Thiết kế đồng hồ số báo giờ

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật công nghệ điện tử đã đang và sẽ phát triển ngày càng rộng rãi đặc biệt là trong kỹ thuật số. Mạch số ứng dụng rất nhiều trong kỹ thuật cũng như đời sống xã hội. Các ứng dụng của mạch số như đồng hồ số, mạch đếm sản phẩm, mạch đo nhiệt độ . Trong các trường học công sở, cơ quan xí nghiệp . đồng hồ số được dùng để xem giờ và báo giờ. Mục đích chính của tập đồ án này là thiết kế một đồng hồ sốcó chức năng xem giờ và báo giờ theo yêu cầu ngườ sử dụng. Luận án gồm 2 phần Lý thuyết và Thi công nhưng người thực hiện gặp hạn chế về thời gian và tài chính nên chỉ thi công phần đồng hồ còn mạch báo giờ chỉ là thiết kế. Vì kiến thức và thời gian hạn chế kinh nghệm còn yếu nên luận án không tránh được sai sót, rất mong sự đánh giá của Quý Thầy Cô và góp ý của các bạn sinh viên. Người thực hiện HỒ NGỌC VŨ LỜI CẢM TẠ Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu và các thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã chỉ dẫn chúng em trong những tháng năm học tập tại trường. Trong quá trình thực hiện tập luận văn tốt nghiệp chúng em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN PHƯƠNG QUANG, giáo viên hướng dẫn, các thầy cô trong Khoa điện và các bạn trong và ngồi lớp đã động viên giúp đỡ chúng em hồn thành luận văn tốt nghiệp. Tuy nhiên, do khả năng còn hạn chế và thời gian có hạn, chắc chắn trong tập luận văn không tránh khỏi thiếu sót, mong được sự thông cảm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để tập luận văn hồn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Người thực hiện HỒ NGỌC VŨ Mục lục Phần giới thiệu Tựa đề tài Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Nhận xét của giáo viên phản biện Nhiệm vụ luận văn Lơiø nói đầu Cảm tạ Mục lục Phần nội dung Chương dẫn nhập I. Đặt vấn đề Trang 1 II. Mục đích yêu cầu 1 III. Giới hạn đề tài 1 IV. Nội dung đề tài 1 V. Phương pháp nghiên cứu 2 Chương 1 : Lý thuyết cơ bản A. Giới thiệu các mạch logic I. Giới thiệu 3 II. Các cổng logic 4 III. Flip-Flop 8 B. Mạch đếm I. Giới thiệu 16 II. Phân loại 16 III. Mạch ghi 19 C. Bộ nhớ I. Khái niệm 21 II. RAM 21 III. ROM 22 D. Mạch dao dđộng I. Dao động dịch pha 24 II. Dao động cầu Wien 24 III. Dao động Colpitt 25 IV. Dao động Hartley 25 V. Dao động thạch anh 25 E. Nguồn cung cấp I. Mạch ổn áp dùng Diode Zener 26 II.Mạch ổn áp dùng IC ổn áp 26 Chương 2 : Thiết kế tính tốn A. Giới thiệu linh kiện 28 B. Sơ đồ khối 35 C. Thiết kế I. Khối tạo xung chuẩn 37 II. Khối giải mã địa chỉ 37 III. Bộ nhớ 38 IV. Khối đệm 42 V.Khối hiển thị 42 VI. Khối điều chỉnh 43 VII. Khối báo chuông 44 VIII. Khối nguồn 45 D. Sơ đồ nguyên lý I. Sơ đồ 47 II. Nguyên lý hoạt động 49 Chương 3 : Thi công I. Sơ đồ bố trí linh kiện 50 II. Sơ đồ mạch in 51 III. Quá trình thi công 53 Chương 4 :Kết luận 54 Phần phụ lục 55 Tài liệu tham khảo I. ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với sự tiến triển khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đã, đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuật cũng như đời sống xã hội. Việc gia công, xử lý các tín hiệu điện từ hiện đại đêu dựa trên cơ sở nguyên lý số vì các thiết bị làm việc dựa trên cơ sở nguyên lý số có ưu điểm hơn hẳn so với các thiết bị làm việc dựa trên cơ sở tương tự, đặc biệt là trong kỹ thuật tính tốn. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử đã cho ra đời nhiều vi mạch số cỡ lớn, cực lớn với giá thành hạ, khả năng lập trình cao đã mang lại những thay đổi lớn trong ngành điện tử. Mạch số ở những mức khác nhau đã, đang thâm nhập các lĩnh vực điện tử thông dụng và chuyên dụng một cách nhanh chóng. Các trường kỹ thuật là nơi mạch số thâm nhập mạnh mẽ và được học sinh, sinh viên ưa chuộng do lợi ích và tính khả thi của nó. Vì thế sự hiểu biết sâu sắc về kỹ thuật số là không thể thiếu được đối với sinh viên kỹ sư điện tử hiện nay. Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số không chỉ riêng đối với những người theo chuyên ngành điện tử mà còn với nhiều cán bộ kỹ thuật các ngành khác cớ sử dụng thiết bị điện tử. II. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Sự cần thiết, quan trọng cũng như tính khả thi và lợi ích của mạch số cũng chính là lý do để chọn và thực đề tài tốt nghiệp “THIẾT KẾ MẠCH BÁO GIỜ” nhằm ứng dụng các kiến thức đã học về kỹ thuật số vào thực tế. Đề tài thục hiện thiết kế mạch số họat động như một đồng hồ số và có chức năng báo giờ ở những thời điểm cần thiết theo yêu cầu sử dụng. III. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Trong phạm vi tập luận văn này, người thực hiện chỉ thiết kế và thi công mạch đồng hồ số gọn, đơn giản còn mạch báo giờ chỉ thiết kế. Ngồi ra, luận án cũng không thực hiện các chức năng phúc tạp khác của một đồng hồ số. IV. NỘI DUNG ĐỀ TÀI Tập luận án này gồm các phần sau: Phần giới thiệu Phần nội dung Chương 1 : Lý thuyết cơ bản Chương 2 : Thiết kế Chương 3 : Thi công Chương 4 : Kết luận Phụ lục V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU + Thu thập tài liệu + Tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn + Thực hiện đồ án theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn Do kiến thức còn hạn chế, thực tiễn chưa sâu nên tập luận án chắc chắn sẽ không tránh được những sai sót. Vì vậy, người hiện rất mong sự đánh giá, hướng dẫn thêm của quý Thầy Cô cũng như sự góp ý chân thành của các bạn sinh viên để đầ tài được hồn thiện hơn. Ngày . tháng năm Sinh viên thực hiện HỒ NGỌC VŨ

doc59 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 14/06/2013 | Lượt xem: 1994 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế đồng hồ số báo giờ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ày dưới dạng hệ số 2 tự nhiện. Mạch đếm sử dụng n FF sẽ có dung lượng là 2n. + Mạch đếm BCD : thường dùng 1FF nhưng chỉ có 10 trạng thái khác nhau để biểu diển các trạng thái từ 0 - 9. Trạng thái của mạch được trình bày dưới dạng mả BCD. + Mạch đếm MOD M (Moudulo M): có dung lượng là M với M là số nguyên dương bất kỳ. Mạch thường dùng cổng logic với FF và các cổng hồi tiếp đặc biệt để trình bày dưới các dạng mã khác nhau. Dựa vào tác động của xung đếm ta phân thành các loại. + Đếm lên (Up - Counter) : còn gọi là mạch đếm thuận. + Đếm xuống (Up - Down Couter) : Còn gọi là mạch đếm thuận nghịch, đếm hỗ hợp. FF2 FF1 FFn Ck Q1 Q2 Qn + Đếm vòng (Ring - Counter) FF2 FFn FF1 Ck Q1 Q2 Qn (a) (b) Hình 1.2.2.1. Sơ đồ mạch đếm (a) đồng bộ, (b) không đồng bộ Q FF2 Q\ Q FF3 Q\ Q FF1 Q\ Ck Q1 Q2 Q3 1 2 3 4 5 6 7 8 Ck Q1 Q2 Q3 (a) (b) Xung 