Đề tài Mạch Đồng Hồ Số dùng IC 7447

Mục Lục CHƯƠNG I: DÂN NHẬP A.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI. B.LÝ THUYẾT VỀ KỸ THUẬT SỐ 1.Điện trở: 2. Tụ điện: 3/ Hệ thồng thống số: 4.Hàm logic 5/Flip Flop D. Các khối trong Đồng Hồ Số 1/Khối đếm:IC 74LS90: 2.Khối giải mã: IC 74LS47: 3.Khối tao xung IC 555 4.Khối nguồn CHƯƠNG II: THỰC HÀNH 1.Sơ đồ khối 2.Sơ đồ nguyên lý CHƯƠNG III : KẾT LUẬN CHƯƠNG I: DÂN NHẬP A.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Cùng với sự phát triển của khoa hoc và công nghệ các thiết bị điện tử đã, đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống con người. Việc ứng dụng các linh kiện bán dẫn đã phần nào giảm bớt được giá thành sản phẩm bằng các linh kiện rời. Ứng dụng môn kỹ thuật số vào thiết kế các bộ phận thiết thực hằng ngày giúp chúng ta hiểu được môn kỹ thuật số làm gì và được ứng dụng vào đâu. Đồng hồ là một thiết bị rất cần thiết mà hầu như bất cứ ai cũng phải dùng tới nó. Một chiếc đồng hồ cơ, xem giờ bằng cách nhìn vào kim chỉ ở vạch chia thời gian sẽ gây khó khăn cho người mới bắt đầu sử dụng. Nhưng đối với đồng hồ số, thời gian được hiển thị rõ ràng bằng các chữ số sẽ dễ dàng sử dụng hơn. B. LÝ THUYẾT VỀ KỸ THUẬT SỐ 1. Điện trở: a. Cấu tạo: Được cấu tạo bằng nhiều chất khác nhau, giá trị của điện trở thay đổi phụ thụộc vào tỷ lệ pha trộn các tạp chất. Điện trở có nhiệm vụ hạn dòng điện đi qua nó. Công thức tính điện trở : R= U\I R: Là giá trị điện trở, đơn vị là ohm (Ω) I : Là cường độ dòng điện, đờn vị là ampe (A) U: Là hiệu điện thế, đơn vị là (V) Trị số điện trở: phụ thuộc vào các dòng điện màu trên nó. b. Ký hiệu: c. phân loại theo cấu tạo : Điện trở than: Dùng bột than và phụ gia nung ép dính lại, có trị số điện trở từ vài Ω đến vài chục ngàn Ω, công xuất 1/8W đến vài W. Điện trở màng kim loại: Làm bằng chất Niken Crôm có trị số ổn định hơn điện trở than, công xuất thường là 1/2W, giá thành cao. Điện trở oxit kim loại: Dùng chất oxit và thiết, nó chịu được nhiệt độ và độ ẩm cao. Công xuất điện trở thường là 1/2W. Điện trở dây quấn: Dùng các loại hợp kim để chế tạo các loại điện trở cần trị số nhỏ hay cần dòng điện chịu đựng cao. Công suất điện trở của dây quấn từ vài W đến vài chục W. 2. Tụ điện: a.Cấu tạo và kí hiệu : Gồm 2 bản cực đặt song song ở giửa là chất điện môi cách điện,lớp môi này được làm tên gọi cho tụ điện. Có cực tính Không có cực tính b. Phân loại: Tụ hóa: là loại có cực tính. Tụ thường :là loại tụ không có tính. + Tính chất: Tụ có khả năng nạp xã điện áp, thời gian nạp xã tụ được tính theo công thức T= R.C Với : R là điện trở của mạch ngoài. 3. Hệ thồng thống số: a.Hệ thống số thập phân : Là một hệ thống gồm 10 con số từ 0 đến 9, có cơ số là 10 VD: cho một số thập phân là 123,245 b.Hệ thống số nhị phân: Là một hệ thống gồm hai con số 0 và 1 cơ số là 2 VD: Cho một số nhị phân: 1101,101B Mỗi số nhị phân là một bit Một số nhị phân 8 bit gọi là một byte Số nhị phận nhỏ nhất là số với n bit điều bằng 0. Số nhị phận lớn nhất là số với n bit điều bằng 1 c.Hệ thống số hexa: Là hệ thống có 16 con số 0,…,9, A,B,C,D,E,F, có cơ số là 16 d.Hệ thống mã: Mã BCD chính là mã nhị phân bỏ đi 6 trạng thái cuối. Ngoài ra còn có các mã Gray, mã quá 3,… nhưng ở đây chỉ dùng mã BCD đơn giản nhất để thuận lợi cho việc chuyển từ nhị phân sang thập phân và ngược lại. 4.Hàm logic A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 a. Cổng AND Kí hiệu: Hàm Logic Y=A.B A, B là tín hiệu ngõ vào , Y là tín hiệu ngõ ra. Bảng trang thái b. Cổng OR - có 2 biến A, B và hàm Y Kí hiệu: Hàm Logic Y=A+B Bảng trạng thái INPUT OUTPUT A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 c. Cổng NOT Kí hiệu : Hàm Logic : Y= Bảng trạng thái : A Y 0 1 1 0 d. Cổng NAND - Kết hợp từ cổng NOT và cổng AND tính hiệu ra của NAND là cổng đảo AND Kí hiệu: Hàm Logic: Y= Bảng trạng thái: A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 e.CổngNOR - Kí hiệu : Hàm Logic: Y= Bạng trạng thái: A B Y 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 f. Cổng EX-OR: Kí hiệu : Hàm Logic:Y = .B +.A Bạng trạng thái : A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 g. Cổng EX-NOR kí hiệu: Hàm Logic: Bảng trạng thái : A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 5.Flip Flop 1.Định nghĩa: Flip Flop (FF) là phần tử có khả năng lưu trữ 1 trong 2 trạng thái 0 hay 1. Được cấu thành từ 1 nhóm logic. Mặc dù cổng logic tự thân không có khả năng lưu trữ, nhưng nó có khả năng nối nhiều cổng lại với nhau theo cách thức cho phép lưu trữ được thông tin. Mỗi sự sắp xếp khác nhau sẽ tạo ra các FF. 2. Mô tả : Ngõ ra Ngõ vào Q Q FF Flip Flop được diễn tả bởi một ô vuông có nhiều ngã vào và có 2 ngã ra luôn luôn ngược nhau là Q và (nếu Q=1 thì =0 thì Q=1) Các trạng thái ở ngõ vào sẽ quyết định trạng thái ở ngõ ra, có những trạng thái làm cho Q và bằng nhau gọi là trạng thái cấm, không được dùng trạng thái này) Tùy từng loại FF do chế tạo có thể có đầu xóa CLR(Clear) hay tái lập R (Reset), đầu vào thiết lập S (Set) hay Pr (Preset). Ngoài ra FF thường hay có đầu vào đồng bộ (Clock). 3. Vẩn chuyển : Hoạt động:Các hệ thống số có thể hoạt động theo các dạng các sau: Dạng bất đồng bộ (trực tiếp): ngõ ra của mạch logic có thể thay đỗi bất kỳ lúc nào khi có một hay nhiều ngã vào thay đỗi. Khi S hay Pr bị tác động sẽ làm cho ngõ ra Q=1, còn kích thích ngõ vào R hay CLR sẽ đưa ngõ ra Q=0 Dạng động bộ: Khi ngõ đồng bộ bị kích thích ngõ ra chưa thay đổi trạng thái ngay mà còn đợi khi có tac động của xung đồng bộ đưa vào thì ngõ ra mới bị ảnh hưởng. 4. Các cách tác động (kích thích) Mức: Tác động ở mức cao hay mức thấp: Ví dụ : mức cao 5Vº1, mức thấp 0V º 0 Cạnh: tác động ở cạnh trước (còn gọi là cạnh lên) hay cạnh sau (còn gọi là cạnh xuống) Kích cạnh lên Kích cạnh xuống 5. Phân loại:FF Flip Flop RS(còn gọi là mạch chốt Nand Q Q S R a.ký hiệu: R S Q Q U1B U1A b.cấu tạo: Cấu tạo của Flip Flop RS lắp bằng cổng NAND c. Nguyên lý hoạt động : FF RS chỉ có ngõ điểu khiển trực tiếp, không có điều khiển đồng bộ (CLK). Ký hiệu ở trên cho biết 2 ngõ R và S đều bị tác động ở mức thấp (cả 2 đầu vào set và Preset thường nghỉ ở trang thái cao, một trong hai đầu sẽ kích xuống thấp bất cứ mức nào ta muốn thay đổi đầu ra mạch chốt) Khi trang thái S=0, R=0: sẽ làm Q=1, Q=1 Trường hợp này gọi là trạng thái cấm vì sai qui luật của FF: Q = 0 thì Q = 1 Q = 1 thì Q = 0 D0 đó S = R = 0 thường không được dùng trong chốt Nand Trang thái S = 0, R = 1 Ngõ S bị tác động dẫn đến S = 0 => Q = 1 => Q = 0 Ngõ R giử nguyên trang thái R = 1 Vậy khi S = 0, R = thì : điều kiện này luôn đẩy đầu ra đến trang thái Q = 1 và tiếp tục duy trì trạng thái đó thậm chí sau khi set chuyển lên mức cao (=1). Đây gọi là thiết lập mạch chốt tức FF. Trạng thái S = 1, R = 0 Ngõ S giử nguyên trạng thái: S=1 Ngõ R bị tác động dẫn đến R = 0 => Q = 0 và Q = 1 Vậy khi S = 1, R = 0: điều kiện này luôn cho Q = 0 đầu ra tiếp tục ở trạng thái này thậm chí sau khi R về lại mức cao. Đây gọi là xóa hay tái lập lại mạch chốt. Trạng thái S = 1, R = 1 Hai đầu S, R nghĩ ở trạng thái cao: + Giải sử trạng thái của ngõ ra Q = 0, Q = 1 Với Q = 0, 2 đầu vào Nand 2 là 0 và 1 làm Q = 1 Þ làm cho Nand 1 có cả 2 đầu vào bằng 1 Þ Q = 0 trùng với trang thái giải sử ban đầu. 1 0 1 1 + Giả sử trạng thái của ngõ ra Q = 1, Q=0 Mức cao từ đầu ra Nand 1 cho mức thấp tại đầu ra Nand 2, mức này giử cho đầu ra Nand 1 luôn ở mức cao. Vây S = R = 1: điều kiện này là trạng thái nghĩ bình thường và nó không ảnh hưởng đến trạng thái đầu ra. Đầu ra Q và Q sẽ duy trì ở bất kỳ trạng thái nào chúng có được trước khi áp dụng iều kiện đầu vào này. 0 1 1 1 Bảng trạng thái: Input Output S R Q Q 0 0 1 1 Trạng thái cấm 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 Q0 Q0 Không đổi trạng thái 2.Flip Flop RST (FF có xung CK): a. kí hiệu: Q Q S R Ck T b.cấu tạoMạch lái xung Mạch chốt Nand 1 3 OUT 3 OUT 4 2 4 Cấu tạo Flip Flop RST(FFco1 xung CK) c. nguyên lý hoạt động : Ký hiệu logic biểu diễn FF RS đồng bộ được kích bằng sườn trước (cạnh lên) của xung nhịp. ngã vào CK được kích cạnh lện có nghĩa là có tín tại CK cạnh lên từ 0 lên 1 thí các ngã vào điều khiển S, R hoạt động điều khiễn Flip Flop Khi xung CK ở mức 0 Out 3 = 1 Q = Q0 Out 4 = 1 Q = Q0 Khi xung CK ở mức 1 Out 3 = S S, R bị tác động Out 4 = R S = 0, R = 0, CK = 1 Không đổi trạng thái Q = Q0 O3 = 1 = S O4 = 1 = R S = 0, R = 1 O3 = 1 = S Q = 0 O4 = 0 = R Q = 1 S = 1, R = 0 Q = 1 O3 = 0 = S O4 = 1 = R S = 1, R = 1 Trạng thái cấm O3 = 1 = S O4 = 1 = R Dạng song ở hình dưới minh họa hoạt động của FF SR đồng bộ. Nếu giải thiết rằng yêu cầu về thời gian thiết lập và thời gian thiết lập và thời gian duy trì thỏa ở mọi trường hợp, ta có thể phân tích những dạng sóng này như sau: S R CK Q a b c d Ban đầu tất cả các ngã vào đều bằng 0 và đầu ra Q được cho bằng 0, tức Q0 = 0 Khi có cạnh lên (tại điểm a) của xung Ck tác động, cả 2 đầu vào đều bằng 0, nên FF không bị ảnh và vẩn duy trì ở trạng thái Q = 0 (nghĩa là Q = Q0 ) Khi có cạnh lên của CK tại điểm b và R = 1, S=0 Þ Q = 0 Khi có cạnh lên của CK tại diểm c và R = 0, S=1 Þ Q = 1 Khi có cạnh lên của CK tại diểm d và R = 1, S=0 Þ Q = 0 d.bảng trạng thái: S R Ck Q X X Không có xung Q0 0 0 Q0 0 1 0 1 0 1 1 1 Cấm 3.Flip Flop JK: Từ Flip Flop RST nếu mắc them 2 cổng AND ở ngõ vào S và R như hình vẽ dưới thì ta được một FF mới gọi là FF JK a.Ký hiệu Q Q S R Ck T Q Q J K Ck FF JK taùc ñoäng caïnh xuoáng b.Cấu tạo Sơ đồng mạch bên trong của FF JK c. Bảng trạng thái INPUT OUTPUT CK J K Q Q 0 X X Q0 Q0 0 0 Q0 Q0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 Q0 Q0 d. nguyên lý hoạt động Trường hợp 1 J = 0 Y3 = J . Q = 0 . Q = 1 K = 1 Y4 = K . Q = 1 . Q = Q Không đổi trạng thái Q = Q0 , Q = Q0 Q = 0 , Q = 1 Giải sử Q = 0 Y3 = 1 = S Q = 1 Y4 = 0 = R Q = 0 , Q = 1 Q = 1 Y3 = 1 = S Kết quả đúng, trạng thái giải sử sai Q = 0 Y4 = 0 = R Trường hợp 2 J = 1 Y3 = J . Q = 1 . Q = Q K = 1 Y4 = K . Q = 1 . Q = Q Q = 1 , Q = 0 giải sử Q = 0 Y3 = 0 = S Q = 1 Y4 = 1 = R Q = 0 , Q = 1 Q = 1 Y3 = 1 = S Q = 0 Y4 = 0 = R Kết quả đảo ngược lại trạng thái giải sử ban đầu Trường hợp: 3 J = 1 Y3 = J . Q = 1 . Q = Q K = 0 Y4 = K . Q = 0 . Q = 1 Q = 1 , Q = 0 Giaû söû: Q = 0 Y3 = 0 = S Q = 1 Y4 = 1 = R Không đổi trạng thái Q = 1 Y3 = 1 = S Q = 0 Y4 = 1 = R Nhận xét: Flip Flop JK đồng bộ, FF mà bị kích thích ở cạnh lên của xung nhịp. Đầu vào J, K điều khiển trạng thái FF theo cùng cách đầu vào S, R đã làm đối với FF SRT đồng bộ ngoài trừ một điểm khác nhau chính là điếu kiện J = K =1 không cho kết quả mơ hồ ở đầu ra (trạng thái cấm) mà FF ở điều kiện này luôn đạt đến trạng thái ngược lại của nó khi xung nhịp chuyển trạng thái đi lên Ở FF JK tác động cạnh xuông, hoạt động tương tụ như JK tác động cạnh lên nhưng j. K chỉ ảnh hưởng đến Q và Q khi có CK cạnh xuống (từ mức 1 đến mức 0) 5/ Flip Flop T Từ FF RST ta nối đường hồi tiếp từ ngõ ra Q về đường R và ngõ ra Q về S thì ta được một FF mới là FFT Ký hiệu: Q Q S R Ck T Q Q T Ck FF JK tác động cạnh xuống Ck Q Q J K Bảng trạng thái: INPUT OUTPUT CK T Q Q 0 X Q0 Q0 0 Q0 Q0 1 Q0 Q0 Nhận xét: Bảng trạng thái của Flip Flop T chính là bảng trạng thái của FF JK với 2 trạng thái 1 và 4. a/ Nguyên lý hoạt động: Q sẽ tuần tự thay đổi trạng thái khi có tác động của xung CK Ứng dụng: Flip Flop T được dùng để chia đôi tần số Tạo ra sóng vuông cân xứng có thời gian mức 1 bằng với thời gian ở mức 0 từ một xung không cân xứng 5. Giải mã BCD thành mã 7 đoạn: 1. Cấu trúc led 7 đoạn: Led 7 đoạn được xây dựng từ các led đơn: Có 2 loại led 7 đoạn: Loại Anode chung: Các anode của 8 led nối chung, các kathode thì độc lập Khi sử dụng thì anode thì nối lên mức cao thì đoạn led tương ứng sáng, nếu kathode ở mức cao thì đoạn led tương ứng tắt Sử dụng IC giải mã 7447 Loại kathoad của 8 led nối chung, các anode thì độc lập Khi sử dụng thì kathode nối xuống mức thấp thì đoạn led tương ứng sáng, nếu anode ở mức cao thì đoạn led tương ứng tắt. Ở mạch đồng hồ số thì em sử loại Anode để hiện thị. 2. Giải mã led 7 đoạn: A a/ Sơ đồ khối H G F E D C B a/ Khảo sát mạch giải mã led 7 đoạn loại anode chung: Chân anode nối lên mức cao Đoạn nào sáng tương ứng mức L Đoạn nào tối tương ứng mức H Bảng trang thái: DEC INPUT OUTPUT D C B A a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 3 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 4 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 5 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 6 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 Phương trình ngõ ra a = A.. . + ..C. b = A..C. + .B.C . c = .B. . d = A.. . + ..C. + A.B.C. e = A.. . + A.B. +..C. + A.B.C. + A..C. + A.. . D f = A.. . + .B.. + A.B.. + A.B.C. g = .. . +A.. . + A.B.C. D. Các khối trong Đồng Hồ Số 1.Khối đếm:IC 74LS90: Hình dạng: 1 CP1: Ngõ vào bộ đếm 2 2 MR1 : xóa 1 3 MR2 : xóa 2 4 NC: 5 VCC 6 MS1 Đặt 1 7 MS2 Đặt 2 8 Q2 ngõ ra 9 Q1 ngõ ra 10 GND 11 Q3 ngõ ra 12 Q0 ngõ ra 13 NC 14CP0: Bảng trạng thái: IC74LS90 ( sửa QA…. thành Q0…..) Hàm Logic Đây là hệ đếm thập phân gồm 1 bộ đếm 2 (Q0 ) và một hệ đếm 5 (Q1 ,Q2 ,Q3 ) trong đó MSB là Q3 và LSB là Q0 . Chân có kí hiệu NC là chân không dùng đến. Hoạt động: Khi MR1 = MR2 = 1 thì bộ đếm được xóa và các ngõ ra Q0 Q0 Q0 Q0 đều ở mức 0. Khi MS1 = MS2 = 1 bộ đếm được đặt trước trạng thái số đếm. CK0 : Ngõ xung vào cho hê đếm 2. CK1 : Ngõ vào hệ đếm 5. Nếu nối Q0 với CK0 thì IC74LS90 đếm đến 10 Để IC74LS90 đếm thì MR1 ,MS2 , không dùng ở mức cao và MS1 , MS2 nhất thiết phải có một đầu ở mức thấp. Đây là IC74LS90 sử dụng xung CK tác động cạnh xuống. 2.Khối giải mã: a. IC 74LS47: Mạch giải là mạch có chức năng ngược lại với mạch mã hoá. Mục đích sử dụng phổ biến nhất của mạch giải mã là làm sáng các đèn để hiển thị kết quả ở dạng chữ số. Do có nhiều loại đèn hiển thị và có nhiều loại mã số khác nhau nên có nhiều mạch giải mã khác nhau. Ví dụ: giải mã 4 đường sang 10 đường, giải mã BCD sang thập phân… IC74LS47 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn. Mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn là mạch giải mã phức tạp vì mạch phải cho nhiều ngõ ra lên cao hoặc xuống thấp (tuỳ vào loại đèn led là anod chung hay catod chung) để làm các đèn cần thiết sáng nên các số hoặc ký tự. IC 74LS47 là loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng đủ cao để thúc trực tiếp các đèn led 7 đoạn loại anod chung. Hình dạng và sơ đồ chân: Chân 1: BCD B Input. Chân 2: BCD C Input. Chân 3: Lamp Test. Chân 4: RB Output. Chân 5: RB Input. Chân 6: BCD D Input. Chân 7: BCD A Input. Chân 8: GND. Chân 9: 7-Segment e Output. Chân 10: 7-Segment d Output. Chân 11: 7-Segment c Output. Chân 12: 7-Segment b Output. Chân 13: 7-Segment f Output. Chân 14: 7-Segment g Output. Chân 15: 7-Segment a Output. Chân 16: Vcc. b.Sơ đồ logic c.Bảng trạng thái: d.Phương trình ngõ ra: a = A.. . + ..C. + .B.C. b = A..C. + .B.C . c = .B. . d = A.. . + ..C. + A.B.C. +A...D e = A.. . + A.B. +..C. + A.B.C. + A..C. + A.. . D f = A.. . + .B.. + A.B.. + A.B.C. g = .. . +A.. . + A.B.C. Ở trạng thái mã BCD sang 7 vạch tác động ở mức thấp gồm các lại IC74LS47, IC74LS46,… được dùng cho loại có Anode chung. ở trong mạch đồng hồ số này sử dụng IC74LS47. Ngõ n vào xoá BI được để không hay nối lên mức 1 cho hoạt động giải mã bình thường. Nếu nối lên mức 0 thì các ngõ ra đều tắt bất chấp trạng thái ngõ ra. Ngõ vào RBI được để không hay nối lên mức 1 dùng để xoá số 0 (số o thừa phía sau số thập phân hay số 0 trước số có nghĩa). Khi RBI và các ngõ vào D, C, B, A ở mức 0 nhưng ngõ vào LT ở mức 1 thì các ngõ ra đều tắt và ngõ vào xoá dợn sóng RBO xuống mức thấp. Khi ngõ vào BI/RBO nối lên mức 1 