Trang 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT XUNG SỐ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM 8 SẢN PHẨM sử dụng JK-FF, HIỂN THỊ TRẠNG THÁI TRÊN LED 7 THANH
Trang 1B Ộ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
Giáo viên hướng dẫn: Gv Nguyễn Thị Thu Hà
Nhóm sinh viên th ực hiện: Vũ Trọng Hải Đăng 2021601364
Lưu Vũ Việt Anh 2021600571
Hà N ội – 2023
Trang 2PHI ẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XUNG SỐ
I Thông tin chung
1 Mã lớp học phần: 20231FE6021001 Khóa: K16
2 Tên nhóm: 20231FE6021001 - 20
3 Họ và tên thành viên trong nhóm:
Sinh viên 1: Lưu Vũ Việt Anh MSV 2021600571 Sinh viên 2: Vũ Trọng Hải Đăng MSV 2021601364 Sinh viên 3: Trịnh Hoàng Anh MSV 2021601404
II Nội dung học tập
1 Tên đề tài: Thiết kế mạch đếm 8 sản phẩm (sử dụng JK-FF), hiển thị trạng thái đếm trên LED 7 thanh
2 Hoạt động của sinh viên (xác định các hoạt động chính của sinh viên
trong quá trình th ực hiện Đồ án để hình thành tri thức, kỹ năng đáp ứng mục tiêu/chuẩn đầu ra nào của học phản)
hoàn thành
1 Lựa chọn đề tài
2 Xác định yêu cầu bài toán
3 Xây dựng sơ đồ khối chức năng và
xác định nhiệm vụ các khối
4 Phân tích và thiết kế sơ đồ nguyên lý
5 Thử nghiệm và hiệu chỉnh
6 Thiết kế mạch in và lắp ráp
7 Viết và hoàn thiện báo cáo
3 Sản phẩm nghiên cứu (xác định cụ thể sản phẩm của chủ đề nghiên cứu cần đạt
được)
- Nội dung mô tả xác định yêu cầu bài toán
- N ội dung thể hiện việc xây dựng sơ đồ khối chức năng và nhiệm vụ các khối
- Nội dung thiết kế sơ đồ nguyên lý và mô phỏng mạch điện
- Mạch in đã thiết kế, lắp ráp, hiệu chỉnh và hoàn thiện
- Báo cáo Đồ án theo mẫu BM03 của quyết định số 815/QĐ-ĐHCN ngày
18 tháng 8 năm 2019 của trường ĐH Công nghiệp Hà nội (Phụ lục 3), bao gồm các
n ội dung sau:
Trang 3TT Nội dung báo cáo đồ án
1 Mở đầu (Nêu lý do chọn đề tài; Mục tiêu của đề tài; Phương pháp thực
hiện
2 Phần 1 Tổng quan (Nêu tổng quan về vấn đề cần nghiên cứu; Cơ sở xác
định đề tài; Ứng dụng trong thực tiễn …)
3 Phần 2 Xây dựng sơ đồ khối; Tính toán, mô phỏng và thiết kế sơ đồ nguyên
2 Đặng Văn Chuyết (2000), Điện tử số, Nhà xuất bản giáo dục
3 Nguyễn Viết Tuyến (2016), Giáo trình CAD trong điện tử/Nguyễn Viết
Tuy ến Nhà Xuất bản ĐHSPHN
2 Trang web:
https://www.bachkhoadientu.com/2018/08/ic-7447-ic-giai-ma-bcd-ra-led-7-thanh.html https://datasheetspdf.com/datasheet/7400.html
Trang 43 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện đồ án (nếu có): Bộ nguồn, diode, tụ điện, điện trở, led 7 thanh, đèn led đơn, IC 7400 , IC HCF4093BEY, 7SEG, IC 74LS73, IC 7447, IC 1441, IC 4093, nút nhấn
Trang 5PH Ụ LỤC: MÔ TẢ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN
- Khối đếm xung
- Khối giải mã sử dụng 74LS47
Trang 6M ục lục
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 7
1.1 Cơ sở lựa chọn đề tài 7
1.2 M ục đích yêu cầu 7
1.3 Phương pháp nghiên cứu 7
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN 7
2.1 Tính toán 7
2.2 Thi ết kế bộ đếm, thiết kế mô phỏng 15
CHƯƠNG 3 CHẾ TẠO, LẮP RÁP, THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH 18
3.1 Li ệt kê các linh kiện cần dùng 18
3.2 Ch ế tạo, lắp ráp mạch 18
3.3Th ử nghiêm hệ thống 21
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ-KẾT LUẬN 22
4.1 Đánh giá sản phẩm 22
4.2 Tính th ực tế của sản phẩm 22
4.3 Đề xuất cải tiến và hướng phát triển 22
Tài li ệu tham khảo: 23
Trang 7C HƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở lựa chọn đề tài
(s ử dụng JK_FF), hiển thị trạng thái đếm trên LED 7 thanh” được sử dụng
đếm sản phẩm
1.2 M ục đích yêu cầu
Mục đích của mạch đếm sản phẩm là giúp cho nhà máy đếm được số lượng
công nhân
nhẹ,dễ lắp đặt,dễ sữa và rẽ tiền
1.3 Phương pháp nghiên cứu
Trên phương pháp nghiên cứu và phân tích các chức năng của linh kiện, vi
yêu cầu
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN 2.1 Tính toán
Ta có sơ đồ khối:
Trang 8
Hình 2.1 Sơ đồ khối
động của bộ đếm
- Bước 3: Xác định số phần tử nhớ cần sử dụng, mã hóa các trạng thái trong của bộ đếm theo mã đã cho Số phần tử nhớ được xác định như sau: +Mã nhị phân và mã Gray n ≥ log2 Kđ
+Mã vòng n = Kđ
+Mã Johnson n = 1/2 Kđ
đổi trạng thái, bảng ra để xác định phương trình kích cho các FF và phương trình hàm ra
Đồ hình trạng thái của bộ đếm được minh họa như hình dưới đây :
Trang 9Hình 2.2 Đồ hình trạng thái của bộ đếm Bảng chuyển đổi trạng thái và giá trị đầu vào kích như sau:
Trang 14Hình 2.3 Thiết kế mạch logic
Trang 15Hình 2.4 Mô phỏng mạch trên proteus
2.2 Thi ết kế bộ đếm, thiết kế mô phỏng
Mô phỏng trên phần mềm proteus:
Trang 16
Ta có mạch nguyên lý mô phỏng trên phần mềm altium:
Trang 17Mạch in 2D mô phỏng trên phần mềm Altium:
Trang 18
CHƯƠNG 3 CHẾ TẠO, LẮP RÁP, THỬ NGHIỆM VÀ
3.1 Li ệt kê các linh kiện cần dùng
3.2 Ch ế tạo, lắp ráp mạch
Bước 1: In phần layout bảng mạch ra giấy A4 hoặc giấy bóng
(Lưu ý mirrow lại phần mạch in trước khi in để khi là xong thì ko bị ngược)
Bước 2: Cắt phíp đồng để làm bảng mạch
giấy
Chà xước phần cạnh miếng đồng bằng miếng rửa chén để loại bỏ lớp oxit
Bước 3: Chuyển phần in PCB lên miếng đồng
Ủi trên giấy bóng
Đặt bảng mạch được in trên giấy bóng lên bảng đồng Đảm bảo rằng bo
băng keo để giữ bảng và giấy in ở đúng vị trí
ủi lên nhiệt độ cao nhất trong khoảng 5p là đều và ấn xuống để mực dễ ăn
Chú ý đến phần rìa của bảng mạch, bạn cần phải ủi từ từ
Sau khi là xong thì để nguội trước quạt tầm 5p rồi bắt đầu bóc
Bước 4: Ngâm mạch
Trang 19Bạn cần phải cẩn thận khi thực hiện bước này
nhanh hơn
Hòa FeCl3 vào nước pha đặc 1 chút
Quá trình này được gọi là ăn mòn Sử dụng kẹp để gắp PCB ra và kiểm tra
Bước 5: Vệ sinh và khoan lỗ
Bước 6 Hàn mạch
Trang 20
Hình 3.3 Mặt sau của sản phẩm
Trang 213.3 Th ử nghiêm hệ thống
Trang 22
Đây là đề tài rất hay và được ứng dụng rất nhiều trong đời sống cũng như
lao động của con người, MẠCH ĐẾM được đưa vào sử dụng thay thế con
người trong công việc như đếm sản phẩm, đếm thời gian, đèn giao thông, chia
động ổn định, gọn nhẹ linh hoạt; MẠCH ĐẾM nhanh chóng được biết đến và được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực
4.3 Đề xuất cải tiến và hướng phát triển
Hướng phát triển:Có thể thay thế các linh kiện, IC tạo xung, IC điều khiển,
IC giải mã… bằng các linh kiện khác trên thị trường mà vẫn đáp ứng được nhu cầu của đề tài
Đề xuất cải tiến: thiết kế mạch phù hợp hơn, để mạch được thống nhất,
Trang 23Tài li ệu tham khảo:
Điện tử số, Hà Nội, NXB Khoa học và Kỹ thuật
https://lkcg.vn/search?query=pin+5v
https://www.google.com/search?q=%E1%BB%95n+%C4%91%E1% BB%8Bnh+5v&sca_esv=593778038&rlz=1C1ONGR_enVN953VN1046&tb m=isch&sxsrf=AM9HkKniIOnHzvdFrYG2HUygI2Ao6Oqlcg:17036029841 51&source=lnms&sa=X&ved=2ahUKEwijmtXVr62DAxVtsFYBHecACT8 Q_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=738&dpr=1.25#imgrc=mYH2Mx wfy-i5RM