BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

MỞ ĐẦU
Ngày nay sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống con
người có những thay đổi ngày càng tố hơn, với những thiết bị hiện đại phục vụ
công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đặc biệt góp phần đó thì ngành
kỹ thuật điện tử góp phần không nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất
nước.Những thiết bị điện, điện tử được phát triển mạnh mẽ và ứng dụng rộng rãi
trong cuộc sống và sản xuất. từ những thời gia đầu kỹ thuật số cho thấy ứng dụng
ưu việt và ngày càng được khẳng định thêm. Những thành tựu đó có thể biến
những cái tưởng chừng như không thể thành có thể góp phần nâng cao đời sống vật
chất cho con người.
Xuất phát từ thực trạng tắc nghẽn giao thông ở các thành phố lớn ở nước ta và
thế giới với sự gia tăng của các phương tiện giao thông(đặc biệt là ôtô) một nhu
1

2

3

4

5

6

cầu về bãi đậu đỗ xe cho các phương tiện là yêu cầu cấp bách. Một mặt giảm tắc
+Ucc



R

_OA1

2Ucc
3

Qn

Dn

+

R

RA

G2

_

2

Q

S

OA2


R31

R35

R33

C12

R30
R23

U® k2

mạch điều khiển bãi đỗ xe tự động” nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm
Uc®

-Uph

B

X1

X1

+

R25

§iÖn ¸p ng­ì ng
cña k h©u n g¾t (+)

6

R29

C11

R27

D15

2

_

3

OA5
+
4

Tr12

R32

7

6

U®k


Number

Revision

B

thành cảm ơn.

Date:
File:
1

2

3

4

5

Hà nội ngày 15 thánh 12 năm 2012
Sinh viên thực hiên

1

1

4-Jul-2001
A:\HH03.SCH


kế áp dụng kỹ thuật công nghệ vào giám sát và quản lý số lượng xe, cũng
như giảm thiểu sức lao động con người mà vẫn hoạt động hiệu quả, cơ chế
hoạt động
Bình thường đèn tín hiệu không sang khi số lượng xe gửi chưa đủ
Khi có đủ số lượng xe đèn báo hiệu xe sẽ sang
Khi xe vào thì sẽ có tín hiệu chặn khi số lượng xe đã đủ(đèn đỏ)
Khi có xe ra mới cho xe vào

I.Mạch tổ hợp
1.1) Mô hình toán học của mạch tổ hợp :
- Mạch tổ hợp là mạch mà tự số ổn định của tín hiệu đầu ra ở thời điểm bất kỳ chỉ
phụ thuộc vào tổ hợp các giá trị tín hiệu đầu vào ở thời điểm đó .
- Mạch tổ hợp thường có nhiều tín hiệu đầu vào (x1 ,x2 ,x3 ,…) và nhiều tín hiệu
đầu ra (y1 ,y2 ,y3 ,…) .Một cách tổng quát có thể biểu diễn theo mô hình toán học
như sau:

2

2


BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

Với y1 =f(x1 ,x2 ,…,xn )
y2 =f(x1 ,x2 ,…,xn )
.
.
ym =f(x1 ,x2 ,…,xn )


*.Giả sử cho sơ đồ

Bảng chức năng :
Khóa A
Ngắt
Ngắt
Đóng
Đóng

Khóa B
Ngắt
Đóng
Ngắt
Đóng

Bảng chân lí:
Khóa C
Tắt
Tắt
Tắt
Sáng

A

B

C

0

Sơ đồ mạch điện


BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

:
Các mạch tổ hợp hiện nay thường gặp là:
o -)Bộ mã hóa(mã hóa nhị phân, mã hóa BCD) thập phân , ưư tiên
Mã hóa là dung văn tự, kí hiệu hay mã để biểu thị một đối tượng xác định.
Bộ mã hóa là mạch điện thực hiện thao tác mã hóa.
Các bộ mã hóa:
- Bộ mã hóa nhị phân
Là mạch điện dung n bit để mã hóa N=2n tín hiệụ
- Bộ mã hóa nhị - thập phân
Là mạch điện chuyển mã hệ thập phân bao gồm 10 chữ số 0,1,2…..9
thành mã hệ nhị phân. Đầu vào là 10 chữ số, đầu ra là nhóm mã số nhị
phân,.
- Bộ mã hóa ưu tiên
Bộ mã hóa ưu tiên có thể có nhiều tín hiệu đồng thời đưa đến, nhưng
mạch chỉ tiến hành mã hóa tín hiệu đầu vào nào có cấp ưu tiên cao nhất ở
thời điểm xét.
-)Bộ giải mã (giải mã nhị phân , giải mã BCD_ led 7 đoạn) bộ giải
mã hiển thị kí tự.
-Bộ giải mã là mạch điện thực hiện giải mã từ mã thành tín hiệu đầu ra, biểu
thị tin tức vốn có.
- Bộ giải mã nhị phân
Thực hiện phiên dịch các từ mã nhị phân thành tín hiệu đầu ra
Nếu từ mã đầu vào có n bit thì sẽ có 2n tín hiệu đầu ra tương ứng với

-) Bộ chọn kênh
-) Bộ cộng (bộ cộng nửa,bộ cộng có nhớ nối tiếp,bộ cộng đủ), bộ so
sánh
-) Bộ kiểm tra chẳn lẻ
-) ROM , EPROM…..
-) Bộ dồn kênh , phân kênh

II. Mạch Dãy(Sequential Circuits)
1.1 Khái niệm
• Mạch dãy là mạch có tín hiệu ra không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu mà còn
phụ thuộc vào trạng thái trong mạch ,nghĩa là mạch có khả năng lưu trữ để
nhớ trạng thái. Ngã ra Q của mạch tuần tự là hàm logic của các biến ngõ vào
A, B,C…và ngã ra Q trước đó Q=f(Q,A,B,C…)
• Để xây dựng mạch dãy ngoài các mạch tổ hợp cơ bản AND, NOR, NAND,
OR…còn cần các phần tử nhớ
• Các phần tử cơ bản để tạo mạch dãy thường là các flip-flop,chúng là các
phần tử đơn vị bit chỉ có khả năng nhớ 1 chữ số thập phân
• Cách biểu diễn:phương trình đặc trưng,bảng chuyển đổi trạng thái và đầu ra,
lưu đồ thuật toán, đồ hình trạng thái
• Phân loại :đồng bộ và không đồng bộ
1.2phương pháp phân tích chức năng mạch dãy
- Viết phương trình
- Tìm phương trình trạng thái
- Tính toán
- Vẽ bảng trạng thái
1.2 bộ đếm
o bộ đếm đồng bộ
 bộ đếm nhị phân đồng bộ:cấu trúc bằng Flip Flop T
 Bộ đếm thập phân đồng bộ
 Bộ đếm N phân đồng bộ

Bộ phát xung
- Bộ dao động đa hài cơ bản cổng NAND TTL
- Bộ dao động đa hài vòng RC
- Bộ dao đỘng đa hài thạch anh
- Bộ dao động đa hài CMOS
Trigơ smit
- Trigo smit có thể biến đổi dạng xung, biến đổi vô cùng châm chạp ở đầu
vào thành dạng xung vuông thỏa mãn yêu cầu mạch số ở đầu ra.
- Có ứng dụng rộng trong các mạch phát xung và tạo dạng xung.
Mạch đa hài đợi
- Mạch đa hài đợi CMOS
- Đa hài đợi họ TTL
IC định thời họ CMOS

Chương2:Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động
I)liệt kê các linh kiện sử dụng
- 2 con IC NE555 dùng để tạo dao động
- Điện trở 10k,100k
- 2Động cơ 1 chiều điều khiển Barrie cửa vào/ra, Tụ điện 500uF
- 1 con cổng AND ở đây dung nguồn 5v,cổng NOT
- Biến trở
- 2Led 7thanh hiển thị số xe trong bãi,Button
- relay(chuyển mạch giữa 2 cổng)
- Transistor 2N1711,BCD 548
- Bộ đếm 74LS192
- 2 cảm biến phát hiện xe vào,xe ra
1. Hiển thị giá trị đo bằng led 7 thanh:
7

7

2) Cổng VÀ (AND gate)

Chức năng:
- Thực hiện phép toán logic VÀ (AND)
- Đầu ra chỉ bằng 1 khi tất cả các đầu vào bằng 1
Cổng AND 2 ngõ vào:
Ký hiệu:

•

3)IC đếm 74LS192

9

9


BTL: KỸ THUẬT SỐ

•
•
•
•
•

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

Nuồn cung cấp cho IC từ 2V đến 6V
- Tần số lớn nhất của nó có thể chịu được F max=54MHz có thời gian
làmviệc từ 0ns đến 500ns

L
H
L
H
L
H

Q1
L
L
H
H
L
L
H
H
L
L

Q2
L
L
L
L
H
H
H
H
L
L

Chân 13 là chân chuyển tiếp khi đếm ngược
Chân 3, 2, 6, 7(Qa, Qb, Qc, Qd) là các đầu ra của bộ đếm
Để tạo ra mạch đêm sản phẩm ta dung 2 IC 74LS192
Đầu vào tải song song không đồng bộ
Đầu ra đếm thuận(sau 1 chu kỳ đếm thì xung này chuyển từ cao xuống thấp)
Đầu ra đếm ngược (sau 1 chu kỳ đếm thì xung này chuyển từ cao xuống thấp)
Sơ đồ mạch logic
•
•
•
•
•
•
•
•

Là một mạch hệ tuần tự chứa 4 con Flip-Flop 4 SR
-Có khả năng đếm lên đếm xuống đồng bộ 4 Bit
-Có 2 chân đếm lên,đếm xuống riêng biệt(Count Up,Count Down)
-Có khả năng thiết lập thông số ban đầu
11