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 6 1 1 0 7 1 1 1 8 0 0 0 (c) Hình 1.2.2.2. Mạch đếm lên hệ 2 (a) Sơ đồ mạch, (b) giản đồ thời gian, (c) Bảng trạng thái 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ck Q1 Q2 Q3 J Q FF2 K J Q FF3 K J Q FF1 K J Q FF4 K Ck Q1 Q2 Q3 Q4 (a) (b) Hình 1.2.2.3. Mạch đếm BCD (a) Sơ đồ mạch, (b) Giản đồ thời gian FF2 FF3 FF1 Ck Q1 Q2 Q3 (a) 1 2 3 4 5 6 Ck Q1 Q1\ Q2 Q2\ (b) Xung số Q3 Q2 Q1 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1 1 0 3 1 0 1 4 1 0 1 5 0 0 0 6 1 1 1 (c) Hình 1.2.2.2. Mạch đếm xuống MOD 5 (a) Sơ đồ mạch, (b) giản đồ thời gian, (c) Bảng trạng thái * Các mạch đếm bên trên chỉ trình bày dạng cơ bản. Thực tế, các mạch đếm này đã được tích hợp trong các IC, gọn, dễ sử dụng, ta chỉ dùng xung kích đúng, dùng các cổng logic để giới hạn MOD đếm... III. MẠCH GHI : Mỗi FF có 2 trạng thái ổn định và ta có thể kích thích để tạo ra ac1c trạng thái như ý muốn. Sau khi kích thích FF sẽ giữ trạng thái này cho đến khi nó bị buộc phải thay đổi. Vì vậy ta bảo FF là mạch có tính nhớ hay mạch nhớ. Nếu dùng nhiều FF ta có thể ghi vào đó nhiều dữ liệu đã được mã hóa nhân FF như vậy gọi là thanh ghi. Để ghi n bịt thông tin, người ta dùng n FF, thanh ghi như vậy gọi là thanh ghi n bit. Dựa vào phương pháp đưa dữ liệu vào mạch ta có các mạch ghi nối //. + Mạch ghi nối tiếp : Dữ liệu n bịt sẽ được dịch chuyển hồn tồn vào thanh ghi sau n xung nhịp, mỗi xung nhịp sẽ ghi 1 bit vào thanh ghi. Thanh ghi m bịt chỉ chứa được m bit của một hay nhiều dữ liệu nối tiếp nhau. + Mạch ghi song song : Các bit của một dữ liệu được đưa vào các FF cùng lúc kiểu này thường phải dùng đầu vào điều khiển trực tiếp SD, RD. Dựa vào các thức dịch chuyển sữ liệu trong thanh ghi ta có mạch ghi dịch phải và mạch ghi dịch trái. Mạch ghi dịch là phần tử quan trọng trong các thiết bị số. Ngồi nhiệm vụ ghi đã dữ liệu chúng còn thực hiện một số chức năng khác như mạch đếm đặc biệt, mạch tạo sóng dùng cho điều khiển mạch số... Các thanh ghi đã được tích hợp các IC. C: BỘ NHỚ BÁN DẪN I. KHÁI NIỆM : Đối với thiết bị số, khả năng lưu trữ số liệu, thông tin là một yêu cầu, các số cần thiết cho phép tốn phải được lưu trữ ngay trong máy. Lệnh điều khiển cũng phải được lưu trữ và thực hiện lần lượt trong các thiết bị điều khiển. Do vậy, bộ nhớ là thành phần không thể thiếu trong các mạch số. Thông tin lưu trữ trong các thiết bị số phải ở dạng mã hệ 2 (hệ nhị phân). Thông thường, thông tin, dữ liệu được tạo thành từ một đơn vị cơ bản là từ (word). Một từ có chiều dài nhất định 8 bit, 12bit, 16 bit, 32 bit ... Các bộ phận của thiết bị thường chỉ truyền đi hay nhận vào nguyên một từ hay nhiều từ chứ không phải vài bít của một từ. Vì từ được tạo thành từ nhiều bit nên đơn vị cơ bản của bộ nhớ là đơn vị lưu trữ được 1 bít. Khi so sánh bộ nhớ, người ta thường chú ý đến các đặc tính : - Dung lượng (capacity) dung lượng nhớ là khối lượng thông tin hay dữ liệu có thể lưu trữ được trong bộ nhớ. Để xác định dung lượng bộ nhớ liên quan mật thiết đến giá thành. Bộ nhớ dung lượng càng lớn thì giá thành càng cao (nếu xét các yếu tố khác không đổi) Thời gian thâm nhập (access time): thời gian này gồm 2 phần: phần 1 là thời gian cần thiết để xác định vị trí của từ, phần 2 là thời gian cần thiết để lấy từ ra, khỏi bộ nhớ. Thời gian thâm nhập là thông sốquan trọng của bộ nhớ, nếu thời gian này kéo dài sẽ làm giảm khả năng làm việc của thiết bị. Bộ nhớ thường được chia làm 2 loại căn cứ vào 2 tính chất vừa nêu trên là bộ nhớ chính và bộ nhớ phụ. - Bộ nhớ chính: bộ nhớ chính nằm gần các bộ phận xử lý dữ liệu và cần thời gian thâm nhập với dung lượng không cần lớn lắm. Phần này chứa các dữ liệu, thông tin hoặc các lệnh cần ngay cho công tác. - Bộ nhớ phụ: Không cần thiết phải nằm gần thiết bị, thời gian thâm nhập có thể lớn nhưng cần lại có dung lượng lớn để lưu trữ các thông tin chưa cần ngay hoặc kết quả của các công việc vừa được xử lý xong. II. BỘ NHỚ RAM (Random Access Memry): Bộ nhớ Ram thường được gọi là bộ nhớ đọc viết. Bộ nhớ Ram dùng để lưu trữ các kết quả trung gian hay tạm thời trong khi thực hiện các chương trình điều kiện . Ram có ưu điểm là có thể đọc hay viết dữ liệu lưu trữ trong nó bất cứ lúc nào nhưng nó có nhược điểm là dữ liệu sẽ bị xóa khi mất điện do đó cần nguồn nuôi pin dự phòng. 0.0 1.n 1.1 m.1 1.0 m.2 m.n 0.1 0.n giải mã hàng giải mã cột Hình 1.3.2.1. Ma trận nhớ của RAM - Cấu trúc Ram: Ram có ít nhất 2 đường điều khiển: Đọc/ viết (R/W) và chọn chip (CS) và các đường địa chỉ, đường dữ liệu. Ram gồm 2 loại Ram tĩnh và Ram động. 1. Ram tĩnh hay Sram (Static Ram) - Ram tĩnh lưu trữ dữ liệu ổn định trong mạch khi nào còn cung cấp nguồn cho nó. Các đường điều khiển không cần một xung nào. - Ram tương đối rẻ vì phương pháp chế tạo đơn giản, kích thước đơn vị nhớ nhỏ nên có thể chế tạo bộ nhớ dung lượng lớn nhưng kích thước nhỏ Dram có thời gian thâm nhập lớn. 2. Ram động hay Dram (Dynamic Ram) - DRAM tiêu thụ công suất nhỏ, khi không đọc viết, mạch hầu như không tiêu thụ công suất. - DRAM có thể được chế tạo với dung lượng lớn. - Thời gian thâm nhập bé hơn Ram tĩnh - DRAM phải luôn luôn được làm tươi nên việc sử dụng rắc rối hơn. III. ROM (Read Only Memory) ROM Các ngõ vào địa chỉ Các ngõ ra dữ liệu Các ngõ vào điều khiển ROM là bộ nhớ chỉ được ROM có đặc tính là lưu trữ sẵn dữ liệu, khi cần chỉ đọc, chứ không viết ngay vào được. Dữ liệu trong nhớ đã được ghi. Ma trận nhớ của ROM được tổ chức theo loại chọn tuyến tính hoặc tổ chức theo loại chọn trùng phùng. 1. ROM (Programble ROM) PROM là loại ROM chỉ có thể viết một lần. Ban đầu, khi chưa sử dụng các phần tử nhớ đều là 1, người sử dụng căn cứ vào nội dung lưu trữ mà chọn nội dung nào không thay đồi (1) và thay đồi (0) để tháo tác viết vào bộ nhớ. Người sử dụng muốn ghi bít 1 vào bộ nhớ thì giữ nguyên cầu chì, muốn ghi bit 0 thì cung cấp dòng đủ lớn để lànm đứt cầu chì khi cầu chì đã đứt thì không nối lại được do đó nội dung không thể thay đổi nên ta chỉ có thể lập trình cho PROM 1 lần. Người ta còn có thể chế tạo PROM dùng diode schottky thay cho cầu chì, ban đầu tất cả các diode đều ngắt tương ứng bit 0. Để tạo bit 1, người sử dụng phải đặt điện áp ngược đủ lớn để đánh thủng diode tạo ra sự thông mạch vĩnh viễn. 2. EPROM (Erasable PROM) PROM chỉ có thể nạp một lần nên khi nạp chương trình sai muốn đổi chương trình phải dùng 1 PROM mới. Do đó, người ta chế tạo PROM xóa được gọi là EPROM, EPROM có thể nạp trình, xóa và nạp lại được khi xố EPROM phải dùng tia cực tím chiếu vào nó. 3. EEPROM: EPROM tuy khắc phục được nhược điểm của PROM nhưng