Đồ án Thiết kế đồng hồ số báo giờ

ược lưu trữ và thực hiện lần lượt trong các thiết bị điều khiển. Do vậy, bộ nhớ là thành phần không thể thiếu trong các mạch số. Thông tin lưu trữ trong các thiết bị số phải ở dạng mã hệ 2 (hệ nhị phân). Thông thường, thông tin, dữ liệu được tạo thành từ một đơn vị cơ bản là từ (word). Một từ có chiều dài nhất định 8 bit, 12bit, 16 bit, 32 bit ... Các bộ phận của thiết bị thường chỉ truyền đi hay nhận vào nguyên một từ hay nhiều từ chứ không phải vài bít của một từ. Vì từ được tạo thành từ nhiều bit nên đơn vị cơ bản của bộ nhớ là đơn vị lưu trữ được 1 bít. Khi so sánh bộ nhớ, người ta thường chú ý đến các đặc tính : - Dung lượng (capacity) dung lượng nhớ là khối lượng thông tin hay dữ liệu có thể lưu trữ được trong bộ nhớ. Để xác định dung lượng bộ nhớ liên quan mật thiết đến giá thành. Bộ nhớ dung lượng càng lớn thì giá thành càng cao (nếu xét các yếu tố khác không đổi) Thời gian thâm nhập (access time): thời gian này gồm 2 phần: phần 1 là thời gian cần thiết để xác định vị trí của từ, phần 2 là thời gian cần thiết để lấy từ ra, khỏi bộ nhớ. Thời gian thâm nhập là thông sốquan trọng của bộ nhớ, nếu thời gian này kéo dài sẽ làm giảm khả năng làm việc của thiết bị. Bộ nhớ thường được chia làm 2 loại căn cứ vào 2 tính chất vừa nêu trên là bộ nhớ chính và bộ nhớ phụ. - Bộ nhớ chính: bộ nhớ chính nằm gần các bộ phận xử lý dữ liệu và cần thời gian thâm nhập với dung lượng không cần lớn lắm. Phần này chứa các dữ liệu, thông tin hoặc các lệnh cần ngay cho công tác. - Bộ nhớ phụ: Không cần thiết phải nằm gần thiết bị, thời gian thâm nhập có thể lớn nhưng cần lại có dung lượng lớn để lưu trữ các thông tin chưa cần ngay hoặc kết quả của các công việc vừa được xử lý xong. II. BỘ NHỚ RAM (Random Access Memry): Bộ nhớ Ram thường được gọi là bộ nhớ đọc viết. Bộ nhớ Ram dùng để lưu trữ các kết quả trung gian hay tạm thời trong khi thực hiện các chương trình điều kiện . Ram có ưu điểm là có thể đọc hay viết dữ liệu lưu trữ trong nó bất cứ lúc nào nhưng nó có nhược điểm là dữ liệu sẽ bị xóa khi mất điện do đó cần nguồn nuôi pin dự phòng. 0.0 1.n 1.1 m.1 1.0 m.2 m.n 0.1 0.n giải mã hàng giải mã cột Hình 1.3.2.1. Ma trận nhớ của RAM - Cấu trúc Ram: Ram có ít nhất 2 đường điều khiển: Đọc/ viết (R/W) và chọn chip (CS) và các đường địa chỉ, đường dữ liệu. Ram gồm 2 loại Ram tĩnh và Ram động. 1. Ram tĩnh hay Sram (Static Ram) - Ram tĩnh lưu trữ dữ liệu ổn định trong mạch khi nào còn cung cấp nguồn cho nó. Các đường điều khiển không cần một xung nào. - Ram tương đối rẻ vì phương pháp chế tạo đơn giản, kích thước đơn vị nhớ nhỏ nên có thể chế tạo bộ nhớ dung lượng lớn nhưng kích thước nhỏ Dram có thời gian thâm nhập lớn. 2. Ram động hay Dram (Dynamic Ram) - DRAM tiêu thụ công suất nhỏ, khi không đọc viết, mạch hầu như không tiêu thụ công suất. - DRAM có thể được chế tạo với dung lượng lớn. - Thời gian thâm nhập bé hơn Ram tĩnh - DRAM phải luôn luôn được làm tươi nên việc sử dụng rắc rối hơn. III. ROM (Read Only Memory) ROM Các ngõ vào địa chỉ Các ngõ ra dữ liệu Các ngõ vào điều khiển ROM là bộ nhớ chỉ được ROM có đặc tính là lưu trữ sẵn dữ liệu, khi cần chỉ đọc, chứ không viết ngay vào được. Dữ liệu trong nhớ đã được ghi. Ma trận nhớ của ROM được tổ chức theo loại chọn tuyến tính hoặc tổ chức theo loại chọn trùng phùng. 1. ROM (Programble ROM) PROM là loại ROM chỉ có thể viết một lần. Ban đầu, khi chưa sử dụng các phần tử nhớ đều là 1, người sử dụng căn cứ vào nội dung lưu trữ mà chọn nội dung nào không thay đồi (1) và thay đồi (0) để tháo tác viết vào bộ nhớ. Người sử dụng muốn ghi bít 1 vào bộ nhớ thì giữ nguyên cầu chì, muốn ghi bit 0 thì cung cấp dòng đủ lớn để lànm đứt cầu chì khi cầu chì đã đứt thì không nối lại được do đó nội dung không thể thay đổi nên ta chỉ có thể lập trình cho PROM 1 lần. Người ta còn có thể chế tạo PROM dùng diode schottky thay cho cầu chì, ban đầu tất cả các diode đều ngắt tương ứng bit 0. Để tạo bit 1, người sử dụng phải đặt điện áp ngược đủ lớn để đánh thủng diode tạo ra sự thông mạch vĩnh viễn. 2. EPROM (Erasable PROM) PROM chỉ có thể nạp một lần nên khi nạp chương trình sai muốn đổi chương trình phải dùng 1 PROM mới. Do đó, người ta chế tạo PROM xóa được gọi là EPROM, EPROM có thể nạp trình, xóa và nạp lại được khi xố EPROM phải dùng tia cực tím chiếu vào nó. 3. EEPROM: EPROM tuy khắc phục được nhược điểm của PROM nhưng sự nạp và xố chưa thuận tiện, phải tháo EPPROM ra khỏi mạnh để xóa rồi mới nạp trình lại, không thể xóa hay thay đổi một từ mà xóa hết và nạp lại từ đâu. Để khắc phục nhược điểm này, người ta cho ra đời EEPROM. EEPROM xóa và nạp rất nhanh và có khả năng nạp từ riêng lẻ. Ứng dụng của bộ nhớ ROM: - Chuyển đổi mã: khi cho vào đầu vào một từ mã nào đó từ đầu ra bộ nhớ ROM sẽ là 1 từ dưới dạng mã khác. - Chứa các lệnh điều khiển cho các thiết bị làm việc Cx khởi động máy. - Chứa dữ liệu mà máy thường cần dùng. D : MẠCH DAO ĐỘNG Mạch dao động là các mạnh tạo ra tín hiệu ngõ ra mà không có tín hiệu ngõ vào. Các mạch dao động có thể tạp ra xung, sóng sin, sóng vuông, sóng chữ nhật hay sóng răng cưa. Các mạch dao động hoạt động dựa trên nguyên lý của phản hồi dương. Tín hiệu ngõ ra sẽ được phản hồi về ngõ vào, được tăng cường và tiếp tục tạo tín hiệu ở ngõ ra. Mạch dao động tạo ra dạng sóng ngõ ra mà chỉ dùng nguồn DC như một tín hiệu ngõ vào. Mạch dao động được sử dụng rộng rãi trong các hệ số để các mạch logic hoạt động đồng bộ với nhau. Nếu không có các mạch dao động tạo xung thì hệ thống số xem như tê liệt. Phản hồi b b Vout Mạch dao động cơ bản gồm 1 mạch KĐ và mạch phản hồi dương để tạo lệch pha và gây suy hao. Sơ đồ khối1 mạch dao động Điều kiện mạch dao động Arctg bAv = 00 bav = 1 Các dạng mạch dao động 1. Dao động dịch pha hay dao động RC Tần số dao động lý tưởng của mạch 1 Là : f0 = ------------------- 2­Ö 6 RC 2. Dao động cầu Wien Với R1 và R2, C1, C2 tạo ra tần số dao động R3, R4, và mạch phản hồi. Với R1 = R2 = R . R3 = 2R4 C1 = C2 = C f0 = f/2 l RC 3. Mạch dao động Colpitts: 4. Mạch dao động Hartley: 5. Mạch dao động thạch anh: Dao động thạch anh là mạch dao động cộng hưởng cơ bản. Tinh thể thạch anh có tần số dao động rất ổn định, nó thường được dùng trong kỹ thuật phát nhận thông tin được dùng ở nơi có tần số dao động ổn định. Có 2 tần số cộng hưởng: cộng hưởng song song và cộng hưởng nối tiếp. - Tần số cộng hưởng nối tiếp xảy ra ở tần số thấp và có tổng trở mạch rất nhỏ. - Tần số cộng hưởng song song xảy ra ở tần số cao hơn và tổng trở rất lớn. E : NGUỒN CUNG CẤP Trong kỹ thuật số, nguồn cung cấp cho các IC hoạt động là nguồn 1 chiều ổn áp để đảm bảo cho IC hoạt động ổn định. Có nhiều dạng mạch ổn áp. Ổn áp dùng diode zeners, dùng OPEM hay dùng vi mạch ổn áp. 1. MẠCH ỔN DÙNG DIODE ZENER: a. Dạng mạch cơ bản: Mạch dùng diode Zener 02 để ổn định áp ngõ ra. Ưu điểm của mạch là rẻ tiền, đơn giản, dễ thực hiện nhưng có độ ổn định kém và dòng nhỏ, phụ thuộc tải. b. Dạng mạch có dùng transitor: Dạng mạch này ổn định hơn mạch bên trên và cũng để thực hiện tuy nhiên, độ ổn định cũng phụ thuộc nhiều vào sự ổn định của Diode Zener và dòng áp ra nhỏ. II. MẠCH ỔN ÁP DÙNG IC ỔN ÁP: Do công nghệ vì điện tử phát triển ngày càng mạnh nên các nhà sản xuất đã cho ra đời hàng loạt các IC ổn áp chuyên dùng có độ ổn định cao cho phép thiết kế và thi công bộ nguồn dễ dàng hơn. Các IC ổn áp này còn có cả các mạnh bảo vệ quá dòng, quá áp bên trong nó. Các mạch ổn áp dùng IC ổn áp thông dụng như 78xx, 79xx, LM 109, LM 209, LM307. Dạng mạch ổn áp cơ bản dùng IC ổn áp. CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ TÍNH TỐN A : GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG I. HEF 4040B: HEF4040 VDD O10 O9 O7 O8 MR CK\ O0 O11 O5 O4 O6 O3 O2 O1 VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 HEF 4040B là IC đếm nhị phân 12 tầng nối tiếp. IC có một ngõ vào xung clock (CK), một ngõ vào ưu tiên Masterreset (MR) và 12 tầng đệm ngõ ra. Bộ đếm hoạt động ở mức thấp của xung Ck tức khi xung Ck từ mức cao xuống thấp sẽ tác động đến bộ đếm. Mỗi tầng đếm là 1 FF tĩnh hoạt động theo kiểu trigger hoạt động trigger sẽ làm giảm sai số mạch và giảm thời gian trễ. II. HEF 4060B: IC HEF 4060B là IC đếm chia và dao động nhị phân 14 tầng với 3 chân của bộ dao động (Rs, RTC, CTC), 10 tầng đệm ngõ ra (03 - 09 và 011 đến 013) và một ngõ vào ưu tiên Master Reset (MR) cấu hình bộ dao động cho phép thiết kế cả dao động RC lẩn dao động thạch anh. Bộ dao động có thể được thay thế bằng một xung đồng hồ bên ngồi tại ngõ ra RC. Bộ đếm hoạt động ở mức thấp của xung CK và RS. Mức cao của MR reset bộ đếm bất chấp trạng thái ngõ vào hoạt động schmitt - trigger sẽ làm cho mạch giảm sai số và thời gian trễ. HEF 4060B VDD O9 O8 O7 MR RS RTC CTC O11 O12 O13 O5 O4 O6 O3 VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 MR : Master Reset RTC : Chân dao động CK : Chân nối với tụ bên ngồi RS : Chân vào O0 ..O9 ,O11..O13 :Các ngõ ra III. HEF 4556B: IC HEF 4556B là IC có 2 bộ giải mã/phân kênh. Mỗi bộ giải mã/phân kênh có 2 ngõ vào địa chỉ (Ao. A1), một ngõ vào cho phép (E) hoạt động ở mức thấy và 4 ngõ ra tương hỗ loại trừ hoạt động ở mức cao (0o - 03). Khi sử dụng bộ giải mã chân E ở mức cao sẽ làm cho 0o - 03 ở mức thấp. Khi sử dụng bộ phân kênh ngõ ra thích hợp được chọn bởi dữ liệu từ A0 và A1 với E là dữ liệu ngõ vào. Các ngõ ra không được chọn thì ở mức thấp, cao. HEF 4556 VDD EB\ A0B A1B O0B\ O1B\ O2B\ O3B\ EA\ A0A A1A O0A\O1A\O2A\O3A\ VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Sơ đồ chân Bảng trạng thái VÀO RA E A0 A1 00 01 02 03 L L L H H H H L H L H H H H L L H H H H H L H H H H H H H X X H H H H IV. IC 74LS573: IC 74LS573 là IC chứa 8 mạch chốt hay 8 FF-D với 8 ngõ ra 3 trạng thái các FF sẽ thay đổi trạng thái bất đồng bộ khi chân cho phép chối (C) ở mức cao, khi C ở mức thấp, dữ liệu trước đó sẽ được chốt. Dữ liệu sẽ xuất hiện trên bus khi chân cho phép ngõ ra (OC\) ở mức thấp. Khi OC\ ở mức cao, bus ngõ ra ở trạng thái tổng trở cao. Trong mạch của IC có hiện tượng trễ ở chân cho phép chốt và chân đưa xung clock ở ngõ vào để cải thiện việc loại trừ nhiễu. Các diode ở đầu nối ngõ vào giới hạn tốc độ cao ảnh hưởng đến đầu cuối. Sơ đồ chân: 74LS573 VCC 1O 2O 3O 4O 5O 6O 7O 8O C OC\ 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D GND 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 V. IC HEF4047B: IC HEF 4047B gồm 1 bộ đa hài bất ổn với kỹ thuật logic tích hợp được cho phép hoạt động bởi cạnh dương hoặc âm trigger, dao động đa hài đơn ổn với trigger. IC này có các ngõ vào + TRIGGER - TRIGGER ASTABLE, ASTABLE, RETRIGGER và MR, các ngõ ra đệm: 0, 0\ và Outpit Oscillator (O.O). Trong tất cả các hình thức hoạt động của IC, một điện trở bên ngồi được nối giữa Rtc và Rctc và một tụ điện nối giữa Ctc và Rctc Hoạt động bất ổn được cho phép khi ngõ vào ASTABLE ở mức cao. Chu kỳ của xung vuông ở ngõ ra 0 và 0 do các thành phần R, C bên ngồi quyết định xung “thật” ở ngõ vào ASTABLE và xung “bù” ở ngõ vào ASTABLE cho phép mạch được sử dụng như 1 cổng đa hài chu kỳ ở ngõ ra dao động bằng 1/2 chu kỳ ngõ ra 0 khi hoạt động bất ổn. Khi hoạt động ở chế độ đơn ổn, xung kích dương được đưa đến ngõ vào TRIGGER và ngõ vào dương được đưa đến ngõ vào TRIGGER và ngõ vào TRIGGER ở mức thấp hoặc xung kích âm được đưa đến - TRIGGER và ngõ vào + TRIGGER ở mức cao. Bộ đa hài còn có thể retrigger (chỉ với cạnh lên) bằng xung chung cho cả RETRIGGER và + TRIGGER. HEF 4047B VDD O.O Retrig O\ O MR + Trigger CTC RTC RCTC As As\ -TriggerVSS 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 Sơ đồ chân Bảng chức năng Chức năng Các chân nối với Xung ngỏ ra Chu kỳ xung ngõ ra hoặc VDD VSS Xung ngõ vào độ rộng xung Đa hài bất ổn 10,11 Dao động tự do 4,5,6,14 7,8,9,12 / 10,11,13 tA=1,4RTCT Cổng thật A,6,14 7,8,9,12 5 10,11,13 13 Cổng bù 6,14 5,7,8,11 4 10,11,13 tA=2,2 RTCT Đa hài đơn ổn Trigger cạnh dương 4,14 5,6,7,9,12 8 10,11 10,11 Trigger cạnh âm 4,8,14 5,7,9,12 6 10,11 tm= 2,78RtCt Retrigger 4,14 5,7,9,12 8,12 10,11 Đếm xuống bên ngồi 14 5,6,7,8,9,12 / 10,11 VI . 4082B: HEF 4082B VDD O2 I8 I7 I6 I5 NC O1 I1 I2 I3 I4 NC VSS 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 HEF 4082B gồm 2 cổng AND 4 ngõ vào dương. Ngõ ra đệm nhằm giảm nhiễu ở mức thấp nhất Sơ đồ chân VII. IC 74LS157: IC 74LS157 gồm bộ chuyển mạch 2 ngõ vào tốc độ cao. 4 bít dữ liệu từ 2 nguồn có thể được lựa chọn bằng cách sử dụng ngõ select và Enable chung, 4 ngõ ra đệm xuất dữ liệu đã được lựa chọn. Sơ đồ chân 74LS157 VCC Strobe 4A 4B 4O 3A 3B 3O Select 1A 1B 1O 2A 2B 2O GND 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Bảng trạng thái E S I0 I1 0 H X X X L L H X L L L H X H H L L L X L L L H X H VIII. EPROM 2732 A: 2732A gồm 12 ngõ vào địa chỉ, 8 ngõ vào/ra dữ liệu. Các chân điều khiển OE/VPP và CE\. CE\ cho phép EPROM hoạt động khi nó ở mức thấp. OE/Vpp ở mức thấp sẽ phép xuất dữ liệu và ở mức cao khi nạp trình. 2732A VCC A8 A9 A11OE\VPPA10 CE\ O7 O6 O5 O4 O3 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sơ đồ chân Bảng trạng thái Mode OE OE/Vpp Outprot Read/ Program Verfy VIL VIL Dout Output Disable VIL VIH High Z Standby VIH X High Z Program VIL VPP Din Program Inhibit VIH VPP High Z IX. SRAM 2147H: 2147H VCC A6 A7 A8 A9 A10 A11 Din CS\ A0 A1 A2 A3 A4 A5 Dout WE\ GND 18 17 16 15 14 13 12 11 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SRAM 2147H là Ram tĩnh 4096 bit được tổ chức gồm 4096 bit nhờ 1 bit dùng kỹ thuật HMOS. 2147H có 18 chân, có 12 đường địa chỉ, có ngõ vào và ra dữ liệu khác nhau. Hai chân điều khiển CS và WE đều hoạt động ở mức thấp khi CS ở mức thấp, sẽ cho phép 2147H hoạt động. WE khi ở mức cao sẽ cho phép xuất dữ liệu từ bộ nhớ ra và khi WE ở mức thấp sẽ cho phép đọc dữ liệu vào bộ nhớ. Sơ đồ chân Bảng trạng thái CS\ WE\ Mode Output Power H X Not selected High Z Standby L L Write High Z Active L H Read Dout Active X. NE 555: IC NE 555 là thiết bị tạo thời gian trì hỗn và dao động chính xác có độ ổn định cao. IC có các ngõ vào trigger và Reset. Thời gian tồn tại của xung khi hoạt động ở chế độ trì hỗn được điều khiển bởi một điện trở và 1 tụ điện bên ngồi. Ở chế độ bất ổn. IC sẽ hoạt động như một dao động. Tần số dao động và độ rộng xung được điều khiển chính xác bởi điện trở và tụ điện bên ngồi. Mạch có thể được trigger và reset ở cạnh xuống của dạng sóng và ngõ ra có thể đạt đến 200mA. Sơ đồ chân NE 555 VCC Dis Thes Control GND Trig Out Reset 8 7 6 5 1 2 3 4 XI. HEF4017B: HEF4017B là một IC đếm thập phân hoạt động với cả cạnh lên và xuống của xung đếm Ck , CPo là ngõ vào của Ck tác động cạnh lên và CP1\ là ngõ vào của Ck tác động cạnh xuống. Các ngõ ra O0 - O9 lần lượt lên mức 1 sau mỗi xung đếm Ck. Ngõ ra O5-9\ ở mức cao khi các ngõ ra O0 ..O4 ở mức cao O5..O9 ở mức thấp. HEF 4017 VDD MR CP0 CP1\ O5.9\ O9 O4 O8 O5 O1 O0 O2 O6 O7 O3 VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Sơ đổ chân Bảng trạng thái MR CP0 CP1 Active H X X O0= O5-9\= H O1- O9 = L L H ¯ Counter Advances L L L Counter Advance L ­ X No change L X H No change L H ­ No change L ¯ L No change B. SƠ ĐỒ KHỐI KHỐI HIỂN THỊ KHỐI ĐỆM BỘ NHỚ KHỐI ĐIỀU CHỈNH KHỐI BÁO CHUÔNG KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ KHỐI TẠO XUNG CHUẨN KHỐI NGUỒN Nhiệm vụ các khối I. KHỐI TẠO XUNG CHUẨN: Khối tạo xung chuẩn là khối có nhiệm vụ tạo ra các xung chuẩn cho mạch giải mả địa chỉ, cho mạch điều chỉnh giờ, điều chỉnh thời điểm báo chuông. Khối tạo xung chuẩn được xem là khối quan trọng mạch số, nếu không có khối này, mạch số không thể hoạt động đồng bộ được. II. KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ : Khối giải mã địa chỉ nhận xung kích từ khối tạo xung chuẩn để đếm giải mã địa chỉ bộ nhớ. Khối này bao gồm giải mã địa chỉ EPROM để hoạt động như đồng hồ số, và giải mã địa chỉ RAM để cài đặt chương trình báo giờ. III. KHỐI ĐỆM: Khối đệm có nhiệm vụ chốt và thúc dữ liệu đệm từ bộ nhớ ra khối hiển thị khối đệm còn có nhiệm vụ nâng dòng để đảm bảo đủ dòng cấp cho khối hiển thị khối đệm chỉ cho phép dữ liệu xuất lần lượt từ bộ nhớ ra từng LED. IV. BỘ NHỚ: Bộ nhớ được sử dụng là 1 EPROM dùng để lưu trữ dữ liệu đã được nạp từ trước. Khi được kích thích EPROM sẽ xuất dữ liệu tại các ô nhớ đã được xác định địa chỉ bởi khối giải mã. Dữ liệu được nạp phải xác định sao cho khi xuất ra khối hiển thị phải được xem như một đồng hồ số. V. KHỐI BÁO CHUÔNG: Khối náo chuông là khối thực hiện một phần chủ yếu chức năng của đề tài khối này có nhiệm vụ phải báo chuông vào những thời điểm cần thiết theo yêu cầu người sử dụng. VI. KHỐI ĐIỀU CHỈNH: Khối điều chỉnh có nhiệm vụ điều chỉnh lại giờ của đồng hồ số theo yêu cầu chỉnh lại địa chỉ của khối giải mã địa chỉ để dữ liệu từ bộ nhớ xuất ra đúng với giờ của thời điểm lúc điều chỉnh. VII. KHỐI NGUỒN: Khối nguồn là khối rất quan trọng trong các mạch điện nói chung. Khối nguồn đảm bảo duy trì hoạt động của tồn mạch không có khối nguồn, mạch không hoạt động được. Khối nguồn trong đề tài, yêu cầu là nguồn 5VDC cung cấp cho các IC và 12V cho các transistor trong mạch báo chuông. VIII. KHỐI HIỂN THỊ : Khối này thực hiện chức năng hiển thị dữ liệu xuất từ bộ nhớ, khối này xem như “màn hình” của đồng hồ số. C. THIẾT KẾ I. KHỐI TẠO XUNG CHUẨN: Khối tạo xung chuẩn là khối có nhiệm vụ giúp cho mạch số hoạt động đồng bộ, không có khối này, mạch xem như tê liệt. Khối tạo xung chuẩn có thể được thiết kế kể từ các linh kiện rời, vi mạch 555 hoặc thạch anh. Do yêu cầu đề tài yêu cầu độ chính xác cao nên người thiết kế đã chọn và sử dụng thạch anh lấy từ đồng hồ treo tường Gimiko có tần số dao động 32768Hz. Thạch anh này được mắc vào IC 4060 và HEF 4040 B để chia tần tạo các xung có tần số thấp hơn. Sơ đồ mạch: IC HEF 4060B sẽ chia tần số dao động của thạch anh từ 32.768Hz đến 2Hz ở ngõ ra tầng Flip-Flop cuối cùng (O13). Như vậy IC HEF 4060B sẽ thực hiện tồn bộ chu kỳ hoạt động (qua 14 tầng Flip - Flop). Do đó chân MR (Master Reset phải được đặt ở mức thấp xung ở. Hai ngõ ra O3 và O4 (có tần số khá cao) sẽ được đưa đến khối đệm để