và LT ở mức 0 thì ngõ ra đều sáng. Kết quả là khi mã số nhị phân 4 bit vào có giá trị thập phân từ 0 đến 15 đèn led hiển thị lên các số như ở hình bên dưới. Chú ý là khi mã số nhị phân vào là 1111= 1510 thì đèn led tắt. 3.Khối tao xung a.IC 555 Hình dạng và sơ đồ chân: Chân 1: Nối mass. Chân 2: Trigger Input ( ngõ vào xung nảy). Chân 3: Output ( ngõ ra). Chân 4: Reset (đặt lại). Chân 5: Control Voltage (điện áp điều khiển). Chân 6: Threshold (thềm- ngưỡng). Chân 7: Discharge ( xả điện). Chân 8: Nối Vcc. Sơ đồ cấu trúc bên trong: Khi mới cấp nguốn Vcc, tụ bắt đầu nạp từ 0V lên: OP_AMP 1 có: => R = 0 OP_AMP 2 có: => S = 1 => Q = 1, : led sáng. Transistor có làm tắt, tụ C tiếp tục được nạp điện, tụ ap điện qua và với hằng số thời gian là: Tnạp = ( ).C Khi điện áp Vc tăng > 1/3Vcc, thì: OP_AMP 1 có: => R = 0 OP_AMP 2 có: => S = 0 => Q = 1, : led sáng, FF không thay đổi trạng thái. Khi điện áp trên Vc tăng > 2/3Vcc, thì: OP_AMP 1 có: => R = 1 OP_AMP 2 có: =>S = 0 => Q = 0, : led tắt. Do = 1 nên dẫn bão hoà làm chân 7 0V, làm tụ C không được nạp mà xả điện qua , qua tiếp giáp CE của và xuống mass. Tụ xả với hằng số thời gian là: Txả = Khi Vc < 2/3Vcc: R = 0, S = 0 : giữ nguyên trạng thái. Khi Vc Q = 1, : led sáng. Khi , tắt, chấm dứt thời gian xả điện của tụ C. Như vậy, mạch trở lại trạng thái ban đầu và tụ lại nạp điện trở lại. Hiện tượng này diễn ra liên tục và tuần hoàn. 4.Khối nguồn sơ đồ chân IC7805: chân 1: Input ngõ vào. chân 2: Common nối mass. chân 3: Output ngõ ra. Nguyên lý hoạt động: Nguồn điện lưới khi qua biến áp thành nguồn 12V AC. Sau đó qua bộ nắn dòng toàn kỳ thành nguồn DC qua bộ ổn áp (IC7805) cho ra nguồn 5VDC ổn định để cấp các khối cho mạch. CHƯƠNG II: THỰC HÀNH 1.KHỐI HIỆN THỊ LED 7 ĐOẠN KHỐI ĐẾM IC74LS90 KHỐI GIẢI MÃ IC74LS47 SƠ ĐỒ KHỐI KHỐI TAO XUNG IC555 NGUỒN 5V 2.Nhiệm vụ từng khối: Khối nguồn: Nguồn AC được chỉnh lưu toàn kỳ, sau đó được nắn điện Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho xung, khối đếm, giải mã, khối hiển thị. Khối tạo xung: Tạo ra xung có tầng số 1HZ, để làm xung Clock cho mạch đếm giây của khối đếm Khối đềm: Phần đếm giây: là mạch đếm 60 giây trong một phút (0-59) Phân đếm phut: là mạch đếm 60 phút trong một thời gian(0-59) Phần đếm giờ: mạch đếm 24 giờ trong một ngày(0-24) Khối giải mã: Giải mả tín hiệu từ mạch đếm đưa đến để hiển thị ra led 7 đoạn Khối hiện: Có nhiệm vụ báo giờ, phút, giây. 2.Sơ đồ nguyên lý: 3.Nguyên lý hoạt động: Mạch tạo xung kích từ chân số 3 của IC4.3(IC555) của mạch tạo xung và xung này được đưa đến chân 14 của IC3.6(IC74LS90) giây. Ngõ ra xung của 