Ngày 04/08/2010 11:56:03 / Lượt xem: 20537 / Người đăng: biendt / Nguồn: Sưu tầm và Biên soạn

Thiết kế đồng hồ số chạy giờ bằng IC số

---

Ngày nay việc ứng dụng của các linh kiện bán dẫn đã 1 phần nào giảm bớt được giá thành của sản phẩm làm bằng linh kiện rời. Ứng dụng của môn học kỹ thuật số vào thiết kế các bộ phận thiết thực hằng ngày và giúp chúng ta hiểu được môn kỹ thuật số dùng làm gì được ứng dụng vào đâu. Đồng hồ là một thiết bị ai ai hằng ngày cũng phải xem nó để biết thời gian. Đồng hồ cơ khác hoàn toàn so với đồng hồ điện tử. Hôm nay tôi post lên 1 bài hướng dẫn làm đồng hồ điện tử chỉ hiện :giờ , phút, giây dùng các IC số cơ bản.
Đối với 1 loại đồng hồ này thì cần các con linh kiện sau :
+ 6 con LED 7 thanh Anot chung với giá là 2k/con
+ 6 con giải mã BCD : 74LS47 với giá là 3k/con hay 4k/con. tùy chỗ nó bán.
+ 6 con đếm xung 10 : 74LS90 với giá khoảng 4k hay 5k/con cũng tùy chỗ bán
+ Một con NE7555 với giá 3k/con, vài con trở 3k9,1k và 1 tụ 104 và 100uF-16V
+ Mạch sử dụng nguồn 5V
1) IC giải mã BCD => LED 7 thanh : 74LS47
* Hình dạng và kích thước chân ngoài thực tế:

Đây là IC giải mã từ BCD sang mã LED 7 vạch với 4 chân đầu vào và 7 chân đầu ra với chức năng của từng chân như sau:
+ Chân 1, 2, 6, 7: Chân dử liệu BCD vào dữ liệu này được lấy từ IC đếm.[separator]
+ Chân 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15: Các chân ra tác động mức thấp (0) và được nối với LED 7.
+ Chân 8: Chân nối GND.
+ Chân 16: Chân nối Vcc = 5V.
+ Chân 4: Chân này không cần biết theo datasheet thì cho nó lên Vcc
+ Chân 5: Ngõ vào xoá dợn sóng RBI được để không hay nối lên cao khi không được dùng để xoá số 0( số 0 ở trước số có nghĩa hay số 0 thừa bên trái dấu chấm thập phân).
+Chân 3: Chân này cũng thế cho nó lên Vcc = 5V
* Bảng chân lý các giá trị IO của 74LS47

Nhìn trên bảng chân lý trên ta thấy với 4 đầu vào sau khi giải mã nó cho ra 15 giá trị của mã LED 7 vạch và hiện thị được lên LED 7 vạch.
Sự hoạt động của mạch được thể hiện ở bảng chân lý, trong đó đối với các ngõ ra H là tắt và L là sáng, nghĩa là nếu 74LS47 thúc đèn led 7 đoạn thì các đoạn a, b, c, d, e, f, g của đèn sẽ sáng hay tắt tuỳ vào ngõ ra tương ứng của 74LS47 là L hay H nên do đó ta phải dùng LED anot chung!
2 ) IC tạo xung dao động 1s : NE7555.
Đây là loại IC tạo xung vuông khá là phổ biến nó được ứng dụng nhiều trên các mạch điện tử. Đối với bài này là nó chỉ có nhiệm vụ tạo xung vuông với tần số f = 1HZ. Do IC này tôi cũng đã giới thiệu rồi nên các bạn có thể tìm đọc cách hoạt động của IC này. Đây là sơ đồ cơ bản để tạo được xung vuông trong 555:

Hình ảnh trên được siu tập trên trang nước ngoài. Đối với mạch này là tạo xung vuông đối xứng nhấp nhay 2 LED.
Sơ đồ chân như sau :
Chân 1: Nối GND.
Chân 2: Trigger Input ( ngõ vào xung ).
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.

Công thức tính tần số dao động của IC:(Nhìn hình vẽ trên)

f = 1/( ln2.C1.(R3 + R4)

Như vậy có công tính tần số dao động của 555 rồi thì việc tính được 1s là không khó khăn gì.
3) IC đếm 10 mã hóa BCD : 74LS90
Con TTL này cũng khá quen thuộc nó là con đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa ra BCD. Cứ mỗi 1 xung vào thì nó đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra 4 chân. Khi đếm đến 10 tự nó sẽ reset và quay trở về ban đầu.
2 thông số quan trọng để thiết kế mạch đếm này là: Bảng chân lý mã hóa ra BCD và điều kiện để Reset (Trở về trạng thái ban đầu)
+ Bảng chân lý mã hóa ra BCD
Khi sản xuất ra con này nhà sản xuất đã cung cấp cho chúng ta bảng mã hóa của con này do đó mà mình không thể tạo ra bảng mã này được. Sau đây là bảng mã của nó được lấy từ datasheet

Trong bảng chân lý trên nó có 1 chú ý và chú ý này vô cùng quan trọng là : Đầu ra của Q0 được nối với đầu vào của CP1.
+ Mức Reset cho 74LS90.
Nó có 4 chân Reset dùng để reset hệ thống với các chân : MR1, MR2, MS1, MS2. Đưa các mức thích hợp vào các chân này thì nó sẽ tự động Reset. Sau đây là bảng mức Reset

4 ) Mạch nguyên lý:
a ) Mạch tạo xung
Mạch tạo xung dùng 555 xung ở đây được tạo là 1s các linh kiện trên hình/

b ) Mạch mã hóa và giả mã hiện thị.

5) Nguyên lý hoạt động của mạch.
Xung kích được tạo ra từ 555 và xung này được đưa tới chân 14 của 74ls90 . Ngõ ra xung của (Q0,Q1,Q2,Q3) được đưa đến ngõ vào của IC giải mã 74Ls47
+ Đối với 2 IC đếm giây (IC1 và IC2) . Xung được cấp cho IC1, IC 1 này nó đếm giá trị của 9 xung sau khi đếm hết giá trị của 9 xung và nó cấp cho IC 2 một xung đếm. Khi đó IC1 đếm về 0 và IC 2 đếm 1 tức là được giá trị là 10. Khi đó IC 1 vẫn đếm từ 0 đến 9 và cấp tiếp tục cho IC . Khi IC2 đếm đến 5 và sang 6 thì cả hai IC 1 và 2 bị Reset hoàn toàn trở về 0. Lúc đó nó cấp cho IC đếm phút 1 xung.
+ IC đếm phút (IC3 và IC4): Khi IC3 nhận được từ IC2 nó lại bắt đầu đếm như IC đếm giây tời giá trị là 59. Nhưng mà IC đếm giây đếm được 59 thì IC đếm phút mới đếm được 1.Khi IC3 và IC4 đếm được đến 59 thì tại lúc này cả IC đếm giây cũng đến 59 thì tất cả 4 IC này bị Reset tất cả về 0. Và IC 3 cấp cho IC 5 của IC đếm giờ 1 xung.
+IC đếm giờ : (IC5 và IC6): Nhận xung từ IC 4.IC 5 được nhận xung từ IC 4 và bắt đầu cũng đếm giá trị Reset của giây và phút. IC 5 đếm đến 9 thì cấp xung cho IC 9 đếm và IC 6 chỉ đếm tới 2 và IC 5 chỉ đếm tới 3 nên tại thời điểm sang 24 tất cả các IC đếm reset về O hết.
Để tính được mức độ Reset các bạn tham khảo bảng chân lý Reset của 74LS90. Do có sự sai số của các linh kiện nên đồng hồ này sẽ có sử sai số tương đối. Nên để chạy các bạn nên chỉnh lại!