ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ
  
Đồ Án Môn OrCAD:
THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM TỪ 00-60 SỬ DỤNG IC SỐ

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

LƯU QUANG LÊ
Điện Tử 3 /K4 LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng các
linh kiện bán dẫn đã phần nào giảm bớt được giá thành sản phẩm bằng các linh kiện rời.
Ứng dụng môn kỹ thuật số vào thiết kế các bộ phận thiết thực hằng ngày giúp chúng ta
hiểu được môn kỹ thuật số làm gì và được ứng dụng vào đâu.
Mạch đếm sản phẩm cũng được ứng dụng và phục vụ rất nhiều trong cuộc sống của

- Biến trở
- Tụ
- LED tích hợp hình chữ U
- LED phát siêu sáng
- LED 7 thanh
- Một vài điện trở
II-Nguyên lý và chức năng của từng khối
1 –Khối Nguồn
Nguồn điện được sử dụng ở đây là nguồn một chiều lấy từ ắc quy hoặc pin.Cung cấp
điện áp 5VDC ổn định cho mạch.
- IC 7805 có nhiệm vụ ổn định điện áp ra là 5VDC.
2 –Khối dao động.
2.1_Nguyên lý hoạt động của khối tạo dao động.
- Khối tạo dao động ở đây tôi sử dụng mạch cảm biến. Sử dụng công dụng của con
quang trở là có khả năng là khi chiếu ánh sáng vào nó nó sẽ có điện trở rất thấp vì vậy
người ta hay sử dụng để làm ra các mạch phát hiện sáng tối. Con LM358 là con
khuếch đại thuật toán, nó có tác dụng là dùng để so sánh điện áp giữa hai chân đầu
vào để đưa ra giá trị ở chân ra là mức “0” hay “1”. Nối chân ra của con LM358 vào
chân 14 (CLKA) của IC74LS90 để kích xung cho IC74LS90 đếm.
Sơ đồ nguyên lý của phần tạo xung dao động :
2.2_Tác dụng của từng linh kiện trong khối tạo dao động.
2.2.1_IC LM358.
- Là bộ khuếch đại thuật toán kép,bên trong có 2 bô khuếch đại.mỗi bộ khuếch đại có
3 chân, ngõ vào đảo(-input), ngõ vào không đảo(+input) và ngõ ra
Khi hiệu điện thế + input cao hơn - input, ngõ ra ở mức cao (+Vss), ngược lại ngõ
ra ở mức thấp (-Vss)
A.Hình dạng
b. sơ đồ chân
- Chân 8: Là chân Vcc+
- Chân 4: Là chân Vcc-


c.Bảng màu của điện trở.
3_ Khối đếm BCD
3.1-_IC đếm BCD 7490.
Cứ mỗi 1 xung vào thì nó đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra 4 chân. Khi đếm đến 10 thì
nó tự động reset và quay trở về ban đầu.
3.2_ Hình dạng:

*Sơ đồ chân của IC74LS90.
-Bốn chân thiết lập: R
0
(1), R
0
(2), R
9
(1), R
9
(2).
Khi đặt R
0
(1)= R
0
(2)=H (ở mức cao) thì bộ đếm được xóa về 0 và các đầu ra ở mức thấp.
-R
9
(1) , R
9
(2) là chân thiết lập trạng thái cao của đầu ra : Q
A
=Q

là các đầu ra.
3.3- Sơ đồ logic và bảng trạng thái:

Theo như hình trên ta thấy dạng sóng ở các ngõ ra của hai mạch cùng đếm 10 nhưng khác
nhau:
-Kiểu đếm 2*5 cho tín hiệu ra ở Q
D
không đới xứng
-Kiểu đếm 5*2 cho tín hiệu ra ở Q
A
đối xứng.
3.3:IC 7408
Là loại có 4 phần tử ANDđộc lập, lôgic dương, mỗi phần tử có haiđầu vào, chung
nguồnđiện, có 14 chân (còn gọi là pin), chân 14 và chân 7 là chân +Vcc và chân GND,ở
góc dưới bên trái có dấu trònđể xácđịnh chân 1 và theo thứ tự từ trái sang phảiđến chân 7,
từ 8-14 theo thứ tự từ phải sang trái.
+Hình ảnh thực tế:
4_ Khối giải mã
4.1_ IC 74LS47
- Mạch giải mã được sủ dụng phổ biến nhất là dùng để hiển thị kết quả ở dạng chữ số. Do
có nhiều loại đèn hiển thị và nhiều loại mã số khác nhau lên có nhiều mạch giải mã khác
nhau.
Ví dụ: giải mã 3 đường ra 8 đường, giải mã BCD ra thập phân
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( tùy vào
loại đèn led là anod chung hoặc catot chung) để làm các đèn sáng lên các số hoặc ký tự.
IC 74LS47 là loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng
đủ cao để thúc trực tiếp vào các đèn led 7 đoạn loại anod chung.
a_hình dạng và kích thước chân ngoài thực tế:
*Sơ đồ chân của IC74LS47.

số như ở hình bên dưới
Chú ý: Khi mã số nhị phân vào là 1111=(15)
10
thì led tắt.
4_ Khối hiển thị.
4.1-LED 7 đoạn.
Led 7 đoạn được dùng rất phổ biến khi cần hiển thị số tự nhiên hoặc vài chữ cái nhất
định. Led 7 đoạn có thể có kích thước nhỏ khác nhau như hình sau: Led 7 đoạn bao gồm nhiều led tích hợp bên trong, các led được nối chung nhau một
chân. Trong thực tế có hai loại led 7 đoạn là led 7 đoạn anod chung và led 7 đoạn katot
chung. Trong bài này ta sử dụng led 7 đoạn anod chung.
Đối với dạng Led anode chung, chân COM phải có mức logic 1 và muốn sáng Led thì
tương ứng các chân s-f,dp sẽ ở mức logic 0.
Bảng mã cho Led anode chung (a là MSB, dp là LSB):
Vì đây là LED anode chung lên khi các thanh tương ứng ở mức “1” sẽ sáng và hiển thị
theo số nhị phân.
III_Thiết kế mạch với ORCAD.
1_Vẽ sơ đồ nguyên lý.
Đầu tiên ta xác định số lượng linh kiện sử dụng trong mạch,cụ thể đối với mạch đếm
sản phẩm sử dụng : 2 IC 74ls47, 2 IC 74LS90,1 IC 7408, 1 IC LM 358, 2 led 7 thanh, 1
bộ thu phát hồng ngoại , 1 biến trở, 5 điện trở,
Ở đây có led 7 thanh không có sẵn trong thư viện của ORCAD nên ta phải tự tạo linh
kiện này :
Sau khi đã vào môi trường vẽ mạch
nguyên lý (capture Cis), chọn File New
Library,một cửa sổ Library xuất hiện, nhấp
chuột phải vào mục có chứa file đuôi .olb
sau đó chọn New Part

1
2
3
4
5
6
7 8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1
2
3
4
5
6
7 8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
U 1
7 4 9 0
1 4
1

4
6
7
8
9
1 0
e
d
3
c
5 b
a
v c c
f
g
j 3
R 2
R 1
R
U 6
s e g 8
1
2
4
6
7
8
9
1 0
e

R 9 2
c 1 0
1 0 0 u f
c 1 2
1 0 4
V C C
I S O 1
2 1
4 3
U 4
7 4 4 7
7
1
2
6
4
5
3
1 3
1 2
1 1
1 0
9
1 5
1 4
D 0
D 1
D 2
D 3
B I / R B O

1 4
D 0
D 1
D 2
D 3
B I / R B O
R B I
L T
A
B
C
D
E
F
G
Sau khi nối dây ta có sơ đồ mạch nguyên lý sau:
U 7
s e g 7
1
2
4
6
7
8
9
1 0
e
d
3
c

C
D
E
F
G
j 3
R 2
V C C
c 1 2
1 0 4
1
2
3
4
5
6
7 8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1
2
3
4
5
6
7 8

1 4
D 0
D 1
D 2
D 3
B I / R B O
R B I
L T
A
B
C
D
E
F
G
U 1
7 4 9 0
1 4
1
1 2
9
8
1 12
3
6
7
C L K A
C L K B
Q A
Q B

2
4
6
7
8
9
1 0
e
d
3
c
5 b
a
v c c
f
g
1
2
3
1
2
3
r 6
r 7
2 2 0
+
-
U 5 8 A
L M 3 5 8
3

đường dẫn (C:\Program Files\Orcad\Layout_Plus\Data) bấm open . Hộp thoại Load
Netlist Source xuất hiện chọn file đuôi .mnl tạo ở bước trước, bấm open
Hộp thoại save file as xuất hiện ,chọn thư mục muốn lưu rồi bấm save
Hộp thoại Link footprint To Component xuất hiện , bấm Link existing footprint to
component ….để chọn chân cho linh kiện
R 9
R
V C C
Lỗi thường gặp khi chọn chân cho linh kiện ,ví dụ chọn chân cắm cho Swich 3 chân
chọn đúng loại 3 chân nhưng vẫn có thông báo lỗi như sau:

Nguyên nhân: là do trong sơ đồ nguyên lý ,số thứ tự chân đã bị thay đổi. Để xem được
số thứ tự chân của linh kiện, bấm chuột phải vào linh kiện , chọn Edit Part, và bấm đúp
chuột vào chân cần xem. ở đây chân số 2 của swich đã bị sửa thành chân số 4.
Khắc phục : Đặt lại số thứ tự chân cho đúng
Có một số linh kiện không có thư viện chân sẵn ta phải tự tạo. Đối với mạch đếm sản
phẩm này có Led 7 thanh và biến trở phải tự tạo chân .
Để tạo chân cho linh kiện chọn File Library manage. Khi màn hình tạo chân linh
kiện hiện ra nhấp chuột vào Create new footprint để tạo chân linh kiện.
Tại mục Name of footprint đặt tên linh kiện cần tạo( ví dụ led 7 thanh), sau đó chọn hệ
đơn vị English và bấm OK

Nhấp chuột vào biểu tượng chữ T trên thanh công cụ, sau đó nhấp chuột vào những chữ
không cần thiết rồi ấn phím delete để xóa nó đi.
Để chọn thuộc tính cho text bằng cách kéo chuột để bôi đen nó, xong bấm chuột phải
chọn properties( phím tắt Ctrl+E), chọn layer là sstop.
Để thiết lập đơn vị đo chọn Options System settings (phím tắt Ctrl+G)
Thông thường nên chọn hệ đơn vị đo là millimeters(mm) sẽ dễ dàng hơn trong việc đo
linh kiện thực tế để tạo chân cho chính xác.
- visible Grid nên chọn 2.54mm( là khoảng cách chuẩn giữa các chân linh kiện).

Properties … hộp thoại Edit nest xuất hiện điền giá trị độ rộng đường mạch như hình
vẽ:
Sau khi chọn độ rộng đường mạch in. Nhấp chuột vào biểu tượng Add/Edit Route
Mode như hình bên để tiến hành đi dây bằng tay.
Ta được mạch sau khi đi dây như sau :

Sau khi đi dây ta có thể kiểm tra lỗi bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng Design Rule
Check nếu có lỗi sẽ có khoanh tròn ở đó