Đồ án Thiết kế và thi công đồng hồ báo giờ dùng Eprom

4 : Q6 Chân 13: Q7 Chân 12: Q8 Chân 14: Q9 Chân 15: Q10 Chân 1 : Q11 I . 2 . IC 4081 : Đây là IC cổng họ CMOS có 14 chân . IC 4081 có 4 cổng AND 2 ngỏ vào . Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân : 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 Chân 14 : ( VDD ) Nối nguồn dương Chân 7 : ( Vss ) Nối mass Sau đây là các ngỏ vào và ngỏ ra của các cổng AND: Cổng AND ( I ) : Chân 1 và 2 : Ngỏ vào Chân 3 : Ngỏ ra Cổng AND ( II ) : Chân 5 và 6 : Ngỏ vào Chân 4 : Ngỏ ra Cổng AND ( III ) : Chân 8 và 9 : Ngỏ vào Chân 10 : Ngỏ ra Cổng AND ( IV ) : Chân 12 và 13 : Ngỏ vào Chân 11 : Ngỏ ra II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R1 = 12 K R2 = 2 K7 Q1 = C 828 R2 Đồng hồ CP Q1 treo tường Q2 A R1 Q3 Q1 Q4 MR IC 4040 III . TÍNH TỐN : Ngỏ ra của mạch tạo xung Ck của mạch đồng hồ có tần số là 1/2 Hz ( chu kỳ là 2 giây ) nên để tạo ra dao động có tần số là 1/60 Hz thì IC 4040 phải đếm 30 ( chu kỳ là 60 giây ) Mà 3010 = 111102 Nên cổng AND 4 ngỏ vào được sử dụng để reset IC 4040 khi đếm đến 30 Tính R2 : Aùp ngỏ ra của mạch đồng hồ treo tường là 1,4 V Transistor C 828 dẫn bảo hòa thì VCE = 0,1 V Cho Ic = 2 mA và Vcc = 5 V Nên R1 = ( Vcc - VCE ) / Ic = ( 5 - 0,1 ) / 2 = 2,45 K Chọn : R2 = 2K7 Tính R1 : Cho hệ số khuếch đại của C 828 là b = 70 Để C 828 dẫn bảo hòa thì VBE = 1V Vậy : IB = IC / 70 = 2 / 70 = 0,0286 Nên : R1 = ( 1,4 - 1 ) / 0,0286 = 14 K Chọn : R1 = 12 K IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Mạch đồng hồ treo tường sẽ tạo ra dao động có tần số là 1/2 Hz . Sau khi qua transistor Q1 sẽ được khuếch đại biên độ để đưa vào ngỏ CP của IC 4040 . IC 4040 sẽ làm công việc chia tần số ( đếm ) của dao động có tần số là 1/2 Hz thành dao động có tần số là 1/60 Hz . Khi IC 4040 đếm đến 30 thì cổng AND sẽ reset cho IC 4040, đồng thời tại ngỏ ra của cổng AND cũng chính là dao động có tần số là 1/60 Hz . Cứ thế , khi có dao động từ mạch đồng hồ treo tường đi vào thì IC 4040 lại đếm và ở ngỏ ra của cổng AND sẽ có dao động có tần số là 1/60 Hz . Ngỏ ra A được đưa lên KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ. CHƯƠNG III : THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 555 : Đây là IC loại 8 chân được sử dụng rất phổ biến để làm: mạch đơn ổn, mạch dao động đa hài, bộ chia tần, mạch trễ, … Nhưng trong mạch này, IC 555 được sử dụng làm bộ phát xung Ck . Thời gian được xác lập theo mạch định thời R, C bên ngồi. Dãy thời gian tác động hữu hiệu từ vài micrô giây đến vài giờ. IC này có thể nối trực tiếp với các loại IC TTL / CMOS / DTL . Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân : 8 7 6 5 1 2 3 4 Chân 1 : ( GND ) Nối mass . Chân 2 : ( TRIGGER ) Nhận xung kích để đổi trạng thái Chân 3 : ( OUT ) Ngỏ ra Chân 4 : ( RESET ) Trả về trạng thái đầu Chân 5 : ( CONTROL VOLTAGE ) Lấy điện áp điều khiển tần số dao động Chân 6 : ( THRESHOLD ) Lập mức ngưởng cho tầng so sánh Chân 7 : ( DISCHARGE ) Đường xã điện cho tụ trong mạch định thời Chân 8 : ( Vcc ) Nối với nguồn dương I . 