Thiết kế và thi công mô hình máy đo tần số hiển thị số dùng trong giảng dạy - pdf 18

Download miễn phí Luận văn Thiết kế và thi công mô hình máy đo tần số hiển thị số dùng trong giảng dạy



Cửa đảo CMOS là một mạch CMOS cơ bản gồm một Transistor MOS kênh P (gọi là PMOS) nối với một Transistor MOS kênh N (gọi là NMOS). Cực cửa nối chung với nhau và là ngõ vào, cực thoát được nối chung với nhau và là ngõ ra. Cực ngờn của MOS kênh P nối lên điện thế Vdd dương và cực nguồn của MOS kênh N nối xuống điện thế VSS nhưng thường là Mass. Khi ngo vào ở mức cao (H). MOS kênh P ngưng dẫn, MOS kênh N phân cực thuận nhưng chỉ có dòng Idd ở trên đổ xuống nên VSS rất thấp gần như Mass. Ngược lại khi ngõ vào ở mức thấp (0) MOS kênh P dẫn điện còn MOS kênh N ngưng và ngõ ra điệ thế gần Vdd. Vì dòng điện khi chưa có tải rất nhỏ nêm mạch tiêu thụ công suất rất thấp.
Do tổng trở vào của mạch Logic CMOS rất lớn nên số tỏ ra của mạch CMOS đối với các CMOS khác cũng rất lớn trên 50, khi giao tiếp với các tải khác loại, các mạch CMOS khác bị giới hạn về dòng điện.
 



Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ch đếm không đồng bộ và mạch đếm đồng bộ (H. III.2.a)
Hình III.2a
Ở mạch đếm không đồng bộ thời gian trễ của 1FF là tFF và thời gian trễ của toàn mạch sẽ là St. Nếu mạch đếm được tạo từ 4 FF thì thời gian trễ sẽ là tS = 4tFF. Như vậy mạch đếm không đồng bộ có thời gian trễ rất lớn so với mạch đếm đồng bộ, đây là nhược điểm của mạch đếm không đồng bộ.
Ta xét mạch đếm đồng bộ 4 bit sau đây Hình(H. III.2b)
FFA đổi trạng thái của nó theo mỗi xung đếm, sau xung đếm thứ nhất QA = 1 cũng như FFA, FFB,FFC, FFD đã nhận ra xung đếm thứ nhất ở đầu vào Clock của nó vì QA = QB = QC = QD = 0 nên khi này đầu vào JK của các FFB, FFC, FFD tức là QB = QC = QD = 0. Đến xung thứ hai thì J và K của FFB = 1 và hai đầu này được nối với QA còn J và K của FFC và FFD cũng bằng 0, còn FFB đổi trạng thái từ QB = 0 lên QB = 1, QC và QD vẫn giữ nguyên trạng thái. Ở xung thứ ba thì QB, QC, QD không đổi trạng thái vì J và K của chúng bằng 0, QA đổi trạng thái từ 0 – 1 (QA = 1, QB = 1), ở xun g đếm thứ tư J và K của FFD bằng 0, còn J và K của FFA, FFB, FFC đều bằbg 1 nên chúng đổi trạng thái QA = 0, QB = 0, QC = 1,…Xung đếm thứ 17 thì QA = QB = QC = QD = 0.
Ưu điểm:
Ít bị nhiễu so với mạch đếm không đồng bộ.
Nhược điểm:
Đối với mạch đếm nhiều bit thì các mạch liên kết logic cho các đầu vào trở nên phức tạp.
3./ Mạch đếm vòng (Ring Counter)
Mạch đếm vòng là loại mạch dựa vào sự phân chia nhị phân, mà dựa vào sự di chuyển vòng quanh của một ghi chuyển có hồi tiếp gọi là mạch đếm vòng. Các mạch đếm vòng không hữu hiệu bằng mạch đếm nhị phân nhưng do đơn giản hơn và có đặc tính riêng biệt nên đôi khi được sử dụng. Đặc biệt là các mạch này hoạt động đồng bộ nên có tốc độ giao hoán cao. Hình(H. III.3a) là sơ đồ cấu tạo của mạch đếm vòng.
