Tài liệu Thiết kế mạch đồng hồ số điều khiển từ xa có báo thức và hiển thị nhiệt độ

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƢƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CÓ BÁO THỨC & HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ GVHG: ĐÀO VĂN PHƢỢNG NHÓM SVTH: NGUYỄN VĂN BẢO PHẠM XUÂN TRUNG LÊ QUỐC LƢU VÕ THỊ THU HƢƠNG LÊ VĂN ANH SÁCH Tp .HỒ CHÍ MINH ngày 19 tháng 5 năm 2015 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU ....................................................................................................................... 1 LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................. 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỠNG DẪN........................................................................ 3 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................................. 4 CHƢƠNG 1: KHỐI TẠO DAO ĐỘNG: ............................................................................... 4 1.1.1 Tìm hiểu IC dao dộng :IC 555 ............................................................................. 4 1.1.2 Nguyên lý hoạt động: ........................................................................................... 5 1.3. Nguyên tắc hoạt động ................................................................................................. 5 1.1.3 Thiết kế và tính toán mạch tạo dao động tần số 1Hz .......................................... 6 CHƢƠNG 2: KHỐI ĐẾM ................................................................................................... 8 2.1 Các mạch logic cơ bản. .............................................................................................. 8 2.1.1 Giới thiệu. ............................................................................................................. 8 1.1.3.1 2.1.2 Các cổng logic: ....................................................................................... 9 2.2 Mạch FLIP-FLOP (FF).............................................................................................. 14 2.2.1 Khái niệm: ........................................................................................................... 14 2.3 Mạch đếm: .................................................................................................................. 17 2.4 MẠCH GHI. : ............................................................................................................ 21 2.5 Tìm hiểu IC 7490: ...................................................................................................... 21 . .1 u tạo c . . đ ch n c 2.5.3 nh h nh u .................................................................. 22 .................................................................................... 22 Đặc điểm.. ...................................................................................................... 22 2.5.4 Nguyên ly hoạt dộng ......................................................................................... 23 CHƢƠNG 3: KHỐI GIẢI MÃ ........................................................................................... 25 3.1. Giới thiệu chung. ....................................................................................................... 25 3.2.Tìm hiểu IC giải mã 7 đoạn 74LS47. ......................................................................... 26 3.2.1 Sơ đồ chân và chức năng các chân. ..................................................................... 26 3.2.2. Nguyên lý hoạt động. ......................................................................................... 27 CHƢƠNG 4 : KHỐI HIỂN THỊ......................................................................................... 28 4.1. Tìm hiểu Led 7 thanh. ............................................................................................... 