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

NỘI DUNG ĐỒ ÁN KHẢO SÁT NGHIÊN CỨU CƠ BẢN Giới thiệu các cổng logic và các FLIP-FLOP Vi mạch số Giới thiệu các linh kiện dùng trong mạch . Cấu trúc chức năng cổng logic trong mạch. THIẾT KẾ MẠCH Mạch nguồn Khối tạo xung Khối hiển thị Sơ đồ nguyên lý mạch đếm đa năng Phân tích nguyên lý mạch. KẾT LUẬN CHUNG Nhận xét Tài liệu tham khảo

doc57 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2085 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Dùng flipflop thiết kế bộ đếm 8 bit có chức năng mr, load, up/down, hiển thị led 7 đoạn, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docly thuyet do an.doc
  • pptDO AN .ppt