Thiết kế hệ thông khóa điện tử có mã hóa

1 Lêi nãi ®Çu Trong lÜnh vùc §iÖn tö vµ Th«ng tin,Kü thuËt sè ®ãng vai trß v« cïng quan träng.Do ®ã viÖc t×m hiÓu vµ nghiªn cøu vÊn ®Ò ®ã lµ rÊt cÇn thiÕt ®èi víi sinh viªn Khoa §iÖn tö. §å ¸n m«n ThiÕt kÕ m¹ch Logic sÏ gióp sinh viªn khoa §iÖn tö viÔn th«ng n¾m v÷ng ®­îc kiÕn thøc vÒ Kü thuËt sè,kh¶ n¨ng tù t×m tßi nghiªn cøu c¸c hÖ thèng sè .Sö dông c¸c kiÕn thøc vÒ Kü thuËt sè logic cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu bµi to¸n cã tÝnh øng dông thùc tiÔn cao. §å ¸n cña em lµ bµi to¸n thiÕt kÕ HÖ Thèng Kho¸ Cã M· Ho¸ dùa trªn c¸c nguyªn lý Kü thuËt sè logic c¬ b¶n.§©y míi chØ lµ nh÷ng b­íc thiÕt kÕ hÖ thèng trªn c¬ së lý thuyÕt nªn sÏ kh«ng tr¸nh khái nh­ng sai sãt,hy väng em cã ®iÒu kiÖn cô thÓ ho¸ bµi to¸n h¬n n÷a . Em xin c¶m ¬n thÇy v× ®· cho em nh÷ng ý kiÕn rÊt quan träng ®Ó hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Sinh viªn : NguyÔn ViÖt Hïng. 2 Môc lôc Lêi nãi ®Çu 1 Môc lôc 2 PhÇn I Giíi thiÖu chøc n¨ng hÖ thèng 3 PhÇn II S¬ ®å khèi vµ vËn hµnh hÖ thèng 1. S¬ ®å khèi 4 2. VËn hµnh hÖ thèng 4 PhÇn III Chøc n¨ng vµ nguyªn lý c¸c khèi 1. HÖ thèng phÝm vµ t¹o m· 6 2. Gi¶i m· 11 3. Ph©n kªnh 11 4. Chèt 17 5. HiÓn thÞ 19 6. ThiÕt lËp Password 20 7. So s¸nh 22 8. B¸o ®éng 24 9. Kho¸ 28 PhÇn IV KÕt luËn 29 PhÇn V S¬ ®å m¹ch cña toµn hÖ thèng PhÇn I : Giíi thiÖu chøc n¨ng hÖ thèng. 3 §©y lµ hÖ thèng bËt t¾t cã m· ho¸,®­îc sö dông trong c¸c hÖ thèng kho¸ cÇn tÝnh b¶o mËt cao.VÝ dô nh­: cöa cña mét c¨n hé,mét nhµ kho,mét hÖ thèng m¸y mãc ho¹t ®éng cÇn mang tÝnh riªng t­ hay b¶o mËt... Muèn më kho¸,th«ng qua bµn phÝm vµ ®Ìn hiÓn thÞ,ng­êi sö dông nhËp Password vµo vµ nhÊn phÝm më kho¸,kho¸ sÏ më.Muèn ®ãng kho¸ th× nhÊn vµo phÝm ®ãng.Ng­êi sö dông cã thÓ söa l¹i sè ®· nhËp b»ng c¸ch dïng c¸c phÝm sang ph¶i hay tr¸i ®Ó ®iÒu chØnh.Ng­êi sö dông chØ cã thÓ më kho¸ nÕu nhËp ®óng Password ®· ®­îc thiÕt lËp tr­íc ®ã.NÕu nhËp Password vµo 3 lÇn mµ kh«ng më ®­îc kho¸ th× hÖ thèng sÏ bÞ treo trong mét kho¶ng thêi gian 30 phót ®ång thêi hÖ thèng b¸o ®éng sÏ ®­îc kÝch ho¹t,nhê ®ã tÝnh b¶o mËt sÏ ®­îc n©ng cao.ViÖc thiÕt lËp Password cho kho¸ tuú thuéc vµo ng­êi sö dông,®¶m b¶o bÝ mËt vµ an toµn.ChØ cã thÓ thay ®æi Password nÕu ®· nhËp ®óng Password cò. PhÇn II : S¬ ®å khèi vµ vËn hµnh hÖ thèng. 4 1.S¬ ®å khèi: S¬ ®å khèi hÖ thèng ( H×nh 1 ) bao gåm 9 khèi,c¸c khèi cã nhiÖm vô vµ chøc n¨ng kh¸c nhau nh­ng cã liªn hÖ víi nhau qua c¸c tÝn hiÖu. 2.VËn hµnh cña hÖ thèng. Qua phÇn ph©n tÝch chøc n¨ng vµ s¬ ®å khèi cña hÖ thèng kho¸ cã m· ho¸ ta cã thÓ m« t¶ ho¹t ®éng cña hÖ thèng nh­ sau: Kho¸ ®ang ë tr¹ng th¸i ®ãng ,muèn më kho¸,nhê c¸c phÝm sè ta nhÊn vµo ®óng Password ®· thiÕt lËp tr­íc ®ã (password bao gåm 6 ch÷ sè bÊt kú trong kho¶ng tõ 0 ®Õn 9).Mçi lÇn nhÊn phÝm ®Ó nhËp sè,nã sÏ ph¸t ra mét m· cña phÝm ®ã ë d¹ng nhÞ ph©n,m· gåm 4 bit,m· nµy qua m¹ch gi¶i m· 7 khe,qua bé ph©n kªnh ®Ó ®­a tíi m¹ch chèt vµ tíi bé gi¶i m· 7 khe ®Ó hiÓn thÞ.TiÕp tôc nhËp vµo c¸c sè tiÕp,nhê cã bé ph©n kªnh nªn nã sÏ ®­îc hiÓn thÞ ë ®Ìn tiÕp theo vµ m· cña nã sÏ bÞ chèt ë mét m¹ch chèt t­¬ng øng,cø tiÕp tôc nhËp cho ®Õn hÕt m·.Khi phÝm H×nh 1 T¹o M· Gi¶i M· Ph©n Kªnh Chèt HiÓn ThÞ LËp Password So s¸nh Kho¸ B¸o §éng 5 OPEN ®­îc nhÊn nã xÐt tÝn hiÖu mang dÊu hiÖu so s¸nh tõ khèi So S¸nh,khèi nµy cã nhiÖm vô so s¸nh m· sè võa nhËp cã ®óng víi Password ®· thiÕt lËp kh«ng,nÕu sai mµ ng­êi sö dông tiÕp tôc nhÊn OPEN ®Õn 3 lÇn th× khèi B¸o §éng sÏ bÞ kÝch ho¹t,hÖ thèng b¸o ®éng sÏ kÐo dµi trong mét kho¶ng thêi gian 30 phót ,®ång thêi kho¸ sÏ bÞ treo.Sau kho¶ng thêi gian 30 phót ®ã hÖ thèng míi lµm viÖc b×nh th­êng.NÕu Password ®· ®­îc nhËp ®óng nhÊn phÝm OPEN m¹ch kho¸ sÏ më,kho¸ vÉn më mÆc dï lóc nµy ta thay ®æi d·y sè nhËp vµo kh¸c víi Password.Kho¸ chØ ®ãng khi ta nhÊn tiÕp phÝm CLOSE. Khi muèn thay ®æi Password ng­êi sö dông ph¶i nhËp vµo ®óng Password cò,khi ®· nhËp ®óng ,nhÊn vµo phÝm CODING vµ tiÕn hµnh nhËp m· míi.Gi¸ trÞ Password nµy sÏ ®­îc l­u khi ta nhÊn vµo phÝm SAVE. PhÇn III : Ph©n tÝch chøc n¨ng vµ nguyªn lý cña c¸c khèi . 6 1.HÖ thèng phÝm vµ t¹o m·. S¬ ®å cña bµn phÝm ®­îc bè trÝ trªn Panel nh­ sau: NhiÖm vô cña khèi T¹o M· chØ dïng ®Ó t¹o m· cho c¸c sè,trªn s¬ ®å bµn phÝm cã chøa c¸c phÝm ®iÒu khiÓn c¸c ho¹t ®éng cña hÖ thèng,c¸c phÝm nµy kh«ng cÇn t¹o m·, sÏ ®­îc xÐt ®Õn ë c¸c khèi kh¸c,vµ c¸c phÝm sè dïng ®Ó nhËp Password.C¸c phÝm cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn dïng ®Ó : khëi ®éng më/®ãng kho¸,lùa chän ®Ìn s¸ng hiÓn thÞ,thiÕt lËp Password. Tr­íc hÕt ta h·y xÐt thao t¸c nhÊn phÝm:C¸c phÝm lµ tËp hîp c¸c c«ng t¾c kiÓu tiÕp xóc c¬ khÝ,cã g¾n bé phËn ®µn håi do vËy mét chu tr×nh thùc hiÖn thao t¸c víi phÝm bao gåm c¶ nhÊn vµ nh¶ phÝm mµ phÇn tr­íc vµ sau nµy ta chØ gäi lµ thao t¸c nhÊn phÝm.NÕu xem c¸c c«ng t¾c cã sù tiÕp xóc tèt th× mçi lÇn nhÊn chØ lµ 1 qu¸ tr×nh bËt/t¾t,nÕu kÐm sÏ g©y ra nhiÒu chu tr×nh nhÊn vµ lµm hÖ thèng lµm viÖc kh«ng chÝnh x¸c.Mét ®Æc ®iÓm cña c¸c phÝm : c¸c phÝm lµ phÝm kÐp mµ ta sÏ xÐt trong c¸c khèi cô thÓ sau. SW PUSHBUTTON H×nh 2 0 321 4 6 85 7 9 Save CodingCloseOpen 7 Khèi T¹o M· dïng nhËp Password vµ t¹o m· cho c¸c sè:Trªn bµn phÝm cña hÖ thèng gåm 16 phÝm, trong ®ã cã 10 phÝm sè do vËy chØ cÇn 4 bit ®Ó m· ho¸ cho c¸c phÝm sè ®ã.Ta m· ho¸ c¸c phÝm sè theo b¶ng : PhÝm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 M· 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 Nh­ vËy c¸c phÝm tõ 0 ®Õn 9 ®­îc m· ho¸ thµnh nhÞ ph©n theo sè thËp ph©n. Mçi khi nhÊn 1 phÝm sÏ cã mét m· bµn phÝm ®­îc truyÒn lªn bus bµn phÝm ®­a tíi m¹ch chèt vµ hiÓn thÞ.Khi nhÊn phÝm ,thao t¸c ®ã kh«ng chØ t¹o m· c¸c sè mµ cßn cã t¸c ®éng ®iÒu khiÓn c¸c khèi kh¸c mµ ta sÏ xÐt ë sau(VÝ dô nh­ ®iÒu khiÓn khèi Ph©n Kªnh,khèi Chèt). §Ó t¹o m· c¸c phÝm nh­ b¶ng ,ta cã thÓ sö dông nhiÒu c¸ch,cã thÓ sö dông c¸c FF ®Ó m· ho¸: dïng 4 FF_JK ,mçi FF sÏ m· ho¸ 1 bit.Ta cã b¶ng tr¹ng th¸i cña FF_JK nh­ h×nh trang sau(H×nh 3),qua b¶ng ta nhËn thÊy FF sÏ truyÒn d÷ liÖu khi cã ®ét biÕn ©m vµo ch©n CLK cña nã. Lîi dông tÝnh chÊt ®ã ta cã thÓ t¹o nªn mét tæ hîp bit cho mçi lÇn nhÊn phÝm b»ng c¸ch nèi c¸c ch©n J,K cña c¸c FF c¸c møc ®iÖn ¸p thÝch hîp. K J Q FF JK 8 CP J K Q /Q Chó ThÝch §ét biÕn ©m 0 0 Q /Q Kh«ng ®æi §ét biÕn ©m 0 1 0 1 §ét biÕn ©m 1 0 1 0 TruyÒn DL §ét biÕn ©m 1 1 /Q Q §¶o 1 X X Q /Q 0 X X Q /Q Kh«ng ®æi Ta xÐt c¸ch t¹o m· cho sè 3 thËp ph©n: Khi phÝm sè 3 ®­îc nhÊn chÝnh lµ c«ng t¾c ®­îc bËt vµ t¾t t¹o nªn c¸c ®ét biÕn ©m ë ch©n CLK cña c¸c FF ,do c¸c ®Çu J,K ®· ®­îc nèi hoÆc lµ ®Êt hoÆc lµ +5V nªn khi ®ã c¸c ®Çu ra Q cña c¸c FF sÏ lµ møc logic t­¬ng øng.C¸c møc logic nµy t¹o thµnh 4 bit m· cña phÝm sè 3 lµ 0011 .Mét c¸ch t­¬ng tù ta cã thÓ t¹o m· cho c¸c phÝm kh¸c .Nh­ vËy,®Ó t¹o m· cho 10 phÝm sè cÇn mét ma trËn 4x10=40 Flip Flop JK .Tuy nhiªn c¸ch tæ chøc nµy kh«ng thùc tÕ ,trong viÖc thiÕt kÕ sö dông c¸c linh kiÖn th«ng th­êng tæ hîp 40 FF lµm kÝch th­íc m¹ch rÊt lín. H×nh 3 9 Mét gi¶i ph¸p thùc tÕ h¬n lµ thiÕt kÕ hoÆc sö dông mét m¹ch t¹o m· ­u tiªn(Priority Encoder):nÕu t¹i mét thêi ®iÓm cã thÓ cã nhiÒu ®Çu vµo ë møc tÝch cùc th× m¹ch sÏ t¹o ra m· cña ®Çu vµo ®­îc ­u tiªn t¹i thêi ®iÓm ®ã.Trong viÖc t¹o m· c¸c sè cña hÖ thèng nµy,sö dông IC ®· ®­îc thiÕt kÕ s½n thÝch hîp h¬n.Do ®ã ta sÏ dïng IC 74147 10 to 4 line Priority Encoder ,b¶ng tr¹ng th¸i cña nã(H×nh 4): 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X X X X X X 0 X X X X X X X 0 1 X X X X X X 0 1 1 X X X X X 0 1 1 1 X X X X 0 1 1 1 1 X X X 0 1 1 1 1 1 X X 0 1 1 1 1 1 1 X 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 IC 74147 cã 9 ®Çu vµo tõ 1 ®Õn 9 vµ 4 ®Çu ra A,B,C,D.Nh×n vµo b¶ng tr¹ng th¸i cña nã ta thÊy 4 ®Çu ra ph¶i nèi víi mét cæng ®¶o th× míi ®óng víi d¹ng m· c¸c sè mµ hÖ thèng yªu cÇu. Khi ®Çu vµo 1 cã logic 0,c¸c ®Çu vµo cßn l¹i cã logic 1 th× tÝn hiÖu ra øng víi tæ hîp bit 1110(DCBA ),nÕu cho qua cæng ®¶o sÏ lµ 0001 chÝnh lµ m· cña sè 1. Khi ®Çu vµo 5 cã logic 0,c¸c ®Çu 6,7,8,9 cã logic 1 th× tÝn hiÖu ra øng víi tæ hîp bit 1010,qua cæng ®¶o sÏ lµ 0101 chÝnh lµ m· cña sè 5. C¸c sè kh¸c còng t­¬ng tù,nh­ vËy ta chØ viÖc ghÐp nèi IC nµy víi hÖ thèng c¸c phÝm.Do t¸c ®éng phÝm lµ ®ãng ng¾t ,mçi khi cã thao t¸c nhÊn ®Çu ra cña IC sÏ cã tæ hîp m·,khi nh¶ phÝm tÝn hiÖu sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i 0 ban ®Çu, yªu cÇu tÝn H×nh 4 10 hiÖu vµo cho c¸c LED hiÓn thÞ kh«ng bÞ mÊt ®i khi nh¶ phÝm ,cÇn ph¶i cã 1 m¹ch chèt tr­íc c¸c LED.Ta cã s¬ ®å tæ chøc t¹o m· cho c¸c sè(H×nh 5): C¸c m¹ch chèt chØ më nhËn m· cña phÝm nÕu cã sù kiÖn nhÊn phÝm,vµ ®ãng khi nh¶ phÝm. §Ó t¹o m· cho phÝm sè 0 ,v× tr¹ng th¸i æn ®Þnh ra cña khèi T¹o M· lu«n lµ 0000 nªn chØ cÇn t¹o phÝm mµ khi nhÊn sÏ më c¸c m¹ch chèt(xÐt ë khèi Chèt). §èi víi c¸c phÝm cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn : PhÝm OPEN dïng ®Ó ®iÒu khiÓn m¹ch më kho¸ sau khi ®· nhËp ®ñ Password.Muèn ®ãng kho¸ th× sö dông phÝm CLOSE. Hai phÝm sang ph¶i vµ sang tr¸i ®Ó ®iÒu khiÓn lùa chän vÞ trÝ sè cÇn nhËp,nhê ®ã dÔ dµng cã kh¶ n¨ng söa mçi khi nhËp sai Password.Hai phÝm nµy chÝnh lµ t¹o xung ®Õm thuËn vµ nghÞch cña mét bé ®Õm,nã sÏ cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn lùa chän ®Çu ra cña c¸c DEMUX cña khèi Ph©n Kªnh. VCC VCC 3 5 4 8 9 1 6 7 2 0 Khèi T¹o M· 1 2 1 2 1 2 4.7K 74147 1N 1 2N 2 3N 3 4N 4 5N 5 6N 6 7N 7 8N 8 9N 9 DN 10CN 11BN 12AN 13 1 2 4.7K 4.7K 4.7K4.7K H×nh 5 11 PhÝm CODING ®Ó thiÕt lËp l¹i Password ng­êi sö dông cÇn ph¶i nhËp ®óng Password,lóc ®ã phÝm nµy míi cã kh¶ n¨ng kÝch ho¹t më khèi cµi thiÕt lËp m·.Password muèn cã hiÖu lùc cÇn nhÊn vµo phÝm SAVE ®Ó ®ãng m¹ch cµi. Chøc n¨ng cô thÓ cña phÝm ®iÒu khiÓn ta sÏ xÐt ë c¸c khèi liªn quan. 2.Khèi Gi¶I M·. Khi nhÊn mét phÝm sè trªn bµn phÝm sè ®ã sÏ ®­îc hiÓn thÞ trªn c¸c ®Ìn hiÓn thÞ 7 khe,khèi gi¶i m· sÏ thùc hiÖn chøc n¨ng nµy,nã sÏ lµ khèi gi¶i m· nhÞ ph©n sang 7 khe. T¹i mçi thêi ®iÓm nhÊn phÝm nhËp chØ cã 1 tæ hîp 4 bit cÇn gi¶i m·,do vËy ®Ó hiÓn thÞ 6 LED chØ cÇn 1 bé gi¶i m· lµ ®ñ .Ta sö dông IC 7447 ®Ó thùc hiÖn viÖc nµy.B¶ng chuyÓn m· nh­ H×nh 6. øng víi bit 1 lµ khe s¸ng ng­îc l¹i sÏ tèi.Bèn ch©n vµo cho IC chÝnh lµ c¸c bit cña m· phÝm t­¬ng øng ®­îc lÊy tõ ®Çu ra IC 74147 cña khèi T¹o M·.7 ch©n ra cña IC kh«ng nèi trùc tiÕp LED 7 khe mµ qua khèi Ph©n Kªnh ®Ó cã thÓ gi¶i m· cho c¶ 7 LED. NBCD A b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 3.Khèi Ph©n Kªnh. V× hÖ thèng cã Password gåm 6 ch÷ sè mµ chØ dïng 1 gi¶i m· ,khèi gi¶i m· cã 7 tÝn hiÖu ra nªn cÇn ph¶i cã thªm khèi 7 DEMUX 8-1 ,vµ tr­íc mçi LED 7 khe H×nh 6 12 ph¶i cã mét m¹ch chèt 7 bit ®Ó chèt d÷ liÖu võa nhËp ®Ó cã thÓ hiÓn thÞ ®­îc tÊt c¶ ®ång thêi.CÇn ph¶i cã m¹ch chèt bëi nÕu kh«ng,sau mçi lÇn nhËp sè míi ,sè cò sÏ kh«ng hiÖn trªn LED(xÐt sau).Còng theo yªu cÇu cña hÖ thèng ®· ph©n tÝch,cã thÓ sö dông c¸c phÝm sang ph¶i vµ tr¸i ®Ó chän vÞ trÝ nhËp,khi nhËp xong 1 sè sÏ tù ®éng nh¶y sang LED tiÕp theo.C¸c chøc n¨ng nµy thùc hiÖn nhê viÖc ®iÒu khiÓn khèi Ph©n Kªnh . Khèi Ph©n Kªnh bao gåm 7 DEMUX vµ m¹ch ®iÒu khiÓn chän kªnh,s¬ ®å khèi: TÝn hiÖu ®Ó ®iÒu khiÓn chän ®Çu ra cho DEMUX chÝnh lµ mét bé ®Õm 6 thùc hiÖn,bé ®Õm nµy sÏ ®­îc thiÕt kÕ lµ thuËn nghÞch ®Ó trong qu¸ tr×nh nhËp cã thÓ sö dông c¸c phÝm sang ph¶i vµ tr¸i ®Ó ®iÒu khiÓn vÞ trÝ cÇn nhËp hoÆc söa.C¸c phÝm nµy võa t¹o xung ®Õm võa kÝch cho bé ®Õm lµ thuËn hay nghÞch.Bé ®Õm chän ph¶i lµ thuËn nghÞch ,ta sö dông vi m¹ch ®Õm cã s½n :®Õm 10 thuËn nghÞch,®ång bé vµ cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh 74190 ®Ó x©y dùng bé ®Õm theo yªu cÇu.S¬ ®å cña vi m¹ch nh­ h×nh vÏ bªn. Chøc n¨ng cña c¸c ch©n IC: GN: Cho phÐp IC lµm viÖc ë møc tÝch cùc thÊp. §iÒu KhiÓn 7 DEMUX Tõ khèi gi¶i m· Tíi Khèi Chèt H×nh 7 VCC GND 74190 GN 1 LDN 2 DNUP 3 A 4 B 5 C 6 D 7 CK 8 QD 9QC 10QB 11QA 12 MNMX 13 RCON 14 13 Khi GN ë møc thÊp th× m¹ch sÏ ®Õm. DNUP(DOWN/UP): §iÒu khiÓn ®Õm thuËn nghÞch møc tÝch cùc thÊp. DNUP=0: §Õm thuËn DNUP=1: §Õm nghÞch C¸c ®Çu A,B,C,D thiÕt lËp tr¹ng th¸i ®Çu cho bé ®Õm khi ch©n LDN logic thÊp. LDN: N¹p c¸c tr¹ng th¸i ®Çu,møc tÝch cùc thÊp CLK: Xung nhÞp cho c¸c FF,t¸c ®éng b»ng s­ên d­¬ng. §©y lµ vi m¹ch ®Õm 10 nh­ng hÖ thèng chØ cÇn ®Õm 6 do ®ã cÇn ph¶i ®Æt l¹i tr¹ng th¸i ,qu¸ tr×nh ®Õm lµ ®Õm thuËn nghÞch nªn s¬ ®å ®Õm sÏ lµ: Khi ®Õm thuËn ph¶i dïng tr¹ng th¸i 6 t¹o tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn r xo¸ tÊt c¶ FF trë vÒ tr¹ng th¸i 0.Khi bé ®Õm ®ang ë tr¹ng th¸i 0101(5) khi cã xung ®Õm sÏ chuyÓn sang tr¹ng th¸i: 0101(5) -> 0110(6) víi bé ®Õm K=10 0101(5) -> 0000(0) víi bé ®Õm K=6 So s¸nh 0110 víi 0000 th× chØ kh¸c nhau 2 bit B vµ C nªn ta chØ cÇn thiÕt lËp l¹i hai FF B vµ C. Cßn khi ®Õm nghÞch ph¶i dïng tr¹ng th¸i 9 t¹o tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn r xo¸ tÊt c¶ FF trë vÒ tr¹ng th¸i 5.Khi bé ®Õm ®ang ë tr¹ng th¸i 0000(0) khi cã xung ®Õm sÏ chuyÓn sang tr¹ng th¸i: 0 1 8 2 3 4 5 6 7 9 H×nh 8 14 0000(0) -> 1001(9) víi bé ®Õm K=10 0000(0) -> 0101(5) víi bé ®Õm K=6 So s¸nh 1001 víi 0101 th× chØ kh¸c nhau 2 bit D vµ C nªn ta chØ cÇn thiÕt lËp l¹i hai FF D vµ C. V× c¶ ®Õm 6 thuËn vµ nghÞch nªn ph¶i x©y dùng tÝn hiÖu LOAD cho c¶ 2. S¬ ®å m¹ch : Khi ®Õm thuËn ®Õn tr¹ng th¸i 5 sang tr¹ng th¸i 6 bit OB vµ OC logic 1 nªn ®Çu ra cæng NOR logic 0 t¹o ®ét biÕn ©m cho ch©n LDN,bé ®Õm trë vÒ tr¹ng th¸i do c¸c bit A,B,C,D thiÕt lËp(0000),chÝnh lµ tr¹ng th¸i 0.Gi¶n ®å thêi gian: VCC VCC GND -> <- 74190 GN 1 LDN 2 DNUP 3 A 4 B 5 C 6 D 7 CK 8 QD 9QC 10QB 11QA 12 MNMX 13 RCON 14 NAND1 1 2 3 NAND2 1 2 3 NAND3 1 2 3 NAND4 1 2 3 NAND5 1 2 3 NOR 12 3 NAND6 1 2 3 H×nh 9 15 Khi ®Õm nghÞch ®Õn tr¹ng th¸i 0 sang tr¹ng th¸i 9 bit OA vµ OD logic 1 nªn ®Çu ra cæng NOR logic 0 t¹o ®ét biÕn ©m cho ch©n LDN,bé ®Õm trë vÒ tr¹ng th¸i do c¸c bit A,B,C,D thiÕt lËp.Do OC qua cæng ®¶o nèi víi C,OA nèi víi A nªn c¸c bit thiÕt lËp l¹i lµ 0101 chÝnh lµ tr¹ng th¸i 5.Gi¶n ®å thêi gian: Qua m¹ch cña bé ®Õm (H×nh 9) ta thÊy khi nhÊn phÝm -> sÏ ®Æt 1 møc logic 0 vµo ch©n DNUP ®ång thêi t¹o xung ®Õm,bé ®Õm sÏ ®Õm thuËn.Khi nhÊn phÝm <- sÏ ®Æt møc logic 1 vµo DNUP vµ còng t¹o xung ®Õm,bé ®Õm sÏ ®Õm nghÞch.TÝn hiÖu ra tõ 3 ch©n OA,OB,OC cña bé ®Õm ®­îc ®­a tíi ®iÒu khiÓn c¸c DEMUX. OA OB OC OD CLK OA OB OC OD CLK 16 DEMUX chän lµ IC 74151,s¬ ®å ghÐp nèi nh­ H×nh 10,7 tÝn hiÖu tõ khèi gi¶i m· ®­îc ®­a tíi 7 ®Çu vµo cña 7 DEMUX,7 tÝn hiÖu nµy ®­îc chän ®­a vµo m¹ch chèt nµo tuú thuéc vµo tæ hîp tÝn hiÖu cña bé ®Õm.NÕu ®Çu ra bé ®Õm lµ 000 th× c¸c ch©n D0 cã d÷ liÖu ra vµ m¹ch chèt thø nhÊt sÏ chèt d÷ liÖu tõ khèi gi¶i m· hiÓn thÞ trªn LED1. VCC DEMUX1 GND-> VCC <- DEMUX2 DEMUX3 DEMUX4 DEMUX5 DEMUX6 DEMUX7 Gi¶i m· NAND4 1 2 3 NAND6 1 2 3 NAND3 1 2 3 NAND5 1 2 3 NAND1 1 2 3 74190 GN 1 LDN 2 DNUP 3 A 4 B 5 C 6 D 7 CK 8 QD 9QC 10QB 11QA 12 MNMX 13 RCON 14 NOR 12 3 NAND2 1 2 3 H×nh 10 17 Khèi Ph©n Kªnh cßn cã mét tæ hîp logic cã nhiÖm vô ®iÒu khiÓn c¸c Led chØ thÞ vÞ trÝ hiÓn thÞ c¸c ®Ìn.Do yªu cÇu hÖ thèng khi dïng phÝm tr¸i vµ ph¶i ®Ó nhËp sè cÇn ph¶i biÕt vÞ trÝ di chuyÓn.3 ®Çu ra cña bé ®Õm 6 ®­îc qua c¸c cæng NOT vµ AND thÝch hîp sÏ ®iÒu khiÓn c¸c Led s¸ng.S¬ ®å tæ hîp nµy ®­îc trinh bµy trong s¬ ®å m¹ch toµn hÖ thèng . 4.Khèi Chèt. Khèi chèt thùc hiÖn chøc n¨ng chèt d÷ liÖu cho c¸c LED hiÓn thÞ,khèi chèt cÇn cã 6 m¹ch chèt 7 bit tõ Latch1 ®Õn Latch6, mçi Latch dïng hiÓn thÞ cho LED t­¬ng øng. Mçi Latch nµy chØ më ®Ó nhËn tÝn hiÖu khi cã sù kiÖn nhÊn phÝm sè ®ång thêi víi tÝn hiÖu chän LED do khèi Ph©n kªnh ®­a tíi,khi nh¶ phÝm d÷ liÖu sÏ bÞ chèt l¹i.S¬ ®å khèi (H×nh 11): Tu khoi Phan Kenh Toi Khoi Lap Ma Latch1 LED1 LED6 Tu khoi Phan Kenh Toi Khoi Lap Ma Latch6 Tu Ban Phim Tu Ban Phim H×nh 11 18 Ta cã thÓ thiÕt kÕ mét khèi chèt gåm 6 m¹ch chèt tõ tÝnh chÊt cña FF_D:chØ khi cã xung CLK th× míi cho phÐp d÷ liÖu qua,vµ khi kh«ng cã xung n÷a th× tr¹ng th¸i ra cña FF vÉn gi÷ nguyªn.Nh­ vËy mét m¹ch chèt cã 7 FF_D,c¸c ch©n CLK ®­îc nèi víi nhau.Ta cÇn x©y dùng 1 ma trËn 42 FF_D. §Ó ®¬n gi¶n cho m¹ch cña hÖ thèng ta sÏ sö dông IC lµm nhiÖm vô chèt,®ã lµ IC 4508.C¸c ch©n cña nã: ST(Strobe/ Chèt d÷ liÖu): §Æt ë møc 1 sÏ më m¹ch cµi lµm viÖc.Khi ®Æt møc 0 sÏ chèt d÷ liÖu l¹i. /EO(Enable Output/ Cho phÐp ra) :Khi t¸c dông møc 1 vµo tÝn hiÖu nµy sÏ chÆn tÝn hiÖu ra.Khi t¸c dông møc 0 d÷ liÖu cã thÓ ra. MR (Master Reset §Æt l¹i chÝnh) Khi cã møc logic 1 sÏ xo¸ toµn bé d÷ liÖu ra. B¶ng tr¹ng th¸i cña IC: ST /EO BUS Q Chó ThÝch 0 0 0 1 BUS Q BUS Q Gi÷ æn 1 0 Hë m¹ch CÊm ra 1 1 BUS D TruyÒn Nh­ vËy 1 IC 4508 chÝnh lµ 1 Latch mµ hÖ thèng yªu cÇu,c¸c ch©n cïng chøc n¨ng trong IC sÏ ®­îc nèi víi nhau.TÝn hiÖu tõ sù kiÖn nhÊn phÝm qua 1 tæ hîp logic víi tÝn hiÖu tõ khèi ph©n kªnh sÏ ®­îc ®­a ®Õn ch©n ST cña tõng Latch. S¬ ®å m¹ch ®èi víi Latch2 nèi víi LED2 nh­ h×nh vÏ(H×nh 12).Qua h×nh vÏ ta thÊy do cã tæ hîp logic nªn chØ khi phÝm ®­îc nhÊn vµ 3 møc logic cña ®Çu ra A,B,C bé ®Õm 6 lµ 001(CBA) th× ch©n ST ®Æt Latch2 më,cßn c¸c Latch kh¸c ®ãng,vµ sè sÏ ®­îc hiÓn thÞ.Khi nh¶ phÝm ch©n ST cã logic 0 Latch sÏ chèt.Ch©n /EO lu«n cã logic 1 ®Ó cã thÓ truyÒn d÷ liÖu. 19 M¹ch nguyªn lý ®èi víi c¸c Latch vµ m¹ch chèt cßn l¹i còng t­¬ng tù ,chØ kh¸c nhau ë tæ hîp logic. 5.Khèi hiÓn thÞ. Khèi HiÓn ThÞ gåm c¸c LED 7 khe vµ c¸c Led chØ thÞ,cã chøc n¨ng hiÓn thÞ sè ®­îc nhËp vµ chØ thÞ vÞ trÝ hiÖn t¹i.Lóc dïng c¸c phÝm sang ph¶i vµ sang tr¸i c¸c Led chØ thÞ sÏ thay ®æi chØ thÞ vÞ trÝ chän.S¬ ®å cña khèi tr×nh bµy trong s¬ ®å toµn hÖ. VCC Latch2 Tíi Khèi LËp M∙ Tõ Khèi Ph©n Kªnh LED2 Bé §Õm 6 C¸c PhÝm A B C /EOST Tõ Bµn PhÝm NOT 1 2 NOT 1 2 AND4 1 2 3 4 5 H×nh 12 20 6.Khèi thiÕt lËp Password. Khèi LËp Password lµ khèi võa cã chøc n¨ng l­u gi÷ võa cã thÓ thay ®æi thiÕt lËp Password.Do vËy thµnh phÇn chÝnh cña nã lµ mét tæ hîp cã chøc n¨ng nhí vµ c¸c phÝm ®iÒu khiÓn .Theo yªu cÇu cña hÖ thèng th× chØ khi ng­êi sö dông nhËp vµo ®óng Password th× míi cho phÐp thiÕt lËp Password míi.Nh­ vËy ho¹t ®éng cña khèi LËp Password lµ: Khi ®· nhËp ®óng Password råi,nhÊn vµo phÝm CODING,lóc nµy ta cã thÓ nhÊn c¸c phÝm trªn bµn phÝm ®Ó nhËp Password míi,Password míi chØ cã hiÖu lùc khi ta nhÊn phÝ SAVE. TÝn hiÖu vµo khèi LËp m· tõ c¸c m¹ch chèt (Latch)cña khèi chèt.HÖ thèng kho¸ gåm 6 ch÷ sè mµ mçi sè cã 7 bit ®Ó m· ho¸ d¹ng 7 khe do vËy ®Ó nhí ®­îc Password cÇn mét khèi cµi d÷ liÖu 6x7bit=42bit.Khèi nµy cã chøc n¨ng t­¬ng tù khèi chèt ®· xÐt ë trªn,chØ kh¸c nhau ë chç:c¸c m¹ch chèt trong khèi chèt ®­îc chèt vµ më ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau,trong khi m¹ch cµi cña khèi LËp m· ®­îc ®ãng më ®«ng thêi.S¬ ®å cña khèi nµy nh­ sau: C¸c tÝn hiÖu cã ý nghÜa : ST(Strobe Chèt d÷ liÖu): §Æt ë møc 1 sÏ më m¹ch cµi lµm viÖc, ®Æt møc 0 sÏ chèt d÷ liÖu l¹i. /EO(Enable Output Cho phÐp ra) : Khi t¸c dông møc 1 vµo tÝn hiÖu nµy sÏ chÆn tÝn hiÖu ra.Khi t¸c dông møc 0 d÷ liÖu cã thÓ ra.Thùc chÊt cña khèi cµi chÝnh lµ c¸c m¹ch chèt,khi muèn thay ®æi Password th× c¸c chèt sÏ më,ng­îc l¹i th× chóng lu«n chèt. §Ó x©y dùng m¹ch cµi d÷ liÖu t­¬ng tù nh­ viÖc x©y dùng m¹ch chèt d÷ liÖu ®· xÐt ë trªn,ta sÏ sö dông c¸c IC 4508 ®Ó thiÕt kÕ m¹ch cµi nµy. HÖ thèng yªu cÇu khèi cµi 6x7 bit do vËy ta ph¶i sö dông 6 IC 4508 m¾c song song t¹o thµnh khèi cµi 42 bit,mçi IC dïng ®Ó nhí m· cña 1 sè.C¸c tÝn hiÖu ®iÒu 42 bit 42 bit ST /EO LATCH 21 khiÓn sÏ ®­îc nèi víi nhau theo chøc n¨ng:C¸c ch©n ST nèi víi ST,MT nèi víi MT,/EO nèi víi/ EO. Nh­ trªn ®· ph©n tÝch khi tÝn hiÖu ra tõ ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã møc logic 0 ,tøc lµ ®· vµo ®óng Password th× khèi LËp Password míi chÊp nhËn nhËp Password míi. Ta cã s¬ ®å nguyªn lý cña khèi cµi m· kÕt nèi víi khèi Chèt,khèi So s¸nh vµ c¸c phÝm CODING, SAVE (H×nh 13). Khi nhËp ®óng Password ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã logic 0, nÕu nhÊn phÝm CODING,®Çu ra Q cña FF JK cã logic 1 ,tÝn hiÖu tõ khèi so s¸nh qua cæng ®¶o vµ Q qua cæng AND sÏ ®­a møc logic 1 vµo ch©n ST(Strobe) cña khèi cµi 48 bit, m¹ch cµi ®­îc më .Ta ®· cã thÓ nhËp vµo Password míi,trong qu¸ tr×nh nhËp mÆc dï Password thay ®æi nh­ng v× m¹ch cµi ®­îc më nªn ch©n P=Q khèi So H×nh 13 K J CODING Tõ Khèi So S¸nh Q' Q Tõ Khèi Chèt Tíi Khèi So S¸nh Latch 48 bit 6x 4508 SAVE K J Tõ Bé §Õm T¹o TrÔ +5V+5V 1 2 3 MR EO ST 1 2 7404 12 1 2 1 2 22 s¸nh lu«n cã møc logic 0 do vËy ch©n ST kh«ng bÞ chuyÓn tíi møc logic 0 trong qu¸ tr×nh vµo Password míi.Sau khi nhËp xong, muèn l­u gi¸ trÞ cña nã ta cÇn ®Æt l¹i tÝn hiÖu cho ch©n ST møc logic 0 ®Ó ®ãng m¹ch cµi .NhÊn phÝm SAVE sÏ thùc hiÖn chøc n¨ng ®ã,lóc nµy Password míi ®­îc gi÷.Khi nhÊn SAVE,®Çu ra Q cña FF thø 2 sÏ cã møc logic 0,tÝn hiÖu nµy ®­îc ®Æt vµo ST ®ãng khèi cµi Latch 48 bit.Tõ khèi Chèt cã 42 bit,do vËy mçi Latch thõa 1 bit.Trong s¬ ®å cã tÝn hiÖu tõ khèi So s¸nh,tÝn hiÖu nµy lÊy tõ ch©n P=Q,cho phÐp khèi cµi thùc hiÖn chøc n¨ng vµ tÝn hiÖu tõ bé t¹o trÔ ®Æt vµo ch©n/EO.Khi Khèi b¸o ®éng lµm viÖc,nã sÏ ®Æt vµo ch©n /EO logic 0 ,kh«ng cho xuÊt d÷ liÖu tõ khèi cµi tíi khèi So S¸nh,hÖ thèng sÏ bÞ treo. Trong s¬ ®å nguyªn lý cã sö dông 2 FF_JK vµ c¸c cæng AND,NOT.§Ó thùc hiÖn m¹ch cô thÓ ta dïng IC 74107 chøa 2 FF JK,IC 7400 chøa 4 cæng NAND. 7.Khèi so s¸nh. Khi ng­êi sö dông ®· nhËp xong Password,nh©n phÝm Open ®Ó më kho¸,khèi so s¸nh sÏ ®­a ra 1 tÝn hiÖu cã logic 0 tíi khèi kho¸ ®Ó më kho¸.Vëy nhiÖm vô cña khèi So S¸nh lµ so s¸nh c¸c sè nhËp vµo víi Password ®· thiÕt lËp,c¸c sè vµ Pasword ®Òu ë d¹ng m· ho¸ nhÞ ph©n,nh­ vËy so s¸nh ë ®©y lµ so s¸nh tõng cÆp bit mét.HÖ thèng cã 6 sè mçi sè m· ho¸ d¹ng 7 khe b»ng 7 bit nªn khèi So S¸nh ph¶i so s¸nh 42 bit,nÕu c¸c bit b»ng nhau th× ®­a ra møc logic 0,ng­îc l¹i ®­a ra møc logic 1,tÝn hiÖu nµy sÏ ®iÒu khiÓn khèi Kho¸ vµ khèi B¸o §éng.C¸c tÝn hiÖu logic ®­a vµo khèi nµy lµ tõ 6 m¹ch chèt cña khèi Chèt vµ tõ khèi LËp Password m¹ch so s¸nh sÏ so s¸nh tõng bit ®Õn tõ 2 khèi nµy,c¸c bit ph¶i cã thø tù t­¬ng øng nhau. Do lµ so s¸nh tõng ®«i bit mét t­¬ng øng,ta lîi dông tÝnh chÊt cña hµm XOR ®Ó so s¸nh,s¬ ®å vµ b¶ng ch©n lý cña nã : A B F 23 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 Tõ b¶ng ch©n lý cña hµm Xor ta thÊy ®Çu ra F sÏ b»ng 0 khi 2 ®Çu vµo cã gi¸ trÞ b»ng nhau.Nh­ vËy ta cã thÓ sö dông mét ma trËn m¹ch XOR ®Ó thùc hiÖn so s¸nh.So s¸nh 42 bit ,do vËy cÇn 42 cæng XOR ,nÕu ®Çu ra 42 cæng XOR ®ång thêi cã logic 0 th× c¸c bit t­¬ng øng sÏ b¨ng nhau.V× khèi So S¸nh cÇn 1 ®Çu ra duy nhÊt nªn 42 ®Çu ra ph¶i qua c¸c cæng AND t¹o ch©n P=Q cña khèi.Sè l­îng c¸c cæng t¹o thµnh tæ hîp m¹ch rÊt lín. §Ó khèi ®¬n gi¶n h¬n ta sö dông IC thiÕt kÕ s½n lµm nhiÖm vô so s¸nh,ta sÏ sö dông IC 74LS688,®©y lµ IC so s¸nh 8 bit.Cã 16 bit vµo chia lµm 2 nhãm: 8 bit P so s¸nh víi 8 bit Q.S¬ ®å cña IC(H×nh 14). Ch©n /G ph¶i cã logic .Khi c¸c bit P,Q t­¬ng øng b»ng nhau ch©n P=Q sÏ cã logic 0,tÊt c¶ tr­êng hîp kh¸c P=Q cã logic 1. HÖ thèng so s¸nh 42 bit do vËy ph¶i cÇn 6 IC so s¸nh,c¸c ch©n /G cïng ®­îc nèi ®Êt.Mçi IC so s¸nh 7 bit cña tõng m¹ch chèt cña khèi Chèt vµ 7 bit ra cña tõng m¹ch cµi t­¬ng øng cña khèi LËp Password ,do ®ã 6 IC so s¸nh riªng biÖt.§Ó so s¸nh cung lóc c¶ 42 bit th× c¸c ch©n P=Q cña 6 IC so s¸nh ph¶i ®ång thêi cã møc logic 0 do vËy c¸c ch©n nµy ph¶i qua tæ hîp c¸c cæng AND. Trong s¬ ®å cã dïng c¸c cæng AND,ta cã thÓ dïng c¸c IC 7408 ®Ó t¹o c¸c tæ hîp logic. S¬ ®å cña khèi(H×nh 15). P=Q P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 /G Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 74LS688 H×nh 14 24 8.Khèi b¸o ®éng. Nh­ s¬ ®å khèi ®· ph©n tÝch ,khi nhËp Password ®Õn lÇn thø 3 lÇn sÏ kÝch ho¹t m¹ch b¸o ®éng ®ång thêi lµm tÝnh n¨ng më kho¸ bÞ treo 30 phót.Chøc n¨ng nµy lµm t¨ng tÝnh b¶o mËt vµ ®é an toµn cho hÖ thèng.Nh­ vËy khèi B¸o §éng ngoµi m¹ch b¸o ®éng cßn cã c¸c bé ®Õm ®Ó ®Õm sè lÇn nhËp sai Password vµ t¹o thêi gian trÔ. Khi tÝn hiÖu tõ ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã møc logic 0 ( kh«ng ®óng Password ) mµ nhÊn phÝm OPEN sÏ kÝch ho¹t bé ®Õm Counter1 trong khèi B¸o Q6 P5 Q4 /G Q2 Q1 P0 Q7 P6 P3 P=Q Q0 Q3 P4 P2 P7 Q5 P1 P=Q Q4 P0 P2 Q1 Q7 Q0 P4 Q6 Q5 Q3 Q2 P7 P3 P5 P6 /G P1 /G P=Q Q6 P2 P6 Q4P4 Q0 P7 Q1 Q5P5 Q3 P1 P3 P0 Q7 Q2 BUS khèi chèt BUS khèi lËp m· P1 Q3P3 Q6 P7 Q4 P7 Q5 /G P6 P3 P4 Q7 P4 P2 /G P0 P=Q Q5 P6 Q7 Q3 P2 Q2 Q4 Q3 P0 Q1 Q2 P4 Q2 Q1 Q6 Q0 Q0 P5 P7 P1 Q1 /G Q7 P=Q Q0 P3 P5 P6 P5 Q4 P0 P=Q Q5 P2 Q6 P1 P=Q AND1 1 2 3 4 AND2 1 2 3 4 AND3 1 2 3 H×nh 15 25 §éng,bé ®Õm nµy sÏ ®Õm cho ®Õn 3 nÕu tiÕp tôc nhÊn OPEN mµ sai Password,lóc nµy m¹ch b¸o ®éng sÏ lµm viÖc.§ång thêi Counter1 sÏ ®­a mét tÝn hiÖu cã møc logic 1 ®Õn ch©n /EO cña khèi cµi 42 bit trong khèi lËp m·,lµm cho d÷ liÖu ra bÞ ng¨n l¹i(hë m¹ch),tÝn hiÖu nµy còng sÏ kÝch cho mét bé ®Õm kh¸c(Counter 2),bé ®Õm nµy cã t¸c dông lµm trÔ thêi gian kho¶ng 30 phót,sau 30 phót nã míi xuÊt ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ch©n /EO cña khèi cµi 42 bit trë l¹i møc logic 0 vµ hÖ thèng trë l¹i b×nh th­êng. Tõ ph©n tÝch ®ã ta cã s¬ ®å khèi(H×nh 16): Bé ®Õm Counter 1 lµ bé ®Õm lín h¬n 3,xung kÝch cho bé ®Õm do viÖc nhÊn phÝm OPEN khi kh«ng ®óng Password.Khi Counter1 ®Õm ®Õn tæ hîp bit 011(3),c¸c bit nay qua tæ hîp logic kÝch m¹ch b¸o ®éng vµ tíi ch©n /EO cña khèi so s¸nh,ta sö dông IC ®Õm 7490.Bé ®Õm Counter 2 t¹o trÔ ,ta chän bé ®Õm 4 bit,víi chu kú xung ®Õm 2s ta cã thÓ ®Õm ®­îc 30 phót,qu¸ tr×nh ®Õm kÕt thóc øng víi tæ hîp bit 1111 cña bé ®Õm,c¸c bit nµy qua c¸c cæng logic t¹o tÝn hiÖu kh«i phôc hÖ thèng ho¹t ®éng b×nh th­êng,ta dïng IC ®Õm 7493 lµ bé ®Õm 16. Tr­íc hÕt ta xÐt c¸c IC ®Õm 7490 , 7493 cïng chøc n¨ng c¸c ch©n cña nã: IC 7490 cã 14 ch©n,R01 vµ R02 dïng ®Ó thiÕt lËp tr¹ng th¸i 0 cho bé ®Õm,khi c¸c ch©n nµy ë møc logic cao th× bé ®Õm xo¸ vÒ 0.R91 vµ R92 thiÕt lËp tr¹ng th¸i 9,hai ®Çu nµy ph¶i cã Ýt nhÊt 1 ë møc logic 0 bé ®Õm míi ®Õm.CKAvµ CKB ®Ó ®­a tÝn hiÖu vµo ®Õm,c¸c ®Çu QA,QB,QC,QD lµ c¸c ch©n ra. M¹ch B¸o §éng Counter 1 Counter 2 Tæ hîp Logic Tæ hîp Tõ khèi kho¸ vµ so s¸nh Tíi /EO khèi so s¸nh H×nh 16 26 IC 7493 còng cã 14 ch©n,chøc n¨ng c¸c ch©n t­¬ng tù nh­ IC 7490,c¸c ch©n NC kh«ng sö dông. S¬ ®å m¹ch cô thÓ cña khèi b¸o ®éng: (H×nh 17) Trong s¬ ®å cã sö dông 2 lo¹i IC lµ 7400(NAND) vµ 7408(AND).VÞ trÝ c¸c cæng NAND vµ AND trong IC ®· xÐt ë trªn. IC NAND1 nèi víi tô 120mF vµ trë 1K cã nhiÖm vô t¹o xung cho IC ®Õm 7493.S¬ ®å nguyªn lý m¹ch t¹o xung nh­ h×nh bªn(H×nh 17).§é réng 1 chu kú xung T=2,2x1Kx0.9mF=2s,tøc lµ cø 2s sÏ kÝch ®Õm mét lÇn. Hai cæng NAND ®­îc sö dông tõ ch©n 1,2,3 vµ 4,5,6(1,2 vµ 4,5 lµ vµo). IC NAND2 nèi víi QA,QB cña IC7490 t¹o møc logic cao cung cÊp nguån cho m¹ch t¹o dao ®éng(NAND1). Toi 7493 QB QA 7400 1 2 3 7400 1 2 3 1K 4.7K 120mF 1 2 3 1 2 3 H×nh 17 Tõ OPEN Tíi /EO cña LËp M· VCC GND Counter1 Counter2 M¹ch B¸o §éng 7493 RO1 1 RO2 2 CK 3 QD 4QC 5QB 6QA 7 0.9mF 1K 7400 1 2 3 1 2 3 1 2 3 7490 A 14 B 1 R0(1) 2 R0(2) 3 R9(1) 6 R9(2) 7 QA 12 QB 9 QC 8 QD 11 7400 1 2 3 AND2 12 3 AND2 12 3 4.7K 7400 1 2 3 27 Khi Counter1 ®Õm ®Õn 3 øng víi tæ hîp bit 0011,nªn QA=QB=1,qua 2 cæng NAND sÏ cho ë ®Çu ra ch©n 8 cña NAND2 møc logic 1,møc cao nµy võa cung cÊp nguån cho bé t¹o xung(NAND1) võa t¹o tÝn hiÖu ngõng ®Õm ®Ó tæ hîp bit 0011(3) æn ®Þnh ®ång thêi võa kÝch tíi ch©n /EO cña khèi LËp Password,kh«ng cho khèi LËp Password xuÊt tÝn hiÖu tíi khèi so s¸nh.§Ó t¹o tÝn hiÖu ngõng ®Õm,tÝn hiÖu tõ ch©n 8 cÇn qua 1 cæng NOT ®­a tíi ®Çu vµo xung ®Õm cña Counter1.Ta tËn dông IC NAND2 ®Ó lÊy cæng NOT,do vËy khi ch©n 8 cña NAND2 cã logic 1 th× ch©n 3(®Çu ra NOT) cã logic 0,møc logic nµy nèi tíi ch©n A cña Counter1 lµm bé ®Õm kh«ng chÞu t¸c ®éng cña viÖc nhÊn OPEN n÷a. Counter2 sÏ ®Õm cho ®Õn tæ hîp bit 1111 ,qu¸ tr×nh ®Õm xong mÊt kho¶ng 30 phót,tæ hîp nµy qua 2 cæng AND vµ 1 cæng NAND lÊy tõ IC 7408 vµ 7400 ®­îc ®­a tíi ch©n /EO cña khèi LËp Password kh«i phôc kho¸ ho¹t ®éng trë l¹i. 9.khèi kho¸. M¹ch kho¸ cã thÓ lµ bÊt kú hÖ thèng bËt/t¾t ®iÖn nµo.Khi ®Çu ra P=Q cña bé so s¸nh cã møc logic 1,nÕu ta nhÊn phÝm OPEN sÏ t¸c ®éng ®­a ra mét møc logic 1 vµo m¹ch kho¸,møc nµy sÏ më nguån cung cÊp cho kho¸ lµm viÖc lµm kho¸ më,®Ó ®ãng kho¸ ta cÇn thay ®æi sè nhËp vµo kh¸c Password vµ nhÊn vµo CLOSE,lóc nµy møc logic 0 sÏ ®ãng nguån cung cÊp cho kho¸,kho¸ sÏ ®ãng.Nh­ vËy tr¹ng th¸i ®ãng lµ tr¹ng th¸i æn ®Þnh cña kho¸.Tõ ®ã ta cã s¬ ®å nguyªn lý ®iÒu khiÓn chøc n¨ng trªn nh­ h×nh vÏ(H×nh 19). Khi ®Çu ra P=Q ë møc logic 1,nghÜa lµ ®· nhËp ®óng Password,qua m¹ch ta thÊy J=1 , K=0 .NÕu nhÊn phÝm OPEN t¹o ra 1 xung vµo ch©n CLK cña FF vµ ®Çu ra Q cña nã sÏ cã møc logic 28 1,møc nµy më nguån cung cÊp mét møc logic 0,møc logic nµy kh«ng cã t¸c ®éng tíi bé ®Õm.Vµo lóc nµy nÕu nhÊn phÝm CLOSE th× ®Çu vÉn ë møc logic 1 nghÜa lµ kho¸ vÉn më. Khi ®Çu ra Q=P cña khèi so s¸nh cã møc logic 0,nghÜa lµ Password sai,khi ®ã J=0 K=1 nÕu nhÊn OPEN,Q sÏ cã møc logic 0,do vËy kho¸ kh«ng më,t­¬ng tù ®èi víi viÖc nhÊn phÝm CLOSE.Do OPEN lµ phÝm kÐp nªn khi nhÊn nã sÏ t¸c ®éng cÊp cho kho¸ .V× phÝm OPEN lµ phÝm kÐp nªn cã t¸c ®éng tíi ®Çu vµo Counter1 mét xung ,bé ®Õm nµy sÏ ®Õm. PhÇn IV :KÕt luËn. H×nh 19 Tíi Counter 1 +5V Tõ ch©n P=Q cña khèi so s¸nh J CLOSE K QOPEN Tíi m¹ch kho¸ M¹ch Kho¸ Khèi Kho¸ 1 2 1 2 29 ThiÕt kÕ hÖ thèng kho¸ cã m· ho¸ cã nh÷ng øng dông rÊt cô thÓ trong cuéc sèng hµng ngµy.Tuy nhiªn x©y dùng m¹ch cho hÖ thèng cÇn ph¶i gän vµ gi¶n ®¬n h¬n n÷a b»ng c¸ch tæ hîp c¸c khèi thµnh IC chøc n¨ng .Ch¼ng h¹n ®èi víi khèi ph©n kªnh hoÆc khèi chèt,khèi thiÕt lËp m·...§iÒu nµy thùc hiÖn trong viÖc s¶n xuÊt hµng lo¹t. Bµi to¸n thiÕt kÕ kho¸ cã m· ho¸ chØ míi lµ c¬ së lý thuyÕt,®Ó ®i ®Õn m¹ch thùc tÕ cßn cÇn ph¶i cô thÓ h¬n n÷a.V× lµ thiÕt kÕ lý thuyÕt nªn ch¾c ch¾n em kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt trong thùc tÕ,mong thÇy chØ dÉn thªm.Em xin c¶m ¬n ! 30 Tíi Counter 1 VCC T í i /E O c ñ a L Ë p M · Tõ OPEN Q6 Q 6 Q 0 K D2 D1 ST A D2 1 Q 5 Q1 Q7 DE MU X3 D5 /G Q6 D6D1 Q 3 Q 6 /E O Q7 P 1 Q6 LA TC H Q2 P 6 P 5 ST Khèi Gi¶i M· K h è i B ¸ o § é n g Q4 J P 3 P 6 Q5 Q 4 P 3 V C C D3 Q 7 EO A Q3 Q 1 Q5 ST A EO A Q7 Q 7 Q0 -> Q 7 CL OS E Q 7 Q1 Q0 D7 ST Q4 D4 P 7 P 0 Q5 D5 Q 1 Q0 5/ EO Q 1 D6 D3 LA TC H /G Q 3 P = Q /E O P 2 P 4 /E O Q 3 K h è i K h o ¸ D3 P = Q P 3 P 1 Q 0 P = Q D2 Q 4 D4 Q 3 G i¶ i m · Q6 D4 Q 0 Q 4 ST Q1 K h è i L Ë p M · 3 Q4 ST A /G K h è i S o S ¸ n h P 4 Q5 Q 6 P 0 DE MU X5 6 D1 P 7 Q 2 Q0 Q3 Q 2 Q6 D0 D7 P 7 OP EN D6 +5 V Q5 Q 6 /G G N D EO A D0 P 3 Q6 ST A P 3 D7 P 6 P 5 P 5 EO A P 0 EO A Q 5 D4 Q 3 Q3 D4 P 2 P 5 D2 P 0 Q 0 ST P 2 Q1 Q4 D3 Q2 P 0 K h è i C h è t Q 2 K h è i H iÓ n T h Þ P 0 D0 Q 2 P 3 2 P 5 DE MU X4 Q 0 Q1 Q5 DE MU X1 /E O DE MU X6 P = Q D1 P 7 /GP 6 P 4 ST Q 5 D5 Q 5 P 6 Q 0 P 4 <- P 1 Q4 P 2 LA TC H Q3 Q 2 D4 ST A Q7 V C C Q 6 EO A 4 D6 P 1 Q7Q1 Q 7 D0 P 1 D6 Q7 D1 LA TC H Q 5 M ¹ ch B ¸ o § é n g D0 P 2 D6 /G Q 6 P 7 ST T õ c h © n P = Q c ñ a k h è i so s¸ n h P = Q D1 P 7 Q2 Q 7 DE MU X2 P 1 D2 Q 1 P = Q Co un te r1 D7 Q 4 Q2 D5 Q 5 T í i m ¹ ch k h o ¸ LA TC H M ¹ ch K h o ¸ Q 4 Q 4 D3 Co un te r2 D7 Q3 P 5 Q2 D5 D7 P = Q Q4 D5 Q 1 D0 Q2 Q3 P 4 D2 /E O DE MU X7 P 6 Q 2 Q P 4 Q 1 D3 Q0 G N D ST A Q 3 Q0 LA TC H P 2 Khèi Ph©n Kªnh 1 M ¹ ch K h o ¸ § iÖ n T ö E W ed ne sd ay , D ec em be r 2 6, 2 00 1 N g u y Ôn V iÖ t H ï n g § T 5 K 4 3 Ti tle S iz e D oc um en t N um be r R ev D at e: S he et o f 1 2 3 NAND1 1 2 3 NAND3 1 2 3 2 AND2 1 2 3 7400 1 2 3 0. 9m F 74190 G N 1 LD N 2 D N U P 3 A 4 B 5 C 6 D 7 C K 8 Q D 9 Q C 10 Q B 11 Q A 12 M N M X 13 R C O N 14 2 1 2 AND1 1 2 3 4 7400 1 2 3 4.7K 7493 R O 1 1 R O 2 2 C K 3 Q D 4 Q C 5 Q B 6 Q A 7 7400 1 2 3 NAND2 1 2 3 7490 A 14 B 1 R 0(1) 2 R 0(2) 3 R 9(1) 6 R 9(2) 7 Q A 12 Q B 9 Q C 8 Q D 11 AND2 1 2 3 NOR 1 2 3 LED5 7400 1 2 3 /E O 1 2 3 1 2 LED2 1 2 3 7400 1 2 3 2 NAND4 1 2 3 LED6 AND3 1 2 3 1K 1 2 3 LED3 NAND5 12 3 AND2 1 2 3 4 LED4 2 NAND6 1 2 3 1 2 3 S T LED1 1 2 3