Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (604.37 KB, 13 trang )
Đang xem: Mạch giải mã bcd sang led 7 đoạn
MỤC LỤC3.4 Ứng dụng mạch giải mã BCD thành Led 7 đoạn K chung 11Trang 2/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023LỜI MỞ ĐẦUCùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đã, đang và sẽ tiếp tụcđược ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹthuật cũng như đời sống xã hội.Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử đã cho ra đời nhiều vi mạch số cỡ lớn với giáthành rẻ và khả năng lập trình cao đã mang lại những thay đổi lớn trong ngành điện tử. Mạch số ởnhững mức độ khác nhau đang thâm nhập trong các lĩnh vực điện tử thông dụng và chuyênnghiệp một cách nhanh chóng. Một trong những bài toán thường gặp trong kỹ thuật là mạch dồnkênh, việc này ngày nay có thể thực hiện dễ dàng bằng các loại vi mạch điều khiển. Ở để tài nàyta sẽ thực hiện mạch dồn kênh giải mã BCD thành LED 7 đoạn dùng cathode chung, ta khảo sátmột số IC cơ bản.PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT1.1 MUX (Multiplexer)Mạch dồn kênh hay còn gọi là mạch ghép kênh, đa hợp (Multiplexer-MUX) là 1 dạng mạchtổ hợp cho phép chọn 1 trong nhiều đường ngõ vào song song (các kênh vào) để đưa tới 1 ngõ ra(gọi là kênh truyền nối tiếp). Việc chọn đường nào trong các đường ngõ vào do các ngõ chọnquyết định. Ta thấy MUX hoạt động như 1 công tắc nhiều vị trí được điều khiển bởi mã số. Mãsố này là dạng số nhị phân, tuỳ tổ hợp số nhị phân này mà ở bất kì thời điểm nào chỉ có 1 ngõ vàođược chọn và cho phép đưa tới ngõ ra.Các mạch dồn kênh thường gặp là 2 sang 1, 4 sang 1, 8 sang 1… Nói chung là từ 2n sang 1. Một số IC dồn kênh hay dùng Hình 1.1.1 Kí hiệu khối của một số IC dồn kênh hay dùng74LS151 có 8 ngõ vào dữ liệu, 1 ngõ vào cho phép G tác động ở mức thấp, 3 ngõ vào chọn CB A, ngõ ra Y còn có ngõ đảo của nó: Y
. Khi G ở mức thấp nó cho phép hoạt động ghép kênhmã chọn CBA sẽ quyết định 1 trong 8 đường dữ liệu được đưa ra ngõ Y. Ngược lại khi G ở mứccao, mạch không được phép nên Y = 0 bất chấp các ngõ chọn và ngõ vào dữ liệu.Nhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1ETrang 3/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG02374LS153 gồm 2 bộ ghép kênh 4:1 có 2 ngõ vào chọn chung BA mỗi bộ có ngõ cho phép riêng,ngõ vào và ngõ ra riêng. Tương tự chỉ khi G ở mức 0 ngõ Y mới giống 1 trong các ngõ vào tuỳmã chọn.74LS157 gồm 4 bộ ghép kênh 2:1 có chung ngõ vào cho phép G tác động ở mức thấp, chungngõ chọn A. Ngõ vào dữ liệu 1I0, 1I1 có ngõ ra tương ứng là 1Y, ngõ vào dữ liệu 2I0, 2I1 có ngõra tương ứng là 2Y, … Khi G ở thấp và A ở thấp sẽ cho dữ liệu vào ở ngõ nI0 ra ở nY (n =1,2,3,4) còn khi A ở cao sẽ cho dữ liệu vào ở nI1 ra ở nY. Khi G = 1 thì Y = 0. Khảo sát với IC 74LS157, kí hiệu khối, chân ra, bảng trạng thái và cấu tạo logic được minhhọa ở những hình dưới (hình 1.1.2), với những IC khác cũng tương tựHình 1.1.21.2 LED 7 đoạnĐây là loại đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đoạn a, b, c, d, e, f, g,bên dưới mỗi đoạn là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song song (đènlớn). Qui ước các đoạn cho bởi như hình 1.2.1 Hình 1.2.1Khi một tổ hợp các đoạn cháy sáng sẽ tạo được một con số thập phân từ 0 – 9.Hình dưới cho thấy các đoạn nào cháy để thể hiện các số từ 0 đến 9:Nhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1ETrang 4/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023Hình 1.2.2Đèn 7 đoạn cũng hiển thị được một số chữ cái và một số ký hiệu đặc biệt.
