1. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ
-
ĐỀ TÀI: MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ DÙNG IC74LS90.
GVHD:
SVTH:
Lớp: 2 – K5
Khoa: Điện Tử
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 1

2. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
Chương I: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH
1.Sơ đồ khối
Khối tạo Mạ ch đế m Mạch giải Hiển
xung dùng giây dùng mã BCD thị led 7
IC555 IC74LS90 dùng đoạn
IC74LS47
Mạch đếm Mạch giải
phút dùng mã BCD Hiển
IC74LS90 dùng thị led 7
IC74LS47 đoạn
Mạch đếm Mạch giải Hiển
giờ dùng mã BCD thị led 7
IC74LS90 dùng đoạn
IC74LS47
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 2

3. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
Nhiệm vụ của các khối:
Khối tạo xung: tạo xung vuông với tần số 1Hz.
Khối đếm: là các FF nhận xung dao động để xử lý đưa ra tín hiệu
mã hoá BCD.
Khối giải mã: giải mã BCD để đưa ra khối hiển thị.
Khối hiển thị: hiển thị tín hiệu sau giải mã.
II. Khối tạo xung dùng IC NE555:
Bộ tạo xung là thành phần quan trọng nhất của hệ thống. Đặc biệt
là đối với bộ đếm, nó quyết định các trạng thái ngõ ra của bộ đếm.
Có rất nhiều mạch dùng tạo dao động, nhưng do sự thông dụng ta
chỉ quan tâm đến mạch tạo dao động dùng IC 555.
Đây là vi mạch định thời chuyên dùng, có thể mắc thành mạch đơn
ổn hay phi ổn.
2.1 IC NE555:
2.1.1 Đại cương:
Vi mạch định thời LM555 là mạch tích hợp Analog- digital. Do có
ngõ vào là tín hiệu tương tự và ngõ ra là tín hiệu số. Vi mạch định thời
LM555 được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế, đặc biệt trong lĩnh vực
điều khiển, vì nếu kết hợp với các linh kiện R, C thì nó có thể thực hiện
nhiều chức năng như: định thời, tạo xung chuẩn, tạo tín hiệu kích, hay
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 3

4. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
điều khiển các linh kiện bán dẫn công suất như: Transistor, SCR, Triac…
2.1.2 Hình dạng và sơ đồ chân:
Chân 1: Nối mass.
Chân 2: Trigger Input ( ngõ vào xung nảy).
Chân 3: Output ( ngõ ra).
Chân 4: Reset (đặt lại).
Chân 5: Control Voltage (điện áp điều khiển).
Chân 6: Threshold (thềm- ngưỡng).
Chân 7: Discharge ( xả điện).
Chân 8: Nối Vcc.
2.1.3 Sơ đồ cấu trúc bên trong:
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 4

5. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
III. Khối đếm:
3.1 IC 74LS90:
3.1.1 Hình dạng:
Bốn chân thiết lập: R1 (1), R1 (2), R9 (1), R9 (2).
Khi đặt R1 (1) = R1 (2) = H ( ở mức cao) thì bộ đếm được xoá về 0 và
các đầu ra ở mức thấp.
R9 (1), R9 (2) là chân thiết lập trạng thái cao của đầu ra: QA = QD = 1 ,
QB = QC = 0 .
NC chân bỏ trống.
IC 7490 gồm 2 bộ chia là chia 2 và chia 5:
- Bộ chia 2 do Input A điều khiển đầu ra QA .
- Bộ chia 5 do Input B điều khiển đầu ra QB , QC , QD .
Đầu vào A, B tích cực ở sườn âm.
Để tạo thành bộ đếm 10 ta nối đầu ra QA vào chân B để tạo xung
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 5

6. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
kích cho bộ đếm 5.
QA , QB , QC , QD là các đầu ra.
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 6

7. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
3.1.2 Sơ đồ logic và bảng trạng thái:
Sơ đồ cổng logic IC7490
Bảng trạng thái của IC 7490.
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 7

8. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
Sơ dồ đầu ra QA , QB , QC , QD
IV. Khối giải mã:
4.1 IC 74LS47:
4.1.1 Đại cương:
Mạch giải là mạch có chức năng ngược lại với mạch mã hoá. Mục
đích sử dụng phổ biến nhất của mạch giải mã là làm sáng tỏ các đèn để
hiển thị kết quả ở dạng chữ số. Do có nhiều loại đèn hiển thị và có nhiều
loại mã số khác nhau nên có nhiều mạch giải mã khác nhau.
Ví dụ: giải mã 4 đường sang 10 đường, giải mã BCD sang thập
phân…
IC74LS47 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn. Mạch giải mã
BCD sang led 7 đoạn là mạch giải mã phức tạp vì mạch phải cho nhiều
ngõ ra lên cao hoặc xuống thấp (tuỳ vào loại đèn led là anod chung hay
catod chung) để làm các đèn cần thiết sáng nên các số hoặc ký tự. IC
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 8

9. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
74LS47 là loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả
năng nhận dòng đủcao để thúc trực tiếp các đèn led 7 đoạn loại anod chung.
4.1.2 Hình dạng và sơ đồ chân:
Chân 1: BCD B Input. Chân 9: 7-Segment e Output.
Chân 2: BCD C Input. Chân 10: 7-Segment d Output.
Chân 3: Lamp Test. Chân 11: 7-Segment c Output.
Chân 4: RB Output. Chân 12: 7-Segment b Output.
Chân 5: RB Input. Chân 13: 7-Segment f Output.
Chân 6: BCD D Input. Chân 14: 7-Segment g Output.
Chân 7: BCD A Input. Chân 15: 7-Segment a Output.
Chân 8: GND. Chân 16: Vcc.
4.1.3 Sơ đồ logic và bảng trạng thái:
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 9

10. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 10

11. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
Bảng trạng thái IC giải mã 74LS47
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 11

12. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
* Nguyên lý hoạt động:
IC 74LS47 là IC tác động mức thấp nên các ngõ ra mức 1 là tắt,
mức 0 là sáng, tương ứng với các thanh a, b, c, d, e, f, g của led 7 đoạn
loại anode chung, trạng thái ngõ ra cũng tương ứng với các số thập phân
(các số từ 10 đến 15 không được dùng tới).
Ngõ vào xoá BI được để không hay nối lên mức 1 cho hoạt động
giải mã bình thường. Nếu nối lên mức 0 thì các ngõ ra đều tắt bất chấp
trạng thái ngõ ra.
Ngõ vào RBI được để không hay nối lên mức 1 dùng để xoá số 0
(số 0 thừa phía sau số thập phân hay số 0 trước số có nghĩa). Khi RBI và
các ngõ vào D, C, B, A ở mức 0 nhưng ngõ vào LT ở mức 1 thì các ngõ ra
đều tắt và ngõ vào xoá dợn sóng RBO xuống mức thấp.
Khi ngõ vào BI/RBO nối lên mức 1 và LT ở mức 0 thì ngõ ra đều
sáng.
Kết quả là khi mã số nhị phân 4 bit vào có giá trị thập phân từ 0 đến
15 đèn led hiển thị lên các số như ở hình bên dưới. Chú ý là khi mã số nhị
phân vào là 1111= 1510 thì đèn led tắt.
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 12

13. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
V. Khối hiển thị:
Hiển thị dùng led 7 đoạn loại anode chung do đầu ra của IC 7447 có
mức tích cực là mức 0 ( mức thấp).
Ở loại anode chung ( anode của đèn được nối lên +5V, đoạn náo
sáng ta nối đầu cathode ủa đoạn đó xuống mức thấp thông qua điện trở
để hạn dòng.
Chân 3, 8: Vcc_được nối lại với nhau.
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 13

14. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
VI. Mạch đồng hồ số:
6.1 Sơ đồ nguyên lý
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 14

15. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
6.2. Sơ đồ mạch in
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 15

16. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
6.3. Nguyên lý hoạt động:
Xung kích được tạo ra từ mạch 555 và xung này được đưa tới chân
14 của IC 74LS90. Ngõ ra xung của 7490 ở các chân QA , QB , QC , QD được
đưa đến ngõ vào của IC giải mã 74LS47.
Đối với hai IC đếm giây (IC1 và IC2): xung được cấp cho IC1, IC1
này đếm giá trị của 9 xung ( led hiển thị số 9), sau khi đếm hết giá trị của
9 xung thì cấp cho IC 2 một xung đếm. Khi đó, IC1 đếm về 0 và IC2 đếm
lên 1, tức ta có giá trị là 10. Sau đó IC1 tiếp tục đếm từ 0 đến 9 và tiếp tục
cấp xung cho IC2 tăng lên 2, 3,… Khi IC1 đếm đếm 9 và IC2 đếm đến 5
chuyển sang 6 ta dùng IC 7408 để reset cả hai IC trở về 0. Lúc này, chân
reset sẽ cùng trạng thái với đầu ra cổng AND dùng để reset( mức 1), đầu
ra này được nối với chân CP0 của IC đếm phút, một xung được kích và
được đếm lên một đơn vị.
Đối với IC đếm phút (IC3 và IC4): khi IC3 nhận được xung nó lại
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 16

17. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
đếm như IC đếm giây đến giá trị 59. Vì lấy xung từ IC đếm giây nên khi
mạch đếm giây đếm đến 59 thì mạch đếm phút mới nhận được một
xung. Khi cả IC đếm giây và đếm phút đều đếm đến giá trị 59 thì tất cả 4
IC cũng được reset về 0, đồng thời mạch đếm phút cấp cho IC5 của IC
đếm giờ một xung.
Đối với IC đếm giờ (IC5 và IC6): Khi IC5 nhận được một xung thì
nó cũng bắt đầu đếm lên. Khi IC5 đếm đến 9 thì cấp xung cho IC6 đếm,
khi hai IC đếm giờ đếm đến 23 và tại thời điểm sang 24 là lúc cả hai IC
được reset. Vì số nhị phân tương ứng của 2 là Q3Q2Q1Q0 = 0010, của 4
là Q3Q2Q1Q0 = 0100 nên ngõ ra Q1 của IC đếm giờ ( đếm hàng chục) và
ngõ ra Q2 của IC đếm giờ (đếm hàng đơn vị) được đưa vào IC7408 để
thực hiện reset về 0.
Vậ y ta có trạng thái tiếp theo sẽ là 00:00:00.
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 17

18. [ĐH Điệ n Tử 2 - K5 GVHD: Nguyễ n Thị Minh [2012]
Tâm]
[Nguyế n Đình An – Tạ Đình Hoàng] Page 18