28 4.2. Sơ đồ chân và chức năng các chân. ........................................................................... 29 4.3 Nguyên lý hoạt động. ................................................................................................ 29 CHƢƠNG 5 :KHỐI SO SÁNH ............................................................................................ 33 5.1. Giới thiệu: ................................................................................................................. 33 5.2. Tìm hiểu IC 74ls85: ................................................................................................... 34 5.3. Sơ đồ chân và chức năng các chân. ........................................................................... 34 5.4. Nguyên lý hoạt dộng: ................................................................................................ 35 CHƢƠNG 6: KHỐI ĐIỀU KHIỂN TỪ XA ................................................................... 37 6.1 GIỚI THIỆU: .............................................................................................................. 37 6.1.1 Tổng quan qua về hệ thống thu phát hồng ngoại. ............................................... 37 6.2 Cấu tạo linh kiện ....................................................................................................... 39 6.3 Tìm hiểu IC phát hồng ngoại PT2248: ..................................................................... 39 6.3.1 6.4 Sơ đồ và chức năng các chân của IC: .......................................................... 40 Tìm hiểu IC thu hồng ngoại PT2249: ................................................................. 43 6.4.1 Sơ đồ và chức năng các chân của IC: ............................................................. 43 6.5. Tìm hiểu về led thu phát hồng ngoại: ................................................................. 45 6.5.1 LED phát: ...................................................................................................... 45 6.5.2 Mắt thu: ......................................................................................................... 45 PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH .................................................................. 47 CHƢƠNG I: THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CÁC KHỐI ................................................................................................................................... 47 1.1. Khối tạo dao động 1Hz: ...................................................................................... 47 1.2. Khối giây: .............................................................................................................. 47 1.3. Khối phút: ............................................................................................................. 49 1.4. Khối giờ: ................................................................................................................ 50 1.5. Khối cài đặt báo thức: .......................................................................................... 52 1.6. Khối so sánh và chuông. ...................................................................................... 52 1.7. Khối điều khiển từ xa. .......................................................................................... 53 1.8. Khối hiển thị nhiệt độ: ......................................................................................... 55 CHƢƠNG II: SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ VÀ MẠCH IN ............................... 58 2.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: .............................................................................................. 58 2.2. Sơ đồ mạch in: ........................................................................................................... 60 2.2.1 mạch in khối thời gian( giờ-phút-giây) và khối nguồn: ...................................... 60 2.2.2 mạch in khối cài đạt báo thức và khối thu hồng ngoại: ...................................... 60 2.2.3 mạch in khối so sánh và chuông: ......................................................................... 61 2.2.4 mạch in mạch phát hồng ngoại: ........................................................................... 61 2.2.5 mạch in khối nhiệt độ: ......................................................................................... 61 PHẦN III: TỔNG KẾT ....................................................................................................... 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 64 LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay , với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật , việc ứng dụng các linh kiện bán dẫn đã phần nào giảm bớt giá thành sản phẩm bằng các linh kiện rời .Ứng dụng môn kỹ thuật số vào thiết kế các bộ phận thiết thực hàng ngày giúp chúng ta hiểu đƣợc môn kỹ thuật số làm gì và đƣợc ứng dụng vào đâu. Đồng hồ là một thiết rất cần thiết mà hầu nhƣ bất cứ ai cũng phải dùng tới nó. Một chiếc đồng hồ cơ , xem bằng cách nhìn vào kim chỉ ở vạch chia thời gian sẽ gây khó khăn cho ngƣời mới bắt đầu sử dụng . nhƣng đối với đồng hố số , thời gian đƣợc hiển thị rõ ràng bằng các chữ số sẽ dễ dàng sử dụng hơn. Bởi vậy , sau đây nhóm em sẽ thiết kế một mạch đồng hố số dùng IC74ls90, rất thông dụng trong kỹ thuật số, Bộ báo thức, Bộ thiết bị điều khiển tf xa .Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của môn học và yêu cầu của thầy cô đề ra, Trong đề tài cũng còn nhiều thiếu sót rất mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn đọc để đƣợc hoàn thiện hơn. Đồ án: kỹ thuật số Page 1 LỜI CẢM ƠN Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy ĐÀO VĂN PHƢỢNG đã tận tâm hƣớng dẫn nhóm chúng em trong quá trình thực hiện đồ án này cùng quý thầy cô ở Khoa Điện –điện tử– Trƣờng Cao Đẳng Công Thƣơng TP.HCM với tri thức và tâm huyết của mình đã truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em trong quá trình học tập. Nếu không có những lời hƣớng dẫn, dạy bảo của quý thầy thì đồ án của nhóm em rất khó có thể hoàn thiện đƣợc. Sau cùng, nhóm em xin kính chúc quý thầy cô thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau. Nhóm em xin chân thành cảm ơn Đồ án: kỹ thuật số Page 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỠNG DẪN. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Tp.Hồ Chí Minh, ngày ….tháng 05 năm2015 Giáo viên hƣỡng dẫn ĐÀO VĂN PHƢỢNG Đồ án: kỹ thuật số Page 3 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƢƠNG 1: KHỐI TẠO DAO ĐỘNG: 1.1.1 Tìm hiểu IC dao dộng :IC 555 Đây là loại IC đƣợc sử dụng rất phổ biến để làm: mạch đơn ổn, mạch dao động đa hài , bộ chia tần, mạch rễ,…Nhƣng trong mạch này, IC 555 đƣợc sử dụng làm bộ phát xung. Thời gian đƣợc xác lập theo mạch định thời R, C bên ngoài. Dãy thời gian tác động hữu hiệu từ vài micro giây đến vài giờ. IC này có thể nối trực tiếp với các loại IC: TTL/CMOS/DTL. Sơ đày có thể nối trực tiếp với các ơ chân : hức năng từng chân của : *Chân 1: nối ra mass để náy dòng cung cấp cho IC. *Chân 2: chân kích thích. *Chân 3: đầu ra. *Chân 4: Xóa - Reset. Khi chân 4 nối mass thì ngõ ra ở mức thấp, còn khi chân 4 nôi vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tu theo mức áp ở chân 2 và 6. *Chân 5: diện áp điều khiển, dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trg IC theo VR hay R ngoài cho nối mass. Tuy nhiên trg các mạch ứng dụng chân số 5 nối mass qua 1 tụ điện 10nF --> 100nF tác dụng lọc bỏ nhiễu cho mức áp chuẩn ổn định. *Chân 6: chân ngƣỡng, ngõ vào của 1 tần so áp khác, mạch so sánh dùng các Transistor ngƣợc Vcc/3. *Chân 7: đầu phóng điện, có thể xem nhƣ 1 khoá điện. *Chân 8: Cấp nguồn nuôi cho IC, nguồn nuôi cho IC khoảng từ +5V  +15V, tối đa là 18V. Đồ án: kỹ thuật số Page 4 1.1.2 Nguyên lý hoạt động: đ nguyên lý c Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện. Cấu tạo của IC đơn giản nhƣng hoạt động tốt. Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dƣơng của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = [1] và FF đƣợc kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF đƣợc reset. 1.3. Nguyên tắc hoạt động Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao gần bằng VCC. Mạch FF là loại RS Flip-flop, Khi S = [1] thì Q = [1] và Đồ án: kỹ thuật số = [ 0]. Page 5 Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và Khi R = [1] thì = [0]. = [1] và Q = [0]. Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì = [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vƣợt quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset. Giai đoạn đầu ra ở mức 1: Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0. Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S = [1], Q = [1] và = [0]. Ngõ ra của IC ở mức 1. Khi = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng. Khi nhấn công tắc lần nữa Op-amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 0, S = [0], Q và vẫn không đổi. Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên trạng thái đó. Giai đoạn đầu ra ở mức 0: Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0] và = [1]. Ngõ ra của IC ở mức 0. Vì = [1], transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ = [0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp 2 ở mức 0. Vì vậy Q và không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua transistor. K t quả: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu k ổn định. 1.1.3 Thi t k và tính toán mạch tạo dao động tần số 1Hz . Nhìn vào sơ đồ mạch trên ta có công thức tính tần số , độ rộng xung. + Tần số của tín hiệu đầu ra là: f = 1/(ln2.C.(R1 + 2R2)) Đồ án: kỹ thuật số Page 6 + Chu kì của tín hiệu đầu ra : t = 1/f + Thời gian xung ở mức H (1) trong một chu kì : t1 = ln2 .(R1 + R2).C + Thời gian xung ở mức L (0) trong 1 chu kì : t2 = ln2.R2.C Ta chọn C1 = 100uF, R1 = 10K, R2 = 2,2K. Vậy ta có xung ra với chu kì: T = ln(2). 100. 10-6 .(10. 103+2. 2,2. 103) ~ 1(s). Đồ án: kỹ thuật số Page 7 CHƢƠNG 2: KHỐI ĐẾM 2.1 Các mạch logic cơ bản. 2.1.1 Giới thiệu. Các cổng logic cơ bản là các phần tử đóng vai trò chủ yếu thực hiện các chức năng logic đơn giản nhất trong các sơ đồ logic (là các sơ đồ thực hiện một hàm logic nào đó). Các cổng logic cơ bản thƣờng có một hoặc nhiều đầu vào và một đầu ra. Từ các cổng logic cơ bản, ta có thể kết hợp lại để tạo ra nhiều mạch logic thực hiện các hàm logic phức tạp hơn. Những dữ liệu ngõ vào, ra chỉ nhận các giá trị logic là Đúng (mức 1) và sai (mức 0). Vì các cổng logic hoạt động với các số nhị phân (0, 1) nên có đôi khi còn đƣợc mang tên là cổng logic nhị phân. Ngƣời ta thƣờng dùng tín hiệu điện để biểu diễn dữ liệu vào ra của các cổng logic nói riêng và của các mạch logic nói chung. Chúng có thể là tín hiệu xung và tín hiệu thế. * Biểu diễn bằng tín hiệu th : Dùng hai mức điện thế khác nhau để biểu diễn hai gaí trị (mức 1) và sai (mức 0) có hai phƣơng pháp biểu diễn hai giá trị này: + Phƣơng pháp logic dƣơng (hình 1.a) Điện thế dƣơng hơn là mức 1 Điện thế âm hơn là mức 0 t 1 0 1 u 0 1 0 (Hình 1.a) + Phƣơng pháp logic âm ( hình 1.b) Điện thế âm hơn là mức 1 Điện thế dƣơng hơn là mức 0 Đồ án: kỹ thuật số Page 8 t 0 1 0 u 1 0 1 (Hình b) Hình 1.1a, b : Biểu diễn dữ liệu bằng tín hiệu thế * Biểu diễn bằng tín hiệu xung: Hai giá trị logic 1 và 0 tƣơng ứng với sự xuất hiện hay không xuất của xung trong dãy tín hiệu theo một chu k T nhất định (Hình 1,1c) Trong các mạch logic sử dụng dữ liệu là tín hiệu xung, các xung thƣờng có độ rộng sƣờn và biên độ ở trong một giới hạn cho phép nào đó tùy từng trƣờng hợp cụ thể 1.1.3.1 2.1.2 ác cổng logic: a. Cổng Not. - Một số IC chứa cổng XNOR. 7404,4051.. b. Cổng AND. Đồ án: kỹ thuật số Page 9 -Với cổng AND có nhiều ngõ vào,ngõ ra sẽ là 1 nếu tất cả đều là 1. Bảng trạng thái + x,y: ngõ vào tín hiệu logic + 0: mức logic thấp + 1: mức logic cao + z: đáp ứng ngõ ra Một số IC chứa cổng AND: 4081, 74LS08, 4073, 74HC11. C . Cổng OR. - với cổng OR có nhiều ngõ vào, ngõ ra sẽ là 0 nếu tất cả ngõ vào đều là 0. Đồ án: kỹ thuật số Page 10 Bảng trạng thái. - Một số IC chứa cổng OR: 74HC32, 74HC4075. D . Cổng NAND. Bảng trạng thái. - Với cổng NAND có nhiều ngõ vào, ngõ ra sẽ là 0 nếu tất cả ngõ vào đều là 1. Một số IC chứa cổng NAND. 7400; 4071... Đồ án: kỹ thuật số Page 11 E .CỔNG NOR. - Với cổng NOR có nhiều ngõ vào, ngõ ra sẽ là 1 nếu tất cả ngõ vào đều là 0. - Một số IC chứa cổng NOR: 74LS25 , 74LS33 , 74LS27. Bảng trạng thái: F. Cổng XOR. Đồ án: kỹ thuật số Page 12 Bảng trạng thái: - Với cổng XOR có nhiều ngõ vào ,ngõ ra se là 1 nếu tổng số bit 1 ở các ngõ vào là số lẻ. - Một số IC chứa cổng XOR:74136, 4030... G . Cổng XNOR. - với cổng XNOR có nhiều ngõ vào,ngõ ra sẽ là 1, nếu tổng số bít 1 ở các ngõ vào là số chẵn Bảng trạng thái. Đồ án: kỹ thuật số Page 13 2.2 Mạch FLIP-FLOP (FF) . .1 Khái niệm: Flip-flop đƣơc cấu tạo từ các cổng logic , có thể nói flip-flop là tổ hợp các cổng logic hoạt động theo một quy luật định trƣớc. Mạch flipflop (FF) là mạch dao động đa hài lƣỡng ổn tức mạch tạo ra sóng vuông và có hai trạng thái ổn định. Trạng thái của FF chỉ thay đổi khi có xung đồng hồ tác động. Một FF thƣờng có: - Một hoặc hai ngõ vào dữ liệu, một ngõ vào xung CK và có thể có các ngõ vào với các chức năng khác. - Hai ngõ ra, thƣờng đƣợc ký hiệu là Q (ngõ ra chính) và ̅ (ngõ ra phụ). Ngƣời ta thƣờng dùng trạng thái của ngõ ra chính để chỉ trạng thái của FF. Nếu hai ngõ ra có trạng thái giống nhau ta nói FF ở trạng thái cấm. Flip flop có thể đƣợc tạo nên từ mạch chốt (latch) Điểm khác biệt giữa một mạch chốt và một FF là: FF chịu tác động của xung đồng hồ còn mạch chốt thì không. Ngƣời ta gọi tên các FF khác nhau bằng cách dựa vào tên các ngõ vào dữ liệu của chúng. -Ngoài ra FF còn có 2 chân: Clr (clear); và chân Pre ( Preset ). Khi tác đông vào chân Clr sẽ xóa FF lam Q=0, ̅ =1. Khi tác động vào chân Pre sẽ đặt FF làm Q=1, ̅ =0. 2.2.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại FF Theo chức năng làm việc của các đầu vào điều khiển : FF một đầu vào điều khiển D.FF, T. FF; EF hai đầu vào điều khiển RS, FF, JK, FF. - Theo cách làm việc ta có loại FF đồng bộ và không đồng bộ FF đồng bộ lại gồm loại thƣờng và loại chủ tớ. Đối với loại không đồng bộ các tín hiệu điều khiển vẫn điều khiển đƣợc hoạt động của FF mà không cần tín hiệu đồng bộ. FF FF-D FF-T FF-RS FF-JK Không đồng bộ Thƣờng Đồng boÄ Chủ tớ Hình . Sơ đồ khối phân loại FF Đồ án: kỹ thuật số Page 14 a. FF dạng chủ tớ ( MS) FF dạng chủ tớ là FF xung nhịp rất phổ biến đối với các FF chế tạo theo phƣơng pháp mạch tích hợp. Mạch của FF này gồm 2 phần là 2 khối FF có khối điều khiển riêng nhƣng lại có quan hệ với nhau. Một FF gọi là FF chủ tớ (M: master), một FF gọi là FF tớ (S : Slave) FF chủ thực hiện chức năng logic của hệ còn FF tớ dùng để nhớ trạng thái của hệ sau hệ đã hồn thành việc ghi thông tin. Đầu vào của hệ là đầu vào FF chủ, đầu ra của hệ là đầu ra FF tớ. Cả 2 FF đều đƣợc điều khiển theo xung nhịp Ck. Dƣới sự điều khiển của xung nhịp, việc ghi thông tin vào FF “chủ tớ” thực hiện qua A bƣớc: + Bƣớc 1 : Cách ly giữa 2 FF “ chủ tớ” + Bƣớc 2 : Ghi thông tin vào FF chủ + Bƣớc 3 : Cách ly giữa đầu vào và FF chủ + Bƣớc 4 : Chuyển thông tin từ FF chủ sang FF tớ. Sơ đờ trên hình 1.3.2.a đáp ứng việc ghi thông tin theo 4 bƣớc trên. Vì dƣới tác dụng của của xung nhịp Cx, thông tin đƣợc đƣa vào FF chủ nhƣng đồng thời qua cổng NOT đầu vào khối điều khiên FF tớ không có xung đồng bộ nên tạo sự cách ly giữa FF chủ và tớ. Sau khi kết thúc xung đồng bộ C k không còn nên giữa đầu vào và FF chủ đƣợc cách ly đồng thời qua cổng NOT đầu vào khối điều khiển FF tớ có xung đời bộ nên hệ chuyển thông tin từ FF chủ tớ sang FF tớ. Quá trình ghi thông tin vào FF “chủ tớ” khá phức tạp và đòi hỏi xung nhịp Ck chính xác cấu trúc sơ đồ khá phức tạp nên gây trễ khá lớn. Nhƣng FF “ chủ tớ” có ƣu điểm là chống nhiểu tố, khả năng đồng bộ tốt. b. FF - RS : FF - RS là FF có 2 đầu vào điều khiển R,S. Đầu vào (set) là đầu vào đặt, đầu vào R ( Rerset) là đầu vào xóa ( Hình 1.3.2.1) Mạch không có đầu vào điều khiển và xung nhịp Cx. Bảng trạng thái của FF - RS : Bảng 1.3.2.1. - S luôn đƣa Q về 1, ̅ về 0 - R luôn đƣa Q về 0, ̅ về 1 Ký hiệu và bảng trạng thái b. FF – JK: FF - JK là loại FF 2 đầu vào điều khiển J và K, 2 đầu kích thích trực tiếp S D và RD - FF - JK đƣợc dùng rất nhiều trong các mạch số. Về cấu tạo FF JK phức tạp hơn FF - RS và FF - RST nhƣng có khả năng hoạt động rộng lớn vì: Đồ án: kỹ thuật số Page 15 + Vẫn điều khiển trực tiếp qua SD, RD + Các đầu J,K có đặc tính nhƣ S,R - Tuy nhiên khi J = K = 1 thì mạch hoạt động bình thƣờng, không có trạng thái cấm, ngõ ba luôn lật trạng thái. Ký hiệu và bảng hoạt động FF-JK c. FF.T FF.T là loại FF có đầu vào điều khiển I FF thƣờng không có các đầu vào đồng bộ mà chỉ có SD và RD Hình 1.3.2.9. Ký hiệu và bảng chân lý FF-T Nhƣ vậy FF-T tuần tự thay đổi trạng thái Q mỗi lần có xung kích. Nhƣ vậy với kích thích liên tục của Ck thì Q và Q cũng liên tục thay đổi trạng thái. f. FF- D FF - D là FF có một đầu vào dữ liệu Ký hiệu và bảng hoạt động FF-D Clk tác động cạnh lên. Đồ án: kỹ thuật số Page 16 Ký hiệu và bảng hoạt động FF-D có CLK tác động cạnh xuống. Ta nhận thấy rằng trạng thái đầu ra của FF - D lặp lại trạng thái đầu vào D tại thời điểm trƣớc đó. Nghĩa là tín hiệu ra bị trễ so với tín hiệu vào một khoảng thời gian nào đó. Đối với FF-D không đồng bộ thời gian trễ do thông số của mạch quyết định. Còn đồi với FF - D đồng bộ thì thời gian trễ đúng bằng chu k của xung nhịp Ck. Do tính chất này của FF-D mà ngƣời ta thƣờng dùng chúng để làm trể tín logic . * Tóm lại: FF là phần tử cơ bản để chế tạo các mạch ứng dụng quan trọng trong hệ thống số nhƣ mạch đếm, mạch ghi, bộ nhớ ... Nhƣng thực tế cac FF đƣợc chế tạo từ các logic chỉ là lý thuyết cơ bản, thực tế, chúng đã đƣợc tích hợp trong các IC. Các IC chứa FF nhƣ : FF: JK : 740, 7472, 7473, 7476,7478,74301,74102,4027 FF: RS : 7471 FF: D : 7474, 74171, 74175, 4013 2.3 Mạch đếm: Mạch đếm là mạch dãy đƣợc xây dựng từ các phần tử nhớ và FF và các phần tử tổ hợp. Mạch có một đầu vào cho xung đến và nhiều đầu ra, những điều kiện thƣờng là đầu ra Q của các FF. Điều kiện để một mạch gọi là mạch đếm là nó có các trạng thái khác nhau mỗi khi có xung nhịp vào. Nhƣng vì số FF là có giới hạn nên số trạng thái khác nhau tối đa của mạch cũng bị giới hạn số xung đếm tối đa đƣợc gọi là dung lƣợng của mạch đếm. Nếu cứ tiếp tục kích thích khi đã tới giới hạn mạch thƣờng trở về trạng thái khởi đầu, tức là mạch có tính chất tuần hồn. Mạch đếm là thành phần cơ bản của hệ thống số, chúng đƣợc sử dụng để đếm thời gian, chia tần số, điều khiển các mạch khác. Mạch đếm dùng rất nhiều trong máy tính, trong thông tin. Để xây dựng mạch đếm, ngƣời ta dùng mã nhị phân hoặc các mã khác nhƣ mã BCD, mã vòng ... 2.3.1 phân loại Có nhiều phƣơng pháp kết nối các FF trong mạch đếm nên có các tình huống chuyển đổi các FF khác nhau. Dựa vào sự khác biệt của tình huống chuyển đổi trạng thái của FF ngƣời ta phân bộ đếm thành đếm đồng boộ và không đồng bộ. + Trong bộ đếm đồng bộ, các FF chịu tác động của một xung nhịp Ck duy nhất đó đếm đầu vào nên sự chuyển đổi trạng thái là đồng bộ. Đồ án: kỹ thuật số Page 17