Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Đồ án môn học(Kĩ thuật số)
Khoa Điện – Điện tử Lớp: Đ-ĐTK40

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Hưng Yên, tháng 2 năm 2012
GVHD: VŨ VĂN CHIẾN
@&?

- 1 -

GVHD: VŨ VĂN CHIẾN
@&?

- 3 -
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy vũ
văn chiến đã tận tình chỉ dạy hướng dẫn, đóng
góp nhiều ý kiến quý báu và tạo điều kiện chúng
em sửa sai và hoàn chỉnh kiến thức của mình trong
suốt thời gian qua. Sự chỉ dạy và những ý kiến của
thầy mở đường cho chúng em nhanh chóng khắc
phục được những khúc mắc khó khăn và sớm tìm
ra được những phương án giải quyết hiệu quả
trong quá trình thực hiện đề tài.
Chúng em xin cảm ơn quý thầy cô trong
khoa Điện - Điện tử trường ĐHSP KT Hưng Yên
đã hết lòng dạy dỗ chúng em trong thời gian qua.
Xin cảm ơn các bạn sinh viên cùng khoá đã
tận tình ủng hộ, giúp đỡ để chúng tôi hoàn thành
tốt đề tài này.

Hưng Yên, tháng 1 năm 2011
Trng i Hc SPKT Hng Yờn ỏn mụn hc(K thut s)
Khoa in in t Lp: -TK40
MC LC
NHN XẫT CA GIO VIấN HNG DN 1
LI M U 2
1.4.1. Cng AND 7
1.4.2. Cổng OR 7
1.4.3. Cổng NOT 8

Biểu diễn dới dạng tơng tự : trong cách biểu diễn dạng tơng tự đựoc biểu
diện bằng hiệu điện thế, cờng độ dòng điện, hay số đo chuyển động t-
ơng quan với giá trị của đại lợng đó.
Ví dụ : đồng hồ đo vận tốc trong xe ôtô, kim đo lệch phải tơng ứng với tốc
độ hiện tại của xe và độ lệch này phải thay đổi tức thì khi vân tốc xe tăng
hay giảm.
Các đại lơng tơng tự có một đặc điểm rất quan trọng đó là đại lơng tơng tự
có thể thay đổi theo một khoảng giá trị liên tục.
Biểu diễn dới dạng số : trong cách biểu diêc dạng số đại lợng đợc biểu diện
bằng các kí tự số (0 và1).
ví dụ nh đồng hồ hiện số, hiển thị thời gian trong ngày nh giờ phút giây dới
dạng số thập phân.Tuy thời gian trong ngày thay đổi liên tục nhng số hiện của
đồng hồ số lại thay đổi từng bớc, mỗi bớc là một phút hay một giây.
Nói cách khác các đại lợng số có đặc điểm à giá trị của nó thay đổi theo từng
bớc rời rạc.
Nh vây ta thấy có sự khác biệt cơ bản giữa đại lợng tơng tự và đại lợng số, đó
là: Tơng tự

liên tục
Số

rời rạc
Vì tính rời rạc trong biểu diện số nên khi đọc giá trị của đại lợng sô không hề
có sự mơ hồ.
* u, nhợc điểm của kỹ thuật số so với kỹ thuật tơng tự:
-Ưu điểm: Do sử dụng chuyển mach nên nhìn chung các thiết bị sốdễ thiết kế
hơn
Thông tin đợc lu trữ dễ dàng
Tính chính xác và độ tin cậy cao hơn
Có thể lập trình để điều khiển hệ thống số

1.3. Các hệ thống số đếm
Để biểu diễn các số đo, đại lợng vật lý ta cần các hệ thống số đếm. TRong một
hệ thống số đếm bất kỳ một con số đựơc biểu diễn dới dạng một dãy chữ số
liên tiếp. Nh vậy ứng với mỗ tập hợp các chữ số dùng để biểu diễn các con số
chúng ta sẽ đợc một hệ thống đếm khác nhau. Ngời ta gọi cơ số của hệ đếm là
số chữ số khác nhau dùng để biểu diện các con số trong hệ đếm đó.
Trong kỹ thụât số có bốn hệ thống số đếm quan trọng là:
+ Hệ thống thập phân (decimal); còn đợc foi là hệ cơ số 1.,nó sử dung 10 chữ
số để biểu diễn các con số, đó là các chữ số 0,1,2.9
+ Hệ nhị phân( binary): còn đợc gọi là hệ cơ số 2 nó sử dụng 2 chữ số để
biểu diễn tất cả các con số đó là 2 số 0 và1
+ Hệ bát phân (octal): còn đựoc gọi là hệ cơ số 8 nó sử dụng 8 chữ số để biển
diễn tất cả các con số, 8 chữ số đó là 0,1,27
+Hệ thập lục phân (hexa): còn đợc gọi là hệ cơ số 16 nó sử dụng 16 ký tự để
biểu diện tất cẩ các con sô 16 kí tự đó là 0, 1,29,A,B,C,D,E,F
GVHD: V VN CHIN
@&?

- 6 -
Trng i Hc SPKT Hng Yờn ỏn mụn hc(K thut s)
Khoa in in t Lp: -TK40
1.4. Cỏc phộp toỏn logic v cng locgic.
1.4.1. Cng AND
a) Khái niệm:
Cổng AND là cổng lôgíc có n đầu vào biến và 1 đầu ra thực hiện phép nhân
lôgíc f(x
1
, x
n
) = x

1.4.2. Cổng OR.
a) Khái niệm:
Cổng OR là cổng lôgíc có n đầu vào biến x và 1 đầu ra thực hiện phép cộng
lôgíc f(x
1
, x
n
) = x
1
+ x
2
+ . . . + x
n
b) Ký hiệu:
GVHD: V VN CHIN
@&?

- 7 -
Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Đồ án môn học(Kĩ thuật số)
Khoa Điện – Điện tử Lớp: Đ-ĐTK40
>
1
>
1
2 ®Çu vµo n ®Çu vµo 2 ®Çu vµo n ®Çu vµo
Ký hiÖu EU Ký hiÖu US
c) B¶ng tr¹ng th¸i.
x
1
x

x y
0
1
1
0
d )Giản đồ thời gian
1.4.4. Cổng NAND.
a) Khái niệm
Cổng AND là cổng lôgíc có n đầu vào biến và 1 đầu ra thực hiện phép nhân
phủ định lôgíc f(x
1
, x
n
) = x
1
* x
2
*. . . * x
n
b) Ký hiệu
&
&
2 đầu vào n đầu vào 2 đầu vào n đầu vào
Ký hiệu EU Ký hiệu US
c) Bảng trạng thái
B A F B A F
L
K1
K2
F

>
1
>
1
2 ®Çu vµo n ®Çu vµo 2 ®Çu vµo n ®Çu vµo
Ký hiÖu EU Ký hiÖu US
c) B¶ng tr¹ng th¸i
B A F B A F
L
A
B
K1
N
K2
F
F
K1
0 0 1 L L H
0 1 0 L H L
1 0 0 H L L
1 1 0 H H L
NOR 2 ®Çu vµo
1.5. Triger.
1.5.1. Kh¸i niÖm:
- Trigơ trong tiếng anh gọi là Flip-Flop, viết tắt là FF nó là phần tử nhớ có hai
trạng thái cân bằng ổn định tương ứng với hai mức logic 0 và 1. Dưới tác dụng
của các tín hiệu điều khiển lối vào, trigơ có thể chuyển về một trong hai trạng
thái cân bằng và giữ nguyên trạng thái đó trừng nào chưa có tín hiệu điều
khiển làm thay đổi trạng thái của nó Trạng thái tiếp theo của trigơ phụ thuộc
không những vào tín hiệu ở lối vào mà còn phụ thuộc vào trạng thái đang hiện

Ký hiệu Tính tích cực của tín hiệu
Tích cực ở mức thấp(Low)
Tích cực ở mức cao(High)
Tích cực ở sườn dương của xung nhịp
Tích cực ở sườn âm của xung nhịp
1.5.2. Ph©n lo¹i.
- Phân loại theo chức năng làm việc của các đầu vào điều khiển:
- Trigơ một đầu vào ( trigơ D, trigơ T)
- Trigơ hai đầu vào ( trigơ RS, trigơ JK)
GVHD: VŨ VĂN CHIẾN
@&?

- 11 -
Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Đồ án môn học(Kĩ thuật số)
Khoa Điện – Điện tử Lớp: Đ-ĐTK40
- Phân loại theo cách làm việc:
- Trigơ không đồng bộ
- Trigơ đồng bộ.
- Chế độ không đồng bộ là trạng thái đầu rat hay đổi bất kỳ khi nào có sự thay
đổi đầu vào điều khiển.
- Chế độ đồng bộ để khống chế sự thay đổi trạng thái đầu ra người ta đưa vào
đầu vào của trigơ một xung nhịp. Chỉ khi có sự tác động của xung nhịp thì
trigơ mới thay dổi trạng thái theo đầu vào điều khiển.
1.5.3. CÊu tróc cña trig¬ JK( FF-JK )
- FF-JK là loại trigơ có hai đầu vào điều khiển và hai đầu ra Q và
Q
.
a. Ký hiệu của trigơ JK:
b. Cấu trúc mạch:
GVHD: VŨ VĂN CHIẾN

Q
chuyển
xuống 0.
+ Trường hợp 4: J = 1 và K =1 ta có J=1,
Q
= 0 => A=1.
A = 1;
Q
= 0 => Q =1
K = 1; Q = 1=> B = 0
Q = 1; B=0 =>
Q
= 1
GVHD: VŨ VĂN CHIẾN
@&?

- 13 -
Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Đồ án môn học(Kĩ thuật số)
Khoa Điện – Điện tử Lớp: Đ-ĐTK40
- Như vậy trường hợp 4 này không làm ổn định trạng thái ngõ ra. hiện tượng
này gọi là hiện tượng chạy đua.
→ Cách khắc phục hiện tượng này là điều chỉnh thời gian tồn tại xung hoặc sử
dụng FF chủ tớ.
d. Bảng chân lý:
JK = 00 giữ nguyên trạng thái Q
n+1
= Q
n
.
JK = 01 trigơ Q

GVHD: VŨ VĂN CHIẾN
@&?

- 15 -
Trng i Hc SPKT Hng Yờn ỏn mụn hc(K thut s)
Khoa in in t Lp: -TK40
Khi khụng cú tớn hiu vo m (X

) mch gi nguyờn trng thỏi c ( i n i ),
khi cú tớn hiu vo m (X

) mch chuyn sang trng thỏi k tip (i n i + 1 ).
Tớnh cht tun hon ca b m th hin ch: sau K

tớn hiu vo X

mch
li quay v trng thỏi xut phỏt ban u.
Tớn hiu ra ca b m ch xut hin ( y = 1) duy nht trong trng hp b
m ang trng thỏi K

1 v cú tớn hiu vo X

khi ú b m s tr v
trng thỏi 0.
Trong trng hp cn hin th trng thỏi ca b m thỡ phi dùng thờm mch
gii mó.
1.6.1. Các bớc thiết kế bộ đếm
Các bớc thiết kế bộ đếm.
* Bớc1:Vẽ đồ hình trạng thái của bộ đếm:

gọi là bộ đếm. Số xung đếm đợc biểu diễn dới các dạng số nhị phân hoặc thập
phân.
Đếm là một thao tác rất quan trọng, đợc sử dụng rất rộng rãi trong thực tế, từ
các thiết bị đo chỉ thị số đến các máy tính điện tử số. Bất kỳ hệ thống số hiện
đại nào cũng có bộ đếm.
b) Phân loại.
Có 3 cách phân loại.
+ Căn cứ vào tác động của xung đầu vào ngời ta chia làm 2 loại
- Bộ đếm đồng bộ
- Bộ đếm dị bộ
Bộ đếm đồng bộ có đặc điểm là xung Clock đều đợc đa đồng thời đến các FF.
Bộ đếm dị bộ thì xung Clock chỉ đợc đa vào FF đầu tiên, còn các FF tiếp theo
thì lấy tín hiệu tại đầu ra của FF phía trớc thay cho xung Clock.
+ Căn cứ vào hệ số đếm ngời ta phân chia thành các loại:
- Bộ đếm nhị phân
- Bộ đếm thập phân
- Bộ đếm Modul bất kỳ
Nếu gọi n là số ký số trong mã nhị phân (tơng ứng với số FF có trong bộ đếm)
thì dung lợng của bộ đếm là N = 2
n
. Đối với bộ đếm thập phân thì N = 10 là tr-
ờng hợp đặc biệt của bộ đếm N phân.
GVHD: V VN CHIN
@&?

- 17 -
Trng i Hc SPKT Hng Yờn ỏn mụn hc(K thut s)
Khoa in in t Lp: -TK40
N là dung lợng của bộ đếm hoặc có thể nói là độ dài đếm của bộ đếm, hoặc hệ
số đếm.

1
=1; Q
2
, Q
3
, Q
4
=0
Trigơ 2 thay đổi trạng thái khi Q
1
chuyển từ 1 về 0
Trigơ 3 thay đổi trạng thái khi Q
2
chuyển từ 1 về 0
Trigơ 4 thay đổi trạng tháI khi Q
3
chuyển từ 1 về 0.
- Sơ đồ:
Hình 1.2

GVHD: V VN CHIN
@&?

- 19 -
Trng i Hc SPKT Hng Yờn ỏn mụn hc(K thut s)
Khoa in in t Lp: -TK40
- Giải thích:
Ta thấy bộ đếm ngợc chỉ khác bộ đếm thuận ở chỗ lối ra Q(đảo) của trigơ trớc
đợc nối vào CLK của trigơ sau nên trigơ sau sẽ chuyển trạng thái khi trigơ trớc
nó chuyển từ 1 về 0

0
= 1 (5V)
+ Tại thời điểm ban đầu CLK nhảy từ 1 về 0, lập tức đầu ra Q
1
= 1, do CE
0
= 1
các CE đều bằng 0 nên các đầu ra khác giữ nguyên trạng thái Q
i
= 0 .
CE
1
= 1 đặt điều kiện cho trigơ JK thứ 2 hoạt động.
+ Khi xung CLK nhảy từ 1 về 0, thì lập tức Q
1
nhảy từ 1 về 0 khi đó Q
2
có đủ
điều kiện hoạt động lập tức nhảy lên mức 1 còn các Q
1
khác giữ nguyên trạng
thái cũ.
+ CE
2
= 1 đặt điều kiện cho trigơ JK thứ 3 hoạt động và lập tức nhảy lên 1.
+ Nh vậy trigơ JK chỉ lật trạng thái khi trigơ JK ở cấp thấp hơn nó lật trạng thái
từ 1 về 0 các xung CLK đợc đa vào song song các trigơ JK. Cho nên bộ đếm sẽ
đếm tuần tự.
+ Xét tăng dung lợng bộ đếm:
Khi cần đếm số lợng xung lớn hơn 15, ngời ta không kéo dài thêm trigơ

D
Q
C
Q
B
Q
A
=0000. Chúng ta biết với
bộ đếm modul 16 đến xung thứ 10 thì Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
=1010, để có đợc
Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
=0000 thì phải dập hai số 1 đi. Muốn vậy ta phảI đa hai lối ra Q
D
và Q
B
(có giá trị là 1 cần dập đi) vào hai lối vào của một cổng NAND. Để xây

vi mạch giải mã có sẵn trên thị trờng.
- Giải mã BCD sang mã 7 đoạn:
- Mã nhị phân BCD đợc chuyển sang thập phân và hiển thị các số thập phân
bằng 7 đoạn tơng ứng với mỗi tổ hợp xác định .Các thanh sáng hiển thị cho ta
một chữ số ở hệ 10.
- Các đoạn a , b , c , d , e , f , g có thể là :Đèn LED mắc anôt chung hoặc katôt
chung đợc nối qua các điện trở giới hạn dòng tới đầu ra phù hợp của bộ giải
mã.
- Trong thực tế ngời ta đã chế tạo sẵncác vi mạch để giảI mã nhị phân ra mã 7
đọan nh :
Các vi mạch 7448 , 74LS48 , 7449 , 74LS49 là các IC giảI mã 7 đoạn có lối ra
tác động ở mức cao , ta có thể ding chung để giải mã từ mã BCD ra thập phân
Quy luật hiển thị các chữ số thập phân của các vi mạch này về cơ bản là giống
nhau nh bảng chân lý sau, chỉ khác đôi chút là số 6 không dùng thanh a và số 9
không dùng thanh d .
Các vi mạch giải mã 7 đoạn 7447A, 74L47, 74S47 là các vi mạch 16 chân
, số 6 và số 9 chỉ có 5 thanh sáng giống nh 7448, 7449. Vi mạch có lối ra tác
động thấp ( mức 0 ) nên đèn chỉ thị 7 đoạn có anốt chung.
1.7.1. LED 7 thanh.
- LED 7 thanh là phần tử hiển thị thông dụng, để hiển thị các phần tử số từ 0
đến 9 trong một số hệ thập phân. Nó gồm 7 thanh xếp thành hình số 8, mỗi
thanh là một diode ( LED ) phát quang hoặc hiển thị tinh thể lỏng. Điode thòng
đợc cấu tạo từ các chấ Ga , As , P nó cũng có tính chất chỉnh lu nh diode th-
ờng. Nhng khi điện áp thuận đạt nên diode vợt quá mức ngỡng U
ng
nào đó thì
diode sáng. Điện áp ngỡng thay đổi từ 1,5 đến 5 v tuỳ theo từng loại có màu
sắc khác nhau.
LED màu đỏ có điện áp ngỡng U
ng

a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
GVHD: V VN CHIN
@&?

- 24 -
Trng i Hc SPKT Hng Yờn ỏn mụn hc(K thut s)
Khoa in in t Lp: -TK40
1.8. Các linh kiện liờn quan .
Mạch gồm IC 7447 ,IC 74192 ,IC 7408 ,IC 7404 ,IC 7414, IC7486, IC7432
Chức năng các IC
- IC 7414 :có chức năng chống nhiễu cho bộ đếm mỗi khi có xung nhịp tác
động vào .
Sơ đồ chân:
- IC 7408 : là các cổng logic AND đ dữ liệu quay về .
Sơ đồ chân:
- IC 74192 :là bộ đếm thập phân BCD (8421) .
Sơ đồ chân: