ĐỀ tài 2 mạch đếm và đóng thùng sản phẩm 25 sản phẩm 1 thùng – 10 thùng reset

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ==========  ========== PBL 2: KỸ THUẬT MẠCH TƯƠNG TỰ VÀ SỐ ĐỀ TÀI 2: Mạch đếm đóng thùng sản phẩm 25 sản phẩm / thùng – 10 thùng reset SINH VIÊN THỰC HIỆN: Huỳnh Võ Thiện Tuấn – 106190137 Nguyễn Thành Trung – 106190135 LỚP / NHÓM: 19DTCLC3 / 19Nh41A GV HƯỚNG DẪN: TS HUỲNH VIỆT THẮNG KS LÊ HỒNG NAM Đà Nẵng, 11/2021 LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà kỹ thuật số đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa Do dó phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật điện tử Trong phát triển điện tử nay, kỹ thuật số dần chiếm ưu số lượng lớn ứng dụng nhiều thiết bị điện tử dân dụng, nhiều lĩnh vực đo lường, điều khiển nhờ vào ưu điểm Có thể nói, tảng kỹ thuật số mạch logic số dựa cổng mà ngày tích hợp IC số Các mạch logic sử dụng đèn LED để hiển thị thông tin nhằm mục đích thơng báo, quảng cáo nơi cơng cộng sử dụng rộng rãi Trên sở học môn: kỹ thuật số, khuôn khổ đồ án môn học: Thiết kế mạch số, chúng em thiết kế mạch số với tiêu đề đầy đủ là: Mạch đếm đóng thùng sản phẩm sử dụng vi mạch số, sử dụng đèn LED để hiển thị Với mục đích tìm hiểu kỹ thuật số, nâng cao kiến thức Trong trình làm đề tài, chúng em gặp nhiều khó khăn Chúng em nơi khác nhau, dịch bênh nên khơng thể gặp mặt trực tiếp mà phải thông qua gọi hay lần gặp online nên khó khăn việc đóng góp ý kiến chung từ Chúng em nỗ lực, cố gắng bước, từ phần thiết kế, chạy mô đến thiết kế mạch in, cố gắng hoàn thiện mạch thực tế Do kiến thức cịn thời gian thực khơng nhiều nên đề tài chúng em cịn nhiều sai sót hạn chế Mặc dù đã phần nào thiết kế chi tiết mạch đơi cịn mang tính lý thuyết, chưa thực tế Chúng em mong đóng góp sửa chữa từ thầy I Giới thiệu đề tài : Tính cấp thiết đề tài: - Hiện thời đại khoa học kĩ thuật phát triển, nhà máy xí nghiệp sản xuất sản phẩm băng chuyền đại, sản phẩm xuất nhanh nhiều việc đếm xem có sản phẩm hoàn tất từ băng chuyền cuối người cơng nhân khó thực xác Vì mạch đếm giúp ta kiểm soát sản lượng cho băng chuyền Yêu cầu thiết kế: - Nguồn cấp 5V dc - Cảm biến đếm sản phẩm, dùng cảm biến hồng ngoại quang trở - Sử dụng vi mạch số (hệ 74ls192, 74ls193, 74ls90, hệ tổ hợp 74ls85)và cổng logic -Hiển thị sử dụng led đoạn led đơn để biểu diễn hệ thống đếm đóng thùng sản phẩm - Mục đích mạch đếm sản phẩm giúp cho nhà máy đếm số lượng sản phẩm máy tạo cách đơn giản, xác mà không tốn nhiều sức lao động công nhân - Yêu cầu mạch đếm sản phẩm phải chạy cách xác, ổn định, gọn lẹ dễ lắp đặt dễ sửa chữa rẻ tiền II Phân tích thiết kế mạch: Sơ đồ khối mạch: Sơ đồ mạch chi tiết: Phân tích thiết kế phần mạch: 3.1 Giới thiệu IC 4518: a Giới thiệu IC 4518: IC đóng gọi dạng DIP 16, 4518 IC có chức đếm theo số trạng thái xung ngõ vào xung clock IC 4518 gồm hai đếm mã số nhị phân, chân 16 lên nguồn, chân nối