Vài linh kiện điển hình sử dụng trong mạch
Led là loại đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9 , đèn gồm 7 đoạn a, b, c, d, e, f, g bên dưới mỗi đoạn là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song song (đèn lớn)
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
MỤC LỤC
Phần A: Giới thiệu về vài linh kiện điển hình sử
dụng trong mạch
1.Led 7 đoạn
2.IC 4093
3.IC 4071
4. IC 74LS14
5. IC 4081
6. IC 4013
7.IC 4543
8.IC 4510
Phần B: Nội dung
1. Sơ đồ khối
2. Chức năng nhiệm vụ các khối
3. Sơ đồ nguyên lý
4. Nguyên lý hoạt động
Phần C: Mục lục tham khảo
-1-
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
-2-
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
1/Led 7 ñoaïn:
Laø 7 con led saép xeáp laïi theo hình maãu. Moät chaân cuûa
caùc con led ñöôïc noái chung vôùi nhau (Anod chung hoaëc Katod
chung), caùc chaân con laïi ñöôïc ñöa ra ngoaøi ñeå phaân cöïc caùc
c o n l ed .
Đây là lọai đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đọan a, b, c,
d, e, f, g, bên dưới mỗi đọan là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc
song song (đèn lớn).Qui ước các đọan cho bởi:
Khi một tổ hợp các đọan cháy sáng sẽ tạo được một con số thập phân từ
0 - 9.
Led 7 đoạn có hai loại là loại anot chung và catot chung.
-3-
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
LED anot chung LED catot chung
Đối với led 7 đoạn ta phải tính toán sao cho mỗi đoạn của led 7 đoạn có
dòng điện từ 10....20mA. Với điện áp 5V thì điện trở cần dùng là 270Ω; công
suất là 1,4 Watt
Bảng 1: bảng giá trị Led 7 Đoạn
-4-
Trư
ường Đại Họ Công Ngh TPHCM
ọc hiệp M Mạch Đ Xe Ra Vào
Đếm
2/ IC 4093
Baûng giaù trò
A B A.B
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
3/IC4071
Bả giá trị (Truth ta
ảng able)
A B A+ B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
5/ IC 74LS
S14
Bả giá trị
ảng
A A
0 1
1 0
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
8/IC4081
A B A .B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
4/IC4013
H = mức cao
L = mức thấp
X = giá trị bất kì
-6-
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
6/ IC 4543
DA to DD :dữ liệu lối vào
PH : chân phase
BI : chân xóa
LD : chân chốt
OA to OG : lối ra
7/IC4510
Chân 1 : nạp dữ liệu song song
Q0 – Q3 : Ngõ ra bộ đếm
D1 – D4 : Ngõ vào nạp song
song
Chân 10 : Cho phép đếm lên/
xuống
+ U / D =1 : đếm lên
+ U / D =0 : đếm xuống
Chân 9 : Reset
Chân 5 : cho phép đếm
Chân 7 : Báo kết thúc đếm
Chân 15 : Xung nhịp
Chân 16: nguồn
Chân 8 : mass
-7-
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
-8-
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
-9-
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
1/Sơ đồ khối
KHỐI HỒNG NGOẠI
KHỐI ĐIỀU KHIỂN
KHỐI KHỐI ĐẾM
NGUỒN
KHỐI GIẢI MÃ
KHỐI HIỂN THỊ
2/ Chức năng và nhiệm vụ từng khối
a) Khối nguồn : tạo ra dòng điện ổn định cung cấp cho toàn mạch.
b) Khối hồng ngoại : dùng để tạo ra xung clock có tần số với độ ổn định
cấp cho khối điều khiển.
VCC
R21 R22
1K 1K
VCC VCC
VR1 D5
R4 50K LED
560
1
R20 U13A
Q1
C1815 74LS14
1K
D3 D4
2
LED PHAT LED THU C1
1uF
- 10 -
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
c) Khối điều khiển : nhận xung clock từ khối hồng ngoại để điều khiển
cho khối đếm.
3
VCC U3A
14 4071 7
1
2
11
4
VCC U1B VCC U1D
14 7 14 7
4093 4093
12
13
5
6
10
3
VCC U1A VCC U1C
14 7 14 7
4093 4093
1
2
8
9
VCC
VCC
VCC
14
6
14
5
S
VDD
8 1 D
14
10 U2C Q
4093 9 3 12 R2
U12A CLK U2D 11
2 13 4093
Q 4013 1K
7
7
GND
R
7
4
R1
D2
1K D1
LED
VCC LED
14
5
4 U2B
4093 6
7
d) Khối đếm : nhận xung từ khối điều khiển để đếm lên hoặc đếm xuống,
đồng thời xuất ra giá trị BCD chuyển đến khối giải mã.
