NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ MẠCH ĐIẾM SẢN PHẨM doc

Nội dung các phần thuyết minh: Khảo sát các loại vi mạch sử dụng trong đề tài gồm sơ đồ chân, sơ đồ logic, bảng trạng thái, các đặt tính điện.. Vì vay nay e làm mạch đếm sản phẩn để phụ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

eee1.Tên đề tài:

THIẾT KẾ MẠCH ĐIẾM SẢN PHẨM

2 Các số liệu ban đầu:

Đếm sản phẩm và hiện thị led 7 đoạn Đặt trước số đếm bằng nútnhấn và dừng khi số sản phẩm bằng số đặt trước

3 Nội dung các phần thuyết minh:

Khảo sát các loại vi mạch sử dụng trong đề tài gồm sơ đồ chân, sơ

đồ logic, bảng trạng thái, các đặt tính điện

Các loại led 7 đoạn

Thiết kế sơ đồ khối, chức năng các khối

Vẽ sơ đồ mạch in, thi công lắp ráp, kiểm tra và chạy thực

Thực hiện việt chống nhiễu và điều chỉnh độ nhạy cho cảm biến.Thực hiện việt cấp xung bằng nút nhấn

5 Giáo viên hướng dẫn : Th.S NGUYỄN ĐÌNH PHÚ

6 Ngày giao nhiệm vụ: 25-9-2011

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 08-1-2012

Ngày …… tháng …… năm 2011

Giáo viên hướng dẫn

GVC.THS.NGUYỄN ĐÌNH PHÚ

LỜI CẢM ƠN

eee Sau khoảng thời gian 4 tháng, với sự hướng dẫn và chỉ bảo tận

tình của thầy Th.S Nguyễn Đình Phú, ngày hôm nay, đề tài tốt nghiệp

của em đã hoàn thành xong Để đạt được kết quả như hôm nay, ngoài sự chăm chỉ và miệt mài của bản thân em, em không thể nào không nhắc đến công lao đã vạch ra hướng đi cho đề tài và hướng dẫn từng yêu cầu

của đề tài mà thầy Th.S Nguyễn Đình Phú đã truyền đạt cho em những khiến thức hiết sức bổ ích và những ứng dụng thực tế Thầy Th.S Nguyễn Đình Phú ân cần chỉ bảo tận tình Giải thich cho em nhưng chổ

em con chưa hiểu

Cũng vì lý do trên, thông qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành

nhất của em đến giáo viên hướng dẫn của em là thầy Th.S Nguyễn Đình Phú, người đã có công lao rất lớn trong kết quả của đề tài của em

ngày hôm nay

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LINH KIỆN, THIẾT KẾ MẠCH 7

I Khảo sát IC 74192 7

II Khảo sát IC 7485 7

III Khảo sát IC 7414 8

IV Khảo sát IC 7408 9

V Khảo sát IC 741 9

V I Khảo sát IC 74247 10

VII Khảo sát led 7 đoạn 11

V III Khảo sát điện trở 13

I X Khảo sát tụ 13

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỒI, SƠ ĐÒ MẠCH 15

I Khảo sát khối tạo xung 15

II Khảo sát khối so sánh 16

III Khảo sát khối khóa xung Ck 16

I V Khảo sát khối chống nhiễu bằng nút nhấn 17

V Khảo sát khối reset bằng relay 18

VI Khảo sát khối nguồn 18

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 20

CHƯƠNG IV: HI CÔNG MẠCH 21

LIỆT KÊ MÔ PHỎNG

I.KHỐI 1: Khối tạo xung và cấp nguồn

II.KHỐI 2 : khối mô phỏng.

a c

a c

e f g

h g f e

e f g h

b a

7 9

5 3

6

2

8 9

1

D0

15 Q0 3 D1

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL

11 MR 14

U2

74192

D0

15 Q0 3 D1

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL

11 MR 14

U1

74192

A0 10 A1 12 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 A<B

2 QA<B 7 A=B

3 QA=B 6 A>B

4 QA>B 5

U3

7485

A0 10 A1 12 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 A<B

2 QA<B 7 A=B

3 QA=B 6 A>B

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL

11 MR 14

U112

74192

D0

15 Q0 3 D1

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL

11 MR 14

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cung voi sụ phát triển của công nghiệp hóa hiện đai hóa kỹ thuật số trở thành phổ biến và ngày một thông dụng Nó làm tăng hiệu quả lao động và giam giá thành san phẩm Sản phan được đòng loạt hơn Vì vay nay e làm mạch đếm sản phẩn để phục vụ cho sụ phát triển của công nghiệp hóa hiện đai hóa