11


BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

-Xuất dữ liệu ra BCD mã nhị phân 4 Bit


12


BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

định.
+ Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh
điện áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt.
+ Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và
chịu điều khiển bỡi tầng logic của chân 3 .Khi chân 3 ở mức áp thấp thì
khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1
mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .
+ Chân số 8 (Vcc): Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và
dòng cho IC hoạt động. Không có chân này coi như IC chết. Nó được cấp
điện áp từ 2V -->18V (Tùy từng loại 555 thấp nhất là con NE7555)
6

+

1 G1 2
+Uc3
4
5
CX1X2
G3Qn RA 8R_+_ 4R 37
DC Dn G2 G4Qn 3U226CRB ROA1OA2c QS XUNGRAT
3R25R23R


b)cấu tạo và nguyên lý hoạt động
• cấu tạo

-nhìn trên sơ đồ cấu tạo trên ta thấy cấu trúc của 555 gồm: 2 con OPAM, 3 con
điện trở, 1 transistor, 1 FF(Ở đây là FF RS):
-2 OP-amp có tác dụng so sánh điện áp
-transistor dùng để xả điện
-bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần. cấu tạo này
tạo nên điện áp chuẩn. điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của op-amp1 và điện
13

13


BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

áp 2/3 VCC nối vào chân âm của OP-amp2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 vcc ,
chân S=[1] và FF được kích thích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R
của FF=[1] và FF được RESET
•

Giản đồ thời gian của điện áp trên mạch xung

t1
t2
t3
t4

-Công thức tính thời gian trễ:
15

15


BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

T=1,068×RC
Chương 3:NỘI DUNG
1) Sơ đồ khối
KHỐI CẢM BIẾN
KHỐI ĐIỀU KHIỂN
KHỐI HIỂN THỊ
KHỐI TRỄ+ĐỘNG LỰC
KHỐI ĐẾM+GIẢI MÃ

KHỐI NGUỒN
2)

Chức năng và nhiệm vụ các khối

a) Khối nguồn : tạo ra dòng điện ổn định cung cấp cho toàn mạch.
b) Khối cảm biến : dùng để tạo ra xung clock có tần số với độ ổn định
cấp cho khối điều khiển

16


Khi có cả 2 tín hiệu mức tích cực cao,ở phía ra của chân AND có tín hiệu
kích mở 2N1711,dòng điện qua Led đỏ báo hết chỗ.
Khi 1 trong 2 chân vào của AND ở mức tích cực thấp,có tín hiệu qua
NOT kích mở 2N1711 lám sang đèn xanh báo còn chỗ
e) Khối giải mã + khối đếm (tích hợp trên IC74192): Nhận giá trị BCD từ khối
đếm và chuyển đổi thành giá trị Led 7 đoạn chuyển đến khối hiển thị
-Chân Data A,B,C,D dung để thiết lập giá trị ban đầu
-2 chân UP,Dơn bình thường ở mức cao và tác dụng lên 2 cạnh của xung
-Chân Load ở mức cao IC sẵn sang làm việc
-Các chân Qa,Qb,Qc,Qd đưa ra chân tín hiệu

18

18


BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

f)Khối tạo trễ+ Khối động lực:

Mạch tạo trễ có nhiệm vụ tạo trễ kể từ khi cảm biến tác dụng cho tới khi mạch
động lực làm Moto quay mỏ Barrie.
3)
19

Sơ đồ nguyên lý
19


Khi có xe ra công tắc “ĐẾM LÙI” nhận giá trị ở mức cao,chân
Count
Down sẽ nhận tín hiệu ở mức cao,bộ đếm trên IC 74192
đếm lùi giá trị hiện tại và xuất tín hiệu ra Led 7 thanh.
Cùng thời điểm đó bộ trễ được kích họa khi đạt thời giant re yêu
cầu cuộn hút RL2 trở về vị trí ban đầu,dòng diện từ tụ được khép kìn qua
Moto làm barrie mở.

bạn dùng trans cho đơn giản. mạch này bạn thử tụ 100mF và trở là 1M trước xem
có đạt không, nếu vẫn chưa thì tăng tụ và trở lên. trans dùng D468, diode là 4007
hoặc 4148
khi vừa cấp điện thì điện nạp qua trở vào tụ tại B của trans, thời gian nạp lâu mau
là do trở và tụ quyết định, khi áp nạp trên tụ tăng lên đến 0.6v thì trans dẫn đống
relay

21

21


BTL: KỸ THUẬT SỐ

GVHD: NGUYỄN THỊ THU HÀ

mach tao tre
giai thich ic555
ta co the su dung bien tro de dieu chinh thoi gian Bạn xem sơ đồ ruột của Ic555
này. Theo đó, khi mới cấp điện thì tụ C2 chưa nạp nên điện áp chân 2 và 6 là 0V.
Điện áp chân 2 (-) nhỏ hơn chân (+) chủ opamp nên chân set của Flipfop là mức 1,
tuơng tự chân Reset của Flipflop là mức 0, vậy ngõ ra Q của Flip Flop ở mức 1, Q\