Tải bản đầy đủ

do an thuc hanh dien tu MẠCH GIẢI mã từ 3 SANG 8

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CNTT HỮU NGHỊ VIỆT HÀN
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:
MẠCH GIẢI MÃ TỪ 3 SANG 8

Sinh viên

: Lê Văn Hòa

MSSV

: CCVT15A006

GVHD

: Nguyễn Thị Huyền Trang


Đà Nẵng – 25 / 05 / 2017
1


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

MỞ ĐẦU
Trong sự phát triển của kỹ thuật điện tử ngày nay, điện tử đang dần chiếm ưu
thế về số lượng các ứng dụng của nó trên nhiều thiết bị điện tử từ dân dụng cho đến
chuyên dụng, trong nhiều lĩnh vực như điều khiển, v.v nhờ vào nhiều ưu điểm của nó.
Có thể nói, nền tảng của kỹ thuật số là các mạch logic số dựa trên sự kết hợp của các
cổng logic cơ bản mà ngày nay đã được tích hợp trong các IC số. Các mạch logic số sử
dụng LED để hiển thị thông tin nhằm mục đích thông báo, quảng cáo, trang trí tại các
nơi công cộng đã được sử dụng rất rộng rãi. Trên cơ sở những kiến thức đã được học
trong môn học thực hành điện tử và trong đồ án môn học: Thiết kế mạch, em đã thiết
kế một mạch giãi mã từ 3 sang 8. Với mục đích là tìm hiểu thêm về lĩnh vực điện tử,
nâng cao kiến thức của mình.
Do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thực hiện không được nhiều nên đề tài
của em còn rất nhiều sai sót, hạn chế. Mặc dù đã cố gắng phần nào thiết kế và tính toán
một các chi tiết các mạch, các thông số nhưng đôi khi còn mang tính lý thuyết, chưa
thực tế.
Em mong có sự góp ý và sửa chữa để đề tài này có tính khả thi hơn về cả
phương diện kinh tế cũng như kỹ thuật. Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Nguyễn
Thị Huyền Trang đã hướng dẫn và giúp đỡ em thiết kế và hoàn thành đề tài này.

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 2


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

MỤC LỤC

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006


Trang 3


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 4


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

PHẦN 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Khối nguồn
-Dùng nguồn là pin 9V

Hình I. 1 Pin

1.2. Mạch dao động tạo xung dùng IC 555

Hình I. 2 IC 555

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 5


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

1.2.1. Sơ đồ nguyên lý mạch dùng IC 555

Hình I. 3 Sơ đồ IC 555

Mạch dao động tạo xung vuông dùng IC 555 thì có nhiều ưu điểm tạo ra xung
vuông không bị xoắn.

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 6


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

1.2.2. Sơ đồ cấu trúc bên trong của IC 555
Chân 8: chân nguồn
Chân 7: chân xả

Hình I. 4 Sơ đồ chân IC 555

Chân 6: chân thèm.
Chân 3: out (tín hiệu ra).
Chân 4: chân đặt lại.
Chân 5: chân điều khiển.
O1, O2: là 2 khuyếch đại opam.
A1: các TZT switch.
A2: TZT khuyếch đại đảo.
Các điện trở R tạo thành một mạng phân áp sao cho Vi = 2/3(+) B và Vj= (+) B/3.

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 7


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

1.2.3. Chức năng chân IC 555

Hình I. 5 Các chân của IC 555

+ Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân
chung.
+ Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được
dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng các
transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc.
+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng thái
của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1.
+ Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì
ngõ ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo
mức áp trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối
chân này lên VCC.
+ Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC
555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND. Chân này
có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số
5 xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ cho
điện áp chuẩn được ổn định.
+ Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác
và cũng được dùng như 1 chân chốt.
+ Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều
khiển bỡi tầng logic của chân 3 .Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 8


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng
dao động .
+ Chân số 8 (Vcc): Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC
hoạt động. Không có chân này coi như IC chết. Nó được cấp điện áp từ 2V -->18V
(Tùy từng loại 555 thấp nhất là con NE7555).
1.2.4. Nguyên lý hoạt động IC 555

Hình I. 6 Sơ đồ nguyên lý làm việc của IC 555

Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao gần bằng VCC. Mạch FF là loại
RS Flip-flop, khi S = [1] thì Q = [1] và
[0]. Khi R = [1] thì

= [0]. Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và

=

= [1] và Q = [0].

Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì

= [1],

transisitor mở dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân
6 không vượt quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 9


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

Giai đoạn ngõ ra ở mức 1:
Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0. Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn
V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S = [1], Q = [1] và
ở mức 1.

= [0]. Ngõ ra của IC

Khi = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng. Khi
nhấn công tắc lần nữa Op-amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở
mức 0, S = [0], Q và
nguyên trạng thái đó.

vẫn không đổi. Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ

Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:
Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0]


= [1]. Ngõ ra của IC ở mức 0. Vì

= [1], transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ =

[0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp 2 ở mức 0. Vì vậy Q và
điện thông qua transistor.

không đổi giá trị, tụ C xả

Kết quả cuối cùng: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn
định
1.3. Mạch đếm sử dụng IC 74LS90

Hình I. 7 IC 74LS90

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 10


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

1.3.1. Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS90

Hình I. 8 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS90

- 7490 là một loại IC số để thực hiện các phép đếm tiến (đếm bắt đầu từ 0).
Có 2 bộ đếm cụ thể như sau:
+ Với kd = 5: Đếm từ 0 đến 4.
+ Với kd = 10: Đếm từ 0 đến 9.

1.3.2. Sơ đồ cấu trúc bên trong của IC 74LS90

Hình I. 9 Cấu trúc bên trong của IC 74LS90

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 11


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

1.3.3. Sơ đồ chân IC 74LS90

Hình I. 10 Sơ đồ chân IC 74LS90

+ R0 (1), R0 (2), R9 (1), R9 (2): bốn chân thiết lập.
+ Khi đặt R0 (1) = R0 (2) = H (mức cao) thì bộ đếm được xóa về 0 và các đầu
ra ở mức thấp.
+ R9 (1), R9 (2) là chân thiết lâp trạng thái cao của đầu ra: QA=QD=1, QB=
QC=0.
+ Chân NC bỏ trống
+ Chân 1 và chân 14: chân nhân xung đếm CK.
+ Chân 8, 9, 11, 12: Ngõ ra QA, QD, QB, QC.
+ Chân 5: Vcc
+ Chân 10: GND

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 12


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

1.4. Nguyên lý làm việc của IC 74LS90

Bảng I. 1 Bảng sự thật

Công dụng đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa BCD. Cứ mỗi xung vào thì IC
74LS90 đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra 4 chân. Khi đếm đến 10 nó sẽ reset và trở
về ban đầu.
IC 74LS90 này có ứng dụng rộng trong các mạch số ứng dụng đếm 10 và trong
các mạch chia tần.

Bảng I. 2 Bảng đầu vào và đầu ra của IC 74LS90

L: là mức thấp.

X: Không xác định.

H: là mức cao.

COUNT: là đếm

→ Nhìn vào bảng sự thật ta thấy rằng: Muốn cho IC 7490 thực hiện phép đếm
thì phải thỏa mãn điều kiện sau
– R0 (1), R0 (2) là GND (L) (mức thấp)
– R9 (1), R9 (2) là GND (L) (mức thấp)
LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 13


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

1.5. Mạch giải mã dùng IC 74LS138
1.5.1. Chức năng

Hình I. 11 IC 74LS138

Đây là bộ giải mã 3 bit thành 8 đường loại vi mạch hay mạch có 3 ngõvào và 8
ngõ ra, còn được gọi là mạch giải mã nhị phân sang octal (binary to octaldecoder), với
ngõ ra tích cực ở mức 1, 74LS138 có công dụng dịch bit logic 0 từ trên xuống và từ
dưới lên theo mã BCD nó hay được dùng để hỗ trợ quét.
Có bảng sự thật và sơ đồ nguyên lý sau:

Bảng I. 3

Hình I. 12 Cấu trúc bên trong IC 74LS138

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 14


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

1.5.2. Chức năng các chân ic74LS138 và nguyên lý hoạt động của nó

Hình I. 13 Sơ đồ chân IC 74LS138

+ A0, A1, A2 là 3 đường địa chỉ ngõ vào
+ E1, E2 là các ngõ vào cho phép (tác động mức thấp)
+ E3 là ngõ vào cho phép tác động mức cao
+ O0 đến O7 là 8 ngõ ra (tác động ở mức thấp)

Hình I. 14 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS138

Đưa dữ liệu nhị phân 3bit vào ở C, B, A(LSB), lấy dữ liệu ra ở các ngõ O0 đến
O7; ngõ cho phép E2 và E3 đặt mức thấp, ngõ cho phép E1 đặt ở mức cao. Chẳng hạn
khi CBA là 001 thì ngõ O1 xuống thấp còn các ngõ ra khác đều ở cao.

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 15


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

PHẦN II. ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT VÀO MẠCH THỰC TIỄN
Mạch giải mã từ 3 sang 8 gồm có 5 phần cơ bản:
+ Cấp nguồn
+ Phần tạo xung dùng IC 555
+ Phần mạch đếm dùng IC 74LS90
+ Phần giải mã dùng IC 74LS138
+ Phần hiển thị dùng LED đơn
2.1.

Cấp nguồn
Gồm có: + Nguồn pin 9V
+ Adapter 9V
Có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho cả mạch, giúp mạch hoạt động.

Hình I. 15 Adapter

Hình I. 16 Pin

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 16


Mạch giải mã từ 3 sang 8
2.2.

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

Phần tạo xung dùng IC 555
Có chức năng tạo xung cung cấp cho mạch đếm.

Hình I. 17 IC 555

2.3.

Phần mạch đếm dùng IC 74LS90

Hình I. 18 IC 74LS90

Có chức năng nhận xung từ IC 555 và bắt đầu đếm từ 0 và cho ra 4 ngõ ra.

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 17


Mạch giải mã từ 3 sang 8
2.4.

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

Phần giải mã dùng IC 74LS138
Có chức năng giải mã 3 đường sang 8 đường từ IC 74LS90.

Hình I. 19 IC 74LS138

2.5.

Phần hiển thị dùng LED đơn
LED có chức năng hiển thị để chúng ta quan sát được hoạt động của mạch
mà ta đã tạo.

Hình I. 20 LED

2.6.

Mô phỏng mạch bằng proteus và nguyên lý làm việc

Mạch dùng IC 555 để tạo xung rồi đưa qua IC 74LS90 để thực hiện đếm tăng
dần, sau đó đưa 3 ngõ ra vào IC 74LS138 để chuyển 3 đường thành 8 đường, cuối
cùng mắt 8 LED tương ứng với 8 ngõ ra của IC 74LS138 để hiển thị.

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 18


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

Hình I. 21 Mô phỏng bằng proteus

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 19


Mạch giải mã từ 3 sang 8
2.7.

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

Mạch thực tế

Hình I. 22 mạch thực tế

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 20


Mạch giải mã từ 3 sang 8

GVHD: Nguyễn Thị Huyền Trang

PHẦN III. KẾT LUẬN
Trong những phần trên em đã trình bày xong phần bài tập của mình. Tuy quá
trình thực hiện không dài như nó đã giúp em hệ thống lại được những kiến thức của
em về các môn đã học ở trường.
Đây củng là hành trang quang trọng để em hoàn thành đồ án môn học của mình,
để em sẵn sàng bước qua học kì mới. Em rất cảm ơn bộ môn và khoa Công Nghệ Điện
Tử - Viễn Thông đã tạo cho em cơ hội để tiếp cận thực tế này. Qua đây em củng xin
gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Nguyễn Thị Huyền Trang đã giúp đở em tận tình
trong quá trình làm bài tập.
Do kiến thức và khả năng còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em rất mong được sự góp ý, chỉ dạy thêm của các thầy, cô trong khoa củng như trong
bộ môn và các bạn để bài tập của em được hoàn thiện hơn và được áp dụng thực tế
hơn vào cuộc sống.
Em xin chân thành cảm ơn!

LÊ VĂN HÒA – CCVT15A006

Trang 21



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×