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước vấn đề

Tự Động Hóa sản xuất có vai trò đặc biệt quan trọng

Mục tiêu ứng dụng Tự Động Hóa là nhằm nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động Sự cạnh tranh hàng hoá đặt ra một vấn đề thời sự là làm sao để hệ thống Tự Động Hóa sản xuất phải có tính linh hoạt cao nhằm đáp ứng sự biến động thường xuyên của thị trường hàng hoá cạnh tranh vì vây e làm đồ an nay phục vụ cho mục đích đó

Người thực hiện đề tài

NGUYỄN HỮU PHƯỚC

Các chân A , B , C , D là các chân để điều khiển giá trị bắt đầu đếm.

Chân DOWN là chân khi có xung kích vào thì giá trị ra được đếm xuống Chân UP là chân khi có xung kích vào thì giá trị ra được đếm lên

Chân VCC là chân cấp nguồn còn chân GND là chân nối mass

Chân CO\ và chân BO\ dùng để liên kết với IC 74192 khác để đếm được giátrị cao hơn

Chân CLR dùng để xóa giá trị về 0

II KHẢO SÁT 7485

Đây là ic so sánh 4 bit

Chân 2 3 4 là chân giá trị ngõ vào ban đầu của IC để thự hiện phép so

sánh

Chân 5 6 7 là chân gi giá trị ra

Chân 8 nối mass chân 16 nối Vcc

Trên nguyên lý so sánh các giá trị A0, A1, A2, A3 với B0, B1, B2, B3 để đưa

ra các giá trị so sánh A>B, A=B, A<B

III. KHẢO SÁT 7414 ( Cổng NOT )

Sơ đồ chân của ic 7414

IC 7414 có chức năng đảo giá trị vào

Chân 7 nối mass và chân 14 nối vơi Vcc

7414 là IC được sử dụng rộng vào nhiều mục đích nhu; Tạo xungvuông , chốt , đảo trạng thái xung …

Schmitt-Trggers inverters có nghia là IC 7414 có thể biến một xungkhông vuông thành 1 xung vuông

IV KHẢO SÁT 7408 (Cổng AND )

Sơ đồ chân của ic 7408

Đây là mạch tích hợp của 4 cổng AND gồm có các chân như hình ở trên Một số loại cổng AND thường gập như : 7408 , 74LS08 và 74S08 trong

đó 7408 có cấu tạo đơn giản nhất và được sữ dụng rộng rãi nhất

V. KHẢO SÁT 741 (Op – Amp)

Sơ đồ cấu tạo IC 741Chân 2 là chân đầu vào âm chân 3 là chân đầu vào dương còn chân 6 làchân điện áp ra

741 là OPAMP có chân 7 nối Vcc và chân 4 nối GND để cấp nguồn choIC

Chân số 5 và số 1 không dùng ta bỏ trống

741 có chức năng khuyếch đại, đệm, trừ hay cộng hay so sánh áp…

VI. KHẢO SÁT 74247 (IC giải mã led 7 đoạn loại anode chung)

IC 74247 là IC giải mã cho led 7 đoạn Anode chung

Chân TEST(3) là chân dùng để thử các ngõ ra xem IC có còn dùng được haykhông

Các chân P0-P3 là các mã hóa từ mã BCD sang mã led 7 đoạn

Chân RBI và RBO là 2 chân dùng để xóa số 0 vô nghĩa

VII KHẢO SÁT LED 7 ĐOẠN

Hình led 7 đoạn thực tế

Bảng mả hiển thị led 7 đoạn

Led 7 đoạn được dùng nhiều trong đời sống hiện nay

Nó được dùng vào nhiều mục đích khác nhau nhưng vẫn làm chức năng chung đó là hiển thị giá tri số

Ngoài ra led 7 đoạn còn thể hiện được tên như: PHUOC, THAO, THOA… Trong đó củng có một số tên co vần K, M và V thì không hiển thị được như: MINH, KHANH…

VIII. KHẢO SÁT ĐIỆN TRỞ VÀ CÁCH ĐỌC ĐIỆN TRỞ

Ở đây em giới thiệu về một số điện trở thường gập có 4 vòng màu.Vòng thứ nhất là vòng hàng chục

Sau đây em cũng nêu ra một số loại tụ thường gặp như : Tụ gốm , tụhóa …

Tụ được chia làm 2 loại : tụ phân cực và không phân cực

Một số tụ phân cực giá trị được ghi trực tiếp trên vỏ của linh kiệnrất dễ thấy

Còn như tụ không phân cực thì khó đọc giá trị hơn tí

Khi mua tụ người ta thường chú ý tới :

