giúp đỡ để chúng em có thể hoàn chỉnh
đồ án của mình .
Em xin chân thành cảm ơn.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHÁN BIỆN

MỤC LỤC
Phần A: Giới thiệu về vài linh kiện điển hình sử dụng
trong mạch
1.Led 7 đoạn
2.IC 4093
3.IC 4071
4. IC 74LS14

5. IC 4081
6. IC 4013
7.IC 4543
8.IC 4510
Phần B: Nội dung
1. Sơ đồ khối
2. Chức năng nhiệm vụ các khối
3. Sơ đồ nguyên lý
4. Nguyên lý hoạt động
Phần C: Mục lục tham khảo

1/Led 7 đoạn
1/Led 7 đoạn
:
:
Là 7 con led sắp xếp lại theo hình mẫu. Một chân của các con led được
Là 7 con led sắp xếp lại theo hình mẫu. Một chân của các con led được
nối chung với nhau (Anod chung hoặc Katod chung), các chân con lại được
nối chung với nhau (Anod chung hoặc Katod chung), các chân con lại được
đưa ra ngoài để phân cực các con led.
đưa ra ngoài để phân cực các con led.
Đây là lọai đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đọan a, b, c, d,
e, f, g, bên dưới mỗi đọan là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song
song (đèn lớn).Qui ước các đọan cho bởi:
Khi một tổ hợp các đọan cháy sáng sẽ tạo được một con số thập phân từ 0
- 9.
Led 7 đoạn có hai loại là loại anot chung và catot chung.
LED anot chung LED catot chung
Đối với led 7 đoạn ta phải tính toán sao cho mỗi đoạn của led 7 đoạn có
dòng điện từ 10 20mA. Với điện áp 5V thì điện trở cần dùng là 270Ω; công

suất là 1,4 Watt
Bảng 1: bảng giá trị Led 7 Đoạn
2/ IC 4093


Baûng giaù trò
Baûng giaù trò
A
A
B
B
.A B
0
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1

1
1
1
1
0
0
3/IC4071
3/IC4071
Bảng giá trị (Truth table)
A
A
B
B
A+B
A+B
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0

0
1
1
1
1
1
1
1
1
5/ IC 74LS14
Bảng giá trị
8/IC4081

A
A
0 1
1 0
A
A
B
B
A.B
A.B
0
0
0
0
0
0
0

0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
4/IC4013
H = mức cao
L = mức thấp
X = giá trị bất kì
6/ IC 4543
D
A
to D
D
:dữ liệu lối vào
PH : chân phase
BI : chân xóa
LD : chân chốt

O
A
to O
G
: lối ra
7/IC4510
Chân 1 : nạp dữ liệu song song
Q
0
– Q
3
: Ngõ ra bộ đếm
D
1
– D
4
: Ngõ vào nạp song
song
Chân 10 : Cho phép đếm lên/
xuống
+
/U D
=1 : đếm lên
+
/U D
=0 : đếm xuống
Chân 9 : Reset
Chân 5 : cho phép đếm
Chân 7 : Báo kết thúc đếm
Chân 15 : Xung nhịp

Chân 16: nguồn
Chân 8 : mass
1/Sơ đồ khối

2/
Chức năng và nhiệm vụ từng khối
a) Khối nguồn : tạo ra dòng điện ổn định cung cấp cho toàn mạch.
b) Khối hồng ngoại : dùng để tạo ra xung clock có tần số với độ ổn định cấp
cho khối điều khiển.
K
H
Ố
I

N
G
U
Ồ
N
KHỐI HỒNG NGOẠI
KHỐI ĐIỀU KHIỂN
KHỐI ĐẾM
KHỐI GIẢI MÃ
KHỐI HIỂN THỊ
c) Khối điều khiển : nhận xung clock từ khối hồng ngoại để điều khiển cho
khối đếm.
V C C
V C C