10
15
16
16
15
10
9
9
12
C LK
C LK
R ST
R ST
A2
U /D
VC C
VC C
U /D
13
3 A3 7 5 7
4 A4 U6 4510 CO CI U7 4510 CO
GND
5 A1
Q4
Q3
Q2
Q1
PE
A4
A3
A2
A1
CI
GND
Q4
Q3
Q2
Q1
PE
13
12
14
11
1
8
3
4
2
6
14
11
1
8
2
6
- 11 -
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
e) Khối giải mã : nhận giá trị BCD từ khối đếm và chuyển đổi thành giá
trị Led 7 đoạn chuyển đến khối hiện thị
4
2
3
5
4
2
3
5
VCC VCC
B
A
B
A
D
C
D
C
1 6 1 6
LD U9 PH 7 LD U8 PH 7
16 4543 BI 8 16 4543 BI 8
VDD g GND VDD GND
e
d
b
a
g
e
d
b
a
c
c
f
f
14
15
13
12
11
10
14
15
13
12
11
10
9
9
f) Khối hiển thị : nhận giá trị đã chuyển đổi từ khối giải mã và xuất ra
Led
10
10
9
1
2
4
6
7
9
1
2
4
6
7
U10 U11
G
G
E
B
A
E
B
A
D
C
D
C
F
F
DP
CA
CA
DP
CA
CA
LED 7 DOAN LED 7 DOAN
5
8
3
5
8
3
- 12 -
VCC
3
VCC U3A
14 4071 7
R21 R22
1
2
1K 1K
VCC VCC VCC VCC
VR1 D5
3/Sơ đồ nguyên lý
4
11
R4 50K LED
9
10
15
16
16
15
10
9
560
12
1
VCC U1B VCC U1D 13 A2
U /D
U /D
C LK
C LK
RST
RST
VC C
VC C
R20 U13A 14 7 14 7 3 A3 7 5 7
Q1 4093 4093 4 A4 U6 4510 CO CI U7 4510 CO
C1815 74LS14 5 A1
PE
GND
A4
A3
A2
A1
Q4
Q3
Q2
Q1
1K CI
5
6
12
13
PE
GND
Q4
Q3
Q2
Q1
2
1
8
3
13
12
4
2
14
11
6
D3 D4
LED PHAT LED THU
1
8
2
14
11
6
C1
6
5
1uF
VCC
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
7 U3B 14
3
10
4
2
3
5
4
2
3
5
4071
VCC VCC
B
A
B
A
D
C
D
C
1 6 1 6
VCC U1A VCC U1C LD U9 PH 7 LD U8 PH 7
4
14 7 14 7 16 4543 BI 8 16 4543 BI 8
4093 4093 VDD GND VDD GND
- 13 -
g
f
e
d
c
b
a
g
f
e
d
c
b
a
1
2
8
9
14
15
13
12
11
10
9
14
15
13
12
11
10
9
2
1
R3 R6R7R8R9R10
R11 R12 R13 R16 R18
R14 R15 R17
2.2K RESISTOR RESISTOR
RESISTOR
RESISTOR
RESISTOR
RESISTOR RESISTOR RESISTOR
RESISTOR RESISTOR
RESISTOR
RESISTOR
RESISTOR VCC
VCC 7 U2A 14
VCC
VCC
VCC 4093
14
6
14
0
5
S
10
9
1
2
4
6
7
1
9
1
2
4
6
7
8 1 D
14
VD D
Q
3
10 U2C U10 U11
F
E
B
A
F
E
B
A
G
D
C
G
D
C
4093 9 3 12 R2
U12A CLK U2D 11
R24 R25 2 13 4093
Q 4013
7
1K 1K 1K
7
R
GND
7
LED 7 DOAN LED 7 DOAN SW1
DP
CA
CA
DP
CA
CA
4
VCC VCC VCC
VR2 D8
5
8
3
5
8
3
50K R1
R23 LED
560 D2
1K D1
3
LED R5
R26 U13B VCC LED 1K
Q2
C1815 74LS14
1K
14
4
D6 D7 5
4 U2B
LED PHAT LED THU C2 4093 6
1uF
7
Mạch Đếm Xe Ra Vào
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
4.Nguyên lý hoạt động:
a/ Khi có xe vào:
Khi có xe vào áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào )ở mức cao làm
cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC
cổng đảo sẽ là mức cao. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013 -
> chân SD ở mức 1.
Khi không có xe ra áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra)ở mức thấp
làm cho transistor không dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức cao đi
qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân CD của
IC 4013 -> chân CD ở mức 0.
