BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TPHCM
KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

-----------ĐỒ ÁN 1
TÊN ĐỀ TÀI:

GVHD: TRẦN NGUYÊN BẢO
TRÂN
SVTH: ĐỖ MẠNH ĐỨC –0514740
LỚP: CĐĐT7A2


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

TPCHM, Tháng 1 năm 2008

MỤC LỤC
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn……………………………………..3
Lời mở đầu…………………………………………………………….. 4
Phần I: Dẫn Nhập………………………………………………………5
Đặt vấn đề.
Mục đích và u cầu.
Giới hạn đề tài.
Phần II. Cơ sở lý thuyết……………………………………………….. 6
Giới thiệu các IC sử dụng trong mạch.
Phần III: Thiết kế và thi cơng…………………………………………. 15
Chương I: Thiết kế mạch
Sơ đồ khối.

Ngun lý hoạt động của các khối.
Sơ đồ ngun lý.
Chương II: Thi cơng mạch.
Dụng cụ sử dụng.
Q trình thi cơng.
Phần IV: Kết luận……………………………………………………… 22
Nhận xét chung.
Hướng phát triển của đề tài

Trang

2


Đồ án môn học

MAÏCH ÑOÀNG HOÀ THEÅ THAO

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Chữ ký của giáo viên hướng dẫn:
Trang

3


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

LỜI MỞ ĐẦU
Với sự phát triển khơng ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành
điện tử đã ứng dụng rất nhiều trong cơng nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển,
từ khi cơng nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ
thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch
điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ
làm việc tin cậy, cơng suất tiêu thụ nhỏ.
Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong
các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con người
như máy giặt, đồng hồ báo giờ….. đã giúp cho đời sống cuả chúng ta ngày
càng hiện đại và tiện nghi hơn.

Đề tài “Mạch đồng hồ thể thao” rất đa dạng và phong phú, có
nhiều loại hình khác nhau dựa vào cơng dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham
khảo bằng Tiếng Việt còn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực
tế còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong
nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cơ cũng
như của các bạn sinh viên.

Trang

4


MAẽCH ẹONG HO THE THAO

ỏn mụn hc

PHAN I
Dn Nhp
I. t vn .
Cựng vi s phỏt trin ca khoa hc v cụng ngh, cỏc thit b in
t ó, ang v s tip tc c ng dng ngy cng rng rói v mang li hiu
qu trong hu ht cỏc lnh vc khoa hc k thut cng nh trong i sng xó
hi.
Vic gia cụng, x lý cỏc tớn hiu in t hin i u da trờn c s
nguyờn lý s. Vỡ cỏc thit b lm vic da trờn c s nguyờn lý s cú u im
hn hn so vi cỏc thit b lm vic d trờn c s nguyờn lý tng t, c
bit l trong k thut tớnh toỏn.
S phỏt trin mnh m ca cụng ngh in t ó cho ra i nhiu vi
mch s c ln vi giỏ thnh r v kh nng lp trỡnh cao ó mang li nhng
thay i ln trong ngnh in t. Mch s nhng mc khỏc nhau ó ang

thõm nhp trong cỏc lnh vc in t thụng dng v chuyờn nghip mt cỏch
nhanh chúng. Cỏc trng k thut l ni mch s thõm nhp mnh m v
c hc sinh, sinh viờn a chung do li ớch v tớnh kh thi ca nú. Vỡ th s
hiu bit sõu sc v k thut s l khụng th thiu i vi sinh viờn ngnh in
t hin nay. Nhu cu hiu bit v k thut s khụng ch riờng i vi nhng
Trang

5


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

người theo chun ngành điện tử mà còn đối với những cán bộ kỹ thuật khác
có sử dụng thiết bị điện tử.
II.Mục đích u cấu.
Sự cần thiết,quan trọng cũng như tính khả thi
và lợi ích của mạch số cũng chính là lý do để chọn
và thực hiện đề án “thiết kế mạch đồng hồ thể
thao” nhằm ứng dụng kiến thức đã học về kó thuật
số vào thực tế.

III.Giới hạn đề tài.
Trong phạm vi tập đề án này, người thực hiện chỉ
thiết kế và thi công mạch đồng hồ thể thao gọn, đơn
giản.

PHẦN II
Cơ SởLý Thuyết

I.Giới thiệu về các IC sử dụng trong mạch.
I.1. IC đếm 4510.
a) Hình dáng và sơ đồ chân.

Chân 1(PE): chân nạp giá
trò.
Khi PE = 0:đếm từ 0
đến 9
Trang

6


Đồ án mơn học

MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Khi PE = 1: nạp giá trò(A0, A1, A2, A3) để đếm tiếp.
Chân 2, 6, 11, 14( Q0, Q1, Q2, Q3):ngõ ra để đưa đến
mạch giải mã.
Chân 3, 4, 12, 13: các giá trò nạp A0, A1, A2, A3.
Chân 5(CE): cho phép đếm.
Mức 0 : đếm.
Mức 1 : bò khóa.
Chân 7(CT): chân báo kết thúc đếm.
Khi đếm từ 0 đến 9 thì CT = 0.
Khi đếm từ 9 về 0 thì CT = 1.
Chân 8: nối mass.
Chân 9: chân reset.
Chân 10: cho phép đếm lên hoặc đếm xuống. Trong

mạch ta sử dụng đếm lên nên chân U/D nối nguồn.
Chân 15(CLK): ngõ vào xung.
Chân 16: nối VCC.

Trang

7


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

pulses

output A0

output A1

output A2

output
A3

0

0

0


0

0

1

0

0

0

1

2

0

0

1

0

3

0

0


1

1

4

0

1

0

0

Hình 2:Bảng
5

0

1

0

1

6

0

1


1

0

7

0

1

1

1

8

1

0

0

0

9

1

0


0

1

10

0

0

0

0

11

0

0

0

1

:

:

:


:

:

trạng thái
của IC 4510.
I.2 IC 4013.
Hình dưới
đây là cấu
tạo bên
trong của IC.

Trang

8


Đồ án mơn học

MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Theo hình thì IC chứa 2 FF hoạt động riêng biệt. Ngõ
vào xung Clock là chân số 3 và chân 11 tích cực cạnh
lên.
FF hoạt động như sau:

I.3. IC giải mã 74LS47.
a) Đại cương.
Mạch giải là mạch có chức năng ngược lại với mạch mã hố. Mục

đích sử dụng phổ biến nhất cũa 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
Trang

9


Đồ án môn học

MAÏCH ÑOÀNG HOÀ THEÅ THAO

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 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.
b) Hình dáng và sơ đồ chân.

Hinh 5:Hình dáng và sơ đồ chân của IC 74LS47.
Chân 1, 2, 6, 7: Chân dử liệu BCD vào.
Chân 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15: Các chân ra tác động mức thấp.
Chân 8: Chân nối mass.
Chân 16: Chân nối nguồn.
Chân 4: Gồm ngõ vào xoá BI được để không hay nối lên cao cho
hoạt động giải mã bình thường. Khi nối BI ở mức thấp, các ngõ ra đều tắt bất
chấp trạng thái của các ngõ vào.
Chân 5: Ngõ vào xoá dợn sóng RBI được để không hay nối lên cao

khi không được dùng để xoá số 0( số 0 ở trước số có nghĩa hay số 0 thừa bên
trái dấu chấm thập phân).
Trang

10


MAÏCH ÑOÀNG HOÀ THEÅ THAO

Đồ án môn học

Chân 3: Ngõ vào thử đèn LT ở cao các ngõ ra đều tắt và ngõ ra xoá
dợn sóng RBO thấp. Khi ngõ vào BI/RBO để không hay nối lên cao và ngõ
vào LT giữ ở mức thấp các ngõ ra đều sáng.
c) Sơ đồ logic và bảng trạng thái.

Hình 6: Sơ đồ logic của IC 74LS47.
Sơ đồ cấu trúc của IC74LS47, nó giúp cho những ai muốn tìm hiểu
sâu về IC giải mã 74LS47 hoạt động và giải mã BCD sang led 7 đoạn như thế
nào.
Sự hoạt động của mạch được thể hiện ở bảng sự thật, trong đó đối
với các ngõ ra H là tắt và L là sáng, nghĩa là nếu 74LS47 thúc đèn led 7 đoạn
thì các đoạn a, b, c, d, e, f, g của đèn sẽ sáng hay tắt tuỳ vào ngõ ra tương ứng
của 74LS47 là L hay H.

Trang

11



MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

Hình 7: Bảng trạng thái của IC74LS47.
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.

Hình 8: Các hiển thị của IC giải mã 74LS47.
I.3. IC 74LS08.
Đây là loại IC cổng AND

A

B

X

vào

0
0
1
1

0
1
0
1


0
0
0
1

1

3

2
74LS08

2 ngõ

I.4. IC LM555.
Trang

12


Đồ án môn học

MAÏCH ÑOÀNG HOÀ THEÅ THAO

a) Đại cương.
Vi mạch định thì 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 thì 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 thì, tạo xung chuẩn, tạo tín hiệu kích, hay điều khiển các linh kiện
bán dẫn công suất như Transistor, SCR, Triac…
b) Hình dáng và sơ đồ chân.

Hình 9: Hình dáng và sơ đồ chân của IC LM555.
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.
c) Cấu trúc và nguyên lý.
Hình 10: Sơ đồ cấu trúc của IC 555.
Trang

13


MAÏCH ÑOÀNG HOÀ THEÅ THAO

Đồ án môn học

Bên trong vi mạch 555 có hơn 20 transistor và nhiều điện trở thực
hiện các chức năng như hình 2.2 gồm có:
Cầu phân áp gồm 3 điện trở 5k Ω nối từ nguồn +Vcc xuống Mass
cho ra hai điện áp chuẩn 1/3Vcc và 2/3Vcc.
Op-Amp(1) là mạch khuếch đại so sánh có ngõ I n- nhận điện áp
chuẩn 2/3Vcc, còn ngõ In+ thì nối ra ngoài chân 6. Tuỳ thuộc điện áp của chân

6 so với điện áp chuẩn 2/3Vcc Op-Amp(1) có điện áp ra ở mức High( cao)
hay mức Low( thấp) để làm tín hiệu R (Reset), điều khiển Flip-Flop.
Op-Amp(2) là mạch khuếch đại so sánh có ngõ I n+ nhận điện áp
chuẩn 1/3Vcc, còn ngõ In- thì nối ra ngoài chân 2. Tuỳ thuộc điện áp của chân
2 so với điện áp chẩn 1/3Vcc Op-Amp(2) có điện áp ra ở mức High hay mức
Low để làm tín hiệu S (Set), điều khiển Flip-Flop.
Mạch Flip – Flop là loại mạch lưỡng ổn kích một bên. Khi chân Set
có điện áp cao thi điện áp này kích đổi trạng thái của Flip-Flop ở ngõ Q lên
___

mức cao và ngõ Q xuống mức thấp. Khi chân Set đang ở mức cao xuống
mức thấp thì mạch Flip-Flop không đổi trạng thái. Khi chân Reset có điện áp
___

cao thì điện áp này kích đổi trạng thái của Flip-Flop làm ngõ Q lên mức cao
và ngõ Q xuống mức thấp. Khi ngõ Reset mức cao xuống thấp thì mạch FlipFlop không đổi trạng thái.
Mạch Output là mạch khuếch đại ngõ ra để tăng độ khuếch đại dòng
___

cấp cho tải. Đây là mạch khuếch đại đảo, có ngõ vào là chân của Q Flip___

Flop, nên khi Q ở mức cao thì ngõ ra chân 3 của IC sẽ có điện áp thấp ( ≈
___

0V), và ngược lại, khi Q ở mức thấp thì ngõ ra chân 3 của IC sẽ có điện áp
cao ( ≈ Vcc).
Trang

14



MAÏCH ÑOÀNG HOÀ THEÅ THAO

Đồ án môn học

Transistor T1 có chân E nối vào điện áp chuẩn khoảng 1,4V, là loại
transistor NPN. Khi cực B nối ra ngoài bởi chân 4 có điện áp cao hơn 1,4V, thì
T1 ngưng dẫn, nên T1 không ảnh hưởng tới mạch. Khi chân 4 có điện trở trị số
nhỏ thích hợp nối mass thì T1 dẫn bão hoà đồng thời làm mạch Output cũng
dẫn bão hoà và ngõ ra mức thấp. Chân 4 gọi là chân Reset có nghĩa là nó reset
IC 555 bất chấp tình trạng ở các ngõ vào khác. Do đó , chân Reset dùng để kết
thúc xung ra sớm khi cần thiết. Nếu không dùng chức năng Reset thì nối chân
4 lên Vcc để tránh bị Reset do nhiễu.
Transistor T2 là transistor có cực C để hở, nối ra chân 7. Do cực B
___

