đề tài thiết kế mạch đo tốc độ bằng encoder

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐO TỐC ĐỘ BẰNG ENCODER ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐO TỐC ĐỘ BẰNG ENCODER Giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn : : Nguyễn Văn Vinh Nguyễn Văn Vinh Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện : Ngô Văn Tiên : Ngô Văn Tiên MS MS S S V V : 0541240139 : 0541240139 Lớp Lớp : ĐH TĐH2 - K5 : ĐH TĐH2 - K5 Hà n i, Dec 2012ộ ĐỀ TÀI : MẠCH ĐO TỐC ĐỘ DÙNG ENCODER 100 XUNG 2 VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 THI T K M CH Ế Ế Ạ ĐO T C Ố Đ DỘ ÙNG ENCODER 100 XUNG PHẦN THUYẾT MINH : Yêu cầu về bố cục nội dung : Chương 1: Tìm hiểu chung về mạch tổ hợp, mạch dãy và mạch dao động. Chương 2: Thiết kế mạch đo và hiển thị tốc độ . Chương 3: Xây dựng chương trình mô phỏng. Yêu cầu về thời gian : Ngày giao đề : 10/11/2012 Ngày hoàn thành :…. 20/12/2012 Thời gian bảo vệ dự kiến : 30/12/2012 Ngày … tháng … năm 2012 Khoa Bộ môn Giáo viên hướng dẫn Điện NGUYỄN VĂN VINH MẠCH ĐO TỐC ĐỘ DÙNG ENCODER 100 XUNG 3 VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN e&f ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ Giáo viên hướng dẫn GVC.Th.S NGUYỄN VĂN VINH MẠCH ĐO TỐC ĐỘ DÙNG ENCODER 100 XUNG 4 VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 M c L cụ ụ Lời mở đầu Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ, dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa khi gặp sự cố. MẠCH ĐO TỐC ĐỘ DÙNG ENCODER 100 XUNG 5 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM 7 Mt trong nhng mỏy múc thụng dng l ng c, c s dng rt rng rói trong cỏc lnh vc, chớnh vỡ th vic o tc ng c l vụ cựng quan trng tớnh toỏn s dng ng c. Sau mt thi gian lm vic, nghiờn cu, tham kho chỳng em ó hon thnh ti O TC BNG ENCODER. Bi lm cũn da nhiu trờn c s lý thuyt, vỡ vy chỳng em ang hon thin v thc hin trong thc t. Em xin chõn thnh cm n thy NGUYN VN VINH v cỏc thy cụ trong b mụn cựng ton th cỏc bn ó giỳp em hon thnh ỏn ny. Vỡ thi gian ngn v kin thc cũn hn ch nờn bi lm khụng trỏnh khi nhiu thiu sút. Em rt mong c s ch bo ca cỏc thy cụ bi lm ca em hon thin hn. Sinh viờn Thc hin ỏn Ngụ Vn Tiờn A. C s lý thuy t I. Mch t hp. 1. Khỏi quỏt. Mạch logic tổ hợp là mạch logic ở đó giá trí logic của các tín hiệu ra không phụ thuộc vào trạng thái cũ của mạch, mà hoàn toàn xác định bởi giá trị logic của các cửa vào của mạch ở thời điểm đó. MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 6 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM 7 Khi tổng hợp mạch logic tổ hợp ta cần tuân thủ các bớc dới đây: - Lập bảng chức năng logic của mạch. Đó là bảng chân lí hay bảng trạng thái, là bảng giá trị các biến ra tơng ứng với tng tổ hợp của các biến vào. - Từ bảng trạng thái xác định biểu thức hàm logic hoặc bảng Các nô. - Tiến hành tối thiểu hoá hàm logic và đa về dạng thuận lợi để triển khai hàm thông qua các mạch logic cơ bản. 1.1. Cỏc phng phỏp ti thiu húa hm logic. - Tối thiểu hoá hàm logic bằng cách sử dụng các định luật cơ bản của đại số logic. - Tối thiểu hoá hàm logic bằng biểu đồ Các nô. 1.2. Tng hp hm logic rng buc. Hàm số n biến có 2 n tổ hợp biến, tơng ứng với mỗi tổ hợp biến đó hàm số có giá trị 1 hoặc 0. Nhng cũng có những trờng hợp với một số tổ hợp biến số hàm số của các biến đó không xác định đợc giá trị theo một điều kiện nào đó. Phần tử ràng buộc hay số hạng ràng buộc là tổ hợp biến tơng ứng với trờng hợp hàm số không xác định, số hạng ràng buộc luôn bằng 0. Điều kiện ràng buộc là biểu thức logic tạo bởi tổng các phần tử ràng buộc. Vậy điều kiện ràng buộc cũng luôn bằng 0. Hàm logic ràng buộc là hàm số logic xác định với điều kiện ràng buộc. Tối thiểu hoá hàm logic ràng buộc có 2 cách: tối thiểu hoá bằng công thức hoặc bằng bảng các nô. 2. H chuyn mó. 2.1. H chuyn mó MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 7 VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 Hệ chuyển mã Hệ chuyển mã là hệ tổ hợp có nhiệm vụ làm cho 2 hệ thống tương thích nhau, mặc dù 2 hệ thống sử dụng 2 mã nhị phân khác nhau. Hệ chuyển mã có số lượng ngõ vào và ngõ ra bằng nhau. 2.2. Hệ giải mã. Hệ giải mã là hệ chuyển mã có nhiệm vụ chuyển từ số nhị phân cơ bản n bit ở ngõ vào sang mã nhị phân 1 trong m ở ngõ ra. Với các giá trị i ở tổ hợp ngõ vào thì ngõ ra Yi sẽ tích cực & các ngõ còn lại không tích cực. Có 2 dạng: tích cực mức cao & tích cực mức thấp. *Giải mã số BCD sang mã LED 7 thanh: LED 7 thanh: là loại đèn LED dùng để hiển thị các số thập phân(từ 0 đến 9) Các số thập phân được hiển thị bởi LED 7 thanh Ngoài ra, LED 7 thanh còn hiển thị được 1 số chữ cái và các kí tự đặc biệt. Có 2 loại LED 7 thanh: Anot chung & Katot chung. MẠCH ĐO TỐC ĐỘ DÙNG ENCODER 100 XUNG 8 VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 LED Katot chung & Anot chung Mạch giải mã số BCD sang LED 7 thanh: Mạch có 4 ngõ vào tương ứng với tổ hợp BCD và 7 ngõ ra tương ứng 7 thanh của LED. Giải mã led 7 đoạn. Xây dựng hệ giải mã cho led 7 đoạn anode chung. * Bảng chân lý: Input Output D C B A a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 MẠCH ĐO TỐC ĐỘ DÙNG ENCODER 100 XUNG 9 b D c C d eB f A g a VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X X X 1 0 1 1 X X X X X X X 1 1 0 0 X X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X X *Các hiển thị tương ứng của LED 7 đoạn với lần lượt các đầu vào: *Sơ đồ logic MẠCH ĐO TỐC ĐỘ DÙNG ENCODER 100 XUNG 10 [...]... Mch dao ng 1 Khỏi nim Mạch dao động là mạch điện tử tạo ra tín hiệu đổi theo chu kỳ Dựa vào dạng tín hiệu do mạch dao động tạo ra, ngời ta chia mạch dao động ra làm: mạch dao động MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 15 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM 7 hình sin (dao động điều hoà) và mạch dao động tạo xung Mạch dao động tạo đợc tín hiệu có tần số từ vài Hz đến hàng nghìn MHz Các mạch dao động sử dụng các phần... cân bằng biên độ: KKF = 1 Điều kiện cân bằng các góc pha: K + F = 2n với 0,+1,-1, 3 Kt lun Mạch dao động là mạch khuếch đại tự điều khiển bằng phản hồi dơng ra quay lại đu vào Năng lợng tự dao động lấy từ nguồn một chiều đợc cung cấp Mạch phải bảo đảm cân bằng biên độ và cân bằng pha Mạch dao động chứa ít nhất một phần tử tích cực làm nhiệm vụ biến đổi năng lợng một chiều thành xoay chiều Mạch dao động... ( loại lỡng cực hoặc FET), điốt-tuynen, mạch tích hợp KĐTT hoặc các mạch tích hợp với các chức năng khác Các tham số cơ bản của mạch dao động gồm: tần số tín hiệu ra, công suất ra và hiệu suất của mạch Ta thờng gặp các nguyên tắc dao động nh: tạo dao động bằng hồi tiếp dơng và to dao động bằng phơng pháp tổng hợp mạch 2 iu kin dao ng Ta xét sơ đồ khối mạch dao động mô tả nh trên hình 1.1 Trong đó, ta... s dng IC7447 gii mó cho LED 7 thanh MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 11 VI MCH TNG T & VI MCH S II NHểM 7 Mch dóy 1 Khỏi nim mch dóy Mạch dãy là mạch logic có các phần tử nhớ đợc tạo bởi các mạch lật, các mạch cơ bản và các biến ra của mạch không chỉ phụ thuộc vào tổ hợp biến vào mà còn phụ thuộc cả vào trạng thái hiện tại của mạch Thanh ghi là dãy mạch nhớ có chức năng lu giữ dữ liệu hoặc biến đổi... KKF =1, thì tín hiệu phản hồi và tín hiệu vào bằng nhau cả về biên độ góc pha, nghĩa là: XF = XI Khi đó 2 điểm a và a có thể nối đợc với nhau mà tín hiệu ra XO không thay đổi Vậy mạch tạo dao động đợc tín hiệu ra mà không cần có kích thích cửa vào Ta suy ra điều kiện để duy trì dao động là tích các hệ số khuếch đại dạng phức vòng kín bằng 1 MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 16 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM... phng 1.3 ng c v encoder Mt trong nhng thnh phn khụng th thiu trong mch o tc chớnh l ng c, vi nhng yờu cu o thc t ta cú cỏc loi ng c khỏc nhau MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 31 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM 7 Encoder l thit b quan trng bc nht trong vic o tc ng c, nh nú cp xung m ta co th o c tc ca ng c Trong th trng cú nhiu loi encoder, nhng vi yờu cu bi toỏn ban u chỳng em xin chn loi encoder cú s xung... ít nhất một phần tử tích cực làm nhiệm vụ biến đổi năng lợng một chiều thành xoay chiều Mạch dao động chứa một phần tử phi tuyến hay một khâu điều chỉnh để bảo đảm cho biên độ dao động không đổi ở trạng thái xác lập MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 17 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM 7 B Thit k s mch I S khi Khi to xung th Khi m Khi gii mó Khi hin Khi cng Khi m cng v reset Khi to xung dựng IC555 Mch gii... thái hiện tại của mạch Thanh ghi là dãy mạch nhớ có chức năng lu giữ dữ liệu hoặc biến đổi dữ liệu số từ nối tiếp sang song song và ngợc lại Mỗi mạch lật chỉ lu giữ đợc một bit Vậy thanh ghi dài bao nhiêu bit phải đợc tạo tử bấy nhiêu mạch lật 2 H m MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 12 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM 7 II.1 Khỏi nim H m ni tip: xung m ch a vo mt FF H m song song: xung m c a vo tt c cỏc phn t... chn loi encoder cú s xung trờn vũng l : 100xung/1 vũng, tc l khi ng c quay c 1 vũng thỡ chõn A,B ca encoder s cp ra 100 xung Hỡnh dỏng 1 s loi encoder trong thc t 1.4 Khi cng Nhim v: ch cho tớn hiu i qua trong mt n v thi gian no ú, tớn hiu m cng c ly t khi xung m cng Chn linh kin: AND, Not MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 32 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM 7 Khi cng Khi tớn hiu 2 chõn ca hm AND mc 1 s cho... ng ca tng Flip Flop MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 21 VI MCH TNG T & VI MCH S NHểM 7 Chỳ ý trong mch ny, chõn s 2 cho ni vo chõn s 6 IC 555 ó c rỏp thnh mch dao ng (A-Stable) Tn s xung ra trờn chõn 3 s tựy thuc vo tr s cỏc in tr RA, RB v t C Trờn chõn 5 cú th mc thờm t lc 0.01uF n nh in ỏp ca cỏc mc ỏp ngng Trng thỏi ra trờn chõn s 3 s tựy thuc vo mc MCH O TC DNG ENCODER 100 XUNG 22 VI MCH TNG T & . NỘI KHOA ĐIỆN VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐO TỐC ĐỘ BẰNG ENCODER ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐO TỐC ĐỘ BẰNG ENCODER Giáo. ĐH TĐH2 - K5 Hà n i, Dec 2012ộ ĐỀ TÀI : MẠCH ĐO TỐC ĐỘ DÙNG ENCODER 100 XUNG 2 VI MẠCH TƯƠNG TỰ & VI MẠCH SỐ NHÓM 7 THI T K M CH Ế Ế Ạ ĐO T C Ố Đ DỘ ÙNG ENCODER 100 XUNG PHẦN THUYẾT MINH. hiểu chung về mạch tổ hợp, mạch dãy và mạch dao động. Chương 2: Thiết kế mạch đo và hiển thị tốc độ . Chương 3: Xây dựng chương trình mô phỏng. Yêu cầu về thời gian : Ngày giao đề : 10/11/2012