sự nạp và xố chưa thuận tiện, phải tháo EPPROM ra khỏi mạnh để xóa rồi mới nạp trình lại, không thể xóa hay thay đổi một từ mà xóa hết và nạp lại từ đâu. Để khắc phục nhược điểm này, người ta cho ra đời EEPROM. EEPROM xóa và nạp rất nhanh và có khả năng nạp từ riêng lẻ. Ứng dụng của bộ nhớ ROM: - Chuyển đổi mã: khi cho vào đầu vào một từ mã nào đó từ đầu ra bộ nhớ ROM sẽ là 1 từ dưới dạng mã khác. - Chứa các lệnh điều khiển cho các thiết bị làm việc Cx khởi động máy. - Chứa dữ liệu mà máy thường cần dùng. D : MẠCH DAO ĐỘNG Mạch dao động là các mạnh tạo ra tín hiệu ngõ ra mà không có tín hiệu ngõ vào. Các mạch dao động có thể tạp ra xung, sóng sin, sóng vuông, sóng chữ nhật hay sóng răng cưa. Các mạch dao động hoạt động dựa trên nguyên lý của phản hồi dương. Tín hiệu ngõ ra sẽ được phản hồi về ngõ vào, được tăng cường và tiếp tục tạo tín hiệu ở ngõ ra. Mạch dao động tạo ra dạng sóng ngõ ra mà chỉ dùng nguồn DC như một tín hiệu ngõ vào. Mạch dao động được sử dụng rộng rãi trong các hệ số để các mạch logic hoạt động đồng bộ với nhau. Nếu không có các mạch dao động tạo xung thì hệ thống số xem như tê liệt. Phản hồi b b Vout Mạch dao động cơ bản gồm 1 mạch KĐ và mạch phản hồi dương để tạo lệch pha và gây suy hao. Sơ đồ khối1 mạch dao động Điều kiện mạch dao động Arctg bAv = 00 bav = 1 Các dạng mạch dao động 1. Dao động dịch pha hay dao động RC Tần số dao động lý tưởng của mạch 1 Là : f0 = ------------------- 2­Ö 6 RC 2. Dao động cầu Wien Với R1 và R2, C1, C2 tạo ra tần số dao động R3, R4, và mạch phản hồi. Với R1 = R2 = R . R3 = 2R4 C1 = C2 = C f0 = f/2 l RC 3. Mạch dao động Colpitts: 4. Mạch dao động Hartley: 5. Mạch dao động thạch anh: Dao động thạch anh là mạch dao động cộng hưởng cơ bản. Tinh thể thạch anh có tần số dao động rất ổn định, nó thường được dùng trong kỹ thuật phát nhận thông tin được dùng ở nơi có tần số dao động ổn định. Có 2 tần số cộng hưởng: cộng hưởng song song và cộng hưởng nối tiếp. - Tần số cộng hưởng nối tiếp xảy ra ở tần số thấp và có tổng trở mạch rất nhỏ. - Tần số cộng hưởng song song xảy ra ở tần số cao hơn và tổng trở rất lớn. E : NGUỒN CUNG CẤP Trong kỹ thuật số, nguồn cung cấp cho các IC hoạt động là nguồn 1 chiều ổn áp để đảm bảo cho IC hoạt động ổn định. Có nhiều dạng mạch ổn áp. Ổn áp dùng diode zeners, dùng OPEM hay dùng vi mạch ổn áp. 1. MẠCH ỔN DÙNG DIODE ZENER: a. Dạng mạch cơ bản: Mạch dùng diode Zener 02 để ổn định áp ngõ ra. Ưu điểm của mạch là rẻ tiền, đơn giản, dễ thực hiện nhưng có độ ổn định kém và dòng nhỏ, phụ thuộc tải. b. Dạng mạch có dùng transitor: Dạng mạch này ổn định hơn mạch bên trên và cũng để thực hiện tuy nhiên, độ ổn định cũng phụ thuộc nhiều vào sự ổn định của Diode Zener và dòng áp ra nhỏ. II. MẠCH ỔN ÁP DÙNG IC ỔN ÁP: Do công nghệ vì điện tử phát triển ngày càng mạnh nên các nhà sản xuất đã cho ra đời hàng loạt các IC ổn áp chuyên dùng có độ ổn định cao cho phép thiết kế và thi công bộ nguồn dễ dàng hơn. Các IC ổn áp này còn có cả các mạnh bảo vệ quá dòng, quá áp bên trong nó. Các mạch ổn áp dùng IC ổn áp thông dụng như 78xx, 79xx, LM 109, LM 209, LM307. Dạng mạch ổn áp cơ bản dùng IC ổn áp. CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ TÍNH TỐN A : GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG I. HEF 4040B: HEF4040 VDD O10 O9 O7 O8 MR CK\ O0 O11 O5 O4 O6 O3 O2 O1 VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 HEF 4040B là IC đếm nhị phân 12 tầng nối tiếp. IC có một ngõ vào xung clock (CK), một ngõ vào ưu tiên Masterreset (MR) và 12 tầng đệm ngõ ra. Bộ đếm hoạt động ở mức thấp của xung Ck tức khi xung Ck từ mức cao xuống thấp sẽ tác động đến bộ đếm. Mỗi tầng đếm là 1 FF tĩnh hoạt động theo kiểu trigger hoạt động trigger sẽ làm giảm sai số mạch và giảm thời gian trễ. II. HEF 4060B: IC HEF 4060B là IC đếm chia và dao động nhị phân 14 tầng với 3 chân của bộ dao động (Rs, RTC, CTC), 10 tầng đệm ngõ ra (03 - 09 và 011 đến 013) và một ngõ vào ưu tiên Master Reset (MR) cấu hình bộ dao động cho phép thiết kế cả dao động RC lẩn dao động thạch anh. Bộ dao động có thể được thay thế bằng một xung đồng hồ bên ngồi tại ngõ ra RC. Bộ đếm hoạt động ở mức thấp của xung CK và RS. Mức cao của MR reset bộ đếm bất chấp trạng thái ngõ vào hoạt động schmitt - trigger sẽ làm cho mạch giảm sai số và thời gian trễ. HEF 4060B VDD O9 O8 O7 MR RS RTC CTC O11 O12 O13 O5 O4 O6 O3 VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 MR : Master Reset RTC : Chân dao động CK : Chân nối với tụ bên ngồi RS : Chân vào O0 ..O9 ,O11..O13 :Các ngõ ra III. HEF 4556B: IC HEF 4556B là IC có 2 bộ giải mã/phân kênh. Mỗi bộ giải mã/phân kênh có 2 ngõ vào địa chỉ (Ao. A1), một ngõ vào cho phép (E) hoạt động ở mức thấy và 4 ngõ ra tương hỗ loại trừ hoạt động ở mức cao (0o - 03). Khi sử dụng bộ giải mã chân E ở mức cao sẽ làm cho 0o - 03 ở mức thấp. Khi sử dụng bộ phân kênh ngõ ra thích hợp được chọn bởi dữ liệu từ A0 và A1 với E là dữ liệu ngõ vào. Các ngõ ra không được chọn thì ở mức thấp, cao. HEF 4556 VDD EB\ A0B A1B O0B\ O1B\ O2B\ O3B\ EA\ A0A A1A O0A\O1A\O2A\O3A\ VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Sơ đồ chân Bảng trạng thái VÀO RA E A0 A1 00 01 02 03 L L L H H H H L H L H H H H L L H H H H H L H H H H H H H X X H H H H IV. IC 74LS573: IC 74LS573 là IC chứa 8 mạch chốt hay 8 FF-D với 8 ngõ ra 3 trạng thái các FF sẽ thay đổi trạng thái bất đồng bộ khi chân cho phép chối (C) ở mức cao, khi C ở mức thấp, dữ liệu trước đó sẽ được chốt. Dữ liệu sẽ xuất hiện trên bus khi chân cho phép ngõ ra (OC\) ở mức thấp. Khi OC\ ở mức cao, bus ngõ ra ở trạng thái tổng trở cao. Trong mạch của IC có hiện tượng trễ ở chân cho phép chốt và chân đưa xung clock ở ngõ vào để cải thiện việc loại trừ nhiễu. Các diode ở đầu nối ngõ vào giới hạn tốc độ cao ảnh hưởng đến đầu cuối. Sơ đồ chân: 74LS573 VCC 1O 2O 3O 4O 5O 6O 7O 8O C OC\ 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D GND 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 V. IC HEF4047B: IC HEF 4047B gồm 1 bộ đa hài bất ổn với kỹ thuật logic tích hợp được cho phép hoạt động bởi cạnh dương hoặc âm trigger, dao động đa hài đơn ổn với trigger. IC này có các ngõ vào + TRIGGER - TRIGGER ASTABLE, ASTABLE, RETRIGGER và MR, các ngõ ra đệm: 0, 0\ và Outpit Oscillator (O.O). Trong tất cả các hình thức hoạt động của IC, một điện trở bên ngồi được nối giữa Rtc và Rctc và một tụ điện nối giữa Ctc và Rctc Hoạt động bất ổn được cho phép khi ngõ vào ASTABLE ở mức cao. Chu kỳ của xung vuông ở ngõ ra 0 và 0 do các thành phần R, C bên ngồi quyết định xung “thật” ở ngõ vào ASTABLE và xung “bù” ở ngõ vào ASTABLE cho phép mạch được sử dụng như 1 cổng đa hài chu kỳ ở ngõ ra dao động bằng 1/2 chu kỳ ngõ ra 0 khi hoạt động bất ổn. Khi hoạt động ở chế độ đơn ổn, xung kích dương được đưa đến ngõ vào TRIGGER và ngõ vào dương được đưa đến ngõ vào TRIGGER và ngõ vào TRIGGER ở mức thấp hoặc xung kích âm được đưa đến - TRIGGER và ngõ vào + TRIGGER ở mức cao. Bộ đa hài còn có thể retrigger (chỉ với cạnh lên) bằng xung chung cho cả RETRIGGER và + TRIGGER. HEF 4047B VDD O.O Retrig O\ O MR + Trigger CTC RTC RCTC As As\ -TriggerVSS 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 Sơ đồ chân Bảng chức năng Chức năng Các chân nối với Xung ngỏ ra Chu kỳ xung ngõ ra hoặc VDD VSS Xung ngõ vào độ rộng xung Đa hài bất ổn 10,11 Dao động tự do 4,5,6,14 7,8,9,12 / 10,11,13 tA=1,4RTCT Cổng thật A,6,14 7,8,9,12 5 10,11,13 13 Cổng bù 6,14 5,7,8,11 4 10,11,13 tA=2,2 RTCT Đa hài đơn ổn Trigger cạnh dương 4,14 5,6,7,9,12 8 10,11 10,11 Trigger cạnh âm 4,8,14 5,7,9,12 6 10,11 tm= 2,78RtCt Retrigger 4,14 5,7,9,12 8,12 10,11 Đếm xuống bên ngồi 14 5,6,7,8,9,12 / 10,11 VI . 4082B: HEF 4082B VDD O2 I8 I7 I6 I5 NC O1 I1 I2 I3 I4 NC VSS 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 HEF 4082B gồm 2 cổng AND 4 ngõ vào dương. Ngõ ra đệm nhằm giảm nhiễu ở mức thấp nhất Sơ đồ chân VII. IC 74LS157: IC 74LS157 gồm bộ chuyển mạch 2 ngõ vào tốc độ cao. 4 bít dữ liệu từ 2 nguồn có thể được lựa chọn bằng cách sử dụng ngõ select và Enable chung, 4 ngõ ra đệm xuất dữ liệu đã được lựa chọn. Sơ đồ chân 74LS157 VCC Strobe 4A 4B 4O 3A 3B 3O Select 1A 1B 1O 2A 2B 2O GND 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Bảng trạng thái E S I0 I1 0 H X X X L L H X L L L H X H H L L L X L L L H X H VIII. EPROM 2732 A: 2732A gồm 12 ngõ vào địa chỉ, 8 ngõ vào/ra dữ liệu. Các chân điều khiển OE/VPP và CE\. CE\ cho phép EPROM hoạt động khi nó ở mức thấp. OE/Vpp ở mức thấp sẽ phép xuất dữ liệu và ở mức cao khi nạp trình. 2732A VCC A8 A9 A11OE\VPPA10 CE\ O7 O6 O5 O4 O3 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sơ đồ chân Bảng trạng thái Mode OE OE/Vpp Outprot Read/ Program Verfy VIL VIL Dout Output Disable VIL VIH High Z Standby VIH X High Z Program VIL VPP Din Program Inhibit VIH VPP High Z IX. SRAM 2147H: 2147H VCC A6 A7 A8 A9 A10 A11 Din CS\ A0 A1 A2 A3 A4 A5 Dout WE\ GND 18 17 16 15 14 13 12 11 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SRAM 2147H là Ram tĩnh 4096 bit được tổ chức gồm 4096 bit nhờ 1 bit dùng kỹ thuật HMOS. 2147H có 18 chân, có 12 đường địa chỉ, có ngõ vào và ra dữ liệu khác nhau. Hai chân điều khiển CS và WE đều hoạt động ở mức thấp khi CS ở mức thấp, sẽ cho phép 2147H hoạt động. WE khi ở mức cao sẽ cho phép xuất dữ liệu từ bộ nhớ ra và khi WE ở mức thấp sẽ cho phép đọc dữ liệu vào bộ nhớ. Sơ đồ chân Bảng trạng thái CS\ WE\ Mode Output Power H X Not selected High Z Standby L L Write High Z Active L H Read Dout Active X. NE 555: IC NE 555 là thiết bị tạo thời gian trì hỗn và dao động chính xác có độ ổn định cao. IC có các ngõ vào trigger và Reset. Thời gian tồn tại của xung khi hoạt động ở chế độ trì hỗn được điều khiển bởi một điện trở và 1 tụ điện bên ngồi. Ở chế độ bất ổn. IC sẽ hoạt động như một dao động. Tần số dao động và độ rộng xung được điều khiển chính xác bởi điện trở và tụ điện bên ngồi. Mạch có thể được trigger và reset ở cạnh xuống của dạng sóng và ngõ ra có thể đạt đến 200mA. Sơ đồ chân NE 555 VCC Dis Thes Control GND Trig Out Reset 8 7 6 5 1 2 3 4 XI. HEF4017B: HEF4017B là một IC đếm thập phân hoạt động với cả cạnh lên và xuống của xung đếm Ck , CPo là ngõ vào của Ck tác động cạnh lên và CP1\ là ngõ vào của Ck tác động cạnh xuống. Các ngõ ra O0 - O9 lần lượt lên mức 1 sau mỗi xung đếm Ck. Ngõ ra O5-9\ ở mức cao khi các ngõ ra O0 ..O4 ở mức cao O5..O9 ở mức thấp. HEF 4017 VDD MR CP0 CP1\ O5.9\ O9 O4 O8 O5 O1 O0 O2 O6 O7 O3 VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Sơ đổ chân Bảng trạng thái MR CP0 CP1 Active H X X O0= O5-9\= H O1- O9 = L L H ¯ Counter Advances L L L Counter Advance L ­ X No change L X H No change L H ­ No change L ¯ L No change B. SƠ ĐỒ KHỐI KHỐI HIỂN THỊ KHỐI ĐỆM BỘ NHỚ KHỐI ĐIỀU CHỈNH KHỐI BÁO CHUÔNG KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ KHỐI TẠO XUNG CHUẨN KHỐI NGUỒN Nhiệm vụ các khối I. KHỐI TẠO XUNG CHUẨN: Khối tạo xung chuẩn là khối có nhiệm vụ tạo ra các xung chuẩn cho mạch giải mả địa chỉ, cho mạch điều chỉnh giờ, điều chỉnh thời điểm báo chuông. Khối tạo xung chuẩn được xem là khối quan trọng mạch số, nếu không có khối này, mạch số không thể hoạt động đồng bộ được. II. KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ : Khối giải mã địa chỉ nhận xung kích từ khối tạo xung chuẩn để đếm giải mã địa chỉ bộ nhớ. Khối này bao gồm giải mã địa chỉ EPROM để hoạt động như đồng hồ số, và giải mã địa chỉ RAM để cài đặt chương trình báo giờ. III. KHỐI ĐỆM: Khối đệm có nhiệm vụ chốt và thúc dữ liệu đệm từ bộ nhớ ra khối hiển thị khối đệm còn có nhiệm vụ nâng dòng để đảm bảo đủ dòng cấp cho khối hiển thị khối đệm chỉ cho phép dữ liệu xuất lần lượt từ bộ nhớ ra từng LED. IV. BỘ NHỚ: Bộ nhớ được sử dụng là 1 EPROM dùng để lưu trữ dữ liệu đã được nạp từ trước. Khi được kích thích EPROM sẽ xuất dữ liệu tại các ô nhớ đã được xác định địa chỉ bởi khối giải mã. Dữ liệu được nạp phải xác định sao cho khi xuất ra khối hiển thị phải được xem như một đồng hồ số. V. KHỐI BÁO CHUÔNG: Khối náo chuông là khối thực hiện một phần chủ yếu chức năng của đề tài khối này có nhiệm vụ phải báo chuông vào những thời điểm cần thiết theo yêu cầu người sử dụng. VI. KHỐI ĐIỀU CHỈNH: Khối điều chỉnh có nhiệm vụ điều chỉnh lại giờ của đồng hồ số theo yêu cầu chỉnh lại địa chỉ của khối giải mã địa chỉ để dữ liệu từ bộ nhớ xuất ra đúng với giờ của thời điểm lúc điều chỉnh. VII. KHỐI NGUỒN: Khối nguồn là khối rất quan trọng trong các mạch điện nói chung. Khối nguồn đảm bảo duy trì hoạt động của tồn mạch không có khối nguồn, mạch không hoạt động được. Khối nguồn trong đề tài, yêu cầu là nguồn 5VDC cung cấp cho các IC và 12V cho các transistor trong mạch báo chuông. VIII. KHỐI HIỂN THỊ : Khối này thực hiện chức năng hiển thị dữ liệu xuất từ bộ nhớ, khối này xem như “màn hình” của đồng hồ số. C. THIẾT KẾ I. KHỐI TẠO XUNG CHUẨN: Khối tạo xung chuẩn là khối có nhiệm vụ giúp cho mạch số hoạt động đồng bộ, không có khối này, mạch xem như tê liệt. Khối tạo xung chuẩn có thể được thiết kế kể từ các linh kiện rời, vi mạch 555 hoặc thạch anh. Do yêu cầu đề tài yêu cầu độ chính xác cao nên người thiết kế đã chọn và sử dụng thạch anh lấy từ đồng hồ treo tường Gimiko có tần số