BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
…… o 0 o……
Khoa Điện Tử
ĐỒ ÁN
Môn: Kĩ thuật xung số

Đề tài: Thiết Kế Mạch Đếm Thuận Từ 00 Đến 25 Hiển Thị Trên
LED 7 Thanh
Mục lục
Lời nói đầu……………………………………………………………………………… ………… 3
Phần I: ý tưởng thiết kế và chọn linh kiện………………………………………………………… 4
Phần II: sơ đồ khối và nhiệm vụ từng khối………………………………………………………… 4
2.1_ sơ đồ khối…………………………………………………………………………………… 4
2.2_ nhiệm vụ từng khối………………………………………………………………………… 4
2.2.1_ khối tạo xung……………………………………………………………………………… 4
2.2.1.1_ chọn mạch tạo xung vuông dùng IC NE555…………………………………… 4
2.2.1.2_ sơ đồ khối tạo xung của IC NE555……………………………………………… 4
2.2.1.3_ nguyên tắc hoạt động……………………………………………………………… 6
2.2.2_ khối đếm…………………………………………………………………………………… 8
2.2.2.1_ mạch đếm là gì……………………………………………………………………… 8
2.2.2.2_ nguyên tắc hoạt động……………………………………………………………… 9

2.2.3_ khối giải mã………………………………………………………………………………….9
2.2.3.1_ khối giải mã là gì…………………………………………………………………….10
2.2.3.2_ nguyên tắc hoạt động……………………………………………………………….10

2.2.4_ khối hiển thị…………………………………………………………………………………12
Phần III: sơ đồ mạch và nguyên lí hoạt động của mạch………………………………………… 14

Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, ngày 11 tháng 11 năm 2012

Sinh viên thực hiện
3
3
Đề tài: Thiết kế mạch đếm thuận tử 00 đến 25

Phần I: Y tưởng thiết kế và chọn linh kiện
Như mọi người đã biết thì thiết kế mạch đếm từ 0 đến 99 là mạch khá là đơn giản không cần phải tính
toán reset mức nào cả cứ lắp mạch cho nó đếm là nó sẽ chạy. nhưng với đề tài này chỉ đếm tới 25 vì thế để
làm cho led hiển thị đến số 25 rồi reset về 0, để làm được điều này cần có thêm con AND nữa.
Do nguyên lý mạch đếm là mạch đếm xung dao động (xung vuông) và nó đếm xung sườn lên hiện
thị lên LED 7 vạch.nên sẽ chọn mạch tạo xung dùng IC555
ngoài ra còn có 2 con IC 74LS90 đếm số sườn xung từ IC 555 để mã hoá BCD tương ứng với các
mức logic sau đó đưa đến mạch giải mã để hiển thi ra LED
Ở đây cần hiển thị lên 2 LED 7 thanh nên sẽ cần 2 con 74LS90 và 2 con giải mã 74LS47.
sau khi đã chọn được những phần tử cần phục vụ cho ý tưởng thiết kế mạch ,ta có thể khái quát mạch
đếm dưới dạng sơ đồ khối như sau:
Phần II, Sơ đồ khối và nhiệm vụ từng khối

2.1, Sơ đồ khối
2.2, Nhiệm vụ từng khối
Khối tạo xung: Tạo xung vuông với tần số f=1HZ(f = 1/(ln2*C1*(R1+2R2))
Khối đếm: là các FF nhận xung dao động để xử lí đưa ra tín hiệu mã hoá BCD


Kí hiệu : 0 là mức thấp(L) lấy bằng 0V
1 là mức cao(H) lấy gần bằng Vcc

Giải thích sự dao động:
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].
Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và = [0].
Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0].
6
6
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.
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 =
[0]. Ngõ ra của IC ở mức 1.
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 vẫn không đổi. Trong
khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên trạng thái đó.
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] và = [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 không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua transistor.
quá trình lại được lặp lại

Đầu vào bộ đếm lấy xung từ ic 555 hoặc từ cảm biến nếu là ứng dụng đếm sản phẩm .
- đầu A,B tích cực ở sườn âm.
- Để tạo bộ đếm 10 ta nối đầu ra QA vào chân B để tạo xung kích cho bộ đếm 5
- QA, QB, QC, QD : là các đầu ra.

8
8
Bảng trạng thái của IC 7490

* sơ đồ đầu ra QA,QB,QC,QD:
2.2.2, nguyên tắc hoạt động
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.

bảng trạng thái đếm BCD
9
9
2.2.3, khối giải mã(IC74LS47N)
Sơ đồ logic IC 74LS47
2.2.3.1, mạch giải mã là gì?
* Mạch giải là mạch có chức năng ngược lại với mạch mã hoá. Mục đích sử dụng phổ biến
nhất của mạch giải mã là làm sáng tỏ các đèn để hiển thị kết quả ở dạng chữ số. Do có nhiều
loại đèn hiển thị và có nhiều loại mã số khác nhau nên có nhiều mạch giải mã khác nhau.
* IC74LS47 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn. Mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn
là mạch giải mã phức tạp vì mạch phải cho nhiều ngõ ra lên cao hoặc xuống thấp (tuỳ vào
loại đèn led là anod chung hay catod chung) để làm các đèn cần thiết sáng nên các số hoặc
ký tự
2.2.3.1, nguyên tắc hoạt động
- IC 74LS47 là IC tác động mức thấp nên các ngõ ra mức 1 là tắt, mức 0 là sáng, tương ứng với các
thanh a, b, c, d, e, f, g của led 7 đoạn loại anode chung, trạng thái ngõ ra cũng tương ứng với các số thập

• Nếu led 7 đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để
điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức
0.
• Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các
chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào
các chân này ở mức 1.
Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng qua mỗi led đơn trong
khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led. Nếu kết nối với nguồn 5V có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω
trước các chân nhận tín hiệu điều khiển.
12
12
Bảng mã hiển thị led 7 đoạn dành cho led 7 đoạn có Anode chung (các led đơn sáng ở mức 0):13
13
Phần III, sơ đồ mạch nguyên lí và hoạt động của
mạch
3.1, Sơ đồ mạch

Nguyên lý mạch đếm là mạch đếm xung dao động (xung vuông) và nó đếm xung sườn lên hiện thị lên
LED 7 vạch.
Linh kiện gồm: 2 con 74ls90 , 2 con 74ls47, 1 con NE555, 2 LED 7 thanh có chung Anot, 2 con tụ, mấy
con điện trở và 1 con cổng AND. Ở đây dùng nguồn 5V
3.2, Nguyên lý hoạt động
- Xung kích được tạo ra từ mạch 555 và xung này được đưa tới chân 14 của IC 74LS90 một cách liên
tục để đếm, đếm nhanh hay đếm chậm ta có thể điều chỉnh được tần số đếm trên con IC555 bằng
14
14
biến trở R2. Ngõ ra xung của 7490 ở các chân Q0,Q1,Q2,Q3 được đưa đến ngõ vào của IC giải mã

1.2, chức năng
Chân 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay còn gọi là chân chung
Chân 2(TRIGER): đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như một chân chốt
hay ngõ vào của 1 tần so áp, mạch so sánh ở đây dùng Transitor NPN với mức điện áp chuẩn là
2Ucc/3
Chân 3(OUTPUT): chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic trạng thái của tin hiệu ra được xác
định theo mức 0 và 1 (1_ là mức cao tương ứng với gần bằng Ucc , mức 0 tương ứng với mức thấp 0V
trong thực tế múc 0 khoảng 0.35V - 0.75V)
Chân 4(RESET): dùng lập định thức trạng thái ra. Khi chân 4 nối mass thì ngõ ra ở mức thấp. còn khi
chân 4 nối vào mức cao thì trạng thái ngõ ra tuỳ theo mức áp trên chân 2 và 6, để dao động thường nối
chân nay với Ucc
Chân 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 để giảm
trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ từ 0.01uF - 0.1uF. các tụ này lọc
nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn ổn định.
Chân 6(THRESOLD): là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng như
một chân chốt.

16
16
Chân 7(DISCHAGER): có thể xem chân này như một khoá điện tử và chịu điều khiển của chân 3. khi
chân 3 ở mức áp thấp thì khoá này đóng, ngược lại thì mở. chân 7 tự nạp xả điện cho một mạch R-C lúc
IC 555 dùng như một tầng dao động.

Chân 8(Ucc): chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động. không có chân này coi như IC chết. nó được
cấp điến áp từ 2V – 18V.
2, sơ đồ và chức năng các chân IC 79LS90
2.1, sơ đồ chân
2.2, chức năng
- bốn chân thiết lập: R0(1),R0(2),R9(1),R9(2)