Đề tài Đồng hồ báo giờ dùng eprom

. LỜI NÓI ĐẦU Ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ có vai trò rất quan trọng trong cuột sống của con người. Mọi hoạt động sinh hoạt và lao động hằng ngày của con người đều có sự tham gia của ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ. Đặt biệt khi Kỹ Thuật Số ra đời thì ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ đã đưa con người tiến một bước nhảy vọt trong cuộc Cách Mạng Tự Động Hố trong công nghiệp. Khi cuộc sống được nâng cao thì quátrình tự động là điều tất yếu. Một ứng dụng để góp một phần nhỏ vào quá trình tự động hố trong trường học là làm một đồng hồ báo giờ học và giờ nghỉ giải lao giửa các tiết học. Để làm đồng hồ báo giờ có 2 kỹ thuật được sử dụng: Kỹ Thuật Tương Tự và Kỹ Thuật Số. Đồng hồ báo giờ dùng Kỹ Thuật Tương Tự: cách làm đơn giản nhưng tính chính xác, độ tin cậy không cao ; kích thước lớn, Vì vậy để khắc phục các nhược điểm này mà đồng hồ báo giờ dùng Kỹ Thuật Số được chọn. Đồng hồ báo giờ này dùng EPROM để hiển thị giờ, phút, báo chuông. Vì vậy tên đề tài là : “ ĐỒNG HỒ BÁO GIỜ DÙNG EPROM “ . Do thời gian thực hiện đề tài và năng lực có hạn nên việc thực hiện đề tài này không thể tránh được thiếu xót, người viết rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn đồng môn.

doc52 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2651 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Đồng hồ báo giờ dùng eprom, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ & LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐỒNG HỒ BÁO GIỜ DÙNG EPROM Giáo Viên Hướng Dẩn : Thầy TRẦN MINH CHÁNH Sinh Viên Thực Hiện : Ngô Quang Liêm (95101079) Nguyễn Hữu Lợi (95101082) Lớp : 95 KĐĐ TP. HỒ CHÍ MINH – THÁNG 03 / 2000 A . LỜI CẢM TẠ Trước khi vào nội dung luận văn, chúng em xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong KHOA ĐIỆN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT - TP HỒ CHÍ MINH đã truyền đạt kiến thức cho chúng em trong suốt quá trình học tập. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đở của các bạn đồng môn trong qúa trình học tập tại trường. Đặt biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN MINH CHÁNH đã tận tình giúp đở và hướng dẩn chúng em hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Sinh viên thực hiện: Ngô Quang Liêm ( 95101079 ) Nguyễn Hữu Lợi ( 95101082 ) B . LỜI NÓI ĐẦU Ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ có vai trò rất quan trọng trong cuột sống của con người. Mọi hoạt động sinh hoạt và lao động hằng ngày của con người đều có sự tham gia của ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ. Đặt biệt khi Kỹ Thuật Số ra đời thì ngành KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ đã đưa con người tiến một bước nhảy vọt trong cuộc Cách Mạng Tự Động Hố trong công nghiệp. Khi cuộc sống được nâng cao thì quátrình tự động là điều tất yếu. Một ứng dụng để góp một phần nhỏ vào quá trình tự động hố trong trường học là làm một đồng hồ báo giờ học và giờ nghỉ giải lao giửa các tiết học. Để làm đồng hồ báo giờ có 2 kỹ thuật được sử dụng: Kỹ Thuật Tương Tự và Kỹ Thuật Số. Đồng hồ báo giờ dùng Kỹ Thuật Tương Tự: cách làm đơn giản nhưng tính chính xác, độ tin cậy không cao ; kích thước lớn, … Vì vậy để khắc phục các nhược điểm này mà đồng hồ báo giờ dùng Kỹ Thuật Số được chọn. Đồng hồ báo giờ này dùng EPROM để hiển thị giờ, phút, báo chuông. Vì vậy tên đề tài là : “ ĐỒNG HỒ BÁO GIỜ DÙNG EPROM “ . Do thời gian thực hiện đề tài và năng lực có hạn nên việc thực hiện đề tài này không thể tránh được thiếu xót, người viết rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn đồng môn. C . THIẾT KẾ D . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CHƯƠNGTRÌNH EPROM E . MẠCH IN F . KẾT LUẬN Trong thời gian thực hiện luận văn , chúng em đã đạt được những kết qủa sau : Ø Hiểu biết nhiều hơn qua thực tế . Ø Tay nghề được nâng cao . Ø Có khả năng phân tích , thiết kế và thi công một sản phẩm hồn chỉnh . Tuy nhiên do thời gian có hạn , chúng em chưa thực hiện được các ý tưởng sau : Ø Mạch báo ngày , tháng . Ø Chế độ chọn giờ báo tùy người sử dụng bằng RAM , EEPROM . Một lần nửa chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN MINH CHÁNH và các thầy , cô đã nhiệt tình hướng dẫn và truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp . Sinh viên thực hiện Ngô Quang Liêm ( 95101079 ) Nguyễn Hữu Lợi ( 95101082 ) G . TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 . GIÁO TRÌNH MẠCH SỐ : Tập 1 và 2 . Tác giả : NGUYỄN HƯŨ PHƯƠNG . Nhà xuất bản : Trường Đại Học Tổng Hợp – TP HCM . Năm xuất bản : 1988 . 2 . Chuyên đề : HƯỚNG DẨN CÁCH TỰ LÀM CÁC MẠCH ĐÈN QUẢNG CÁO . Tác giả : Vương Khánh Hưng . Tên chuyên đề : Điện Tử Thực Hành . 3 . SƠ ĐỒ CHÂN LINH KIỆN BÁN DẨN . Tác giả : DƯƠNG MINH TRÍ . Nhà xuất bản : Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật . Năm xuất bản : 1997 . 4 . KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ . Tác giả : LƯU PHI YẾN – LƯU PHÚ – NGUYỄN NHƯ ANH . Nhà xuất bản : Đại Học Bách Khoa – TP HCM. Năm xuất bản : 1996 . MỤC LỤC A . LỜI CẢM TẠ B . LỜI NÓI ĐẦU C . THIẾT KẾ CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ KHỐI I . Sơ Đồ Khối II . Nhiệm Vụ Của Các Khối III . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG II : THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ 1 / 60 Hz I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Tính Tốn IV . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG III : THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Tính Tốn IV . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG IV . THIẾT KẾ KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG V : THIẾT KẾ BỘ NHỚ I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ KHỐI GIẢI ĐA HỢP I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Tính Tốn IV . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG VIII : THIẾT KẾ KHỐI BÁO CHUÔNG I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Tính Tốn IV . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG IX : THIẾT KẾ KHỐI BÁO THỨ I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Tính Tốn IV . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG X : THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHỈNH I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Tính Tốn IV . Nguyên lý hoạt động CHƯƠNG XI : THIẾT KẾ KHỐI NẠP ACQUI I . Giới Thiệu Linh Kiện II . Sơ Đồ Nguyên Lý III . Tính Tốn IV . Nguyên Lý Hoạt Động D . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CHƯƠNG TRÌNH EPROM CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG I . Sơ Đồ Nguyên Lý II . Nguyên Lý Hoạt Động CHƯƠNG II : CHƯƠNG TRÌNH EPROM I . Kết Nối Của EPROM Và LED 7 Đoạn II . Các Giờ Cần Báo Chuông III . Chương Trình Nạp Cho Eprom E . MẠCH IN F . KẾT LUẬN G . TÀI LIỆU THAM KHẢO NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày Tháng Năm 2000 Ký tên TRẦN MINH CHÁNH NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT Ngày Tháng Năm 2000 Ký tên CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ KHỐI I . SƠ ĐỒ KHỐI : KHỐI GIẢI KHỐI HIỂN ĐA HỢP THỊ KHỐI DAO ĐỘNG BỘ NHỚ KHỐI BÁO TẠO TẦN SỐ EPROM CHUÔNG QUÉT 400Hz KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ KHỐI ĐIỀU KHỐI BÁO CHỈNH THỨ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ 1/60 Hz II . NHIỆM VỤ CỦA CÁC KHỐI : KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ 1 / 60 Hz : Được dùng để tạo ra xung có tần số là 1/60 Hz (chu kỳ là 60 giây). Tần số do khối này tạo ra phải có độ chính xác rất cao vì độ chính xác của đồng hồ là do khối này quyết định. KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ : Được chia ra 2 phần. Phần 1 để tạo địa chỉ cho phần đếm phút. Phần 2 để tạo địa chỉ cho phần đếm giờ. KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ sẽ tạo địa chỉ cho bộ nhớ EPROM xuất dử liệu hiện giờ và phút. BỘ NHỚ EPROM : Là bộ nhớ đã được lập trình để hiển thị giờ, phút và báo chuông. KHỐI HIỂN THỊ : Được dùng để hiển thị các giá trị giờ và phút. KHỐI GIẢI ĐA HỢP : Được dùng để điều khiển cho khối hiển thị hiển thị giờ , phút . Khối này phối hợp đồng bộ với EPROM để hiển thị giờ, phút. KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz : Được dùng điều khiển KHỐI GIẢI ĐA HỢP. Tần số của khối này là 400 Hz để tạo cảm giác cho người xem thấy được các giá trị giờ, phút luôn được sáng. KHỐI ĐIỀU CHỈNH : Được dùng để điều chỉnh giờ, phút và thứ. KHỐI BÁO THỨ : Được dùng để báo thứ và khống chế báo chuông vào thứ 7 và chủ nhật. KHỐI BÁO CHUÔNG : Được dùng để điều khiển cho chuông reo 8 giây. II . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ 1/60 Hz sẽ tạo ra xung vuông có tần số là 1/60 Hz. Xung vuông này sẽ vào KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ để tạo địa chỉ cho EPROM xuất dử liệu ra KHỐI HIỂN THỊ. KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz điều khiển KHỐI GIẢI ĐA HỢP và EPROM cho đồng bộ nhau để điều khiển KHỐI HIỂN THỊ hiện các giá trị : đơn vị phút, chục phút, đơn vị giờ, chục giờ. Khi đến giờ cần báo chuông, bộ nhớ EPROM sẽ xuất lệnh cho KHỐI BÁO CHUÔNG hoạt động để chuông reo. KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz sẽ đưa dao động có tần số là 0,78 Hz để cho chuông reo trong 8 giây. Khi cần điều chỉnh lại giờ, phút, thứ, KHỐI ĐIỀU CHỈNH sẽ nhận dao động từ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz các dao động có tần số là 6 Hz và 3 Hz để đưa lên KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ chỉnh lại giờ, phút và đưa lên KHỐI BÁO THỨ để chỉnh lại thứ. KHỐI BÁO THỨ sẽ nhận xung từ KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHĨ để điều khiển KHỐI BÁO THỨ hiện thứ từ thứ 2 đến chủ nhật, đồng thời KHỐI BÁO THỨ cũng tham gia điều khiển KHỐI BÁO CHUÔNG để không cho chuông reo vào thứ 7 và chủ nhật. CHƯƠNG II : THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ 1 / 60 Hz I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1. IC 4040 : Đây là IC đếm họ CMOS có 16 chân . IC 4040 có 12 tầng flip - flop T nên có thể đếm đến 212 = 4096 . IC sẽ nẩy dưới tác động của cạnh xuống của xung Ck . Ngỏ MASTER RESET sẽ tác động ở mức [1] . Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân : Q11 1 16 VDD Q5 2 15 Q10 Q4 3 14 Q9 Q6 4 13 Q7 Q3 5 12 Q8 Q2 6 11 MR Q1 7 10 CP Vss 8 9 Q0 Chân 16 : ( VDD ) Nối nguồn dương Chân 8 : ( Vss ) Nối mass Chân 10 : ( CP ) Ngỏ vào của xung Ck . Tác động cạnh xuống của xung Ck Chân 11 : ( MASTER RESET ) Ngỏ vào dùng để reset IC 4040 .Tác động mức [1 ] . Sau đây là các ngỏ ra của IC 4040 : Chân 9 : Q0 Chân 7 : Q1 Chân 6 : Q2 Chân 5 : Q3 Chân 3 : Q4 Chân 2 : Q5 Chân 4 : Q6 Chân 13: Q7 Chân 12: Q8 Chân 14: Q9 Chân 15: Q10 Chân 1 : Q11 I . 2 . IC 4081 : Đây là IC cổng họ CMOS có 14 chân . IC 4081 có 4 cổng AND 2 ngỏ vào . Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân : 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 Chân 14 : ( VDD ) Nối nguồn dương Chân 7 : ( Vss ) Nối mass Sau đây là các ngỏ vào và ngỏ ra của các cổng AND: Cổng AND ( I ) : Chân 1 và 2 : Ngỏ vào Chân 3 : Ngỏ ra Cổng AND ( II ) : Chân 5 và 6 : Ngỏ vào Chân 4 : Ngỏ ra Cổng AND ( III ) : Chân 8 và 9 : Ngỏ vào Chân 10 : Ngỏ ra Cổng AND ( IV ) : Chân 12 và 13 : Ngỏ vào Chân 11 : Ngỏ ra II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R1 = 12 K R2 = 2 K7 Q1 = C 828 R2 Đồng hồ CP Q1 treo tường Q2 A R1 Q3 Q1 Q4 MR IC 4040 III . TÍNH TỐN : Ngỏ ra của mạch tạo xung Ck của mạch đồng hồ có tần số là 1/2 Hz ( chu kỳ là 2 giây ) nên để tạo ra dao động có tần số là 1/60 Hz thì IC 4040 phải đếm 30 ( chu kỳ là 60 giây ) Mà 3010 = 111102 Nên cổng AND 4 ngỏ vào được sử dụng để reset IC 4040 khi đếm đến 30 Tính R2 : Aùp ngỏ ra của mạch đồng hồ treo tường là 1,4 V Transistor C 828 dẫn bảo hòa thì VCE = 0,1 V Cho Ic = 2 mA và Vcc = 5 V Nên R1 = ( Vcc - VCE ) / Ic = ( 5 - 0,1 ) / 2 = 2,45 K Chọn : R2 = 2K7 Tính R1 : Cho hệ số khuếch đại của C 828 là b = 70 Để C 828 dẫn bảo hòa thì VBE = 1V Vậy : IB = IC / 70 = 2 / 70 = 0,0286 Nên : R1 = ( 1,4 - 1 ) / 0,0286 = 14 K Chọn : R1 = 12 K IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Mạch đồng hồ treo tường sẽ tạo ra dao động có tần số là 1/2 Hz . Sau khi qua transistor Q1 sẽ được khuếch đại biên độ để đưa vào ngỏ CP của IC 4040 . IC 4040 sẽ làm công việc chia tần số ( đếm ) của dao động có tần số là 1/2 Hz thành dao động có tần số là 1/60 Hz . Khi IC 4040 đếm đến 30 thì cổng AND sẽ reset cho IC 4040, đồng thời tại ngỏ ra của cổng AND cũng chính là dao động có tần số là 1/60 Hz . Cứ thế , khi có dao động từ mạch đồng hồ treo tường đi vào thì IC 4040 lại đếm và ở ngỏ ra của cổng AND sẽ có dao động có tần số là 1/60 Hz . Ngỏ ra A được đưa lên KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ. CHƯƠNG III : THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 555 : Đây là IC loại 8 chân được sử dụng rất phổ biến để làm: mạch đơn ổn, mạch dao động đa hài, bộ chia tần, mạch trễ, … Nhưng trong mạch này, IC 555 được sử dụng làm bộ phát xung Ck . Thời gian được xác lập theo mạch định thời R, C bên ngồi. Dãy thời gian tác động hữu hiệu từ vài micrô giây đến vài giờ. IC này có thể nối trực tiếp với các loại IC TTL / CMOS / DTL . Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân : 8 7 6 5 1 2 3 4 Chân 1 : ( GND ) Nối mass . Chân 2 : ( TRIGGER ) Nhận xung kích để đổi trạng thái Chân 3 : ( OUT ) Ngỏ ra Chân 4 : ( RESET ) Trả về trạng thái đầu Chân 5 : ( CONTROL VOLTAGE ) Lấy điện áp điều khiển tần số dao động Chân 6 : ( THRESHOLD ) Lập mức ngưởng cho tầng so sánh Chân 7 : ( DISCHARGE ) Đường xã điện cho tụ trong mạch định thời Chân 8 : ( Vcc ) Nối với nguồn dương I . 2 . IC 4040 : Đã được giới thiệu ở chương II – I . II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R3 = 150 K R4 = 100K C1 = 103 C2 = 104 R3 8 4 3 CP Q0 Q1 R4 7 Q5 Q6 Q8 6 5 MR 2 1 C2 C1 IC 555 IC 4040 III . TÍNH TỐN : IC 555 tạo dao động có tần số là 400 Hz Công thức tính tần số của IC 555 là : 1,44 f = Cho f = 400 ( R3 + 2 R4 ) ´ C1 C2 = 103 = 0,01 m F C2 = 104 = 0,1 m F Vậy R3 + 2 R4 = 1,44 / ( f ´ C1 ) = 1,44 ´ 106 / ( 400 ´ 0,01 ) = 360 K Cho R4 = 100 K Vậy R3 = 160 K Chọn R3 = 150 K Vậy R3 = 150 K R4 = 100 K C1 = 103 C2 = 104 IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: IC 555 tạo ra dao động có tần số là 400 Hz . IC 4040 sẽ thực hiện việc đếm Tần số 400 Hz được chọn để ngỏ ra Q0 và Q1 qua KHỐI GIẢI ĐA HỢP sẽ cho ra 4 ngỏ ra, mỗi ngỏ ra sẽ có tần số là 100 Hz để điều khiển LED 7 đoạn hiển thị đơn vị phút, chục phút, đơn vị giờ, chục giờ. LED 7 đoạn nhấp nháy với tần số là 100 Hz sẽ tạo cảm giác cho mắt người là cả 4 LED sáng liên tục. Ngỏ ra Q0 và Q1 được đưa lên KHỐI GIẢI ĐA HỢP và EPROM 2764. Ngỏ ra Q5 và Q6 được đưa lên KHỐI ĐIỀU CHỈNH . Tần số ngỏ ra Q5 là 400 / 26 = 6 Hz . Tần số ngỏ ra Q6 là 400 / 27 = 3 Hz . Ngỏ ra Q8 được đưa lên KHỐI BÁO CHUÔNG . Tần số ngỏ ra Q8 là 400 / 29 = 0,78 Hz . Tụ C2 được mắc vào chân 5 của IC 555 để giúp IC hoạt động ổn định . CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 4040 : Đã được giới thiệu ở chương II – I . I . 2 . IC 4081 : Đã được giới thiệu ở chương II – I . I . 3 . IC 74244 : Đây là IC có 20 chân , IC 74244 có 8 cổng đệm 3 trạng thái . IC này có 2 cổng điều khiển cho mổi 4 cổng đệm . Sau đây là sơ đồ chân : 1G 1 20 Vcc 1 A1 2 19 2G 2 Y4 3 18 1 Y1 1 A2 4 17 2 A4 2 Y3 5 16 1 Y2 1 A3 6 15 2 A3 2 Y2 7 14 1 Y3 1 A4 8 13 2 A2 2 Y1 9 12 1 Y4 GND 10 11 2 A1 Bảng sự thật NGỎ VÀO NGỎ RA G A Y H X L L L H Z L H H = mức [1 ] L = mức [ 0 ] X = Không quan tâm Z = Tổng trở cao Chức năng của các chân Chân 10 : ( GND ) Nối mass Chân 20 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V Chân 1 : ( 1G ) Được dùng để điều khiển 4 cổng 3 trạng thái sau : CỔNG NGỎ VÀO NGỎ RA I Chân 2 : 1 A1 Chân 18 : 1 Y1 II Chân 4 : 1 A2 Chân 16 : 1 Y2 III Chân 6 : 1 A 3 Chân 14 : 1 Y3 IV Chân 8 : 1 A4 Chân 12 : 1 Y4 Chân 19 : ( 2G ) Được dùng để điều khiển 4 cổng 3 trạng thái sau : CỔNG NGỎ VÀO NGỎ RA I Chân 11 : 2 A1 Chân 9 : 2 Y1 II Chân 13 : 2 A2 Chân 7 : 2 Y2 III Chân 15 : 2 A3 Chân 5 : 2 Y3 IV Chân 17 : 2 A4 Chân 3 : 2 Y4 II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : 1G IC 4040 ( I ) ( đếm phút ) A CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 MR Q5 IC 4040 ( II ) ( đếm giờ ) CP Q0 Q1 Q2 Q3 MR Q4 B III . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : IC 4040 ( I ) được dùng để đếm phút : Một giờ có 60 phút , nên : 6010 = 1111002 Cổng AND 4 ngỏ vào dùng để reset IC 4040 ( I ) khi IC này đếm đến 60 IC 4040 ( II ) được dùng để đếm giờ . Một ngày có 24 giờ , nên : 2410 = 110002 Cổng AND 2 ngỏ vào dùng để reset IC 4040 ( II ) khi IC này đếm đến 24 Khi 1G ở mức [ 0 ] : Dao động có tần số là 1/60 Hz từ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ CHUẨN 1/60 Hz ( điểm A ) vào IC 4040 ( I ) để IC này đếm . Khi IC 4040 ( I ) đếm đến 60 ( 1 giờ ) thì sẽ được reset . Khi reset thì ngỏ ra của cổng AND 4 ngỏ vào cũng tạo ra 1 xung cho IC 4040 ( II ) đếm lên 1 . Sau khi IC 4040 ( II ) đếm đến 24 ( 1 ngày ) thì sẽ được reset . Khi reset thì ngỏ ra của cổng AND 2 ngỏ vào cũng tạo ra 1 xung ( tại điểm B ) để đưa lên KHỐI BÁO THỨ để chuyển sang thứ khác . Khi 1G ở mức [ 1 ] : Ngỏ ra của cổng 3 trạng thái có tổng trở cao để cách ly xung chỉnh giờ / phút / thứ với xung chuẩn . 3 cổng 3 trạng thái được điều khiển bởi 1G . 1G được đưa lên KHỐI ĐIỀU CHỈNH . Các ngỏ ra từ Q0 đến Q5 của IC 4040 ( I ) và từ Q0 đến Q4 của IC 4040 ( II) được đưa lên BỘ NHỚ EPROM . Ngỏ ra B được đưa lên KHỐI BÁO THỨ để điều khiển cho chuyển sang thứ tiếp theo khi hết 24 giờ . CHƯƠNG V : THIẾT KẾ BỘ NHỚ I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . EPROM 2764 : EPROM 2764 có 28 chân , 13 đường địa chỉ ( ADDRESS ) và 8 ngỏ ra dử liệu ( DATA ) EPROM 2764 có dung lượng là : 213 ´ 8 = 65538 bit Sau đây là sơ đồ chân : Vpp 1 28 Vcc A12 2 27 PGM A7 3 26 NC A6 4 25 A8 A5 5 24 A9 A4 6 23 A11 A3 7 22 OE A2 8 21 A10 A1 9 20 CE A0 10 19 D7 D0 11 18 D6 D1 12 17 D5 D2 13 16 D4 GND 14 15 D3 Bảng sự thật MODE CE OE PGM Vpp Vcc OUT PUT Read VIL VIL VIH Vcc Vcc Dout Stand-by VIH X X Vcc Vcc Z Program VIL X VIL Vpp Vcc Din Program Verify VIL VIL VIH Vpp Vcc Dout Program Inhibit VIH X X Vpp Vcc Z Chức năng của các chân : Chân 14 : ( GND ) Nối mass . Chân 28 : ( Vcc ) Nguồn dương 5 V Chân 27 : ( PGM ) Đưa xung lập trình vào Chân 12 : ( OE ) Dùng để cho phép xuất dử liệu ra ngồi Chân 20 : ( CE ) Dùng để cho EPROM hoạt động hay chờ Chân 1 : ( Vpp ) Điện áp lập trình Chân 26 : NC 8 chân sau đây là các ngỏ ra của dử liệu ( DATA ) Chân 11 : D0 Chân 12 : D1 Chân 13 : D2 Chân 15 : D3 Chân 16 : D4 Chân 17 : D5 Chân 18 : D6 Chân 19 : D7 13 chân sau đây là các ngỏ vào của điạ chỉ ( ADDRESS ) Chân 10 : A0 Chân 9 : A1 Chân 8 : A2 Chân 7 : A3 Chân 6 : A4 Chân 5 : A5 Chân 4 : A6 Chân 3 : A7 Chân 25 : A8 Chân 24 : A9 Chân 21 : A10 Chân 23 : A11 Chân 2 : A12 I . 2 . IC 74573 : Đây là IC có 20 chân . IC này là IC chốt ,đệm . Nhưng ở đây IC 74573 được dùng như một IC đệm . IC 74573 có 8 flip – flop D và 8 cổng đệm 3 trạng thái . Các flip – flop được dùng để chốt dử liệu . Sau đây là sơ đồ chân của IC 74573 : OC 1 20 Vcc 1D 2 19 1Q 2D 3 18 2Q 3D 4 17 3Q 4D 5 16 4Q 5D 6 15 5Q 6D 7 14 6Q 7D 8 13 7Q 8D 9 12 8Q GND 10 11 C Bãng sự thật OC C D Q L L L H H H L X H L X X H L Q0 Z Chức năng của các chân : Chân 1 : ( OC ) . Dùng để cho dử liệu ra Chân 11 : ( C ) Dùng để chốt dử liệu Chân 10 : ( GND ) Nối mass Chân 20 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V Sau đây là 8 ngỏ ra của từng cổng : NGỎ VÀO NGỎ RA Chân 2 : 1D Chân 19 : 1Q Chân 3 : 2D Chân 18 : 2Q Chân 4 : 3D Chân 17 : 3Q Chân 5 : 4D Chân 16 : 4Q Chân 6 : 5D Chân 15 : 5Q Chân 7 : 6D Chân 14 : 6Q Chân 8 : 7D Chân 13 : 7Q Chân 9 : 8D Chân 12 : 8Q II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : Q0 A0 D0 1D 1Q a Q1 A1 D1 2D 2Q b Q0 A2 D2 3D 3Q c IC Q1 A3 D3 4D 4Q d 4040 (I) Q2 A4 D4 5D 5Q e Q3 A5 D5 6D 6Q f Q4 A6 D6 7D 7Q g Q5 A7 D7 8D 8Q C Q0 A8 OE OC IC Q1 A9 CE C 4040 (II) Q2 A10 PGM Q3 A11 Vpp IC 74573 Q4 A12 EPROM 2764 III . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Lý do để chọn EPROM 2764 : Số phút trong một ngày là : 60 ´ 24 = 1440 Mà mổi phút cần 4 ô nhớ của EPROM Nên số ô nhớ cần thiết la ø : 1440 ´ 4 = 5760 EPROM 2764 có 13 đường địa chỉ, nên số ô nhớ là 213 = 8192 > 5760 Vì vậy EPROM 2764 được chọn . Ngỏ vào A1 , A2 của EPROM được nối với Q0 , Q1 cuả IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠOTẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Ngỏ vào A2 , A3 , A4 , A5 , A6 , A7 được nối vào ngỏ ra Q0 , Q1 , Q2 , Q3 , Q4 , Q5 của IC 4040 ( I ) ( IC đếm phút ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ . Ngỏ vào A8 , A9 , A10 , Q11 , A12 được nối vào ngỏ ra Q0 , Q1 , Q2 , Q3 , Q4 của IC 4040 ( II ) ( IC đếm giờ ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ . Ngỏ ra D0 , D1 , D2 , D3 , D4 , D5 , D6 được đưa qua IC 74573 ( IC đệm ) rồi lên KHỐI HIỂN THỊ . Ngỏ ra D8 cũng được đưa qua IC đệm rồi lên KHỐI BÁO CHUÔNG . IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz , IC 4040 ( I ) và IC 4040 ( II ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ đưa địa chỉ vào EPROM 2764 thì ngỏ ra của EPROM 2764 sẽ xuất dử liệu để đưa lên KHỐI HIỂN THỊ . Các dử liệu đã được lập trình sẽ cho hiển thị các giá trị phút , giờ . EPROM xuất dử liệu để hiển thị phút , giờ như sau : A1 A0 Dử liệu được xuất cho 0 0 ĐƠN VỊ PHÚT 0 1 CHỤC PHÚT 1 0 ĐƠN VỊ GIỜ 1 1 CHỤC GIỜ Khi IC 4040 ( I ) ( đếm phút ) đếm lên 1 đơn vị thì EPROM sẽ xuất dử liệu cho phút tăng lên 1 đơn vị . Khi IC 4040 ( II ) (đếm giờ ) đếm lên 1 đơn vị thì EPROM sẽ xuất dử liệu cho giờ tăng lên 1 đơn vị . CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ KHỐI GIẢI ĐA HỢP I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 74138 : Đây là IC có 16 chân . IC 74138 là loại IC giải đa hợp từ 3 đường ra 8 đường ( ngỏ ra ở mức [0] ) Sau đây là sơ đồ chân : A 1 16 Vcc B 2 15 Y0 C 3 13 Y2 G2B 5 14 Y1 G2A 4 12 Y3 G1 6 11 Y4 Y7 7 10 Y5 GND 8 9 Y6 Bảng sự thật : INPUTS OUTPUTS G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 X L H H H H H H H H H X L L L L L L L L X X X X X X L L L L L H L H L L H H H L L H L H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L G2 = G2A + G2B Chức năng của các chân : Chân 8 : ( GND ) Nối mass Chân 16 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V Chân 1 : Ngỏ ra A Chân 2 : Ngỏ ra B Chân 3 : Ngỏ ra C Chân 4 : G2A Chân 5 : G2B Chân 6 : G1 Sau đây là 8 ngỏ ra : Chân 15 : Y0 Chân 14 : Y1 Chân 13 : Y2 Chân 12 : Y3 Chân 11 : Y4 Chân 10 : Y5 Chân 9 : Y6 Chân 7 : Y7 I . 2 . IC 4049 : Đây là IC họ CMOS có 16 chân . IC 4049 có 6 cổng NOT . Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân : Chân 1 : ( VDD ) Nối nguồn dương Chân 8 : ( Vss ) Nối mass Các chân sau đây là 6 ngỏ ra và 6 ngỏ vào của 6 cổng NOT NGỎ VÀO NGỎ RA Chân 3 : A Chân 5 : B Chân 7 : C Chân 9 : D Chân 11 : E Chân 14 : F Chân 2 : A Chân 4 : B Chân 6 : C Chân 10 : D Chân 12 : E Chân 15 : F II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : Q0 A Y0 Y0 Q1 B Y1 Y1 C Y2 Y2 G2A Y3 Y3 G2B G1 IC 74138 III . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Ngỏ vào A và B của IC 74138 được nối với ngỏ vào Q0 và Q1 của IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 được đưa qua 4 cổng NOT đểtrở thành Y0 , Y2 , Y2 , Y3 . Lúc này mổi lần sẽ chỉ có 1 trong 4 ngỏ ra ở mức [1] mà thôi . Các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 được đưa lên KHỐI HIỂN THỊ để điều khiển các LED hiển thị các số sau : Y0 : Điều khiển LED hiển thị ĐƠN VỊ PHÚT Y1 : Điều khiển LED hiển thị CHỤC PHÚT Y2 : Điều khiển LED hiển thị ĐƠN VỊ GIỜ Y3 : Điều khiển LED hiển thị CHỤC GIỜ Mổi lần chỉ có 1 trong 4 ngỏ ra Y0 , Y2 , Y2 , Y3 là ở mức [1 ] . CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 4081 : Đã được giới thiệu ở chương II – I . I . 2 . LED 7 ĐOẠN CATHOD CHUNG : Sơ đồ chân va øchức năng của các chân : 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 Chân 7 : Thanh a Chân 6 : Thanh b Chân 4 : Thanh c Chân 2 : Thanh d Chân 1 : Thanh e Chân 9 : Thanh f Chân 10 : Thanh g Chân 5 : Dấu chấm thập phân Chân 3 và chân 8 : ( Cathod ) Nối mass II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R5 = 220 W R6 = 3K3 Q2 đến Q6 = D 468 CHỤC GIỜ ĐV GIỜ CHỤC PHÚT ĐV PHÚT R5 Q2 Q3 Q4 Q5 R5 R6 R6 R6 R6 Y3 E Y2 Y1 D Y0 III . TÍNH TỐN : Tính điện trở R5 : Các điện trở được nối với IC đệm là IC 74 HC 573 . Do đó : Áp ngỏ ra của 74 HC 573 là 4,5 V ( Nguồn 5 V ) Áp ở các chân LED 7 đoạn là 2 V Dòng tiêu thụ của mổi thanh LED 7 đoạn là 10 mA VCE của D 468 khi dẫn bảo hòa là 0,1 V Dòng IC max của D 468 là 500 mA Nên : R5 = ( 4,5 – 2 – 0,1 ) / 10 = 240 Chọn R5 = 220 W Tính điện trở R6 : Áp ngỏ ra của cổng AND của IC 4081 là 4,5 V ( Nguồn 5 V ) VBE của D 468 khi dẫn bảo hòa là : 1 V Dòng qua mổi thanh của LED 7 đoạn là 10 mA Nên dòng qua cả LED 7 đoạn là : 10 ´ 7 = 70 mA Vậy IC = 70 mA Hệ số khuếch đại của D 468 là b = 70 Do đó IB = 70 / 70 =1 mA Nên 4,5 – 1 R6 = = 3K5 1 Chọn R6 = 3K3 IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 từ KHỐI GIẢI ĐA HỢP được đưa qua cổng AND để điều khiển các LED 7 đoạn hiển thị các số . 4 LED được mắc song song với nhau qua các thanh a , b , c , d , e , f , g Điểm D và E được đưa lên KHỐI ĐIỀU CHỈNH để điều khiển cho các LED hiển thị phút , giờ nhấp nháy khi thực hiện việc chỉnh lại phút , giờ Các ngỏ ra của EPROM qua IC đệm 74573 ở BỘ NHỚ được kết nối với các thanh của LED 7 đoạn như sau : D0 : nối với thanh a D1 : nối với thanh b D2 : nối với thanh c D3 : nối với thanh d D4 : nối với thanh e D5 : nối với thanh f D6 : nối với thanh g Khi đồng hồ chạy ở chế độ bình thường thì D và E ở mức [1] nên ngỏ ra của các cổng AND là do Y0 , Y1 , Y2 , Y3 điều khiển . Do mổi lần chỉ có 1 trong 4 ngỏ Y0 , Y1 , Y2 , Y3 ở mức [1] nên mổi lần chỉ có một LED sáng . Vì có sự phối hợp đồng bộ với EPROM nên vị trí và giá trị của các LED 7 đoạn được hiển thị đúng theo thứ tư ï ĐƠN VỊ PHÚT , CHỤC PHÚT , ĐƠN VỊ GIỜ , CHỤC GIỜ . Vì dao động ở các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 có tần số là 100 Hz nên tạo cảm giác cho mắt người là các LED sáng liên tục Khi đồng hồ ở chế độ chỉnh : thì ngỏ vào D và E sẽ được KHỐI ĐIỀU CHỈNH cấp cho dao động có tần số là 3 Hz để LED 7 đoạn hiển thị phút hay giờ nhấp nháy báo hiệu cho người sử dụng biết là đang chỉnh phút hay chỉnh giờ. CHƯƠNG VIII : THIẾT KẾ KHỐI BÁO CHUÔNG I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 74164 : Đây là IC có 14 chân . IC 74164 là một thanh ghi 8 bit có ngỏ vào nối tiếp và ngỏ ra song song ( 8 bit ) . Sau đây là sơ đồ chân của IC 74164 : A 1 14 Vcc B 2 13 QH QA 3 12 QG QB 4 11 QF QC 5 10 QE QD 6 9 Clear GND 7 8 Clock Bảng sự thật : INPUTS OUTPUTS Cl Ck A B QA QB ……. QH L X X X L L ……. L H L X X QA0 QB0 ……. QH0 H H H H QAn ……. QGn H L X L QAn ……. QGn H X L L QAn ……. QGn Chức năng của các chân : Chân 14 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V Chân 7 : ( GND ) Nối mass Chân 1 : Ngỏ vào nối tiếp A Chân 2 : Ngỏ vào nối tiếp B Chân 9 : ( Clear ) Tác động ở mức [ 0 ] Chân 8 : ( Clock ) Tác động ở cạnh lên của xung vuông Ck Sau đây lần lượt là 8 ngỏ ra song song : Chân 3 : QA Chân 4 : QB Chân 5 : QC Chân 6 : QD Chân 10 : QE Chân 11 : QF Chân 12 : QG Chân 13 : QH I . 2 . IC 4001 : Đây là IC họ CMOS có 14 chân . IC 4001 có 4 cổng NOR 2 ngỏ vào . Sơ đồ chân của IC 4001 hồn tồn giống như IC 4081 ( cổng AND ) đã được giới thiệu ở chương II – I . II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : Q6 = C 828 CH C Q7 = D 468 R10 = 2K2 R10 R7 = 33K R10 1G Q8 Clear Clock 74164 A B QA QH R10 5V T7 +12 V CN NOR (I) R10 (II) RL D R7 Q6 Q7 III . TÍNH TỐN : Tính R7 : Rờ – le dùng để điều khiển chuông có dòng tiêu thụ khoảng 200 mA . Cho hệ số khuếch đại của C 828 và D468 là b = 50 Do đó : IB = 200 / 50 ´ 50 = 0,08 mA Nên : 4,5 – 1,6 R7 = = 36 K 0,08 Vậy chọn : R7 = 33K Thời gian cho chuông reo ( Rờ – le đóng ) là : Q8 lấy từ ngỏ ra của IC 4040 của KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Ngỏ ra Q8 có tần số là 0,78 Hz . Vậy thời gian để cho chuông reo là : ( 1 / 0,78 ) ´ 6 = 8 S IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : D7 của EPROM 2764 qua cổng 3 trạng thái ( điểm C ) để vào ngỏ Clear của 74164 . Bình thường D7 ( điểm C ) ở mức thấp nên 74164 luôn ở trạng thái reset , nên các ngỏ ra từ QA đến QH ở mức [ 0 ] , các ngỏ ra của cổng AND cũng ở mức [ 0 ] , Rờ – le không đóng , chuông không reo . Khi D7 lên mức [ 1 ] , 74164 sẽ hoạt động . Do ngỏ vào A , B được mắc ở mức [ 1 ] , nên cứ mổi chu kỳ xung clock vào , ngỏ ra QA đến QH sẽ lên mức [ 1 ] . Xung clock đầu tiên vào , QA = [ 1 ] , AND ( I ) và QH = [ 0 ] , AND ( II ) = [ 1 ] , chuông reo . Sau khi có 8 xung vào , QH = [ 1 ] , AND ( II ) = [ 0 ] , chuông không reo nửa . Cổng NOR dùng để không cho báo chuông vào thứ 7 và chủ nhật . Nếu không cho báo chuông vào thứ 7 và chủ nhật thì đóng cả 2 công tắc T7 và CN cho vào cổng NOR . Nếu muốn báo chuông vào thứ 7 hay chủ nhật thì ngắt công tắc T7 hay CN ra khỏi NOR . Các điện trở 2K2 dùng để nối mass chống nhiễu khi các công tắc được ngắt . Doide D dùng để bảo vệ các transistor . Ngỏ điều khiển 1G được nối chung với ngỏ 1G của các cổng 3 trạng thái ở KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ . Ở đây ngỏ 3 trạng thái được dùng nhằm mục đích ngắt D7 ra khỏi ngỏ Clear , không cho báo chuông khi đang chỉnh giờ / phút / thứ . T7 và CN được đưa lên KHỐI BÁO THỨ . CHƯƠNG IX: THIẾT KẾ KHỐI BÁO THỨ I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN: I . 1 . IC 74573 : Đã được giới thiệu ở chương V – I . I . 2 . IC 4017 : Đây là IC loại CMOS 16 chân dùng làm bộ đếm cơ số 10 . IC 4017 đếm thập phân và ra thập phân . IC có 5 tầng flip – flop D và một mạch giải mả ở ngỏ ra để đổi số nhị phân thành số thập phân . Sau đây là sơ đồ chân cuả IC 4017 : O5 1 16 VDD O1 2 15 MR O0 3 14 CP0 O2 4 13 CP1 O6 5 12 CO O7 6 11 O9 O3 7 10 O4 Vss 8 9 O8 Bảng sự thật : MR CP0 CP1 OPERATION H L L L L L L X H L H L X H H L X H L L X H L H L O0 = CO = H , O1 – O9 = L Counter Advances Counter Advances No Change No Change No Change No Change Chức năng của các chân : Chân 8 : ( Vss ) Nối mass Chân 16 : ( VDD ) Nối nguồn dương Chân 14 : ( CP0 ) Nhận xung vào , IC chuyển trạng thái theo cạnh lên của xung Ck ( xem bảng sự thật ) Chân 13 : ( CP1 ) Nhận xung vào , IC chuyển trạng thái theo cạnh xuống của xung Ck ( xem bảng trạng thái ) Chân 15 : ( RESET ) Tác động mức [ 0 ] ( xem bảng sự thật ) Chân 12 : ( CO ) Carry Out . Số nhớ ra hồn thành 1 chu kỳ trong 10 chu kỳ của xung Ck Các chân còn lại sẽ lên mức [ 1 ] theo thứ tự khi có xung Ck vào , mổi lần chỉ có 1 ngỏ ra lên mức [ 1 ] mà thôi : Chân 3 : Q0 Chân 2 : Q1 Chân 4 : Q2 Chân 7 : Q3 Chân 10 : Q4 Chân 1 : Q5 Chân 5 : Q6 Chân 6 : Q7 Chân 9 : Q8 Chân 11 : Q9 II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R8 = 220 W R9 = 15K B Q8 = C 828 CPO CP1 MR O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 T7 CN 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D C 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q OC R8 R8 R9 F Q8 III . TÍNH TỐN : Aùp ngỏ ra của 74 HC 573 là 4,5 V (Nguồn 5 V ) Aùp sụt trên mổi LED là 2 V Dòng qua LED là 100 mA VCE khi Q8 dẫn bảo hòa là 0,1 V Do đó : 4,5 – 2 – 0,1 R8 = = 240 10 Vậy chọn R8 = 220 W Hệ số khuếch đại của C 828 là b = 50 Vậy IB = IC / 50 = 10 / 50 = 0,2 mA Aùp ngỏ ra của cổng NAND ( IC 4011 ) là 4,5 V ( Nguồn 5 V ) Do đó 4,5 – 1 R9 = = 17K 0,2 Vậy chọn R9 = 15K IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Điểm B ( ngỏ vào CP0 ) là từ KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ đến để nẩy sang thứ mới khi hết 24 giờ . Điểm F được đưa lên KHỐI CHỈNH GIỜ để điều khiển cho LED hiện thứ nhấp nháy khi được chỉnh . Điểm T7 và CN được đưa lên KHỐI BÁO CHUÔNG để điều khiển cho hay không cho báo chuông vào thứ 7 hay chủ nhật . Các ngỏ ra của 74573 tương ứng với các thứ sau : 1Q = Thứ 2 2Q = Thứ 3 3Q = Thứ 4 4Q = Thứ 5 5Q = Thứ 6 6Q = Thứ 7 ( T7 ) 7Q = Chủ Nhật ( CN ) CHƯƠNG X : THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHỈNH I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 4011 : Đây là IC họ CMOS có 14 chân . IC 4011 có 4 cổng NAND 2 ngỏ vào. Sơ đồ chân cuả IC 4011 hồn tồn giống với sơ đồ chân của IC 4081 (đã được giới thiệu ở chương II – I ) . I . 2 . IC 4027 : Đây là IC họ CMOS có 16 chân . IC 4027 có 2 flip – flop JK . Sau đây là sơ đồ chân của IC 4027 : QA 1 16 VDD QA 2 15 QB CPA 3 14 QB CDA 4 13 CPB KA 5 12 CDB JA 6 11 KB SDA 7 10 JB Vss 8 9 SDB Bảng sự thật SYNCHRONOUS INPUTS OUTPUTS CP J K Qn+1 Qn+1 L L H L L H H H No Change H L L H Qn Qn Condition : SD = CD = L ASYNCHRONOUS INPUTS OUTPUTS SD CD Q Q L H H L H H L H H L H H Chức năng của các chân : Chân 8 : ( Vss ) Nối mass Chân 16 : ( VDD ) Sau đây là flip – flop JK FLIP – FLOP A FLIP – FLOP B Chân 1 : QA Chân 2 : QA Chân 3 : CPA Chân 4 : CDA Chân 5 : KA Chân 6 : JA Chân 7 : SDA Chân 15 : QB Chân 14 : QB Chân 13 : CPB Chân 12 : CDB Chân 11 : KB Chân 10 : JB Chân 9 : SDB II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R10 = 2K2 ´ 3 C3 = 0,1 mF ´ 2 IC 4027 SDA CDA C3 N1 QA QA KA JA CPA 1G 2G R10 ( I ) ( II ) ( I ) Q6 D ( II ) E Q9 ( III ) F CP1 Q0 Q1 Q2 N2 C3 Q3 CP0 MR R10 IC 4017 ( II ) Q5 R10 MR CPO CP1 ( VI ) Q1 Q9 OR N3 IC 4017 ( I ) ( III ) H ( IV ) I ( V ) J III . TÍNH TỐN : Cho R10 = 2K2 , C3 = 0,1 mF Vậy thời hằng là : T = R10 ´ C3 = 2,2 ´ 103 ´ 0,1 ´ 16-6 = 0,22 mS IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Q5 : Là ngỏ ra của IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Q5 có tần số khoảng 6 Hz để chỉnh phút , giờ , thứ . Q6 : Là ngỏ ra của IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Q6 có tần số khoảng 3 Hz để cho LED 7 đoạn phút hay giờ hay các LED hiện thứ nhấp nháy khi điều chỉnh . Ngỏ ra D và E của NAND được đưa lên KHỐI HIỂN THỊ . Ngỏ ra F được đưa lên KHỐI BÁO THỨ . Ngỏ ra QA ( 1G ) của IC 4027 được đưa lên nối với 1G ở các KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ , KHỐI BÁO CHUÔNG . Ngỏ ra H được đưa lên KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ , nối với CP của IC 4040 ( I ) ( đếm phút ) . Ngỏ ra I được đưa lên KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ , nối với CP của IC 4040 ( II ) ( đếm giờ ) . Nhỏ ra J được đưa lên KHỐI BÁO THỨ , nối với CP0 của IC 4017 ( báo thứ ) . Nút N1 : Dùng để cho phép đồng hồ chạy bình thường hay cho phép chỉnh giờ / phút / thứ . Nút N2 : Dùng để chọn giờ hay phút hay thứ để chỉnh . Nút N3 : Dùng để chỉnh giờ / phút / thứ . Khi vừa được nhấn sẽ cho IC đếm phút hay giờ hay thứ tăng lên một đơn vị . Nếu vẫn tiếp tục nhấn khoảng 1,5 giây thì sẽ tự động đưa dao động có tần số 6Hz vào IC đếm phút hay giờ hay thứ để IC đếm này tăng nhanh tốc độ đếm nhằm tạo thuận lợi cho người sử dụng . Khi nhấn N1 cho phép chỉnh , LED nào nhấp nháy ( giờ / phút / thứ ) thì LED đó sẽ được chỉnh . IC 4017 ( I ) : Dùng để tạo ra 1 xung khi N3 được nhấn và sẽ cho phép xuất ra nhiều xung có tần số là 6Hz qua OR liên tục khi N3 được nhấn khoảng 1,5 giây . IC 4017 ( II ) : Dùng để chọn giờ hay phút hay thứ để chỉnh . Nút N2 sẽ tạo ra xung cho IC 4017 ( II ) khi N2 được nhấn . Các cổng 3 trạng thái dùng để ngăn cách xung Ck chỉnh và xung Ck chuẩn ( tần số 1 / 60 Hz ) . IC 4027 được dùng như 1 flip – flop T để chọn chế độ cho phép chạy bình thường cho phép chỉnh . Nút N1 tạo xung cho IC 4027 . Ngỏ ra QA , QA sẽ đổi giá trị cho nhau ( mức [ 0 ] hay [ 1 ] ) . KHI ĐỒNG HỒ CHẠY Ở CHẾ ĐỘ BÌNH THƯỜNG : QA ( 1G ) = [ 0 ] QA ( 2G ) = [ 1 ] Ngỏ ra của AND ( I ) = [ 0 ] Ngỏ ra của AND ( II ) = [ 0 ] Vì vậy ngỏ ra của 3 NAND ( I ) , ( II ) , ( III ) = [ 1 ]. Do đó các LED 7 đoạn hiển thị phút , giờ và LED hiển thị thứ không nhấp nháy . 1G = [ 0 ]: 3 cổng 3 trạng thái điều khiển xung chuẩn sẽ thông , đồng hồ hoạt động bình thường , và cho phép báo chuông . KHI ĐỒNG HỒ CHẠY Ở CHẾ ĐỘ CHỈNH GIỜ / PHÚT / THỨ : QA ( 1G ) = [ 1 ] nên 3 cổng điều khiển xung chuẩn sẽ ngắt , đồng hồ được cho phép chỉnh , và không cho báo chuông . QA ( 2G ) = [ 0 ] nên 3 cổng 3 trạng thái điều chỉnh sẽ thông và cho phép xung điều chỉnh qua . Ngỏ ra AND ( I ) có dao động là tần số của Q6 = 3 Hz . Khi N3 chưa được nhấn , ngỏ ra của AND ( II ) cũng có dao động có tần số là 3Hz .Giả sữ Q0 của IC 4017 ( II ) = [ 1 ] thì ngỏ ra của NAND ( I ) sẽ có tần số là 3 Hz , LED hiển thị phút sẽ nhấp nháy với tần số là 3 Hz , đồng thời cổng AND (III ) cũng được cho phép hoạt động . Nếu N3 được nhấn , sẽ làm cho IC 4017 ( I ) hoạt động . Q5 có tần số là 6 Hz sẽ làm cho Q1 của IC 4017 ( I ) nẩy 1 xung qua AND ( III ) , qua cổng 3 trạng thái và làm cho IC đếm phút tăng lên 1 đơn vị phút. Nếu N3 vẫn được tiếp tục nhấn thì sau 1,5 giây Q9 của IC 4017 ( I ) = [ 1 ] sẽ ngăn không cho IC 4017 ( I ) đếm nữa , đồng thời AND ( IV ) có ngỏ ra là 6 Hz sẽ qua cổng OR , qua AND ( III ) , qua cổng 3 trạng thái và làm cho IC đếm phút tăng lên tự động với tốc độ là 1 giây thì tăng lên 6 đơn vị phút . Cổng AND ( II ) khi Q9 của IC 4017 ( I ) = [ 1 ] sẽ có ngỏ ra = [ 0 ] nên LED hiển thị phút không nhấp nháy nửa . Muốn dừng lại thì buông N3 ra , IC 4017 ( I ) về trạng thái reset và ngỏ ra AND ( II ) lại dao động với tần số là 3 Hz , LED hiển thị phút lại nhấp nháy . Nếu nhấn tiếp N2 thì Q1 của IC 4017 ( II ) = [1 ] , cho phép chỉnh giờ . Các hoạt động chỉnh và nguyên lý hoạt động cũng giống như trên . Nếu nhấn tiếp N2 thì Q2 của IC 4017 ( II ) = [ 1 ] , cho phép chỉnh thứ . Các hoạt động chỉnh và nguyên lý hoạt động cũng giống như trên . Nếu nhấn tiếp N2 thì Q3 của IC 4017 ( II ) = [ 1 ] , sẽ cho reset IC 4017 ( II ) về Q0 = [ 1 ] và cho phép chỉnh lại phút . Khi muốn kết thúc việc chỉnh thì nhấn N1 , flip –flop JK của IC 4027 sẽ nẩy làm QA ( 1G ) = [ 0 ] và QA ( 2G ) = [ 1 ] sẽ cho đồng hồ chạy bình thường . CHƯƠNG XI : THIẾT KẾ KHỐI NẠP ACQUI I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : IC 741 là loại IC khuếch đại thuật tốn ( OPAMP ) . Đây là IC loại 8 chân và có một khuếch đại thuật tốn . Sau đây là sơ đồ và chức năng của các chân : - Offset Null 1 8 NC - IN 2 7 V+ + IN 3 6 OUT V- 4 5 + Offset Null II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R11 = 4K7 R15 = 10 W R12 = VR = 5K Q = A 671 R13 = 12K Diode Zener = 3V R14 = 3K3 15V R11 R13 R14 Q R12 Z R15 D1 Ra 7805 + 12V III . TÍNH TỐN : Chọn R12 = VR = 5K R11 = 4K7 Cho dòng qua Zener = 1 mA Vậy : 15 – 3 R13 = = 12K 1 Cho dòng nạp là IC = 300 mA Nên 15 – 12 – 0,7 – 0,2 R15 = = 7 300 Chọn R15 = 10 W Hệ số khuếch đại của Q là b = 70 Vậy IB = IC / 70 = 300 / 70 = 4,3 mA VBE khi Q dẩn bảo hồ là 1V Nên 14 – 1 R14 = = 3 4,3 chọn R13 = 3K3 Vậy : R11 = 4K7 R12 = VR = 5K R13 = 12K R14 = 3K3 R15 = 10 W / 1W IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : VR = 5K được điều chỉnh để áp đặt vào ngỏ ( + ) của OPAMP là 3V Khi áp của acqui nhỏ hơn 12V => áp ở ngỏ ( + ) của OPAMP nhỏ hơn 3V => ngỏ ra của OPAMP xuống mừc thấp ( 0V ) => Q dẩn để nạp cho acqui với dòng nạp là 300 ma . Khi nạp đến áp của acqui lớn hơn 12V một ít , thì áp ở ngỏ ( + ) của OPAMP sẽ lớn hơn 3V một ít => ngỏ ra của OPAMP lên mức cao ( 14V ) => Q ngưng dẩn , acqui không được nạp . Khi có điện thì nguồn 15V sẽ cung cấp cho mạch đồng hồ . Diode D1 được phân cực nghịch nên không dẩn . Khi nguồn 15V mất thì D1 được phân cực thuận nên nguồn acqui 12V được sử dụng để cung cấp cho mạch đồng hồ . CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG I . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R1 = 12K R2 = 2K7 R3 = 150K R4 = 100K R5 = 220 W ´ 7 R6 = 3K3 ´ 4 R7 = 33K R8 = 220 W ´ 7 R9 = 15K R10 = 2K2 ´ 7 C1 = 103 C2 = C3 = 104 Q1 = Q6 = Q8 = C 828 Q2 = Q3 = Q4 = Q5 = Q7 = D 468 II . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Để hiển thị 4 số : ĐƠN VỊ PHÚT , CHỤC PHÚT , ĐƠN VỊ GIỜ , CHỤC GIỜ , Phương pháp “ quét “ đã được áp dụng : Mổi lần chỉ có duy nhất 1 trong 4 số hiện lên mà thôi , nhưng vì tần số quét cho các số nhanh nên mắt người có cảm giác là cả 4 số cùng hiện lên một lúc . Đường địa chỉ của EPROM là A0 và A1 sẽ được phối hợp đồng bộ với KHỐI GIẢI ĐA HỢP để hiển thị 4 số . A0 = [ 0 ] và A1 = [ 0 ] : EPROM xuất dử liệu ĐƠN VỊ PHÚT , lúc này chỉ duy nhất LED hiển thị ĐƠN VỊ PHÚT được sáng . A0 =[ 1 ] và A1 = [ 0 ] : EPROM xuất dử liệu CHỤC PHÚT , lúc này chỉ duy nhất LED hiển thị CHỤC PHÚT được sáng . A0 = [ 0 ] và A1 = [ 1 ] : EPROM xuất dử liệu ĐƠN VỊ GIỜ , lúc này chỉ duy nhất LED hiển thị ĐƠN VỊ GIỜ được sáng . A0 = [ 1 ] và A1 = [ 1 ] : EPROM xuất dử liệu CHỤC GIỜ , lúc này chỉ duy nhất LED hiển thị CHỤC GIỜ được sáng . 1 . KHI ĐỒNG HỒ CHẠY BÌNH THƯỜNG : Ở IC 4027 , QA = [ 0 ] và QA = [ 1 ] . Cổng 3 trạng thái do QA điều khiển sẽ cho dao động có tần số 1 / 60 Hz từ IC 4040 ( I ) qua cổng AND ( 4 ngỏ vào ) để vào IC 4040 ( II ) ( đếm phút ) để tạo địa chỉ cho EPROM xuất dử liệu phút . IC 4040 ( III ) ( đếm giờ ) sẽ tạo địa chỉ giờ cho EPROM xuất dử liệu giờ . IC 4040 ( II ) đếm đến 60 thì sẽ được reset và tạo ra 1 xung cho IC 4040 ( III ) tăng lên 1 đơn vị , tức là tăng lên 1 giờ . IC 4017 ( III ) ( đếm và hiển thị thứ ) sẽ được cấp 1 xung để chuyển sang thứ mới khi IC 4040 ( III ) đếm đến 24 . Các transistor Q2 , Q3 , Q4 , Q5 ( được dùng để điều khiển các LED 7 đoạn hiển thị giờ , phút ) sẽ được IC 74138 điều khiển cho dẫn và tắc đồng bộ với EPROM , để xuất dừ liệu và hiển thị các giá trị giờ , phút cho đúng . 2 . KHI ĐỒNG HỒ ĐƯỢC CHỈNH : Nút N1 điều khiển IC 4027 để cho phép chạy hay điều chỉnh . Ở IC 4027 , QA = [ 1 ] và QA = [ 0 ] . Cổng 3 trạng thái do QA điều khiển sẽ không cho xung có tần số 1 / 60 Hz vào và ngăn không cho báo chuông . Cổng 3 trạng thái do QA điều khiển sẽ mở để cho phép chỉnh . Nút N2 điều khiển IC 4017 ( II ) để chọn chỉnh phút / giờ / thứ Q0 của IC 4017 ( II ) = [ 1 ] : Cho phép chỉnh phút . Q1 của IC 4017 ( II ) = [ 1 ] : Cho phép chỉnh giờ . Q2 của IC 4017 ( II ) = [ 1 ] : Cho phép chỉnh thứ. 3 cổng NAND sẽ tham gia điều khiển các cổng AND để cho các LED 7 đoạn hiển thị phút, giờ, và các LED hiện thứ nhấp nháy. Nút N3 điều khiển IC 4017 ( I ) để cho phép chỉnh theo chiều tăng các giá trị giờ , phút , thứ . Các cổng OR, AND sẽ được Q0, Q1, Q2 của IC 4017 (II) điều khiển để cho phép các xung vào các IC 4040 (II) (đếm phút), IC 4040 (III) (đếm giờ), IC 4017 (III) (đếm thứ) . 3 . KHI BÁO CHUÔNG : Khi đến thời điểm cần báo chuông , EPROM đã được lập trình sẽ xuất dử liệu (D7 = [ 1 ]) cho phép IC 74164 hoạt động, chuông sẽ reo. Lệnh báo chuông sẽ có tác động vào thứ 2, 3, 4, 5, 6 . Nếu công tắc T7 và CN từ IC 4017 (III) đóng, sẽ không cho phép các cổng AND hoạt động, Rờ – le sẽ không đóng, chuông không reo vào thứ 7 và chủ nhật. Nếu công tắc T7 hay CN ngắt thì sẽ cho chuông báo vào thứ 7 hay chủ nhật. Diode D mắc song song với Rờ – le để bảo vệ Q6 và Q7. CHƯƠNG II : CHƯƠNG TRÌNH EPROM I . KẾT NỐI CỦA EPROM VÀ LED 7 ĐOẠN : EPROM 2764 có 8 ngỏ ra dử liệu là : D0 , D1 , D2 , D3 , D4 , D5 , D6 , D7 . LED 7 đoạn có các thanh : a , b , c , d , e , f , g . Các ngỏ ra dử liệu của EPROM được nối với các thanh của LED 7 đoạn như sau : D0 nối với thanh a D1 nối với thanh b D2 nối với thanh c D3 nối với thanh d D4 nối với thanh e D5 nối với thanh f D6 nối với thanh g D7 được dùng để báo chuông Chương trình của EPROM được viết bằng số HEX , nên các số thập phân ( được LED 7 đoạn hiển thị ) tương ứng với các số HEX ( được EPROM xuất qua 8 ngỏ ra dử liệu ) như sau : SỐ THẬP PHÂN SỐ HEX ( Không báo chuông , Không sử dụng D7 ) SỐ HEX ( Báo chuông , Có sử dụng D7 ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3F 06 5B 4F 66 6D 7D 07 7F 6F BF 86 DB CF E6 ED FD 87 FF EF II . CÁC GIỜ CẦN BÁO CHUÔNG : BUỔI SÁNG Tiết 1 : 7 h 00 – 7 h 45 Tiết 2 : 7 h 50 – 8 h 35 Tiết 3 : 8 h45 – 9 h 30 Tiết 4 : 9 h 35 – 10 h 20 Tiết 5 : 10 h 30 – 11 h15 Tiết 6 : 11 h 20 – 12 h 05 BUỔI TRƯA Tiết 7 : 12 h 15 – 13 h 00 Tiết 8 : 13 h 05 – 13 h 50 Tiết 9 : 14 h 00 – 14 h 45 Tiết 10 : 14 h 50 – 15 h 35 Tiết 11 : 15 h 45 – 16 h 30 Tiết 12 : 16 h 35 – 17 h 20 III . CHƯƠNG TRÌNH EPROM :

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐồng hồ báo giờ dùng eprom.DOC
Luận văn liên quan