Báo cáo Thực Hành Mạch Đèn LED và IC 7490/7447/7400 | Thực tập cơ bản | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

,Cơ sở ý t uyết.
1.Tìm hiểu về tín hiệu số và ứng dụng. Tín hiệu số.
Tín hiệu số l tín hiệu
được sử dụng để biểu din dữ liệu dưới dạng một chuỗi c c gi trị rời rạc
; tại bất kỳ thời điểm no, nó chỉ có thể đảm nhận một trong số c c
gi trị hữu hạn. Điều ny tương phản với một tín hiệu tương tự , đại diện cho c c gi trị liên tục
; tại bất kỳ thời điểm no, tín hiệu tương tự đại diện cho một số thực trong
phạm vi gi trị liên tục.
2. IC 7400/7490/7447. a, IC 7490
IC 7490 l bộ đếm thập phân không có chức năng reset tự động. IC hoạt động dựa
trên một Flip Flop loại T, chúng có thể tạo ra bộ đếm có 2n số nhị phân.
Ic 7490 chữa 2 bộ độ MOD gồm MOD 2 v MOD 5. Bộ đếm được bắt đầu đếm từ
0000 đến 1001 v sau đó nó sẽ reset lại gi trị.
Việc reset tự động lm cho bộ đếm sẽ bắt đầu đếm từ 0 v hết thức ở số 9 trong hệ
thập phân. Trong IC 7490 có đến 4 chân reset, nhưng chân ny có thể giúp cho IC
đếm bằng c ch t c động kích hoạt 2 trong 4 chân. IC giao tiếp TTl có thể kết với với
c c loại bộ đếm v IC có giao tiếp TTL kh c. b, IC 7447
IC 7447 hay còn đươc gọi l IC 74LS47, đây l một mạch tích hợp trong dòng IC
74xx được dùng trong m y tính, c c bộ đếm kỹ thuật số hay đồng hồ, c c thiết bị đo lường,…
IC 7447 được biết đến nhiều khi chúng sử dụng trong bộ giải mã hiển thị của bộ
BCD Led 7 thanh v đầu ra l bộ thu mở 15V. Loại IC ny được sản xuất trong gói
14 chân. IC 7447 l IC thuộc họ logic sử dụng những cổng logic, flip – flop, bộ
đếm. C c tính năng của IC 7447 như:
Cho dải điện p rộng hơn
Người dùng không cần lắp thêm điện trở ở bên ngoi
Có 4 đầu vo nhưng có đến 7 đầu ra
Có phần đầu ra bộ thu mở
Diode kẹp đầu vo do đó nên không cần tốc độ cuối cao c, IC 7400
IC 7400 hay 7400 series l một dòng chip logic với 14 chân v có 4 cổng NAND 2
đầu vo. Trong thập kỷ trước, có nhiều thế hệ tương thích pin kh c nhau được ph t
triển để sử dụng nguồn cung cấp thấp hơn, công suất thấp công nghệ CMOS v gói gắn kết bề mặt.
IC 7400 được xây dựng cùng với một số thiết bị, cung cấp đầy đủ c c cổng giao tiếp
logic cơ bản. Dòng IC ny chủ yếu bao gồm c c chip logic kh c nhau như cổng
logic cùng thanh ghi, bộ nhớ RAM v bộ giải mã kh c nhau.
Với 14 chân, gồm 4 cổng NAND 2 đầu vo, mỗi cổng sử dụng chân 2 đầu vo v 1
đầu ra, 2 chân còn lại l nguồn v nối đất.