2 . IC 4040 : Đã được giới thiệu ở chương II – I . II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R3 = 150 K R4 = 100K C1 = 103 C2 = 104 R3 8 4 3 CP Q0 Q1 R4 7 Q5 Q6 Q8 6 5 MR 2 1 C2 C1 IC 555 IC 4040 III . TÍNH TỐN : IC 555 tạo dao động có tần số là 400 Hz Công thức tính tần số của IC 555 là : 1,44 f = Cho f = 400 ( R3 + 2 R4 ) ´ C1 C2 = 103 = 0,01 m F C2 = 104 = 0,1 m F Vậy R3 + 2 R4 = 1,44 / ( f ´ C1 ) = 1,44 ´ 106 / ( 400 ´ 0,01 ) = 360 K Cho R4 = 100 K Vậy R3 = 160 K Chọn R3 = 150 K Vậy R3 = 150 K R4 = 100 K C1 = 103 C2 = 104 IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: IC 555 tạo ra dao động có tần số là 400 Hz . IC 4040 sẽ thực hiện việc đếm Tần số 400 Hz được chọn để ngỏ ra Q0 và Q1 qua KHỐI GIẢI ĐA HỢP sẽ cho ra 4 ngỏ ra, mỗi ngỏ ra sẽ có tần số là 100 Hz để điều khiển LED 7 đoạn hiển thị đơn vị phút, chục phút, đơn vị giờ, chục giờ. LED 7 đoạn nhấp nháy với tần số là 100 Hz sẽ tạo cảm giác cho mắt người là cả 4 LED sáng liên tục. Ngỏ ra Q0 và Q1 được đưa lên KHỐI GIẢI ĐA HỢP và EPROM 2764. Ngỏ ra Q5 và Q6 được đưa lên KHỐI ĐIỀU CHỈNH . Tần số ngỏ ra Q5 là 400 / 26 = 6 Hz . Tần số ngỏ ra Q6 là 400 / 27 = 3 Hz . Ngỏ ra Q8 được đưa lên KHỐI BÁO CHUÔNG . Tần số ngỏ ra Q8 là 400 / 29 = 0,78 Hz . Tụ C2 được mắc vào chân 5 của IC 555 để giúp IC hoạt động ổn định . CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 4040 : Đã được giới thiệu ở chương II – I . I . 2 . IC 4081 : Đã được giới thiệu ở chương II – I . I . 3 . IC 74244 : Đây là IC có 20 chân , IC 74244 có 8 cổng đệm 3 trạng thái . IC này có 2 cổng điều khiển cho mổi 4 cổng đệm . Sau đây là sơ đồ chân : 1G 1 20 Vcc 1 A1 2 19 2G 2 Y4 3 18 1 Y1 1 A2 4 17 2 A4 2 Y3 5 16 1 Y2 1 A3 6 15 2 A3 2 Y2 7 14 1 Y3 1 A4 8 13 2 A2 2 Y1 9 12 1 Y4 GND 10 11 2 A1 Bảng sự thật NGỎ VÀO NGỎ RA G A Y H X L L L H Z L H H = mức [1 ] L = mức [ 0 ] X = Không quan tâm Z = Tổng trở cao Chức năng của các chân Chân 10 : ( GND ) Nối mass Chân 20 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V Chân 1 : ( 1G ) Được dùng để điều khiển 4 cổng 3 trạng thái sau : CỔNG NGỎ VÀO NGỎ RA I Chân 2 : 1 A1 Chân 18 : 1 Y1 II Chân 4 : 1 A2 Chân 16 : 1 Y2 III Chân 6 : 1 A 3 Chân 14 : 1 Y3 IV Chân 8 : 1 A4 Chân 12 : 1 Y4 Chân 19 : ( 2G ) Được dùng để điều khiển 4 cổng 3 trạng thái sau : CỔNG NGỎ VÀO NGỎ RA I Chân 11 : 2 A1 Chân 9 : 2 Y1 II Chân 13 : 2 A2 Chân 7 : 2 Y2 III Chân 15 : 2 A3 Chân 5 : 2 Y3 IV Chân 17 : 2 A4 Chân 3 : 2 Y4 II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : 1G IC 4040 ( I ) ( đếm phút ) A CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 MR Q5 IC 4040 ( II ) ( đếm giờ ) CP Q0 Q1 Q2 Q3 MR Q4 B III . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : IC 4040 ( I ) được dùng để đếm phút : Một giờ có 60 phút , nên : 6010 = 1111002 Cổng AND 4 ngỏ vào dùng để reset IC 4040 ( I ) khi IC này đếm đến 60 IC 4040 ( II ) được dùng để đếm giờ . Một ngày có 24 giờ , nên : 2410 = 110002 Cổng AND 2 ngỏ vào dùng để reset IC 4040 ( II ) khi IC này đếm đến 24 Khi 1G ở mức [ 0 ] : Dao động có tần số là 1/60 Hz từ KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ CHUẨN 1/60 Hz ( điểm A ) vào IC 4040 ( I ) để IC này đếm . Khi IC 4040 ( I ) đếm đến 60 ( 1 giờ ) thì sẽ được reset . Khi reset thì ngỏ ra của cổng AND 4 ngỏ vào cũng tạo ra 1 xung cho IC 4040 ( II ) đếm lên 1 . Sau khi IC 4040 ( II ) đếm đến 24 ( 1 ngày ) thì sẽ được reset . Khi reset thì ngỏ ra của cổng AND 2 ngỏ vào cũng tạo ra 1 xung ( tại điểm B ) để đưa lên KHỐI BÁO THỨ để chuyển sang thứ khác . Khi 1G ở mức [ 1 ] : Ngỏ ra của cổng 3 trạng thái có tổng trở cao để cách ly xung chỉnh giờ / phút / thứ với xung chuẩn . 3 cổng 3 trạng thái được điều khiển bởi 1G . 1G được đưa lên KHỐI ĐIỀU CHỈNH . Các ngỏ ra từ Q0 đến Q5 của IC 4040 ( I ) và từ Q0 đến Q4 của IC 4040 ( II) được đưa lên BỘ NHỚ EPROM . Ngỏ ra B được đưa lên KHỐI BÁO THỨ để điều khiển cho chuyển sang thứ tiếp theo khi hết 24 giờ . CHƯƠNG V : THIẾT KẾ BỘ NHỚ I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . EPROM 2764 : EPROM 2764 có 28 chân , 13 đường địa chỉ ( ADDRESS ) và 8 ngỏ ra dử liệu ( DATA ) EPROM 2764 có dung lượng là : 213 ´ 8 = 65538 bit Sau đây là sơ đồ chân : Vpp 1 28 Vcc A12 2 27 PGM A7 3 26 NC A6 4 25 A8 A5 5 24 A9 A4 6 23 A11 A3 7 22 OE A2 8 21 A10 A1 9 20 CE A0 10 19 D7 D0 11 18 D6 D1 12 17 D5 D2 13 16 D4 GND 14 15 D3 Bảng sự thật MODE CE OE PGM Vpp Vcc OUT PUT Read VIL VIL VIH Vcc Vcc Dout Stand-by VIH X X Vcc Vcc Z Program VIL X VIL Vpp Vcc Din Program Verify VIL VIL VIH Vpp Vcc Dout Program Inhibit VIH X X Vpp Vcc Z Chức năng của các chân : Chân 14 : ( GND ) Nối mass . Chân 28 : ( Vcc ) Nguồn dương 5 V Chân 27 : ( PGM ) Đưa xung lập trình vào Chân 12 : ( OE ) Dùng để cho phép xuất dử liệu ra ngồi Chân 20 : ( CE ) Dùng để cho EPROM hoạt động hay chờ Chân 1 : ( Vpp ) Điện áp lập trình Chân 26 : NC 8 chân sau đây là các ngỏ ra của dử liệu ( DATA ) Chân 11 : D0 Chân 12 : D1 Chân 13 : D2 Chân 15 : D3 Chân 16 : D4 Chân 17 : D5 Chân 18 : D6 Chân 19 : D7 13 chân sau đây là các ngỏ vào của điạ chỉ ( ADDRESS ) Chân 10 : A0 Chân 9 : A1 Chân 8 : A2 Chân 7 : A3 Chân 6 : A4 Chân 5 : A5 Chân 4 : A6 Chân 3 : A7 Chân 25 : A8 Chân 24 : A9 Chân 21 : A10 Chân 23 : A11 Chân 2 : A12 I . 2 . IC 74573 : Đây là IC có 20 chân . IC này là IC chốt ,đệm . Nhưng ở đây IC 74573 được dùng như một IC đệm . IC 74573 có 8 flip – flop D và 8 cổng đệm 3 trạng thái . Các flip – flop được dùng để chốt dử liệu . Sau đây là sơ đồ chân của IC 74573 : OC 1 20 Vcc 1D 2 19 1Q 2D 3 18 2Q 3D 4 17 3Q 4D 5 16 4Q 5D 6 15 5Q 6D 7 14 6Q 7D 8 13 7Q 8D 9 12 8Q GND 10 11 C Bãng sự thật OC C D Q L L L H H H L X H L X X H L Q0 Z Chức năng của các chân : Chân 1 : ( OC ) . Dùng để cho dử liệu ra Chân 11 : ( C ) Dùng để chốt dử liệu Chân 10 : ( GND ) Nối mass Chân 20 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V Sau đây là 8 ngỏ ra của từng cổng : NGỎ VÀO NGỎ RA Chân 2 : 1D Chân 19 : 1Q Chân 3 : 2D Chân 18 : 2Q Chân 4 : 3D Chân 17 : 3Q Chân 5 : 4D Chân 16 : 4Q Chân 6 : 5D Chân 15 : 5Q Chân 7 : 6D Chân 14 : 6Q Chân 8 : 7D Chân 13 : 7Q Chân 9 : 8D Chân 12 : 8Q II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : Q0 A0 D0 1D 1Q a Q1 A1 D1 2D 2Q b Q0 A2 D2 3D 3Q c IC Q1 A3 D3 4D 4Q d 4040 (I) Q2 A4 D4 5D 5Q e Q3 A5 D5 6D 6Q f Q4 A6 D6 7D 7Q g Q5 A7 D7 8D 8Q C Q0 A8 OE OC IC Q1 A9 CE C 4040 (II) Q2 A10 PGM Q3 A11 Vpp IC 74573 Q4 A12 EPROM 2764 III . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Lý do để chọn EPROM 2764 : Số phút trong một ngày là : 60 ´ 24 = 1440 Mà mổi phút cần 4 ô nhớ của EPROM Nên số ô nhớ cần thiết la ø : 1440 ´ 4 = 5760 EPROM 2764 có 13 đường địa chỉ, nên số ô nhớ là 213 = 8192 > 5760 Vì vậy EPROM 2764 được chọn . Ngỏ vào A1 , A2 của EPROM được nối với Q0 , Q1 cuả IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠOTẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Ngỏ vào A2 , A3 , A4 , A5 , A6 , A7 được nối vào ngỏ ra Q0 , Q1 , Q2 , Q3 , Q4 , Q5 của IC 4040 ( I ) ( IC đếm phút ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ . Ngỏ vào A8 , A9 , A10 , Q11 , A12 được nối vào ngỏ ra Q0 , Q1 , Q2 , Q3 , Q4 của IC 4040 ( II ) ( IC đếm giờ ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ . Ngỏ ra D0 , D1 , D2 , D3 , D4 , D5 , D6 được đưa qua IC 74573 ( IC đệm ) rồi lên KHỐI HIỂN THỊ . Ngỏ ra D8 cũng được đưa qua IC đệm rồi lên KHỐI BÁO CHUÔNG . IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz , IC 4040 ( I ) và IC 4040 ( II ) của KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ đưa địa chỉ vào EPROM 2764 thì ngỏ ra của EPROM 2764 sẽ xuất dử liệu để đưa lên KHỐI HIỂN THỊ . Các dử liệu đã được lập trình sẽ cho hiển thị các giá trị phút , giờ . EPROM xuất dử liệu để hiển thị phút , giờ như sau : A1 A0 Dử liệu được xuất cho 0 0 ĐƠN VỊ PHÚT 0 1 CHỤC PHÚT 1 0 ĐƠN VỊ GIỜ 1 1 CHỤC GIỜ Khi IC 4040 ( I ) ( đếm phút ) đếm lên 1 đơn vị thì EPROM sẽ xuất dử liệu cho phút tăng lên 1 đơn vị . Khi IC 4040 ( II ) (đếm giờ ) đếm lên 1 đơn vị thì EPROM sẽ xuất dử liệu cho giờ tăng lên 1 đơn vị . CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ KHỐI GIẢI ĐA HỢP I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 74138 : Đây là IC có 16 chân . IC 74138 là loại IC giải đa hợp từ 3 đường ra 8 đường ( ngỏ ra ở mức [0] ) Sau đây là sơ đồ chân : A 1 16 Vcc B 2 15 Y0 C 3 13 Y2 G2B 5 14 Y1 G2A 4 12 Y3 G1 6 11 Y4 Y7 7 10 Y5 GND 8 9 Y6 Bảng sự thật : INPUTS OUTPUTS G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 X L H H H H H H H H H X L L L L L L L L X X X X X X L L L L L H L H L L H H H L L H L H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L H H H H H H H H L G2 = G2A + G2B Chức năng của các chân : Chân 8 : ( GND ) Nối mass Chân 16 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V Chân 1 : Ngỏ ra A Chân 2 : Ngỏ ra B Chân 3 : Ngỏ ra C Chân 4 : G2A Chân 5 : G2B Chân 6 : G1 Sau đây là 8 ngỏ ra : Chân 15 : Y0 Chân 14 : Y1 Chân 13 : Y2 Chân 12 : Y3 Chân 11 : Y4 Chân 10 : Y5 Chân 9 : Y6 Chân 7 : Y7 I . 2 . IC 4049 : Đây là IC họ CMOS có 16 chân . IC 4049 có 6 cổng NOT . Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân : Chân 1 : ( VDD ) Nối nguồn dương Chân 8 : ( Vss ) Nối mass Các chân sau đây là 6 ngỏ ra và 6 ngỏ vào của 6 cổng NOT NGỎ VÀO NGỎ RA Chân 3 : A Chân 5 : B Chân 7 : C Chân 9 : D Chân 11 : E Chân 14 : F Chân 2 : A Chân 4 : B Chân 6 : C Chân 10 : D Chân 12 : E Chân 15 : F II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : Q0 A Y0 Y0 Q1 B Y1 Y1 C Y2 Y2 G2A Y3 Y3 G2B G1 IC 74138 III . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Ngỏ vào A và B của IC 74138 được nối với ngỏ vào Q0 và Q1 của IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 được đưa qua 4 cổng NOT đểtrở thành Y0 , Y2 , Y2 , Y3 . Lúc này mổi lần sẽ chỉ có 1 trong 4 ngỏ ra ở mức [1] mà thôi . Các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 được đưa lên KHỐI HIỂN THỊ để điều khiển các LED hiển thị các số sau : Y0 : Điều khiển LED hiển thị ĐƠN VỊ PHÚT Y1 : Điều khiển LED hiển thị CHỤC PHÚT Y2 : Điều khiển LED hiển thị ĐƠN VỊ GIỜ Y3 : Điều khiển LED hiển thị CHỤC GIỜ Mổi lần chỉ có 1 trong 4 ngỏ ra Y0 , Y2 , Y2 , Y3 là ở mức [1 ] . CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 4081 : Đã được giới thiệu ở chương II – I . I . 2 . LED 7 ĐOẠN CATHOD CHUNG : Sơ đồ chân va øchức năng của các chân : 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 Chân 7 : Thanh a Chân 6 : Thanh b Chân 4 : Thanh c Chân 2 : Thanh d Chân 1 : Thanh e Chân 9 : Thanh f Chân 10 : Thanh g Chân 5 : Dấu chấm thập phân Chân 3 và chân 8 : ( Cathod ) Nối mass II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R5 = 220 W R6 = 3K3 Q2 đến Q6 = D 468 CHỤC GIỜ ĐV GIỜ CHỤC PHÚT ĐV PHÚT R5 Q2 Q3 Q4 Q5 R5 R6 R6 R6 R6 Y3 E Y2 Y1 D Y0 III . TÍNH TỐN : Tính điện trở R5 : Các điện trở được nối với IC đệm là IC 74 HC 573 . Do đó : Áp ngỏ ra của 74 HC 573 là 4,5 V ( Nguồn 5 V ) Áp ở các chân LED 7 đoạn là 2 V Dòng tiêu thụ của mổi thanh LED 7 đoạn là 10 mA VCE của D 468 khi dẫn bảo hòa là 0,1 V Dòng IC max của D 468 là 500 mA Nên : R5 = ( 4,5 – 2 – 0,1 ) / 10 = 240 Chọn R5 = 220 W Tính điện trở R6 : Áp ngỏ ra của cổng AND của IC 4081 là 4,5 V ( Nguồn 5 V ) VBE của D 468 khi dẫn bảo hòa là : 1 V Dòng qua mổi thanh của LED 7 đoạn là 10 mA Nên dòng qua cả LED 7 đoạn là : 10 ´ 7 = 70 mA Vậy IC = 70 mA Hệ số khuếch đại của D 468 là b = 70 Do đó IB = 70 / 70 =1 mA Nên 4,5 – 1 R6 = = 3K5 1 Chọn R6 = 3K3 IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 từ KHỐI GIẢI ĐA HỢP được đưa qua cổng AND để điều khiển các LED 7 đoạn hiển thị các số . 4 LED được mắc song song với nhau qua các thanh a , b , c , d , e , f , g Điểm D và E được đưa lên KHỐI ĐIỀU CHỈNH để điều khiển cho các LED hiển thị phút , giờ nhấp nháy khi thực hiện việc chỉnh lại phút , giờ Các ngỏ ra của EPROM qua IC đệm 74573 ở BỘ NHỚ được kết nối với các thanh của LED 7 đoạn như sau : D0 : nối với thanh a D1 : nối với thanh b D2 : nối với thanh c D3 : nối với thanh d D4 : nối với thanh e D5 : nối với thanh f D6 : nối với thanh g Khi đồng hồ chạy ở chế độ bình thường thì D và E ở mức [1] nên ngỏ ra của các cổng AND là do Y0 , Y1 , Y2 , Y3 điều khiển . Do mổi lần chỉ có 1 trong 4 ngỏ Y0 , Y1 , Y2 , Y3 ở mức [1] nên mổi lần chỉ có một LED sáng . Vì có sự phối hợp đồng bộ với EPROM nên vị trí và giá trị của các LED 7 đoạn được hiển thị đúng theo thứ tư ï ĐƠN VỊ PHÚT , CHỤC PHÚT , ĐƠN VỊ GIỜ , CHỤC GIỜ . Vì dao động ở các ngỏ ra Y0 , Y1 , Y2 , Y3 có tần số là 100 Hz nên tạo cảm giác cho mắt người là các LED sáng liên tục Khi đồng hồ ở chế độ chỉnh : thì ngỏ vào D và E sẽ được KHỐI ĐIỀU CHỈNH cấp cho dao động có tần số là 3 Hz để LED 7 đoạn hiển thị phút hay giờ nhấp nháy báo hiệu cho người sử dụng biết là đang chỉnh phút hay chỉnh giờ. CHƯƠNG VIII : THIẾT KẾ KHỐI BÁO CHUÔNG I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 74164 : Đây là IC có 14 chân . IC 74164 là một thanh ghi 8 bit có ngỏ vào nối tiếp và ngỏ ra song song ( 8 bit ) . Sau đây là sơ đồ chân của IC 74164 : A 1 14 Vcc B 2 13 QH QA 3 12 QG QB 4 11 QF QC 5 10 QE QD 6 9 Clear GND 7 8 Clock Bảng sự thật : INPUTS OUTPUTS Cl Ck A B QA QB ……. QH L X X X L L ……. L H L X X QA0 QB0 ……. QH0 H H H H QAn ……. QGn H L X L QAn ……. QGn H X L L QAn ……. QGn Chức năng của các chân : Chân 14 : ( Vcc ) Nối nguồn dương 5 V Chân 7 : ( GND ) Nối mass Chân 1 : Ngỏ vào nối tiếp A Chân 2 : Ngỏ vào nối tiếp B Chân 9 : ( Clear ) Tác động ở mức [ 0 ] Chân 8 : ( Clock ) Tác động ở cạnh lên của xung vuông Ck Sau đây lần lượt là 8 ngỏ ra song song : Chân 3 : QA Chân 4 : QB Chân 5 : QC Chân 6 : QD Chân 10 : QE Chân 11 : QF Chân 12 : QG Chân 13 : QH I . 2 . IC 4001 : Đây là IC họ CMOS có 14 chân . IC 4001 có 4 cổng NOR 2 ngỏ vào . Sơ đồ chân của IC 4001 hồn tồn giống như IC 4081 ( cổng AND ) đã được giới thiệu ở chương II – I . II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : Q6 = C 828 CH C Q7 = D 468 R10 = 2K2 R10 R7 = 33K R10 1G Q8 Clear Clock 74164 A B QA QH R10 5V T7 +12 V CN NOR (I) R10 (II) RL D R7 Q6 Q7 III . TÍNH TỐN : Tính R7 : Rờ – le dùng để điều khiển chuông có dòng tiêu thụ khoảng 200 mA . Cho hệ số khuếch đại của C 828 và D468 là b = 50 Do đó : IB = 200 / 50 ´ 50 = 0,08 mA Nên : 4,5 – 1,6 R7 = = 36 K 0,08 Vậy chọn : R7 = 33K Thời gian cho chuông reo ( Rờ – le đóng ) là : Q8 lấy từ ngỏ ra của IC 4040 của KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Ngỏ ra Q8 có tần số là 0,78 Hz . Vậy thời gian để cho chuông reo là : ( 1 / 0,78 ) ´ 6 = 8 S IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : D7 của EPROM 2764 qua cổng 3 trạng thái ( điểm C ) để vào ngỏ Clear của 74164 . Bình thường D7 ( điểm C ) ở mức thấp nên 74164 luôn ở trạng thái reset , nên các ngỏ ra từ QA đến QH ở mức [ 0 ] , các ngỏ ra của cổng AND cũng ở mức [ 0 ] , Rờ – le không đóng , chuông không reo . Khi D7 lên mức [ 1 ] , 74164 sẽ hoạt động . Do ngỏ vào A , B được mắc ở mức [ 1 ] , nên cứ mổi chu kỳ xung clock vào , ngỏ ra QA đến QH sẽ lên mức [ 1 ] . Xung clock đầu tiên vào , QA = [ 1 ] , AND ( I ) và QH = [ 0 ] , AND ( II ) = [ 1 ] , chuông reo . Sau khi có 8 xung vào , QH = [ 1 ] , AND ( II ) = [ 0 ] , chuông không reo nửa . Cổng NOR dùng để không cho báo chuông vào thứ 7 và chủ nhật . Nếu không cho báo chuông vào thứ 7 và chủ nhật thì đóng cả 2 công tắc T7 và CN cho vào cổng NOR . Nếu muốn báo chuông vào thứ 7 hay chủ nhật thì ngắt công tắc T7 hay CN ra khỏi NOR . Các điện trở 2K2 dùng để nối mass chống nhiễu khi các công tắc được ngắt . Doide D dùng để bảo vệ các transistor . Ngỏ điều khiển 1G được nối chung với ngỏ 1G của các cổng 3 trạng thái ở KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ . Ở đây ngỏ 3 trạng thái được dùng nhằm mục đích ngắt D7 ra khỏi ngỏ Clear , không cho báo chuông khi đang chỉnh giờ / phút / thứ . T7 và CN được đưa lên KHỐI BÁO THỨ . CHƯƠNG IX: THIẾT KẾ KHỐI BÁO THỨ I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN: I . 