mass, chân 1,2,3,4,5,6 thuốc đếm 9,10,11,12,13,14,15 thuộc đếm thứ hai hai đếm có chức - Dựa vào sơ đồ khối 4518 ta thấy hai đếm tách biệt - Bộ đếm phía gồm có chân nhận xung clock, chân ngõ vào cho phép, nhìn vào bảng thật ta nhận biết trạng thái hai chân - Nếu chân nhận xung từ mức thấp lên cao ( 0v- 5v ), chân 5v chân 0v chân chuyển trạng thái từ cao xuống thấp ( 5v – 0v ) IC đếm lên đơn vị - Các chân 3,4,5,6 ứng với Q0, Q1, Q2, Q3 thể mã số BCD ngõ - Chân số Reset mức cao thiết lập lại trạng thái ban đầu đếm b Nguyên lý hoạt động IC4518: - Ngõ vào Clock Input đếm sườn Xung lên ( chuyển từ mức thấp lên mức cao ) tức Clock Input đưa vào chân Clock chân Enable nối lên dương nguồn tất mạch đếm đếm xườn Xung xuống ( chuyển từ mức cao xuống mức thấp ) tức Xung đếm ngõ cuối tầng trước đưa vào chân Enable tầng sau chân Clock tầng đếm sau nối xuống âm nguồn - Các chân 3,4,5,6 ứng với với Q0, Q1, Q2, Q3 thể mã số BCD ngõ - Chân số Reset mức cao thiết lập trạng thái ban đầu đếm 3.2 Giới thiệu IC 4511: a Giới thiệu IC giải mã 4511: IC đóng gói dạng DIP 16, IC4511 có chức nhận tín hiệu với hệ số BCD từ ngõ vào D1, D2, D3, D4 để thực giải mã sang hệ số thập phân ngõ Qa, Qb, Qc, Qd, Qe, Qf, Qg điều khiển led đoạn hiển thị số thập phân - Chân BI có chức kiểm tra mạch, tích cực mức thấp, nối mass ngõ từ Qa đến Qg có mức áp 0v, led đoạn khơng sang - Chân LT có chức chạy thử mạch, tích cực mức thấp, nối mass ngõ Qa đến Qg mức cao Vcc, led đoạn hiển thị số - Chân LE ngõ vào cho phép mạch hoạt động, tích cực mức thấp, nối mass chân LT BI nối Vcc IC 4511 có chức giải mã - Các chân 7,1,2,6 tương ứng với ngõ vào tín hiệu BCD D1, D2, D3, D4 nhận tín hiệu từ Q0, Q1, Q2, Q3 từ IC 4518 để thực việc giải mã từ hệ số BCD sang hệ số thập phân - Các chân 13,12,11,10,9,15,14 tương ứng ngõ Qa đến Qg, ngõ cấp cho chân a,b,c,d,e,f,g led đoạn loại catod chung hiển thị số thập phân - Chân GND nối mass - Chân 16 Vcc nối nguồn dương b Nguyên lí hoạt động IC4511: - Chức IC 4511 mạch đếm sản phẩm nhận tín hiệu thuộc hệ số BCD từ IC 4518 đếm từ chân ngõ vào D1, D2, D3, D4 sau thực giải mã điều khiển led đoạn thực hiển thị số thập phân - Theo bảng thật IC 4511, ta thấy với tín h iệu BCD từ IC4518 sau thực đếm cấp ngõ vào IC 4511, số nhị phân BCD IC 4511 giải mã thành hệ số thập phân điều khiển led đoạn hiển thị số thập phân từ đến Bảng thật IC 4511 3.3 Led đoạn catod chung: - Là loại linh kiện điện tử thông dụng sử dụng nhiều trong lĩnh vực điện tử số Led đoạn catod chung bao gồm led dài giống xếp thứ tự hình vẽ nối chung catod của đoạn led hoạt động chân a,b,c,d,e,f nối với ngõ IC giải mã tích cực mức cao 3.4 Nguyên lý hoạt động tổng quát mạch đếm sản phẩm: - Khi có sản phẩm qua, mạch cho xung clock cấp vào chân số enable IC 4518, lúc IC 4518 có nhiệm vụ đếm lên đơn vị thuộc hệ số BCD, số BCD xuất chân 3, 4, 5, tương ứng Q0, Q1, Q2, Q3 Các chân nối trực tiếp lên chân D1, D2, D3, D4 IC giải mã 4511 IC 4511 có nhiệm vụ giải mã từ hệ số BCD sang hệ số thập phân xuất chân từ Qa đến Qg nối với chân a, b, c, d, e, f, g led đoạn thơng qua điện trở có giá trị 470 Ohm có tác dụng hạng dịng bảo vệ led đoạn - Với IC 4518 với IC 4518 có đếm, ta có đếm điều khiểm IC 4511 giải mã điều khiển led đoạn hiển thị số hệ thập phân từ hàng đơn vị, chục Như với led hiển thị mạch đếm đếm từ 00 đến 25 sản phẩm trước quay trở 00 - Để mở rộng số sản phẩm đếm ta việc nối Q3 đếm hàng trước với ngõ vào xung clock đếm cho hàng - Trong mạch cịn có nút Reset có tác dụng lập lại trạng thái ban đầu mạch tức số 00 Kết quả: 3.1 Kết mô Proteus: 10 Mạch đếm từ 00-25 sản phẩm reset số thùng trạng thái ban đầu 11 Kết luận hướng phát triển đề tài : 4.1 Các kết đạt được: - Dựa phương pháp nghiên cứu phân tích đặc tính chức linh kiện, IC áp dụng kiến thức học với hướng dẫn giảng viên phụ trách để xây dựng nên mạch chức đếm sản phẩm hoạt động tốt với yêu cầu đề tài Với việc tự nghiên cứu thực mạch đếm sản phẩm giúp chúng em vận dụng kiến thức học hướng dẫn giảng viên để thực tốt mạch 4.2 Phân tích ưu nhược điểm mạch: a Ưu điểm: - Mạch đếm sản phẩm có ưu điểm mạch đơn giản, gọn lẹ, hoạt động ổn định, xác dễ lắp đặt sửa chữa Mạch có giá trị thiết thực thực đếm số lượng sản phẩm sản xuất từ băng chuyền cách xác, thay cho việc đếm sản phẩm công nhân giúp tiết kiệm sức lao động Mạch đếm sản phẩm hoạt động với dòng điện đếm chiều 5v nên tốn hao nhiều lượng b Nhược điểm: - Hạn chế mạch đếm đếm sản phẩm có kích thước nhỏ chai bia, nước sản phẩm có kích thước nhỏ khác 4.3 Kết luận sau làm mạch số: - Mạch đếm sản phẩm dung cảm biến quang đạt yêu cầu đặt Kết sản phẩm xác - Do thời gian có hạn kiến thức hạn chế nên mạch dừng lại mức độ hiển thị sản phẩm 4.4 Hướng phát triển đề tài/ Dự định tương lai nhóm: - Hướng phát triển tăng số lượng sản phẩm lên nhiều 25, sử dụng phương pháp chốt liệu cho LED đoạn Vì số lượng sản phẩm nhiều 999 sản phẩm - Hướng phát triển đếm số lượng sản phẩm nhiều 999 giao tiếp LED đoạn sử dụng phương pháp quét LED hiển thị sản phẩm - Hướng phát triển phân loại sản phẩm, phân theo luồng sản phẩm Tài liệu tham khảo: http://tri-heros.net/vi/news/Mach-Logic/IC-4518-467/ https://dientutuonglai.com/ic-cd4518-dip16.html 12 13 14 ... ngõ vào xung clock IC 4 518 gồm hai đếm mã số nhị phân, chân 16 lên nguồn, chân nối mass, chân 1 ,2, 3,4,5,6 thuốc đếm 9 ,10 ,11 , 12 , 13 ,14 ,15 thuộc đếm thứ hai hai đếm có chức - Dựa vào sơ đồ khối 4 518 ... mạch tức số 00 Kết quả: 3 .1 Kết mô Proteus: 10 Mạch đếm từ 00 -25 sản phẩm reset số thùng trạng thái ban đầu 11 Kết luận hướng phát triển đề tài : 4 .1 Các kết đạt được: - Dựa phương pháp nghiên... GND nối mass - Chân 16 Vcc nối nguồn dương b Nguyên lí hoạt động IC4 511 : - Chức IC 4 511 mạch đếm sản phẩm nhận tín hiệu thuộc hệ số BCD từ IC 4 518 đếm từ chân ngõ vào D1, D2, D3, D4 sau thực giải