Chuỗi logic 7400 của IC được chế tạo bằng công nghệ bóng bán dẫn lưỡng cực
v điều ny đã đặt tên cho công nghệ logic, TTL l viết tắt của từ logic bóng b n dẫn-bóng b n dẫn. 3. Led 7 thanh
Đây l một loại hiển thị LED được thiết kế để hiển thị c c con số v một số ký tự
kh c bằng c ch kích hoạt c c đèn LED riêng lẻ trên một bảng điều khiển có 7
thanh. C c thanh ny được sắp xếp để tạo ra c c số từ 0 đến 9 v một số ký tự
kh c như A, B, C, v.v. LED 7 thanh thường được sử dụng trong c c ứng dụng hiển
thị số, chẳng hạn như đồng hồ số. II, Thực hành. 1. Tên bài thực hành:
MẠCH KỸ THUẬT SỐ VỚI BỘ ĐẾM THUẬN( từ 00 đến 59) 2. Linh kiện. S Linh Số T kiện lượng Vai trò T 1 Board 1
Thit bị đơn giản cho phép tạo ra mạch điện m# không cần phải h#n. 2 IC 2
IC 74LS90 thuộc họ TTL có công dụng đm mã nhị phân 74 90
chia 10 mã hóa BCD. Cứ mỗi xung v#o th: IC 74LS90 đm
tin lên 1 v# được mã hóa ra 4 chân. Khi đm đn 10 nó sẽ
reset v# trở về ban đầu. IC 7490 n#y có ứng dụng rộng
trong cDc mạch số ứng dụng đm 10 v# trong cDc mạch chia tần. 3 IC 2
IC SN7447AN l# IC giải mã gi#nh riêng cho LED 7 đoạn an- 74 47
ode chung. IC SN7447AN chuyển đổi từ mã BCD sang mã LED 7 đoạn anode chung.
Ứng dụng khi ta cần hiện thị số trên LED 7 đoạn trong
mạch số m# không cần dùng vi điều khiển, hoặc muốn tit
kiệm chân cho vi điều khiển. 4 IC
1IC SN7447AN l# IC giải mã gi#nh riêng cho LED 7 đoạn an- 74LS 00
ode chung. IC SN7447AN chuyển đổi từ mã BCD sang mã LED 7 đoạn anode chung.
Ứng dụng khi ta cần hiện thị số trên LED 7 đoạn trong
mạch số m# không cần dùng vi điều khiển, hoặc muốn tit
kiệm chân cho vi điều khiển. 5 LED 7 2
Hiển thị số đm cho mạch đm thanh 6 Điện trở 2
Khống ch dòng điện ở mức phù hợp. 4kΩ 7 Điện trở 2
Khống ch dòng điện ở mức phù hợp. 2kΩ 8 Tụ điện 1 Có tDc dụng lọc 10 µF 9 Dây dẫn 5 Kt nối cDc linh kiện 20 cm 10 Nguồn 1 Cung cấp nguồn điện điện 3V 3 . Sơ đồ khối.
4. Nguyên lí làm việc
IC 7490 về cơ bản l mạch đếm thập phân MOD-10 tạo ra mã BCD ở c c ngõ ra .
7490 bao gồm 4 flip-flop JK chủ- tớ được kết nối bên trong để cung cấp mạch đếm
MOD-2 (2 trạng th i đếm) v mạch đếm MOD-5 (5 trạng th i đếm) 7490 có một
flip flop độc lập được điều khiển bởi đầu vo CLKA v ba flip- flop JK tạo thnh
một bộ đếm không đồng bộ được điều khiển bởi đầu vo CLKB như hvnh bên dưới.
Bốn ngõ ra của IC được ký hiệu l QA, QB, QC v QD. Thứ tự đếm của 7490 được
kích hoạt bởi cạnh xuống của tín hiệu xung đồng bộ, tức l khi tín hiệu xung đồng
hồ CLK chuyển từ logic 1 sang logic 0 thv xem như có xung đồng hồ t c động vo mạch đếm.
C c chân ngõ vo bổ sung R1, R2, R3 v R4 l c c chân RESET. Khi c c ngõ vo
RESET R1 v R2 được kết nối với logic1, thv mạch đếm sẽ bị RESET trở về 0 còn
khi c c ngõ vo R3 v R4 được kết nối với logic 1 thv mạch RESET về số 9 bất kể
số đếm hoặc vị trí đếm hiện tại
Như đã trvnh by ở trên, bên trong IC7490 gồm có mạch đếm chia 2 v mạch đếm
chia 5. Như vậy, chúng ta có thể sử dụng một trong hai mạch đếm: hoặc chỉ mạch
đếm chia hai tần số hoặc chỉ bộ đếm chia năm tần số hoặc kết hợp cả hai mạch đếm
với nhau để tạo ra mạch đếm BCD chia 10 như mong muốn.
Khi IC đếm hoạt dộng ở chế độ ny thv phần mạch đếm chia 5 bị vô hiệu hóa. Nếu
tín hiệu đồn hồ được đưa vo chân số 14 (CKA) v tín hiệu được lấy ra ở chân số
12 (Q0/QA) thv chúng ta có thể tạo ra một bộ đếm nhị phân chia 2 (MOD = 2) để
sử dụng trong c c mạch chia tần số như được hiển thị ở hvnh trên. Để tạo ra mạch
đếm chia 5, chúng ta sẽ vô hiệu hóa flip-flop đầu tiên v đưa tín hiệu xung đồng
hồ vo chân số 1 (CKB) với tín hiệu ngõ ra được lấy từ chân số 11 (Q3/QD).
Để hiển thị c c số đếm trên led 7 đoạn chúng ta cần một IC giải mã BCD sang led
7 đoạn. IC 7447 được thiết kế để lm được việc đó. 7447 có bốn ngõ vo cho c c
chữ số BCD A, B, C v D v có 7 ngõ ra để điều khiển c c đoạn của led 7 đoạn. IC
giải mã hiển thị 7447 nhận mã BCD từ c c ngõ ra của IC đếm 7490 v tạo c c tín
hiệu cần thiết để ra điều khiển c c đoạn của led 7 đoạn để hiện thị được c c số
đếm. Vv IC giải mã 7447 được thiết kế để điều khiển led 7 đoạn loại anode chung
nên khi ngõ ra ở mức THẤP (logic 0) sẽ lm cho LED kết nối với ngõ ra ny ph t
s ng trong khi ngõ ra ở mức CAO (logic 1) sẽ lm cho LED ny TẮT, Đối với hoạt
động bvnh thường, tất cả c c chân LT (Lamp Test), BI/RBO (Blanking Input/Ripple
Blanking Output) v RBI (Ripple Blanking Input) đều phải được bỏ trông hoặc kết
nối với logic 1 (mức CAO).
C c ngõ vo của IC 7447 được kết nối với c c ngõ ra tương ứmg của IC đếm BCD
7Lưu ý rằng mặc dù 7447 có c c ngõ ra tích cực mức THÁP v được thiết kể để
giải mã hiển thị trên LED 7 đoạn loại ANODE chung. IC giải mã điều khiển
7448/4511 có chức năng hon ton giống như IC 7447 ngoại trừ nó có ngõ ra tích
cực mức CAO, được thiết kế để giải mã hiển thị cho 7 đoạn loại CATHODE
chung. Vv vậy, tùy thuộc vo loại led 7 đoạn m bạn sử dụng, bạn có thể cần IC giải mã 7447 hoặc 7448.
490 để hiển thị c c số đếm trên led 7 đoạn như hvnh trên. Số đếm hiện thị trên led 7
đoạn tăng dần từ 0 đến 9 mỗi khi có xung đồng hồ t c động vo IC đếm.
Mạch của chúng ta l một mạch đếm số đơn giản hiển thị c c số đếm từ 0 đến 9 sử
dụng IC đếm 7490 v IC giải mã BCD sang led 7 đoạn 7447. Để đếm hơn 10 thv
chúng ta sẽ cần ghép hai IC đếm BCD lại với cho nhau.
Bộ đếm BCD gồm 2 chữ số sẽ được tính theo số thập phân tư 00 đến 59 (0000
0000 đến 101 1001) v sau đó sẽ tự động RESET về 00, Lưu ý rằng mặc dù đó sẽ
l bộ đếm 2 chữ số, c c gi trị đại diện cho c c số thập lục phân từ A đến F không hợp lệ trong mã ny.