Đồ án môn học đồ án điện tử cơ bản thiết kế bộ đếm từ 00 đến 99 dùng ic số 7493

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ -o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN THIẾT KẾ BỘ ĐẾM TỪ 00 ĐẾN 99 DÙNG IC SỐ 7493 GVHD: Th.S Trần Xn Phương NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nhóm Trần Hải Dương MSV: 2020604999 Diệp Thị Hiền MSV: 2020607928 Đỗ Đình Hiếu MSV: 2020604729 Dương Thị Huyền MSV: 2020603688 Trần Minh Tuấn MSV: 2020605351 Lớp: 20221FE6009004 Hà Nội, năm 2022 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô Khoa Điện Tử “Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội” đặc biệt thầy Trần Xuân Phương tạo điều kiện tốt cho nhóm chúng em hồn thành đồ án mơn học Và chúng em xin chân thành cám ơn thầy nhiệt tình hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt báo cáo Tuy nhiên, trình làm đề tài kiến thức chuyên ngành nhóm chúng em cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi vài thiếu sót trình bày đánh giá vấn đề Rất mong nhận góp ý, đánh giá thầy mơn để đề tài em thêm hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 18 tháng 12 năm 2022 Nhóm sinh viên Trần Hải Dương Diệp Thị Hiền Dương Thị Huyền Đỗ Đình Hiếu Trần Minh Tuấn TĨM TẮT ĐỒ ÁN Nói đến toán đếm nghĩ dến việc dùng IC số, đếm sườn lên sườn xuống xung đầu vào cần đếm, Đếm đếm xung vuông, giá trị sườn lên, sườn xuống xung đưa vào IC đếm giải mã nhờ IC giải mã sau mã hóa hiển thị LED 7thanh Mạch đếm 00-99 sử dụng IC 7493 sản phẩm gồm khối chính: - Khối tạo xung - Khối đếm mã - Khối giải mã - Khối hiển thị kết MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ĐỒ ÁN MỤC LỤC .2 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH .5 PHẦN LỜI MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan đề tài: 1.2 Nhiệm vụ đề tài: .8 1.3 Phân chia công việc nhóm: .9 PHẦN LÝ THUYẾT 10 2.1 Nghiên cứu tổng quan IC 555: 10 2.2 Nghiên cứu tổng quan IC 7493: 12 2.3 Nghiên cứu tổng quan IC 7447: 14 2.4 Nghiên cứu tổng quan led thanh: 15 2.5 Nghiên cứu tổng quan IC 7805: 17 2.6 Nghiên cứu tổng quan biến áp 18 PHẦN THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG MẠCH 19 3.1 Yêu cầu thiết kế: .19 3.2 Phương án thiết kế: 19 3.3 Sơ đồ khối tổng quát: .21 3.4 Chức khối: .21 3.5 Sơ đồ mạch chi tiết: .22 3.6 Chức khối: .23 3.6.1 Khối nguồn: 23 3.6.2 Khối tạo xung 23 3.6.3 Khối đếm: 24 3.6.4 Khối giải mã: .25 3.6.5 Khối hiển thị: .25 3.7 Mạch mô phỏng: .26 3.8 Dự trù chi phí linh kiện 29 PHẦN KẾT QUẢ THỰC HIỆN .30 4.1 Xác định điểm đo mạch: 30 4.2 Số liệu đo đạc: 31 4.3 Giải thích phân tích kết thu được: 32 4.4 Kết thực hiện: 33 4.4.1 Mạch sau hoàn thiện: 33 4.4.2 Đánh giá kết làm việc nhóm: 35 PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 37 5.1 Những kết đạt được: 37 5.2 Những thuận lợi khó khăn thực đề tài: 37 5.3 Kiến thức học được: 37 5.4 Hướng phát triển: 37 5.5 Hướng dẫn sử dụng sản phẩm 38 PHẦN TÀI LIỆU THAM KHẢO .40 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Tên viết tắt Từ chuyên ngành C Capacitor Tụ điện R Resistor Điện trở FF Flip Flop Phần tử có trạng thái BCD Binary-coded decimal Mã nhị phân PCB Printed circuit board Mạch in L Low Mức thấp (mức logic 0) H High Mức cao (mức logic 1) VCC IC Voltage colector to colector Integrated circuit Tiếng việt Điện áp nguồn cung cấp Vi mạch tích hợp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 IC LM555 10 Hình 2.2 Sơ đồ chân cấu trúc mạch IC LM555 10 Hình 2.3 IC 7493 12 Hình 2.4 Sơ đồ chân IC 7493 .12 Hình 2.5 IC 74LS47 14 Hình 2.6 Sơ đồ chân IC7447 15 Hình 2.7 LED 15 Hình 2.8 Sơ đồ chân led Anode chung 16 Hình 2.9 IC 7805 17 Hình 2.10 Sơ đồ chân IC 7805 17 Hình 2.11 Biến áp 18 Hình 3.1 Mạch đếm 00 đến 99 sử dụng IC7490 19 Hình 3.2 Sơ đồ khối tổng quát đếm 21 Hình 3.3 Sơ đồ mạch chi tiết 22 Hình 3.4 Khối nguồn 23 Hình 3.5 Khối tạo xung 23 Hình 3.6 Khối đếm .24 Hình 3.7 Khối giải mã 25 Hình 3.8 Khối hiển thị 25 Hình 3.9 Mạch mơ đếm 00 đến 99 trạng thái 00 26 Hình 3.10 Mạch mơ đếm 00 đến 99 trạng thái 99 27 Hình 3.11 Xung đầu chân IC555 .27 Hình 3.12 Xung đầu QA, QB, QC, QD IC7493 28 Hình 3.13 Mạch in .28 Hình 4.1 Sơ đồ điểm cần đo 30 Hình 4.2 Mơ trình đo 31 Hình 4.3 Mơ q trình đo 32 Hình 4.4 Mạch in thực tế 33 Hình 4.5 Mạch đếm 00 đến 99 trạng thái 00 33 Hình 4.6 Mạch đếm 00 đến 99 trạng thái 99 34 Hình 5.1 Kết nối biến áp với khối nguồn 38 Hình 5.2 Cấp nguồn cho mạch 39 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Chức chân IC LM555 11 Bảng 2.2 Chức chân IC 7493 .12 Bảng 2.3 Bảng chân lý IC7493 13 Bảng 2.4 Chức RESET/COUNT .14 Bảng 2.5 Sự thật hiển thị đoạn 16 Bảng 3.1 Dự trù chi phí linh kiện .29 Bảng 4.1 Thông tin xác định điểm đo, đơn vị đo, thiết bị đo 30 Bảng 4.2 Ghi nhận kết đo điện áp/dòng điện 31 Bảng 4.3 Ghi nhận kết khảo sát tín hiệu .31 PHẦN LỜI MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan đề tài: Công nghệ 4.0 ngày phát triển đồng nghĩa với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin khoa học ứng dụng Kỹ thuật điện tử nằm số Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ … yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu ngày cao Ngày công nghệ vi điện tử phát triển mạnh mẽ với đời hàng loạt vi mạch Sự xuất vi mạch, IC số tổng hợp giúp cho kích thước mạch nhỏ gọn, tiện lợi Để xây dựng thiết bị số hoàn chỉnh phải có mạch đếm, ghi, nhớ mạch đếm thơng số hệ thống Bên cạnh với việc thiết kế mạch đếm có ứng dụng rộng rãi thực tế giúp người tự động hóa số ngành công nghiệp Xuất phát từ ứng dụng với kiến thức học lớp học phần Điện tử tương tự, Điện tử số, Thực hành điện tử Thực hành điện tử tương tự với tìm hiểu thực tế, em đưa ý tưởng, chủ đề nghiên cứu với nội dung “Thiết kế đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC số 7493” 1.2 Nhiệm vụ đề tài: Đề tài thiết kế đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC 7493 sâu vào vấn đề là: Đếm số xung CK đưa vào thể ngõ hiển thị LED (đếm thuận từ 00 đến 99) Với đề tài” thiết kế đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC 7493” đồ án bao gồm nội dung: Nội dung 1: Tìm hiểu nguyên lý, lý thuyết mạch đếm Nội dung 2: Tìm hiểu IC555, IC7493, IC7447 Nội dung 3: Thiết kế mạch đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC7493 mạch nguồn 27 3.7 Mạch mô phỏng: TR1 BR1 U1 78L05 V1 +210 +14.4 AC Volts AC Volts VI VO 5v R1 GND VSINE BRIDGE 5v TRAN-2P2S 220 C1 C2 1000uF C3 100nF C4 1000uF 100nF +5.01 D1 Volts H ì n h LED-GREEN 0v 0.00 Amps R2 1k 14 R +5.01 Q DC GND TR TH 39% 47k R0(1) R0(2) QA QB QC QD 12 11 7493 U3 A B C D BI/RBO RBI LT QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 7447 CV R3 CKA CKB RV1 10k 555 D2 LED-BLUE 14 C5 10uF U6 CKA CKB R0(1) R0(2) 7493 QA QB QC QD 12 11 U4 A B C D BI/RBO RBI LT QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 7447 0v Volts VCC U2 U5 Mạch mô đếm 00 đến 99 trạng thái 00 28 H TR1 BR1 U1 78L05 V1 +218 +15.6 AC Volts AC Volts VI VO 5v R1 GND VSINE C1 C2 1000uF n 220 BRIDGE 5v TRAN-2P2S C3 100nF C4 1000uF 100nF +5.01 D1 Volts LED-GREEN 0v Amps 1k 14 U2 R Q DC GND TR TH 39% 47k CKA CKB R0(1) R0(2) QA QB QC QD 12 11 7493 U3 A B C D BI/RBO RBI LT QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 7447 RV1 10k 555 D2 LED-BLUE 14 C5 10uF U6 CKA CKB R0(1) R0(2) 7493 QA QB QC QD 12 11 U4 A B C D BI/RBO RBI LT CV R3 U5 QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 7447 0v Volts VCC h +0.00 R2 +5.01 ì Mạch mô đếm 00 đến 99 trạng thái 99 Hình 3.22 Xung đầu chân IC555 29 H ìn h 23 X u n g đầu QA, QB, QC, QD IC7493 Hình 3.24 Mạch in 30 3.8 Dự trù chi phí linh kiện Bảng 3.6 Dự trù chi phí linh kiện Tên linh kiện Số lượng Giá tiền Ic 78L05 4.000 Biến áp 86.000 Tụ hóa 1000uF túi 5.000 Tụ gốm 100nF túi 4.000 Diode cầu 6.000 Ic 555 5.000 Điện trở 1k túi 3.000 Điện trở 47k túi 3.000 Biến trở 10k túi 3.000 Led đơn túi 5.000 Ic 7493 30.000 Ic 7447 30.000 Led 10.000 Tụ hóa 10uF túi 4.000 Tổng 198.000 VNĐ PHẦN KẾT QUẢ THỰC HIỆN 31 4.1 Xác định điểm đo mạch: TR1 BR1 V1 U1 78L05 +88.8 +88.8 AC Volts AC Volts VI VO 5v R1 GND VSINE BRIDGE 5v TRAN-2P2S 220 C1 C2 1000uF C3 100nF C4 1000uF 100nF +88.8 D1 Volts LED-GREEN 0v Amps +88.8 R2 1k 14 U2 R VCC +88.8 47k TR TH RV1 0% 2 R3 CKA CKB R0(1) R0(2) QA QB QC QD 12 11 7493 U3 A B C D BI/RBO RBI LT QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 7447 CV GND Volts Q DC U5 10k D2 14 LED-BLUE 555 C5 U6 CKA CKB R0(1) R0(2) QA QB QC QD 12 11 7493 A B C D BI/RBO RBI LT QA QB QC QD QE QF QG 13 12 11 10 15 14 7447 10uF A 0v U4 A B B C C D D Hình 4.25 Sơ đồ điểm cần đo Bảng 4.7 Thông tin xác định điểm đo, đơn vị đo, thiết bị đo STT Điểm đo Đại lượng (kèm đơn vị) cần Thiết bị dùng để đo đối tượng cần khảo đo/khảo sát sát DCV1 Điện áp (V) Volt meter DCA1 Dịng điện (mA) Ampe meter CK Biên đợ (V), tần số (Hz) Oscilloscope QA Biên độ (V), tần số (Hz) Oscilloscope QB Biên độ (V), tần số (Hz) Oscilloscope QC Biên độ (V), tần số (Hz) Oscilloscope QD Biên độ (V), tần số (Hz) Oscilloscope 32 4.2 Số liệu đo đạc: Bảng 4.8 Ghi nhận kết đo điện áp/dòng điện Đo điện áp Kết Đơn vị V Đo dòng điện Kết Đơn vị 5.81 mA Bảng 4.9 Ghi nhận kết khảo sát tín hiệu Điểm đo Biên Độ(V) Tần Số (Hz) CKA QA QB QC QD 5 5 1.25 0.625 0.3125 0.3125 0.12 Hình 4.26 Mơ q trình đo 33 Hình 4.27 Mơ q trình đo 4.3 Giải thích phân tích kết thu được: Từ bảng số liệu ta có nhận xét: - Tín hiệu chân IC555 tín hiệu xung vng, có chu kì ổn định, có tần số f = 1.25Hz - Ngõ QA thay đổi trạng thái theo cạnh xuống xung kích CK, có chu kì ổn định, tần số FA = f/2 - Ngõ QB tín hiệu xung vng, có chu kỳ khơng ổn định, tần số F B = FA/5 - Ngõ QC tín hiệu xung vng, có chu kì ổn định, tần số F C = FA/5 song có sườn âm sườn dương không đồng - Ngõ QD tín hiệu xung vng, có chu kì ổn định, tần số F D = FA/10 song có sườn âm sườn dương không đồng 34 4.4 Kết thực hiện: 4.4.1 Mạch sau hồn thiện: Hình 4.28 Mạch in thực tế Hình 4.29 Mạch đếm 00 đến 99 trạng thái 00 35 H ì n h 30 Mạch đếm 00 đến 99 trạng thái 99 36 4.4.2 Đánh giá kết làm việc nhóm: ST T Cơng việc Lựa chọn đề tài Ngày bắt đầu 13/10/2022 Ngày hoàn Người thực thành 20/10/2022 Cả nhóm Ghi Hồn thành hạn 28/10/2022 Diệp Thị Hiền Hoàn Trần Hải Dương thành trước thời hạn Xác định yêu cầu toán 21/10/2022 Xác định yêu cầu toán 28/10/2022 03/11/2022 Dương Thị Hoàn Huyền thành Trần Minh Tuấn hạn Xác định nhiệm vụ khối 28/10/2022 5/11/2022 Phân tích thiết kế sơ đồ nguyên lý 7/11/2022 16/11/2022 Trần Hải Dương Hoàn Diệp Thị Hiền thành tốt Dương Thị nhiệm vụ Huyền Thử nghiệm hiệu chỉnh 17/11/2022 20/11/2022 Cả nhóm Thiết kế mạch 21/11/2022 in Lắp ráp 01/12/2022 03/12/2022 Cả nhóm Hồn thành trước thời hạn Kiểm thử 04/12/2022 05/12/2022 Cả nhóm Hoàn thành hạn 10 Viết hoàn thiện báo cáo Bài tập lớn mô tả nội dung thực 07/12/2022 18/12/2022 Cả nhóm Hồn thành hạn Đỗ Đình Hiếu Hồn Diệp Thị Hiền thành Trần Minh Tuấn hạn Hoàn thành hạn 30/11/2022 Trần Hải Dương Hoàn Dương Thị thành Huyền trước thời hạn 37 Sau thành lập nhóm, Nhóm chúng em họp làm việc trực tiếp nhau, đưa mục tiêu, kế hoạch học tập cụ thể quy tắc nhóm Về bản, sau gần 15 tuần học tập nghiên cứu nhóm hồn thành mục tiêu chung đề tài kế hoạch đặt ra: + Các thành viên tích cực tham gia để đề xuất ý tưởng chọn đề tài phù hợp nhóm + Họp trực tiếp: định kỳ hàng tuần sáng chủ nhật 8h00 - 10h00 + Họp trực tuyến: định kỳ hàng tuần tối thứ 2, 19h00 – 20h00 qua zoom + Hoàn thành phần: thiết kế kỹ thuật; thực kỹ thuật vận hành kỹ thuật… + Các thành viên có khả kết nối, phối hợp làm việc nhóm hiệu để giải cơng việc cách nhanh xác + Vận dụng kỹ mô thiết kế mạch cách nhạy bén để đạt mục tiêu đề + Nhóm có khả quản lý tiến độ cơng việc đảm bảo kịp thời hồn thành cơng việc giao 38 PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Những kết đạt được: - Vận dụng kiến thức học để tính tốn, thiết kế, hiệu chỉnh mạch phù hợp - Mơ mạch đếm 00 đến 99 sử dụng IC7493 - Mạch mơ có tần số, chu kì xung giống với kết tính tốn lý thuyết - Chế tạo mạch PCB - Lắp ráp chạy mạch đếm 00 đến 99 sử dụng IC7493 5.2 Những thuận lợi khó khăn thực đề tài: Thuận lơi: - Được bảo nhiệt tình GVHD - Nguồn tài liệu phong phú, dễ tìm kiếm - Mạch dễ dàng thiết kế mơ Khó khăn: - Do học trực tiếp nên bị hạn chế thực hành làm mạch thật đo mạch thật - Trên lý thuyết thay đổi số đếm dễ dàng thực thực tế số đếm q lớn có sai số lớn, thời gian chờ lâu mạch không hoạt động 5.3 Kiến thức học được: - Học cách xử lý tình điều kiện khó khăn xảy - Khả làm việc độc lập tranh luận với người để đưa ý tưởng cho đề tài - Kỹ đọc tài liệu tiếng anh chuyên ngành Điện Tử 5.4 Hướng phát triển: Trong thời gian tới, em cố gắng phát triển mạch đếm số cao hơn, mạch dùng cảm biến hồng ngoại máy đếm tiền, đếm tỷ số trận đấu, đếm số người vào siêu thị… 39 5.5 Hướng dẫn sử dụng sản phẩm Mạch đếm 00-99 sử dụng IC 7493 nhóm chúng em thực dễ sử dụng Sau q trình thảo luận, nhóm chúng em đưa bước sử dụng sau: - Bước 1: Kết nối biến áp với khối nguồn Hình 5.31 Kết nối biến áp với khối nguồn 40 - Bước 2: Cấp nguồn cho mạch Chúng ta cần cắm phích cắm trực tiếp vào nguồn điện 220VAC để chuyển đổi dòng xoay chiều 220V thành dòng chiều 9V - Hình 5.32 Cấp nguồn cho mạch Bước 3: Quan sát kết + Có thể điều chỉnh tốc độ đếm mạch thông qua biến trở 41 PHẦN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Đình Thơng, Nguyễn Thị Thu Hà, Giáo trình mạch điện tử 2, NXB Khoa học kỹ thuật, 2016 [2] Lê Mạnh Long, Giáo trình thực hành điện tử 1,2, NXB Khoa học kỹ thuật, 2014 [3] Nguyễn Thị Thu Hà, Lê Văn Thái, Nguyễn Ngọc Anh, Giáo trình Điện tử số, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2013 [4].https://datasheetspdf.com/pdf-file/503600/Fairchild/7493/1 [5].https://www.electroschematics.com/wpcontent/uploads/2008/11/ lm555.pdf [6].https://www.datasheetq.com/datasheetdownload/63284/1/ Motorola/7447 [7].https://www.electronicstutorials.ws/blog/ 7segmentdisplaytutorial.html [8].https://truyenhinhcapsongthu.net/top/ic-7805-ic-on-ap-ic-chucnang-tot-nhattungnt93/aGBkMcoT3IewJ1eG ... áp 86 .000 Tụ hóa 1000 uF túi 5 .000 Tụ gốm 100nF túi 4 .000 Diode cầu 6 .000 Ic 555 5 .000 Điện trở 1k túi 3 .000 Điện trở 47k túi 3 .000 Biến trở 10k túi 3 .000 Led đơn túi 5 .000 Ic 7493 30 .000 Ic 7447... tài thiết kế đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC 7493 sâu vào vấn đề là: Đếm số xung CK đưa vào thể ngõ hiển thị LED (đếm thuận từ 00 đến 99) Với đề tài” thiết kế đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC 7493? ?? đồ án. .. tử tương tự, Điện tử số, Thực hành điện tử Thực hành điện tử tương tự với tìm hiểu thực tế, em đưa ý tưởng, chủ đề nghiên cứu với nội dung ? ?Thiết kế đếm từ 00 đến 99 sử dụng IC số 7493? ?? 1.2 Nhiệm