1 . IC 74573 : Đã được giới thiệu ở chương V – I . I . 2 . IC 4017 : Đây là IC loại CMOS 16 chân dùng làm bộ đếm cơ số 10 . IC 4017 đếm thập phân và ra thập phân . IC có 5 tầng flip – flop D và một mạch giải mả ở ngỏ ra để đổi số nhị phân thành số thập phân . Sau đây là sơ đồ chân cuả IC 4017 : O5 1 16 VDD O1 2 15 MR O0 3 14 CP0 O2 4 13 CP1 O6 5 12 CO O7 6 11 O9 O3 7 10 O4 Vss 8 9 O8 Bảng sự thật : MR CP0 CP1 OPERATION H L L L L L L X H L H L X H H L X H L L X H L H L O0 = CO = H , O1 – O9 = L Counter Advances Counter Advances No Change No Change No Change No Change Chức năng của các chân : Chân 8 : ( Vss ) Nối mass Chân 16 : ( VDD ) Nối nguồn dương Chân 14 : ( CP0 ) Nhận xung vào , IC chuyển trạng thái theo cạnh lên của xung Ck ( xem bảng sự thật ) Chân 13 : ( CP1 ) Nhận xung vào , IC chuyển trạng thái theo cạnh xuống của xung Ck ( xem bảng trạng thái ) Chân 15 : ( RESET ) Tác động mức [ 0 ] ( xem bảng sự thật ) Chân 12 : ( CO ) Carry Out . Số nhớ ra hồn thành 1 chu kỳ trong 10 chu kỳ của xung Ck Các chân còn lại sẽ lên mức [ 1 ] theo thứ tự khi có xung Ck vào , mổi lần chỉ có 1 ngỏ ra lên mức [ 1 ] mà thôi : Chân 3 : Q0 Chân 2 : Q1 Chân 4 : Q2 Chân 7 : Q3 Chân 10 : Q4 Chân 1 : Q5 Chân 5 : Q6 Chân 6 : Q7 Chân 9 : Q8 Chân 11 : Q9 II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R8 = 220 W R9 = 15K B Q8 = C 828 CPO CP1 MR O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 T7 CN 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D C 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q OC R8 R8 R9 F Q8 III . TÍNH TỐN : Aùp ngỏ ra của 74 HC 573 là 4,5 V (Nguồn 5 V ) Aùp sụt trên mổi LED là 2 V Dòng qua LED là 100 mA VCE khi Q8 dẫn bảo hòa là 0,1 V Do đó : 4,5 – 2 – 0,1 R8 = = 240 10 Vậy chọn R8 = 220 W Hệ số khuếch đại của C 828 là b = 50 Vậy IB = IC / 50 = 10 / 50 = 0,2 mA Aùp ngỏ ra của cổng NAND ( IC 4011 ) là 4,5 V ( Nguồn 5 V ) Do đó 4,5 – 1 R9 = = 17K 0,2 Vậy chọn R9 = 15K IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Điểm B ( ngỏ vào CP0 ) là từ KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ đến để nẩy sang thứ mới khi hết 24 giờ . Điểm F được đưa lên KHỐI CHỈNH GIỜ để điều khiển cho LED hiện thứ nhấp nháy khi được chỉnh . Điểm T7 và CN được đưa lên KHỐI BÁO CHUÔNG để điều khiển cho hay không cho báo chuông vào thứ 7 hay chủ nhật . Các ngỏ ra của 74573 tương ứng với các thứ sau : 1Q = Thứ 2 2Q = Thứ 3 3Q = Thứ 4 4Q = Thứ 5 5Q = Thứ 6 6Q = Thứ 7 ( T7 ) 7Q = Chủ Nhật ( CN ) CHƯƠNG X : THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHỈNH I . GIỚI THIỆU LINH KIỆN : I . 1 . IC 4011 : Đây là IC họ CMOS có 14 chân . IC 4011 có 4 cổng NAND 2 ngỏ vào. Sơ đồ chân cuả IC 4011 hồn tồn giống với sơ đồ chân của IC 4081 (đã được giới thiệu ở chương II – I ) . I . 2 . IC 4027 : Đây là IC họ CMOS có 16 chân . IC 4027 có 2 flip – flop JK . Sau đây là sơ đồ chân của IC 4027 : QA 1 16 VDD QA 2 15 QB CPA 3 14 QB CDA 4 13 CPB KA 5 12 CDB JA 6 11 KB SDA 7 10 JB Vss 8 9 SDB Bảng sự thật SYNCHRONOUS INPUTS OUTPUTS CP J K Qn+1 Qn+1 L L H L L H H H No Change H L L H Qn Qn Condition : SD = CD = L ASYNCHRONOUS INPUTS OUTPUTS SD CD Q Q L H H L H H L H H L H H Chức năng của các chân : Chân 8 : ( Vss ) Nối mass Chân 16 : ( VDD ) Sau đây là flip – flop JK FLIP – FLOP A FLIP – FLOP B Chân 1 : QA Chân 2 : QA Chân 3 : CPA Chân 4 : CDA Chân 5 : KA Chân 6 : JA Chân 7 : SDA Chân 15 : QB Chân 14 : QB Chân 13 : CPB Chân 12 : CDB Chân 11 : KB Chân 10 : JB Chân 9 : SDB II . SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : R10 = 2K2 ´ 3 C3 = 0,1 mF ´ 2 IC 4027 SDA CDA C3 N1 QA QA KA JA CPA 1G 2G R10 ( I ) ( II ) ( I ) Q6 D ( II ) E Q9 ( III ) F CP1 Q0 Q1 Q2 N2 C3 Q3 CP0 MR R10 IC 4017 ( II ) Q5 R10 MR CPO CP1 ( VI ) Q1 Q9 OR N3 IC 4017 ( I ) ( III ) H ( IV ) I ( V ) J III . TÍNH TỐN : Cho R10 = 2K2 , C3 = 0,1 mF Vậy thời hằng là : T = R10 ´ C3 = 2,2 ´ 103 ´ 0,1 ´ 16-6 = 0,22 mS IV . NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : Q5 : Là ngỏ ra của IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Q5 có tần số khoảng 6 Hz để chỉnh phút , giờ , thứ . Q6 : Là ngỏ ra của IC 4040 ở KHỐI DAO ĐỘNG TẠO TẦN SỐ QUÉT 400 Hz . Q6 có tần số khoảng 3 Hz để cho LED 7 đoạn phút hay giờ hay các LED hiện thứ nhấp nháy khi điều chỉnh . Ngỏ ra D và E của NAND được đưa lên KHỐI HIỂN THỊ . Ngỏ ra F được đưa lên KHỐI BÁO THỨ . Ngỏ ra QA ( 1G ) của IC 4027 được đưa lên nối với 1G ở các KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ , KHỐI BÁO CHUÔNG . Ngỏ ra H được đưa lên KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ , nối với CP của IC 4040 ( I ) ( đếm phút ) . Ngỏ ra I được đưa lên KHỐI GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ , nối với CP của IC 4040 ( II ) ( đếm giờ ) . Nhỏ ra J được đưa lên KHỐI BÁO THỨ , nối với CP0 của IC 4017 ( báo thứ ) . Nút N1 : Dùng để cho phép đồng hồ chạy bình thường hay cho phép chỉnh giờ / phút / thứ . Nút N2 : Dùng để chọn giờ hay phút hay thứ để chỉnh . Nút N3 : Dùng để chỉnh giờ / phút / thứ . Khi vừa được nhấn sẽ cho IC đếm phút hay giờ hay thứ tăng lên một đơn vị . Nếu vẫn tiếp tục nhấn khoảng 1,5 giây thì sẽ tự động đưa dao động có tần số 6Hz vào IC đếm phút hay giờ hay thứ để IC đếm này tăng nhanh tốc độ đếm nhằm tạo thuận lợi cho người sử dụng . Khi nhấn N1 cho phép chỉnh , LED nào nhấp nháy ( giờ / phút / thứ ) thì LED đó sẽ được chỉnh . IC 4017 ( I ) : Dùng để tạo ra 1 xung khi N3 được nhấn và sẽ cho phép xuất ra nhiều xung có tần số là 6Hz qua OR liên tục khi N3 được nhấn khoảng 1,5 giây . IC 4017 ( II ) : Dùng để chọn giờ hay phút hay thứ để chỉnh . Nút N2 sẽ tạo ra xung cho IC 4017 ( II ) khi N2 được nhấn . Các cổng 3 trạng thái dùng để ngăn cách xung Ck chỉnh và xung Ck chuẩn ( tần số 1 / 60 Hz ) . IC 4027 được dùng như 1 flip – flop T để chọn chế độ cho phép chạy bình thường cho phép chỉnh . Nút