Có hai loại đèn 7 đoạn:- Loại catod chung (Hình 1.2.3), dùng cho mạch giải mã có ngã ra tác động cao.- Loại anod chung (Hình 1.2.4), dùng cho mạch giải mã có ngã ra tác động thấp.Hình 1.2.3 Hình 1.2.4PHẦN 2: MẠCH GIẢI MÃ BCD SANG LED 7 ĐOẠNMột dạng mạch giải mã rất hay sử dụng trong hiển thị led 7 đoạn đó là mạch giải mã BCDsang led 7 đoạn. Mạch này cho ra tổ hợp có nhiều ngõ ra lên cao xuống thấp (tuỳ loại đèn ledanode chung hay cathode chung) để làm các đoạn led cần thiết sáng tạo nên các số hay kí tự. Hình 2.12.1 Khảo sát IC 74LS48 IC 74LS48 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn loại cathode chung. Hình dạng và sơ đồ chân:Nhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1EĐầu raĐầu vàoTrang 5/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023Hình 2.2 Hình 2.3Hình 2.4Nhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1ETrang 6/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023Hình 2.52.2 Khảo sát IC 4511IC 4511 thuộc họ CMOS, là IC giải mã thúc led 7 đoạn loại cathode chung.- 4511 có khả năng thúc, giải mã vàchốt dữ liệu cùng 1 lúc. Các ngõ ra đều tácđộng mức cao nên 4511 dùng cho giải mãled 7 đoạn loại K chung. Vì cấu trúc cósẵn mạch thúc 8421 trong nó nên 4511 còn
có thể thức trực tiếp thúc hay thúc được tảilớn hơn như đèn khí nóng sáng, tinh thểlỏng, huỳnh quang chân không… Nhữngứng dụng chính của nó là mạch thúc hiểnthị trong các bộ đếm, đồng hồ DVM…,thúc hiển thị tính toán máy tính, thúc giảimã trong các bộ định thời, đồng hồ khác nhau. Hình 2.6 Kí hiệu khối và chân ra của 4511Bảng hoạt động của 4511 như dưới đây:Nhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1ETrang 7/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023Hình 2.7Riêng các IC hoạt động ở mức logic cao, dùng LED Katot chung có quy luật hiển thị số thậpphân cũng giống các IC hoạt động ở mức logic thấp, chỉ khác đôi chút là số 6 không dùng thanh avà số 9 không dùng thanh d.Ví dụ: Hãy xem một ứng dụng của mạch giải mã led 7 đoạn:Mạch giải mã sẽ giải mã BCD sang led 7 đoạn để hiển thị số đếm thập phânBây giờ ta có thể thay mạch dao động bằng 1 bộ cảm biến chẳng hạn dùng bộ thu phát ledđặt ở cửa vào nếu mỗi lần có 1 người vào thì bộ cảm biến sẽ tạo 1 xung kích kích cho mạch đếm.Như vậy với ứng dụng này ta đã có hệ thống đếm số người vào cổng cũng có thể đếm sản phẩmqua băng truyền… tất nhiên chỉ hạn chế ở số người vào nhiều nhất là 9.Hình 2.8 – Mạch dao động tạo ra xung kích cho mạch đếm, ta có thể điều chỉnh chu kì xung để mạchđếm nhanh hay chậmNhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1EDao độngĐếm BCD
Giải mãTrang 8/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023- Mạch đếm tạo ra mã số đếm BCD một cách tự động đưa tới mạch giải mã có thể là cho đếmlên hay đếm xuốngPHẦN 3: XÂY DỰNG MẠCH3.1 Sơ đồ khốiSử dụng MUX giải mã BCD thành Led 7 đoạn cathode chung:Hình 3.1.13.2 Thiết kế mạch giải mã BCD sang LED 7 đoạn cathode chungNhư đã nói trong phần giới thiệu LED 7 đoạn việc hiển thị cho đúng vị trí đèn từ 0 đến 9, tasẽ thiết kế một mạch giải mã với 4 đầu vào D, C, B, A là mã BCD trong đó 6 trạng thái 1010 đến1111 không được sử dụng, nhưng ta cần phải nhớ để xử lý tối thiểu hóa hàm và 7 đầu ra tươngứng với các ngã vào a, b, c, d, e, f, g của led 7 đoạn, sao cho các đoạn cháy sáng tạo được số thậpphân đúng với mã BCD ở ngõ vào.* Bước 1:- Tại sao lại có 4 đầu vào?Vì các chữ số từ 0 đến 9, ta cần ít nhất 4 bit để biểu thị chúng trong hệ nhị phân.- 7 đầu ra tương ứng với 7 đèn được đánh chữ từ a đến g như hình vẽ.Hình 3.2.1* Bước 2: Dựa vào số đèn và vị trí sáng ta lập bảng sự thật của mạch giải mã led 7 đoạn, cóngõ ra tác động cao (Khảo sát IC 74LS48 dùng cho giải mã Led 7 đoạn Cathode chung).Bảng sự thật:D C B A a b c d e f gSố đượchiển thịNhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1EMUX GIẢI MÃ BCD
