Thiết kế mạch đếm sản phẩm từ 00 - 60 sử dụng IC số (Đồ án môn OrCAD)

28 7.2K 21
Thiết kế mạch đếm sản phẩm từ 00 - 60 sử dụng IC số (Đồ án môn OrCAD)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ    Đồ Án Môn OrCAD: THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM TỪ 00-60 SỬ DỤNG IC SỐ Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: LƯU QUANG LÊ Điện Tử 3 /K4 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng các linh kiện bán dẫn đã phần nào giảm bớt được giá thành sản phẩm bằng các linh kiện rời. Ứng dụng môn kỹ thuật số vào thiết kế các bộ phận thiết thực hằng ngày giúp chúng ta hiểu được môn kỹ thuật số làm gì và được ứng dụng vào đâu. Mạch đếm sản phẩm cũng được ứng dụng và phục vụ rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Sau đây em xin thiết kế một mạch đếm 60 sản phẩm dùng IC 74LS90 là một IC rất thông dụng trong kỹ thuật số. Ngoài ra quá trình thiết kế mạch sử dụng phần mềm hỗ trợ thiết kế mạch OrCAD. Vẽ mạch nguyên lý với OrCAD Capture, vẽ mạch in với OrCAD layout. NỘI DUNG : PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN II : CÁC KHỐI TRONG MẠCH PHẦN III : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ MẠCH IN PHẦN IV : KẾT LUẬN I_CƠ SỞ LÝ THUYẾT. 1- Tóm tắt. Nói đến bài toán đếm chúng ta nghĩ ngay đến việc là đếm xung các IC số, sẽ đếm sườn lên hay sườn xuống của xung đầu vào cần đếm. Đếm ở đây là đếm xung vuông) mỗi giá trị sườn lên hay sườn xuống của xung được đưa vào IC đếm và được giải mã nhờ IC giải mã sau đó mã hóa và hiển thị ra LED 7 thanh. Mạch đếm 60 sản phẩm gồm 4 khối chính : - Khối tạo xung (sử dụng quang trở ,led phát siêu sang,IC LM358) - Khối đếm mã BCD. (sử dụng IC74LS90). - Khối giải mã BCD (sử dụng IC7447). - Khối hiển thị kết quả.(sử dụng LED 7 đoạn). 2- Các linh kiện sử dụng trong mạch - IC 74LS90 - IC7447 - IC 7408 - LM 358 - Biến trở - Tụ - LED tích hợp hình chữ U - LED phát siêu sáng - LED 7 thanh - Một vài điện trở II-Nguyên lý và chức năng của từng khối 1 –Khối Nguồn Nguồn điện được sử dụng ở đây là nguồn một chiều lấy từ ắc quy hoặc pin.Cung cấp điện áp 5VDC ổn định cho mạch. - IC 7805 có nhiệm vụ ổn định điện áp ra là 5VDC. 2 –Khối dao động. 2.1_Nguyên lý hoạt động của khối tạo dao động. - Khối tạo dao động ở đây tôi sử dụng mạch cảm biến. Sử dụng công dụng của con quang trở là có khả năng là khi chiếu ánh sáng vào nó nó sẽ có điện trở rất thấp vì vậy người ta hay sử dụng để làm ra các mạch phát hiện sáng tối. Con LM358 là con khuếch đại thuật toán, nó có tác dụngdùng để so sánh điện áp giữa hai chân đầu vào để đưa ra giá trị ở chân ra là mức “0” hay “1”. Nối chân ra của con LM358 vào chân 14 (CLKA) của IC74LS90 để kích xung cho IC74LS90 đếm. đồ nguyên lý của phần tạo xung dao động : 2.2_Tác dụng của từng linh kiện trong khối tạo dao động. 2.2.1_IC LM358. - Là bộ khuếch đại thuật toán kép,bên trong có 2 bô khuếch đại.mỗi bộ khuếch đại có 3 chân, ngõ vào đảo(-input), ngõ vào không đảo(+input) và ngõ ra Khi hiệu điện thế + input cao hơn - input, ngõ ra ở mức cao (+Vss), ngược lại ngõ ra ở mức thấp (-Vss) A.Hình dạng b. đồ chân - Chân 8: Là chân Vcc+ - Chân 4: Là chân Vcc- - Chân 1,7: Là các chân đầu ra. - Chân 2,3,5,6: Là các chân đầu vào. c. công dụng. R 8 Q u a n g T r o R 1 8 1 K R 1 7 1 0 V C C R 2 1 1 0 K D 2 L E D s i e u s a n g - + U 9 A L M 3 5 8 3 2 1 84 . IC LM358 sử dụng cho các thao tác tính toán analog. Gọi là mạch khuếch đại thuật toán, vì với sự thay đổi của các linh kiện bên ngoài, nên được sử dụng nhiều trong các bài toán khác nhau như so sánh,khuếch đại, chuyển đổi tín hiệu, cộng, trừ…. 2.2.2_ Điện trở a.công dụng Công chính của điện trở là không chế dòng điện qua tải cho phù hơp. b.Hình ảnh: c.Bảng màu của điện trở. 3_ Khối đếm BCD 3.1-_IC đếm BCD 7490. Cứ mỗi 1 xung vào thì nó đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra 4 chân. Khi đếm đến 10 thì nó tự động reset và quay trở về ban đầu. 3.2_ Hình dạng: *Sơ đồ chân của IC74LS90. -Bốn chân thiết lập: R 0 (1), R 0 (2), R 9 (1), R 9 (2). Khi đặt R 0 (1)= R 0 (2)=H (ở mức cao) thì bộ đếm được xóa về 0 và các đầu ra ở mức thấp. -R 9 (1) , R 9 (2) là chân thiết lập trạng thái cao của đầu ra : Q A =Q D =1, Q B =Q C =0. -NC chân bỏ trống. -IC 7490 gồm 2 bộ chia là chia 2 và chia 5: + Bộ chia 2 do input A điều khiển đầu ra Q A . + Bộ chia 5 do input B điều khiển đầu ra Q B , Q C , Q D . -Đầu vào A tích cực ở sườn âm. - Để tạo thành bộ đếm 10 ta nối đầu ra Q A vào chân B để tạo xung kích cho bộ đếm 5. -Q A , Q B , Q C , Q D là các đầu ra. 3.3- đồ logic và bảng trạng thái: Theo như hình trên ta thấy dạng sóng ở các ngõ ra của hai mạch cùng đếm 10 nhưng khác nhau: -Kiểu đếm 2*5 cho tín hiệu ra ở Q D không đới xứng -Kiểu đếm 5*2 cho tín hiệu ra ở Q A đối xứng. 3.3:IC 7408 Là loại có 4 phần tử ANDđộc lập, lôgic dương, mỗi phần tử có haiđầu vào, chung nguồnđiện, có 14 chân (còn gọi là pin), chân 14 và chân 7 là chân +Vcc và chân GND,ở góc dưới bên trái có dấu trònđể xácđịnh chân 1 và theo thứ tự từ trái sang phảiđến chân 7, từ 8-14 theo thứ tự từ phải sang trái. +Hình ảnh thực tế: 4_ Khối giải mã 4.1_ IC 74LS47 - Mạch giải mã được sủ dụng phổ biến nhất là dùng để hiển thị kết quả ở dạng chữ số. Do có nhiều loại đèn hiển thị và nhiều loại mã số khác nhau lên có nhiều mạch giải mã khác nhau. Ví dụ: giải mã 3 đường ra 8 đường, giải mã BCD ra thập phân IC74LS47 là loại IC giải mã BCD sang led 7 đoạn. Mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn là mạch giải mã phức tạp vì mạch phải cho nhiều ngõ ra lên cao hoặc xuống thấp( tùy vào loại đèn led là anod chung hoặc catot chung) để làm các đèn sáng lên các số hoặc ký tự. IC 74LS47 là loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng đủ cao để thúc trực tiếp vào các đèn led 7 đoạn loại anod chung. a_hình dạng và kích thước chân ngoài thực tế: *Sơ đồ chân của IC74LS47. Đây là IC giải mã từ BCD sang LED 7 đoạn với 4 chân đầu vào và 7 chân đầu ra với chức năng của các chân như sau: - Chân 1,2,6,7: Chân dữ liệu BCD vào dữ liệu này được lấy từ IC đếm. -Chân :9,10, 11,12,13,14,15: Các chân ra tác động ở mức thấp 0 và được nối với LED 7 thanh -Chân 8 :là chân nối đất GND. -Chân 16: Chân nối nguồn 5V. -Chân 4: Chân này được nối lên Vcc. -Chân 5: Ngõ vào xóa dợn sóng RBI được để không hay nối lên cao khi không được dùng để xóa số 0 (số 0 trước số có nghĩa hay số 0 thừa bên trái dấu chấm thập phân). -Chân 3: Chân này cũng được nối lên nguồn Vcc. b_Sơ đồ logic của 74LS47 c_Bảng trạng thái của IC74LS47. *Nguyên lý hoạt động: [...]... của IC 74LS90.Khi đó bộ đếm hàng chục sẽ tự động reset về 0.cứ như vay nó sẽ đêm đến 60 và quay lại về 0 -Phần giải mã: IC7 4LS47 dùng để giải mã nhị phân khi IC 74LS90 đếm và kết quả hiển thị lên LED 7 thanh - Phần hiển thị : Hiển thị kết quả đếm được ở dạng thập phân V_Kết luận Với bài thiết kế mạch đếm 60 sản phẩm cho chúng ta hiểu thêm về môn học Kỹ thuật số nói chung cũng như môn học thiết kế mạch. .. môn học thiết kế mạch số và analog Ngoài ra còn giúp chúng ta hiểu thêm về công dụng của từng con IC được sử dụng như thế nào Mạch đếm sản phẩm này co rất nhiều ứng dụng trong đời sống cũng như trong sản xuất như ta có thể ứng dụng để đếm và đóng gói sản phẩm Trong quá trình thiết kế mạch còn giúp sinh viên nâng cao kĩ năng sử dụng phần mềm OrCAD để phục vụ cho công việc thiết kế mạch sau này Trong... logic 1 và muốn sáng Led thì tương ứng các chân s-f,dp sẽ ở mức logic 0 Bảng mã cho Led anode chung (a là MSB, dp là LSB): Vì đây là LED anode chung lên khi các thanh tương ứng ở mức “1” sẽ sáng và hiển thị theo số nhị phân III _Thiết kế mạch với ORCAD 1_Vẽ đồ nguyên lý Đầu tiên ta xác định số lượng linh kiện sử dụng trong mạch, cụ thể đối với mạch đếm sản phẩm sử dụng : 2 IC 74ls47, 2 IC 74LS90,1 IC. .. bắt đầu đếm - Phần đếm: Sau khi IC 74LS90 nhận được xung từ LM358 nó bắt đầu đếm Và kết quả đếm được đưa qua con giải mã BCD để hiển thị lên LED7 thanh Khi có 10 xung vào đầu tiên nó sẽ đếm từ 0 đến 9 Đến xung thứ 10(tức là khi IC đếm thứ nhất đếm tới 9) nó lại quay về 0 và khi đó chân 11 sẽ được bật lên mức cao đồng thời kích 1 xung cho con IC 74LS90 thứ 2 Và con IC 74LS90 thứ 2 bắt đầu đếm, giá trị... để xóa số 0 (số 0 thừa phía sau số thập phân hay số 0 trước số có nghĩa) Khi RBI vá các ngõ vào A,B,C,D ở mức 0 nhưng ngõ vào LT ở mức 1 thì các ngõ ra đều tắt và ngõ vào xóa dạng sóng RBO xuống mức thấp Khi ngõ vào BI/RBO nối lên mức 1 và LT ở mức 0 thì ngõ ra đều sáng Kết quả là khi mã số nhị phân 4 bit vào có giá trị thập phân từ 0-1 5 đèn led hiển thị các số như ở hình bên dưới Chú ý: Khi mã số nhị... ) Mạch in sau khi chỉnh sửa đường mạch như sau: IV_Nguyên lý hoạt động của toàn mạch - Phần tạo dao động: Khi có một sản phẩm được đưa qua nó sẽ che con led phát quang và làm cho quang trở thay đổi giá trị Điện áp thay đổi được con LM358 so sánh nếu chân dòng điện ở chân vào dương của LM258 lớn hơn dòng điện ở chân vào âm thì nó sẽ cho ra mức 1 và khi đó nó sẽ kích xung cho con IC 74LS90 bắt đầu đếm. .. chọn chân cắm cho Swich 3 chân chọn đúng loại 3 chân nhưng vẫn có thông báo lỗi như sau: Nguyên nhân: là do trong đồ nguyên lý ,số thứ tự chân đã bị thay đổi Để xem được số thứ tự chân của linh kiện, bấm chuột phải vào linh kiện , chọn Edit Part, và bấm đúp chuột vào chân cần xem ở đây chân số 2 của swich đã bị sửa thành chân số 4 Khắc phục : Đặt lại số thứ tự chân cho đúng Có một số linh kiện không... chọn số lớp cần thiết cho mạch in và chọn kích thước, độ rộng cho đường mạch Để chọn số lớp cho mạch chọn Tool Layer Select from spreadsheet Để bỏ đi nhưng lớp không dùng, chọn lớp cần bỏ, nhấp chuột phải vào lớp đó và chọn Properties Để bỏ không chạy dây lớp đó chọn Unused Routing, còn để chạy mạch in lớp đó , chọn Routinglayer Ở đây ta chọn lớp TOP và đi dây lớp đó : Để chọn độ rộng đường mạch. .. chục.Khi IC 7490 thứ hai đếm đến 6 thì chân 8 và chân 9 của nó sẽ ở mức cao.Mà chân 8 và chân 9 của IC 74LS90 lần lượt nối với chân 12 và chân 13 của IC 7408.Như vậy chân 12 và chân 13 sẽ ở mức cao dẫn tới chân 11 và chân 10 của IC 7408 cũng ở mức cao (do chân 11 là chân ra va nối với chân 10).Vì vậy chân 8 của IC 7408 sẽ ở mức cao và khi đó tín hiệu từ chân 8 sẽ được truyền vào hai chân thiết lập... mạch in Nhấp chuột vào biểu tượng Obstacle Tool để vẽ đường bao cho mạch in Nhấp chuột vào biểu tượng Text Tool để viết tên mạch và người thiết kế Mạch in sau khi vẽ đường bao và viết tên như sau : Ta có thể thay đổi độ rộng đường mạch in bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng Edit Segment Mode rồi nhấp chuột chái vào đường mạch cần chỉnh sửa tiếp tục nhấp chuột phải rồi chọn Change width (hoặc nhấp chuột

Ngày đăng: 07/05/2014, 07:52

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • NỘI DUNG :

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan