Ngày 02/08/2010 11:27:06 / Lượt xem: 28508 / Người đăng: biendt / Nguồn: Sưu tầm và Biên soạn

Mạch đếm lui (Nghịch) từ 99 xuống 00

---

Khi học môn điện tử số chúng ta thấy các con IC số giúp chúng ta thiết kế mạch khá là đơn giản và nhanh chóng. Các IC đếm, IC giải mã, IC mã hóa, IC logic... Các IC này giúp chúng ta tạo được mạch điện tử theo mục đích của chúng ta. Khi học xong môn điện tử số thì chúng ta ứng dụng những con IC này vào các bài toán đơn giản để chúng ta hiểu được IC số thế nào. Hôm nay tôi hướng dẫn các bạn làm bài toán đơn giản là " Thiết kế bộ đếm lùi (nghịch) từ 99 về 00" Để cho chúng ta hiểu được các IC số nghép nối như thế nào để được mạch đếm theo yêu cầu của bài toán

[separator]
Nói đến bài toán đếm chúng ta nghĩ ngay đến việc là đếm xung. Các IC số sẽ đếm sườn lên hay sườn xuống của xung đầu vào cần đếm ( Đếm ở đây là đếm xung vuông) mỗi giá trị sườn lên hay sườn xuống của xung được đưa vào IC đếm và được mã hóa ra BCD hay là mã hóa ra cái khác. Từ cái đã mã hóa ra BCD ta sẽ dùng IC giải mã BCD ra mã khác để hiện thị. Đếm lùi nó cũng tương tự như đếm lên khác là giá trị đếm được đếm từ cao xuống thấp.
Mạch đếm biendt trình bày có 3 mảng chính :
1) Phần tạo xung đếm
Cái tạo ra xung vuông đơn giản mà dễ làm chính là IC-555. Loại IC này có tác dụng tạo ra xung vuông có thể điều chỉnh được tần số đầu ra một cách đơn giản. Sơ đồ ghép nối rất đơn giản như sau :

Tần số đầu ra được tính rất đơn giản : F = 1/(Ln2.C.(R1 + 2R2)) ( Hz)
Đồng thời IC này rất dễ kiếm trên thị trường và kinh tế nữa. Các bạn có thể dễ dàng tạo dao động được từ IC này.
2) Phần IC đếm xung và giải mã ra BCD
Do trong bài toán này là của chúng ta là bài toán đếm lùi nên chúng ta phải sử dụng IC đếm lùi. Bài toán này biendt dùng IC đếm : 74LS190
74LS190 là IC dòng TTL dùng để đếm lên và đếm xuống chia 10 hay gọi là vi mạch thuận nghịch thập phân (MOD10). Khi có xung vào chân đếm của 74LS190 thì tùy vào điều kiện mà chúng ta cấu hình đếm lên hay đếm xuống thì IC này cứ mỗi sườn lên của xung đầu vào thì nó giải mã ra mã BCD. Nếu mà đếm xuống thì nó sẽ đếm và giải mã kiểu này : Xung vào thứ 1 nó giải mã BCD ra (0001) tức là số 9, tương tự như vậy thì xung thứ 2 nó giải mã BCD ra (1000) tức là số 8 cứ thế cho đến xung thứ 9 và BCD là số 0. Còn đếm lên thì ngược lại.
Hình dạng sơ đồ chân của 74LS1190:

Chức năng của từng chân như sau:
+ Vcc là chân cấp nguồn 5V
+ GND là chân cấp nguồn Mass
+ Q0 đến Q3 là đầu ra của bộ đếm mã BCD
+ CP là ngõ vào cấp xung Clock cho mạch đếm
+ CE là ngõ cho vào tích cực luôn đặt ở mức logic 0
+ U/D : Chân cấu hình cho đếm lên hay đếm xuông.. Nếu đếm lên thì mức 0 và đếm lùi là 1
+ PL là ngõ đầu vào thiết lập trạng thái đầu cho mạch đếm : PL = 0 ; Qi = Ai ( i=0,1,2,3)
+ A0 đến A3 là các đầu vào dữ liệu
+ TC và RC là hai ngõ ra dùng để kết nối liên tầng giữa hai con 74LS190
Để IC này đếm đúng và chạy đúng thì các bạn cần chú ý đặt mức logic đúng cho các chân đầu vào. Mọi thông tin chi tiết hơn các bạn có thể tham khảo trực tiếp datasheet của nó.
3) Phần hiện thị lên LED 7 thanh
Do đầu ra của 74LS190 là mã BCD do đó để hiện thị lên LED 7 thì cần phải mã hóa ra mã của LED 7 thanh. Do đó ta dùng IC mã hóa là 74LS47. Loại IC này cũng rất đơn giản và dễ kiếm tác dụng của nó là đầu vào BCD sau đó giải mã ra LED 7 tương ứng.
Sơ đồ để cấu hình chân của nó trong bảng chân lý sau :

Để rõ hơn thông tin về IC 74LS47 thì các bạn tham khảo tại datasheet.
4) Mạch nguyên lý và nguyên tắc hoạt động, Mô phỏng.
a) Sơ đồ mạch
Khi đã phân tích các phần tạo nên mạch đếm này biendt đưa ra mạch chi tiết các bạn có thể tham khảo

Trong những con IC nó thiếu mất các chân nguồn nuôi các bạn cần cho nguồn nuôi vào mạch. Trên sơ đồ nguyên lý ko hiện thị.
b) Nguyên tắc hoạt động
Mạch đềm lùi từ 99 về 00 có 3 khối chính : Khối tạo xung, khối giải mã, khối mã hóa hiện thị.
IC 555 có tác dụng tạo ra các xung đếm liên tục cấp cho U2 để đếm. Đếm nhanh hay đếm chậm ta có thể điều chỉnh được tần số đếm trên con IC 555 bằng biên trở R3.
Khi có xung đếm vào chân 14 của U2 thì U2 bắt đầu đếm số lượng xung vào và nó. Xung đầu vào là 0 ch0 đến 9 thì U2 giải mã BCD từ 9 về 0 đồng thời cấp cho U4 mã hóa ra LED 7. Trên LED 7 vạch sẽ hàng đơn vị sẽ chạy từ 9 về 0. Khi hết 1 chu kì đếm thì U2 tự động reset và xuất 1 xung ra chân số 13 của U2 và U2 lại đếm lại từ đầu như trên.
Khi quá trình đầu thì U1 chưa nhận được xung nào thì vị trí của LED hàng trục là số 9. KHi chân số 13 của U2 được đưa lên 1 thì chân số 14 của U1 được nhận 1 xung và U1 đếm xung như U2. Quá trình cứ như vậy. Khi U2 hết chu kì thì lại cấp cho U1 1 xung. Như thế nó sẽ đếm từ 99 về 00.
CHú ý : Trong con 74LS190 có chân PL rất quan trọng nó có thể cho chúng ta thiết kế bộ đếm từ 99 về 50, 51....nếu chân này là ở mức 0 thì IC đếm chưa đếm hết chu kì cũng tự reset lại chu kì mới. Cái này các bạn xem ký bảng chân lý của mã BCD và kết hợp với các cổng logic là thiết kế được.
c) Mô phỏng
Do cái này tôi không thực hiện trên mạch thật vì tôi thấy mô phỏng trên Protues đối với IC số là rất chính xác nên tôi làm trên Protues.