Đề tài Thiết kế hệ thống đèn trang trí hiển thị dòng chữ “ma quang chung”

Bài làm Thiết kế hệ thống đèn trang trí hiển thị dòng chữ “ma quang chung” 1. Vai trò, ý nghĩa của hệ thống và yêu cầu đối với hệ thống đèn trang trí. Trong thực tế chúng ta thường hay gặp các hệ thống đèn nhấp nháy rất đẹp mắt trang trí cho các biểu tượng hay các ký tự khác nhau. Nhất là các biển quảng cáo hay các trung tâm vui chơi giải trí, các nơi giải trí công cộng hay những biển panô, áp phích cổ động. Nhằm tập trung sự chú ý về ban đêm . Để thực hiện được như vậy người ta phải ghép nhiều bóng với nhau , sau đó điều khiển sự sáng của chúng, để chúng nháy tắt theo một quy luật nhất định. Một hệ thống như vậy gồm 2 phần chính phần là phần hiển thị và điều khiển thị. Phần hiển thị chính là các bóng đèn được ghép lại thành các biểu tượng hoặc ký tự, còn phần điều khiển là phần tạo ra các quy luật đóng cắt nguồn cung cấp cho bóng đèn. Dòng chữ “ma quang chung” được ghép lại từ 12 ký tự là: m, a, q, u, a, n, g, c, h, u, n, g. Hệ thống đèn trang trí cho dòng chữ này phải thoả mãn hai điều kiện: - Thứ nhất: Từng ký tự được sáng và giữ nguyên trạng thái cho tới ký tự cuối cùng được sáng. - Thứ hai: Khi tất cả các ký tự sáng hết, tiếp theo cùng tắt rồi lại cùng sáng và lại tắt hết, sau đó tiếp tục theo yêu cầu thứ nhất. 2. Thiết kế sơ đồ khối của hệ thống đèn trang trí. Từ các yêu cầu trên ta có bảng trạng thái của các ký tự như sau: stt m a q u a n g c h u N g 0 Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 1 Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 2 Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 3 Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 4 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 5 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 6 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 7 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt 8 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt 9 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt 10 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt 11 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng 12 Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 13 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng 14 Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Bảng 1: Trạng thái các ký tự của dòng chữ “ma quang chung” trong một chu kỳ. Nhìn vào bảng trên ta thấy có 15 trạng thái khác nhau của dòng chữ “ma quang chung” trong một chu kỳ, chúng được tạo ra bởi hai trạng thái sáng, tắt của 12 ký tự. Trạng thái sáng của một ký tự khi nó nhận mức logic 1, còn trạng thái tắt của ký tự nó nhận mức logic 0 tương ứng ta có bảng 2. stt Q3 Q2 Q1 Q0 m a q u a n g c h u N g 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 5 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 7 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 9 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 10 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Bảng 2: Trạng thái các hàm trong dòng chữ ‘ma quang chung” theo các biến Q. Thông qua các phân tích trên ta đưa ra sơ đồ khối của hệ thống đèn trang trí cho dòng chữ “ma quang chung” như sau: PXCĐ Đếm Giải mã Hiển thị Hình 1: Sơ đồ khối của hệ thống đèn trang trí. 4 8 7 555 D1 +5V 3 1 2 6 C1 R1 WR1 WR2 Xung ra Hình 2: Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung chuẩn dùng IC 555 - Khối phát xung chủ đạo PXCĐ có chức năng tạo ra dẫy xung cung cấp cho khối đếm. Khối đếm sẽ thực hiện đếm các xung và cho kết quả ở đầu ra Q3, Q2, Q1, Q0 dưới dạng mã nhị phân gửi đến cho khối giải mã. Nhìn trên bảng 2 ta thấy có 15 trạng thái khác nhau của tổ hợp biến Q, do đó muốn có 15 trạng thái này ta phải dùng bộ đếm 4 bit môdun 15. Khối giải mã sẽ nhận các đầu ra của bộ đếm, tiến hành giải mã tạo ra các hàm tương ứng với 12 ký tự của dòng chữ “ma quang chung” để đưa đến khối hiển thị. Nhận các tín hiệu điều khiển của khối giải mã, khối hiển thị thực hiện hiển thị hay nói cách khác là điều khiển sự sáng tắt của các ký tự theo luật của tín hiệu điều khiển. Như vậy ta có thể chia sơ đồ khối thành hai phần chính là phần hiển thị và phần điều khiển hiển thị. Phần hiển thị có chức năng hiển thị các ký tự theo yêu cầu của bài đặt ra. Việc đảm bảo phần hiển thị làm việc đúng quy luật được phần điều khiển đảm nhiệm. Để có thể hiểu rõ được hoạt động của hệ thống ta đi thiết kế cho từng khối. 3.Khối phát xung chủ đạo dùng vi mạch IC 555. Khối phát xung chủ đạo có nhiệm vụ phát ra một dẫy xung liên tục cung cấp cho khối đếm . Yêu cầu đặt ra đối với khối này là xung ra phải thay đổi được chu kỳ để từ đó có thể thay đổi được thời gian tồn tại trạng thái các ký tự. Hình 2 là sơ đồ nguyên lý của một mạch phát xung chủ đạo đáp ứng được các yêu cầu trên. Trigơ R-S Ura Vi mạch 555 là một vi mạch được dùng để phát xung vuông chuyên dụng. Để tạo ra được dẫy xung liên tục người ta tiến hành ghép vi mạch này với tụ C1 và điện trở R1 như hình vẽ. Để hiểu rõ nguyên lý hoạt động của phát xung của vi mạch 555 ta quan sát sơ đồ trải của vi mạch 555 hình 3. Hình 3: Sơ đồ trải của 555 trong mạch phát xung chủ đạo. Phần được đóng khung bằng nét đứt là vi mạch 555, nó có cấu tạo từ hai phần tử khuyếch đại thuật toán OA1, OA2 và một Trigơ R-S. Hai khuyếch đại thuật toán OA1, OA2 được mắc theo kiểu mạch so sánh có đầu vào không đảo nối với cầu phân áp dùng 3 điện trở R. Do đó điện áp đặt tới đầu vào không đảo của OA1 là và điện áp đặt tới đầu vào không đảo của OA2 là . Đây là hai điện áp ngưỡng của hai mạch so sánh. Hai đầu vào đảo của OA1 và OA2 được đưa ra ngoài qua hai chân 6 và 2 của vi mạch. Chúng được nối với nhau và nối với tụ C. Như vậy điện áp trên tụ C được đưa tới hai khuyếch đại thuật toán để so sánh với hai điện áp ngưỡng lấy trên cầu phân áp. Đầu ra của hai KĐTT được đưa tới hai đầu vào R và S của trigơ, xung ra của mạch được lấy trên đầu ra 1 của trigơ R-S thông qua cổng NAND. UC Ura 2Ucc/3 Ucc/3 0 0 t t t1 t2 t3 t4 t5 t6 tn tp T * Nguyên lý hoạt động của mạch phát xung: Hình 4: Giản đồ thời gian của điện áp trên mạch phát xung. * Giả sử tại thời điểm đầu (t = 0) điện áp trên tụ C là thì đầu ra OA1 có mức logic1 còn đầu ra OA2 có mức logic 0. Đầu vào R của trigơ R-S có mức logic 1, còn đầu vào S có mức logic 0 dẫn đến đầu ra 1 có mức logic 1 làm cho tranzitor T thông. Tụ C phóng điện qua RB, qua T về mát làm cho điện áp trên nó giảm đến giá trị Ubh. Điện áp ra của mạch phát xung bằng không, hay không có xung ra: Ura = 0. +Khi điện áp trên tụ giảm xuống thì đầu ra của OA1 và OA2 đều có mức logic 0. Điều này làm hai đầu vào R, S của trigơ đều có mức logic 0 nên trigơ vẫn giữ nguyên trạng thái, Tvẫn mở, tụ C tiếp tục phóng điện và Ura = 0. + Đến thời điểm t1 điện áp nên đầu ra OA2 có mức logic 1, còn đầu ra OA1 vẫn có mức logic 0. Lúc này đầu vào S của trigơ có mức logic 1 nên đầu ra của trigơ chuyển trạng thái và 1 có mức logic 0. Qua cổng NAND ta có xung điện áp ra: Ura = 1. Khi đó tranzitor T khoá tụ C được nạp từ +UCC đ RA đ RB đ C đ mát. Trong qua trình nạp thì điện áp trên tụ tăng dần theo biểu thức sau : . Trong đó UC là điện áp trên tụ C, tn thời gian nạp của tụ C. + Khi điện áp trên tụ tăng đến giá trị thì đầu ra của OA2 chuyển trạng thái từ mức logic 1 về mức logic 0 làm đầu vào S của trigơ có mức logic 0. Đầu ra của OA1 lúc này vẫn giữ nguyên trạng thái ở mức logic 0 nên đầu vào R của trigơ cũng ở mức logic 0. Hai đầu vào của trigơ R-S đều có mức logic 0 nên trigơ vẫn giữ nguyên trạng thái, điện áp Ura =1, tụ C tiếp tục được nạp. + Cho đến thời điểm t2 điện áp trên tụ tăng đến giá trị UC ³ 2UCC/3 thì đầu ra của OA1 chuyển trạng thái lên mức logic1. Lúc này đầu vào R của trigơ mang mức logic 1, đầu vào S vẫn giữ nguyên trạng thái ở mức logic 0 làm cho Trigơ lật trạng thái. Đầu ra 1 của trigơ chuyển từ mức logic 0 nên mức logic 1 làm T thông bão hoà, quá trình nạp điện của tụ C kết thúc và tụ C lại phóng điện. Qua cổng NAND ta có điện áp Ura = 0, kết thúc một chu kỳ của xung ra. + Từ thời điểm t2 át3 tụ C lại phóng điện, hoạt động của mạch lặp lại quá trình từ 0 át1. Kết quả là ta thu được một dẫy xung vuông ở đầu ra trên chân 7 của vi mạch 555. Trong một chu kỳ phóng nạp của tụ thì ta lấy ra được một xung vuông ở đầu ra. Để thay đổi tần số xung ra và độ rộng xung thì thay đổi thời gian phóng nạp cho tụ bằng cách thay đổi giá trị các điện trở RA và RB. Thời gian để điện áp trên tụ đạt đến giá trị UC = 2UCC /3 ta tính được theo công thức sau: Đơn giản phương trình ta được : Trong thời gian từ 0 á t1 thì tụ C phóng điện từ giá trị UC = 2UCC /3 qua RB và qua T về mát nên ta có biểu thức sau: . Với tp là thời gian phóng của tụ C. Trong công thức này ta không kể đến nội trở của tranzitor T vì điện trở của nó rất nhỏ so với điện trở RB. Nhìn trên giản đồ thời gian ta thấy chu kỳ của xung điện áp ra là T bằng khoảng thời gian phóng điện và nạp điện của tụ C. T = tn + tp = 0,69(RA + RB).C + 0,69RB.C = 0,69(RA + 2RB).C. Giả sử ta mắc thêm điôt D song song với điện trở RB như hình vẽ thì tụ C sẽ nạp điện theo đường +Ucc đ RA đ D đ C đ mát. Nếu ta bỏ qua nội trở không đáng kể của điốt D thì thời gian nạp của tụ C sẽ được tính: tn = 0,69.C.RA, và chu kỳ của xung ra sẽ được tính: T = tn + tp = 0,69.RA.C + 0,69.RB.C = 0,69.(RA + RB).C. Nếu ta chọn RA = RB thì hằng số thời gian nạp của tụ bằng hằng số thời gian phóng và: T = 2.tn = 2.tp = 0,69.2.RA.C = 1,38.RA.C. Xung vào 0 0 0 0 0 Q1 Q0 Q2 Q3 t t t t t Nhìn vào biểu thức ta thấy khi muốn thay đổi chu kỳ t của xung ra ta có thể thực hiện bằng 2 cách là thay đổi dung lượng của tụ C hoặc thay đổi giá trị của điện trở RA, và RB. Trên hình 1 để có thể thay đổi được t ta điều chỉnh hai biến trở WR1 và WR2, đây là hai biến trở đồng trục mà khi ta tăng thì chúng cùng tăng còn khi ta giảm thì chúng cùng giảm nên WR1 = WR2 = WR. Với mạch như hình 1 ta có công thức tính chu kỳ của xung ra như sau: T = 0,69.2.WR.R1.C1. = 1,38.WR.R1.C1. 4. Khối đếm Khối đếm có chức năng tạo ra 15 trạng thái khác nhau của tổ hợp biến Q3, Q2, Q1, Q0 tương ứng với 15 trạng thái khác nhau của dòng chữ “ma quang chung” trạng thái khác nhau ta dùng bộ đếm 4 bit môđun 15. Bộ đếm này nhận xung từ mạch phát xung chủ đạo, thực hiện đếm và cho ra 4 đầu ra. Với bộ đếm môđul 15 ta có giản đồ thời gian như hình bên: Hình 5: Giản đồ điện áp của bộ đếm. Q3 Q2 Q0 Q3 Q2 Q0 Q2 Q2 Q0 Q3 Q1 Q0 Q1 Q3 Q1 Q1 Q3 Q0 Q3 Q1 Q2 Q1 Q1 Q1 Q2 Q0 Q3 Q1 Q3 Q1 Q3 Q1 0 0 0 0 Q3 Q1 0 1 1 1 Q3 Q1 1 0 0 0 Q3 Q1 1 1 1 1 Q2 Q0 0 0 0 1 Q2 Q0 0 1 1 0 Q2 1 0 0 1 Q0 1 1 1 0 Q2 Q0 0 0 1 0 Q3 Q0 0 1 0 1 Q2 Q0 1 0 1 0 Q2 Q0 1 1 0 1 Q2 Q0 0 0 1 1 Q2 Q0 0 1 0 0 Q3 Q1 1 0 1 1 Q2 Q1 1 1 0 0 Q2 Q0 Q3 Q3 Hình 6: Đồ hình chuyển đổi trạng thái của bộ đếm môđun 15. Từ giản đồ thời gian của điện áp trên bộ đếm ta đưa ra đồ hình biểu diễn sự thay đổi của điện áp trên bộ đếm như hình 6. Người ta thường xây dựng bộ đếm từ các phần tử cơ bản là các trigơ, có thể từ trigơ đếm T, trigơ D, trigơ R-S hoặc từ các trigơ J-K. ở đây ta chọn phương án bộ đếm xây dựng từ các trigơ T Nó có 2cửa vào là C, T, trong đó C là cửa vào đồng bộ, T, là cửa vào điều khiển. Và nó thoả mãn T = "0” Trạng thái trigơ giữ nguyên đ Qn+1 = Qn. T =”1” Trigơ lật trạng thái đ Qn+1 = Qn Q Trigơ T T C Qn+1 Sơ đồ mô phỏng Rn Sn Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 1 0 0 1 1 x Bảng trạng thái 0 1 x 0 1 1 x 0 Bảng chuyển tiếp 00 01 11 10 0 1 Qn+1 Qn Qn+1 Rn Rn+1 0 0 - 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 - Bảng đầu vào kích Từ bảng trạng thái hình 2 của trigơ T ta đưa ra bảng kích hình 4. Trong đó n là trạng thái hiện tại, n+1 là trạng thái tương lai, (-) là trạng thái tuỳ chọn có thể là mức logic 0 cũng có thể là mức logic 1, (x) là trạng thái cấm. Để xây dựng bộ đếm 4 bit ta cần 4 trigơ T như trên, nếu ta coi các đầu ra Q của các trigơ là biến còn đầu vào T là hàm, thì với môđun 15 ta có bảng trạng thái sau: Xung đếm Trạng thái các Trigơ đếm Trạng thái các hàm đầu vào kích Hiện tại Tiếp theo Q3 Q2 Q1 Q0 Q’3 Q’2 Q’1 Q’0 T3 T2 T1 T0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 3 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 4 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 6 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 7 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 8 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 9 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 10 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 11 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 12 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 3 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 14 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 Hình 11: Bảng trạng thái minh hoạ quá trình làm việc của bộ đếm Quan hệ giữa hàm đầu ra và đầu vào kích 1 1 1 1 1 1 1 1 0 x x x 1 1 1 1 00 01 11 10 T0 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 0 1 1 0 0 1 1 0 0 x x x 0 1 1 0 00 01 11 10 T1 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 0 0 1 0 0 0 1 0 1 x x x 0 0 1 0 00 01 11 10 T2 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 0 0 0 0 0 0 1 0 1 x x x 0 0 0 0 00 01 11 10 T3 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 T3 = Q3Q2 + Q2Q1Q0 T2 = Q3Q2 +Q1Q0 T1 = Q0 T0 = /Q3 +/Q2 Quan hệ giữa hàm đầu ra và đầu vào kích T0 = /Q3 +/Q2 T1 = Q0 T2 = T2 = Q3Q2 + Q1Q0 T3 = T3 = Q3Q2 + Q2Q1Q0 Xây dựng bộ đếm nhị phân đồng bộ dùng trigơ đếm T Hình12 III- Khối giải mã Khối giải mã nhận các biến vào là các đầu ra của bộ đếm, tuỳ theo yêu cầu đặt ra của đề bài mà cho ra các hàm với quy luật phù hợp, các hàm đó tương ứng với các kí tự thuộc dòng chữ ta cần trang trí. Khối giải mã có thể được xây dựng từ các cổng lôgic cơ bản, điôt bán dẫn hoặc từ bộ nhớ chỉ đọc (ROM). Ta thiết kế mạch giải mã sử dụng các điôt bán dẫn. Ta cần trang trí cho dòng chữ “Ma Quang Chung” theo yêu cầu sau: Thứ 1 : Từng kí tự được sáng và giữ nguyên trạng thái cho tới kí tự cuối cùng được sáng. Thứ hai: khi tất cả các kí tự sáng hết thì sau đó cùng tắt rồi lại cùng sáng và lại tắt hết để sang một chu kì mới bắt đầu từ yeeu cầu thứ nhất Xuất phát từ yêu cầu trên ta có bảng trạng thái của các kí tự trong một chu kì làm việc của bộ đếm như sau: stt m a q u a n g c h u n g 0 Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 1 Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 2 Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 3 Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 4 Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 5 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 6 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 7 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 8 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt Tắt 9 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt Tắt 10 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt Tắt 11 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Tắt 12 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng 13 Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt Tắt 14 Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Sáng Hình 13 :Biểu diễn tráng thái các kí tự thuộc dòng chữ “ma quang chung”trong một chu kì stt Q3 Q2 Q1 Q0 m a Q u a n g c h u N g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 7 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 9 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 10 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 12 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 14 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Hình14: Biểu diễn các trạng thái các hàm trong dòng chữ ‘ma quang chung” theo các biến Q ứng với tổ hợp biến vào Bằng cách lập bìa Cácnô cho từng hàm sau đó tối giản và biểu diễn dưới dạng tuyển ta có quan hệ giữa hàm với biến như sau: 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 x 1 1 1 1 1 00 01 11 10 A1 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 A1 =Q3/Q2+Q3/Q0+/Q3 Q2+ Q1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 x 1 1 1 1 1 00 01 11 10 M Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 M =Q3/Q2+Q3/Q0+/Q3 Q2+ Q0/Q3 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 x 1 1 1 1 1 00 01 11 10 U1 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 U1 = Q3/Q2 +Q3/Q0 +/Q3 Q2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 x 1 1 1 1 1 00 01 11 10 Q Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 Q = Q3/Q2 +Q3/Q0+/Q3 Q2+ Q1Q0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 x 1 1 1 1 1 N1= Q3/Q0+ Q2Q1+Q3/Q2+ Q3Q1 00 01 11 10 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 x 1 1 1 1 1 00 01 11 10 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 A2 = Q3/Q2 +Q3/Q0 +Q2 Q1+ /Q3 Q2Q0 A2 N1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 x 1 1 1 1 1 00 01 11 10 C Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 C = Q3/Q2 +Q3/Q0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 x 1 1 1 1 1 00 01 11 10 G1 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 G1 = Q3/Q2 +Q3/Q0 +Q2 Q1Q0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 x 1 0 0 1 1 00 01 11 10 U2 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 U2 = Q3/Q2/Q0 +Q3Q1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 x 1 0 1 1 1 00 01 11 10 H Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 H =Q3Q2/Q0 + Q3Q1+ Q3/Q2 Q0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 x 1 0 0 0 0 00 01 11 10 G2 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 G2 = Q3Q2/Q0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 x 1 0 0 1 0 00 01 11 10 N2 Q3Q2 Q1Q0 00 01 11 10 N2 =Q3Q2/Q0 + Q3Q1Q0 Thực hiện tối giản dùng bìa Cacnô ta nhân được kết quả sau: G1 = Q3/Q2 +Q3/Q0 +Q2 Q1Q0 C = Q3/Q2 +Q3/Q0 H =Q3Q2/Q0 + Q3Q1+ Q3/Q2 Q0 U2 = Q3/Q2/Q0 +Q3Q1 N2 =Q3Q2/Q0 + Q3Q1Q0 G 2= Q3Q2/Q0 M = Q3/Q2+Q3/Q0+/Q3 Q2+ Q0/Q3 A1 = Q3/Q2+Q3/Q0+/Q3 Q2+ Q1 q = Q3/Q2 +Q3/Q0+/Q3 Q2+ Q1Q0 U1 = Q3/Q2 +Q3/Q0 +/Q3 Q2 A2 = Q3/Q2 +Q3/Q0 +Q2 Q1 + /Q3 Q2Q0 N1= Q3/Q2 +Q3/Q0 +Q2 Q1 Từ kết quả trên ta xây dựng được mạch giải mã nhờ ma trận điốt như sau: Trên sơ đồ ta thấy các cột tương ứng là nguồn dương (+E) và các đầu ra Q, /Q của bộ đếm, các điện trở có trị số bằng nhau. Ta nhận thấy để thực hiện phép toán nhân các điôt có Anôt nối chung (số điôt bằng số thừa số), còn phép toán cộng có Katôt nối chung (số điôt bằng số số hạng). các điôt sử dụng trong mạch giải mã là các điôt chỉnh lưu thông thường có công suất nhỏ. Ta có thể chọn loại IN 4007 có rất sẵn trên thị trường IV- Khối khuếch đại – hiển thị Để thực hiện hiển thị người ta có thể sử dụng các đèn LED công suất nhỏ hoặc cũng có thể là các đèn sợi đốt công suất lớn. Tín hiệu từ mạch giải mã sau khi được khuếch đại sẽ cấp cho các bóng đèn trong mạch hiển thị. do đó sự sáng tắt của ccác bóng đèn tuân theo quy luật của tín hiệu mạch giải mã đưa ra. mặt khác ta biết tín hiệu từ mạch giải mã đưa ra là tín hiệu lôgic, nó chỉ tồn tại một trong hai trạng thái có hoạc không (1 hoặc 0), do đó các bóng đèn trong mạch hiển thị cũng chỉ ở một trong hai trạng thái sáng hoặc tắt.