Do an mon hoc mach dem

BÁO CÁO MÔN HỌC ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: MẠCH ĐẾM TỪ ĐẾN 99 Khoá Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực : Lớp : Mã sinh viển : Viện đại học mở hà nội Khoa công nghệ điện tử - thông tin đại2021 h H Viện Ni , 03/ MỤC LỤC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI Error! Bookmark not defined KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THƠNG TIN Error! Bookmark not defined Khố 2019 - 2023 / Hệ Chính quy Hà Nội , 03/ 2021 Chương I : Đặt vấn đề - Phương án thiết kế 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Phương án thiết kế 1.2.1 Dùng ic số 1.2.2 Dùng ic giải mã Chương II : Giới thiệu IC 74LS90 IC giải mã 74LS47 1.1 Giới thiệu IC đếm 74LS90 1.1.1 Hình dạng sơ đồ chân 1.1.2.Chức chân 1.1.3 Hoạt động IC 74LS90 1.1.4 Cấu tạo 74LS90 1.2 IC giải mã 74LS47 1.2.1 Sơ đồ chân Chương III : Các linh kiện sử dụng mạch 10 1.1 Điện trở 10 1.2 Tụ điện 11 1.3 Led đoạn 11 1.4 IC 555 12 1.5 Tụ lọc nguồn 15 1.6 Tụ hóa 16 1.7 Nguồn 17 1.8 Biến trở 17 Chương IV : Sơ đồ nguyên lý , mô 19 1.1 Sơ đồ nguyên lý 19 1.2 Nguyên lý hoạt động 19 1.3 Mạch mô 19 Rút kết luận 20 Hướng phát triển 20 Lời nói đầu -Trong sống ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển nhanh đặt biệt phát triển công nghiệp vi điện tử, kỹ thuật số hệ thống điều khiển dần tự động hóa Với kỹ thuật tiên tiến Vi xử lý, Vi mạch số… ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển hệ thống điều khiển khí thơ sơ với tốc độ xử lý chậm, xác thay hệ thống điều khiển tự động với lệnh chương trình thiết lập trước -Trong trình sản xuất nhà máy, xí nghiệp nay, việc phân loại tự động yêu cầu cần thiết quan trọng Vì nắm bắt việc phân loại sản phẩm giúp tiết kiệm công sức, thời gian cho cơng nhân, cho sản phẩm đầu Và có xử lý kịp thời tránh hư hỏng cố xảy cho sản phẩm -Để đáp ứng yêu cầu phân loại tự động có nhiều cách để thực Vi vậy, e ứng dụng vào đề tài em : “ Mạch đếm từ đến 99 ” Chương I : Đặt vấn đề - Phương án thiết kế 1.1 Đặt vấn đề -Ngày với phát triển ngành Khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện – điện tử… -trong kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng lĩnh vực Khoa học kỹ thuật, quản lý, tự động hóa, thơng tin liên lạc… -Từ ý tưởng tự động hóa sản xuất, “Mạch đếm từ đến 99” em chọn làm đề tài tốt nghiệp gần gũi với thực tế 1.2 Phương án thiết kế 1.2.1 Dùng ic số - ưu điểm : • cho phép tăng hiệu suất lao động • đảm bảo độ xác cao • giá thành thấp • mạch đơn giản - nhược điểm : việc sử dụng ic số khó đáp ứng mục đích thay đổi số đếm , muốn thay đổi phải thay đỏi phần cứng Do cần lắp lại mạch gây tốn kinh tế 1.2.2 Dùng ic giải mã  ưu điểm : • mạch thay đổi số đếm cách linh hoạt cách thay đổi phần mềm mà không ảnh hưởng tới phần cứng • sử dụng linh kiện • mạch cài đặt số đếm ban đầu • đơn giản sử dụng ic số Chương II : Giới thiệu IC 74LS90 IC giải mã 74LS47 1.1 Giới thiệu IC đếm 74LS90 -IC 74LS90 IC đếm thường dùng mạch số đếm lên mạch chia tần số 1.1.1 Hình dạng sơ đồ chân 1.1.2.Chức chân Số chân 10 11 12 13 14 Tên chân Clock input (CLKA) Reset (R0(1)) Reset (R0(2)) Not connected (NC) Supply voltage Reset (R9(1)) Reset (R9(2)) Output (QC) Output (QB) Ground(0V) Output (QD) Output (QA) Not connected ( NC) Clock input (CLKA) Mô tả Ngõ vào xung đồng hồ Chân Reset (Reset 0) Chân Reset (Reset 0) Không sử dụng Chân cấp nguồn 5V Chân Reset Chân Reset Ngõ Ngõ Chân nối đất Ngõ Ngõ Không sử dụng Ngõ vào xung đồng hồ 1.1.3 Hoạt động IC 74LS90 IC đếm 74LS90 mạch đếm thập phân MOD-10 tạo mã BCD ngõ 74LS90 bao gồm bốn flip-flop JK chủ-tớ kết nối bên để cung cấp mạch đếm MOD-2 (2 trạng thái đếm) mạch đếm MOD-5 (5 trạng thái đếm) 74LS90 có flip-flop độc lập điều khiển đầu vào CLKA ba flip-flop JK tạo thành đếm không đồng điều khiển đầu vào CLKB hình bên 1.1.4 Cấu tạo 74LS90 -Bốn ngõ IC ký hiệu QA, QB, QC QD Thứ tự đếm 74LS90 kích hoạt cạnh xuống tín hiệu xung đồng hồ, tức tín hiệu xung đồng hồ CLK chuyển từ logic (mức CAO) sang logic (mức THẤP) xem có xung đồng hồ tác động vào mạch đếm -Các chân ngõ vào bổ sung R1, R2, R3 R4 chân RESET Khi ngõ vào RESET R1 R2 kết nối với logic 1, mạch đếm bị RESET trở (0000) ngõ vào R3 R4 kết nối với logic 1, mạch đếm RESET số (1001) số đếm vị trị đếm Bảng hoạt động Reset đếm IC đếm 74LS90 sau: Lưu ý: R0(1) = R1, R0(2) = R2, R9(1) = R3, R9(2) = R4 -Như trình bày trên, bên IC đếm 74LS90 gồm có mạch đếm chia mạch đếm chia Như vậy, sử dụng hai mạch đếm: mạch đếm chia tần số đếm chia tần số kết hợp hai mạch đếm với để tạo mạch đếm BCD chia 10 mong muốn 1.2 IC giải mã 74LS47 -Để thị số đếm led đoạn cần IC giải mã BCD sang led đoạn IC 74LS47 74LS247 thiết kế để làm việc 74LS47 có bốn ngõ vào cho chữ số BCD A, B, C D có ngõ để điều khiển đoạn led đoạn -IC giải mã hiển thị 74LS47 nhận mã BCD từ ngõ IC đếm 74LS90 tạo tín hiệu cần thiết để điều khiển đoạn led đoạn để thị số đếm Vì IC giải mã 74LS47 thiết kế để điều khiển led đoạn loại anode chung nên ngõ mức THẤP (logic 0) làm cho LED kết nối với ngõ phát sáng ngõ mức CAO (logic 1) làm cho LED TẮT Đối với hoạt động bình thường, tất chân LT (Lamp Test), BI / RBO (Blanking Input/Ripple Blanking Output) RBI (Ripple Blanking Input) phải bỏ trống kết nối với logic (mức CAO) -Lưu ý 74LS47 có ngõ tích cực mức THẤP thiết kế để giải mã hiển thị LED đoạn loại ANODE chung IC giải mã / điều khiển 74LS48/4511 có chức hồn tồn giống IC 74LS47 ngoại trừ có ngõ tích cực mức CAO, thiết kế để giải mã hiển thị cho đoạn loại CATHODE chung Vì vậy, tùy thuộc vào loại led đoạn mà bạn sử dụng, bạn cần IC giải mã 74LS47 74LS48 1.2.1 Sơ đồ chân Chương III : Các linh kiện sử dụng mạch 1.1 Điện trở -Điện trở hay Resistor linh kiện điện tử thụ động gồm tiếp điểm kết nối, thường dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt linh kiện điện tử chủ động transistor, tiếp điểm cuối đường truyền điện có nhiều ứng dụng khác Điện trở cơng suất tiêu tán lượng lớn điện chuyển sang nhiệt có điều khiển động cơ, hệ thống phân phối điện Các điện trở thường có trở kháng cố định, bị thay đổi nhiệt độ điện áp hoạt động Biến trở loại điện trở thay đổi trở kháng núm vặn điều chỉnh âm lượng Các loại cảm biến có điện trở biến thiên như: cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lực tác động phản ứng hóa học -Điện trở loại linh kiện phổ biến mạng lưới điện, mạch điện tử, Điện trở thực tế cấu tạo từ nhiều thành phần riêng rẽ có nhiều hình dạng khác nhau, ngồi điện trở cịn tích hợp vi mạch IC -Điện trở phân loại dựa khả chống chịu, trở kháng tất nhà sản xuất ký hiệu 1.2 Tụ điện -Là loại linh kiện điện tử thụ động, hệ hai vật dẫn ngăn cách lớp cách điện Khi có chênh lệch điện hai bề mặt, bề mặt xuất điện tích điện lượng trái dấu -Sự tích tụ điện tích hai bề mặt tạo khả tích trữ lượng điện trường tụ điện Khi chênh lệch điện hai bề mặt điện xoay chiều, tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng tụ điện mạch điện xoay chiều -Về mặt lưu trữ lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui Mặc dù cách hoạt động chúng hồn tồn khác nhau, chúng lưu trữ lượng điện Ắc qui có cực, bên xảy phản ứng hóa học để tạo electron cực chuyển electron sang cực lại Tụ điện đơn giản hơn, khơng thể tạo electron - lưu trữ chúng Tụ điện có khả nạp xả nhanh Đây ưu so với ắc quy 1.3 Led đoạn -Mỗi đèn led đoạn có chân đưa khỏi hộp hình vng Mỗi chân gán cho chữ từ a đến g tương ứng với led Những chân khác nối lại với thành chân chung -Như cách phân cực thuận (forward biasing) chân led theo thứ tự cụ thể, số đoạn sáng số đoạn khác không sáng cho phép hiển thị ký tự mong muốn Điều cho phép hiển thị số thập phân từ đến led đoạn -Chân chung sử dụng để phân loại led đoạn Vì đèn led có chân, chân anode chân cathode nên có loại led đoạn cathode chung (CC) anode chung (CA) Sự khác loại thấy tên gọi Loại CC chân cathode nối chung với Còn loại CA chân anode nối chung với 1.4 IC 555 -Cấu tạo IC NE555 gồm có OP – AMP dùng để so sánh điện áp, mạch lật transistor giúp xả điện Cấu tạo đơn giản coi mạch tích hợp hoạt động tốt có độ xác cao -Cấu tạo bên gồm có điện trở mắc nối tiếp để chia điện áp nguồn (Vcc) thành phần giúp tạo nên điện áp chuẩn Điện áp ⅓ Vcc nối với chân dương OP – AMP điện áp ⅔ Vcc lại nối với chân âm OP – AMP Trong trường hợp điện áp chân nhỏ ⅓ Vcc chân S= lúc FF kích hoạt Khi điện áp chân số mà lớn ⅔ Vcc chân R FF= FF reset -Với đặc tính Ic 555 chân cấp nguồn hoạt động với dải điện áp từ 2.0 – 18V, với chuẩn đầu tương thích TTL cấp nguồn 5V với dòng điện rút ấp lên đến 200mA -Thơng số chuẩn IC 555 liệt kê sau: Với nguồn điện áp đầu vào nằm dải từ – 18V; Dịng điện tiêu thụ: – 15mA; Cơng suất tiêu thụ lớn (Pmax): 600mW; Điện áp logic đầu mức cao (mức 1): 0.5 – 15V; Điện áp logic đầu mức thấp (mức 0): 0.03 – 0.06V; -Chức hoạt động chân  Chân (GND): Chân nối GND để giúp cung cấp dòng cho IC hay gọi mass chung  Chân số (TRIGGER): Được biết đến chân đầu vào thấp so với điện áp so sánh sử dụng giống chân chốt tần số áp Mạch so sánh sử dụng Transistor PNP với điện áp chuẩn ⅔ Vcc  Chân số (OUTPUT): Đây chân lấy tín hiệu logic đầu Trạng thái tín hiệu chân số xác định mức thấp (mức 0) mức cao (mức 1)  Chân số (RESET): Dùng để lập định trạng thái đầu IC 555 Khi chân nối với Mass OUTPUT mức Cịn chân mức cao trạng thái đầu phụ thuộc theo mức áp chân số chân số Trong trường hợp, muốn tạo dao động thường chân nối trực tiếp với nguồn Vcc  Chân số (CONTROL VOLTAGE): Chân sử dụng để làm thay đổi mức điện áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở nối với chân số GND  Chân số (THRESHOLD): Là chân đầu vào để so sánh điện áp dùng chân chốt  Chân số (DISCHAGER): Đây coi khóa điện tử chịu tác động điều khiển từ tầng logic chân Khi đầu chân OUTPUT mức khóa đóng ngược lại Chân số có nhiệm vụ tự nạp xả điện cho mạch R-C  Chân số (Vcc): Đây nguồn cấp cho IC 555 hoạt động Chân cung cấp với mức điện áp dao động từ – 18V 1.5 Tụ lọc nguồn Tụ hóa 10uF 25V -Tụ điện sử dụng nhiều kỹ thuật điện điện tử, thiết bị điện tử, tụ điện linh kiện thiếu đươc, mạch điện tụ có cơng dụng định truyền dẫn tín hiệu , lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động vv… -Tụ hố tụ có phân cực âm dương , tụ hố có trị số lớn giá trị từ 0,47µF đến khoảng vài chục nghìn µF Tụ hố thường sử dụng mạch có tần số thấp dùng để lọc nguồn, tụ hoá ln ln có hình trụ 1.6 Tụ hóa 1.7 Nguồn 1.8 Biến trở -Là thiết bị có điện trở biến đổi theo ý muốn Chúng sử dụng mạch điện để điều chỉnh hoạt động mạch điện Điện trở thiết bị thay đổi cách thay đổi chiều dài dây dẫn điện thiết bị, tác động khác nhiệt độ thay đổi, ánh sáng xạ điện từ, -Ký hiệu biến trở sơ đồ mạch điện dạng sau: Chương IV : Sơ đồ nguyên lý , mô 1.1 Sơ đồ nguyên lý 1.2 Nguyên lý hoạt động - Về IC 555 tạo xung dao động ,đưa vào IC 7490, IC 7490 có xung dao động dương từ IC 555 đếm , đếm hệ nhị phân ,xong đưa vào chân nhị phân đầu vào IC 7447 để IC 7447 giải mã hiển thị lên led 1.3 Mạch mô Rút kết luận -Sản phẩm hoàn thành :  Chạy chức ban đầu đặt  Hệ thống chạy ổn định -Đối với sinh viên :  Làm quen với ic đếm , giải mã  Tăng thêm kinh nghiệm làm mạch sử dụng phần mềm proteus Hướng phát triển -Có thể phát triển mạch để ứng dụng cao ,tốt sống :  Áp dụng vào xí nghiệp  Các chuỗi cửa hàng bán hàng hoá Em xin chân thành cảm ơn thầy tận tâm giảng dạy em suốt qua trình học tập , giúp em trau dồi thêm kiến thức hoàn thiện dần kỹ !!!! ... Input/Ripple Blanking Output) RBI (Ripple Blanking Input) phải bỏ trống kết nối với logic (mức CAO) -Lưu ý 74LS47 có ngõ tích cực mức THẤP thiết kế để giải mã hiển thị LED đoạn loại ANODE chung... tự mong muốn Điều cho phép hiển thị số thập phân từ đến led đoạn -Chân chung sử dụng để phân loại led đoạn Vì đèn led có chân, chân anode chân cathode nên có loại led đoạn cathode chung (CC) anode... loại anode chung nên ngõ mức THẤP (logic 0) làm cho LED kết nối với ngõ phát sáng ngõ mức CAO (logic 1) làm cho LED TẮT Đối với hoạt động bình thường, tất chân LT (Lamp Test), BI / RBO (Blanking