# Nội dung:
# Phần I GIỚI THIỆU CHỨC NĂNG HỆ THỐNG
# Phần II SƠ ĐỒ KHỐI VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG
# 1. Sơ đồ khối
# 2. Vận hành hệ thống
# Phần III CHỨC NĂNG VÀ NGUYÊN LÝ CÁC KHỐI
# 1. Hệ thống phím và tạo mã
# 2. Giải mã
# 3. Phân kênh
# 4. Chốt
# 5. Hiển thị
# 6. Thiết lập Password
#
# 7. So sánh
# 8. Báo động
# 9. Khoá
# Phần IV KẾT LUẬN
# Phần V SƠ ĐỒ MẠCH CỦA TOÀN HỆ THỐNG
30 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1924 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế khóa cửa điện tử, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
Lêi nãi ®Çu
Trong lÜnh vùc §iÖn tö vµ Th«ng tin,Kü thuËt sè ®ãng vai trß v« cïng quan
träng.Do ®ã viÖc t×m hiÓu vµ nghiªn cøu vÊn ®Ò ®ã lµ rÊt cÇn thiÕt ®èi víi
sinh viªn Khoa §iÖn tö.
§å ¸n m«n ThiÕt kÕ m¹ch Logic sÏ gióp sinh viªn khoa §iÖn tö viÔn th«ng
n¾m v÷ng ®îc kiÕn thøc vÒ Kü thuËt sè,kh¶ n¨ng tù t×m tßi nghiªn cøu
c¸c hÖ thèng sè .Sö dông c¸c kiÕn thøc vÒ Kü thuËt sè logic cã thÓ thùc hiÖn
nhiÒu bµi to¸n cã tÝnh øng dông thùc tiÔn cao.
§å ¸n cña em lµ bµi to¸n thiÕt kÕ HÖ Thèng Kho¸ Cã M· Ho¸ dùa trªn c¸c
nguyªn lý Kü thuËt sè logic c¬ b¶n.§©y míi chØ lµ nh÷ng bíc thiÕt kÕ hÖ
thèng trªn c¬ së lý thuyÕt nªn sÏ kh«ng tr¸nh khái nhng sai sãt,hy väng
em cã ®iÒu kiÖn cô thÓ ho¸ bµi to¸n h¬n n÷a .
Em xin c¶m ¬n thÇy v× ®· cho em nh÷ng ý kiÕn rÊt quan träng ®Ó hoµn
thµnh ®å ¸n nµy.
Sinh viªn : NguyÔn ViÖt Hïng.
2
Môc lôc
Lêi nãi ®Çu 1
Môc lôc 2
PhÇn I Giíi thiÖu chøc n¨ng hÖ thèng 3
PhÇn II S¬ ®å khèi vµ vËn hµnh hÖ thèng
1. S¬ ®å khèi 4
2. VËn hµnh hÖ thèng 4
PhÇn III Chøc n¨ng vµ nguyªn lý c¸c khèi
1. HÖ thèng phÝm vµ t¹o m· 6
2. Gi¶i m· 11
3. Ph©n kªnh 11
4. Chèt 17
5. HiÓn thÞ 19
6. ThiÕt lËp Password 20
7. So s¸nh 22
8. B¸o ®éng 24
9. Kho¸ 28
PhÇn IV KÕt luËn 29
PhÇn V S¬ ®å m¹ch cña toµn hÖ thèng
PhÇn I : Giíi thiÖu chøc n¨ng hÖ thèng.
3
§©y lµ hÖ thèng bËt t¾t cã m· ho¸,®îc sö dông trong c¸c hÖ thèng kho¸ cÇn tÝnh
b¶o mËt cao.VÝ dô nh: cöa cña mét c¨n hé,mét nhµ kho,mét hÖ thèng m¸y mãc
ho¹t ®éng cÇn mang tÝnh riªng t hay b¶o mËt...
Muèn më kho¸,th«ng qua bµn phÝm vµ ®Ìn hiÓn thÞ,ngêi sö dông nhËp
Password vµo vµ nhÊn phÝm më kho¸,kho¸ sÏ më.Muèn ®ãng kho¸ th× nhÊn vµo
phÝm ®ãng.Ngêi sö dông cã thÓ söa l¹i sè ®· nhËp b»ng c¸ch dïng c¸c phÝm
sang ph¶i hay tr¸i ®Ó ®iÒu chØnh.Ngêi sö dông chØ cã thÓ më kho¸ nÕu nhËp
®óng Password ®· ®îc thiÕt lËp tríc ®ã.NÕu nhËp Password vµo 3 lÇn mµ
kh«ng më ®îc kho¸ th× hÖ thèng sÏ bÞ treo trong mét kho¶ng thêi gian 30 phót
®ång thêi hÖ thèng b¸o ®éng sÏ ®îc kÝch ho¹t,nhê ®ã tÝnh b¶o mËt sÏ ®îc n©ng
cao.ViÖc thiÕt lËp Password cho kho¸ tuú thuéc vµo ngêi sö dông,®¶m b¶o bÝ
mËt vµ an toµn.ChØ cã thÓ thay ®æi Password nÕu ®· nhËp ®óng Password cò.
PhÇn II : S¬ ®å khèi vµ vËn hµnh hÖ thèng.
4
1.S¬ ®å khèi:
S¬ ®å khèi hÖ thèng ( H×nh 1 ) bao gåm 9 khèi,c¸c khèi cã nhiÖm vô vµ chøc
n¨ng kh¸c nhau nhng cã liªn hÖ víi nhau qua c¸c tÝn hiÖu.
2.VËn hµnh cña hÖ thèng.
Qua phÇn ph©n tÝch chøc n¨ng vµ s¬ ®å khèi cña hÖ thèng kho¸ cã m· ho¸ ta cã
thÓ m« t¶ ho¹t ®éng cña hÖ thèng nh sau:
Kho¸ ®ang ë tr¹ng th¸i ®ãng ,muèn më kho¸,nhê c¸c phÝm sè ta nhÊn vµo ®óng
Password ®· thiÕt lËp tríc ®ã (password bao gåm 6 ch÷ sè bÊt kú trong kho¶ng
tõ 0 ®Õn 9).Mçi lÇn nhÊn phÝm ®Ó nhËp sè,nã sÏ ph¸t ra mét m· cña phÝm ®ã ë
d¹ng nhÞ ph©n,m· gåm 4 bit,m· nµy qua m¹ch gi¶i m· 7 khe,qua bé ph©n kªnh
®Ó ®a tíi m¹ch chèt vµ tíi bé gi¶i m· 7 khe ®Ó hiÓn thÞ.TiÕp tôc nhËp vµo c¸c sè
tiÕp,nhê cã bé ph©n kªnh nªn nã sÏ ®îc hiÓn thÞ ë ®Ìn tiÕp theo vµ m· cña nã sÏ
bÞ chèt ë mét m¹ch chèt t¬ng øng,cø tiÕp tôc nhËp cho ®Õn hÕt m·.Khi phÝm
H×nh 1
T¹o
M·
Gi¶i
M·
Ph©n
Kªnh Chèt
HiÓn
ThÞ
LËp
Password
So
s¸nh
Kho¸
B¸o
§éng
5
OPEN ®îc nhÊn nã xÐt tÝn hiÖu mang dÊu hiÖu so s¸nh tõ khèi So S¸nh,khèi
nµy cã nhiÖm vô so s¸nh m· sè võa nhËp cã ®óng víi Password ®· thiÕt lËp
kh«ng,nÕu sai mµ ngêi sö dông tiÕp tôc nhÊn OPEN ®Õn 3 lÇn th× khèi B¸o
§éng sÏ bÞ kÝch ho¹t,hÖ thèng b¸o ®éng sÏ kÐo dµi trong mét kho¶ng thêi gian 30
phót ,®ång thêi kho¸ sÏ bÞ treo.Sau kho¶ng thêi gian 30 phót ®ã hÖ thèng míi
lµm viÖc b×nh thêng.NÕu Password ®· ®îc nhËp ®óng nhÊn phÝm OPEN m¹ch
kho¸ sÏ më,kho¸ vÉn më mÆc dï lóc nµy ta thay ®æi d·y sè nhËp vµo kh¸c víi
Password.Kho¸ chØ ®ãng khi ta nhÊn tiÕp phÝm CLOSE.