___

được phân cực bởi mức điện áp ra Q của F/F, nên khi Q ở mức cao thì T2
bão hoà và cực C của T2 coi như nối mass. Lúc đó, ngõ ra chân 3 cũng ở mức
___

thấp .Khi Q ở mức thấp thì T2 ngưng dẫn , cực C của T 2 để hở, lúc đó, ngõ
ra ở chân 3 có mức điện áp cao. Theo nguyên lý trên, cực C của T 2 ra chân 7
có thể làm ngõ ra phụ thuộc có mức điện áp giống như mức điện áp của ngõ ra
chân 4.
d) Giao tiếp với tải.
IC 555 có thể giao tiếp với nhiều loại tải khác nhau và tuỳ trường
hợp mỗi loại tải có thể mắc theo hai cách.



Tải được cấp điện khi ngõ ra có điện áp thấp. Lúc đó, IC 555 sẽ

nhận dòng điện tải theo chiều từ nguồn qua tải rồi vào IC. Dòng điện tải
trường hợp này gọi là Inhận .


Tải được cấp điện khi ngõ ra có điện ấp cao. Lúc đó, IC 555 sẽ cấp

dòng điện cho tải theo chiều từ nguồn qua IC rồi ra tải. Dòng điện trong
trường hợp này gọi là Inguồn

Trang

15


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

PHẦN III
Thiết Kế VàThi Cơng
Chương I

THIẾT KẾ MẠCH

I. SƠ ĐỒ KHỒI.
Mạch đồng hồ thể thao được xây dựng trên mơ hình như
sau:

Khối tạo xung

Khối đếm

Khối giải mã

Khối hiển thị
Khối
tạo
xung
dùng
IC555
Mạch
FF dùng
điều
khiển
Start/Sto

Mạch
đếm
phần
trăm

Mạch
giải mã
BCD

Led 7
đoạn
loại

aond
chung

Mạch
đếm
giây

Mạch
giải mã
BCD

Led 7
đoạn
loại
anod
chung

Mạch
đếm
phút

Mạch
giải mã
BCD

Led 7
đoạn
loại
anod
chung

Trang

16


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

II. NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC KHỐI.
II.1. Khối tạo xung.
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 tạo dao động, nhưng do sự thơng dụng ta chỉ
quan tâm đến mạch tạo dao động dùng IC 555.
Đây là vi mạch định thời chun dùng, có thể mắc thành mạch đơn
ổn hay phi ổn.
 Sơ đồ chân và chức năng của các chân.
1
2
3
4

G N D

VC C

TR G

D SC H G


O U T

TH R

R ST

C V

8
7

Chân 1: Nối mass.
Chân 2: Nhận tín hiệu kích.
Chân 3: Ngõ ra của tín hiệu.

6

Chân 4: Đặt lại trạng thái ban đầu.

5

Chân 5: Điện áp điều khiển.
Chân 6: Điện áp ngưỡng.
Chân 7: Xả điện.

LM 555

Chân 8: Cấp nguồn.
 Các thơng số kỹ thuật:

 Điện áp cấp: 3V đến 18V.
 Dòng tiêu thụ: 3mA( Vcc= +5V), 8mA( Vcc= +12Vcc).
 Dòng điện ra 200mA( loại vi mạch BJT), 100mA( loại CMOS).
 Tốc độ tăng trưởng khơng lớn, tần số xung khoảng vài trăm kHz.
II.2. Khối Đếm( IC 4510).
1
5
9
8
4
12
13
3

PE
CE
RST

CLK
U/D

GND

VCC

A0
A1
A2
A3
IC 4510


Q0
Q1
Q2
Q3

15
10
16
6
11
14
2

Chân 1: Nạp giá trò.
Chân 2, 6, 11, 14: ngõ ra mạch
giải mã.
Trang

17


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

Chân 3, 4, 12, 13:chân nạp giá trò.
Chân 5: cho phép đếm.
Chân 7: báo kết thúc đếm.
Chân 8: nối Mass.

Chân 16: nối nguồn.
Chân 9: reset.
Chân 10: đếm lên hoặc đếm xuống.
Chân 15: ngõ vào xung clock.
• Ngun lý hoạt động: Đưa xung kích vào chân 15, dựa
vào những thông số đã khai báo trên các
chân mà ta có thể cho IC đếm từ bất kì số cho
sẵn nào.
II.3. KHỐI GIẢI MÃ ( IC74LS47).
Mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn là mạch thúc nên cũng thường
được gọi là mạch giải mã/thúc. Giải mã BCD sang led 7 đoạn phức tạp hơn
giải mã BCD sang thập phân vì mạch phải có tổ hợp nhiều ngõ ra lên cao hoặc
xuống thấp( tuỳ từng loại led anod chung hay catod chung).
Mạch giải mã thơng dụng nhất là sử dụng IC 74LS47. Vì có ngõ ra
để hở và khả năng nhận dòng cao để thúc trực tiếp các đèn led 7 đoạn loại
anod chung.
IC 74LS47 thúc đèn led 7 đoạn thì các đoạn a, b, c, d, e, f, g của đèn
sẽ sang hay tắt tuỳ từng ngõ ra tương ứng của IC la H hay L.
1 Sơ
đồ và Vchức
của các chân.
1năng
6
D 1
C C
2
3
4
5
6

7
8

D 2

F

LT

G

B I/R B O

A

R BI

B

D 3

C

D 0

D

G N D

E


74LS47

15
14
13

Chân 1, 2, 6, 7: Tín hiệu vào.
Chân 3: Ngõ vào thử đèn.

12

Chân 4: Ngõ vào xố (BI) và ngõ ra dợn sóng

11

Chân 5: Ngõ vào xố dợn sóng.

10
9

Trang

18


MAẽCH ẹONG HO THE THAO

ỏn mụn hc


Chõn 8: Ni mass.
Chõn 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15: Tớn hiờu ra.
Chõn 16: Ni ngun.

Nguyờn lý hot ng.
IC 74LS47 l IC tỏc ng mc thp nờn cỏc ngừ ra mc 1 l tt v
mc 0 l sỏng tng ng vi cỏc thanh a, b, c, d, e, f, g ca led 7 on
anod chung trng thỏi ngừ ra tng ng vi cỏc s thp phõn(cỏc s t 10
n 15 khụng dựng ti).
Ngừ vo xoỏ BI c khụng hay ni lờn mc 1 cho hot ng
gii mó bỡnh thng. Nu ni lờn mc 0 thỡ cỏc ngừ ra u tt bt chp
trng thỏi cỏc ngừ ra.
Ngừ vo xoỏ dn súng RBI c khụng hay ni lờn mc 1 dựng
xoỏ s 0 ( s 0 tha phớa sau du thp phõn hay s 0 trc s cú ngha).
Khi RBI v cỏc ngừ vo D, C, B, A mc 0 nhng ngừ vo LT mc 1
thỡ cỏc ngừ ra u tt v ngừ vo xúa dn súng RBO xung mc thp.
Khi ngừ vo BI/RBO ni lờn mc 1 v LT mc 0 thỡ ngừ ra u
sỏng.

6
B

7
A

8
CA

F


G

10

U3

9

II.4. KHOI HIEN TH.

DP
5

C
4

CA
3

D

Trang
2

1

E

led7doan


19


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

Một trong các chỉ báo thơng dụng để hiển thị các số thập phân là led 7 đoạn.
Ở loại anod chung( anod của đèn được nối lên +5V), đoạn nào sáng ta nối
đầu catod của đoạn đó xuống mức thấp thơng qua điện trở để hạn dòng( 180 Ω
≤ R ≤ 1 k Ω ).
III. SƠ

ĐỒ
NGUYÊN

7.2K

FF102
3

EE021
3

DD021
3

CC021
3


BB012
3

AA021
3

VC

LÝ

48

U5

III.1. Sơ
3 74LS08

6 74LS08

1

3

5

đồ mạch

7

OUT DS


VCRST

đếm.

