[Tìm hiểu] Sơ đồ chân bộ đếm nhị phân 4 bit 74LS93

0
2407

74LS93 hoặc SN74LS93 là bộ đếm nhị phân 4 bit. Bộ đếm có vai trò chính ở mọi thiết bị điện tử. 

Đầu ra của bộ đếm có thể được sử dụng trong nhiều thiết bị như đếm xung hoặc tạo ngắt, v.v. Bộ đếm có hai dạng bộ đếm Không đồng bộ và Đồng bộ. 

Cả hai loại bộ đếm này đều sử dụng flip flops để đếm các chữ số nhị phân.

Giới thiệu về IC đếm nhị phân 74LS93

Ở đây chúng ta sẽ nói về 74LS93 là một bộ đếm bốn bit . Nó bao gồm 4 flip flops JK hoạt động o xung đầu vào bất kể đưa xung đầu vào như thế nào. 

Chúng ta có thể sử dụng vi điều khiển hoặc IC hẹn giờ cho đầu vào xung. IC 74LS93 có hai chân reset, hai chân Clock và bốn chân đầu ra. IC được tạo thành từ hai bộ đếm, một là bộ đếm mod 2, một bộ đếm khác là bộ đếm mod 8. 

Toàn bộ vi mạch cho đầu ra 4 bit được đếm từ 0 đến 15 trong hệ nhị phân. Điều này tương thích với các thiết bị vi điều khiển hoặc dạng giao tiếp TTL. 

Nó có nhiều dạng package như DIP, SMD với tất cả 14 chân. Bộ đếm nhị phân 74L93 có khả năng bảo vệ bên trong khỏi ngắt tốc độ cao.

Sơ đồ sơ đồ chân 74LS193

Sơ đồ sơ đồ chân 74LS193

Cấu hình sơ đồ chân

Chân Mô tả
~ CP 1 Chân 1 IC bao gồm nhiều bộ đếm mod, Chân 1 được sử dụng để cấp xung nhịp cho bộ đếm mod 8. Đó là chân tích cực mức THẤP.
MR 1 Chân 2 Chân 2 là chân reset dùng để đặt lại bộ đếm trong trường hợp có yêu cầu. Đó là một chân tích cực mức cao.
MR 2 Chân 3 Chân 3 là chân reset thứ hai được sử dụng để đặt lại bộ đếm. Đó là chân tích cực mức cao.
NC Chân 4 Chân 4 được gọi là chân NC (không kết nối) không có bất kỳ vai trò nào trong mạch bên trong IC. Nó có thể được sử dụng trong bo mạch PCB.
VCC Chân 5 Chân 5 là chân cấp nguồn cho IC.
NC Chân 6 Chân 6 và chân 7 cũng là chân không kết nối của IC.
NC Chân 7
Q2 Chân 8 Chân 8 là một chân đầu ra của IC. Đầu ra thực tế có 4 chân và Chân 8 là đầu bit thứ ba của dữ liệu nhị phân 4 bit.
Q1 Chân 9 Chân 9 cũng là một chân đầu ra. Nó là bit thứ hai của dữ liệu nhị phân 4 bit.
GND Chân 10 Chân 10 là chân nối đất.
Q3 Chân11 Chân 11 cũng là một chân đầu ra. Nó là bit đầu tiên của dữ liệu nhị phân 4 bit.
Q0 Chân 12 Chân 12 cũng là một chân đầu ra. Nó là bit cuối cùng của dữ liệu nhị phân 4 bit.
NC Chân 13 Chân 13 cũng là chân không kết nối của IC.
~ CP 0 Chân 14 Chân 14 là chân đầu vào thứ hai của IC. Nó sử dụng để cung cấp xung cho bộ đếm mod hai trong vi mạch. Chân này được kết nối trực tiếp với Clock của flip flop JK của Q0.

Các lựa chọn tương đương khác 74LS192, 74HC19, 4516

Các IC đếm khác như:CD4020 , CD4022 , CD4060 , CD40102 , CD4017 , CD4026 , 74LS93

Đặc tính bộ đếm nhị phân 74LS93

  • Nó có thể được sử dụng như một bộ đếm 4 bit đơn giản.
  • Nó có nhiều dạng package với tất cả 14 chân, PDIP, GDIP và PDSO.
  • Xung clock có thể được cấp bởi các bộ định thời như bộ định thời 555 hoặc với bất kỳ bộ vi điều khiển nào .
  • IC có tốc độ nhanh gần 32MHz.
  • Đầu ra của bộ đếm 74LS93 có dạng TTL, giúp nó tương thích với các IC và vi điều khiển khác.