Hình III .3a
Hình III.3b
Hình (III.3a) là biểu diễn dạng sóng ra của mạch đếm vòng.
Giả sử ban đầu FF cuối cùng được đặt ở QC = 1 còn hai FF kia được xóa để ngõ ra QA = QB = 0. Đồng hồ tác động cạnh sau Q, QA lên 1, QB = 0, QC xuống 0. Ở xung thứ 2, QA xuống 0, QB lên 1,QC = 0, ở xung thứ 3, QA = 0, QB = 0, QC lên 1,… Mạch hoạt động như bảng trạnh thái hình Hình(H.III.3c), mạch chỉ đếm được 3 số tức bằng số tầng FF.
Số xung vào
QC
QB
QA
0
1
2
1
0
0
0
0
1
0
1
0
3
4
5
1
0
0
0
0
1
0
1
0
Mạch đếm hình Hình (H.III.3c) là mạch đếm Johnson. Mạch được hồi tiếp chéo từ trở về J, Q trở về K. Giả sử ban đầu mạch được xóa để QA = QB = QC = 0. Ở trạng thái thứ nhất cạnh sau QA lên 1, QB = QC = 0. Ở xung thứ 2 QA =1, QB lên 1, QC = 0, tiếp theo ở xung thứ 3 QA = 1, QB = 1, QC lên 1, đến xung thứ 4 QA xuống 0, QB = 1, QC = 1…
Mổi ngõ ra ở mức cao trong 3 chu kỳ xung rồi lại xuống thấp trong 3 chu kỳ xung, rồi lại lên cao trong 3 chu kỳ xung tiếp theo.
Hình III.3d
Hình III.3c
Dạng sóng ngõ ra là dạng sóng riêng có tần số bằng lần tần số xung vào, nhưng có lệch pha nhau. Sự hoạt động của mạch được tóm tắt ở (Hình III.3f)
Số xung vào
Trạng thái ra ngay sau khi có xung vào
Số thập phân tương ứng
QC
QB
QA
0
1
2
3
4
5
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
3
7
6
4
6
7
0
0
0
0
0
1
0
1
Với 3 Flip Flop mạch đếm được Modul M = 6. Để ý là mạch bỏ đi hai trạng thái 010 = 510. Vì lý do ngẫu nhiên lúc bật điện hay do nhiễu khi hoạt động mạch đếm có thể rơi vào một trong hai trạng thái bỏ đi (trạng thái cấm) và sau đó chỉ thay đổi trạng thái giữa các trạng thái cấm này.
IV./ MẠCH GIẢI MÃ VÀ HIỂN THỊ:
1./ Mạch giải mã từ BCD sang Led 7 đoạn:
Còn gọi là mạch giải mã 4 đường sang 10 đường. Mạch có 10 ngõ ra tương ứng với số thập phân từ 0 đến 9 và có 4 ngõ vào. Ngõ ra tương ứng với mã nhị phân vào xuống thấp còn 9 ngõ ra kia ở mức cao. Mạch gồm 4 cửa đảo để tạo ,, vào 10 cửa NAND có 4 ngõ vào. Ngõ vào của NAND đầu tiên là ,,, ngõ vào của NAND thứ hai là A,,,, khi D = C = B = A = 0 (010) thì = == = 1 nên ngõ ra của cửa NAND đầu tiên, tức ngõ ra xuống thấp (0) còn các ngõ ra kia đều ở mức cao.
Khi có mắc thêm đèn Led (và các điện trở giới hạn dòng) như Hình (H.IV.1a), đèn Led 0 sẽ sáng còn các đền Led kia sẽ tắt. Khi D = C = B = 0; A = 1 ( tức DCBA = 10) ngõ ra của cửa NAND thứ hai xuống thấp và đèn Led 1 sáng, còn các đèn khác tắt.