2

4

NE5

7.2K

GND
CV

1 N4 1 4 8

6
T HR 2
T RG

VC

VC

VC

VC


VC
1 N4 1 4 8

1
5

VC

1 04

8

156
160
142

156
160
142

165
160
124

1156
6104
2

156
160

142

165
160
124

U4A

PE IC4510 CE

CT

CE

CT

QQ120
3
5 7

VC CLKU/D

5 7

VC CLKU/D

VC CLKU/D

5 7


QQ012
3

QQ012
3

QQ012
3
1

CE

CT

CE

IC4510

IC4510

IC4510
RS T
GPNED

IC4510

5

RS T
GPNED


CE

RST
GPNED

CT

VC CLKU/D

VC CLKU/D

5 7

RST
AA012
G3ND

RST
AA120
G3ND

VC

PE IC4510 CE

RS T
PGEND

VC CLKU/D


1

QQ1032

QQ012
3

S

10
5 13

Q D

1
VC

9

R

9
81

9
81

9
18


9
412
38

9
81

9
4123
8

12

Q CLK
4013

SW1
10

40 1 3

SW1

STAR/STOP

RE SE T

1K


Trang
1K

20


74LS247
GND

RBI
8
8

5
5
GND
74LS247
BI/RBO

RBI
VCC
LT
4
3
16
16
3
4
VCC
LT

BI/RBO
74LS247
GND

RBI
Q0
Q1
Q2
Q3

VCC
LT
BI/RBO

6
2
1
7

16
3
4

F0
F1
F2
F3

VCC
4

3
16
A
B
C
D
E
F
G

A
B
C
D
E
F
G

A
B
C
D
E
F
G

A
B
C
D

E
F
G

13
12
11
10
9
15
14

13
12
11
10
9
15
14

13
12
11
10
9
15
14

13
12

11
10
9
15
14

13
12
11
10
9
15
14

VCC

Q0
Q1
Q2
Q3

RBI
LT
VCC

6
2
1
7


BI/RBO
7
6
4
2
1
9
10

7
6
4
2
1
9
10

150
150
150
150
150
150
150

7
6
4
2
1

9
10

150
150
150
150
150
150
150

150
150
150
150
150
150
150

7
6
4
2
1
9
10

7
6
4

2
1
9
10

150
150
150
150
150
150
150

150
150
150
150
150
150
150

7
6
4
2
1
9
10

150

150
150
150
150
150
150

A
B
C
D
E
F
G

A
B
C
D
E
F
G

A
B
C
D
E
F
G


A
B
C
D
E
F
G

A
B
C
D
E
F
G

A
B
C
D
E
F
G

CA
CA

CA
CA


CA
CA

CA
CA

CA
CA

CA
CA

3
8

3
8

3
8

3
8

3
8

3
8


VCC

E0
E1
E2
E3

74LS247

Q0
Q1
Q2
Q3

GND

6
2
1
7

5
VCC

D0
D1
D2
D3


8

5
VCC

Q0
Q1
Q2
Q3

RBI
8
VCC

6
2
1
7

GND
A
B
C
D
E
F
G

13
12

11
10
9
15
14

VCC

C0
C1
C2
C3

74LS247

Q0
Q1
Q2
Q3

VCC
LT
BI/RBO

6
2
1
7

A

B
C
D
E
F
G
VCC

B0
B1
B2
B3

Q0
Q1
Q2
Q3

16
3
4

6
2
1
7

VCC

A0

A1
A2
A3

Đồ án mơn học
MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

III.2.Sơ đồ mạch giải mã và hiển thò.

VCC
VCC

8
8

5
5

GND
74LS247

Trang

BI/RBO

RBI
VCC

VCC


LT
4
3
16

21


Đồ án mơn học

MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

III.3. Ngun lý hoạt động.
Về phần tạo xung ta dùng IC 555 mắc theo kiểu
phi ổn. 2 Diode 1N4148 giúp cho xung ra được đối xứng.
Chu kì xung ra được tính theo công thức:
T= 2*0.693*RA*T ( với RA= RB )
Theo yêu cầu của mạch thì T= 0.01s, chọn T= 1uF
từ đó ta tính được giá trò điện trở RA=RB=7.2K
Khi tụ nạp ngõ ra chân số 3 của IC 555 ở mức 1
Khi tụ xả ngõ ra chân số 3 của IC ở mức 0
Xung kích được đưa vào chân số 15 của IC 4510. Chân
số 10 được đưa lên mức 1 vì trong mạch ta sử dụng
kiểu đếm lên. Ngõ ra xung (Q0, Q1, Q2, Q3) được đưa
đến ngõ vào của IC giải mã 74LS47. Chân số 9 (IC
4510) bình thường ở mức 0, khi ta bật lên mức 1 thì
mọi hoạt động của IC trở về trạng thái ban đầu gọi
là chân Reset. Chân số 1 là chân nạp giá trò, ở
mức 0 IC 4015 sẽ đếm từ 0 đến 9, ở mức 1 IC sẽ
nạp giá trò (A0, A1, A2, A3) để đếm tiếp. Chân số 5 là

chân cho phép IC đếm hay không đếm.
Ở mức 0 : cho phép IC đếm
Ở mức 1 : bò khóa
Lợi dụng ưu điểm này mà ta thiết kế thêm một
mạch DFF để khóa hay mở xung cho IC 4510.
Khi mới cấp nguồn ngõ ra của FF ở mức 0
IC4510 đầu tiên bắt đầu đếm từ 0 đến 9.
Khi đếm từ 9 về 0 chân số 7 được bật lên mức
1 tọa xung cho IC thứ 2 họa động. Tương tự như vậy IC2
tọa xung cho IC3 và IC3 tạo xung cho IC4 hoạt động.
Khi IC4 nhận xung kích từ chân số 7 của IC3 thì
nó bắt đầu đếm từ 0 đến 6 (vì ngõ ra mạch giải mã
Trang

22


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

Đồ án mơn học

Q1, Q2 được đấu vào cổng AND, khi vừa nhảy lên số
6 thì ngõ ra cổng AND bật lên mức 1 làm cho chân
PE( chân nạp giá trò ) nạp giá trò 0000 ở ngõ nạp(A0,
A1, A2, A3 )cứ như thế mà IC4 đếm từ 0 đến 6 một
cách tuần hoàn.
Khi IC4 đếm đến 6, chân 1(PE) bật lên mức 1 tạo
xung cho IC5. Tương tự như IC1, IC2, IC3 khi đếm từ 9 về 0
chân 7 tạo xung kích cho IC6. Ngõ ra mạch giải mã Q1,
Q2 được đấu vào cổng AND kế tiếp. Khi vừa đến số

6 thì ngõ ra cổng AND ở mức 1, chân 1(PE) của IC 6
nạp giá trò 0000 từ ngõ nạp(A0,A1,A2,A3) để đếm
tiếp từ 0 về 6. Cứ như thế các IC (4510) lần lượt kích
xung cho nhau tạo thành vòng đếm lặp lại tuần hoàn.

Chương II

THI CƠNG MẠCH
I. Dụng cụ sử dụng.
• Đồng hồ VOM.
• Chì hàn.
• Các linh kiện.
• Mạch in.
• Các linh kiện
II. Qúa trình thi cơng.
• Phân tích sơ đồ ngun lý.
• Tiến hành gia cơng mạch.
• Lắp rắp và kiểm tra hoạt động của mạch.

PHẦN IV
Kết Luận
I.NHẬN XÉT CHUNG.
Đồng hồ thể thao là một thiết bò ứng dụng
nhiều trong thực tế, có nhiều phương pháp thiết kế
Trang

23


Đồ án mơn học


MẠCH ĐỒNG HỒ THỂ THAO

và thực hiện các mạch đồng hồ khác nhau. Trong tập
đồ án này chỉ trình bày một trong các dạng đó và
chỉ trình bày một số chức năng của đồng hồ mà
thôi. Do thời gian và kinh nghiệm thực tế còn kém
nên khi thực hiện còn nhiều thiếu sót, rất mong được
sự đánh giá của quý thầy cô và sự góp ý của
các bạn sinh viên để đề tài hoàn chỉnh hơn.

II. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay với sự phát triển của vi xử lý
và vi điều khiển thì mạch “Đồng hồ thể thao”
dùng IC rời đã lạc hậu và có nhiều hạn chế.
Ví dụ như khi thay đổi theo một yêu cầu nào
đó của mạch thì phải lắp đặt lại, vì vậy gây
ra tốn kém về kinh tế khi không đáp ứng được
yêu cầu.
Chính vì vậy người thực hiện hy vọng rằng
sau này với kiến thức được nâng cao hơn thì sẽ
thay thế IC rời bằng vi điều khiển để khắc
phục các hạn chế của mạch, đáp ứng yêu
cầu thời đại.

Trang

24



Đồ án môn học

MAÏCH ÑOÀNG HOÀ THEÅ THAO

TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. Kỹ thuật xung_Nguyễn Tấn Phước_NXB Thanh Hoá.
2. Linh kiện quang điện tử_Dương Minh Trí_NXB KHKT.
3. Kỹ thuật số_Nguynễn Hữu Phương_NXB Thống Kê.
4. Vi mạch và tạo sóng_Tống Văn On_NXB Giáo Dục.

Trang

25