74LS90 ở chân , , , được đưa đến ngõ vào của IC giải mã 74LS47. Đối với 2 IC giây thì mạch này sẽ em sẽ bỏ đi phân giải mã, Chân R0(1) và R(0)2 được nối chung lại và được đưa lên chân , của IC3.5 và đồng thời Chân R0(1) được nối lên chân số 14 IC3.4(IC phút) , IC3.6 sẽ đếm 0à9, sau khi đếm hết 9 xung sẽ tràn IC3.5 đếm lên 1. Tức là có 10 giá trị, Sau đó IC3.5 tiếp tục đếm từ 0 đến 9 và tiếp tục cấp xung cho IC2 tăng lên 2, 3,… Khi IC3.6 đếm đến 9 và IC3.5 đếm đến 5 chuyển sang 6 thì reset về 0 nhờ chân số 8 IC3.5 nối vào R(0)1 reset về 0. Chân R0(1) sẽ tràn qua chân 14 làm cho mạch phút IC3.4 đếm lên một đơn vị. Đối với IC đếm phút (IC3.4 và IC3.3): khi IC3.4 nhận được xung nó lại đếm như IC đếm giây đến giá trị 59. Vì lấy xung từ IC đếm giây nên khi mạch đếm giây đếm đến 59 thì mạch đếm phút mới nhận được một xung. Khi cả IC đếm giây và đếm phút đều đếm đến giá trị 59 thì tất cả 4 IC cũng được reset về 0, đồng thời mạch đếm phút cấp cho IC3.2 của IC đếm giờ một xung IC 3.2 đếm lên một đơn vị. Đối với IC đếm giờ (IC3.2 và IC3.1): Khi IC3.3 nhận được một xung thì nó cũng bắt đầu đếm lên. Khi IC đếm đến 9 thì cấp xung cho IC6 đếm, khi hai IC đếm giờ đếm đến 23 và tại thời điểm sang 24 là lúc cả hai IC được reset. Vì số nhị phân tương ứng của 2 là Q3,Q2,Q1,Q0 = 0010, của 4 là Q3Q2Q1Q0 = 0100 nên ngõ ra Q1 của IC đếm giờ ( đếm hàng chục) và ngõ ra Q2 của IC đếm giờ (đếm hàng đơn vị) được đưa vào Chân R0(1) để thực hiện reset về 0. CHƯƠNG III : KẾT LUẬN a. Về khả năng ứng dụng:Qua thời gian thực hiện đề tài, chúng em đã tự đúc kết ra những kinh nghiệm quý báu về lĩnh vực kỹ thuật số.Mặc dù đã cố gắng tham khảo tài liệu, song do thời gian thực hiện đề tài không nhiều cộng với vốn kiến thức và kinh nghiệm kỹ thuật số, và mạch cao tần vẫn còn hạn chế nên đề tài vẫn chưa đạt được hết những yêu cầu đặt ra và không thể tránh được những thiếu sót . b. Về đặc tính kỹ thuật: Ưu và khuyết điểm: Ưu điểm:Do được hiển thị bằng led 7 đoạn nên được sử dụng ở nơi có ánh sáng không tốt. Linh kiện dùng để thiết kế thông dụng và được bán rộng rãi trên thị trường Khuyết điểm:Cồng kềnh. Không thuận lợi trong sử dụng. Dể bị hư hỏng khi có sự va chạm hoặc điện áp khong ổn định. Các IC dể bị hư hổng khi thi công. Không có nhiệu chức năng như đồng hồ khác. à Nên chính vì thế hiện nay con người đã đi đến một hướng giải quyết khác dùng Vi điều khiển, hoặc dung những chip vi mạch có độ tích hợp cao. Để khắc phục những khuyết điểm trên. *TÀI LIỆU THAM KHẢO: Sách tham khảo: kỹ thuật số Và một số trang web:WWW.ALLDATASHEET.COM WWW.EBOOK.EDU.VN WWW.TaiLieu.VN ………