dao động 32768Hz. Thạch anh này được mắc vào IC 4060 và HEF 4040 B để chia tần tạo các xung có tần số thấp hơn. Sơ đồ mạch: IC HEF 4060B sẽ chia tần số dao động của thạch anh từ 32.768Hz đến 2Hz ở ngõ ra tầng Flip-Flop cuối cùng (O13). Như vậy IC HEF 4060B sẽ thực hiện tồn bộ chu kỳ hoạt động (qua 14 tầng Flip - Flop). Do đó chân MR (Master Reset phải được đặt ở mức thấp xung ở. Hai ngõ ra O3 và O4 (có tần số khá cao) sẽ được đưa đến khối đệm để chọn IC đệm cuất dữ liệu đồng thời đưa đến EPROM để quét địa chỉ cho EPROM. Xung 2Hz ở ngõ ra của FF cuối cùng (O13) được đưa đến (làm xung clock) IC HEF 4040B. Khi HEF 4060B thực hiện xong một chu kỳ đếm, tự reset thì chân O13từ mức cao chuyển sang mức thấp sẽ táv động vào chân Ck (chân 10) của HEF 4040B kích cho IC này hoạt động HEF 4040 có nhiệm vụ tạo ra xung 1 phút để cấp cho khối giải mã địa chỉ và xung 1s (1Hz) để nhấp nháy báo giây cho đồng hồ. Như vậy, xung 1s sẽ được lấy từ chân O0 (chân 9) và HEF 4040B sẽ chia 120 lần tần số xung clock 2Hz để tạo xung 1 phút. Do đó hàm reset của IC này là 06050403020100 = 1111000. Xung 1 phút sẽ được lấy từ ngõ ra 06 (chân 4) của IC này . II. KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ : Khối giải mã địa chỉ là khối có nhiệm vụ xác định địa chỉ của EPROM để xuất dữ liệu. Do yêu cầu đề tài, đồng hồ số sau mỗi phút sẽ xuất hiện: Do đó xung kích, cho IC đếm thay đổi dữ liệu giải mã địa chỉ là xung 1 phút, xung nảy nhận từ ngõ ra của khối tạo xung quanh chuẩn . Đồng hồ sẽ hoạt động 12 giờ, do đó IC đếm giải mã địa chỉ sẽ phải đếm để xác định 12x60=720 lần thay đổi dữ liệu xuất. IC sẽ đếm từ O .. 719. IC đếm giải mã là HEF 4040BI hàm Reset cho IC giải mã này sẽ là : 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 = 1110100000. Các ngõ ra từ 00 - 09 sẽ được đến ngõ vào địa chỉ của EPROM. III. BỘ NHỚ: Bộ nhớ là thiết bị lưu trữ chương trình hoạt động cho tồn mạch nên ta phải xác định rõ yêu cầu đề tài đưa ra để viết chương trình, dịch sang mã máy và nạp cho bộ nhớ EPROM. Yêu cầu đề tài là hiển thị giờ như một đồng hồ số và báo giờ. Do đó, ta cần xác định dung cần thiết để chọn loại EPROM phù hợp. Mạch sẽ làm việc với chu kỳ 12 giờ tương ứng 720 phút. Yêu cầu mạch là mỗi phút sẽ thay đổi dữ liệu hiển thị do đó dữ liệu phải thay đổi 720 lần. Nhưng do EPROM chỉ xuất dữ liệu lần lượt cho từng LED hiển thị mà ta sẽ có 4 LED để hiển thị giờ, phút nên EPROM phải quét liên tục dữ liệu cho 4 LED trong 1 phút. Như vậy EPROM phải có 720 x 4 = 2880 địa chỉ. Hay dung lượng của EPROM là 2880 byte = 2,8 Kbyte. Trên thị trường chỉ có các EPROM kbyte 4 kbyte, 8 kbyte ... Do đó ta chọn loại EPROM 4kbyte = 4076 Byte là phù hợp nhất. EPROM này có mã hiệu là 2732. EPROM có 12 ngõ vào địa chỉ tương ứng 4096 địa chỉ. Các chân A0A1 của ngõ vào địa chỉ sẽ được nới với các xung tần số cao để quét lần lượt 4 LED còn các ngõ vào địa chỉ từ A2-A11 sẽ được nối với các ngõ ra O0 - O9 của IC giải mã địa chỉ HEF 4040B. Chương trình nạp cho EPROM dưới dạng mã hexa: 000H 3FH 3FH 07H 00H Â06H 3FH 07H 00H 5BH 3FH 07H 00H 4FH 3FH 07H 00H 010H 66H 3FH 07H 00H 6DH 3FH 07H 00H 7DH 3FH 07H 00H 07H 3FH 07H 00H 020H 7FH 3FH 07H 00H 6FH 3FH 07H 00H 3FH 06H 07H 00H 06H 06H 07H 00H 030H 5BH 06H 07H 00H 4FH 06H 07H 00H 66H 06H 07H 00H 6DH 06H 07H 00H 040H 7DH 06H 07H 00H 07H 06H 07H 00H 7FH 06H 07H 00H 6FH 06H 07H 00H 050H 3FH 5BH 07H 00H 06H 5BH 07H 00H 5BH 5BH 07H 00H 4FH 5BH 07H 00H 060H 66H 5BH 07H 00H 6DH 5BH 07H 00H 7DH 5BH 07H 00H 07H 5BH 07H 00H 070H 7FH 5BH 07H 00H 6FH 5BH 07H 00H 3FH 4FH 07H 00H 06H 4FH 07H 00H 080H 5BH 4FH 07H 00H 4FH 4FH 07H 00H 66H 4FH 07H 00H 6DH 4FH 07H 00H 090H 7DH 4FH 07H 00H 07H 4FH 07H 00H 7FH 4FH 07H 00H 6FH 4FH 07H 00H 0A0H 3FH 66H 07H 00H 06H 66H 07H 00H 5BH 66H 07H 00H 4FH 66H 07H 00H 0B0H 66H 66H 07H 00H 6DH 66H 07H 00H 7DH 66H 07H 00H 07H 66H 07H 00H 0C0H 7FH 66H 07H 00H 6FH 66H 07H 00H 3FH 6DH 07H 00H 06H 6DH 07H 00H 0D0H 5BH 6DH 07H 00H 4FH 6DH 07H 00H 66H 6DH 07H 00H 6DH 6DH 07H 00H 0E0H 7DH 6DH 07H 00H 07H 6DH 07H 00H 7FH 6DH 07H 00H 6FH 6DH 07H 00H 0F0H 3FH 3FH 7FH 00H 06H 3FH 7FH 00H 5BH 3FH 7FH 00H 4FH 3FH 7FH 00H 100H 66H 3FH 7FH 00H 6DH 3FH 7FH 00H 7DH 3FH 7FH 00H 07H 3FH 7FH 00H 110H 7FH 3FH 7FH 00H 6FH 3FH 7FH 00H 3FH 06H 7FH 00H 06H 06H 7FH 00H 120H 5BH 06H 7FH 00H 4FH 06H 7FH 00H 66H 06H 7FH 00H 6DH 06H 7FH 00H 130H 7DH 06H 7FH 00H 07H 06H 7FH 00H 7FH 06H 7FH 00H 6FH 06H 7FH 00H 140H 3FH 5BH 7FH 00H 06H 5BH 7FH 00H 5BH 5BH 7FH 00H 4FH 5BH 7FH 00H 150H 66H 5BH 7FH 00H 6DH 5BH 7FH 00H 6DH 5BH 7FH 00H 7DH 5BH 7FH 00H 160H 7FH 5BH 7FH 00H 6FH 5BH 7FH 00H 3FH 4FH 7FH 00H 06H 4FH 7FH 00H 170H 5BH 4FH 7FH 00H 4FH 4FH 7FH 00H 66H 4FH 7FH 00H 6DH 4FH 7FH 00H 180H 7DH 4FH 7FH 00H 07H 4FH 7FH 00H 7FH 4FH 7FH 00H 6FH 4FH 7FH 00H 190H 3FH 66H 7FH 00H O6H 66H 7FH 00H 5BH 66H 7FH 00H 4FH 66H 7FH 00H 1A0H 66H 66H 7FH 00H 6DH 66H 7FH 00H 7DH 66H 7FH 00H 00H 66H 7FH 00H 1B0H 7FH 66H 7FH 00H 6FH 66H 7FH 00H 3FH 6DH 7FH 00H 06H 6DH 7FH 00H 1C0H 5BH 6DH 7FH 00H 4FH 6DH 7FH 00H 66H 6DH 7FH 00H 6DH 6DH 7FH 00H 1D0H 7DH 6DH 7FH 00H 07H 6DH 7FH 00H 7FH 6DH 7FH 00H 6FH 6DH 7FH 00H 1E0H 3FH 3FH 6FH 00H 06H 3FH 6FH 00H 5BH 3FH 6FH 00H 4FH 3FH 6FH 00H 1F0H 66H 3FH 6FH 00H 6DH 3FH 6FH 00H 7DH 3FH 6FH 00H 07H 3FH 6FH 00H 200H 7FH 3FH 6FH 00H 6FH 3FH 6FH 00H 3FH 06H 6FH 00H 06H 06H 6FH 00H 210H 5BH 06H 6FH 00H 4FH 06H 6FH 00H 66H 06H 6FH 00H 6DH 06H 6FH 00H 220H 7DH 06H 6FH 00H 07H 06H 6FH 00H 7FH 06H 6FH 00H 6FH 06H 6FH 00H 230H 3FH 5BH 6FH 00H 06H 5BH 6FH 00H 5BH 5BH 6FH 00H 4FH 5BH 6FH 00H 240H 66H 5BH 6FH 00H 6DH 5BH 6FH 00H 7DH 5BH 6FH 00H 07H 5BH 6FH 00H 250H 7FH 5BH 6FH 00H 6FH 5BH 6FH 00H 3FH 4FH 6FH 00H 06H 4FH 6FH 00H 260H 5BH 4FH 6FH 00H 4FH 4FH 6FH 00H 66H 4FH 6FH 00H 6DH 4FH 6FH 00H 270H 7DH 4FH 6FH 00H 07H 4FH 6FH 00H 7FH 4FH 6FH 00H 6FH 4FH 6FH 00H 280H 3FH 66H 6FH 00H 06H 66H 6FH 00H 5BH 66H 6FH 00H 4FH 66H 6FH 00H 290H 66H 66H 6FH 00H 6DH 66H 6FH 00H 7DH 66H 6FH 00H 07H 66H 6FH 00H 2A0H 7FH 66H 6FH 00H 6FH 66H 6FH 00H 3FH 6DH 6FH 00H 06H 6DH 6FH 00H 2B0H 5BH 6DH 6FH 00H 4FH 6DH 6FH 00H 66H 6DH 6FH 00H 6DH 6DH 6FH 00H 2C0H 7DH 6DH 6FH 00H 07H 6DH 6FH 00H 7FH 6DH 6FH 00H 6FH 6DH 6FH 00H 2D0H 3FH 3FH 3FH 06H 06H 3FH 3FH 06H 5BH 3FH 3FH 06H 4FH 3FH 3FH 06H 2E0H 66H 3FH 3FH 06H 6DH 3FH 3FH 06H 7DH 3FH 3FH 06H 07H 3FH 3FH 06H 2F0H 7FH 3FH 3FH 06H 6FH 3FH 3FH 06H 3FH 06H 3FH 06H 06H 06H 3FH 06H 300H 5BH 06H 3FH 06H 4FH 06H 3FH 06H 66H 06H 3FH 06H 6DH 06H 3FH 06H 310H 7DH 06H 3FH 06H 07H 06H 3FH 06H 7FH 06H 3FH 06H 6FH 06H 3FH 06H 320H 3FH 5BH 3FH 06H 06H 5BH 3FH 06H 5BH 5BH 3FH 06H 4FH 5BH 3FH 06H 330H 66H 5BH 3FH 06H 6DH 5BH 3FH 06H 7DH 5BH 3FH 06H 07H 5BH 3FH 06H 340H 7FH 5BH 3FH 06H 6FH 5BH 3FH 06H 3FH 4FH 3FH 06H 06H 4FH 3FH 06H 350H 5BH 4FH 3FH 06H 4FH 4FH 3FH 06H 66H 4FH 3FH 06H 6DH 4FH 3FH 06H 360H 7DH 4FH 3FH 06H 07H 4FH 3FH 06H 7FH 4FH 3FH 06H 6FH 4FH 3FH 06H 370H 3FH 66H 3FH 06H 06H 66H 3FH 06H 5BH 66H 3FH 06H 4FH 66H 3FH 06H 380H 66H 66H 3FH 06H 6DH 66H 3FH 06H 7DH 66H 3FH 06H 07H 66H 3FH 06H 390H 7FH 66H 3FH 06H 6FH 66H 3FH 06H 3FH 6DH 3FH 06H 06H 6DH 3FH 06H 3A0H 5BH 6DH 3FH 06H 4FH 6DH 3FH 06H 66H 6DH 3FH 06H 6DH 6DH 3FH 06H 3B0H 7DH 6DH 3FH 06H 07H 6DH 3FH 06H 7FH 6DH 3FH 06H 6FH 6DH 3FH 06H 3C0H 3FH 3FH 06H 06H 06H 3FH 06H 06H 5BH 3FH 06H 06H 4FH 3FH 06H 06H 3D0H 66H 3FH 06H 06H 6DH 3FH 06H 06H 7DH 3FH 06H 06H 07H 3FH 06H 06H 3E0H 7FH 3FH 06H 06H 6FH 3FH 06H 06H 3FH 06H 06H 06H 06H 06H 06H 06H 3F0H 5BH 06H 06H 06H 4FH 06H 06H 06H 66H 06H 06H 06H 6DH 06H 06H 06H 400H 7DH 06H 06H 06H 07H 06H 06H 06H 7FH 06H 06H 06H 6FH 06H 06H 06H 410H 3FH 5BH 06H 06H 06H 5BH 06H 06H 5BH 5BH 06H 06H 4FH 5BH 06H 06H 420H 66H 5BH 06H 06H 6DH 5BH 06H 06H 7DH 5BH 06H 06H 07H 5BH 06H 06H 430H 7FH 5BH 06H 06H 6FH 5BH 06H 06H 3FH 4FH 06H 06H 06H 4FH 06H 06H 440H 5BH 4FH 06H 06H 4FH 4FH 06H 06H 66H 4FH 06H 06H 6DH 4FH 06H 06H 450H 7DH 4FH 06H 06H 07H 4FH 06H 06H 7FH 4FH 06H 06H 6FH 4FH 06H 06H 460H 3FH 66H 06H 06H 06H 66H 06H 06H 5BH 66H 06H 06H 4FH 66H 06H 06H 470H 66H 66H 06H 06H 6DH 66H 06H 06H 7DH 66H 06H 06H 07H 66H 06H 06H 480H 7FH 66H 06H 06H 6FH 66H 06H 06H 3FH 6DH 06H 06H 06H 6DH 06H 06H 490H 5BH 6DH 06H 06H 4FH 6DH 06H 06H 66H 6DH 06H 06H 6DH 6DH 06H 06H 4A0H 7DH 6DH 06H 06H 07H 6DH 06H 06H 7FH 6DH 06H 06H 6FH 6DH 06H 06H 4B0H 3FH 3FH 5BH 06H 06H 3FH 5BH 06H 5BH 3FH 5BH 06H 4FH 3FH 5BH 06H 4C0H 66H 3FH 5BH 06H 6DH 3FH 5BH 06H 7DH 3FH 5BH 06H 07H 3FH 5BH 06H 4D0H 7FH 3FH 5BH 06H 6FH 3FH 5BH 06H 3FH 06H 5BH 06H 06H 06H 5BH 06H 4E0H 5BH 06H 5BH 06H 4FH 06H 5BH 06H 66H 06H 5BH 06H 6DH 06H 5BH 06H 4F0H 7DH 06H 5BH 06H 07H 06H 5BH 06H 7FH 06H 5BH 06H 6FH 06H 5BH 06H 500H 3FH 5BH 5BH 06H 06H 5BH 5BH 06H 5BH 5BH 5BH 06H 4FH 5BH 5BH 06H 510H 66H 5BH 5BH 06H 6DH 5BH 5BH 06H 7DH 5BH 5BH 06H 07H 5BH 5BH 06H 520H 7FH 5BH 5BH 06H 6FH 5BH 5BH 06H 3FH 4FH 5BH 06H 06H 4FH 5BH 06H 530H 5BH 4FH 5BH 06H 4FH 4FH 5BH 06H 66H 4FH 5BH 06H 6DH 4FH 5BH 06H 540H 7DH 4FH 5BH 06H 07H 4FH 5BH 06H 7FH 4FH 5BH 06H 6FH 4FH 5BH 06H 550H 3FH 66H 5BH 06H 06H 66H 5BH 06H 5BH 66H 5BH 06H 4FH 66H 5BH 06H 560H 66H 66H 5BH 06H 6DH 66H 5BH 06H 7DH 66H 5BH 06H 07H 66H 5BH 06H 570H 7FH 66H 5BH 06H 6FH 66H 5BH 06H 3FH 6DH 5BH 06H 06H 6DH 5BH 06H 580H 5BH 6DH 5BH 06H 4FH 6DH 5BH 06H 66H 6DH 5BH 06H 6DH 6DH 5BH 06H 590H 7DH 6DH 5BH 06H 07H 6DH 5BH 06H 7FH 6DH 5BH 06H 6FH 6DH 5BH 06H 5A0H 3FH 3FH 06H 00H 06H 3FH 06H 00H 5BH 3FH 06H 00H 4FH 3FH 06H 00H 5B0H 66H 3FH 06H 00H 6DH 3FH 06H 00H 7DH 3FH 06H 00H 07H 3FH 06H 00H 5C0H 7FH 3FH 06H 00H 6FH 3FH 06H 00H 3FH 06H 06H 00H 06H 06H 06H 00H 5D0H 5BH 06H 06H 00H 4FH 06H 06H 00H 66H 06H 06H 00H 6DH 06H 06H 00H 5E0H 7DH 06H 06H 00H 07H 06H 06H 00H 7FH 06H 06H 00H 6FH 06H 06H 00H 5F0H 3FH 5BH 06H 00H 06H 5BH 06H 00H 5BH 5BH 06H 00H 4FH 5BH 06H 00H 600H 66H 5BH 06H 00H 6DH 5BH 06H 00H 7DH 5BH 06H 00H 07H 5BH 06H 00H 610H 7FH 5BH 06H 00H 6FH 5BH 06H 00H 3FH 4FH 06H 00H 06H 4FH 06H 00H 620H 5BH 4FH 06H 00H 4FH 4FH 06H 00H 66H 4FH 06H 00H 6DH 4FH 06H 00H 630H 7DH 4FH 06H 00H 07H 4FH 06H 00H 7FH 4FH 06H 00H 6FH 4FH 06H 00H 640H 3FH 66H 06H 00H 06H 66H 06H 00H 5BH 66H 06H 00H 4FH 66H 06H 00H 650H 66H 66H 06H 00H 6DH 66H 06H 00H 7DH 66H 06H 00H 07H 66H 06H 00H 660H 7FH 66H 06H 00H 6FH 66H 06H 00H 3FH 6DH 06H 00H 06H 6DH 06H 00H 670H 5BH 6DH 06H 00H 4FH 6DH 06H 00H 66H 6DH 06H 00H 6DH 6DH 06H 00H 680H 7DH 6DH 06H 00H 07H 6DH 06H 00H 7FH 6DH 06H 00H 6FH 6DH 06H 00H 690H 3FH 3FH 5BH 00H 06H 3FH 5BH 00H 5BH 3FH 5BH 00H 4FH 3FH 5BH 00H 6A0H 66H 3FH 5BH 00H 6DH 3FH 5BH 00H 7DH 3FH 5BH 00H 07H 3FH 5BH 00H 6B0H 7FH 3FH 5BH 00H 6FH 3FH 5BH 00H 3FH 06H 5BH 00H 06H 06H 5BH 00H 6C0H 5BH 06H 5BH 00H 4FH 06H 5BH 00H 66H 06H 5BH 00H 6DH 06H 5BH 00H 6D0H 7DH 06H 5BH 00H 07H 06H 5BH 00H 7FH 06H 5BH 00H 6FH 06H 5BH 00H 6E0H 3FH 5BH 5BH 00H 06H 5BH 5BH 00H 5BH 5BH 5BH 00H 4FH 5BH 5BH 00H 6F0H 66H 5BH 5BH 00H 6DH 5BH 5BH 00H 7DH 5BH 5BH 00H 07H 5BH 5BH 00H 700H 7FH 5BH 5BH 00H 6FH 5BH 5BH 00H 3FH 4FH 5BH 00H 06H 4FH 5BH 00H 710H 5BH 4FH 5BH 00H 4FH 4FH 5BH 00H 66H 4FH 5BH 00H 6DH 4FH 5BH 00H 720H 7DH 4FH 5BH 00H 07H 4FH 5BH 00H 7FH 4FH 5BH 00H 6FH 4FH 5BH 00H 730H 3FH 66H 5BH 00H 06H 66H 5BH 00H 5BH 66H 5BH 00H 4FH 66H 5BH 00H 740H 66H 66H 5BH 00H 6DH 66H 5BH 00H 7DH 66H 5BH 00H 07H 66H 5BH 00H 750H 7FH 66H 5BH 00H 6FH 66H 5BH 00H 3FH 6DH 5BH 00H 06H 6DH 5BH 00H 760H 5BH 6DH 5BH 00H 4FH 6DH 5BH 00H 66H 6DH 5BH 00H 6DH 6DH 5BH 00H 770H 7DH 6DH 5BH 00H 07H 6DH 5BH 00H 7FH 6DH 5BH 00H 6FH 6DH 5BH 00H 780H 3FH 3FH 4FH 00H 06H 3FH 4FH 00H 5BH 3FH 4FH 00H 4FH 3FH 4FH 00H 790H 66H 3FH 4FH 00H 6DH 3FH 4FH 00H 7DH 3FH 4FH 00H 07H 3FH 4FH 00H 7A0H 7FH 3FH 4FH 00H 6FH 3FH 4FH 00H 3FH 06H 4FH 00H 06H 06H 4FH 00H 7B0H 5BH 06H 4FH 00H 4FH 06H 4FH 00H 66H 06H 4FH 00H 6DH 06H 4FH 00H 7C0H 7DH 06H 4FH 00H 07H 06H 4FH 00H 7FH 06H 4FH 00H 6FH 06H 4FH 00H 7D0H 3FH 5BH 4FH 00H 06H 5BH 4FH 00H 5BH 5BH 4FH 00H 4FH 5BH 4FH 00H 7E0H 66H 5BH 4FH 00H 6DH 5BH 4FH 00H 7DH 5BH 4FH 00H 07H 5BH 4FH 00H 7F0H 7FH 5BH 4FH 00H 6FH 5BH 4FH 00H 3FH 4FH 4FH 00H 06H 4FH 4FH 00H 800H 5BH 4FH 4FH 00H 4FH 4FH 4FH 00H 66H 4FH 4FH 00H 6DH 4FH 4FH 00H 810H 7DH 4FH 4FH 00H 07H 4FH 4FH 00H 7FH 4FH 4FH 00H 6FH 4FH 4FH 00H 820H 3FH 66H 4FH 00H 06H 66H 4FH 00H 5BH 66H 4FH 00H 4FH 66H 4FH 00H 830H 66H 66H 4FH 00H 6DH 66H 4FH 00H 7DH 66H 4FH 00H 07H 66H 4FH 00H 840H 7FH 66H 4FH 00H 6FH 66H 4FH 00H 3FH 6DH 4FH 00H 06H 6DH 4FH 00H 850H 5BH 6DH 4FH 00H 4FH 6DH 4FH 00H 66H 6DH 4FH 00H 6DH 6DH 4FH 00H 860H 7DH 6DH 4FH 00H 07H 6DH 4FH 00H 7FH 6DH 4FH 00H 6FH 6DH 4FH 00H 870H 3FH 3FH 66H 00H 06H 3FH 66H 00H 5BH 3FH 66H 00H 4FH 3FH 66H 00H 880H 66H 3FH 66H 00H 6DH 3FH 66H 00H 7DH 3FH 66H 00H 07H 3FH 66H 00H 890H 7FH 3FH 66H 00H 6FH 3FH 66H 00H 3FH 06H 66H 00H 06H 06H 66H 00H 8A0H 5BH 06H 66H 00H 4FH 06H 66H 00H 66H 06H 66H 00H 6DH 06H 66H 00H 8B0H 7DH 06H 66H 00H 07H 06H 66H 00H 7FH 06H 66H 00H 6FH 06H 66H 00H 8C0H 3FH 5BH 66H 00H 06H 5BH 66H 00H 5BH 5BH 66H 00H 4FH 5BH 66H 00H 8D0H 66H 5BH 66H 00H 6DH 5BH 66H 00H 7DH 5BH 66H 00H 07H 5BH 66H 00H 8E0H 7FH 5BH 66H 00H 6FH 5BH 66H 00H 3FH 4FH 66H 00H 06H 4FH 66H 00H 8F0H 5BH 4FH 66H 00H 4FH 4FH 66H 00H 66H 4FH 66H 00H 6DH 4FH 66H 00H 900H 7DH 4FH 66H 00H 07H 4FH 66H 00H 7FH 4FH 66H 00H 6FH 4FH 66H 00H 910H 3FH 66H 66H 00H 06H 66H 66H 