Giá trị điện dung của tụ và điện áp cực đại qua tụ

Tụ được dùng hầu hiết trong các mạch Tụ đươc dùng vào nhiềuviệt khác nhau, nhưng tụ được dùng phổ biến để chống nhiễu, tạo xungbằng phẳn, cách ly nguồn…

Chương II THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI, SƠ ĐỒ MẠCH

I. KHẢO SÁT KHỐI TẠO XUNG

4 1 5 U3

741

Hình 1 : khối cảm biến và tạo xung

Khối thu tính hiệu và tạo xung cấp cho IC

Cảm biến quang gồm có led thu và led phát :

Tính hiệu nhiễu tần số thấp được lọc qua tụ C3 và R2 Tính hiệu phát từled phát có cùng tần số với led thu Led thu có thể sai tính hiệu vào doánh sáng mặt trời Để chống nhiễu do mặt trời gây nên ta dùng biến trởVR4 để bù trừ sụt áp do ánh sáng mặt trời tác động lên led thu và chỉnh

độ nhạy cho cảm biến Ta cũng có thể dùng một cái ống nhựa màu đen

để che led thu lại

II KHẢO SÁT KHỐI SO SÁNH

Khối so sánh gồm co IC 7485 va giá trị ngõ vào so sánh

Khi A0=B0, A1=B1, A2=B2, A3=B3 thì ngõ ra QA=B lên mức 1 Khối so sánh có chức năng so sánh và cấp xung để khóa xung Ck

A0 10 A1 12 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 A<B

2 QA<B 7 A=B

U12

74192

Hình 5 : Khối so sánh

III. KHẢO SÁT KHỐI KHÓA XUNG CK

Hình 2 : Khối khóa xung CkXung Ck ở trong hình chính là ngõ ra của của khối tạo xung em đã nêu ra

IV. KHẢO SÁT KHỐI CHỐNG NHIỄU CHO NÚT NHẤN

Đây là khối tạo xung và chống nhiễu bằng nút nhấn

Khi nút nhấn hở thi ngõ ra la = 0

Khi nút nhấn đóng thi ngõ ra la = 1

Khi mà ta nhấn nút không phải một xung được tạo ra mà có thể là nhiều xung bởi vậy ta cần chống nhiễu Tụ C1 có chức năng đó Còn cổng NOT có chứcnăng tạo cho xung được cấp bằng thành 1 xung vuông và bằng phẳn từ các xung có dạng tam giác hay dạng sóng SIN về dạng xung vuông

Ở đây em thiết kế khối tạo xung bằng nút nhấn rời rạt vì Em thiết kế 2 nút nhấn một nút ĐƠN VỊ và một nút CHỤC nên không cần lien số đếm CHỤC với ĐƠN VỊ lại

VD: Đặt số 19 chỉ cần ấn nút CHỤC 1 lấn và nút ĐƠN VỊ 9 lần là được, chứ không phải ấn nút ĐƠN VI 19 lần

Điện trở 10k có chức năng hạng dòng qua IC

2 3 4 5

V KHẢO SÁT KHỐI RESET BẰNG RELAY

Bình thường nút nhấn chưa tát động thì chân MR ở mức 0 mạch thực hiệnviệt đếm khi ta nhấn nút nhấn thì chân MR lên mức 1 Các giá tri đã đếmđược ngay lập tức được RESET về 0

Ở đây em chỉ thiết kế khối Reset cho IC đếm mà không Reset cho giá tri đặtvì:

Trong sản xuất theo dây chuyền thì mỗi hàng hóa làm ra là rất lớn và theomột số cụ thể đặt trước nên trong em không làm khoi Reset cho số đặt trước.Khi muống thai đổi giá tri đặt chỉ cần nhấn nút là được

a b c d

e f g h

D0

15 Q0 3 D1

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL

11 MR 14

U2

74192

D0

15 Q0 3 D1

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL

11 MR 14

U1

74192

RL?