R 2 0
1 K
U 1 3 A
7 4 L S 1 4
12
R 2 1
1 K
Q 1
C 1 8 1 5
D 5
L E D
R 2 2
1 K
V R 1
5 0 K
V C C
D 4
L E D T H U
D 3
L E D P H A T
C 1
1 u F
R 4
5 6 0
V C C
V C C
D 2
L E D
V C C
U 3 A

4 0 7 1
1
2
3
1 4 7
V C C
V C C
V C C
U 1 2 A
4 0 1 3
5
3
1
2
1 4
6
7
4
D
C L K
Q
Q
V D D
S
G N D
R
V C C
U 1 B
4 0 9 3
5

6
4
1 4 7
R 1
1 K
V C C
U 2 B
4 0 9 3
5
6
4
1 47
U 2 D
4 0 9 3
1 2
1 3
1 1
1 47
U 1 C
4 0 9 3
8
9
1 0
1 4 7
U 2 C
4 0 9 3
8
9
1 0
1 47

V C C
R 2
1 K
U 1 A
4 0 9 3
1
2
3
1 4 7
D 1
L E D
U 1 D
4 0 9 3
1 2
1 3
1 1
1 4 7
d) Khối đếm : nhận xung từ khối điều khiển để đếm lên hoặc đếm xuống,
đồng thời xuất ra giá trị BCD chuyển đến khối giải mã.
e) Khối giải mã : nhận giá trị BCD từ khối đếm và chuyển đổi thành giá trị
Led 7 đoạn chuyển đến khối hiện thị
f) Khối hiển thị : nhận giá trị đã chuyển đổi từ khối giải mã và xuất ra Led
U 6 4 5 1 04
1 2
1 3
3
1 5
6
1 1
1 4

2
7
1 6
8
5
9
1
1 0
A 1
A 2
A 3
A 4
C L K
Q 1
Q 2
Q 3
Q 4
C O
V C C
G N D
C I
R S T
P E
U / D
U 7 4 5 1 0
4
1 2
1 3
3
1 5

6
1 1
1 4
2
7
1 6
8
5
9
1
1 0
A 1
A 2
A 3
A 4
C L K
Q 1
Q 2
Q 3
Q 4
C O
V C C
G N D
C I
R S T
P E
U / D
U 8
4 5 4 3
5

3
2
4
6
7
1
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 5
1 4
1 6 8
A
B
C
D
P H
B I
L D
a
b
c
d
e
f
g
V D D G N D
V C CV C C

U 9
4 5 4 3
5
3
2
4
6
7
1
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 5
1 4
1 6 8
A
B
C
D
P H
B I
L D
a
b
c
d
e
f

g
V D D G N D
3/Sơ đồ nguyên lý
U 1 1
L E D 7 D O A N
7
6
4
2
1
9
1 0
3
8
5
A
B
C
D
E
F
G
C A
C A
D P
U 1 0
L E D 7 D O A N
7
6
4

2
1
9
1 0
3
8
5
A
B
C
D
E
F
G
C A
C A
D P
V C C
V C C
V C C
R 1 8
R E S I S T O R
Q 2
C 1 8 1 5
V C C
S W 1
D 2
L E D
R 8
R E S I S T O R

V C C
V C C
D 7
L E D T H U
R 2 0
1 K
R 9
R E S I S T O R
R 3
2 . 2 K
R 1 4
R E S I S T O R
U 2 A
4 0 9 3
1
2
3
1 47
U 1 3 A
7 4 L S 1 4
12
R 2 1
1 K
Q 1
C 1 8 1 5
U 3 A
4 0 7 1
1
2
3

1 4 7
V C C
U 7 4 5 1 0
4
1 2
1 3
3
1 5
6
1 1
1 4
2
7
1 6
8
5
9
1
1 0
A 1
A 2
A 3
A 4
C L K
Q 1
Q 2
Q 3
Q 4
C O
V C C

G N D
C I
R S T
P E
U / D
V C C
V C C
U 1 2 A
4 0 1 3
5
3
1
2
1 4
6
7
4
D
C L K
Q
Q
V D D
S
G N D
R
V C C
V C C
U 1 1
L E D 7 D O A N
7

6
4
2
1
9
1 0
3
8
5
A
B
C
D
E
F
G
C A
C A
D P
D 5
L E D
U 1 B
4 0 9 3
5
6
4
1 4 7
R 1 7
R E S I S T O R
R 1 2

R E S I S T O R
R 2 2
1 K
R 2 5
1 K
C 2
1 u F
V R 1
5 0 K
V C C
V C C
V R 2
5 0 K
V C C
V C C
U 8
4 5 4 3
5
3
2
4
6
7
1
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 5

1 4
1 6 8
A
B
C
D
P H
B I
L D
a
b
c
d
e
f
g
V D D G N D
R 1
1 K
U 6 4 5 1 04
1 2
1 3
3
1 5
6
1 1
1 4
2
7
1 6

8
5
9
1
1 0
A 1
A 2
A 3
A 4
C L K
Q 1
Q 2
Q 3
Q 4
C O
V C C
G N D
C I
R S T
P E
U / D
D 4
L E D T H U
V C C
U 2 B
4 0 9 3
5
6
4
1 47

D 8
L E D
U 2 D
4 0 9 3
1 2
1 3
1 1
1 47
U 1 C
4 0 9 3
8
9
1 0
1 4 7
R 1 0
R E S I S T O R
U 1 0
L E D 7 D O A N
7
6
4
2
1
9
1 0
3
8
5
A
B

C
D
E
F
G
C A
C A
D P
R 1 3
R E S I S T O R
V C C
V C C
D 3
L E D P H A T
R 1 1
R E S I S T O R
R 7
R E S I S T O R
C 1
1 u F
V C C
R 6
R E S I S T O R
U 2 C
4 0 9 3
8
9
1 0
1 47
V C C

R 4
5 6 0
U 3 B
4 0 7 1
5
6
4
1 47
R 2 4
1 K
R 2
1 K
U 1 3 B
7 4 L S 1 4
34
U 1 A
4 0 9 3
1
2
3
1 4 7
R 5
1 K
V C C
D 1
L E D
R 1 5
R E S I S T O R
U 9
4 5 4 3

5
3
2
4
6
7
1
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 5
1 4
1 6 8
A
B
C
D
P H
B I
L D
a
b
c
d
e
f
g
V D D G N D

R 2 6
1 K
D 6
L E D P H A T
R 1 6
R E S I S T O R
R 2 3
5 6 0
U 1 D
4 0 9 3
1 2
1 3
1 1
1 4 7
V C C
4.Nguyên lý hoạt động:
a/ Khi có xe vào:
Khi có xe vào áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào )ở mức cao làm cho
transistor dẫn ( V
B
> 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng đảo
sẽ là mức cao. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013 -> chân SD ở
mức 1.
Khi không có xe ra áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra)ở mức thấp làm
cho transistor không dẫn ( V
B
< 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao đi qua IC
cổng đảo sẽ là mức thấp. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân CD của IC 4013 ->
chân CD ở mức 0.
Khi chân SD = 1 và CD = 0 làm cho Q =1 và

Q
= 0, chân 1 của U1A ở
mức thấp do nhận tín hiệu từ chân CD, còn chân 2 của U1A ở mức cao do nhận
tín hiệu từ chân 4 của U2B, tín hiệu ở ngõ ra chân
CO
của U6 và U7 luôn ở mức
1. Vì vậy, lối ra của U3B là mức 1, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 0
cấp cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ
Q
= 0 nên lối ra của
U2B là 1 cấp cho U1A. Lối ra của U1A đang là mức cao được đi qua U1B trở
thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A. Chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ
Q =1 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 2 đang ở mức 0 của U2A, do chân 8 ở
mức cao còn chân 9 ở mức thấp nên lối ra của U2C là mức cao cấp cho chân 9
của U1C, chân 8 của U1C là mức cao thì nhận tín hiệu từ khối hồng ngoại đưa
tới khi có xe vào, do chân 8, chân 9 của U1C là mức 1 nên chân 10 của U1C là
mức 0 sau đó đi qua U1D trở thành mức cao cấp cho U3A.Tín hiệu cấp cho U3A
lấy từ chân 5 của U1B và chân 6 của U1D, lối ra của chân 4 U3A cấp cho chân
15 của U6, U7 làm xung kích. IC 4510 chỉ đếm khi chân xung clock bằng 1, còn
đếm lên hay xuống là do chân
/U D
quyết định. Nếu
/U D
= 1 thì đếm lên còn
/U D
= 0 thì đếm xuống . Khi đếm đến 9 thì chân
CO
của U6 ở mức thì sẽ kích
cho chân 5 của U7 đếm ( U7 tích cực mức thấp ) , khi U7 đếm tới 9 thì lối ra
chân

CO
là mức 0. Do 2 chân
CO
của U6 và U7 đểu là mức 0 đi qua U3B sẽ là
mức 0 qua U2A sẽ trở thành mức 1 cấp cho chân 6 của U2B và chân 9 của U2C,
chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ Q =1 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 2 đang ở
mức 1 của U2A, do chân 8, chân 9 ở mức thấp nên lối ra của U2C là mức cao
cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức cao thì nhận tín hiệu từ khối
hồng ngoại đưa tới khi có xe vào, do chân 8 ở mức 1 của U1C, chân 9 của U1C
là mức 0 nêm chân 10 của U1C là mức1 sau đó đi qua U1D trở thành mức thấp
cấp cho U3A, chân 1 của U1A ở mức thấp do nhận tín hiệu từ chân CD, còn
chân 2 của U1A ở mức cao do nhận tín hiệu từ chân 4 của U2B, do tín hiệu ở
ngõ ra chân
CO
của U6 và U7 lúc này ở mức 0. Vì vậy, lối ra của U3B là mức 0,
tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 1 cấp cho chân 6 của U2B,chân 5 của
U2B nhận tính hiệu từ
Q
= 0 nên lối ra của U2B là 1 cấp cho U1A. Lối ra của
U1A là mức cao được đi qua U1B trở thành mức thấp được đưa vào chân 5 của
U3A. Do chân 5 của U3A ở mức 0 và chân 6 của U3A cũng ở mức 0 nên lối ra
của U3A là mức 0 cấp cho chân 15 của U6, U7 nên làm cho 2 IC này không đếm
.
b/ Khi có xe ra:
Khi có xe ra áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra) ở mức cao làm cho
transistor dẫn ( V
B
> 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng đảo
sẽ là mức cao. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013 -> chân SD ở
mức 1.

Khi không có xe vào áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào) ở mức thấp
làm cho transistor không dẫn ( V
B
< 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao đi
qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân CD của IC
4013 -> chân CD ở mức 0.
Khi chân SD = 0 và CD = 1 làm cho Q =0 và
Q
= 1, chân 1 của U1C ở
mức thấp do nhận tín hiệu từ chân SD, còn chân 2 của U1A ở mức cao do nhận
tín hiệu từ chân 4 của U2B, tín hiệu ở ngõ ra chân
CO
của U6 và U7 luôn ở mức
1. Vì vậy, lối ra của U3B là mức 1, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 0
cấp cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ
Q
= 1 nên lối ra của
U2B là 1 cấp cho U1A. Lối ra của U1A đang là mức cao được đi qua U1B trở
thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A. Chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ
Q =0 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 3 đang ở mức 0 của U2A, do chân 8 ở
mức thấp còn chân 9 cũng ở mức thấp nên lối ra của U2C là mức cao cấp cho
chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức thấp vì nhận tín hiệu từ khối hồng
ngoại đưa tới khi không có xe vào, do chân 8 là mức 0, chân 9 của U1C là mức
1 nên chân 10 của U1C là mức 0 sau đó đi qua U1D trở thành mức cao cấp cho
U3A.Tín hiệu cấp cho U3A lấy từ chân 5 của U1B và chân 6 của U1D, lối ra của
chân 4 U3A cấp cho chân 15 của U6, U7 làm xung kích. IC 4510 chỉ đếm khi
chân xung clock bằng 1, còn đếm lên hay xuống là do chân
/U D
quyết định.
Nếu

