progetto «dado elettronico

ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE «G. FERRARIS»
LABORATORIO DI TECNOLOGIA DISEGNO E PROGETTAZIONE
A.S. 2010 - 11
PROGETTO
«DADO ELETTRONICO»
PROF. GIOVANNI GULLI
PROF. VINCENZO GIANNOTTA
GENERALITA΄
• Il progetto consiste nel realizzare un circuito
che genera un numero casuale compreso fra 0
e 7 e lo visualizzi su un display a 7-segmenti.
• La generazione del numero avviene mediante
la pressione di un tasto.
ANALISI TEORICA
• Il progetto è realizzato mediante i seguenti
circuiti elettronici:
•
•
•
•
•
Multivibratore astabile (o generatore di onda quadra)
Contatore binario/BCD, 74LS293
Decoder/Driver BCD/7-segmenti, 74LS47
Display 7-segmenti, FND500 anodo comune
pulsante
ANALISI TEORICA
Questo è lo schema logico a blocchi del sistema:
GENERATORE
ONDA QUADRA
CONTATORE
BINARIO
DECODER-DRIVER
BCD→ 7-SEGMENTI
DISPLAY
7-SEGMENTI
ANALISI TEORICA – il generatore onda quadra
•
•
•
•
•
•
Il primo blocco, è il generatore di onda quadra, cioè un
multivibratore astabile che provvede alla creazione di un᾽onda
quadra.
Guardando allo schema elettrico del multivibratore astabile di
figura, si capisce che i due BJT funzionano in modalità ON-OFF e
che quando uno si trova in ON l᾽altro è OFF.
Quando si alimenta il circuito, a causa di lievi asimmetrie
costruttive (dentro la tolleranza dei componenti), uno dei due
BJT si porta nella condizione ON mentre l᾽altro è OFF.
Supponiamo che sia TR1=ON e TR2=OFF. In tal modo il
collettore di TR1 si porta al potenziale di massa ed il
condensatore C1 inizia a caricarsi alimentato dalla tensione +5V.
Quando la tensione ai capi di C1 che è collegato con la base di
TR2, è tale da portarlo in conduzione ON, improvvisamente C1
si scarica attraverso la giunzione B-E di TR2, mentre C2 si carica
adesso verso la tensione +5V, trovandosi il collettore di TR2 a
massa.
E di nuovo quando anche C2 caricandosi raggiunge il valore per
mandar in conduzione TR1, il tutto ricomincia da capo.
Sul collettore di TR2 viene prelevata l᾽uscita del circuito, che è
evidentemente un susseguirsi di +5 [V] e 0 [V], in funzione del
fatto che il BJT va in interdizione oppure in conduzione.
ANALISI TEORICA – il contatore binario
L᾽integrato 74LS293 è un contatore binario, che
conta il numero di fronti di salita del segnale
clock, presenti al suo ingresso (pin 10), da quando
viene chiuso a quando viene riaperto il pulsante
P1. In uscita viene fornito tale conteggio in forma
di numero binario su 4 bit, che sono le 4 linee sui
pin9-11, pin5, pin 4 e pin 8. Il bit più significativo è
sul pin 8, che viene di proposito lasciato
scollegato rispetto al circuito che segue per far si
che la massima configurazione di uscita sia 0111.
ANALISI TEORICA
il DECODER/DRIVER con il DISPLAY 7-SEGMENTI
Il codice binario a 4 bit proveniente dal
contatore binario del blocco precedente,
viene decodificato dal Decoder/driver
74LS47 che lo converte in un codice a 7
segmenti adatto per pilotare il display
FND500 ad anodo comune. I quattro
ingressi del circuito sono i pin 7, 1, 2, 6. Il
pin 6, che è quello più significativo, viene
collegato a massa per far si che la massima
configurazione decodificata dal circuito sia
0111, corrispondente a 7. Il circuito ha
anche la funzione di driver in quanto è in
grado di fornire la corrente necessaria a
pilotare un display a 7-segmenti.
ANALISI TEORICA
SCHEMA ELETTRICO COMPLETO