Giới Thiệu Một Số IC đếm Và Thanh Ghi Thông Dụng - 123doc

1. Trang chủ >
2. Giáo án - Bài giảng >
3. Cao đẳng - Đại học >

Giới thiệu một số IC đếm và thanh ghi thông dụng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.67 MB, 409 trang )

269Hình 3.23- Giải thích hoạt động của các họ IC:+ Nhóm 74LS160/161/162/163Cả 4 IC đều có cùng kiểu chân và các ngõ vào ra tương tự nhau, có xung ck nhảyở cạnh xuống do đó trong cấu tạo có thêm mạch đệm sau ngõ đồng bộ, có khảnăng nạp song song và preset đồng bộ.- LS160 là IC đếm chia 10 , còn LS161 và LS163 là IC đếm chia 16- LS160 và LS161 có chân xoá Cl không đồng bộ còn LS162, LS163 có chânxoá Cl đồng bộ+ Nhóm 74LS190, 74LS19174LS190 là mạch đếm chia 10 còn 74LS191 là mạch đếm chia 16. Chúng cókiểu chân ra như nhau và chức năng cũng như nhau- Chân EnG (enable gate) là ngõ vào cho phép tác động ở thấp; chân U/D là ngõcho phép đếm lên hay xuống (thấp)- Chân RC (ripple clock) xung rợn sẽ xuống thấp khi đếm hết số; được dùng choviệc nối tầng và xác định tần số của xung max/min khi nối tới chân LD (load)của tầng sau.Cách nối tầng như sau : chân RC của tầng trước nối tới chân ck của tầng sau, khinày tuy mỗi mạch là đếm đồng bộ nhưng toàn mạch là đếm bất đồng bộ. Cáchkhác là chân RC của tầng trước nối tới chân EnG của tầng sau, xung ck dùngđồng bộ tới các tầng.+Nhóm 74LS192, LS193LS192 là mạch đếm chia 10 còn LS193 là mạch đếm chia 16Cả 2 loại đều cấu trúc chân như nhau và đều có khả năng đếm lên hay xuống270Khi đếm lên xung ck được đưa vào chân CKU còn khi đếm xuống xung ck đượcđưa vào chân CKDKhi đếm lên hết số chân Carry xuống thấp, khi đếm xuống hết số chân Borrowxuồng thấp. 2 chân này dùng khi cần nối tầng nhiều ICĐặc biệt mạch có thể đặt trước số đếm ban đầu ở các chân ABCD và chân LDxuống thấp để cho phép nạp số ban đầu.+ Nhóm 74HC/HCT4518 và 74HC/HCT4520Đây là 2 IC đếm đồng bộ họ CMOS dùng FF D về hoạt động cũng tương tự nhưnhững IC kể trên nhưng vì cấu tạo cơ bản từ các cổng logic CMOS nên tần sốhoạt động thấp hơn so với những IC cùng loại bù lại tiêu tán công suất thấp.4518 là IC đếm chia 10 còn 4520 là IC đếm chia 16. Cấu trúc chân và đặc tínhcủa chúng như nhau. Chân nhận xung ck và chân cho phép E có thể chuyển đổichức năng cho nhau do đó mạch có thể tác động cạnh xuống hay cạnh lênMạch cũng cho phép nối tầng nhiều IC khi nối Q3 của tầng trước tới ngõ E củatầng sau.IC thanh ghi 74LS164, hình 3.24Hình 3.24Chúng ta đã được biết đến các loại FF. Chúng đều có thể lưu trữ (nhớ 1 bit)và chỉ khi có xung đồng bộ thì bit đó mới truyền tới ngõ ra (đảo hay không đảo).Bây giờ nếu ta mắc nhiều FF nối tiếp lại với nhau thì sẽ nhớ được nhiều bit. Cácngõ ra sẽ phần hoạt động theo xung nhịp ck. Có thể lấy ngõ ra ở từng tầng FF271(gọi là các ngõ ra song song) hay ở tầng cuối (ngõ ra nối tiếp). Như vậy mạch cóthể ghi lại dữ liệu (nhớ) và dịch chuyển nó (truyền) nên mạch được gọi là ghidịch. Ghi dịch cũng có rất nhiều ứng dụng đặc biệt trong máy tính, như chính cáitên của nó: lưu trữ dữ liệu và dịch chuyển dữ liệu chỉ là ứng dụng nổi bật nhấtSơ đồ mạch điện hình 3.25, các đèn Led sẻ sáng từ Q0 đến Q7Hình 3.25Sơ đồ thực tế hình 3.26IC 74164 là một thanh ghi dịch 8 bit vào nối tiếp và song song, làm việc được ởtần số caoHình 3.26272 Nguyên lý mạch điện : Mạch điện được chia làm 4 khối chính như sau:- Khối nguồn gồm.Dòng điện 220V AC đưa vào biến thế T1 hạ áp thành 12V ACD1-D4 chỉnh lưu dòng điện AC thành dòng điện DCC1 tụ lọc DCIC 7805 ổn định điện áp chuẩn- Khối tạo xung vuông.IC 555 được thiết kế tạo ra mạch xung vuông , và biến trở dùng để điều chỉnh độrộng xung .Ngõ ra được lấy từ chân số 3 cũa IC 555- Khối quét Led (hay còn gọi là ghi dịch)Ngõ ra chân số 3 cũa IC 555 được đưa vào chân số 8 cũa IC 74LS164. Ngõ ra từQ0-Q7 sẽ dịch chuyển (hay còn gọi là sáng dần)- Khối mạch đảo tín hiệu.Dùng BJT Q1 tín hiệu được đưa vào chân B và lấy ra chân C4. Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản- Mục tiêu: Lắp ráp, sửa chữa, đo kiểm được các mạch giải mã, mã hóa vàhiển thị của các LED trong các mạch điện.- Mạch đếm từ 0 – 9 dùng Led bảy đoạn 74LS47 – 74LS190, hình 3.27Hình 3.27• Dao động tạo xung vuông với tần số tùy chọn.Ở đây chúng ta sử dụng NE555 hình 3.28. Nhiệm vụ của 555 là tạo ra xungvuông để cấp cho mạch đếm.273 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung vuông- Trong sơ đồ mạch trên tần số đầu ra của 555 được tính theo công thức :f = 1/(ln2*C1*(R1+2R2))- Biến trở R2 dùng để điều chỉnh tần số đầu ra. Tần số lớn thì mạch đếmnhanh còn tần số thấp thì mạch đếm chậm.Hình 3.28• Mã hóa-giải mã và hiển thị- Do đếm từ 0 đến 25 nên ta sử dụng 1 LED 7 đoạn hiện thị số lần đếm và 2IC –IC 74LS190 và 1 IC 74LS47 giải mã BCD ra LED 7 đoạn .+ 74LS190: IC này cũng khá quen thuộc nó dùng để đếm mã nhị phân chia10 mã hóa ra BCD. Cứ mỗi 1 xung vào thì nó đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra4 chân. Khi đếm đến 10 tự nó sẽ reset và quay trở về ban đầu. Hai thông số quantrọng để thiết kế mạch đếm này là: Bảng trạng thái mã hóa ra BCD và điều kiệnđể Reset (trở về trạng thái ban đầu).- Bảng giá trị mã hóa ra BCD, khi sản xuất ra IC này nhà sản xuất đã cungcấp cho chúng ta bảng trạng thái như hình 3.29.Hình 3.29274Trong bảng trạng thái trên cần chú ý là : Đầu ra của Q 0 được nối với đầu vàocủa CP1.- Mức Reset cho 74LS190: IC có 4 chân Reset dùng để reset hệ thống vớicác chân : MR1, MR2, MS1, MS2. Đưa các mức thích hợp vào các chân này thìnó sẽ tự động Reset và bảng mức Reset, hình 3.30Hình 3.30+ 74LS47 : IC này dùng để giải mã BCD sang mã LED 7 đoạn. Khi IC74LS90 mã hóa ra mã BCD, sau đó 74LS47 sẽ mã hóa các mã BCD này chuyểnsang LED 7 đoạn hiện thị các giá trị đếm. Bảng trạng thái các mức hiện thị saukhi giải mã BCD như hình 3.31.Hình 3.31275- Sơ đồ của mạch đếm từ 0-25. Nguyên lý :Hình 3.32- Khi ta cấp xung vào IC1 nó sẽ đếm lần lượt từ từ 0 cho đến 9. Khi tới 9 thìlúc này nó sẽ cấp 1 xung cho IC2 và IC2 được nhận 1 xung và nó đếm 1. Sau đóIC1 vẫn tiếp tục đếm đến 9 thì IC2 lại nhận được 1 xung nữa và đếm thành 2. Domạch chỉ đếm đến 25 nên các mức reset phải chọn cho hợp lý để khi đếm đến 25nó tự trở về 0.- Ở mạch trên các chân reset tương ứng của 2 IC1 và IC2 được nối với nhauvà được nối với 1 chân đầu ra của IC1 và IC2 sao cho các chân 2 và 3 của IC1276và IC2 phải ở mức cao ( Vì các chân 6 và 7 của hai IC đã cho trước điều kiện lànối với GND) như hình 3.32 .Ở đây do đếm đến 25 ta không chọn được mứcReset trong bảng trạng thái phù hợp nên phải dùng cổng AND thì mới ra được25.Ví dụ :- Thiết kế mạch đếm đồng bộ Mod-3 như hình 3.33a. (mạch đếm chia 3) có hoạtđộng logic theo như bảng trạng thái hình 3.33b.Xung vàoQBQA0 (xóa)1234Hình 3.33aHình 3.33b. Mạch đếm đồng bộ Mod-3Giải :Số tầng FF là hai (hình 3.33b ). Sau khi được xóa số đếm là 00 = 0,sau đómạch đếm lên 01 = 1, 10 = 2 rồi tự động reset trở về 00 = 0 để đếm lên trở lại.Vì mạch đếm đồng bộ nên xung vào được đưa thẳng đến ngõ đồng hồ của mỗiFF. Quan sát bảng trạng thái thấy Q A từ 0 lên 1 ở xung 1 nhưng vẫn ở 0 ở xung 3nên giữ Ka ở 1 (đối với FF JK nếu K ở 1 thì J = 0 sẽ cho Q = 0, J = 1 sẽ cho Q=Q ) và nối QB đến JA (ở xung đếm 0 QB =1 tức làJA = KA = 1 nên ở xung 1 QA =1và QB tiếp tục là 1 tức là JA = KA =1 nên ở xung 2 QA = 0. lúc bấy giờ QB = 0, lúcbấy giờ QB = 0, lúc bấy giờ / QB .277Đối với QB quan sát bảng trạng thái thấy ở xung 1 Q B = 0 và QA = 1, ở xung 2QB=1 (tức đảo so với trước) nên thử nối QA đến JB và giữ KB ở mức cao. Sauxung 2 QA =0 tức JB =0, KB =1 nên ở xung 3 QB = 0 như mong muốn. Kiểm trathấy ở xung 4 QA= 1, QB = 0,… Bài tập:Bài 1: Xác định tần số ngõ ra XHình 3.34.Bài 2: Thiết kế một dãy tín hiệu tuần hoàn dùng JK-FF và mạch NAND nhưbảng hình 3.35 :XungCBAclock100121003010410151106011Hình 3.35Vẽ dạng tín hiệu của A, B, C.Bài 3 : Thiết kế mạch đếm đồng bộ module 12 dùng JK-FF.Ngõ ra mạch đếm dùng để điều khiển hệ thống đèn giao thông.- Đèn xanh sáng trong 40s- Đèn vàng sáng trong 20s- Đèn đỏ sáng trong 10s- Đèn vàng và đỏ sáng trong cùng 10s. Chu kỳ lặp lại.Chu kỳ xung đồng hồ là 10s.Bài 4 : Thiết kế mach đếm đồng bộ JK-FF có ngõ vào điều khiển XX :Khi X= 0 mạch đếm theo thứ tự 0, 2, 4, 6 rồi trở về 0.Khi X = 1 mạch đếm 0, 6, 4, 2 rồi trở về 0278Các trạng thái không sử dụng trong hai lần đếm đều trở về 0 khi có xung đồnghồ. Phần thí nghiệm : Mạch Đếm Và Thanh Ghi1. Xác định khối mạch ANSYNCHRONOUS RIPPLE COUNTER và nối mạchnhư hình 3.36. Đặt công tắc chốt trạng thái trên khối mạch PULSEGENERATOR ở vị trí (UP)Hình 3.362. Sử dụng jumper để nối khối BLOCK SELECT. Có thể xác định được số đếmban đầu của bộ nguồn được cấp lần đầu tiên không ?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3. Nêu cách reset lại bộ đếm ripple ?-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2794. Reset lại bộ đếm ripple. Vậy các trạng thái LED UP và DOWN là cái gi2 ?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5. Reset bộ đếm. Phát 5 chu kỳ xung CLOCK bằng cách bật /tắt công tắc trênkhối PULSE GENERATOR.Chú ý : Điều này yêu cầu 5 lần chuyển động xuống - lên của công tắc.6. Dựa trên LED UP thì đầu ra đếm cái gì trong hệ nhị phân, thập phân và hexa.Hệ đếm nhị phân=--------------------------------------------------------------------Hệ đếm thập phân=-------------------------------------------------------------------Hệ đếm hexa=-------------------------------------------------------------------------7. Dựa trên LED DOWN thì đầu ra đếm cái gì trong hệ nhị phân, thập phân vàhexa.Hệ đếm nhị phân=--------------------------------------------------------------------Hệ đếm thập phân=-------------------------------------------------------------------Hệ đếm hexa=-------------------------------------------------------------------------8. Kết quả ở bước 6 và 7cho biết : bộ đếm ripple tạo ra 2 giá trị đếm khác nhauứng với một lượng xung clock ở ngõ vào không ?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------9. Vậy tất cả đầu ra của bộ đếm có thay đỏi không ?Chú ý : lặp lại các bước 5, 6, 7 nếu bạn không chắc chắn về câu trả lời củamình.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10. Nếu bộ đếm Preset thì giá trị của bộ đếm là bao nhiêu ?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11. Phát thêm 1 xung CLOCK. Xác định giá trị bộ đếm ?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12. Nối mạch như hình 3.37

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Giáo trình kỹ thuật xung số nghề điện tử công nghiệp trình độ trung cấp (tổng cục dạy nghề)
  • 409
  • 9,254
  • 42
• vat lý nang cao
  • 2
  • 351
  • 0
• Chuyen de ViOlympic THCS
  • 8
  • 521
  • 18
• kiem tra 1 tiết 12 cb l1
  • 8
  • 283
  • 0
• tuần 4 tiết 4
  • 2
  • 148
  • 0
• Cấu trúc đảo ngữ
  • 1
  • 652
  • 4
• Sự hút nước và muối khoáng của rễ
  • 26
  • 858
  • 2
• Lịch sử 12: Đề thi HS giỏi_2
  • 5
  • 274
  • 0
• bai tap song am
  • 2
  • 776
  • 5
• Lịch sử 12: Đề thi HS giỏi_4
  • 4
  • 237
  • 0
• Địa lý 12: Đề thi HS giỏi_1
  • 4
  • 342
  • 1

Tải bản đầy đủ (.doc) (409 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(28.76 MB) - Giáo trình kỹ thuật xung số nghề điện tử công nghiệp trình độ trung cấp (tổng cục dạy nghề) -409 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×