G2R-14-DC5

Hình 4: Khối Reset bằng nút nhấn và relay

VI KHẢO SÁT KHỐI NGUỒN

Điện áp ngõ ra được lọc bởi tụ C5 (tu có giá tri lớn để làm cho điện

áp bằng phẳn hơn) điện áp cấp cho 7805 đê tạo ra nguồn 5VDC cấp cho

IC và led 7 đoạn, tụ C6 và C7 dùng để lọc nhiễu tính hiệu vào và tínhhiệu ra

BR1

BRIDGE 1

Chương IIIKẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

1) Kết luận

Với mạch đếm dùng IC ta có các ưu điểm sau :

-Cho phép tăng hiệu xuất lao động

-Đảm bảo độ chính sát cao

-Tần số đáp úng của mạch nhanh, cho phép đếm với tần số cao

-Khoảng cánh đặt phần phát và phần thu xa nhau cho phép đếm vật có kích thước lớn

-Tổn hao công suất nhỏ có thể dùng pin

-Khả năng đếm rộng

-Mạch đơn giản dể thực hiện

2) Hướng phát triển

-Ta có thể dùng vi điều khiển để làm mạch này thì giá thành sẽ gảm và mức

độ phức tạp của mạch cũng giảm xuống và giảm sai số

3) Yêu cầu về IC

Với yêu cầu đặt ra là : Khi thiết kế mạch phải biết định hướng cơbản về mạch và các IC cần có để thiết kế mạch Tìm hiểu các cách làmcủa các anh chị đi trước, tìm tư liệu từ sách ( Thực tâp kỹ thuật số) vàtrên googlo.com làm Từ đó hình thành cơ bản về mạch Trong đó có thểtìm tòi sáng tạo ra cái mới từ cái có trước đó

Sao đây em xin trình bày về kế hoạch thực hiện của em:

Khi đăng ký đề tài đồ án mon học em bắt tay vào việt đọc sách thựctập kỹ thuật số về nhũng vấn đề có liên quan và tham khảo mạch đếm sảnphẩm ở trong sách từ đó hình thành cơ bản về mạch của em đang làmgồm:

A Khối thu phát tính hiệu , có led thu led phát

B Khối nguồn cấp nguồn cho toàn mạch

C IC như : 74192 , IC so sánh 7485, 7414 và 7408

D Một số linh kiện khác như : điện trở , biến trở , tụ………

a c

e f g

1 2 4

5 7

a c 1 3

e f g 5 7

A1 C1 E1 G1

CD

A1 C1 E1 G1

CD2

A1 C1 E1 G1

CD3

A1 C1 E1 G1

CD4

A

7 QA 13 B

1 QB 12 C

2 QC 11 D

6 QD 10 BI/RBO

4 QE 9 RBI

5 QF 15 LT

1 QB 12 C

2 QC 11 D

6 QD 10 BI/RBO

4 QE 9 RBI

5 QF 15 LT

1 QB 12 C

2 QC 11 D

6 QD 10 BI/RBO

4 QE 9 RBI

5 QF 15 LT

1 QB 12 C

2 QC 11 D

6 QD 10 BI/RBO

4 QE 9 RBI

5 QF 15 LT

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL 11 MR 14

U5

74192

D0

15 Q0 3 D1

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL 11 MR 14

U6

74192

1 2

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL 11 MR 14

U8

74192

D0

15 Q0 3 D1

1 Q1 2 D2

10 Q2 6 D3

9 Q3 7 UP

5 TCU 12 DN

4 TCD 13 PL 11 MR 14

2 QA<B 7 A=B

3 QA=B 6 A>B

4 QA>B 5

U11

7485

A0 10 A1 12 A2 13 A3 15 B0 9 B1 11 B2 14 B3 1 A<B

2 QA<B 7 A=B

3 QA=B 6 A>B

Hình 7: Mô phỏng và chuẩn bị vẽ mạch in

Ở đây phần vẽ mạch in có thêm điện trở hạng dòng cho led 7 đoạn để

bảo vệ led 7 đoạn không bị hư Nếu không có điện trở hạng dòng mạch

vẫn hoạt động nhưng sao khoảng 5 phút thì led sẽ bị hư

Hình 8: Vẽ mạch in bằng proteus

Ở đây em vẽ mạch in có nhiều dây trùng nhau nên em đã đưa các dây đó xuống dưới IC làm cho người quan xát không nhình thấy làm cho mạch đẹp hơn

Mạch gồm các linh kiện sau: 2(7485), 4(74192), 4(led 7 đoạn), 36(điện trở), 3(nút nhấn), 1(7805), 1(transitor), 1(biến trở), 1(cầu diode) , 1(741,

7414, 7408, relay), 7(tụ), led thu và led phát

Cách lắp ráp: Ráp các dây trùng trước tiên, lắp xong dây trùng típ tới làlắp điện trở rồi kế là tới các lin kiện còn lại IC được ráp cuối cùng

Cánh kiểm tra mạch: Trước hiết ta kiểm tra xem các dây gần nhau có