00H 5BH 66H 66H 00H 4FH 66H 66H 00H 920H 66H 66H 66H 00H 6DH 66H 66H 00H 7DH 66H 66H 00H 07H 66H 66H 00H 930H 7FH 66H 66H 00H 6FH 66H 66H 00H 3FH 6DH 66H 00H 06H 6DH 66H 00H 940H 5BH 6DH 66H 00H 4FH 6DH 66H 00H 66H 6DH 66H 00H 6DH 6DH 66H 00H 950H 7DH 6DH 66H 00H 07H 6DH 66H 00H 7FH 6DH 66H 00H 6FH 6DH 66H 00H 960H 3FH 3FH 6DH 00H 06H 3FH 6DH 00H 5BH 3FH 6DH 00H 4FH 3FH 6DH 00H 970H 66H 3FH 6DH 00H 6DH 3FH 6DH 00H 7DH 3FH 6DH 00H 07H 3FH 6DH 00H 980H 7FH 3FH 6DH 00H 6FH 3FH 6DH 00H 3FH 06H 6DH 00H 06H 06H 6DH 00H 990H 5BH 06H 6DH 00H 4FH 06H 6DH 00H 66H 06H 6DH 00H 6DH 06H 6DH 00H 9A0H 7DH 06H 6DH 00H 07H 06H 6DH 00H 7FH 06H 6DH 00H 6FH 06H 6DH 00H 9B0H 3FH 5BH 6DH 00H 06H 5BH 6DH 00H 5BH 5BH 6DH 00H 4FH 5BH 6DH 00H 9C0H 66H 5BH 6DH 00H 6DH 5BH 6DH 00H 7DH 5BH 6DH 00H 07H 5BH 6DH 00H 9D0H 7FH 5BH 6DH 00H 6FH 5BH 6DH 00H 3FH 4FH 6DH 00H 06H 4FH 6DH 00H 9E0H 5BH 4FH 6DH 00H 4FH 4FH 6DH 00H 66H 4FH 6DH 00H 6DH 4FH 6DH 00H 9F0H 7DH 4FH 6DH 00H 07H 4FH 6DH 00H 7FH 4FH 6DH 00H 6FH 4FH 6DH 00H A00H 3FH 66H 6DH 00H 06H 66H 6DH 00H 5BH 66H 6DH 00H 4FH 66H 6DH 00H A10H 66H 66H 6DH 00H 6DH 66H 6DH 00H 7DH 66H 6DH 00H 07H 66H 6DH 00H A20H 7FH 66H 6DH 00H 6FH 66H 6DH 00H 3FH 6DH 6DH 00H 06H 6DH 6DH 00H A30H 5BH 6DH 6DH 00H 4FH 6DH 6DH 00H 66H 6DH 6DH 00H 6DH 6DH 6DH 00H A40H 7DH 6DH 6DH 00H 07H 6DH 6DH 00H 7FH 6DH 6DH 00H 6FH 6DH 6DH 00H A50H 3FH 3FH 7DH 00H 06H 3FH 7DH 00H 5BH 3FH 7DH 00H 4FH 3FH 7DH 00H A60H 66H 3FH 7DH 00H 6DH 3FH 7DH 00H 7DH 3FH 7DH 00H 07H 3FH 7DH 00H A70H 7FH 3FH 7DH 00H 6FH 3FH 7DH 00H 3FH 06H 7DH 00H 06H 06H 7DH 00H A80H 5BH 06H 7DH 00H 4FH 06H 7DH 00H 66H 06H 7DH 00H 6DH 06H 7DH 00H A90H 7DH 06H 7DH 00H 07H 06H 7DH 00H 7FH 06H 7DH 00H 6FH 06H 7DH 00H AA0H 3FH 5BH 7DH 00H 06H 5BH 7DH 00H 5BH 5BH 7DH 00H 4FH 5BH 7DH 00H AB0H 66H 5BH 7DH 00H 6DH 5BH 7DH 00H 7DH 5BH 7DH 00H 07H 5BH 7DH 00H AC0H 7FH 5BH 7DH 00H 6FH 5BH 7DH 00H 3FH 4FH 7DH 00H 06H 4FH 7DH 00H AD0H 5BH 4FH 7DH 00H 4FH 4FH 7DH 00H 66H 4FH 7DH 00H 6DH 4FH 7DH 00H AE0H 7DH 4FH 7DH 00H 07H 4FH 7DH 00H 7FH 4FH 7DH 00H 6FH 4FH 7DH 00H AF0H 3FH 66H 7DH 00H 06H 66H 7DH 00H 5BH 66H 7DH 00H 4FH 66H 7DH 00H B00H 66H 66H 7DH 00H 6DH 66H 7DH 00H 7DH 66H 7DH 00H 07H 66H 7DH 00H B10H 7FH 66H 7DH 00H 6FH 66H 7DH 00H 3FH 6DH 7DH 00H 06H 6DH 7DH 00H B20H 5BH 6DH 7DH 00H 4FH 6DH 7DH 00H 66H 6DH 7DH 00H 6DH 6DH 7DH 00H B30H 7DH 6DH 7DH 00H 07H 6DH 7DH 00H 7FH 6DH 7DH 00H 6FH 6DH 7DH 00H Bảng mã các số để hiển thị LED7 đọan 0 : 3FH 6 : 7DH 1 : 06H 7 : 07H 2 : 5BH 8 : 7FH 3 : 4FH 9 : 6FH 4 : 66H Không số : 00H 5 : 6DH IV KHỐI ĐỆM: Về cơ bản, dữ liệu trước khi xuất từ bộ nhớ ra phải dùng thêm mạch chốt dữ liệu nhằm tránh mất dữ liệu nhằm tránh mất dữ liệu khi ngõ vào đột ngột bị nhiễm. Do đó, ta dùng các IC đệm và chốt kết nối giữa bộ nhớ và LED hiển thị. Do mạch có 4 LED hiển thị nên ta dùng 4 IC đệm các ngõ vào của 4 IC đệm sẽ kết nối với các ngõ ra của EPROM và ngõ ra IC đệm kết nối với LED. Ngồi ra mỗi IC đệm vào có chân cho phép xuất dữ liệu để dữ liệu từ EPROM được xuất lần lượt cho từng LED hiển thị. Ta chọn các IC đệm là 74LS573. việc phân kênh gồm 2 ngõ vào để lựa chọn 4 ngõ ra. Ta chọn IC HEF 4556B, IC này có 2 bộ phân kênh 2 ngõ vào 4 ngõ ra. Hai ngõ vào địa chỉ HEF 4556 lấy xung tần số cao chọn lần lượt các IC đệm để xuất dữ liệu. Sơ đồ mạch V. KHỐI HIỂN THỊ: Khối hiển thị có chức năng cho ta biết kết quả hoạt động của mạch đồng hồ số. Khối này sẽ hiển thị dữ liệu được EPROM xuất ra. Khối này gồm LED 7 đoạn được kết cấu nối với IC đệm vàmột dấu “:” nhấp nháy báo giây kết nối xung 1s từ HEF 4040B. Để LED 7 đoạn sáng bình thường, áp rớt trên LED, khoảng 1,8 - 2V và dòng từ 7 - 20mA. Áp ngõ ra lớn nhất của 74LS573 khoảng 3,1V chọn chế độ hoạt động bình thường cho LED là áp rơi : 1,8V và dòng 7mA Áp rơi trên điện trở hạn dòng VR = 3,1, - 1,8 = 1,3 V Giá trị điện trờ hạn dòng 1,3V R = ------------ = 186 W 7mA ta chọn R = 220 W Sơ đồ kết nối cho một LED 7 đoạn VI. KHỐI ĐIỀU CHỈNH: Thực chất của khối điều chỉnh ra xung dao động để đưa vào chân IC đếm giải mã địa chỉ làm địa chỉ tăng dần lên, dẫn đến phút và giờ cũng tăng theo. Xung dao động có tần số có trên xung dao động chuẩn dùng để giảm địa chỉ Bình thường, S1 chưa nhấn, xung chuẩn 1 phút từ khối tạo xung chuẩn sẽ được đưa vào khối giải mã địa chỉ. Khi S1 được nhấn (giữ) chuẩn 1 phút không còn được đưa vào vào mạch, là S1 là nút nhấn cho phép chỉnh giờ. Ban đầu S2 chưa được nhấn, tại chân CTC (chân 1) chỉ có một tụ C = 0,47mF. Ta nhấn S3 (là nút không giữ ) để cho phép tạo xung ở ngõ ra osc đưa đến mạch giải mã địa chỉ 1 1 Tần số của xung này là f1 = ---------- = ---------------- =70 Hz 2,2RC 2,2.15.0,47 Khi ta muốn chỉnh chậm, nhấn S2 ( S2 là công tắc nhấn giữ). Tại chân Ctc sẽ là tụ tương đương C = 10 + 0,47 = 10,47 mF. Nhấn S3 để cho phép tạo xung ở ngõ ra. 1 1 Tần số F2 = ------------ = -------------------------- = 3Hz 2,2RC 2,2.15.10,47 Sau cùng, nhấn S1 để mạch về trạng thái hoạt động bình thường của đồng hồ. Các điện trở R1, R2 Điện trở R1, R2 dùng để hạn dòng. Dòng ngõ vào nhỏ nhất của 4011 và A017 là TOH min =0,44mA (ở z 50c) nên Vcc 5v R1 = R2 = ------------ = ----------------- = 11,3KW 0,44 0,44mA Ta chọn : R1 = R2 = 10 kW VII. KHỐI BÁO CHUÔNG: Khối báo chuông là khối thực hiện việc báo giờ theo yêu cầu người sử dụng. Khối này gồm mạch cài đặt giờ báo và mạch chuông. 1. Mạch cài đặt giờ báo chuông : Mạch cài đặt giờ báo chuông gồm một IC HEF 4040 để giải mã địa chỉ, các IC 74LS157 để chuyển đổi giữa địa chỉ hẹn giờ báo chuông và địa chỉ chuẩn của đồng hồ và một RAM để cài đặt giờ báo. IC 4040 sẽ nhận xung Ck để đếm giải mã địa chỉ các xung chỉnh ở mạch chỉnh giờ, hoạt động của IC 4040B; các chân 2,5,11,13 của các 74LS157 sẽ được đưa đến HEF4040 giải mã địa chỉ chuẩn. Các chân 3,6,10,13 của các 741LS57 sẽ đưa đến 4040B, giải mã địa chỉ cài đặt giờ. Các IC 74157 đóng vai trò là các chuyển mạch. Khi nhấn công tắc thì ngõ ra của 74LS157 là các ngõ ra của 4040B giải mã địa chỉ cài đặt, khi đó ta sẽ cài đặt giờ báo. Khi không được nhấn công tắc thì các ngõ ra của 74LS157 là các ngõ ra của 4040B, giải mã địa chỉ chuẩn. Mạch đồng hồ hoạt động bình thường. Khi cài đặt giờ báo, xung từ mạch điều chỉnh đưa vào cho phép 4040B giải mã địa chỉ cài đặt sẽ đếm để giải mã địa chỉ cần thiết, xác định thời điểm cần báo giờ. Tại các ô nhớ xác định thời điểm báo giờ, ấn công tắc set thời điểm báo giờ tức là nạp giá trị vào cho RAM. 4040B Giải mã địa chỉ chuẩn 4040B Giải mã địa chỉ báo giờ EPROM 2732A SRAM 2147 WE| Ck FF-T Ck 4017 xung 12 giờ adress bus control A0 A9 A0 A9 A0 A11 A0 A11 Vcc Din Dout báo chuông Ngõ ra của RAM được mắc với các cổng AND và 4017 để loại trừ việc báo giờ ban đêm và chủ nhật. Xung 12 giờ đưa vào FF để lật ngõ ra sau mỗi 12 giờ. Ngõ ra FF chính là xung 1 ngày kích cho 4017 không cho phép báo chuông vào ngày thứ 7 (chủ nhật). 2. Mạch chuông: Mạch chuông gồm IC 555 để tạo xung đơn ổn xác định thời gian chuông để và mạch khuyếch đại dòng cho xung ngõ ra của IC 555. Sơ đồ mạch IC 555 nhận xung kích từ mạch đặt giờ báo để tạo xung đơn ổn. Thời gian tồn tại xung cũng chính là thời gian chuông reo. Transitor Q1 hoạt động theo chế độ tắt bảo hồ. Khi không có xung đơn ổn ở ngõ ra IC 555, transitor bị tắt, không có dòng đổ qua cuộn dây làm tiếp điểm không đóng nên chuông không reo. Khi có xung đơn ổn ở ngõ ra IC 555, transitor dẫn bảo hòa làm cuộn dây rơle có điện, tiếp điểm đóng lại, chuông reo. Diode có nhiệm vụ xả năng lượng dư trong cuộn dây về nguồn tránh gây nguy hiểm cho cuộc dây khi transitor từ trạng thái dẫn bảo hòa quay về trạng thái tắt. Rơle sử dụng là loại Rơle cơ điện 12V DC - 10. Áp rơi trên LED = 2V, chọn áp rơi trên điện trờ 1V, như vậy áp đặt trên rơle là 9V 1 Điện trở R2 = ----------- = 100 W 10mA Chọn diode là Có áp ngược là 20V VII. KHỐI NGUỒN : Dòng tiêu thụ cho tồn mạch : Các IC họ CMOS dòng tiêu thụ không dùng kể 555: 6mA 2732:100mA 74LS157 : 3x4,4=13,2mA 74LS573:4x40=160mA 2147 :180mA Led: 4x7x7=192mA Dòng tổng cộng max 651.2 mA Với vi mạch ồn áp 7805 có dòng danh định là 1A thì đảm bảo cung cấp cho mạch. Nguồn ổn áp 12V của 7812 chủ yếu cấp cho 2 transitor, đảm bảo làm việc tốt vì dòng danh định của IC này đến 1,5A. Sơ đồ mạch Các Diode D1, D2,D3,D4 có tác dụng chặn và cấp điện cho acquy, khi áp vào ³ 12V và cho 7805 khi áp vào < 12V D. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ I.SƠ ĐỒ 1.mạch đồng hồ 2.Mạch báo giờ II.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 1. MẠCH ĐỒNG HỒ: Thạch anh sẽ tạo ra dao động tần số 32.768 Hz. Tại các chân O3 và O4 của 4060B ta nhận các xung tần số cao 1024 và 2048 Hz . Tại ngõ ra cuối cùng ( O13) ta nhận được xung tần số 2 Hz. Xung này được đưa đến ngõ vào clock của 4040B tạo xung chuẩn. Tại ngõ ra O0 của IC này là xung 1 Hz tạo ra dấu nhấp nháy báo giây. Xung từ 4040B ở mạch tạo xung chuẩn cấp cho 4040B giải mã là xung 1 phút. Các ngõ ra O0..O9 của IC này nối với A2 ..A11 của EPROM, các chân A0,A1 của EPROM sẽ nhận xung tần ố cao từ 4060B. Như vậy,EPROM xuất cho mạch đệm sẽ xuất liên tục dữ liệu cuảmỗi 4 địa chỉ trong 1 phút. EPROM được nối với 4 IC đệm và 4 LED hiển thị mà mỗi lần xuất dữ lệu EPROM chỉ xuất dữ liệu của 1 địa chỉ cho 1 LED hiển thị nên khi đó 4556B sẽ phân kênh để chọn các IC đệm xuất dữ lệu tương ứng với mỗi lần xuất dữ lệu từ EPROM. Với tần số cao quét cho 4 LED nên dữ liệu hiện ra màn hình không bị nhấp nháy. Trong quá trình hoạt động của mạch, ta có thể hệu chỉnh giờ của mạch bằng cách: -Nhấn S1 (S1 là nút nhấn giữ ) để cho phép chỉnh. Khi đó xung từ 4040B sẽ bị ngắt. Trên LED vẫn hiện dữ liệu tại lúc nhấn. -Nhấn S 3 (S3 là nút nhấn không giữ) để chỉnh giờ phút. Khi đó 4047B sẽ tạo ra xung đếm tần số cao cấp cho 4040B làm thay đổi địa chỉ EPROM. Nếu muốn chỉnh chậm, nhấn S2 (S2 là nút nhấn giữ), 4047b sẽ tạo ra xung có tần số thấp hơn, dữ liệu hiện trên LED sẽ thay đổi chậm hơn. Kết thúc điều chỉnh nhấn S1 để trả xung chuẩn về cho 4040B giải mã. 2. MẠCH BÁO GIỜ Trong quá trình hoạt động của đồng hồ, tại các thời điểm cần thiết có thể cài đặt giờ báo. Mạch báo giờ này dùng trong các cơ quan, xí nghiệp, trường học... Muốn cài đặt giờ báo, ấn S4 khi đó các IC 74LS157 (đóng vai trò như các chuyển mạch điện tử ) sẽ ngắt dữ liệu từ IC giải mã chuẩn mà cho phép IC giải mã báo giờ xuất dữ liệu. Khi đó đồng hồ sẽ hiện thời điểm cần cài đặt giờ báo, ấn S2 từ mạch chỉnh giờ để tạo ra xung chỉnh thời điểm cài đặt giờ báo. Tại thời điểm cần cài đặt ấn S5 để set giờ báo tức là nạp dữ liệu cho EPROM. Sau khi cài đặt xong ấn S4 trả địa chỉ chuẩn về cho EPROM. Trong quá trình hoạt động địa chỉ EPROM thay đổi thì địa chỉ RAM thay đổi tương ứng. tại các thời điểm cần báo chuông RAM sẽ xuất dữ liệu cho mạch báo chuông. 74LS73 sẽ lật trạng thái sau mỗi 12 giờ cho phép chỉ báo giờ vào ban ngày và 4017b cho phép báo giờ vào 6 ngày trong tuần (trừ chủ nhật). Tại các thời điểm báo giờ dữ liệu từ RAM sẽ đưa đến 555 tạo ra các xung mono cho phép transistor dẫn, hút rơle, chuông reo. Ở các thời điểm không báo giờ xung đưa đến 555 ở mức 0, ngõ ra 555 không có xung, ở mức 0 nên transistor không dẫn, không hút rơle nên chuông không reo. CHƯƠNG 3 : THI CÔNG I. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ LINH KIỆN II. SƠ ĐỒ MẠCH IN Sơ mạch in mặt trước Sơ mạch in mặt sau III. QUÁ TRÌNH THI CÔNG: Chuẩn bị linh kiện theo như thiết kế tính tóan Lắp và kiểm tra mạch trên testboard . Nguồn .Các mạch tạo xung .Mạch đệm .Mạch hiển thị .Lắp và thử bộ nhớ Vẽ mạch in, lắp linh kiện,kiểm tra từng giai đọan Kiểm tra nguồn, cân chỉnh các IC Kiểm tra họat động của tòan mạch CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN Đồng hồ số báo giờ là thiết bị ứng dụng nhiều trong thực tế. Có nhiều phương pháp thiết kế và thực hiện các mạch đồng hồ khác nhau. Trong tập đồ án này chỉ trình bày một trong các dạng đó và chỉ trình bày một số chức năng của đồng hồ mà thôi. Phần thi công chỉ thi công mạch đồng hồ mà không thi công mạch báo giờ. Tuy nhiên qua 11 tuần lễ dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy NGUYỄN PHƯƠNG QUANG, em đã hồn thành các yêu cầu của đề tài. Do thời gian có hạn,kinh nghiệm thực tế còn kém nên khi thực hiện còn nhiều sai sót, rất mong sự đánh giá của quý Thầy Cô và sự góp ý của các bạn sinh viên để đề tài hồn chỉnh hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Dương Minh Trí - Linh kiện quang điện tử - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - 1994 Dương Minh Trí - Sơ đồ chân linh kiện bán dẫn - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - 1997 Huỳnh Đắc Thắng - Kỹ thuật số thực hành - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 1997 Nguyễn Thúy Vân - Kỹ thuật số - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 1997 Trần Thanh Mai - Giá trình vi mạch số - Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh - 1/1998 Vũ Đức Thọ dịch - Cơ sở kỹ thuật điện tử số - Nhà xuất bản giáo dục - 1996 Tra cứu vi mạch số CMOS - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 1993 Digital IC Databook - 1992 Linear Databook

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế đồng hồ số báo giờ.DOC
Luận văn liên quan