Xem thêm: Top 10 Kem Đẩy Mụn Ẩn Dưới Da, Top 7 Sản Phẩm Trị Mụn Ẩn Hiệu Quả Nhất Hiện Nay
LED 7 ĐOẠNTrang 9/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG0230 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 71 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 81 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9* Bước 3: Từ bảng sự thật ta lập bảng Karnaugh và tìm các biểu thức tối thiểu của các hàm a, b,c, d, e, f, g của LED 7 đoạn.- Tìm a: BADC 00 01 11 1000 1 0 1 101 0 1 1 011 X X X X10 1 1 X X- Tìm b: BADC 00 01 11 1000 1 1 1 101 1 0 1 011 X X X X10
1 1 X X- Tìm c: – Tìm d: BADC 00 01 11 1000 1 0 1 101 0 1 0 111 X X X X10 1 0 X X- Tìm e: BADC 00 01 11 1000 1 0 0 101 0 0 0 111 X X X X101 0 X X- Tìm f: BADC 00 01 11 1000 1 0 0 001 1 1 0 111 X X X X101 1 X XNhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1E BADC 00 01 11 1000 1 1 1 001 1 1 1 011 X X X X
101 1 X XTrang 10/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023- Tìm g: BADC 00 01 11 1000 0 0 1 101 1 1 0 111 X X X X10 1 1 X X* Bước 4: Từ các biểu thức rút gọn ta vẽ sơ đồ mạch logic (mạch logic giải mã BCD sang LED 7đoạn cathode chung _Dùng phần mềm Microsoft Office Visio 2007 để vẽ)Hình 3.2.23.3 Sơ đồ nguyên lý dùng MUX (IC 74LS157) giải mã BCD thành LED 7 đoạn cathode chung (IC 74LS48) Nhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1ETrang 11/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023V15V12349KPD212346KPD174LS157SI1a
Hình 3.2.3 (Dùng phần mềm CircuitMaker 2000 để vẽ và thực thi)3.4 Ứng dụng mạch giải mã BCD thành Led 7 đoạn K chung.Mạch đo tần số bằng IC 4511IC 4511 là loại IC giải mã với các ngõ ra sử dụng cho LED cathode chung và có mạch chốtdữ liệu ở ngõ vào sao cho: Khi LE (chốt) = 0, BI (xoá ngõ vào) = 1 và LT (lamp test) thì các giátrị hiển thị trên LED 7 đoạn phụ thuộc và thay đổi theo các bit ngõ vào. Mạch dưới đây cho thấy ứng dụng cơ bản của IC 4511 được sử dụng để thiết kế mạch đếm tầnsố:Nhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1ETrang 12/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023Nguyên tắc hoạt động của mạch đếm tần số rất đơn giản là bằng cách đếm số xung dao độngcủa một dao động cần được đo tần số của nó trong các khoảng thời gian đúng bằng 1 giây đồnghồ.Khi đó, về nguyên tắc, để có thể hiển thị được giá trị của số xung dao động đếm được trongcác khoảng thời gian 1 giây thì cần phải chốt giá trị đã đếm được trong IC đếm sau những khoảngthời gian đúng 1 giây để lưu lại giá trị đã được đếm và hiển thị lại giá trị đã được đếm trong 1giây trước đó.Nếu không chốt lại giá trị của xung dao động đã đếm được thì giá trị hiển thị sẽ bị ‘trượt’ liêntục theo kết quả đếm được.Để kiểm soát được giá trị đếm được trong các khoảng thời gian 1 giây đồng hồ thì phải resetbộ đếm sau các khoảng thời gian 1 giây và sau khi IC Giải mã 4511 đã được nhập dữ liệu vào đểhiển thị. Vì vậy, trong thiết kế trên đây cần phải tạo ra một bộ dao động chuẩn với thời gian 1giây bằng cách sử dụng mạch dao động thạch anh có tần số 32,768 KHz và chia tần số này theođúng giá trị f0 của thạch anh bằng 1 IC 4040 để tạo ra xung chuẩn đúng 1 giây đồng cho việcđiều khiển nhập dữ liệu vào 4511 thông qua LE và xoá bộ đếm 4518 thông qua chân lệnh resetsau mỗi chu kỳ 1 giây đồng hồ Nhóm 1 Lớp ICD1E – IKD1E – SD1E – HD1ETrang 13/13Bài tập nhóm Môn: Kỹ thuật điện tử số – EG023
Xem thêm: Ý Nghĩa Của Giá Trị Trung Bình Là Gì ? Trung Bình Số Học Và Trung Bình Hình Học
Tài liệu Hệ toạ độ quốc gia Việt Nam và những lưu ý khi sử dụng trong thiết kế và thi công xây dựng công trình ppt 4 984 5