/U D
= 1 thì đếm lên còn
/U D
= 0 thì đếm xuống . Khi đếm đến 9 thì chân
CO
của U6 ở mức thì sẽ kích cho chân 5 của U7 đếm ( U7 tích cực mức thấp ) ,
khi U7 đếm tới 9 thì lối ra chân
CO
là mức 0. Do 2 chân
CO
của U6 và U7 đểu
là mức 0 đi qua U3B sẽ là mức 0 qua U2A sẽ trở thành mức 1 cấp cho chân 6
của U2B và chân 9 của U2C, chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ Q = 0 còn chân 9
nhận tín hiệu từ chân 2 đang ở mức 1 của U2A, do chân 8, chân 9 ở mức thấp
nên lối ra của U2C là mức cao cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức
thấp thì nhận tín hiệu từ khối hồng ngoại đưa tới khi không có xe vào, do chân 8
ở mức 0 của U1C, chân 9 của U1C là mức 1 nêm chân 10 của U1C là mức 1 sau
đó đi qua U1D trở thành mức thấp cấp cho U3A, chân 1 của U1A ở mức cao do
nhận tín hiệu từ chân CD, còn chân 2 của U1A ở mức thấp do nhận tín hiệu từ
chân 4 của U2B, do tín hiệu ở ngõ ra chân
CO
của U6 và U7 lúc này ở mức 0. Vì
vậy, lối ra của U3B là mức 0, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 1 cấp
cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ
Q
= 1 nên lối ra của U2B
là 0 cấp cho U1A. Lối ra của U1A là mức cao được đi qua U1B trở thành mức
thấp được đưa vào chân 5 của U3A. Do chân 5 của U3A ở mức 0 và chân 6 của
U3A cũng ở mức 0 nên lối ra của U3A là mức 0 cấp cho chân 15 của U6, U7 nên
làm cho 2 IC này không đếm.

Khi không có xe vào ra thi khi đó áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối
ra) ở mức thấp làm cho transistor ngưng dẫn ( V
B
< 0.7 V) nên lối ra ở chân C là
mức cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân
SD của IC 4013 làm cho chân SD ở mức 0, áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối
vào) ở mức thấp làm cho transistor không dẫn ( V
B
< 0.7 V) nên lối ra ở chân C
là mức cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp. Tín hiệu này sẽ được đưa vào
chân CD của IC 4013 -> chân CD ở mức 0. Vì chân CD = 0 và SD = 0 nên lối ra
Q và
Q
không có nên IC 4510 sẽ giữ trạng thái trước đó. Ngược lại, khi có xe
vào đồng thời thì áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra) ở mức cao làm cho
transistor dẫn ( V
B
> 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng đảo
sẽ là mức cao. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013 làm cho chân
SD ở mức 1, áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào) ở mức cao làm cho
transistor dẫn ( V
B
> 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng đảo
sẽ là mức cao. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân CD của IC 4013 -> chân CD ở
mức 1. Vì chân CD = 1 và SD = 1 nên lối ra Q và
Q
không có nên IC 4510 sẽ
giữ nguyên trạng thái trước đó.
1. Giáo trình điện tử số ĐHCN TPHCM
2. Kĩ thuật số thực hành - Huỳnh Đắc Thắng (NXB

Khoa học Kĩ thuật)
3. www.google.com.vn
4. www.ant7.com
5. www.dientuvietnam.com
6. www.hiendaihoa.com