Khi chân SD = 1 và CD = 0 làm cho Q =1 và Q = 0, chân 1 của U1A ở
mức thấp do nhận tín hiệu từ chân CD, còn chân 2 của U1A ở mức cao do
nhận tín hiệu từ chân 4 của U2B, tín hiệu ở ngõ ra chân CO của U6 và U7
luôn ở mức 1. Vì vậy, lối ra của U3B là mức 1, tín hiệu này sao khi đi qua
U2A sẽ là mức 0 cấp cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ
Q = 0 nên lối ra của U2B là 1 cấp cho U1A. Lối ra của U1A đang là mức cao
được đi qua U1B trở thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A. Chân 8
của U2C nhận tín hiệu từ Q =1 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 2 đang ở mức
0 của U2A, do chân 8 ở mức cao còn chân 9 ở mức thấp nên lối ra của U2C là
mức cao cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức cao thì nhận tín
hiệu từ khối hồng ngoại đưa tới khi có xe vào, do chân 8, chân 9 của U1C là
mức 1 nên chân 10 của U1C là mức 0 sau đó đi qua U1D trở thành mức cao
cấp cho U3A.Tín hiệu cấp cho U3A lấy từ chân 5 của U1B và chân 6 của
U1D, lối ra của chân 4 U3A cấp cho chân 15 của U6, U7 làm xung kích. IC
4510 chỉ đếm khi chân xung clock bằng 1, còn đếm lên hay xuống là do chân
U / D quyết định. Nếu U / D = 1 thì đếm lên còn U / D = 0 thì đếm xuống .
Khi đếm đến 9 thì chân CO của U6 ở mức thì sẽ kích cho chân 5 của U7 đếm
( U7 tích cực mức thấp ) , khi U7 đếm tới 9 thì lối ra chân CO là mức 0. Do 2
chân CO của U6 và U7 đểu là mức 0 đi qua U3B sẽ là mức 0 qua U2A sẽ trở
- 14 -
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
thành mức 1 cấp cho chân 6 của U2B và chân 9 của U2C, chân 8 của U2C
nhận tín hiệu từ Q =1 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 2 đang ở mức 1 của
U2A, do chân 8, chân 9 ở mức thấp nên lối ra của U2C là mức cao cấp cho
chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức cao thì nhận tín hiệu từ khối hồng
ngoại đưa tới khi có xe vào, do chân 8 ở mức 1 của U1C, chân 9 của U1C là
mức 0 nêm chân 10 của U1C là mức1 sau đó đi qua U1D trở thành mức thấp
cấp cho U3A, chân 1 của U1A ở mức thấp do nhận tín hiệu từ chân CD, còn
chân 2 của U1A ở mức cao do nhận tín hiệu từ chân 4 của U2B, do tín hiệu ở
ngõ ra chân CO của U6 và U7 lúc này ở mức 0. Vì vậy, lối ra của U3B là mức
0, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 1 cấp cho chân 6 của U2B,chân
5 của U2B nhận tính hiệu từ Q = 0 nên lối ra của U2B là 1 cấp cho U1A. Lối
ra của U1A là mức cao được đi qua U1B trở thành mức thấp được đưa vào
chân 5 của U3A. Do chân 5 của U3A ở mức 0 và chân 6 của U3A cũng ở mức
0 nên lối ra của U3A là mức 0 cấp cho chân 15 của U6, U7 nên làm cho 2 IC
này không đếm .
b/ Khi có xe ra:
Khi có xe ra áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối ra) ở mức cao làm cho
transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức thấp đi qua IC cổng
đảo sẽ là mức cao. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD của IC 4013 ->
chân SD ở mức 1.
Khi không có xe vào áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối vào) ở mức
thấp làm cho transistor không dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức
cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân
CD của IC 4013 -> chân CD ở mức 0.
Khi chân SD = 0 và CD = 1 làm cho Q =0 và Q = 1, chân 1 của U1C ở
mức thấp do nhận tín hiệu từ chân SD, còn chân 2 của U1A ở mức cao do
nhận tín hiệu từ chân 4 của U2B, tín hiệu ở ngõ ra chân CO của U6 và U7
luôn ở mức 1. Vì vậy, lối ra của U3B là mức 1, tín hiệu này sao khi đi qua
U2A sẽ là mức 0 cấp cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ
- 15 -
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
Q = 1 nên lối ra của U2B là 1 cấp cho U1A. Lối ra của U1A đang là mức cao
được đi qua U1B trở thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A. Chân 8
của U2C nhận tín hiệu từ Q =0 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân 3 đang ở mức
0 của U2A, do chân 8 ở mức thấp còn chân 9 cũng ở mức thấp nên lối ra của
U2C là mức cao cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức thấp vì
nhận tín hiệu từ khối hồng ngoại đưa tới khi không có xe vào, do chân 8 là
mức 0, chân 9 của U1C là mức 1 nên chân 10 của U1C là mức 0 sau đó đi
qua U1D trở thành mức cao cấp cho U3A.Tín hiệu cấp cho U3A lấy từ chân 5
của U1B và chân 6 của U1D, lối ra của chân 4 U3A cấp cho chân 15 của U6,
U7 làm xung kích. IC 4510 chỉ đếm khi chân xung clock bằng 1, còn đếm lên
hay xuống là do chân U / D quyết định. Nếu U / D = 1 thì đếm lên còn U / D =
0 thì đếm xuống . Khi đếm đến 9 thì chân CO của U6 ở mức thì sẽ kích cho
chân 5 của U7 đếm ( U7 tích cực mức thấp ) , khi U7 đếm tới 9 thì lối ra chân
CO là mức 0. Do 2 chân CO của U6 và U7 đểu là mức 0 đi qua U3B sẽ là
mức 0 qua U2A sẽ trở thành mức 1 cấp cho chân 6 của U2B và chân 9 của
U2C, chân 8 của U2C nhận tín hiệu từ Q = 0 còn chân 9 nhận tín hiệu từ chân
2 đang ở mức 1 của U2A, do chân 8, chân 9 ở mức thấp nên lối ra của U2C là
mức cao cấp cho chân 9 của U1C, chân 8 của U1C là mức thấp thì nhận tín
hiệu từ khối hồng ngoại đưa tới khi không có xe vào, do chân 8 ở mức 0 của
U1C, chân 9 của U1C là mức 1 nêm chân 10 của U1C là mức 1 sau đó đi qua
U1D trở thành mức thấp cấp cho U3A, chân 1 của U1A ở mức cao do nhận
tín hiệu từ chân CD, còn chân 2 của U1A ở mức thấp do nhận tín hiệu từ chân
4 của U2B, do tín hiệu ở ngõ ra chân CO của U6 và U7 lúc này ở mức 0. Vì
vậy, lối ra của U3B là mức 0, tín hiệu này sao khi đi qua U2A sẽ là mức 1 cấp
cho chân 6 của U2B,chân 5 của U2B nhận tính hiệu từ Q = 1 nên lối ra của
U2B là 0 cấp cho U1A. Lối ra của U1A là mức cao được đi qua U1B trở
thành mức thấp được đưa vào chân 5 của U3A. Do chân 5 của U3A ở mức 0
và chân 6 của U3A cũng ở mức 0 nên lối ra của U3A là mức 0 cấp cho chân
15 của U6, U7 nên làm cho 2 IC này không đếm.
- 16 -
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
Khi không có xe vào ra thi khi đó áp tại chân ra của led thu (đặt ở
lối ra) ở mức thấp làm cho transistor ngưng dẫn ( VB < 0.7 V) nên lối ra ở
chân C là mức cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp. Tín hiệu này sẽ được
đưa vào chân SD của IC 4013 làm cho chân SD ở mức 0, áp tại chân ra của
led thu (đặt ở lối vào) ở mức thấp làm cho transistor không dẫn ( VB < 0.7 V)
nên lối ra ở chân C là mức cao đi qua IC cổng đảo sẽ là mức thấp. Tín hiệu
này sẽ được đưa vào chân CD của IC 4013 -> chân CD ở mức 0. Vì chân CD
= 0 và SD = 0 nên lối ra Q và Q không có nên IC 4510 sẽ giữ trạng thái trước
đó. Ngược lại, khi có xe vào đồng thời thì áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối
ra) ở mức cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là mức
thấp đi qua IC cổng đảo sẽ là mức cao. Tín hiệu này sẽ được đưa vào chân SD
của IC 4013 làm cho chân SD ở mức 1, áp tại chân ra của led thu (đặt ở lối
vào) ở mức cao làm cho transistor dẫn ( VB > 0.7 V) nên lối ra ở chân C là
mức thấp đi qua IC cổng đảo sẽ là mức cao. Tín hiệu này sẽ được đưa vào
chân CD của IC 4013 -> chân CD ở mức 1. Vì chân CD = 1 và SD = 1 nên
lối ra Q và Q không có nên IC 4510 sẽ giữ nguyên trạng thái trước đó.
- 17 -
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Mạch Đếm Xe Ra Vào
1. Giáo trình điện tử số ĐHCN TPHCM
2. Kĩ thuật số thực hành - Huỳnh Đắc Thắng (NXB
Khoa học Kĩ thuật)
3. www.google.com.vn
4. www.ant7.com
5. www.dientuvietnam.com
6. www.hiendaihoa.com
- 18 -
