LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật ở việt nam cũng như ở nước ngoài đã đưa chúng ta có nhiều thành tựu phát triển mới.Trong đó,có những sáng chế đã giúp cho các công nhân cũng như các nhà máy, xí nghiệp đếm được bao nhiêu sản phẩm mà họ làm ra trên những băng chuyền một cách chính xác nhất.vì vậy, mạch đếm sản phẩm đã có mặt trên thị trường.

Mục đích của mạch đếm sản phẩm là giúp công nhân có thể đếm chính xác sản phẩm mà không cần tốn nhiều sức lao động.

Yêu cầu của mạch đếm sản phẩm là phải đếm chính xác, thiết kế và thi công mạch phải đơn giản, rẻ tiền.

Dựa trên các nghiên cứu và phân tích các chức năng của các linh kiên cũng như các IC số.Và áp dụng các kiến thức đã học ở trên trường cùng với sự hướng dẫn của giáo viên để thực hiện mạch tốt hơn.

NỘI DUNG

I/ GIỚI THIỆU LINH KIỆN TRONG MẠCH

1/LED 7 ĐOẠN:LED 7 ĐOẠN: là 7 con led sắp xếp theo hình dưới.hai chân của là 7 con led sắp xếp theo hình dưới.hai chân của con led sẽ được nối chung còn các chân còn lại sẽ được đưa racon led sẽ được nối chung còn các chân còn lại sẽ được đưa ra ngoài để phân cực cho các con led.ngoài để phân cực cho các con led.

a7

b6

c4

d2

e1

f9

g1 0

c c3c c8

D p5

U 1

l e d 7 d o a n K a t o d c h u n g

a7

b6

c4

d2

e1

f9

g1 0

c a3c a8

D p5

U 2

l e d 7 d o a n A n o d c h u n g

Trong mạch,chúng ta dùng 2 led 7 đoạn anot chung dùng để hiển thị ra số chúng ta cần đếm.

2/ĐIỆN TRỞ: chúng ta dùng điên trở 4 òng màu hoặc 5 vòng màu.cụ thể trong mạch ta dùng điện trở 100 ohm, 220 ohm, 330 ohm.Ký hiệu:

3/TỤ ĐIỆN: dùng tụ giấy phân cực và tụ gốm không phân cực.Ký hiệu:tụ phân cực

Tụ không phân cực

4/CẶP LED THU PHÁT HỒNG NGOẠI: dùng để nhận biết được có tín hiệu sản phẩm đi qua hay không đồng thời tạo ra xung chuyển đến cho IC đếm.Ký hiệu:

5/7805: có ba chân dùng để điều chỉnh điện áp ra là 5v

6/DIODE: trong mạch chúng ta dùng 2 diode 4001 dùng để cho dòng điện đi qua một chiều.

7/IC 7447: đây là IC khá đơn giản dùng để chuyển tín hiệu từ số nhị phân ở ngõ vào sang led 7 đoạn.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.

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 74LS47 là loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng đủ cao để thúc trực tiếp các đèn led 7 đoạn loại anod chung.

IC 7447 hoạt động ở mức thấp. Do đó ta có bảng sự thật sau:

BCD inputs Segment outputsDisplay

A B C D a b c d e f g0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 10 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 20 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 30 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 40 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 50 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 60 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 71 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 81 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 9

Để IC hoạt động ta kết nối chân 16(Vcc) với nguồn 5V, chân 8 nối với mas.Ngõ vào co 4 chân là 7,1,2,6 tương ứng với A,B,C,D.

8/IC7490: IC 7490 là IC đếm thường được dùng trong các mạch số ứng dụng đếm 10 và trong các mạch chia tần số.

Cấu tạo của IC 7490 như hình sau:

Sơ đồ chân của IC 7490:

Trong cấu tạo của IC 7490, ta thấy có thêm các ngõ vào Reset0 và Reset9. Bảng giá trị của IC 7490 theo các ngõ vào Reset như sau:

Khi dùng IC 7490, có 2 cách nối mạch cho cùng chu kỳ đếm 10, tức là tần số tín hiệu ở ngõ ra sau cùng bằng 1/10 tần số xung CK, nhưng dạng tín hiệu ra khác nhau.

• Mạch đếm 2x5: Nối ngõ ra QA với ngõ vào B, xung clock (CK) nối với ngõ vào A.

• Mạch đếm 5x2: Nối ngõ ra QD với ngõ vào A, xung đếm (CK) nối với ngõ vào B.

Bảng trạng thái đếm cho 2 dạng mạch đếm trên:

Dạng sóng ngõ ra sau cùng trong 2 trường hợp trên:

9/IC 7400: là IC tích hợp từ các cổng NAND, chân 14 được nối lên Vcc, chân 7 nối với mas

Bảng giá trị:

AA BB A.BA.B00 00 1100 11 1111 00 1111 11 00

10/ IC 7408: là IC được tích hợp từ các cổng AND, chân 14 nối vơi Vcc, chân 7 nối xuống mas

Bảng giá trị:AA BB A.BA.B00 00 0000 11 0011 00 0011 11 11

II/ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

1/ SƠ ĐỒ KHỐI

KHỐI NGUỒN: tạo ra nguồn có dòng áp ổn định để cung cấp cho toàn mạch

D 1

L E D

V C C

R 1R

0

KHỐI PHÁT: dùng để phát tín hiệu cung cấp cho khối thu

KHỐI THU: dùng thể thu tín hiệu từ khối thu để đuea đến khối đếm

Khi cấp điện thì con thu hồng ngoại được cấp điện và tạo ra một

điện áp ở ngõ ra:

+Nếu thu hồng ngoại nhận được ánh sáng hồng ngoại thì điện

áp ở lối ra ở mức thấp đi qua IC 7400 ( là IC cổng NAND) được

mắc tạo thành cổng NOT thì điện áp ở lối ra ở mức cao và nó sẽ

cấp cho chân 14 của IC 7490

CKA14

Q012

CKB1 Q1 9

Q28

Q311

R0(1)2

R0(2)3

R9(1)6

R9(2)7

U2

74LS90

CKA14

Q012

CKB1 Q1 9

Q28

Q311

R0(1)2

R0(2)3

R9(1)6

R9(2)7

U1

74LS90

1

23

U5:A

7408

4

56

U5:B

7408

+Ngược lại, nếu thu hồng ngoại không nhận được ánh sáng

hồng ngoại thì điện áp ở lối ra ở mức cao đi qua IC 7400 được mắc

theo kiểu cổng NOT điện áp ở lối ra ở mức thấp thì sẽ cấp cho

chân 2 của 7490.

U 1 5 A

4 0 9 31

23

14

7

V C C

C 31 0 u F

R 1 2

1 K

V C C

I R 3 C H Â N

12

3O U T

GN

DV

CC

R 1 11 0 0

KHỐI ĐẾM: nhận xung thừ khối thu và bắt đầu đếm đồng thời xuất ra giá trị BCD rồi chuyển đến khối giải mã

KHỐI GIẢI MÃ: nhận giái trị từ khối đếm và giải mã rồi chuyển đến khối hiển thị

KHỐI HIỂN THỊ: gồm các led 7 đoạn dùng để xuât hình ảnh cần đếm

2/NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Trạng thái ban đầu: D1 phát hồng ngoại , D2 thu hồng ngoại .Như vậy có nghĩa là luôn có dòng chạy trong mạch đến cổng đảo U15A ( Vậy ngõ vào của cổng đảo luôn ở mức logic cao) . Qua cổng đảo trở thành mức logic thấp (mức 0) và được đưa

vào chân kích CP0 của IC đếm U1. Do ở mức thấp nên U1 không hoạt động . Ngõ ra Q3Q2Q1Q0 là 0000 . Led hiển thị số 0

Trạng thái đếm : Khi có 1 sản phẩm cần đếm chạy (nhanh) qua giữa 2 led phát và thu hồng ngoại. Tức là đường truyền tín hiệu hồng ngoại bị chắn ngang. Ngõ vào của cổng đảo U3A ở mức thấp.Do đó ngõ vào của IC đếm U1 sẽ ở mức cao( mức 1).

Vậy U1 sẽ đếm lên 1 đơn vị. Ic 74ls47 có nhiệm vụ giải mã con số mà U1 đếm được sang mã led 7 đoạn. Cuối cùng con số đó sẽ được hiển thị trên led 7 đoạn

Trạng thái không đếm: Khi sản phẩm đó không còn chắn đường truyền hồng ngoại nữa. Lúc đó mạch sẽ quay về trạng thái ban đầu. IC U1 không đếm nữa.Nhưng led 7 đoạn vẫn nhớ và hiển thị số đã đếm.

Nếu tiếp tục có 1 sản phẩm nữa chạy qua. Mạch sẽ quay về trạng thái đếm.Tức là IC U1 đếm lên 1 đơn vị nữa , IC 74ls47 sẽ lại giải mã số mới này và hiển thị số đó trên led 7 đoạn.

Cứ như vậy mạch sẽ hoạt động với 2 trạng thái đếm và không đếm tương ứng với có và không có sản phẩm

Bảng mã số đếm của Ls90 và mã led 7 đoạn tưng ứng

74LS90 74LS48 LEDQ3Q2Q1Q0 A3A2A1A0 abcdefg

0000 0000 0000000 00001 0001 0110000 10010 0010 1101101 20011 0011 1111001 30100 0100 0110011 40101 0101 1011011 50110 0110 0011111 60111 0111 1110000 71000 1000 1111111 81001 1001 1110011 9

Ta thấy IC đếm U1 chỉ đếm được tới số 9.Nếu ta sử dụng thêm 1 IC đếm U2 với xung kích sẽ lấy từ ngõ ra Q3 của U1.Khi đó nếu U1 đã đếm đến 9 rồi mà có thêm xung kích (sản phẩm) nữa.Thì lúc đó ngõ ra của U1 là 1001 sẽ reset về 0000, Như vậy tại Q3 của U1 sẽ có 1 xung kích sườn âm, xung này sẽ kích cho IC U2 đếm lên 1 đơn vị . Số đếm của U1 là hàng đơn vị ,của U2 làm hàng chục

3/SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐẾM TỪ 0 ĐẾN 19