chọn IC đệm cuất dữ liệu đồng thời đưa đến EPROM để quét địa chỉ cho EPROM. Xung 2Hz ở ngõ ra của FF cuối cùng (O13) được đưa đến (làm xung clock) IC HEF 4040B. Khi HEF 4060B thực hiện xong một chu kỳ đếm, tự reset thì chân O13từ mức cao chuyển sang mức thấp sẽ táv động vào chân Ck (chân 10) của HEF 4040B kích cho IC này hoạt động HEF 4040 có nhiệm vụ tạo ra xung 1 phút để cấp cho khối giải mã địa chỉ và xung 1s (1Hz) để nhấp nháy báo giây cho đồng hồ. Như vậy, xung 1s sẽ được lấy từ chân O0 (chân 9) và HEF 4040B sẽ chia 120 lần tần số xung clock 2Hz để tạo xung 1 phút. Do đó hàm reset của IC này là 06050403020100 = 1111000. Xung 1 phút sẽ được lấy từ ngõ ra 06 (chân 4) của IC này . II. KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ : Khối giải mã địa chỉ là khối có nhiệm vụ xác định địa chỉ của EPROM để xuất dữ liệu. Do yêu cầu đề tài, đồng hồ số sau mỗi phút sẽ xuất hiện: Do đó xung kích, cho IC đếm thay đổi dữ liệu giải mã địa chỉ là xung 1 phút, xung nảy nhận từ ngõ ra của khối tạo xung quanh chuẩn . Đồng hồ sẽ hoạt động 12 giờ, do đó IC đếm giải mã địa chỉ sẽ phải đếm để xác định 12x60=720 lần thay đổi dữ liệu xuất. IC sẽ đếm từ O .. 719. IC đếm giải mã là HEF 4040BI hàm Reset cho IC giải mã này sẽ là : 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 = 1110100000. Các ngõ ra từ 00 - 09 sẽ được đến ngõ vào địa chỉ của EPROM. III. BỘ NHỚ: Bộ nhớ là thiết bị lưu trữ chương trình hoạt động cho tồn mạch nên ta phải xác định rõ yêu cầu đề tài đưa ra để viết chương trình, dịch sang mã máy và nạp cho bộ nhớ EPROM. Yêu cầu đề tài là hiển thị giờ như một đồng hồ số và báo giờ. Do đó, ta cần xác định dung cần thiết để chọn loại EPROM phù hợp. Mạch sẽ làm việc với chu kỳ 12 giờ tương ứng 720 phút. Yêu cầu mạch là mỗi phút sẽ thay đổi dữ liệu hiển thị do đó dữ liệu phải thay đổi 720 lần. Nhưng do EPROM chỉ xuất dữ liệu lần lượt cho từng LED hiển thị mà ta sẽ có 4 LED để hiển thị giờ, phút nên EPROM phải quét liên tục dữ liệu cho 4 LED trong 1 phút. Như vậy EPROM phải có 720 x 4 = 2880 địa chỉ. Hay dung lượng của EPROM là 2880 byte = 2,8 Kbyte. Trên thị trường chỉ có các EPROM kbyte 4 kbyte, 8 kbyte ... Do đó ta chọn loại EPROM 4kbyte = 4076 Byte là phù hợp nhất. EPROM này có mã hiệu là 2732. EPROM có 12 ngõ vào địa chỉ tương ứng 4096 địa chỉ. Các chân A0A1 của ngõ vào địa chỉ sẽ được nới với các xung tần số cao để quét lần lượt 4 LED còn các ngõ vào địa chỉ từ A2-A11 sẽ được nối với các ngõ ra O0 - O9 của IC giải mã địa chỉ HEF 4040B. Chương trình nạp cho EPROM dưới dạng mã hexa: 000H 3FH 3FH 07H 00H Â06H 3FH 07H 00H 5BH 3FH 07H 00H 4FH 3FH 07H 00H 010H 66H 3FH 07H 00H 6DH 3FH 07H 00H 7DH 3FH 07H 00H 07H 3FH 07H 00H 020H 7FH 3FH 07H 00H 6FH 3FH 07H 00H 3FH 06H 07H 00H 06H 06H 07H 00H 030H 5BH 06H 07H 00H 4FH 06H 07H 00H 66H 06H 07H 00H 6DH 06H 07H 00H 040H 7DH 06H 07H 00H 07H 06H 07H 00H 7FH 06H 07H 00H 6FH 06H 07H 00H 050H 3FH 5BH 07H 00H 06H 5BH 07H 00H 5BH 5BH 07H 00H 4FH 5BH 07H 00H 060H 66H 5BH 07H 00H 6DH 5BH 07H 00H 7DH 5BH 07H 00H 07H 5BH 07H 00H 070H 7FH 5BH 07H 00H 6FH 5BH 07H 00H 3FH 4FH 07H 00H 06H 4FH 07H 00H 080H 5BH 4FH 07H 00H 4FH 4FH 07H 00H 66H 4FH 07H 00H 6DH 4FH 07H 00H 090H 7DH 4FH 07H 00H 07H 4FH 07H 00H 7FH 4FH 07H 00H 6FH 4FH 07H 00H 0A0H 3FH 66H 07H 00H 06H 66H 07H 00H 5BH 66H 07H 00H 4FH 66H 07H 00H 0B0H 66H 66H 07H 00H 6DH 66H 07H 00H 7DH 66H 07H 00H 07H 66H 07H 00H 0C0H 7FH 66H 07H 00H 6FH 66H 07H 00H 3FH 6DH 07H 00H 06H 6DH 07H 00H 0D0H 5BH 6DH 07H 00H 4FH 6DH 07H 00H 66H 6DH 07H 00H 6DH 6DH 07H 00H 0E0H 7DH 6DH 07H 00H 07H 6DH 07H 00H 7FH 6DH 07H 00H 6FH 6DH 07H 00H 0F0H 3FH 3FH 7FH 00H 06H 3FH 7FH 00H 5BH 3FH 7FH 00H 4FH 3FH 7FH 00H 100H 66H 3FH 7FH 00H 6DH 3FH 7FH 00H 7DH 3FH 7FH 00H 07H 3FH 7FH 00H 110H 7FH 3FH 7FH 00H 6FH 3FH 7FH 00H 3FH 06H 7FH 00H 06H 06H 7FH 00H 120H 5BH 06H 7FH 00H 4FH 06H 7FH 00H 66H 06H 7FH 00H 6DH 06H 7FH 00H 130H 7DH 06H 7FH 00H 07H 06H 7FH 00H 7FH 06H 7FH 00H 6FH 06H 7FH 00H 140H 3FH 5BH 7FH 00H 06H 5BH 7FH 00H 5BH 5BH 7FH 00H 4FH 5BH 7FH 00H 150H 66H 5BH 7FH 00H 6DH 5BH 7FH 00H 6DH 5BH 7FH 00H 7DH 5BH 7FH 00H 160H 7FH 5BH 7FH 00H 6FH 5BH 7FH 00H 3FH 4FH 7FH 00H 06H 4FH 7FH 00H 170H 5BH 4FH 7FH 00H 4FH 4FH 7FH 00H 66H 4FH 7FH 00H 6DH 4FH 7FH 00H 180H 7DH 4FH 7FH 00H 07H 4FH 7FH 00H 7FH 4FH 7FH 00H 6FH 4FH 7FH 00H 190H 3FH 66H 7FH 00H O6H 66H 7FH 00H 5BH 66H 7FH 00H 4FH 66H 7FH 00H 1A0H 66H 66H 7FH 00H 6DH 66H 7FH 00H 7DH 66H 7FH 00H 00H 66H 7FH 00H 1B0H 7FH 66H 7FH 00H 6FH 66H 7FH 00H 3FH 6DH 7FH 00H 06H 6DH 7FH 00H 1C0H 5BH 6DH 7FH 00H 4FH 6DH 7FH 00H 66H 6DH 7FH 00H 6DH 6DH 7FH 00H 1D0H 7DH 6DH 7FH 00H 07H 6DH 7FH 00H 7FH 6DH 7FH 00H 6FH 6DH 7FH 00H 1E0H 3FH 3FH 6FH 00H 06H 3FH 6FH 00H 5BH 3FH 6FH 00H 4FH 3FH 6FH 00H 1F0H 66H 3FH 6FH 00H 6DH 3FH 6FH 00H 7DH 3FH 6FH 00H 07H 3FH 6FH 00H 200H 7FH 3FH 6FH 00H 6FH 3FH 6FH 00H 3FH 06H 6FH 00H 06H 06H 6FH 00H 210H 5BH 06H 6FH 00H 4FH 06H 6FH 00H 66H 06H 6FH 00H 6DH 06H 6FH 00H 220H 7DH 06H 6FH 00H 07H 06H 6FH 00H 7FH 06H 6FH 00H 6FH 06H 6FH 00H 230H 3FH 5BH 6FH 00H 06H 5BH 6FH 00H 5BH 5BH 6FH 00H 4FH 5BH 6FH 00H 240H 66H 5BH 6FH 00H 6DH 5BH 6FH 00H 7DH 5BH 6FH 00H 07H 5BH 6FH 00H 250H 7FH 5BH 6FH 00H 6FH 5BH 6FH 00H 3FH 4FH 6FH 00H 06H 4FH 6FH 00H 260H 5BH 4FH 6FH 00H 4FH 4FH 6FH 00H 66H 4FH 6FH 00H 6DH 4FH 6FH 00H 270H 7DH 4FH 6FH 00H 07H 4FH 6FH 00H 7FH 4FH 6FH 00H 6FH 4FH 6FH 00H 280H 3FH 66H 6FH 00H 06H 66H 6FH 00H 5BH 66H 6FH 00H 4FH 66H 6FH 00H 290H 66H 66H 6FH 00H 6DH 66H 6FH 00H 7DH 66H 6FH 00H 07H 66H 6FH 00H 2A0H 7FH 66H 6FH 00H 6FH 66H 6FH 00H 3FH 6DH 6FH 00H 06H 6DH 6FH 00H 2B0H 5BH 6DH 6FH 00H 4FH 6DH 6FH 00H 66H 6DH 6FH 00H 6DH 6DH 6FH 00H 2C0H 7DH 6DH 6FH 00H 07H 6DH 6FH 00H 7FH 6DH 6FH 00H 6FH 6DH 6FH 00H 2D0H 3FH 3FH 3FH 06H 06H 3FH 3FH 06H 5BH 3FH 3FH 06H 4FH 3FH 3FH 06H 2E0H 66H 3FH 3FH 06H 6DH 3FH 3FH 06H 7DH 3FH 3FH 06H 07H 3FH 3FH 06H 2F0H 7FH 3FH 3FH 06H 6FH 3FH 3FH 06H 3FH 06H 3FH 06H 06H 06H 3FH 06H 300H 5BH 06H 3FH 06H 4FH 06H 3FH 06H 66H 06H 3FH 06H 6DH 06H 3FH 06H 310H 7DH 06H 3FH 06H 07H