Thiết kế mạch đếm hoạt động theo chu trình sau: 0-2-4-6-8-12-3-0. Hiển thị kết quả ra Led 7 đoạn. Trình bày hoạt động của mạch và giảng đồ dạng sóng | Môn Mạch số - Đại học Cần Thơ
Hiểu hệ nhị phân và thập lục phân để biểu diễn giá trị đếm và hiển thị LED 7 đoạn. Tài liệu được sưu tầm gồm 7 trang, giúp bạn ôn tập tốt hơn. Mời các bạn đón xem.
Môn: Mạch số 10 tài liệu
Trường: Đại học Cần Thơ 756 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
lOMoAR cPSD| 58540065
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN THỰC TẬP MẠCH SỐ Đề tài:
Thiết kế mạch đếm hoạt động theo chu trình sau: 0-2-4-6-8-12-3-0. Hiển thị kết quả
ra Led 7 đoạn. Trình bày hoạt động của mạch và giảng đồ dạng sóng.
Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện ThS. TRẦN HỮU DANH
NGUYỄN HỒNG ĐẠT – B2207460
Cần Thơ, Tháng 4/2024 I. Giới thiệu : lOMoAR cPSD| 58540065
1. Tên đề tài: Thiết kế mạch đếm hoạt động theo chu trình sau: 0-2-4-6-8-12-3-0. Hiển thị kết
quả ra Led 7 đoạn. Trình bày hoạt động của mạch và giảng đồ dạng sóng. 2. Mục tiêu: 2.1 Rèn luyện kỹ năng:
- Kỹ năng logic: Phân tích đề, lặp kế hoạch, giải quyết vấn đề.
- Kỹ năng sử dụng phần mềm: Mô phỏng, thiết kế mạch điện tử.
2.2 Củng cố và nâng cao kiến thức:
- Hệ thống lại kiến thức đã học ở các chương lý thuyết.
- Áp dụng các kiến thức đã học để tạo ra sản phẩm thực tế.
- Hiểu biết sâu sắc hơn về tính chất và cũng như cách thức hoạt động của các linh kiện.
- Tìm kiếm giải pháp mới cho các vấn đề kỹ thuật giúp nâng cao khả năng sáng tạo. II. Nội dung: 1. Lý thuyết:
1.1 Hệ thống số: Hiểu hệ nhị phân và thập lục phân để biểu diễn giá trị đếm và hiển thị LED 7 đoạn.
1.2 Mạch logic: Cổng logic AND, OR để tạo mạch điều khiển và giải mã, sử dụng Flip-
Flop JK để tạo mạch đếm.
1.3 Mạch đếm: IC 74HC112 đếm từ 0 đến 7, mạch logic tạo chu trình đếm 0-2-4-6-8-12-3-0.
1.4 Mạch giải mã: Bộ giải mã BCD sang 7 đoạn do IC CD4511BE giải mã giá trị đếm
thành tín hiệu điều khiển LED.
1.5 Biểu đồ dạng sóng: Mô tả sự thay đổi của clk, giá trị đếm và tín hiệu điều khiển LED. 2. Phân tích:
2.1 Loại mạch đếm: chọn mạch đếm đồng bộ.
2.2 Xác định số lượng Flip-Flop: 2n-1 < 12< 2n n=4
Vậy ta phải sử dụng 4 Flip-Flop JK cho mạch đếm. Với các trạng thái đếm QA, QB, QC, QD với QD là bit LSB. 2.3 Xác định dãy đếm:
3. Thiết kế mạch: 3.1 Vẽ sơ đồ khối: KHỐI XUNG CK KHỐI HIỂN THỊ
3.2 Thiết kế khối xử lý (mạch đếm) : lOMoAR cPSD| 58540065 3.2.1 Lập bảng sự thật: - Các ngõ ra lần lượt là: QA, QB, QC, QD.
- Trạng thái tiếp theo là: Q + + + + A , QB , QC , QD .
- Các ngõ vào là: HA, HB, HC, HD. SỐ NHỊ ĐẾM PHÂN QA QB QC QD QA+ QB+ QC+ QD+ HA HB HC HD 0 0000 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0001 0 0 0 1 X X X X X X X X 2 0010 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 3 0011 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 4 0100 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 5 0101 0 1 0 1 X X X X X X X X 6 0110 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 7 0111 0 1 1 1 X X X X X X X X 8 1000 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 9 1001 1 0 0 1 X X X X X X X X 10 1010 1 0 1 0 X X X X X X X X 11 1011 1 0 1 1 X X X X X X X X 12 1100 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 13 1101 1 1 0 1 X X X X X X X X 14 1110 1 1 1 0 X X X X X X X X 15 1111 1 1 1 1 X X X X X X X X
3.2.2 Lập bảng karnaugh từ bảng sự thật và tìm hàm H từ bảng karnaugh: lOMoAR cPSD| 58540065 HA= QA.QB + ~QA.QB.QC 1 JA=QB.QC 1 KA=QB AB
CD HB= QA.QB + QB.QC + QA.~QB + ~QB.QC.~QD 1 1 JB= QA + QC.~QD 1 KB= QA + QC 1 AB CD HC=~QA.~QC + QB.~QC + QC 1 1 1 1 1 JC= ~QA + QB 1 KC= 1 AB CD HD= QD+ QA.QB.~QD 1 JD=QA.QB KD= 1 1 AB
*Bảng trạng thái của Flip-Flop JK:
3.2.3 Mô phỏng mạch điện từ các hàm vừa tìm được: lOMoAR cPSD| 58540065
III. Hoạt động của mạch và giản đồ sóng :
1. Hoạt động của mạch:
- Ban đầu mạch ở trạng thái 0000 sau khi tác động xung CK vào thì mạch sẽ đếm
theo trạng thái đúng với yêu cầu của đề tài.
- Khi ngõ vào tác động vào clear thì mạch về trạng thái 0000. 2. Giản đồ dạng sóng: lOMoAR cPSD| 58540065 0 2 4 6 8 12 3
IV. Danh sách linh kiện :
Các linh kiện được sử dụng để ráp mạch thực tế là:
- IC 74HC112, 74HC08, 74HC32, TC4008BP, CD4511BE.
- Led 7 đoạn AS (cathode chung). - Điện trở. - Dây bus.
V. Kết quả và đánh giá: 1. Kết quả:
- Mạch thực tế đã hoạt động đúng với yêu cầu của đề tài. - Mạch thực tế: 2. Đánh giá: 2.1 Ưu điểm: -
Nâng cao kiến thức chuyên môn về mạch điện tử. lOMoAR cPSD| 58540065 -
Rèn luyện được khả năng tư duy logic. -
Phát triển được kỹ năng thực hành. -
Tăng cường và phát huy khả năng sáng tạo. 2.2 Nhược điểm: -
Độ thẩm mỹ không được cao do mạch được làm thủ công. -
Yêu cầu có kiến thức nền tảng.
VI. Tài liệu kham khảo :
- Giáo trình kỹ thuật số - Nguyễn Trung Lập. - www.alldatasheet.com