Hình IV.1.a
2./ Mạch hiển thị:
a./Đèn cathod lạnh
Trước khi có đèn Led, các loại đèn Cathod lạnh (Cathod không được sưởi nóng bởi tim đèn) được sử dụng Hình (H.IV.2.a1)
Đèn chứa một khí trơ bên trong ống thủy tinh, đèn gồm một anod và 10 catod, các catod là một miếng kim loại mõng có hình từ 0 đến số 9 được xếp hàng sát nhau (nhưng không đụng nhau) từ trước ra sau, thường có thêm một catod hình dấu chấm thập phân.
Một điện thế dương từ vài chục Volt trở lênh được đưa vào anod qua một điện trở. Khi một catod được nối Mass thì đèn dẫn điện (cỡ vài mA) và xung quanh catod có một vùng không gian sáng rực (rộng khỏang 1 mm).
Hình IV.2.a1
Hình IV.2.a2
Do sự ion hóa, trong khi đó các catod khác không sáng. (Hình IIV.2a1) là biểu diễn của đèn có catod lạnh và Hình (H.IV.2.a2) là hình dạng của đèn nhìn từ phía trước khi đèn hiện số 2.
Một số IC giải mã 4 đường sang 10 đường:
7441: Giải mã BCD sang thập phân, ngõ ra chịu Volt cao ( 60V).
7442/LS42: Giải mã BCD sang thập phân.
7445: Giải mã BCD sang thập phân, dòng lớn ( 80mA)
7414L: Giải mã BCD sang thập phân, ngõ ra chịu Volt cao (60V).
74145/LS145: Giải mã BCD sang thập phân, dòng lớn (80mA).
Ứng dụng của IC 74145/LS145 và IC 7445.
Mạch giải mã 7441 có ngõ ra chịu Volt cao (khoảng 60 volt) nên rất thích hợp để hoạt động các đèn catod lạnh Hình (H.IV.2.c). Xung muốn đếm được đưa và chân (Clock) của IC 7490. Ngõ ra BCD của mạch đếm được đưa đến ngõ vào tương ứng của 7441. Ngõ ra 0 đến 9 của 7441 được nối trực tiếp đến ngõ vào tương ứng của đèn catod lạnh.
Hình IV.2.a.3
Hình IV.2a.4
Hình IV.2a.4 là ứng dụng để chỉ báo của 7445, ngõ vào 7445 chỉ chịu được 5V nhưng có thể nhận dòng lớn (đến 80mA) nên chỉ có thể dùng để thúc trực tiếp.
b./ Đèn Led 7 đoạn:
Một trong các số chỉ báo thông dụng là đèn Led 7 đoạn. Đèn gồm 7 đoạn mang tên a, b, c, d, e, f, g được sắp xếp theo hình số 8, xem hình (H.IV.2.b.1). Bên dưới mặt 7 đoạn là một số đèn Led (thường là 7) và hệ thống phản chiếu ánh sáng lên mặt. Tùy tổ hợp các đoạn sáng mà ta có các số và chữ khác nhau.
Hình IV.2.b.1
Hình IV.2.b.3
Về phương diện đèn Led 7 đoạn có hai loại đó là loại Anod chung và hình (H.IV.2.b.2) và loại Catod chung hình (H.IV.2.b.3). Các điện trở hạn dòng khoảng 220W đến 470W, nếu VCC = 5 V để giới hạn dòng và biểu thị của mạch giải mã. Tùy tổ hợp các bật đóng mà tổ hợp tương ứng của các Led (biểu thị cho các đoạn) sáng để tạo các số hay các chữ.
Một số IC giải mã BCD sang Led 7 đoạn
Loại
Mức tác động
Mạch ra
Dòng điện
Điện thế tối đa
Công suất tiêu tán
7446A
7447A
7448
74LS47
74LS48
74LS49
Thấp
Thấp
Cao
Thấp
Cao
Cao
Cực thu để hở
Cực thu để hở
Kéo lên 2KW
Cực thu để hở
Kéo lên 2KW
Cực thu để hở
40mA
40mA
6,4mA
24mA
6mA
8mA
30V
15V
5,5V
15V
5,5V
5,5V
320mW
320mW
385mW
3,5mW
125mW
40mW
Khảo sát IC 7447A
Hình IV.2b.4
7447A có ngõ ra cực thu để hở v
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status