Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
1
BÀI TẬP LỚN
MÔN : VI MẠCH ỨNG DỤNG
GVHD : Th.Sỹ Lê Xuân Hải
Họ và Tên : Nguyễn Bá Cường
Lớp : CĐ CNKTĐ1 – K4
Năm Học : 2011 -2012
Ngày hoàn thành : 8/3/2011
NỘI DUNG BÀI TẬP
Thiết kế hệ thống đèn trang trí hiển thị dòng chữ mang họ và tên mình
theo những yêu cầu sau :
+ Thứ nhất : Từng kí tự được sáng và giữ nguyên trạng thái cho tới khi
ký tự cuối cùng được sáng.
+ Thứ hai : Khi tất cả các ký tự sáng hết thì sau đó cùng tắt rồi lại cùng
sáng và lại tắt hết để sang một chu kỳ mới bắt đầu từ yêu cầu thứ nhất.
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
2
Trong thực tế chúng ta thường hay bắt gặp các hệ thống đèn nhấp
nháy trang trí cho các biểu tượng hay một dãy ký tự nào đó theo các quy
luật khác nhau , ví dụ như : Các biển quảng cáo ở các trung tâm vui
chơi,giải trí , các hộp đêm … Để tạo ra được các hệ thống như vậy , người
ta thực hiện ghép nhiều bóng đèn lại với nhau , sau đó điều khiển sáng ,
tắt của bóng đèn trong hệ thống theo quy luật nào đó.
Một hệ thống như vậy bao gồm hai phần chính là phần hiển thị và điều
khiển hiển thị .Phần hiển thị chính là các bóng đèn được ghép lại thành
các biểu tượng hoặc các dãy kí tự ,còn phần điều khiển hiển thị là mạch
điện tạo quy luật và đóng cắt nguồn cung cấp cho các bóng đèn. Để hiểu
rõ hơn về vấn đề này ta xét một hệ thống đèn trang trí cho dòng chữ “
NGUYỄN BÁ CƯỜNG”. Ta có sơ đồ khối như sau
Hình 1 : Sơ đồ hệ thống đèn trang trí

nối mass , chân số 2 là đầu vào kích khởi (trigơ) , dùng để đặt xung kích
thích bên ngoài khi mạch làm việc ở chế độ đa hài .Chân số 3 là đầu ra của
IC , Chân số 4 là chân reset ,nó có thể điều khiển xóa điện áp đầu ra khi
điện áp đặt vào chân 4 là 0,7V trở xuống .Vì vậy để có thể phát xung đầu
ra chân số 4 phải đặt ở mức cao .Chân số 5 là chân điện áp điều khiển .ta
có thể đưa 1 điện áp ngoài để thay đổi việc định thời của mạch, nghĩa là
làm thay đổi tần số dãy xung phát ra khi không được thì chân 5 nối mass
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
4
thông qua một tụ khoảng
0,1 F

,chân 6 là chân điện áp ngưỡng , chân 7
là chân phóng điện .
Hình 2 Mạch dùng IC 555
II - THIẾT KẾ BỘ ĐẾM NHỊ PHÂN
Moodul của bộ đếm được đưa vào trạng thái của dòng chữ cần hiển thị
trong một chu kỳ nháy giả sử ta cần tạo ra 14 trạng thái khác nhau trong
1
D
1
C
2
R
2
WR
1
R
1
WR

1
0
0
1
1
n
Q
J
K
C
Q
Q
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
6
Bảng 2 Bảng chuyển tiếp
Bảng 3 Bảng vào đầu kích
Bộ đếm nhị phân môdul 16 được xây dựng trên cơ sở bộ đếm nhị phân 4
bít môdul 16 sau khi đã loại 2 trạng thái d nhờ các mạch vòng hồi tiếp thích
n
Q
1n
Q

n
K
n
J
0
0
_

nhận các giá trị 0 )
Để số trạng thái d là ít nhất ta dùng 4 trigơ vạn năng JK để xây dựng bộ
đếm dựa vào kích của trigơ JK ( hình 6 ) và bảng trạng thái ( hình 5 ) ta đưa
ra bảng trạng thái ( hình 8 ) minh họa quá trình hoạt động của các trigơ trong
bộ đếm nhị phân môdul 16.
Bảng trạng thái của bộ đếm nhị phân môdul 16
Trạng thái các trigo đếm
Số
xung
vào
F3
F2
F1
F0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3

