Đề tài Dùng flipflop thiết kế bộ đếm 8 bit có chức năng mr, load, up/down, hiển thị led 7 đoạn

Lêi c¶m ¬n Tr¶i qua qu¸ tr×nh häc tËp, víi ®Ò tµi “Dïng Flip Flop thÝch hîp thiÕt kÕ bé ®Õm 8 bit cã c¸c ch©n chøc n¨ng sau: MR, LOAD, up/ down, sè ®Õm ®­îc hiÓn thÞ qua led 7 ®o¹n”. Em hi väng sau khi hoµn thµnh ®å ¸n nµy nã sÏ gióp em cñng cè l¹i kiÕn thøc mµ em ®· ®­îc häc trong suèt thêi gian häc tËp ®ång thêi biÕt c¸ch vËn dông nã vµo thùc tÕ . Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n kh«ng chØ cã viÖc tham kh¶o tµi liÖu mµ chóng em cßn ®­îc sù h­íng dÉn tËn t×nh cña Th.s Vò ThÞ Th¾ng cïng víi sù ®ãng gãp cña c¸c b¹n trong vµ ngoµi líp ®· gióp em hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Nam §Þnh, ngµy 1 th¸ng 11 n¨m 2010 Sinh viªn thùc hiÖn Lêi nãi ®Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y nh÷ng tiÕn bé khoa häc kü thuËt ®· ®ãng gãp rÊt nhiÒu vµo thµnh c«ng cho c¸c lÜnh vùc cña ®êi sèng x· héi. C¸c ngµnh tù ®éng ho¸, ®o l­êng, vµ ®iÒu khiÓn còng ®· cã nh÷ng tiÕn bé v­ît bËc vÒ mÆt c«ng nghÖ vµ gi¶i ph¸p. C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö ®ang vµ sÏ tiÕp tôc ®­îc øng dông ngµy cµng réng r·i vµ mang l¹i hiÖu qu¶ cao trong hÇu hÕt c¸c lÜnh vùc kinh tÕ kü thuËt còng nh­ trong ®êi sèng x· héi. ViÖc gia c«ng xö lý tÝn hiÖu trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö hiÖn ®¹i ®Òu dùa trªn nguyªn lý sè v× c¸c thiÕt bÞ lµm viÖc dùa trªn nguyªn lý sè cã nh÷ng ­u ®iÓm h¬n h¼n c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö lµm viÖc dùa trªn c¬ së nguyªn lý t­¬ng tù. M«n häc kÜ thuËt sè ®· h­íng dÉn thiÕt m¹ch sè, gi¶i thÝch nguyªn lý c¸c bé biÕn ®æi ADC, DAC, c¸c bé ph©n kªnh vµ dån kªnh trong kü thuËt truyÒn tin. Bªn c¹nh ®ã víi viÖc thiÕt kÕ ®­îc c¸c m¹ch ®Õm lªn, xuèng, lªn xuèng, cã øng dông réng r·i trong thùc tÕ nã gióp con ng­êi tù ®éng ho¸ trong mét sè ngµnh c«ng nghiÖp. Trong néi dung ®å ¸n dïng Flip Flop thÝch hîp thiÕt kÕ bé ®Õm 8 bit cã c¸c ch©n chøc n¨ng sau: MR, LOAD, up/ down, sè ®Õm ®­îc hiÓn thÞ qua led 7 ®o¹n FF-JK cã m¹ch hiÓn thÞ sè trªn LED 7 ®o¹n. Do tr×nh ®é vµ kh¶ n¨ng cßn h¹n chÕ nªn trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai xãt, khiÕm khuyÕt. RÊt mong ®­îc sù chØ b¶o cña thÇy c« gi¸o vµ ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c b¹n sinh viªn ®Ó ®å ¸n cña chóng em ®­îc hoµn thiÖn h¬n. Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Nam §Þnh,1 th¸ng 11 n¨m 2010 Môc lôc Lêi c¶m ¬n......................................................................................................1 Lêi nãi ®Çu.....................................................................................................2 Ch­¬ng 1 : c¸c cæng logic vµ m¹ch tæ hîp logic 1.1 C¸c cæng logic c¬ b¶n 5 1.1.1. Cæng hoÆc (OR gate) 5 1.1.2. Cæng vµ (AND gate) 7 1.1.3. Cæng ®¶o (NOT gate) 8 1.1.4. Cæng vµ ®¶o (NAND gate) 8 1.1.5. Cæng hoÆc ®¶o (NOR gate) 9 1.1.6. Cæng hoÆc lo¹i trõ (EXOR gate) 10 1.1.7. Cæng hoÆc lo¹i trõ ®¶o (EXNOR gate) 11 1.2 C¸c m¹ch tæ hîp logic ...........................................................................11 1.2.1 M¹ch m· ho¸....................................................................................11 1.2.2 M¹ch gi¶i m·...................................................................................13 1.2.3 C¸c IC gi¶i m· vµ m· ho¸ th«ng dông.............................................15 CH¦¥NG 2 : m¹ch FLIP-FLOP Vµ øNG DôNG 2.1 C¸c fip-flop th«ng dông..........................................................................18 2.1.1 Flip-Flop RS ....18 2.1.2 Flip-Flop JK 19 2.1.3 Flip-Flop T 20 2.1.4 Flip-Flop D 21 2.2 M¹ch ®Õm 2.2.1 Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i.................................................................21 2.2.2 M¹ch ®Õm kh«ng ®ång bé............................................................22 2.2.3 C¸c IC ®Õm th«ng dông................................................................23 CH¦¥NG 3 : thiÕt kÕ m¹ch 8 BIT S¬ ®å khèi m¹ch....................................................................................30 Khèi nguån..................................................................................30 Khèi t¹o xung..............................................................................34 Khèi ®Õm.....................................................................................38 a, Bảng trạng th¸i. b, BiÓu thøc logic. c, S¬ ®å m¹ch. 3.1.4 Khèi gi¶i m·.................................................................................45 3.1.5 Khèi hiÖn thÞ.................................................................................49 3.2 S¬ ®å l¾p gi¸p.........................................................................................50 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ. Ch­¬ng 1: CÁC CæNG LOGIC Vµ M¹CH Tæ HîP LOGIC 1.1. C¸c cæng logic c¬ b¶n. 1.1.1) Cæng OR (Cæng HoÆc-OR gate). a) §Þnh nghÜa : - Cæng hoÆc lµ cæng l«gic c¬ b¶n nã thùc hiÖn phÐp tÝnh tæng c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo tøc lµ : Y = A+ B +...+ N Víi A,B...N lµ c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo , cßn Y lµ hµm sè hay kÕt qu¶ ®Çu ra b) Ký hiÖu : Cæng OR hai ®Çu vµo vµ cæng OR ba ®Çu vµo ®­îc biÓu diÔn nh­ h×nh vÏ: Cæng OR hai ®Çu vµo Cæng OR bèn ®Çu vµo c) B¶ng sù thËt : C¸c ®Çu vµo §Çu ra A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 d) BiÓu diÔn cæng OR b»ng mét m¹ch ®iÖn ®¬n gi¶n: e) D¹ng sãng cña cæng OR: 1.1.2) Cæng AND (Cæng Vµ-AND gate) a) §Þnh nghÜa : - Cæng AND lµ cæng l«gÝc c¬ b¶n nã thùc hiÖn phÐp tÝnh tÝch l«gÝc cña c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo tøc lµ : Y= A.B...N Víi A,B...N lµ c¸c biÕn sè ®Çu vµo Y lµ ®Çu ra Mét cæng AND cã thÓ cã nhiÒu ®Çu vµo nh­ng th«ng th­êng nã chØ cã tõ 2 ®Õn 3 ®Çu vµo . b) KÝ hiÖu : Cæng AND cã 2 ®Çu vµo vµ 3 ®Çu vµo cã kÝ hiÖu nh­ h×nh vÏ : Cæng AND 2 ®Çu vµo Cæng AND 3 ®Çu vµo c) B¶ng sù thËt: A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 d) BiÓu diÔn cæng AND b»ng m¹ch ®iÖn, b¸n dÉn ®¬n gi¶n : BiÓu diÔn b»ng m¹ch ®iÖn ®¬n gi¶n vµ BiÓu dÔn b»ng m¹ch b¸n dÉn ®¬n gi¶n e) D¹ng sãng cña cæng AND: D¹ng sãng cña cæng and ®­îc thÓ hiÖn nh­ h×nh vÏ. Ta cã thÓ biÓu diÔn d¹ng sãng cña cæng AND nh­ h×nh trªn víi A,B lµ d¹ng sãng ®Çu vµo cßn Y lµ d¹ng sãng ®Çu ra. ChØ khi nµo 2 ®Çu vµo A,B ë møc cao th× ®Çu ra Y míi ë møc cao 1.1.3) Cæng NOT(Cæng §¶o-Inverter gate) a) §Þnh nghÜa: Cæng ®¶o cßn gäi lµ cæng NOT. Nã thùc hiÖn thuËt toµn l«gÝc phñ ®Þnh biÕn sè ë ®Çu vµo tøc lµ Y = b) Ký hiÖu : Ký hiÖu cæng NOT tr×nh bµy nh­ h×nh vÏ cæng not chØ cã mét ®Çu vµo vµ mét ®Çu ra c) B¶ng sù thËt: A Y 0 1 1 0 Cæng NOT ho¹t ®éng theo b¶ng ch©n lý trªn d) BiÓu diÔn cæng NOT b»ng m¹ch ®iÖn vµ m¹ch b¸n dÉn ®¬n gi¶n e) D¹ng sãng cæng NOT: 1.1.4) Cæng NAND (NAND gate) a) §Þnh nghÜa : Cæng nand lµ mét cæng l«gÝc c¬ b¶n nã thùc hiÖn thuËt to¸n phñ ®Þnh tÝch l«gÝc c¸c biÕn sè ®Çu vµo tøc lµ : Y= b) KÝ hiÖu: Cæng NAND cã thÓ cã 2 hay nhiÒu ®Çu vµo c) B¶ng sù thËt: A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 d) BiÓu diÔn b»ng m¹ch ®iÖn vµ m¹ch b¸n dÉn ®¬n gi¶n: e) D¹ng sãng cæng NAND : 1.1.5) Cæng NOR(NOR gate) a) §Þnh nghÜa : Cæng NOR lµ mét cæng l«gÝc c¬ b¶n nã thùc hiÖn thuËt to¸n phñ ®Þnh tæng l«gÝc c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo .Tøc lµ : Y= b) KÝ hiÖu : Cæng NOR cã thÓ cã 2 hoÆc nhiÒu ®Çu vµo c) B¶ng sù thËt: A B Y 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 Cæng NOR 2 ®Çu vµo ho¹t déng theo b¶ng ch©n lý trªn chØ khi nµo c¶ hai ®Çu vµo ë møc thÊp th× ®Çu ra míi ë møc cao cßn l¹i tÊt c¶ c¸c tr­êng hîp cßn l¹i th× ®Çu ra ®Òu ë møc thÊp d) BiÓu diÔn cæng NOR b»ng mét m¹ch ®iÖn vµ mét mach b¸n dÉn ®¬n gi¶n: CÇn chó ý tô C trong m¹ch ®iÖn dïng ®Ó chèng ng¾n m¹ch nguån 220v AC ®Çu vµo khi c¸c c«ng t¾c A,B ®Òu ë tr¹ng th¸i ®ãng. M¹ch b¸n dÉn thÓ hiÖn sù ho¹t ®éng cña cæng NOR nh­ h×nh vÏ :chØ khi nµo 2 ®Çu vµo ë møc thÊp th× ®Çu ra míi ë møc cao cßn lai c¸c tr­êng hîp kh¸c th× ®Çu ra ®Òu ë møc thÊp . e) D¹ng sãng cña cæng NOR: D¹ng sãng thÓ hiÖn nh­ h×nh vÏ: 1.1.6) Cæng EXOR ( EXOR gate) a) §Þnh nghÜa : Cæng EXOR lµ mét lo¹i cæng l«gÝc mµ nã cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn thuËt to¸n céng l«gÝc kh¸c dÊu c¸c biÕn sè ë ®Çu vµo : tøc lµ: Y= A B b) KÝ hiÖu: Y A B c) B¶ng ch©n lý : A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Cæng EXOR ho¹t ®éng theo b¶ng ch©n lý trªn . d) BiÓu diÔn sù ho¹t ®éng cña cæng EXOR b»ng mét m¹ch l«gÝc ®¬n gi¶n: e) D¹ng sãng cña cæng EXOR: D¹ng sãng cña cæng ®­îc thÓ hiÖn nh­ h×nh vÏ. Qua ®ã ta thÊy chØ khi nµo 2 ®Çu vµo cã møc l«gÝc ®èi nhau th× ®Çu ra míi ë møc cao cßn khi 2 ®Çu vµo cã cïng mét møc l«gÝc th× ®Çu ra ë møc thÊp. 1.1.7) Cæng lo¹i trõ EXNOR: a) §Þnh nghÜa : Cæng EXNOR lµ 1 lo¹i cæng l«gÝc nã cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn thuËt to¸n phñ ®Þnh tæng tr¸i dÊu c¸c biÕn sè ®Çu vµo : tøc lµ Y= b) KÝ hiÖu : c) B¶ng ch©n lý : B¶ng ch©n lý cña cæng EXNOR ®­îc x©y dùng nh­ h×nh vÏ . Khi c¶ hai ®Çu vµo ë møc cao hoÆc ë møc thÊp th× ®Çu ra cã møc cao , cßn khi mét trong hai ®Çu vµo ë møc thÊp hoÆc ë møc cao th× ®Çu ra ë møc thÊp. A B Y 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 d) BiÓu diÔn cæng EXNOR b»ng m¹ch ®iÖn l«gÝc : e) D¹ng sãng cña cæng EXNOR: 1.2 C¸c m¹ch tæ hîp logic 1.2.1 M¹ch m· ho¸ 1. Kh¸i niÖm : - M¹ch m· ho¸ lµ m¹ch logic ®Ó chuyÓn d÷ liÖu ®Çu vµo thµnh c¸c tæ hîp m· nhÞ ph©n n bÝt ë ®Çu ra. 2. C¸c b­íc thiÕt kÕ m¹ch m· ho¸ B1: X¸c ®Þnh th«ng sè ®­êng d÷ liÖu ë ®Çu vµo vµ n bÝt ®Çu ra. LËp b¶ng tr¹ng th¸i. B2: ViÕt hµm quan hÖ ë ®Çu ra víi c¸c biÕn ®Çu vµo. B3: BiÕn ®æi hµm B4: VÏ m¹ch B5: Thö m¹ch 3. M¹ch m· ho¸ thËp ph©n sang m· BCD - §Çu vµo D0- D9 - §Çu ra B3- B0 - TÝch cùc ë møc cao - B¶ng ch©n lý: D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 B3 B2 B1 B0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 - Thùc hiÖn biÕn ®æi Boolean ta cã:D¹ng tuyÓn : B0 = D1+ D3+ D5+ D7+ D9 B1 = D2 + D3+ D6+ D7 B2 = D4+ D5+ D6+ D7 B3 = D8+ D9 - Tõ hµm Boolean ta x©y dùng m¹ch ®iÖn sö dông cæng OR ®Çu vµo: - Ngoµi ra cßn cã thÓ thùc hiÖn biÕn ®æi hµm theo d¹ng héi, thiÕt kÕ m¹ch sö dông cæng NAND. 1.2.2 M¹ch gi¶i m· 1. Kh¸i niÖm - M¹ch gi¶i m· lµ m¹ch logic thùc hiÖn chuyÓn ®æi sè nhÞ ph©n n bit ë ®Çu vµo thµnh m ®­êng ë ®Çu ra, mçi ®Çu ra sÏ chØ t¸c ®éng ®èi víi mét tæ hîp cã thÓ cã cña ®Çu vµo. 2. C¸c b­íc thùc hiÖn thiÕt kÕ m¹ch gi¶i m· B1: X¸c ®Þnh sè bit ®Çu vµo vµ d÷ liÖu ®Çu ra, lËp b¶ng tr¹ng th¸i B2: ViÕt hµm quan hÖ (rót gän hµm) B3: BiÕn ®æi hµm B4: VÏ m¹ch B5: Thö m¹ch 3. ThiÕt kÕ m¹ch gi¶i m· tõ BCD sang thËp ph©n - Tr­êng hîp tÝch cùc ë møc thÊp B3 B2 B1 B0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 X©y dùng b¶ng karnaugh D0= B3 + B2 + B1+ B0 D1=B1+B2+B3+0 D2=B2+B0+1 D3=B2+1+0 D4=B1+B0+2 D5=B1+2+0 D6=B0+1+2 D7=0+1+2 D8=B0+3 D9=3+0 S¬ ®å m¹ch gi¶i m· 1.2.3 C¸c IC gi¶i m· vµ m· ho¸ th«ng dông IC gi¶i m· 74LS47 + IC gi¶i m·: §Ó thùc hiÖn hiÓn thÞ ®­îc tÝn hiÖu nhÞ ph©n tõ IC ®Õm th× ta ph¶i gi¶i m· tÝn hiÖu nhÞ ph©n ra thµnh tÝn hiÖu 7 ®o¹n IC 74LS47 thùc hiÖn gi¶i m· tÝn hiÖu nhÞ ph©n tõ 00002 ®Õn 100012 thµnh c¸c sè tõ 0 ®Õn 9 hÖ thËp ph©n ho¹t ®éng cña IC ®­îc thÓ hiÖn nh­ b¶ng ch©n lý sau: C¸c tÝn hiÖu ®Çu ra a,b,c,d,e,f,g ®em ®i kÝch thÝch led 7 ®o¹n ngoµi ic gi¶i m·74LS47 ra cßn cã ic 74ls247, 54ls47 víi nguyªn lý ho¹t ®éng nh­ 74LS47 B¶ng tr¹ngth¸i cña IC 74LS47 C¸c ®Çu vµo C¸c ®Çu ra TT Q0 Q1 Q2 Q3 a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 4 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 5 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 6 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 7 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 9 S¬ ®å cÊu tróc bªn trong cña IC 74ls47 T¸c dông c¸c ch©n 74LS47 * Chøc n¨ng c¸c ch©n: • Ch©n 16: Vcc nèi +5V • Ch©n 8: GND nèi Mass • Ch©n 7,6,1,2 c¸c ch©n ®Çu vµo m· nhÞ ph©n BCD • Ch©n 13,12,11,10,9,15,14 là 7 ch©n ®Çu ra tÝch cùc møcc thÊp t­¬ng øng víi c¸c thanh a,b,c,d,e,f,g của Led 7 ®o¹n. • Ch©n 3 LT_L ( Lamp Test input): Kiểm tra Led • Ch©n 4 BI/RBO_L (Blanking Input or Ripple-Blanking Output): xo¸ ngâ vµo • Ch©n 5 RBI_L (Ripple-Blanking Input): Xãa gän sãng ngâ vào CH¦¥NG 2 : m¹ch FLIP-FLOP Vµ øNG DôNG 2.1 c¸c flip-flop th«ng dông 2.1.1 Flip-Flop RS - M¹ch FF c¬ b¶n cã cÊu tróc lµ cæng NAND - Ký hiÖu FF RS dïng cæng NAND 2 ®Çu vµo +Víi: R, S lµ 2 ®Çu vµo (S: set, R: reset) Q, lµ 2 ®Çu ra - NÕu = 1 Q = 0 vµ ng­îc l¹i a. S¬ ®å cÊu tróc. - S¬ ®å cÊu tróc cña FF kiÓu RS dïng c¸c cæng NAND 2 ®Çu vµo. - Tõ s¬ ®å cÊu tróc ta cã + R gåm R1, R2 víi R2 = Q + S gåm S1, S2 víi S2 = CK * Ký hiÖu: FF RS cã xung CK b. B¶ng tr¹ng th¸i: CK S R Q 0 x x Q0 1 0 0 Q0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 CÊm - §ång bé: + Khi kh«ng cã xung CK ®Çu ra kh«ng chuyÓn tr¹ng th¸i + Khi cã CK ®Çu ra chuyÓn tr¹ng th¸i 2.1.2 Flip-Flop JK - FF JK kh¾c phôc nh­îc ®iÓm tr¹ng th¸i cÊm cña FF RS. - Tõ FF RS ta thªm 2 cæng AND vµo 2 ®Çu vµo R, S ®­îc FF JK - S¬ ®å cÊu tróc cña FF JK - Ký hiÖu: - B¶ng tr¹ng th¸i: CK J K Q 0 x x Q0 1 0 0 Q0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 Q0 2.1.3 Flip-Flop T a. Ký hiÖu: S R T CK Q Q b. CÊu tróc: - FF JK cã ch©n J nèi víi ch©n K th× t¹o thµnh FF T c. B¶ng tr¹ng th¸i: CK T Q 0 x Q0 1 0 Q0 1 1 Q0 d. øng dông: - FF T ®­îc øng dông trong c¸c m¹ch ®Õm. 2.1.4 Flip-Flop D a. Ký hiÖu: b. B¶ng tr¹ng th¸i: CK D Q 0 x Q0 1 0 0 1 1 1 1 0 2.2. M¹ch ®Õm 2.2.1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i m¹ch ®Õm a. Kh¸i niÖm vÒ m¹ch - §Õm lµ viÖc s¾p xÕp c¸c hÖ thèng sè ®Õm theo mét tr×nh tù nhÊt ®Þnh - M¹ch ®Õm lµ lo¹i m¹ch ®iÖn sö dông c¸c FF ghÐp l¹i víi nhau ®Ó thùc hiÖn c¸c thao t¸c ®Õm khi cã tÝn hiÖu xung ë ®Çu vµo. Nh­ vËy m¹ch ®Õm ®· thùc hiÖn thao t¸c nhê tÝn hiÖu xung ë ®Çu vµo sau mçi xung ®Çu vµo th× ®Çu ra cña bé ®Õm cã thÓ t¨ng lªn hoÆc gi¶m ®i 1 ®¬n vÞ hoÆc thay ®æi theo mét tr×nh tù logic nhÊt ®Þnh - NÕu ta cã mét FF th× cã mét ®Çu ra Q nã sÏ nhí ®­îc 2 tr¹ng th¸i 0&1 - NÕu cã 2 FF ghÐp l¹i víi nhau cã 2 ®Çu ra nhí ®­îc 4 tr¹ng th¸i : 00, 01, 10, 11 - NÕu cã n FF ghÐp l¹i víi nhau tr¹ng th¸i. §ã chÝnh lµ tr¹ng th¸i nhí cña bé ®Õm nÕu bé ®Õm thùc hiªn ®Õm hÕt dung l­îng hiÖn cã cña nã Bé ®Õm Module M MOD M - NÕu dung l­îng cña bé ®Õm nhá h¬n dung l­îng hÞªn cã cña FF mµ c¸c FF cã thÓ thùc hiÖn ®­îc gäi lµ Module NMOD N b. Ph©n lo¹i bé ®Õm - Cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p ph©n lo¹i bé ®Õm kh¸c nhau, mçi ph­¬ng ph¸p dùa trªn 1 yÕu tè: * Dùa vµo c¸ch ghÐp c¸c FF víi nhau ®Ó thùc hiÖn tr¹ng th¸I cña sè ®Õm ra +§Õm nhÞ ph©n +§Õm lôc ph©n +§Õm b¸t ph©n +§Õm thËp lôc ph©n * Dùa vµo tÝn hiÖu cña xung ®Õm ®­a ®Õn c¸c FF trong m¹ch ®Õm cã: +§Õm ®ång bé +§Õm kh«ng ®ång bé * Dùa vµo tr¹ng thai cña m¹ch ®Õm ta cã: +§Õm lªn +§Õm xuèng +§Õm lªn xuèng +§Õm John Son +§Õm vßng 2.2.2: C¸c b­íc thiÕt kÕ m¹ch ®Õm ®ång bé B1: X¸c ®Þnh sè Flip Flop cÇn dïng trong m¹ch ¸p dông cong thøc n=Log2M Trong ®ã: M lµ modul ®Õm n lµ sè Flip Flop cÇn dïng B2: LËp b¶ng tr¹ng th¸i Sè cét = 3*n+1 ( n lµ sè FF v× m¹ch sÏ cã n ®Çu ra céng víi n ®Çu ra t­¬ng lai céng víi n ®Çu vµo d÷ liÖu th­êng lµ JK hoÆc T céng víi 1 cét cho xung CK) Sè hµng = M+2 (M lµ sè modul ®ªm céng víi 1 hµng ®Ó m¹ch quay l¹i vÞ trÝ mong muèn vµ céng víi 1 hµng cho c¸c biÕn) B3: ViÕt hµm (dùa vµo b¶ng tr¹ng th¸I cã thÓ dïng d¹ng héi hoÆc d¹ng tuyÓn ) B4: Rót gän hµm ( th­êng sö dông b×a karnaugh) ThiÕt lËp tr¹ng th¸i cho c¸c ch©n cña Flip-Flop B5: VÏ m¹ch vµ thö m¹ch ( muèn chÝnh x¸c h¬n lªn ch¹y l¹i trªn phÇn mÒm m« pháng ch¼ng h¹n nh­ Proteus ) 2.2.3 C¸c IC ®Õm th«ng dông §Ó thùc hiÖn c¸c chu tr×nh cña m¹ch tù ®éng b¸o giê th× ta ph¶i sö dông c¸c IC ®Õm ®Ó thùc hiÖn chia xung, ®Õm chu tr×nh, ®iÒu khiÓn chu tr×nh. Bé ®Õm lµ m¹ch logic gåm mét d·y c¸c Flip – Flop ghÐp nèi thÝch hîp ®Ó cã kh¶ n¨ng ®Õm c¸c xung ®­a tíi. KÕt qu¶ ®Õm ®­îc chØ thÞ vµ l­u gi÷ ë ®Çu ra cña c¸c Flip – Flop d­íi d¹ng mét m· nhÞ ph©n nµo ®ã. Mét sè IC ®Õm th«ng dông nh­ : 74190, 749, 74192, 74193, 4520,7490, 4029.4510,7490 *Kh¶o s¸t IC ®Õm 4029 - S¬ ®å ch©n : S¬ ®å ch©n IC 4029 CP : Xung ®Çu vµo Q0¸ Q3: Ch©n ng· ra cña m¹ch ®Õm P0¸P3: ch©n ng· vµo cña m¹ch ®Õm Ch©n PL: ë møc cao cho phÐp truyÒn tõ Pn¸Qn ë møc thÊp IC dõng ®Õm Ch©n CE: ë møc cao IC dõng ®Õm ë møc thÊp IC thùc hiÖn ®Õm Ch©n U/D: ë møc thÊp IC sÏ ®Õm xuèng ë møc cao IC sÏ ®Õm lªn Ch©n B/D : ë møc thÊp IC sÏ ®Õm ë m· thËp ph©n ë møc cao IC sÏ ®Õm ë m· nhÞ ph©n B¶ng ch©n lÝ : PL B/D U/D CE CP MODE H x x x x Para del pn¸Qn L x x H x No change L L L L ­ Courder D,D L L H L ­ Courder U,D L H L L ­ Courder D,B L H H L ­ Courder U,B *Kh¶o s¸t IC 4520 + S¬ ®å ch©n Gåm hai bé ®Õm nhÞ ph©n riªng biÖt Ch©n MR: m¾c d©y preset cña ®Õm L ®Õn ®Õm H ®Õn xo¸ vÒ 0 Ch©n CP0: Xung vµo t¸c ®éng s­ên lªn (L¸H) Ch©n CP1: Xung vµo t¸c ®éng s­ên xuèng (H¸L) Q0¸Q3: §Çu ra c¸c ®Çu ®Õm. * Kh¶o s¸t IC ®Õm 74ls192 IC 74192 lµ bé ®Õm BCD mét decad (modul 10). È s¬ ®å cÊu tróc: IC gåm 16 ch©n,t¸c dông cña c¸c ch©n lµ: - Ch©n sè 16 nèi víi nguån cung cÊp +5v. - Ch©n sè 8 nèi víi mass. - Ch©n 5(cpu_count up clock pulse input): xung ®­a vµo ch©n nµy th× ic sÏ thùc hiÖn viÖc ®Õm lªn. - Ch©n 4(cpd_count down clock pulse input):xung ®­a vµo ch©n nµy th× ic sÏ thùc hiÖn viÖc ®Õm xuèng. - Ch©n 11(PL_arynchronous parallel load (active low) input):tÝch cùc møc thÊp ®Ó ®iÒu khiÓn n¹p sè liÖu ®Æt tr­íc vµo IC.khi cho møc logic ®Æt t¹i ch©n lµ møc thÊp(=0) th× c¸c gi¸ trÞ ®Æt tr­íc ë c¸c ch©n P0,P1,P2,P3 t­¬ng øng sÏ truyÒn tíi c¸c ®Çu ra Q0,Q1,Q2,Q3.sau khi n¹p ph¶i chuyÓn møc logic t¹i ch©n lªn møc cao(=1) th× m¹ch míi ho¹t ®éng ®­îc. - Ch©n 14(MR_asynchronous master reset input):ch©n nµy ®Ó xo¸ néi dung ®Õm.khi møc l«gic t¹i ch©n=1logic(møc cao) th× bé ®Õm bÞ xo¸,®Ó m¹ch ®Ó m¹ch ®Õm ®­îc th× MR= 0 logic(møc thÊp) vµ møc logic ®Æt t¹i ch©n 11 ph¶i =1logic(møc cao). - Ch©n 15(P0),1(P1),10(P2),9(P3):lµ c¸c ®Çu vµo ®Æt tr­íc(hoÆc gäi lµ c¸c ®Çu vµo ®Æt tr­íc) dïng ®Ó ®Æt mét sè cho tr­íc vµo bé ®Õm.theo thø tù tõ P0 ®Õn P3 th× P0 lµ bit cã träng sè thÊp nhÊt (2^0) vµ P3 lµ bit cã träng sè cao nhÊt(2^3). - Ch©n 2,3,6,7 lµ c¸c ®Çu ra ®Ó chØ kÕt qu¶ ®Õm. - Ch©n 12((inal count down(borrow) uotput), ch©n 13(TCd_terminal count up (carry) output ): lµ hai ®Çu ra, hai ®Çu ra nµy sÏ lËt tr¹ng th¸i khi bé ®Õm ®· ®Õm tíi gi¸ trÞ giíi h¹n. C¸c ®Çu ra TCu,TCd cã quan hÖ logic víi ®Çu vµo / ra kh¸c nhau nh­ sau: Khi ®Õm ng­îc th× ch©n 12 (TCu) lu«n lu«n =1 logic (v× up=1logic),cßn ®Çu ra ch©n 13 (TCd) chØ nh¶y tõ gi¸ trÞ 1 logic xuèng 0 logic khi néi dung bé ®Õm gi¶m suèng sè 0 vµ kh«ng cã xung ®Õm ë ®Çu vµo DOWN. Khi ®Õm thuËn th× ng­îc l¹i th× møc logic t¹i ch©n 13 = 1 logic,®Çu ra ch©n 12 chØ nh¶y tõ gi¸ trÞ 1 logic xuèng 0 logic khi néi dung bé ®Õm ®· ®¹t tíi gi¸ trÞ cña nã Nmax vµ kh«ng cã xung ë ®Çu vµo UP. +CÊu t¹o bªn trong cña IC 74192: + C¸c th«ng sè cña IC 74192: IC 74192 lµ 1 IC thuéc hä TTL nªn IC cã thÓ lµm viªc ë tÇn sè cao (cì kho¶ng 32MHz trë xuèng). *Kh¶o s¸t IC 74LS193 Vi m¹ch TTL 74LS193 lµ bé ®Õm ®ång bé thuËn nghÞch 4 bÝt, víi c¸c ngâ vµo d÷ liÖu cho phÐp nhËp gi¸ trÞ b¾t ®Çu cña bé ®Õm ( néi dung ®Õm ) S¬ ®å ch©n ®­îc vÏ trªn h×nh sau CH¦¥NG 3 : thiÕt kÕ m¹ch 8 BIT 3.1. s¬ ®å khèi: Khèi ®Õm Khèi nguån Khèi gi¶i m· Khèi hiÓn thÞ Khèi t¹o xung 5v(DC) 220v(AC) 3.1.1. Khèi nguån Trong mét m¹ch ®iÖn tö th× bé nguån lµ mét trong nh÷ng m¹ch quan träng nhÊt, nã quyÕt ®inh ®Õn sù ho¹t ®éng æn ®Þnh hay kh«ng æn ®Þnh thËm chÝ lµ ng­ng ho¹t ®éng cña m¹ch. Mét bé nguån kh«ng tèt sÏ lµm cho m¹ch ho¹t ®éng kh«ng æn ®Þnh vµ sÏ lµm háng linh kiÖn mét c¸ch nhanh chãng. V× vËy mét bé nguån æn ¸p tèt rÊt cÇn cho c¸c m¹ch ®iÖn tö. §Ó t¹o ®­îc mét bé nguån hoµn chØnh ta cã s¬ ®å khèi : - BiÕn ¸p : §Ó biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu U1 thµnh ®iÖn ¸p xoay chiÒu U2 phï hîp víi t¶i M¹ch chØnh l­u : Cã nhiÖm vô biÕn ®æi ®iÖn ¸p ®iÖn ¸p xoay chiÒu thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu nhÊp nh« Ut ( ®iÖn ¸p mét chiÒu cã ®é lín thay ®æi theo thêi gian ) . a) M¹ch ®iÖn : M¹ch chØnh l­u dïng 4 diode D1,D2,D3,D4 lo¹i 1N 4007 b. Nguyªn lý lµm viÖc : - ë 1/2 chu k× ®Çu cña ®iÖn ¸p vµo U2 cã chiÒu d­¬ng trªn ©m d­íi lµm cho D1vµ D3 dÉn , D2 vµ D4 kho¸ cã dßng qua t¶i: +U2 à D1 à Rt à D3 à -U2 - ë 1/2 chu kú sau ®iÖn ¸p vµo U2 cã chiÒu ©m trªn , d­¬ng d­íi lµm cho D1vµ D3 kho¸ , D2 vµ D4 dÉn cã dßng qua t¶i : +U2 à D2 à Rt à D4 à -U2 Nh­ vËy trong mçi nöa chu k× cã 2 diode dÉn dßng qua t¶i xuÊt hiÖn trong c¶ 2 nöa chu k× vµ ®i theo mét chiÒu nhÊt ®Þnh . Trong thùc tÕ th× th­êng dïng m¹ch chØnh l­u cÇu ®Ó chØnh l­u dßng xoay chØÒu thµnh dßng mét chiÒu Bé läc : San ph¼ng ®iÖn ¸p mét chiÒu nhÊp nh« thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu b»ng ph¼ng U01 Bé æn ¸p (æn dßng ): Cã nhiÖm vô t¹o ra ®iÖn ¸p mét chiÒu (dßng mét chiÒu ) æn ®Þnh Ut (It) cung cÊp cho t¶i khi ®iÖn ¸p vµo U01 hoÆc trÞ sè t¶i thay ®æi . Bé æn ¸p cã thÓ l¾p r¸p ®­îc tõ c¸c linh kiÖn nh­ Opam,Transistor,…hoÆc tõ c¸c m¹ch tÝch hîp s½n. Tuy nhiªn ®Ó m¹ch ®¬n gi¶n nªn ë ®©y dïng IC æn ¸p. Cã nhiÒu lo¹i IC æn ¸p, trong ®ã lo¹i IC æn ¸p 3 ch©n th­êng ®­îc sö dông r«ng r·i v× chóng nhá vµ chØ cÇn mét sè Ýt linh kiÖn bªn ngoµi. IC æn ¸p ba ch©n ®Æc biÖt cã lîi cho viÖc thiÕt kÕ c¸c bé nguån nhá æn ®Þnh . IC æn ¸p ba ch©n lo¹i cã ®iÖn ¸p ra cè ®Þnh(kh«ng ®iÒu chØnh ®­îc) cã hai lo¹i lµ æn ¸p d­¬ng vµ æn ¸p ©m. cã nhiÒu hä IC æn ¸p nh­ng ë ®©y ta chØ xÐt ®Õn hä 78XX t­¬ng øng víi IC æn ¸p d­¬ng, hai sè sau chØ ®iÖn ¸p ra cè ®Þnh cña nã,cã thÓ lµ 7805: æn ¸p d­¬ng cã ®iÖn ¸p ngâ ra lµ 5v, 7812 :æn ¸p d­¬ng cã ®iÖn ¸p ngâ ra lµ 12v,… Sau ®©y lµ mét m¹ch æn ¸p cã ®iÖn ¸p ngâ ra cè ®Þnh 5v sö dông IC æn ¸p 7805 VI 104 104 7805 VO 1 3 2 7805 1 2 3 7805 IC æn ¸p 7805 chÞu ®­îc dßng ngâ ra ®Õn 1A nªn ®¶m b¶o cung cÊp ®ñ dßng cho toµn m¹ch. Tuy nhiªn, ta còng cÇn g¾n t¶n nhiÖt cho IC ®Ó nã ho¹t ®éng ë ®iÒu kiÖn tèt nhÊt. a) S¬ ®å m¹ch nguån : MBA TRAN-2P2S BR1 2W02G C1 2200uF C3 104 VI 1 VO 3 G N D 2 U1 7805 C2 220uF C4 104 - T¸c dông linh kiÖn: +TR : m¸y biÕn ¸p biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu 220v thµnh xoay chiÒu 5v cung cÊp cho m¹ch ®iÖn + D1, D2, D3, D4 : cÇu diode cã t¸c dông chØnh l­u ®iÖn ¸p xoay chiÒu thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu . + Tô C1,C2: tô läc , cã t¸c dông gi¶m bít sù nhÊp nh« cña ®iÖn ¸p ra vµ t¹o ra ®iÖn b»ng ph¼ng h¬n . Ngoµi ra tô C cßn cã t¸c dông ®Î läc nhiÔu ( c¸c sãng hµi bËc cao ) + IC 7805 lµ IC cho ®iÖn ¸p ra æn ®Þnh 5v, cã cùc tÝnh d­¬ng. + Tô C3,C4 : tô dïng ®Ó c¶c thiÖn qu¸ tr×nh qu¸ ®é vµ gi÷ cho ®iÖn trë ra cña m¹ch ®ñ nhá ë tÇn sè cao . b) Nguyªn lý ho¹t ®éng: §iÖn ¸p vµo lµ ®iÖn ¸p nguån xoay chiÒu 220v , ®ưîc ®Æt vµo s¬ cÊp cña biÕn ¸p Tr (U1=220VAC) .BiÕn ¸p Tr sÏ h¹ ¸p xuèng cßn 9VAC lÊy ra ë thø cÊp cña biÕn ¸p (U2=9VAC). §iÖn ¸p 9VAC nµy tiÕp tôc ®­îc ®­a vµo bé chØnh l­u cÇu D1 ->D4 ®Ó lÊy ra ®iÖn ¸p mét chiÒu +9VDC víi ®é gîn sãng cßn lín.§Ó gi¶m sù nhÊp nh« cña ®iÖn ¸p trªn t¶i ta dïng mét tô läc m¾c song song víi t¶i khi ®ã trong m¹ch x¶y ra qu¸ tr×nh phãng n¹p cña tô dùa theo sù t¨ng gi¶m ®iÖn ¸p sau chØnh l­u , kÕt qu¶ lµ ®iÖn ¸p ra trªn tô cã d¹ng t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng .MÆt kh¸c c¸c tô ®iÖn cßn cã t¸c dông läc c¸c sãng hµi bËc cao , c¸c sãng hµi bËc cao qua tô C tho¸t xuèng mass kh«ng ®­a ra t¶i do vËy dßng ®iÖn qua t¶i chØ cßn thµnh phÇn mét chiÒu vµ mét phÇn thµnh phÇn hµi bËc thÊp. §iÖn ¸p sau khi ®­îc läc qua tô C sÏ ®­îc æn ¸p bëi bé æn ¸p dung IC 7805 , ®iÖn ¸p mµ ta thu ®­îc cã gi¸ trÞ cè ®Þnh lµ 5v. c) TÝnh to¸n chän linh kiÖn: * TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p Theo s¬ ®å thiÕt kÕ m¹ch ®Õm th× dßng ra kho¶ng 0,43A .VËy em chän dßng ra cña m¸y biÕn ¸p lµ 0,5 A vµ ®iÖn ¸p trªn cuén thø cÊp sÏ lµ 12V. NghÜa lµ : U1= 220V , I2 =0,5 A ; U2= 12V TÝnh c«ng thøc : = à I1= à I1= = 0,027A TÝnh c«ng suÊt biÕn ¸p : P2 = U2I2 = 12*0,5 = 6 (W) P1 = 1,1*P2 = 1,1 * 6 = 6,6 (W) tÝnh Shh = 1,25 *= 3,21 tÝnh Sts = 0,9 * Shh =0,9 * 3,21 =2,89 TÝnh sè vßng /vol: n = Chän k = 45 ; B = 1 VËy n = = 15,57(vßng /vol ) Sè vßng s¬ cÊp :W1 = 220 * 15,57 = 3425 vßng Sè vßng thø cÊp : W2 = 12* 15,57= 186 vßng TÝnh ®­êng kÝnh d©y : tõ c«ng thøc : S = (th­êng chän j = 2,53 ) ta chän j = 2,5 Mµ S =n*R2 = => d = tÝnh 1 : S1 = = = 0,0108 => d1 == = 0,052(cm) tÝnh : S2 = == 0,02 => d2 = = 0,07 (cm) Cuén s¬ cÊp : 1 = 0,0108; W1 = 3425 vßng Cuén thø cÊp :1 = 0,02 ; W2= 186 vßng U1 = 220V ; I1 = 0,027A U1 =12V ; I2 = 0,05A Chän tô : C1 = 104 C2 = 2200 mF C3 = 104 C4 = 220 mF *TÝnh to¸n m¹ch æn ¸p: Ta cã tæng dßng ®iÖn mµ m¹ch tiªu thô do nguån +5V cung cÊp vµo kho¶ng 100mA. IC æn ¸p 7805 chÞu ®­îc dßng ngâ ra ®Õn 1A nªn b¶o ®¶m cung cÊp ®ñ dßng cho toµn m¹ch. Tuy nhiªn, ta còng cÇn g¾n t¶n nhiÖt cho IC ®Ó nã ho¹t ®éng ë ®iÒu kiÖn tèt nhÊt. 3.1.2 Khèi t¹o xung M¹ch t¹o xung cã vai trß rÊt quan träng trong c¸c hÖ thèng m¹ch ®iÖn tö. Xung lµ nh÷ng dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p cã thêi gian tån t¹i rÊt ng¾n vÝ nh­ qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña m¹ch ®iÖn ®Çu ra cña m¹ch t¹o xung khèng chÕ m¹ch logic ho¹t ®éng theo tÇn sè giao ®éng, theo c¹nh lªn, xuèng cña xung t¸c ®éng ®Ó ®iÒu chØnh thêi gian ho¹t ®éng vµ thêi gian sö lý cña hÖ thèng th× ta can thiÖp vµo m¹ch nµy b»ng c¸ch thay ®æi trÞ sè cña tô ®iÖn cña ®iÖn trë. Cã nhiÒu m¹ch t¹o xung víi c¸c d¹ng xung ra kh¸c nhau cã thÓ dïng TZT , IC 741 hoÆc IC 555… nh­ng ë ®©y ta dïng IC555 bëi m¹ch t¹o xung dïng IC555 cã nhiÒu ­u ®iÓm h¬n nh­ : + Chu tr×nh lµm viÖc cã thÓ thay ®æi ®­îc + Kh¶ n¨ng cho dßng ra lín , cã kh¶ n¨ng cung cÊp dßng ra lín ®Õn 200 mA + §iÖn thÕ nguån nu«i cho phÐp biÕn ®æi réng tõ 4.5V-16V + §Çu ra t­¬ng thÝch TTL + §é æn ®Þnh nhiÖt ®é lµm viÖc cao a, Kh¶o s¸t IC 555 - S¬ ®å ch©n IC 555 : - T¸c dông c¸c ch©n cña IC555: Ch©n 1 : Nèi mas Ch©n 2 : Ch©n nµy hay ®Çu vµo kÝch khëi (trigger),dïng ®Ó ®Æt xung kÝch thÝch bªn ngoµi khi m¹ch lµm viÖc ë chÕ ®é ®a hµi ®¬n æn Ch©n 3 : Lµ ®Çu ra cña IC Ch©n 4 : Ch©n ®Æt l¹i hay ch©n xo¸ (Reset). Nã cã thÓ ®iÒu khiÓn xo¸ ®iÖn ¸p ®Çu ra khi ®iÖn ¸p ®Æt vµo ch©n nµy tõ 0,7 V trë xuèng.V× vËy ®Ó cã thÓ ph¸t ra xung ë ®Çu ra ch©n 4 ph¶i ®Æt ë møc cao. Ch©n 5 : Ch©n ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (Control Voltage). Ta cã thÓ ®­a mét ®iÖn ¸p ngoµi vµo ch©n nµy ®Ó lµm thay ®æi viÖc ®Þnh thêi cña m¹ch, nghÜa lµ lµm thay ®æi tÇn sè d·y xung ph¸t ra. Khi kh«ng ®­îc sö dông th× ch©n 5 nèi xuèng mass th«ng qua mét tô kho¶ng 0,01mF. Ch©n 6 : Lµ ch©n thÒm (Thres hold) Ch©n 7 : Lµ ch©n x¶ (Discharrge) Ch©n 8 : Lµ ch©n cÊp nguån, Ucc = 5 ¸ 15 V - S¬ ®å cÊu tróc IC 555 : T1 : TZT switch T2 : Cæng ®¶o SS1, SS2 : Lµ 2 IC OPAM khuÕch ®¹i FF : Lµ Flip – Flop lo¹i RS C¸c ®iÖn trë R t¹o thµnh mét m¹ng ph©n ¸p b, S¬ ®å m¹ch t¹o xung dïng IC555: - T¸c dông linh kiÖn: - C2 : tô chèng nhiÔu cho IC. - C1 : tô phãng n¹p t¹o dao ®éng. - R1 , R2 : t¹o ®­êng n¹p cho tô. - R2 , rCE : t¹o ®­êng x¶ cho tô. - Nguyªn lý ho¹t ®éng : Gi¶ sö khi míi cÊp nguån ®iÖn ¸p trªn tô C1 : Uc1 = 0v Qn =1 =>n = 0 -> qua cæng ®¶o -> ®iÖn ¸p ch©n 3 ë møc cao -> h×nh thµnh xung d­¬ng §ång thêi n = 0 -> T kho¸ -> UCE cña T t¨ng -> tô C1 n¹p +EC->R1->R2->C1->mass Khi 1/3EC < UC1<2/3EC -> ®Çu ra cña FF gÜ­ nguyªn tr¹ng th¸i trø¬c ®ã. Tøc ch©n 3 møc logic cao Tô C1 tiÕp tôc n¹p 2/3EC < UC1 < Ec Qn =0 =>n = 1 -> ch©n 3 ë møc logic thÊp -> h×nh thµnh xung ©m n = 1 -> T dÉn b·o hoµ -> UCE gi¶m -> tô C1 x¶ ®iÖn +C1->R2-> rCE->mass Khi 1/3EC < UC1<2/3EC -> ®Çu ra cña FF gÜ­ nguyªn tr¹ng th¸i trøoc ®ã. Tøc ch©n 3 møc logic thÊp n = 1 -> T dÉn b·o hoµ -> UCE gi¶m -> tô C1 tiÕp tôc x¶ UC1 Qn =1 =>n = 0 -> qua cæng ®¶o -> ®iÖn ¸p ch©n 3 ë møc cao -> h×nh thµnh xung d­¬ng T kho¸-> UCE t¨ng ->tô C2 n¹p trë l¹i -> qu¸ tr×nh lËp l¹i nh­ trªn. KL: cø nh­ vËy ®Çu ra cña ch©n 3 sÏ t¹o ra xung vu«ng ®èi xøng. - B¶ng ch©n lý S R 1 0 0 Tô C b¾t ®Çu n¹p 0 0 Q0 Tô C n¹p 0 1 1 Tô C x¶ ®Çu ra xuèng thÊp 0 0 Q0 Tô C x¶ - Gi¶n ®å xung m¹ch dao ®éng ®a hµi dïng IC 555 Vout Vc c, tÝnh to¸n chän linh kiÖn : = => = => t1= Víi m¹ch ®Õm xung hiÓn thÞ ta chän hz Chän , 3.1.3. Khèi ®Õm §Õm lµ kh¶ n¨ng nhí ®­îc c¸c xung ®Çu vµo,m¹ch ®iÖn thùc hiÖn nhí c¸c xung ®Çu vµo gäi lµ m¹ch ®Õm. M¹ch ®Õm ®­îc t¹o thµnh tõ sù kÕt hîp cña c¸c Flip-Flop. M¹ch ®Õm bao giê còng cã mét ®Çu vµo cho xung ®Õm,mét ®Çu vµo ®Æt l¹i RESET,hoÆc CLEAR(xo¸) vµ nhiÒu ®Çu ra. Mét ch÷ sè nhÞ ph©n cã 2 gi¸ trÞ lµ 0 vµ 1.vµ ®­îc gäi lµ c¸c bit,mçi Flip-Flop cã mét ®Çu ra Q hoÆc Q ®¶o, còng cã 2 tr¹ng th¸i râ rÖt lµ 0 hoÆc 1, cho nªn ®Çu ra Q hoÆc Q ®¶o t­¬ng øng víi 1 bit cña sè nhÞ ph©n. NÕu ghÐp nhiÒu Flip-Flop l¹i th× kÕt qu¶ sÏ ®­îc sè nhÞ ph©n cã nhiÒu bit,sè bit b»ng sè Flip-Flop. §iÒu kiÖn c¬ b¶n ®Ó h×nh thµnh mét m¹ch ®Õm lµ ph¶i h×nh thµnh ®­îc c¸c tr¹ng th¸i kh¸c nhau mçi khi cã xung ®Õm ®i vµo. a) Kh¶o s¸t IC ®Õm 4029: - S¬ ®å ch©n : - Chøc n¨ng c¸c ch©n : Ch©n 1: ch©n ®Æt l¹i. Ch©n 2,6,14,11 : c¸c ch©n ®Çu ra. Ch©n 3,4,13,12 : c¸c ch©n ®Æt tr­íc. Ch©n 16 : ch©n cÊp nguån. Ch©n 10 : ch©n cµi ®Æt ®Õm lªn hoÆc ®Õm xuèng. S¬ ®å cÊu tróc : . b) Kh¶o s¸t IC 4510 - S¬ ®å ch©n : Chøc n¨ng cña c¸c ch©n : Ch©n 1: ch©n ®Æt l¹i. Ch©n 2,6,14,11 : c¸c ch©n ®Çu ra. Ch©n 3,4,13,12 : c¸c ch©n ®Æt tr­íc. Ch©n 16 : ch©n cÊp nguån. Ch©n 10 : ch©n cµi ®Æt ®Õm lªn hoÆc ®Õm xuèng -S¬ ®å cÊu tróc : *Kh¶o s¸t IC 74LS193 Vi m¹ch TTL 74LS193 lµ bé ®Õm ®ång bé thuËn nghÞch 4 bÝt, víi c¸c ngâ vµo d÷ liÖu cho phÐp nhËp gi¸ trÞ b¾t ®Çu cña bé ®Õm ( néi dung ®Õm ) S¬ ®å ch©n cña vi m¹ch nµy ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh vÏ sau: H×nh 30 §©y lµ mét vi m¹ch MSI ( Medium scale integrated ) ®­îc cÊu t¹o tõ kho¶ng 55 cæng víi s¬ ®å logic vµ ®å thÞ thêi gian m« t¶ ho¹t ®éng cña vi m¹ch ,®­îc cho trªn h×nh vÏ sau Hình 38 Tõ ®å thÞ thêi gian chóng ta thÊy bé ®Õm 74LS193 cã c¸c chÕ ®é hoatþ ®éng sau ®©y: xãa bé ®Õm ( clear ), nhËp d÷ liÖu vµo bé ®Õm ( load ) ,®Õm lªn ( Count Up ) vµ ®Õm xuèng ( Count down ) ,tïy theo sù ®iÒu khiÓn cña c¸c ngâ vµo cña vi m¹ch: . CLEAR: Ngâ vµo xãa bé ®Õm vÒ 0000 .Load: Ngâ cho phÐp nhËp d÷ liÖu vµo bé ®Õm: A,B,C,D – c¸c ngâ vµo d÷ liÖu .COUNT UP: Ngâ vµo nhËn xung cho phÐp ®Õm lªn, kÝch s­ên lªn .COUNT DOWN: Ngâ vµo nhËn xung cho phÐp ®Õm xuèng , kÝch s­ên lªn .QA,QB,QC,QD: C¸c ®Çu ra cña bé ®Õm CARY vµ BORROW : C¸c ngâ ra nµy cho phÐp ng­êi thiÕt kÕ cã thÓ ghÐp nèi tÇng nhiÒu vi m¹ch 74LS193 víi nhau ®Ó thùc hiÖn m¹ch ®Õm víi sè l­îng lín h¬n. Ch¼ng h¹n nh­ ®Ò tµi cña chóng ta mµ ®­îc phÐp sö dông IC 74LS193 th× chóng ta sÏ ghÐp 2 con l¹i víi nhau v× 1 con míi ®­îc 4 bÝt khi nèi 2 con l¹i sÏ ®­îc 8 bÝt Sau ®©y chóng ta kh¶o s¸t ho¹t ®éng cña vi m¹ch nµy a.ho¹t ®éng ®Õm lªn -CÊp nguån cho m¹ch -Xãa bé ®Õm vÒ 0 -Dïng m¸y ph¸t sãng cÊp tÝn hiÖu xung vu«ng cã tÇn sè 1Hz vµo ngâ vµo UP cña bé ®Õm vµ quan s¸t ho¹t ®éng cña m¹ch ®Õm lªn cña vi m¹ch ( néi dung bé ®Õm thay ®æi t­ 00001111 chó ý quan s¸t ngâ ra CARRY vµ BORROW.H·y cho biÕt ngâ ra nµy thay ®æi tr¹ng th¸i t¹i thêi ®iÓm nµo ? .T¨ng tÇn sè ngâ vµo xung ®Õm cña m¸y ph¸t sãng ®Ó t¨ng tèc ®é ®Õm b.Ho¹t ®éng ®Õm x 1Hz tõ m¸y ph¸t sãng vµo ngâ vµo DOWN cña vi m¹ch L­u ý :Ngâ vµo uèng Kh¶o s¸t ho¹t ®én g ®Õm xuèng hoµn toµn t­¬ng tù nh­ phÇn a b»ng c¸ch cÊp nguån xung clock tÇn sè UP ®Ó trèng c.NhËn d÷ liÖu vµo bé ®Õm Trong phÇn nµy chóng ta sÏ sö dông ngâ vµo Load vµ c¸c c«ng t¾c A,B,C,D ë khèi INPUT.Khi ch©n LOAD ®­îc tÝch cùc th× d÷ liÖu ®­îc n¹p trùc tiÕp vµo bé ®Õm. 3.1.4 Khèi gi¶i m¨ . C¸c IC gi¶i m· cã chøc n¨ng gi¶i m· tõ m· sè BCD sang m· sè 7 ®o¹n ®Ó ®iÒu khiÓn hiÓn thÞ c¸c con sè thËp ph©n trªn Led 7 ®o¹n. Trong thùc tÕ Led 7 ®o¹n cã 2 lo¹i ®ã lµ lo¹i Chung Anèt vµ lo¹i chung Ktèt chÝnh v× thÕ IC gi¶i m· trong thùc tÕ còng cã 2 lo¹i: lo¹i ®Çu ra tÝch cùc møc thÊp (dïng cho lo¹i Led chung Anèt) vµ lo¹i ®Çu ra tÝch cùc møc cao (dông cho lo¹i Led chung Ktèt). Mét sè IC gi¶i m· 7 ®o¹n ®Çu ra tÝch cùc møc thÊp: SN74LS47, SN74LS247. Mét sè IC gi¶i m· 7 ®o¹n ®Çu ra tÝch cùc møc cao: SN74LS48, SN74LS248, 4511, 4543. ë ®©y ta kh¶o s¸t 2 IC gi¶i m· tiªu biÓu ®ã lµ IC 74ls47 vµ 74ls48. a, Kh¶o s¸t IC 74ls47 : - IC74LS47 chuyÓn ®æi m· BCD thµnh khu«ng d¹ng phï hîp víi theo hÖ 10 b»ng LED 7 thanh cã A chung. Khi ®Çu vµo LAMP TEST thÊp tÊt c¶ c¸c ®Çu ra ®Òu thÊp. Khi ®Çu vµo RB OUTPUT thÊp tÊt c¶ c¸c ®Çu ra ®Òu cao. Khi c¸c ®Çu vµo D, C, B ,A, lµ thÊp (sè 0 hÖ 10) vµ RB INPUT thÊp tÊt c¶ c¸c ®Çu ra ®Òu cao. §iÒu nµy cho phÐp xo¸ bá tÊt c¶ c¸c tr¹ng th¸i 0 kh«ng mong muèn theo trong mét d·y c¸c digit. - S¬ ®å ch©n : - Chøc n¨ng c¸c ch©n : Ch©n 16: Vcc nèi +5V Ch©n 8: GND nèi Mass Ch©n 7,6,1,2 C¸c ch©n ®Çu vµo m· nhÞ ph©n BDC. Ch©n 13,12,11,10,9,15,14 lµ 7 ch©n ®Çu ra tÝch cùc møc thÊp t­¬ng øng víi c¸c thanh a,b,c,d,e,f,g cña Led 7 ®o¹n. Ch©n 3 LT_L ( Lamp Test input): KiÓm tra Led Ch©n 4 BI/R O_L (Blanking Input or Ripple-Blanking Output): Xãa ng· vµo Ch©n 5 RBI_L (Ripple-Blanking Input): Xãa gîn sãng ng· vµo - S¬ ®å cÊu tróc bªn trong cña IC 74ls47: - B¶ng tr¹ng th¸i : C¸c ®Çu vµo C¸c ®Çu ra TT Q0 Q1 Q2 Q3 a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 4 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 5 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 6 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 7 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 9 a) Kh¶o s¸t IC 74ls48: IC 7448 chuyÓn ®åi m· BCD thµnh khu«ng d¹ng phï hîp víi hiÓn thÞ theo hÖ 10 b»ng LED 7 thanh cã Cathode chung ho¹t ®éng t­¬ng tù nh­ vi mach 7447. Vi m¹ch CMOS cã cïng chøc n¨ng th«ng dông lµ 74C4 S¬ ®å ch©n: - Chøc n¨ng c¸c ch©n : Ch©n 16: Vcc nèi +5V Ch©n 8: GND nèi Mass Ch©n 7,6,1,2 C¸c ch©n ®Çu vµo m· nhÞ ph©n BDC. Ch©n 13,12,11,10,9,15,14 lµ 7 ch©n ®Çu ra tÝch cùc møc cao t­¬ng øng víi c¸c thanh a,b,c,d,e,f,g cña Led 7 ®o¹n. Ch©n 3 LT_L ( Lamp Test input): KiÓm tra Led Ch©n 4 BI/RBO_L (Blanking Input or Ripple-Blanking Output): Xãa ng· vµo Ch©n 5 RBI_L (Ripple-Blanking Input): Xãa gîn sãng ng· vµo. - S¬ ®å cÊu tróc bªn trong cña IC 74ls48: B¶ng tr¹ng th¸i : C¸c ®Çu vµo C¸c ®Çu ra TT Q0 Q1 Q2 Q3 a B c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 7 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9 3.1.5. Khèi hiÖn thÞ. Khèi hiÓn thÞ ta cã thÓ sö dông LED 7 ®o¹n. LED 7 ®o¹n( hay 7 thanh, 7 segment) lµ mét lo¹i ®Ìn hiÓn thÞ. Trong thùc tÕ, LED 7 thanh dïng lµm c¬ cÊu quan s¸t hiÓn thÞ c¸c con sè trong hÖ thËp ph©n.Trong mét sè tr­êng hîp ®Æc biÖt cã thÓ dïng ®Ó hiÓn thÞ c¸c hÖ HEX vµ c¸c kÝ tù. CÊu t¹o cña LED 7 thanh bao gåm 8 LED ph¸t quang ®­îc gäi lµ c¸c thanh, lÇn l­ît lµ a, b, c, d, e, f, g, dp ( dÊu chÊm). Trong thùc tÕ cã 2 lo¹i chung A (Common Anode) vµ chung K(CommonCathode) víi cÊu tróc nh­ sau: - CÊu tróc lo¹i K chung: Tõ s¬ ®å cÊu tróc ta thÊy khi Cathode nèi møc thÊp vµ cø khi nµo c¸c ch©n t­¬ng øng a, b,.., dp cã møc cao ®­a ®Õn th× thanh ®ã sÏ s¸ng - CÊu tróc lo¹i A chung: Tõ s¬ ®å cÊu tróc ta thÊy khi Anode nèi møc cao vµ cø khi nµo c¸c ch©n t­¬ng øng a, b,.., dp cã møc thÊp ®­a ®Õn th× thanh ®ã sÏ s¸ng. Ký hiÖu vµ h×nh d¹ng Led 7 ®o¹n a b dp c d e g C f C 3.2 s¬ ®å l¾p gi¸p m¹ch 3.2.1 X©y dùng lý thuyÕt IC ®Õm ®a chøc n¨ng X©y dùng lý thuyÕt lµ g× ? Lµ tõ c¸c Flip-Flop ®· häc vµ c¸c lo¹i cæng Logic ®· ®­îc häc . Nèi chóng l¹i víi nhau ®Ó t¹o thµnh c¸c IC ®Õm ®a chøc n¨ng nh­ trong ®Ò tµi yªu cÇu.Tr­íc hÕt chóng ta ph¶i biÕt ®Ò tµi yªu cÇu chóng ta thiÕt kÐ IC cã nh÷ng chøc n¨ng thÕ nµo .Ch©n UP/ DOWN ( ®Õm lªn hoÆc xuèng) : M¹ch cã kh¶ n¨ng ®Õm lªn hoÆc ®Õm xuèng tïy ý chØ cÇn thay ®æi tr¹ng th¸i cña ch©n UP/DOWN .Ch©n MR lµ ngâ vµo xãa m¹ch ®Õm vÒ 0000 0000 . Ch©n Load – Ngâ vµo cho phÐp nhËn d÷ liÖu vµo bé ®Õm data a, data b, data c, data d lµ c¸c ngâ vµo d÷ liÖu .M¹ch ®­îc hiÓn thÞ qua led 7 ®o¹n: sÏ hiÓn thÞ ®­îc tõ 09 hoÆc tõ 9 0. Tõ nh÷ng yªu cÇu nh­ trªn ta tiÕn hµnh thùc hiÖn tõng yªu cÇu mét sau ®ã nèi chóng l¹i víi nhau sÏ t¹o thµnh mét IC ®Õm ®a chøc n¨ng vµ m¹ch cña chóng ta chØ ®Õm ®­îc tõ 0099 hoÆc 9900 Ta x©y dùng cho 4 bÝt sau ®ã ghÐp chóng l¹i víi nhau sÏ t¹o thµnh 8 bÝt §Õm thuËn nghÞch ( up/down ) M¹ch ®Õm thuËn nghÞch modul 10 sö dông flip-flop jk R = S = 0, ck t¸c ®éng s­ên lªn M¹ch sö dông 4 flip-flop jk, ck nèi víi nhau nèi víi m¹ch t¹o xung , R vµ S ch­a sö dông nªn phÇn nµy ch­a xÐt ®Õn. B¶ng tr¹ng th¸i : ck up/down Q3 Q2 Q1 Q0 Q3’ Q2’ Q1’ Q0’ K3=J3 K2=J2 K1=J1 K0=J0 0 up 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 up 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 2 up 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 3 up 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 4 up 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 5 up 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 6 up 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 7 up 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 8 up 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 9 up 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 10 up 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 down 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 down 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 2 down 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 3 down 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 4 down 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 5 down 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 6 down 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 7 down 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 8 down 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 9 down 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 10 down 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 Rót gän hµm ta ®­îc : J3 = K3 = Q2*Q1*Q0*up + Q3*Q0*up + down*Q2*Q1*Q0 J2 = K2 = Q1*Q2*up + down* Q3*Q0 + down* Q2*Q1*Q0 J1 = K1 = Q3*Q0*up + down*( Q1 + Q2 + Q3)*Q0 J0 = K0 = up + down S¬ ®å m¹ch nh­ sau: VËy lµ ®· thiÕt kÕ xong m¹ch ®Õm thuËn nghÞch modul 10, B©y giê sÏ thiÕt kÕ m¹ch hµng chôc. Do chóng gièng nhau nªn sÏ kh«ng thiÕt kÕ l¹i n÷a mµ dïng 2 m¹ch gièng nhau lµ ®­îc. Ta sÏ nèi chóng l¹i víi nhau lµ sÏ t¹o thµnh m¹ch ®Õm thuËn nghich 8 bÝt nh­ng chØ ®Õm thuËn nghich 00® 99. CK®¬n vi Up/Down Q3®¬n vÞ Q2®¬n vÞ Q1®¬n vÞ Q0®¬n vÞ CKchôc 0 Up 0 0 0 0 0 Up 0 0 0 1 0 Up 0 0 1 0 0 Up 0 0 1 1 0 Up 0 1 0 0 0 Up 0 1 0 1 0 Up 0 1 1 0 0 Up 0 1 1 1 0 Up 1 0 0 0 0 Up 1 0 0 1 0 Up 0 0 0 0 Down 0 0 0 0 0 Down 1 0 0 1 Down 1 0 0 0 0 Down 0 1 1 1 0 Down 0 1 1 0 0 Down 0 1 0 1 0 Down 0 1 0 0 0 Down 0 0 1 1 0 Down 0 0 1 0 0 Down 0 0 0 1 0 Down 0 0 0 0 0 Khi m¹ch ®Õm lªn CK chôc ®­îc t¸c ®éng khi Q3 ®¬n vÞ tõ 1 0 nghÜa lµ s­ên xuèng mµ Ckchôc t¸ch ®éng s­ên lªn . VËy khi ®Õm lªn CKchôc=up.3 Khi m¹ch ®Õm xuèng CKchôc ®­îc t¸c ®éng khi Q3®¬n vi tõ 01 nghÜa lµ s­ên lªn VËy khi ®Õm xuèng: CKchôc= down.Q3 Khi m¹ch ®Õm thuËn nghÞch ta cã CK= up.3 + down.Q3 S¬ ®å m¹ch ®Õm thuËn nghÞch 8 bÝt nh­ sau 3.2.2 X©y dùng hµm cña ch©n load Load ®­îc hiÓu nh­ lµ t¸i d÷ liÖu vµo trùc tiÕp. NghÜa lµ khi ®­a d÷ liÖu ë ngoµi vµo nh­ nµo th× ë m¹ch ®Çu ra ph¶i hiÖn thÞ nh÷ng tr¹ng th¸i nh­ vËy. §Ó lµm ®­îc ®iÒu nµy chóng ta sö dông ch©n reset vµ ch©n set cña flip-flop. M¹ch nµy sÏ sö dông flip-flop jk ( nèi J=K=T ) cã R = S = 0, CK t¸c ®éng s­ên lªn do vËy ch©n R, S ®­îc tÝch cùc ë møc thÊp . §Ó lµm ®­îc nh­ thÕ ta ph¶i hiÓu r»ng ch©n R, S ph¶i thay nhau ®­îc tÝch cùc. Khi ch©n R ®­îc tÝch cùc th× ch©n S kh«ng ®­îc tÝch cùc vµ ng­îc l¹i khi ch©n S ®­îc tÝch cùc th× ch©n R kh«ng ®­îc tÝch cùc . §Ó ®Çu ra cña flip-flop gièng ®Çu vµo cña d÷ liÖu ta dïng ch©n Load tÝch cùc ë møc cao , vµ l¹i muèn khi ®Çu vµo d÷ liÖu b»ng 1 th× S ®­îc tÝch cùc nªn Q = 1 vµ d÷ liÖu b»ng 0 th× R ®­îc tÝch cùc Q = 0. Ta cã b¶ng tr¹ng th¸i : load data R S Q 0 x 1 1 Q 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 Suy ra : S = R 1= *load Nh­ng trong ®Ò tµi nµy chóng ta cßn ch©n MR nghÜa lµ khi MR = 1 ®­îc tÝch cùc th× tÊt c¶ ®Çu ra ph¶i b»ng 0 . Ta cã b¶ng tr¹ng th¸i nh­ sau: MR S R1 R Q 1 x x 0 0 VËy R cña mçi FF cuèi còng sÏ b»ng R= .R1 S= Trªn ®©y chØ lµ x¸c ®Þnh hµm cho m¹ch ®Õm ®Æt tr­íc cña 1 flip-flop, m¹ch cña ta dïng 8 flip-flop jk do ®ã cã 8 ch©n R vµ S nh­ng c¸c ch©n load vµ ch©n MR th× ph¶i nèi chung víi nhau, mçi hµm set cã 1 ®Çu vµo cho data ®Ó n¹p.khi ch©n load kh«ng ®­îc tÝch cùc th× toµn bé ch©n R1 vµ ch©n S kh«ng cßn t¸c dông. S¬ ®å m¹ch: §©y lµ IC ®Õm 8 bÝt ®a chøc n¨ng theo lý thuyÕt. Nh­ng riªng khi ®Õm ®Æt tr­íc th× n¹p vµo d÷ liÖu vµo c¸c ®Çu vµo d÷ liÖu ( data ). Do kh«ng lµm m¹ch thùc tÕ ta ch¹y m« pháng trªn phÇn mÒm m« pháng proteus 7.7 sp2.Do vËy chóng ta sÏ ph¶i dïng thªm 1 sè linh kiÖn ®Ó phôc vô cho viÖc hiÓn thÞ ®Ó kh¶o s¸t IC ®Õm ®a chøc n»ng mµ chóng ta ®· thiÕt kÕ: -led 7 thanh ®Ó hiÓn thÞ -IC 7447 ®Ó gi¶I m· tõ BCD sang led 7 thanh -tÝch cùc cho ch©n load Ch©n Load ®­îc x©y dùng trªn c¬ së nh­ sau: khi load ®­îc tÝch cùc th× ®Çu ra cña m¹ch ®Õm sÏ lµ ®Çu vµo d÷ liÖu. ë mçi chu k× ®Õm th× load chØ ®­îc tÝch cùc 1 xung ®Çu tiªn cßn nh÷ng xung sau th× m¹ch ®Õm ph¶i thùc hiÒn ®Õm theo yªu cÇu cña ng­êi sö dông . Chóng ta cã thÓ dïng 1 nót bÊm ®Î ®iÒu khiÓn b»ng tay nh­ng ch¼ng nhÏ cø hÕt 1 chu kú ®Õm th× ng­êi sö dông l¹i ph¶I bÊm 1 lÇn nh­ vËy th× qu¸ bÊt tiÖn vµ thiÕu chÝnh x¸c. Ta sÏ sö dông Flip- Flop ®Ó tÝch cùc cho ch©n load. Load ®­îc tÝch c­ch møc cao lªn chóng ta sÏ lÊy ®Çu vµo cña load sÏ lµ ®Èu ra cña Flip-Flop V× xung ®Çu tiªn th× Q sÏ b»ng 0 cßn sÏ b»ng 1.Flip-Flop ta dïng lµ FF-JK cã R=S=1, CK t¸c ®éng ë s­ên lªn nh­ nµy lµ ®· tÝch cùc xong cho ch©n load ë chu kú ®Çu tiªn. Ch¼ng nhÏ ë chu kú tiÕp theo m¹ch ®Õm cña chóng ta l¹i ®Õm b×nh th­êng mµ kh«ng b¾t ®Çu ®Õm tõ gi¸ trÞ chóng ta ®Æt tr­íc. Lóc nµy chóng ta sÏ dïng ®Õn ch©n R cña FF-Jk nµy khi R=1 th× Q = 0 vµ = 1.Khi ®Õm lªn sau khi ®Õm ®Õn 1001 1001 nh­ b×nh th­êng m¹ch sÏ b¾t ®Çu ®Õm tõ 0000 0000 nh­ng chóng ta l¹i muèn nã ®Õm ®Õn gi¸ trÞ ®Æt tr­íc hay lµ ch©n load ®­îc tÝch cùc do ®ã ®©y chÝnh lµ lóc mµ R ®­îc tÝch cùc R= up.3210 .13121110 ( 1 chÝnh lµ kÝ hiÖu cña m¹ch ®Õm hµng chôc). Cßn khi ®Õm xuèng khi ®Õn 0000 0000 nh­ b×nh th­êng th× chu kú tiÕp theo m¹ch sÏ ®Õm tiÕp tõ 1001 1001 nh­ng chóng ta l¹i muèn nã ®Õm b¾t ®Çu tõ sè mµ chóng ta ®· ®Æt tr­íc ®©y lµ lóc mµ R ®­îc tich cùc R =Down.Q0.Q3.1Q0.1Q3 Suy ra R= up.3210 .13121110 + Down.Q0.Q3.1Q0.1Q3 Ta cã s¬ ®å h×nh vÏ nh­ sau KÕt luËn : Trong nh÷ng phÇn trªn em ®· tr×nh bÇy trong phÇn bµi tËp cña m×nh. Qu¸ tr×nh thùc hiÖn kh«ng dµi nh­ng ®· gióp chóng em hÖ thèng l¹i ®­îc nh÷ng kiÕn vÒ m«n häc còng nh­ nh÷ng øng dông cña m¹ch ®iÖn trong thùc tiÔn cuéc sèng. §©y còng lµ hµnh trang quan träng ®Ó chóng em v÷ng tin h¬n khi b­íc ra cuéc sèng lËp nghiÖp. Chóng em xin ®­îc göi lêi c¶m ¬n ch©n thµnh tíi thÇy gi¸o NguyÔn Thanh Tïng ®· gióp ®ì chóng em rÊt nhiÒu qu¸ tr×nh lµm bµi tËp. Do thêi gian gÊp vµ l­îng kiÕn thøc, kh¶ n¨ng cßn h¹n chÕ nªn bµi tËp cßn nh÷ng thiÕu sãt kh«ng thÓ tr¸nh khái. Chóng em rÊt mong ®­îc sù gãp ý, chØ b¶o thªm cña c¸c thÇy, c« trong khoa còng nh­ trong bé m«n ®Ó bµi tËp cña em ®­îc hoµn thiÖn h¬n, ®­îc ¸p dông thùc tÕ h¬n vµo cuéc sèng. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Tµi liÖu tham kh¶o Gi¸o tr×nh Kü ThuËt Sè – TrÇn V¨n Hµo Gi¸o tr×nh Kü ThuËt §iÖn tö - §inh Gia Hu©n Gi¸o tr×nh VËt liÖu vµ linh kiÖn ®iÖn tö – NguyÔn §øc Hç Gi¸o tr×nh Thùc tËp §iÖn tö c¬ b¶n – Nghiªm Thuý Nga Gi¸o tr×nh Kü ThuËt xung sè – L­¬ng Ngäc H¶i Gi¸o tr×nh Kü ThuËt Sè – NguyÔn ViÕt Nguyªn Kü ThuËt Sè øng dông - §è Thanh H¶i S¬ ®å ch©n tra cøu ch©n IC – D­¬ng Minh TrÝ Kü ThuËt xung – V­¬ng Céng Kü ThuËt xung c¨n b¶n vµ n©ng cao – NguyÔn TÊn Ph­íc ThiÕt kÕ m¹ch Logic sè – NguyÔn Thuý V©n Vi m¹ch vµ m¹ch t¹o sãng – Tèng V¨n On