Khi muèn thay ®æi Password ngêi sö dông ph¶i nhËp vµo ®óng Password
cò,khi ®· nhËp ®óng ,nhÊn vµo phÝm CODING vµ tiÕn hµnh nhËp m· míi.Gi¸ trÞ
Password nµy sÏ ®îc lu khi ta nhÊn vµo phÝm SAVE.
PhÇn III : Ph©n tÝch chøc n¨ng vµ nguyªn lý cña c¸c khèi .
6
1.HÖ thèng phÝm vµ t¹o m·.
S¬ ®å cña bµn phÝm ®îc bè trÝ trªn Panel nh sau:
NhiÖm vô cña khèi T¹o M· chØ dïng ®Ó t¹o m· cho c¸c sè,trªn s¬ ®å bµn phÝm
cã chøa c¸c phÝm ®iÒu khiÓn c¸c ho¹t ®éng cña hÖ thèng,c¸c phÝm nµy kh«ng cÇn
t¹o m·, sÏ ®îc xÐt ®Õn ë c¸c khèi kh¸c,vµ c¸c phÝm sè dïng ®Ó nhËp
Password.C¸c phÝm cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn dïng ®Ó : khëi ®éng më/®ãng
kho¸,lùa chän ®Ìn s¸ng hiÓn thÞ,thiÕt lËp Password.
Tríc hÕt ta h·y xÐt thao t¸c nhÊn phÝm:C¸c phÝm lµ tËp hîp c¸c c«ng t¾c kiÓu
tiÕp xóc c¬ khÝ,cã g¾n bé phËn ®µn håi do vËy mét chu tr×nh thùc hiÖn thao t¸c
víi phÝm bao gåm c¶ nhÊn vµ nh¶ phÝm mµ phÇn tríc vµ sau
nµy ta chØ gäi lµ thao t¸c nhÊn phÝm.NÕu xem c¸c c«ng t¾c cã sù
tiÕp xóc tèt th× mçi lÇn nhÊn chØ lµ 1 qu¸ tr×nh bËt/t¾t,nÕu kÐm sÏ g©y ra nhiÒu
chu tr×nh nhÊn vµ lµm hÖ thèng lµm viÖc kh«ng chÝnh x¸c.Mét ®Æc ®iÓm cña c¸c
phÝm : c¸c phÝm lµ phÝm kÐp mµ ta sÏ xÐt trong c¸c khèi cô thÓ sau.
SW PUSHBUTTON
H×nh 2
0 321 4
6 85 7 9
Save CodingCloseOpen
7
Khèi T¹o M· dïng nhËp Password vµ t¹o m· cho c¸c sè:Trªn bµn phÝm cña hÖ
thèng gåm 16 phÝm, trong ®ã cã 10 phÝm sè do vËy chØ cÇn 4 bit ®Ó m· ho¸ cho
c¸c phÝm sè ®ã.Ta m· ho¸ c¸c phÝm sè theo b¶ng :
PhÝm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
M·
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 0
Nh vËy c¸c phÝm tõ 0 ®Õn 9 ®îc m· ho¸ thµnh nhÞ ph©n theo sè thËp ph©n.
Mçi khi nhÊn 1 phÝm sÏ cã mét m· bµn phÝm ®îc truyÒn lªn bus bµn phÝm ®a
tíi m¹ch chèt vµ hiÓn thÞ.Khi nhÊn phÝm ,thao t¸c ®ã kh«ng chØ t¹o m· c¸c sè mµ
cßn cã t¸c ®éng ®iÒu khiÓn c¸c khèi kh¸c mµ ta sÏ xÐt ë sau(VÝ dô nh ®iÒu khiÓn
khèi Ph©n Kªnh,khèi Chèt).
§Ó t¹o m· c¸c phÝm nh b¶ng ,ta cã thÓ sö dông nhiÒu c¸ch,cã
thÓ sö dông c¸c FF ®Ó m· ho¸: dïng 4 FF_JK ,mçi FF sÏ m·
ho¸ 1 bit.Ta cã b¶ng tr¹ng th¸i cña FF_JK nh h×nh trang
sau(H×nh 3),qua b¶ng ta nhËn thÊy FF sÏ truyÒn d÷ liÖu khi cã
®ét biÕn ©m vµo ch©n CLK cña nã.
Lîi dông tÝnh chÊt ®ã ta cã thÓ t¹o nªn mét tæ hîp bit cho mçi lÇn nhÊn phÝm
b»ng c¸ch nèi c¸c ch©n J,K cña c¸c FF c¸c møc ®iÖn ¸p thÝch hîp.
K
J Q
FF JK
8
CP J K Q /Q Chó ThÝch
§ét biÕn ©m 0 0 Q /Q Kh«ng ®æi
§ét biÕn ©m 0 1 0 1
§ét biÕn ©m 1 0 1 0
TruyÒn DL
§ét biÕn ©m 1 1 /Q Q §¶o
1 X X Q /Q
0 X X Q /Q
Kh«ng ®æi
Ta xÐt c¸ch t¹o m· cho sè 3 thËp ph©n:
Khi phÝm sè 3 ®îc nhÊn chÝnh lµ c«ng t¾c ®îc bËt vµ t¾t t¹o nªn c¸c ®ét biÕn
©m ë ch©n CLK cña c¸c FF ,do c¸c ®Çu J,K ®· ®îc nèi hoÆc lµ ®Êt hoÆc lµ +5V
nªn khi ®ã c¸c ®Çu ra Q cña c¸c FF sÏ lµ møc logic t¬ng øng.C¸c møc logic nµy
t¹o thµnh 4 bit m· cña phÝm sè 3 lµ 0011 .Mét c¸ch t¬ng tù ta cã thÓ t¹o m· cho
c¸c phÝm kh¸c .Nh vËy,®Ó t¹o m· cho 10 phÝm sè cÇn mét ma trËn 4x10=40 Flip
Flop JK .Tuy nhiªn c¸ch tæ chøc nµy kh«ng thùc tÕ ,trong viÖc thiÕt kÕ sö dông
c¸c linh kiÖn th«ng thêng tæ hîp 40 FF lµm kÝch thíc m¹ch rÊt lín.
H×nh 3
9
Mét gi¶i ph¸p thùc tÕ h¬n lµ thiÕt kÕ hoÆc sö dông mét m¹ch t¹o m· u
tiªn(Priority Encoder):nÕu t¹i mét thêi ®iÓm cã thÓ cã nhiÒu ®Çu vµo ë møc tÝch
cùc th× m¹ch sÏ t¹o ra m· cña ®Çu vµo ®îc u tiªn t¹i thêi ®iÓm ®ã.Trong viÖc
t¹o m· c¸c sè cña hÖ thèng nµy,sö dông IC ®· ®îc thiÕt kÕ s½n thÝch hîp h¬n.Do
®ã ta sÏ dïng IC 74147 10 to 4 line Priority Encoder ,b¶ng tr¹ng th¸i cña
nã(H×nh 4):
1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A
1 1 1 1 1 1 1 1 1
X X X X X X X X 0
X X X X X X X 0 1
X X X X X X 0 1 1
X X X X X 0 1 1 1
X X X X 0 1 1 1 1
X X X 0 1 1 1 1 1
X X 0 1 1 1 1 1 1
X 0 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
IC 74147 cã 9 ®Çu vµo tõ 1 ®Õn 9 vµ 4 ®Çu ra A,B,C,D.Nh×n vµo b¶ng tr¹ng th¸i
cña nã ta thÊy 4 ®Çu ra ph¶i nèi víi mét cæng ®¶o th× míi ®óng víi d¹ng m· c¸c
sè mµ hÖ thèng yªu cÇu.
Khi ®Çu vµo 1 cã logic 0,c¸c ®Çu vµo cßn l¹i cã logic 1 th× tÝn hiÖu ra øng víi tæ
hîp bit 1110(DCBA ),nÕu cho qua cæng ®¶o sÏ lµ 0001 chÝnh lµ m· cña sè 1.
Khi ®Çu vµo 5 cã logic 0,c¸c ®Çu 6,7,8,9 cã logic 1 th× tÝn hiÖu ra øng víi tæ hîp
bit 1010,qua cæng ®¶o sÏ lµ 0101 chÝnh lµ m· cña sè 5.
C¸c sè kh¸c còng t¬ng tù,nh vËy ta chØ viÖc ghÐp nèi IC nµy víi hÖ thèng c¸c
phÝm.Do t¸c ®éng phÝm lµ ®ãng ng¾t ,mçi khi cã thao t¸c nhÊn ®Çu ra cña IC sÏ
cã tæ hîp m·,khi nh¶ phÝm tÝn hiÖu sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i 0 ban ®Çu, yªu cÇu tÝn
H×nh 4
10
hiÖu vµo cho c¸c LED hiÓn thÞ kh«ng bÞ mÊt ®i khi nh¶ phÝm ,cÇn ph¶i cã 1 m¹ch
chèt tríc c¸c LED.Ta cã s¬ ®å tæ chøc t¹o m· cho c¸c sè(H×nh 5):
C¸c m¹ch chèt chØ më nhËn m· cña phÝm nÕu cã sù kiÖn nhÊn phÝm,vµ ®ãng khi
nh¶ phÝm.
§Ó t¹o m· cho phÝm sè 0 ,v× tr¹ng th¸i æn ®Þnh ra cña khèi T¹o M· lu«n lµ 0000
nªn chØ cÇn t¹o phÝm mµ khi nhÊn sÏ më c¸c m¹ch chèt(xÐt ë khèi Chèt).
§èi víi c¸c phÝm cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn :
PhÝm OPEN dïng ®Ó ®iÒu khiÓn m¹ch më kho¸ sau khi ®· nhËp ®ñ
Password.Muèn ®ãng kho¸ th× sö dông phÝm CLOSE.
Hai phÝm sang ph¶i vµ sang tr¸i ®Ó ®iÒu khiÓn lùa chän vÞ trÝ sè cÇn nhËp,nhê ®ã
dÔ dµng cã kh¶ n¨ng söa mçi khi nhËp sai Password.Hai phÝm nµy chÝnh lµ t¹o
xung ®Õm thuËn vµ nghÞch cña mét bé ®Õm,nã sÏ cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn lùa
chän ®Çu ra cña c¸c DEMUX cña khèi Ph©n Kªnh.
VCC
VCC
3
5
4
8
9
1
6
7
2
0
Khèi
T¹o M·
1 2
1 2
1 2
4.7K
74147
1N
1
2N
2
3N
3
4N
4
5N
5
6N
6
7N
7
8N
8
9N
9
DN
10CN
11BN
12AN
13
1 2
4.7K
4.7K
4.7K4.7K
H×nh 5
11
PhÝm CODING ®Ó thiÕt lËp l¹i Password ngêi sö dông cÇn ph¶i nhËp ®óng
Password,lóc ®ã phÝm nµy míi cã kh¶ n¨ng kÝch ho¹t më khèi cµi thiÕt lËp
m·.Password muèn cã hiÖu lùc cÇn nhÊn vµo phÝm SAVE ®Ó ®ãng m¹ch cµi.
Chøc n¨ng cô thÓ cña phÝm ®iÒu khiÓn ta sÏ xÐt ë c¸c khèi liªn quan.
2.Khèi Gi¶I M·.
Khi nhÊn mét phÝm sè trªn bµn phÝm sè ®ã sÏ ®îc hiÓn thÞ trªn c¸c ®Ìn hiÓn thÞ
7 khe,khèi gi¶i m· sÏ thùc hiÖn chøc n¨ng nµy,nã sÏ lµ khèi gi¶i m· nhÞ ph©n
sang 7 khe. T¹i mçi thêi ®iÓm nhÊn phÝm nhËp chØ cã 1 tæ hîp 4 bit cÇn gi¶i
m·,do vËy ®Ó hiÓn thÞ 6 LED chØ cÇn 1 bé gi¶i m· lµ ®ñ .Ta sö dông IC 7447 ®Ó
thùc hiÖn viÖc nµy.B¶ng chuyÓn m· nh H×nh 6.
øng víi bit 1 lµ khe s¸ng ngîc l¹i sÏ tèi.Bèn ch©n vµo cho IC chÝnh lµ c¸c bit
cña m· phÝm t¬ng øng ®îc lÊy tõ ®Çu ra IC 74147 cña khèi T¹o M·.7 ch©n ra
cña IC kh«ng nèi trùc tiÕp LED 7 khe mµ qua khèi Ph©n Kªnh ®Ó cã thÓ gi¶i m·
cho c¶ 7 LED.
NBCD A b c d e f g
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 1 1 1 1 1 0
0 1 1 0 0 0 0
1 1 0 1 1 0 1
1 1 1 1 0 0 1
0 1 1 0 0 1 1
1 0 1 1 0 1 1
1 1 1 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1
3.Khèi Ph©n Kªnh.
V× hÖ thèng cã Password gåm 6 ch÷ sè mµ chØ dïng 1 gi¶i m· ,khèi gi¶i m· cã 7
tÝn hiÖu ra nªn cÇn ph¶i cã thªm khèi 7 DEMUX 8-1 ,vµ tríc mçi LED 7 khe
H×nh 6
12
ph¶i cã mét m¹ch chèt 7 bit ®Ó chèt d÷ liÖu võa nhËp ®Ó cã thÓ hiÓn thÞ ®îc tÊt
c¶ ®ång thêi.CÇn ph¶i cã m¹ch chèt bëi nÕu kh«ng,sau mçi lÇn nhËp sè míi ,sè
cò sÏ kh«ng hiÖn trªn LED(xÐt sau).Còng theo yªu cÇu cña hÖ thèng ®· ph©n
tÝch,cã thÓ sö dông c¸c phÝm sang ph¶i vµ tr¸i ®Ó chän vÞ trÝ nhËp,khi nhËp xong
1 sè sÏ tù ®éng nh¶y sang LED tiÕp theo.C¸c chøc n¨ng nµy thùc hiÖn nhê viÖc
®iÒu khiÓn khèi Ph©n Kªnh .
Khèi Ph©n Kªnh bao gåm 7 DEMUX vµ m¹ch ®iÒu khiÓn chän kªnh,s¬ ®å khèi:
TÝn hiÖu ®Ó ®iÒu khiÓn chän ®Çu ra cho DEMUX chÝnh lµ mét bé ®Õm 6 thùc
hiÖn,bé ®Õm nµy sÏ ®îc thiÕt kÕ lµ thuËn nghÞch ®Ó trong
qu¸ tr×nh nhËp cã thÓ sö dông c¸c phÝm sang ph¶i vµ tr¸i
®Ó ®iÒu khiÓn vÞ trÝ cÇn nhËp hoÆc söa.C¸c phÝm nµy võa
t¹o xung ®Õm võa kÝch cho bé ®Õm lµ thuËn hay
nghÞch.Bé ®Õm chän ph¶i lµ thuËn nghÞch ,ta sö dông vi m¹ch ®Õm cã s½n :®Õm
10 thuËn nghÞch,®ång bé vµ cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh 74190 ®Ó x©y dùng bé ®Õm
theo yªu cÇu.S¬ ®å cña vi m¹ch nh h×nh vÏ bªn.
Chøc n¨ng cña c¸c ch©n IC:
GN: Cho phÐp IC lµm viÖc ë møc tÝch cùc thÊp.
§iÒu
KhiÓn
7
DEMUX
Tõ khèi gi¶i m·
Tíi
Khèi
Chèt
H×nh 7
VCC
GND
74190
GN
1
LDN
2
DNUP
3
A
4
B
5
C
6
D
7
CK
8
QD
9QC
10QB
11QA
12
MNMX
13
RCON
14
13
Khi GN ë møc thÊp th× m¹ch sÏ ®Õm.
DNUP(DOWN/UP): §iÒu khiÓn ®Õm thuËn nghÞch møc tÝch cùc thÊp.
DNUP=0: §Õm thuËn
DNUP=1: §Õm nghÞch
C¸c ®Çu A,B,C,D thiÕt lËp tr¹ng th¸i ®Çu cho bé ®Õm khi ch©n LDN logic thÊp.
LDN: N¹p c¸c tr¹ng th¸i ®Çu,møc tÝch cùc thÊp
CLK: Xung nhÞp cho c¸c FF,t¸c ®éng b»ng sên d¬ng.
§©y lµ vi m¹ch ®Õm 10 nhng hÖ thèng chØ cÇn ®Õm 6 do ®ã cÇn ph¶i ®Æt l¹i
tr¹ng th¸i ,qu¸ tr×nh ®Õm lµ ®Õm thuËn nghÞch nªn s¬ ®å ®Õm sÏ lµ:
Khi ®Õm thuËn ph¶i dïng tr¹ng th¸i 6 t¹o tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn r xo¸ tÊt c¶ FF trë
vÒ tr¹ng th¸i 0.Khi bé ®Õm ®ang ë tr¹ng th¸i 0101(5) khi cã xung ®Õm sÏ chuyÓn
sang tr¹ng th¸i:
0101(5) -> 0110(6) víi bé ®Õm K=10
0101(5) -> 0000(0) víi bé ®Õm K=6
So s¸nh 0110 víi 0000 th× chØ kh¸c nhau 2 bit B vµ C nªn ta chØ cÇn thiÕt lËp l¹i
hai FF B vµ C.
Cßn khi ®Õm nghÞch ph¶i dïng tr¹ng th¸i 9 t¹o tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn r xo¸ tÊt c¶
FF trë vÒ tr¹ng th¸i 5.Khi bé ®Õm ®ang ë tr¹ng th¸i 0000(0) khi cã xung ®Õm sÏ
chuyÓn sang tr¹ng th¸i:
0
1
8
2 3 4
5
6 7 9
H×nh 8
14
0000(0) -> 1001(9) víi bé ®Õm K=10
0000(0) -> 0101(5) víi bé ®Õm K=6
So s¸nh 1001 víi 0101 th× chØ kh¸c nhau 2 bit D vµ C nªn ta chØ cÇn thiÕt lËp l¹i
hai FF D vµ C.
V× c¶ ®Õm 6 thuËn vµ nghÞch nªn ph¶i x©y dùng tÝn hiÖu LOAD cho c¶ 2.
S¬ ®å m¹ch :
Khi ®Õm thuËn ®Õn tr¹ng th¸i 5 sang tr¹ng th¸i 6 bit OB vµ OC logic 1 nªn ®Çu
ra cæng NOR logic 0 t¹o ®ét biÕn ©m cho ch©n LDN,bé ®Õm trë vÒ tr¹ng th¸i do
c¸c bit A,B,C,D thiÕt lËp(0000),chÝnh lµ tr¹ng th¸i 0.Gi¶n ®å thêi gian:
VCC
VCC
GND
->
<-
74190
GN
1
LDN
2
DNUP
3
A
4
B
5
C
6
D
7
CK
8
QD
9QC
10QB
11QA
12
MNMX
13
RCON
14
NAND1
1
2
3
NAND2
1
2
3
NAND3
1
2
3
NAND4
1
2
3
NAND5
1
2
3
NOR
12
3
NAND6
1
2
3
H×nh 9
15
Khi ®Õm nghÞch ®Õn tr¹ng th¸i 0 sang tr¹ng th¸i 9 bit OA vµ OD logic 1 nªn ®Çu
ra cæng NOR logic 0 t¹o ®ét biÕn ©m cho ch©n LDN,bé ®Õm trë vÒ tr¹ng th¸i do
c¸c bit A,B,C,D thiÕt lËp.Do OC qua cæng ®¶o nèi víi C,OA nèi víi A nªn c¸c bit
thiÕt lËp l¹i lµ 0101 chÝnh lµ tr¹ng th¸i 5.Gi¶n ®å thêi gian:
Qua m¹ch cña bé ®Õm (H×nh 9) ta thÊy khi nhÊn phÝm -> sÏ ®Æt 1 møc logic 0
vµo ch©n DNUP ®ång thêi t¹o xung ®Õm,bé ®Õm sÏ ®Õm thuËn.Khi nhÊn phÝm <-
sÏ ®Æt møc logic 1 vµo DNUP vµ còng t¹o xung ®Õm,bé ®Õm sÏ ®Õm nghÞch.TÝn
hiÖu ra tõ 3 ch©n OA,OB,OC cña bé ®Õm ®îc ®a tíi ®iÒu khiÓn c¸c DEMUX.
OA
OB
OC
OD
CLK
OA
OB
OC
OD
CLK
16
DEMUX chän lµ IC 74151,s¬ ®å ghÐp nèi nh H×nh 10,7 tÝn hiÖu tõ khèi gi¶i m·
®îc ®a tíi 7 ®Çu vµo cña 7 DEMUX,7 tÝn hiÖu nµy ®îc chän ®a vµo m¹ch
chèt nµo tuú thuéc vµo tæ hîp tÝn hiÖu cña bé ®Õm.NÕu ®Çu ra bé ®Õm lµ 000 th×
c¸c ch©n D0 cã d÷ liÖu ra vµ m¹ch chèt thø nhÊt sÏ chèt d÷ liÖu tõ khèi gi¶i m·
hiÓn thÞ trªn LED1.
VCC
DEMUX1
GND->
VCC
<-
DEMUX2
DEMUX3
DEMUX4
DEMUX5
DEMUX6
DEMUX7
Gi¶i
m·
NAND4
1
2
3
NAND6
1
2
3
NAND3
1
2
3
NAND5
1
2
3
NAND1
1
2
3
74190
GN
1
LDN
2
DNUP
3
A
4
B
5
C
6
D
7
CK
8
QD
9QC
10QB
11QA
12
MNMX
13
RCON
14
NOR
12
3
NAND2
1
2
3
H×nh 10
17
Khèi Ph©n Kªnh cßn cã mét tæ hîp logic cã nhiÖm vô ®iÒu khiÓn c¸c Led chØ thÞ
vÞ trÝ hiÓn thÞ c¸c ®Ìn.Do yªu cÇu hÖ thèng khi dïng phÝm tr¸i vµ ph¶i ®Ó nhËp sè
cÇn ph¶i biÕt vÞ trÝ di chuyÓn.3 ®Çu ra cña bé ®Õm 6 ®îc qua c¸c cæng NOT vµ
AND thÝch hîp sÏ ®iÒu khiÓn c¸c Led s¸ng.S¬ ®å tæ hîp nµy ®îc trinh bµy trong
s¬ ®å m¹ch toµn hÖ thèng .
4.Khèi Chèt.
Khèi chèt thùc hiÖn chøc n¨ng chèt d÷ liÖu cho c¸c LED hiÓn thÞ,khèi chèt cÇn
cã 6 m¹ch chèt 7 bit tõ Latch1 ®Õn Latch6, mçi Latch dïng hiÓn thÞ cho LED
t¬ng øng. Mçi Latch nµy chØ më ®Ó nhËn tÝn hiÖu khi cã sù kiÖn nhÊn phÝm sè
®ång thêi víi tÝn hiÖu chän LED do khèi Ph©n kªnh ®a tíi,khi nh¶ phÝm d÷ liÖu
sÏ bÞ chèt l¹i.S¬ ®å khèi (H×nh 11):
Tu khoi Phan Kenh
Toi Khoi Lap Ma
Latch1 LED1
LED6
Tu khoi Phan Kenh
Toi Khoi Lap Ma
Latch6
Tu Ban Phim
Tu Ban Phim
H×nh 11
18
Ta cã thÓ thiÕt kÕ mét khèi chèt gåm 6 m¹ch chèt tõ tÝnh chÊt cña FF_D:chØ khi
cã xung CLK th× míi cho phÐp d÷ liÖu qua,vµ khi kh«ng cã xung n÷a th× tr¹ng
th¸i ra cña FF vÉn gi÷ nguyªn.Nh vËy mét m¹ch chèt cã 7 FF_D,c¸c ch©n CLK
®îc nèi víi nhau.Ta cÇn x©y dùng 1 ma trËn 42 FF_D.
§Ó ®¬n gi¶n cho m¹ch cña hÖ thèng ta sÏ sö dông IC
lµm nhiÖm vô chèt,®ã lµ IC 4508.C¸c ch©n cña nã:
ST(Strobe/ Chèt d÷ liÖu): §Æt ë møc 1 sÏ më m¹ch
cµi lµm viÖc.Khi ®Æt møc 0 sÏ chèt d÷ liÖu l¹i.
/EO(Enable Output/ Cho phÐp ra) :Khi t¸c dông
møc 1 vµo tÝn hiÖu nµy sÏ chÆn tÝn hiÖu ra.Khi t¸c
dông møc 0 d÷ liÖu cã thÓ ra.
MR (Master Reset §Æt l¹i chÝnh) Khi cã møc logic 1
sÏ xo¸ toµn bé d÷ liÖu ra.
B¶ng tr¹ng th¸i cña IC:
ST /EO BUS Q Chó ThÝch
0
0
0
1
BUS Q
BUS Q
Gi÷ æn
1 0 Hë m¹ch CÊm ra
1 1 BUS D TruyÒn
Nh vËy 1 IC 4508 chÝnh lµ 1 Latch mµ hÖ thèng yªu cÇu,c¸c ch©n cïng chøc
n¨ng trong IC sÏ ®îc nèi víi nhau.TÝn hiÖu tõ sù kiÖn nhÊn phÝm qua 1 tæ hîp
logic víi tÝn hiÖu tõ khèi ph©n kªnh sÏ ®îc ®a ®Õn ch©n ST cña tõng Latch. S¬
®å m¹ch ®èi víi Latch2 nèi víi LED2 nh h×nh vÏ(H×nh 12).Qua h×nh vÏ ta thÊy
do cã tæ hîp logic nªn chØ khi phÝm ®îc nhÊn vµ 3 møc logic cña ®Çu ra A,B,C
bé ®Õm 6 lµ 001(CBA) th× ch©n ST ®Æt Latch2 më,cßn c¸c Latch kh¸c ®ãng,vµ sè
sÏ ®îc hiÓn thÞ.Khi nh¶ phÝm ch©n ST cã logic 0 Latch sÏ chèt.Ch©n /EO lu«n
cã logic 1 ®Ó cã thÓ truyÒn d÷ liÖu.
19
M¹ch nguyªn lý ®èi víi c¸c Latch vµ m¹ch chèt cßn l¹i còng t¬ng tù ,chØ kh¸c
nhau ë tæ hîp logic.
5.Khèi hiÓn thÞ.
Khèi HiÓn ThÞ gåm c¸c LED 7 khe vµ c¸c Led chØ thÞ,cã chøc n¨ng hiÓn thÞ sè
®îc nhËp vµ chØ thÞ vÞ trÝ hiÖn t¹i.Lóc dïng c¸c phÝm sang ph¶i vµ sang tr¸i c¸c
Led chØ thÞ sÏ thay ®æi chØ thÞ vÞ trÝ chän.S¬ ®å cña khèi tr×nh bµy trong s¬ ®å
toµn hÖ.
VCC
Latch2
Tíi Khèi LËp
M∙
Tõ Khèi Ph©n
Kªnh
LED2
Bé
§Õm
6
C¸c PhÝm
A B C
/EOST
Tõ Bµn PhÝm
NOT
1
2
NOT
1
2
AND4
1 2 3 4
5
H×nh 12
20
6.Khèi thiÕt lËp Password.
Khèi LËp Password lµ khèi võa cã chøc n¨ng lu gi÷ võa cã thÓ thay ®æi thiÕt lËp
Password.Do vËy thµnh phÇn chÝnh cña nã lµ mét tæ hîp cã chøc n¨ng nhí vµ
c¸c phÝm ®iÒu khiÓn .Theo yªu cÇu cña hÖ thèng th× chØ khi ngêi sö dông nhËp
vµo ®óng Password th× míi cho phÐp thiÕt lËp Password míi.Nh vËy ho¹t ®éng
cña khèi LËp Password lµ: Khi ®· nhËp ®óng Password råi,nhÊn vµo phÝm
CODING,lóc nµy ta cã thÓ nhÊn c¸c phÝm trªn bµn phÝm ®Ó nhËp Password
míi,Password míi chØ cã hiÖu lùc khi ta nhÊn phÝ SAVE.
TÝn hiÖu vµo khèi LËp m· tõ c¸c m¹ch chèt (Latch)cña khèi chèt.HÖ thèng kho¸
gåm 6 ch÷ sè mµ mçi sè cã 7 bit ®Ó m· ho¸ d¹ng 7 khe do vËy ®Ó nhí ®îc
Password cÇn mét khèi cµi d÷ liÖu 6x7bit=42bit.Khèi nµy cã chøc n¨ng t¬ng tù
khèi chèt ®· xÐt ë trªn,chØ kh¸c nhau ë chç:c¸c m¹ch chèt trong khèi chèt ®îc
chèt vµ më ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau,trong khi m¹ch cµi cña khèi LËp m· ®îc
®ãng më ®«ng thêi.S¬ ®å cña khèi nµy nh
sau:
C¸c tÝn hiÖu cã ý nghÜa :
ST(Strobe Chèt d÷ liÖu): §Æt ë møc 1 sÏ më
m¹ch cµi lµm viÖc, ®Æt møc 0 sÏ chèt d÷ liÖu
l¹i.
/EO(Enable Output Cho phÐp ra) :
Khi t¸c dông møc 1 vµo tÝn hiÖu nµy sÏ chÆn tÝn hiÖu ra.Khi t¸c dông møc 0 d÷
liÖu cã thÓ ra.Thùc chÊt cña khèi cµi chÝnh lµ c¸c m¹ch chèt,khi muèn thay ®æi
Password th× c¸c chèt sÏ më,ngîc l¹i th× chóng lu«n chèt.
§Ó x©y dùng m¹ch cµi d÷ liÖu t¬ng tù nh viÖc x©y dùng m¹ch chèt d÷ liÖu ®·
xÐt ë trªn,ta sÏ sö dông c¸c IC 4508 ®Ó thiÕt kÕ m¹ch cµi nµy.
HÖ thèng yªu cÇu khèi cµi 6x7 bit do vËy ta ph¶i sö dông 6 IC 4508 m¾c song
song t¹o thµnh khèi cµi 42 bit,mçi IC dïng ®Ó nhí m· cña 1 sè.C¸c tÝn hiÖu ®iÒu
42 bit 42 bit
ST /EO
LATCH
21
khiÓn sÏ ®îc nèi víi nhau theo chøc n¨ng:C¸c ch©n ST nèi víi ST,MT nèi víi
MT,/EO nèi víi/ EO.
Nh trªn ®· ph©n tÝch khi tÝn hiÖu ra tõ ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã møc logic
0 ,tøc lµ ®· vµo ®óng Password th× khèi LËp Password míi chÊp nhËn nhËp
Password míi.
Ta cã s¬ ®å nguyªn lý cña khèi cµi m· kÕt nèi víi khèi Chèt,khèi So s¸nh vµ c¸c
phÝm CODING, SAVE (H×nh 13).
Khi nhËp ®óng Password ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã logic 0, nÕu nhÊn phÝm
CODING,®Çu ra Q cña FF JK cã logic 1 ,tÝn hiÖu tõ khèi so s¸nh qua cæng ®¶o
vµ Q qua cæng AND sÏ ®a møc logic 1 vµo ch©n ST(Strobe) cña khèi cµi 48 bit,
m¹ch cµi ®îc më .Ta ®· cã thÓ nhËp vµo Password míi,trong qu¸ tr×nh nhËp
mÆc dï Password thay ®æi nhng v× m¹ch cµi ®îc më nªn ch©n P=Q khèi So
H×nh 13
K
J
CODING
Tõ Khèi
So S¸nh
Q'
Q
Tõ Khèi Chèt Tíi Khèi So
S¸nh
Latch 48 bit
6x 4508
SAVE
K
J
Tõ
Bé
§Õm
T¹o
TrÔ
+5V+5V
1 2
3
MR
EO
ST
1 2
7404
12
1
2
1
2
22
s¸nh lu«n cã møc logic 0 do vËy ch©n ST kh«ng bÞ chuyÓn tíi møc logic 0 trong
qu¸ tr×nh vµo Password míi.Sau khi nhËp xong, muèn lu gi¸ trÞ cña nã ta cÇn
®Æt l¹i tÝn hiÖu cho ch©n ST møc logic 0 ®Ó ®ãng m¹ch cµi .NhÊn phÝm SAVE sÏ
thùc hiÖn chøc n¨ng ®ã,lóc nµy Password míi ®îc gi÷.Khi nhÊn SAVE,®Çu ra
Q cña FF thø 2 sÏ cã møc logic 0,tÝn hiÖu nµy ®îc ®Æt vµo ST ®ãng khèi cµi
Latch 48 bit.Tõ khèi Chèt cã 42 bit,do vËy mçi Latch thõa 1 bit.Trong s¬ ®å cã
tÝn hiÖu tõ khèi So s¸nh,tÝn hiÖu nµy lÊy tõ ch©n P=Q,cho phÐp khèi cµi thùc hiÖn
chøc n¨ng vµ tÝn hiÖu tõ bé t¹o trÔ ®Æt vµo ch©n/EO.Khi Khèi b¸o ®éng lµm
viÖc,nã sÏ ®Æt vµo ch©n /EO logic 0 ,kh«ng cho xuÊt d÷ liÖu tõ khèi cµi tíi khèi So
S¸nh,hÖ thèng sÏ bÞ treo.
Trong s¬ ®å nguyªn lý cã sö dông 2 FF_JK vµ c¸c cæng AND,NOT.§Ó thùc hiÖn
m¹ch cô thÓ ta dïng IC 74107 chøa 2 FF JK,IC 7400 chøa 4 cæng NAND.
7.Khèi so s¸nh.
Khi ngêi sö dông ®· nhËp xong Password,nh©n phÝm Open ®Ó më kho¸,khèi so
s¸nh sÏ ®a ra 1 tÝn hiÖu cã logic 0 tíi khèi kho¸ ®Ó më kho¸.Vëy nhiÖm vô cña
khèi So S¸nh lµ so s¸nh c¸c sè nhËp vµo víi Password ®· thiÕt lËp,c¸c sè vµ
Pasword ®Òu ë d¹ng m· ho¸ nhÞ ph©n,nh vËy so s¸nh ë ®©y lµ so s¸nh tõng cÆp
bit mét.HÖ thèng cã 6 sè mçi sè m· ho¸ d¹ng 7 khe b»ng 7 bit nªn khèi So S¸nh
ph¶i so s¸nh 42 bit,nÕu c¸c bit b»ng nhau th× ®a ra møc logic 0,ngîc l¹i ®a ra
møc logic 1,tÝn hiÖu nµy sÏ ®iÒu khiÓn khèi Kho¸ vµ khèi B¸o §éng.C¸c tÝn hiÖu
logic ®a vµo khèi nµy lµ tõ 6 m¹ch chèt cña khèi Chèt vµ tõ khèi LËp Password
m¹ch so s¸nh sÏ so s¸nh tõng bit ®Õn tõ 2 khèi nµy,c¸c bit ph¶i cã thø tù t¬ng
øng nhau.
Do lµ so s¸nh tõng ®«i bit mét t¬ng øng,ta lîi dông tÝnh chÊt cña hµm XOR ®Ó
so s¸nh,s¬ ®å vµ b¶ng ch©n lý cña nã :
A B F
23
0 0
1 0
0 1
1 1
0
1
1
0
Tõ b¶ng ch©n lý cña hµm Xor ta thÊy ®Çu ra F sÏ b»ng 0 khi 2 ®Çu vµo cã gi¸ trÞ
b»ng nhau.Nh vËy ta cã thÓ sö dông mét ma trËn m¹ch
XOR ®Ó thùc hiÖn so s¸nh.So s¸nh 42 bit ,do vËy cÇn 42 cæng
XOR ,nÕu ®Çu ra 42 cæng XOR ®ång thêi cã logic 0 th× c¸c
bit t¬ng øng sÏ b¨ng nhau.V× khèi So S¸nh cÇn 1 ®Çu ra
duy nhÊt nªn 42 ®Çu ra ph¶i qua c¸c cæng AND t¹o ch©n
P=Q cña khèi.Sè lîng c¸c cæng t¹o thµnh tæ hîp m¹ch rÊt
lín.
§Ó khèi ®¬n gi¶n h¬n ta sö dông IC thiÕt kÕ s½n lµm nhiÖm vô so s¸nh,ta sÏ sö
dông IC 74LS688,®©y lµ IC so s¸nh 8 bit.Cã 16 bit vµo chia lµm 2 nhãm: 8 bit P
so s¸nh víi 8 bit Q.S¬ ®å cña IC(H×nh 14).
Ch©n /G ph¶i cã logic .Khi c¸c bit P,Q t¬ng øng b»ng nhau ch©n P=Q sÏ cã
logic 0,tÊt c¶ trêng hîp kh¸c P=Q cã logic 1.
HÖ thèng so s¸nh 42 bit do vËy ph¶i cÇn 6 IC so s¸nh,c¸c ch©n /G cïng ®îc nèi
®Êt.Mçi IC so s¸nh 7 bit cña tõng m¹ch chèt cña khèi Chèt vµ 7 bit ra cña tõng
m¹ch cµi t¬ng øng cña khèi LËp Password ,do ®ã 6 IC so s¸nh riªng biÖt.§Ó so
s¸nh cung lóc c¶ 42 bit th× c¸c ch©n P=Q cña 6 IC so s¸nh ph¶i ®ång thêi cã møc
logic 0 do vËy c¸c ch©n nµy ph¶i qua tæ hîp c¸c cæng AND.
Trong s¬ ®å cã dïng c¸c cæng AND,ta cã thÓ dïng c¸c IC 7408 ®Ó t¹o c¸c tæ hîp
logic.
S¬ ®å cña khèi(H×nh 15).
P=Q
P0
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
/G
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
74LS688
H×nh 14
24
8.Khèi b¸o ®éng.
Nh s¬ ®å khèi ®· ph©n tÝch ,khi nhËp Password ®Õn lÇn thø 3 lÇn sÏ kÝch ho¹t
m¹ch b¸o ®éng ®ång thêi lµm tÝnh n¨ng më kho¸ bÞ treo 30 phót.Chøc n¨ng nµy
lµm t¨ng tÝnh b¶o mËt vµ ®é an toµn cho hÖ thèng.Nh vËy khèi B¸o §éng ngoµi
m¹ch b¸o ®éng cßn cã c¸c bé ®Õm ®Ó ®Õm sè lÇn nhËp sai Password vµ t¹o thêi
gian trÔ.
Khi tÝn hiÖu tõ ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã møc logic 0 ( kh«ng ®óng
Password ) mµ nhÊn phÝm OPEN sÏ kÝch ho¹t bé ®Õm Counter1 trong khèi B¸o
Q6
P5
Q4
/G
Q2
Q1
P0
Q7
P6
P3
P=Q
Q0
Q3
P4
P2
P7
Q5
P1
P=Q
Q4
P0
P2
Q1
Q7
Q0
P4
Q6
Q5
Q3
Q2
P7
P3
P5
P6
/G
P1
/G P=Q
Q6
P2
P6
Q4P4
Q0
P7
Q1
Q5P5
Q3
P1
P3
P0
Q7
Q2
BUS khèi
chèt
BUS khèi
lËp m·
P1
Q3P3
Q6
P7
Q4
P7
Q5
/G
P6
P3
P4
Q7
P4
P2
/G
P0
P=Q
Q5
P6
Q7
Q3
P2
Q2
Q4
Q3
P0
Q1
Q2
P4
Q2
Q1
Q6
Q0
Q0
P5
P7
P1 Q1
/G
Q7
P=Q
Q0
P3
P5
P6
P5
Q4
P0
P=Q
Q5
P2
Q6
P1
P=Q
AND1
1
2
3
4
AND2
1
2
3
4
AND3
1
2
3
H×nh 15
25
§éng,bé ®Õm nµy sÏ ®Õm cho ®Õn 3 nÕu tiÕp tôc nhÊn OPEN mµ sai Password,lóc
nµy m¹ch b¸o ®éng sÏ lµm viÖc.§ång thêi Counter1 sÏ ®a mét tÝn hiÖu cã møc
logic 1 ®Õn ch©n /EO cña khèi cµi 42 bit trong khèi lËp m·,lµm cho d÷ liÖu ra bÞ
ng¨n l¹i(hë m¹ch),tÝn hiÖu nµy còng sÏ kÝch cho mét bé ®Õm kh¸c(Counter 2),bé
®Õm nµy cã t¸c dông lµm trÔ thêi gian kho¶ng 30 phót,sau 30 phót nã míi xuÊt
ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ch©n /EO cña khèi cµi 42 bit trë l¹i møc logic 0 vµ hÖ thèng
trë l¹i b×nh thêng.
Tõ ph©n tÝch ®ã ta cã s¬ ®å khèi(H×nh 16):
Bé ®Õm Counter 1 lµ bé ®Õm lín h¬n 3,xung kÝch cho bé ®Õm do viÖc nhÊn phÝm
OPEN khi kh«ng ®óng Password.Khi Counter1 ®Õm ®Õn tæ hîp bit 011(3),c¸c bit
nay qua tæ hîp logic kÝch m¹ch b¸o ®éng vµ tíi ch©n /EO cña khèi so s¸nh,ta sö
dông IC ®Õm 7490.Bé ®Õm Counter 2 t¹o trÔ ,ta chän bé ®Õm 4 bit,víi chu kú
xung ®Õm 2s ta cã thÓ ®Õm ®îc 30 phót,qu¸ tr×nh ®Õm kÕt thóc øng víi tæ hîp
bit 1111 cña bé ®Õm,c¸c bit nµy qua c¸c cæng logic t¹o tÝn hiÖu kh«i phôc hÖ
thèng ho¹t ®éng b×nh thêng,ta dïng IC ®Õm 7493 lµ bé ®Õm 16.
Tríc hÕt ta xÐt c¸c IC ®Õm 7490 , 7493 cïng chøc n¨ng c¸c ch©n cña nã:
IC 7490 cã 14 ch©n,R01 vµ R02 dïng ®Ó thiÕt lËp tr¹ng th¸i 0 cho bé ®Õm,khi c¸c
ch©n nµy ë møc logic cao th× bé ®Õm xo¸ vÒ 0.R91 vµ R92 thiÕt lËp tr¹ng th¸i
9,hai ®Çu nµy ph¶i cã Ýt nhÊt 1 ë møc logic 0 bé ®Õm míi ®Õm.CKAvµ CKB ®Ó
®a tÝn hiÖu vµo ®Õm,c¸c ®Çu QA,QB,QC,QD lµ c¸c ch©n ra.
M¹ch B¸o §éng
Counter 1 Counter 2
Tæ hîp
Logic
Tæ hîp Tõ
khèi kho¸ vµ
so s¸nh
Tíi /EO khèi so s¸nh
H×nh 16
26
IC 7493 còng cã 14 ch©n,chøc n¨ng c¸c ch©n t¬ng tù nh IC 7490,c¸c ch©n NC
kh«ng sö dông.
S¬ ®å m¹ch cô thÓ cña khèi b¸o ®éng: (H×nh 17)
Trong s¬ ®å cã sö dông 2 lo¹i IC lµ 7400(NAND) vµ 7408(AND).VÞ trÝ c¸c cæng
NAND vµ AND trong IC ®· xÐt ë trªn.
IC NAND1 nèi víi tô 120mF vµ trë 1K cã nhiÖm vô t¹o xung cho IC ®Õm 7493.S¬
®å nguyªn lý m¹ch t¹o xung nh h×nh bªn(H×nh 17).§é réng 1 chu kú xung
T=2,2x1Kx0.9mF=2s,tøc lµ cø 2s sÏ kÝch ®Õm mét lÇn.
Hai cæng NAND ®îc sö dông tõ ch©n 1,2,3 vµ 4,5,6(1,2 vµ 4,5 lµ vµo).
IC NAND2 nèi víi QA,QB cña IC7490 t¹o møc logic cao cung cÊp nguån cho
m¹ch t¹o dao ®éng(NAND1).
Toi 7493
QB
QA
7400
1
2
3
7400
1
2
3
1K
4.7K
120mF
1
2
3
1
2
3
H×nh 17
Tõ OPEN
Tíi /EO cña LËp M·
VCC
GND
Counter1
Counter2
M¹ch B¸o §éng
7493
RO1
1
RO2
2
CK
3
QD
4QC
5QB
6QA
7
0.9mF
1K
7400
1
2
3
1
2
3
1
2
3
7490
A
14
B
1
R0(1)
2
R0(2)
3
R9(1)
6
R9(2)
7
QA
12
QB
9
QC
8
QD
11
7400
1
2
3
AND2
12
3
AND2
12
3
4.7K
7400
1 2
3
27
Khi Counter1 ®Õm ®Õn 3 øng víi tæ hîp bit 0011,nªn QA=QB=1,qua 2 cæng
NAND sÏ cho ë ®Çu ra ch©n 8 cña NAND2 møc logic 1,møc cao nµy võa cung cÊp
nguån cho bé t¹o xung(NAND1) võa t¹o tÝn hiÖu ngõng ®Õm ®Ó tæ hîp bit
0011(3) æn ®Þnh ®ång thêi võa kÝch tíi ch©n /EO cña khèi LËp Password,kh«ng
cho khèi LËp Password xuÊt tÝn hiÖu tíi khèi so s¸nh.§Ó t¹o tÝn hiÖu ngõng
®Õm,tÝn hiÖu tõ ch©n 8 cÇn qua 1 cæng NOT ®a tíi ®Çu vµo xung ®Õm cña
Counter1.Ta tËn dông IC NAND2 ®Ó lÊy cæng NOT,do vËy khi ch©n 8 cña
NAND2 cã logic 1 th× ch©n 3(®Çu ra NOT) cã logic 0,møc logic nµy nèi tíi ch©n A
cña Counter1 lµm bé ®Õm kh«ng chÞu t¸c ®éng cña viÖc nhÊn OPEN n÷a.
Counter2 sÏ ®Õm cho ®Õn tæ hîp bit 1111 ,qu¸ tr×nh ®Õm xong mÊt kho¶ng 30
phót,tæ hîp nµy qua 2 cæng AND vµ 1 cæng NAND lÊy tõ IC 7408 vµ 7400 ®îc
®a tíi ch©n /EO cña khèi LËp Password kh«i phôc kho¸ ho¹t ®éng trë l¹i.
9.khèi kho¸.
M¹ch kho¸ cã thÓ lµ bÊt kú hÖ thèng bËt/t¾t ®iÖn nµo.Khi ®Çu ra P=Q cña bé so
s¸nh cã møc logic 1,nÕu ta nhÊn phÝm OPEN sÏ t¸c ®éng ®a ra mét møc logic 1
vµo m¹ch kho¸,møc nµy sÏ më nguån cung cÊp cho kho¸ lµm viÖc lµm kho¸
më,®Ó ®ãng kho¸ ta cÇn thay ®æi sè nhËp vµo kh¸c Password vµ nhÊn vµo
CLOSE,lóc nµy møc logic 0 sÏ ®ãng nguån cung cÊp cho kho¸,kho¸ sÏ ®ãng.Nh
vËy tr¹ng th¸i ®ãng lµ tr¹ng th¸i æn ®Þnh cña kho¸.Tõ ®ã ta cã s¬ ®å nguyªn lý
®iÒu khiÓn chøc n¨ng trªn nh h×nh vÏ(H×nh 19).
Khi ®Çu ra P=Q ë møc logic 1,nghÜa lµ ®· nhËp ®óng Password,qua m¹ch ta thÊy
J=1 , K=0 .NÕu nhÊn phÝm OPEN t¹o ra 1 xung vµo ch©n CLK cña FF vµ ®Çu ra
Q cña nã sÏ cã møc logic
28
1,møc nµy më nguån cung cÊp mét møc logic 0,møc logic nµy kh«ng cã t¸c ®éng
tíi bé ®Õm.Vµo lóc nµy nÕu nhÊn phÝm CLOSE th× ®Çu vÉn ë møc logic 1 nghÜa
lµ kho¸ vÉn më.
Khi ®Çu ra Q=P cña khèi so s¸nh cã møc logic 0,nghÜa lµ Password sai,khi ®ã
J=0 K=1 nÕu nhÊn OPEN,Q sÏ cã møc logic 0,do vËy kho¸ kh«ng më,t¬ng tù
®èi víi viÖc nhÊn phÝm CLOSE.Do OPEN lµ phÝm kÐp nªn khi nhÊn nã sÏ t¸c
®éng cÊp cho kho¸ .V× phÝm OPEN lµ phÝm kÐp nªn cã t¸c ®éng tíi ®Çu vµo
Counter1 mét xung ,bé ®Õm nµy sÏ ®Õm.
PhÇn IV :KÕt luËn.
H×nh 19
Tíi Counter 1
+5V
Tõ
ch©n
P=Q
cña
khèi
so
s¸nh
J
CLOSE
K
QOPEN
Tíi m¹ch kho¸
M¹ch Kho¸
Khèi Kho¸
1
2
1 2
29
ThiÕt kÕ hÖ thèng kho¸ cã m· ho¸ cã nh÷ng øng dông rÊt cô thÓ trong cuéc sèng
hµng ngµy.Tuy nhiªn x©y dùng m¹ch cho hÖ thèng cÇn ph¶i gän vµ gi¶n ®¬n h¬n
n÷a b»ng c¸ch tæ hîp c¸c khèi thµnh IC chøc n¨ng .Ch¼ng h¹n ®èi víi khèi ph©n
kªnh hoÆc khèi chèt,khèi thiÕt lËp m·...§iÒu nµy thùc hiÖn trong viÖc s¶n xuÊt
hµng lo¹t.
Bµi to¸n thiÕt kÕ kho¸ cã m· ho¸ chØ míi lµ c¬ së lý thuyÕt,®Ó ®i ®Õn m¹ch thùc tÕ
cßn cÇn ph¶i cô thÓ h¬n n÷a.V× lµ thiÕt kÕ lý thuyÕt nªn ch¾c ch¾n em kh«ng
tr¸nh khái nh÷ng sai sãt trong thùc tÕ,mong thÇy chØ dÉn thªm.Em xin c¶m ¬n !
30
Tíi Counter 1
VCC
T
í
i
/E
O
c
ñ
a
L
Ë
p
M
·
Tõ OPEN
Q6
Q
6
Q
0
K
D2
D1
ST
A
D2
1
Q
5
Q1
Q7
DE
MU
X3
D5
/G
Q6
D6D1
Q
3
Q
6
/E
O
Q7
P
1
Q6
LA
TC
H
Q2
P
6
P
5
ST
Khèi
Gi¶i
M·
K
h
è
i
B
¸
o
§
é
n
g
Q4
J
P
3
P
6
Q5
Q
4
P
3
V
C
C
D3
Q
7
EO
A
Q3
Q
1
Q5
ST
A
EO
A
Q7
Q
7
Q0
->
Q
7
CL
OS
E
Q
7
Q1
Q0
D7
ST
Q4
D4
P
7
P
0
Q5
D5
Q
1
Q0
5/
EO
Q
1
D6
D3
LA
TC
H
/G
Q
3
P
=
Q
/E
O
P
2
P
4
/E
O
Q
3
K
h
è
i
K
h
o
¸
D3
P
=
Q
P
3
P
1
Q
0
P
=
Q
D2
Q
4
D4
Q
3
G
i¶
i
m
·
Q6
D4
Q
0
Q
4
ST
Q1
K
h
è
i
L
Ë
p
M
·
3
Q4
ST
A
/G
K
h
è
i
S
o
S
¸
n
h
P
4
Q5
Q
6
P
0
DE
MU
X5
6
D1
P
7
Q
2
Q0
Q3
Q
2
Q6
D0
D7
P
7
OP
EN
D6
+5
V
Q5
Q
6
/G
G
N
D
EO
A
D0
P
3
Q6
ST
A
P
3
D7
P
6
P
5
P
5
EO
A
P
0
EO
A
Q
5
D4
Q
3
Q3
D4
P
2
P
5
D2
P
0
Q
0
ST
P
2
Q1
Q4
D3
Q2
P
0
K
h
è
i
C
h
è
t
Q
2
K
h
è
i
H
iÓ
n
T
h
Þ
P
0
D0
Q
2
P
3
2
P
5
DE
MU
X4
Q
0
Q1
Q5
DE
MU
X1
/E
O
DE
MU
X6
P
=
Q
D1
P
7
/GP
6
P
4
ST
Q
5
D5
Q
5
P
6
Q
0
P
4
<-
P
1
Q4
P
2
LA
TC
H
Q3
Q
2
D4
ST
A
Q7
V
C
C
Q
6
EO
A
4
D6
P
1
Q7Q1
Q
7
D0
P
1
D6
Q7
D1
LA
TC
H
Q
5
M
¹
ch
B
¸
o
§
é
n
g
D0
P
2
D6
/G
Q
6
P
7
ST
T
õ
c
h
©
n
P
=
Q
c
ñ
a
k
h
è
i
so
s¸
n
h
P
=
Q
D1
P
7
Q2
Q
7
DE
MU
X2
P
1
D2
Q
1
P
=
Q
Co
un
te
r1
D7
Q
4
Q2
D5
Q
5
T
í
i
m
¹
ch
k
h
o
¸
LA
TC
H
M
¹
ch
K
h
o
¸
Q
4
Q
4
D3
Co
un
te
r2
D7
Q3
P
5
Q2
D5
D7
P
=
Q
Q4
D5
Q
1
D0
Q2
Q3
P
4
D2
/E
O
DE
MU
X7
P
6
Q
2
Q
P
4
Q
1
D3
Q0
G
N
D
ST
A
Q
3
Q0
LA
TC
H
P
2
Khèi
Ph©n
Kªnh
1
M
¹
ch
K
h
o
¸
§
iÖ
n
T
ö
E
W
ed
ne
sd
ay
, D
ec
em
be
r 2
6,
2
00
1
N
g
u
y
Ôn
V
iÖ
t
H
ï
n
g
§
T
5
K
4
3
Ti
tle
S
iz
e
D
oc
um
en
t N
um
be
r
R
ev
D
at
e:
S
he
et
o
f
1 2
3
NAND1
1 2
3
NAND3
1 2
3
2
AND2
1
2
3
7400
1 2
3
0.
9m
F
74190
G
N
1
LD
N
2
D
N
U
P
3
A
4
B
5
C
6
D
7
C
K
8
Q
D
9
Q
C
10
Q
B
11
Q
A
12
M
N
M
X
13
R
C
O
N
14
2
1 2
AND1
1 2 3
4
7400
1 2
3
4.7K
7493
R
O
1
1
R
O
2
2
C
K
3
Q
D
4
Q
C
5
Q
B
6
Q
A
7
7400
1 2
3
NAND2
1 2
3
7490
A
14
B
1
R
0(1)
2
R
0(2)
3
R
9(1)
6
R
9(2)
7
Q
A
12
Q
B
9
Q
C
8
Q
D
11
AND2
1
2
3
NOR
1
2
3
LED5
7400
1
2
3
/E
O
1
2
3
1
2
LED2
1
2
3
7400
1 2
3
2
NAND4
1 2
3
LED6
AND3
1 2
3
1K
1 2
3
LED3
NAND5
12
3
AND2
1 2 3
4
LED4
2
NAND6
1 2
3
1
2
3
S
T
LED1
1 2
3
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Khoa dien tu.pdf