1
0
0
1
10
1
0
1
0
11
1
0
1
1
12
1
1
0
0
13
1
1
0
1
14
1
1
1
0
15

Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
9
Hình 5 : Hình chuyển đổi trạng thái của bộ đếm môdul 16
Để xây dựng các mạch hồi tiếp điều khiển sự hoạt động của các trigo , ta
coi J
0

J
3
;K
0

K
3
là các hàm ra , Q
0

Q
3
là các biến vào . Để tìm quan hệ
giữa các hàm ra với các biến vào đồng thời đưa chúng về dạng tối giản ta
dùng phương pháp bìa Karnaugh (có 16 trạng thái để tối giản hàm ).
3
Q
2
Q
1
Q
0
Q

2
Q
1
Q
0
Q
0
0
0
1
3
Q
2
Q
1
Q
0
Q
0
0
1
0
3
Q
2
Q
1
Q
0
Q

2
Q
1
Q
0
Q
0
1
1
0
3
Q
2
Q
1
Q
0
Q
1
0
0
1
3
Q
2
Q
1
Q
0
Q

2
Q
1
Q
0
Q
1
1
0
1
3
Q
2
Q
1
Q
0
Q
1
1
0
0
3
Q
2
Q
1
Q
0
Q

J
3
K
3
J
2
K
2
J
1
K
1
J
0
K
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
-
0
-
0

-
0
-
-
0
1
-
3
0
0
1
1
0
1
0
0
0
-
1
-
-
1
-
1
4
0
1
0
0
0

1
1
0
0
1
1
1
0
-
-
0
-
0
1
-
7
0
1
1
1
1
0
0
0
1
-
-
1
-
1

0
-
1
-
-
1
10
1
0
1
0
1
0
1
1
-
0
0
-
-
0
1
-
11
1
0
1
1
1
1

0
1
1
1
1
0
-
0
-
0
1
-
-
1
14
1
1
1
0
1
1
1
1
-
0
-
0
-
0
1

-
-
0
0
-
-
1
Q
1
Q
2
Q
3
Q
0
K
00
01
11
10
00 01 11 10
-
-
0
0
-
-
1
0
-

J
0
=Q
1
.Q
2
.Q
3
-
0
0
-
-
1
1
-
-
0
0
-
-
0
0
-
1
Q
1
Q
2
Q

Q
3
Q
1
J
00
01
11
10
00 01 11 10
K
1
= Q
2
.Q
3
J
1
= Q
2
.Q
3
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
12
00 01 11 10
1
1
1
1
-

1
1
1
1
1
1
1
-
-
-
-
0
Q
1
Q
2
Q
3
Q
3
K
00
01
11
10
00 01 11 10
0 1 2 3
1 2 3
2 3
3

0
0
1
1
1
1
-
-
-
-
-
-
-
-
0
Q
1
Q
2
Q
3
Q
2
K
00
01
11
10
00 01 11 10
-

K
2
= Q
3
J
2
= Q
3
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
13
J
0
K
0
Q
0
Q
0
CK CK
Q
1
Q
1
K
1
J
1
CK
Q
2

III-KHỐI GIẢI MÃ
Khối giải mã nhận các biến vào là các đầu ra của bộ đếm, tùy theo
yêu cầu đặt ra của đề bài mà ta cho ra các hàm với quy luật phù hợp, các
hàm đó tương ứng với các ký tự thuộc dòng chữ ta cần trang trí.khối giải
mã có thể xây dựng tới các cổng logic cơ bản , Diot bán dẫn hoặc bộ nhớ
chỉ đọc ( ROM ).
1_ Mạch giải mã sử dụng các cổng logic cơ bản
Trang trí dòng chữ “NGUYỄN BÁ CƯỜNG” theo yêu cầu sau:
+ Thứ nhất : Từng kí tự được sáng và giữ nguyên trạng thái cho tới khi
ký tự cuối cùng được sáng.
+ Thứ hai : Khi tất cả các ký tự sáng hết thì sau đó cùng tắt rồi lại cùng
sáng và lại tắt hết để sang một chu kỳ mới bắt đầu từ yêu cầu thứ
3
Q
2
Q
0
1.Q 
1
0Q 
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
14
nhất.Xuất phát từ yêu cầu trên ta có bảng trạng thái của các kí tự trong 1
chu kì làm việc của dòng chữ như sau:
Trạng thái ký tự thuộc dòng chữ “NGUYỄN BÁ CƯỜNG” trong 1
chu kỳ từ Bảng 6 ta có Bảng 7 mô tả trạng thái các ký tự với trạng thái
sáng “1” , trạng thái tắt nhận trị “0”.
STT
N
G

Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
3
Sáng
Sáng
Sáng
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
4
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Tắt
Tắt

Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
7
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
8
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Tắt
Tắt

Tắt
11
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Tắt
Tắt
12
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Tắt
13

Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
Sáng
16
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Tắt
Bảng 6 Trạng thái ký tự thuộc dòng chữ “NGUYỄN BÁ CƯỜNG”
mô tả trạng thái các ký tự với trạng thái Sáng – Tắt
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
15
STT

0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
0
0

0
0
0
4
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
5
0
1
0
1
1
1
1
1

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
8
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0

1
1
1
1
1
1
1
0
0
11
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
12
1
1

0
0
0
14
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
15
1
1
1
1
0
0
0
0

B QQQ QQ QQ  
2 3 0 1 0 3
A QQ QQ QQ  
0 1 3 0 2 3 0 1 3
U Q Q Q Q Q Q Q QQ  
0 3 0 1
C Q Q Q Q 
0 1 3 0 1 2
O Q Q Q Q Q Q 
0 1 3 0 1 2 3
N QQQ QQ QQ  
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
18
0 1 3
G Q Q Q
Ta có :
0 0 1 0 3
N Q Q Q Q Q  
;
0 1 2 0 1 0 3
B QQQ QQ QQ  
2 3 0 3 0 2 3
G QQ QQ QQQ  
;
2 3 0 1 0 3
A QQ QQ QQ  
2 3 0 2 3 0 2 3
U QQ QQQ QQQ  
;
0 3 0 1

1
Q
0
Q
1
Q
0
IV - KHỐI KHUẾCH ĐẠI HIỂN THỊ
Khi muốn hiển thị với công suất phát quang nhỏ người ta dùng LED.
Khi đó trong mạch khuếch đại dùng tranzitor có thể áp dụng công suất
mạch hiển thị này. Để làm rõ khối này ta đi xét cụ thể cho mạch khuếch
đại hiển thị ký tự C;
Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại hiển thị ký tự
Trên sơ đồ ta thấy ký tự C được ghép bởi các đèn LED,. Mỗi dãy gồm 9
LED mắc nối tiếp với nhau, chúng được cấp nguồn thông qua tranzitor T
(N-P-N). Tranzitor T đóng vai trò như một khóa điện tử đóng, mở dưới sự
điều khiển của tín hiệu ra bộ giải mã. Khi có tín hiệu mở, dòng sẽ đi từ
+Ucc qua các đèn LED qua T về mass và các LED sáng. Khi T khóa thì
Trường CĐ CN & CN Bài Tập Lớn Môn Vi Mạch Ứng Dụng
20
cắt dòng chạy qua các LED nên chúng đều tắt. Muốn chữ C sáng, tắt theo
yêu cầu đặt ra thì ta phải điều khiển T đóng cắt theo quy luật đó. Do đó
trên nguyên lý ta thấy tranzitor T được điều khiển bởi hàm C. Hàm C
được mắc giải mã tạo ra, thực chất nó là một dãy xung dương có quy luật
biến thiên theo yêu cầu đặt ra. Khi C có mức logic “1” thì T mở bão hòa
nên các đèn LED sáng, còn khi C ở mức logic “0” thì LED tắt.
Điện áp +Ucc được tính sao cho khi T mở điện áp trên mỗi đèn là 2v.
Nếu ta bỏ qua sụt áp trên tranzitor thì Ucc được tính như sau:
Ucc = 12.2 = 24V
Điện trở R được mắc ở đầu vào T dùng để hạn chế dòng cực gốc.