Thông số kỹ thuật của 74LS93

  • Các dải điện áp hoạt động cho IC là 4,5 đến 5.5V, nhưng phổ biến là điện áp 5 V.
  • Trạng thái mức CAO và THẤP sẽ được biểu diễn bằng điện áp trên IC. CAO sẽ được biểu thị bằng 3,5V (nhỏ nhất) và THẤP sẽ được biểu thị bằng 0,25V (nhỏ nhất)
  • Dòng điện đầu ra IC cũng sẽ khác. Dòng trạng thái mức CAO sẽ là -0,4mA và THẤP sẽ là 8mA
  • Các tần số xung nhịp đầu vào CP0 là 32MHz và CP1 là 16MHz
  • Độ rộng xung đối với CP0 sẽ là 15ns và đối với CP1 sẽ là 30ns, nó cũng sẽ gấp đôi tần số đầu vào.
  • Dãy nhiệt độ hoạt động cũng có thể từ 0 đến 70 độ.

Lưu ý: Xem datasheet để biết chi tiết thêm các tính năng và thông số kỹ thuật điện.

Cách hoạt động của bộ đếm kỹ thuật số 74LS93

Các chân sử dụng cho bộ đếm nhị phân 74LS93 là hai chân đầu vào, hai chân reset và bốn chân đầu ra. Đầu tiên, kết nối các nguồn và sau đó kết nối chân xung clock đầu tiên (Pin 1) với bit cuối cùng (Pin 12). 

Chúng ta sẽ thảo luận tại sao chúng ta lại làm như vậy. Sau đó kết nối các chân reset với đất. Trong các trường hợp khác khi chúng ta cần điều khiển thiết lập lại thì cấu hình chân cho các chân reset sẽ khác. 

Sau đó, kết nối chân clock thứ hai (Chân 2) với đầu ra của bộ timer hoặc bất kỳ bộ tạo xung nào khác để thay đổi đầu ra. Sau đó, chúng ta có thể sử dụng IC để lấy đầu ra trên các chân 8, 9, 11 và 12. Đây là sơ đồ mạch.

Cách hoạt động của bộ đếm kỹ thuật số 74LS93

Mạch đầu vào sẽ được có hai phần, một phần là bộ đếm MOD 2 và phần thứ hai là bộ đếm MOD 8. Bộ đếm chế độ hai chỉ cho đầu ra 1 và 0 khi đầu vào xung clock thay đổi từ CAO sang THẤP. 

Bộ đếm MOD 8 chứa ba flip flop JK và mọi flip flop nhận xung clock từ đầu ra trước đó của JK Flip Flop. Đầu ra của MOD 2 tới xung clock của flip flop JK đầu tiên của MOD 8. Mọi đầu ra JK Flip Flop được coi là bit đầu ra tạo nên tổng 4 bit ở đây.

Sơ đồ mạch bên trong 74LS93

Đầu tiên, hãy nhìn vào mạch bên trong để hiểu đúng.

Sơ đồ mạch bên trong 74LS93

Mỗi JK chỉ đưa ra 1 và 0 trạng thái. Mọi JK Flip flop thay đổi trạng thái của nó bất cứ khi nào đầu ra Flip Flop trước đó thay đổi từ mức CAO đến thấp, nhưng flip flop đầu tiên không kết nối với flipflop thứ hai, đó là lý do tại sao chúng tôi kết nối chân clock đầu tiên (CP 1 ) với đầu ra của flip flop đầu tiên của bộ đếm MOD 8. 

Bốn mạch flip flop này mắc nối tiếp trong khi nhận xung clock từ đầu ra trước đó làm cho đầu ra bắt đầu từ 0000 đến 1111 và sau đó quay trở lại 0000 sau khi đạt đến 1111 lần đầu. 

Mỗi bit nhị phân sẽ đại diện cho số nhị phân và nó sẽ xảy ra theo chuỗi. Đây là bảng của mọi số thập phân tác động đến số nhị phân.

Số đếm Đầu ra
Q3 Q2 Q1 Q0
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
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 1 0 1 0
11 1 0 1 1
12 1 1 0 0
13 1 1 0 1
14 1 1 1 0
15 1 1 1 1

Biểu đồ thời gian của tất cả các tín hiệu đầu ra từ Q0-Q3 trên mọi xung cạnh của tín hiệu clock được hiển thị ở đây.

Sơ đồ mạch bên trong 74LS93 2

Mạch ví dụ với 74LS93 

Trong ví dụ này, chúng ta sẽ sử dụng IC để đếm số nhị phân. Đầu tiên thiết kế mạch trong proteus với các trạng thái logic. 

Chúng ta sẽ sử dụng đầu vào logic thay cho cho đầu vào clock. Khi chúng ta cấp xung clock cho IC nó sẽ thay đổi đầu ra thành số nhị phân tiếp theo. Quá trình này sẽ xảy ra theo chuỗi liên tiếp. 

Đây là mạch và trạng thái ban đầu của nó sẽ là 0000 và chưa có sự thay đổi bất kỳ xung đầu vào nào cho mạch.

Bất cứ khi nào chúng ta thay đổi xung đầu vào mạch, đầu vào sẽ thay đổi thành số tiếp theo. Quá trình này sẽ diễn ra liên tục từ 0000 đến 1111 và sau đó lại từ 0000 cho trong khi chúng ta thay đổi xung clock. Phương pháp đếm này dễ thực hiện và dễ sử dụng với các Thiết bị TTL hoặc Vi điều khiển.

Mạch ví dụ với 74LS93 

Ví dụ về bộ đếm 1 chữ số 74LS93

Trong ví dụ này, chúng tôi sử dụng hai cổng 74LS20 (4 cổng NAND đầu vào) và 3 cổng NOT 74LS04 để thiết kế bộ đếm thập phân với màn hình LCD bảy ​​đoạn. 

Bộ đếm thập phân này đếm từ 0 đến 9. Mặc dù, 74LS93 là một bộ đếm 4 bit và nó có thể đếm từ 0-16 trong hệ nhị phân và chúng ta có thể sử dụng hai màn hình led 7 đoạn để hiển thị các giá trị của bộ đếm.

Chúng tôi chỉ sử dụng một màn hình led 7 đoạn trong ví dụ này. Do đó, chúng ta phải thiết lập lại trạng thái bộ đếm sau khi nó đạt đến giá trị nhị phân 9.

Nếu không, LCD bảy ​​phân đoạn sẽ hiển thị sai hoặc ngẫu nhiên số trên đó. Để giải quyết vấn đề này, bộ đếm reset trạng thái của nó ngay sau khi nó đếm đến 9. 

Một sự kết hợp của cổng NOT và NAND được sử dụng như một mạch thiết lập reset. Mạch thiết reset phản hồi này đặt lại bộ đếm 74LS93 sau khi các trạng thái của nó đi từ 0000-1010.

Chúng tôi sử dụng hai cổng NOT với đầu ra QA và QC. Hai đầu ra còn lại QB và QD kết nối trực tiếp với đầu vào của cổng NAND

Đầu ra của cổng NOT cũng được kết nối với 2 đầu vào khác của cổng NAND

Cổng NAND cho đầu ra mức cao khi tất cả các đầu vào logic bằng 0. Do đó, khi trạng thái đạt đến 1010, cổng NOT đảo tín hiệu của QA và QC

Chúng ta sẽ nhận được mức cao ở trạng thái 1010. 74LS04 đảo tín hiệu này cung cấp tín hiệu reset đến bộ đếm nhị phân 74LS93

Nó sẽ bắt đầu đếm lại từ 0 sau khi reset.

Mô phỏng Proteus

Ví dụ về bộ đếm thập phân 2 chữ số dựa trên 74LS93

Trong bộ đếm thập phân 2 chữ số này, chúng ta thiết kế một bộ đếm hiển thị các giá trị đếm từ 00-99. Logic được sử dụng trong bộ đếm thập phân 2 chữ số này gần giống như chúng ta đã sử dụng trong ví dụ trước. 

Tuy nhiên, trong ví dụ này, màn hình LCD bảy ​​đoạn đầu tiên tăng giá trị của nó bởi tín hiệu reset của màn hình bảy đoạn thứ hai. Nói tóm lại, tín hiệu xung clock cho màn hình led 7 đoạn đầu tiên đến từ một tín hiệu reset của màn hình bảy đoạn thứ hai.

Ví dụ về bộ đếm 1 chữ số 74LS93

Mô phỏng Proteus

YouTube video

Ứng dụng bộ đếm nhị phân 74LS93

  • Để hiển thị số trên màn hình bảy đoạn
  • Tạo ra khoảng thời gian ngắt dài.
  • Nó được dùng để thiết kế mạch đếm hoặc mạch phân tần với 74LS93
  • IC có thể sử dụng với các ứng dụng liên quan tới thời gian
  • IC có thể được sử dụng khi chúng ta cần bộ đếm thời gian hoặc bộ đếm mà không cần vi điều khiển

 

Tôi là một người làm việc trong lĩnh vực cơ khí, thiết bị công nghiệp....Blog là nơi tôi chia sẻ thông tin hữu ích đến các bạn đọc.
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments