báo cáo thực tập cơ bản thiết kế mạch in sử dụng phần mềm altium designer mạch đếm thuận 0 9

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNGBÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢNThiết kế mạch in sử dụng phần mềm Altium DesignerMạch đếm thuận 0-9Giảng viên hướng dẫn: Vũ Hồng VinhHà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

*********

BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN

Thiết kế mạch in sử dụng phần mềm Altium Designer

Mạch đếm thuận 0-9

Giảng viên hướng dẫn: Vũ Hồng Vinh

Hà Nội, 12/2021

Mục lục

Lời mở đầu 1

Nội dung 2

1 Mục đích thực hành 2

2 Trang bị cần thiết 2

3 Lý thuyết 2

4 Thực hành thiết kế mạch đếm thuận 0-9 bằng phần mềm Altium Designer 3

Kết luận 8

Lời mở đầu

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống con người đã được thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sự tiện lợi với những trang thiết bị hiện đại phục vụ công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Góp phần vào sự nghiệp đó thì ngành kỹ thuật Điện - Điện tử góp một phần không nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước Trong đó sự tích hợp các mạch Điện - Điện tử ngày càng trở nên thiết yếu khi mà công nghệ ngày càng phát triển hơn tiến tới thời đại vi xử lý, những mạch cồng kềnh chiếm nhiều diện tích sẽ dần được loại bỏ và thay vào đó sẽ là những mạch gọn nhẹ hơn và được ưa chuộng hơn Những thành tựu đó biến cái tưởng chừng không thể thành

có thể, góp phần nâng cao đời sống tinh thần cho con người Trong đó có ngành “kỹ thuật số” có vai trò quan trọng và áp dụng trong việc điều khiển số trong công nghệ hiện đại Kỹ thuật số ra đời đã và đang làm thành một cuộc cách mạng trong mọi lĩnh vực cuộc sống hiện đại từ chiếc nồi cơm, máy giặt, điều hòa, điện thoại v.v đến truyền hình, chụp ảnh, công nghệ thông tin Những ứng dụng quan trọng của nó trong các công ty lớn nhỏ là không thể kể hết Sản xuất trực tiếp từ các nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em thấy được nhiều khâu

tự động hóa trong quá trình sản xuất Một trong những khâu đơn giản của sản xuất tự động hóa là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động Tuy nhiên với doanh nghiệp vừa và nhỏ việc tự động hóa chưa hoàn toàn được áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì sản phẩm vẫn sử dụng nhân công.Từ những điều đã thấy đó chúng em muốn giúp môt điều gì nhỏ để giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay, giúp tăng hiệu suất làm việc và tính chính xác trong công việc lên nhiều lần Chính vì vậy em quyết định thiết kế mạch đếm thuận nghịch từ 0

-9 Em quyết định làm mạch này vì nó phù hợp với thực tế và năng lực của em

Nhận thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của mạch đếm 0- 9 Em đã nghiên cứu và thiết kế mạch dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của

thầy Vũ Hồng Vinh Vì kiến thức và kinh nghiệm của chúng em còn hạn chế nên bài báo cáo không tránh khỏi sai sót Chúng em rất mong sự góp ý của thầy, để bài báo cáo được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Nội dung

1 Mục đích thực hành

- Thành thạo kĩ năng sử dụng máy tính

- Làm quen với phần mềm mô phỏng mạch điện tử Orcad và Altium

- Sử dụng thành thạo các công cụ trong phần mềm mô phỏng Orcad và Altium

- Thực hiện mô phỏng các mạch đa hài, mạch led rượt đuổi bằng phần mềm Orcad

- Thực hiện thiết kế mạch ổn áp tuyến tính bằng phần mềm Altium

2 Trang bị cần thiết

- Máy tính chạy hệ điều hành Windows

- Phần mềm và thư viện cho phần mềm Altium và Orad

3 Lý thuyết

a Thông tin về phần mềm Orcad

điện tử Được dùng chính trong chế tạo các bản điện

các sơ đồ điện tử và các chế bản của chúng

ty Cadence Design Systems Bản cuối cùng của OrCAD có khả năng tạo và hỗ trợ cơ sở dữ liệu các vi amchj sẵn có Cơ sở dữ liệu có thể được bổ sung bằng

cách tải về các gói thành phần sản xuất, như Texas Instruments

- Trong các gói có module sau:

Capture — biên tập các sơ đồ nguyên lí

Capture CIS Option — điều hành các thư viện Active Parts,

PSpice Analog Digital — gói của chế bản tương tự-số

PSpice Advanced Analysis — gói của tối ưu tham số

PSpice SLPS option — giao diện liên lạc với gói Matlab

PCB Designer — biên tập các topo các mạch in, SPECCTRA for OrCAD — chương trình của truy tìm trương tác và tự động

Signal Explorer — module phân tích sự nguyên vẹn của các tín hiệu và của các biến dạng giao

b Thông tin về phần mềm Altium

- Altium Designer là một trong những phần mềm thiết

kế mạch điện tử PCB (Printed Circuit Board) Altium Designer 21 là phiên bản mới nhất cho đến giờ Một

số tính năng cơ bản của phần mềm Altium Designer là Giao diện thiết kế quản lí và chỉnh sửa thân thiện,

dễ dàng biên dịch, quản lí file, quản lí phiên bản cho các tài liệu thiết kế

Hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế tự động, đi dây

tự động theo thuật toán tối ưu, phân tích lắp ráp linh kiện

Hỗ trợ việc tìm các giải pháp thiết kế hoặc chỉnh sửa mạch, link kiện, netlist có sẵn từ trước theo các tham số mới

Mở, xem và in các file thiết kế mạch dễ dàng với đầy đủ các thông tin linh kiện, netlist, dữ liệu bản

vẽ, kích thước, số lượng,

Hệ thống các thư viện phong phú, gồm chi tiết và hoàn chỉnh các linh kiện nhúng, số, tương tự, Đặt và sửa đối tượng trên các lớp cơ khí, định nghĩa các luật thiết kế, chỉnh các lớp mạch in, chuyển từ schematic sang PCB, đặt vị trí linh kiện trên PCB

Mô phỏng mạch PCB 3D, đem lại hình ảnh mạch điện trung thực trong không gian 3 chiều, hỗ trợ MCAD-ECAD, liên kết trực tiếp với mô hình STEP, kiểm tra khoảng cách cách điện, cấu hình cho cả 2D và 3D

Hỗ trợ thiết kế PCB sang FPGA và ngược lại

4 Thực hành thiết kế mạch đếm thuận 0-9 bằng phần mềm Altium Designer

a Mở phần mềm và cài đặt các tùy chỉnh

Trong bài báo cáo này em dùng phần mềm Altium Designer phiên bản 16.1 vì nó khá đầy đủ các chức năng cần thiết và không quá nặng so với laptop của em Đầu tiên, mở phần mềm Altium, ấn chọn File – New – Project và chọn loại Project phù hợp sau đó ấn Ctrl S để lưu lại

- Vẽ sơ đồ nguyên lí

Tại màn hình hiển thị đầu tiên của phần mềm, ta chọn Project – Add new to Project – Schematic sau

đó Ctrl + S để lưu lại

Lần lượt chọn các linh kiện theo thiết kế tính toán đưa vào mạch nguyên lí Nháy đúp vào thư viện nguyên lí của Project Chọn SCH Library - chọn linh kiện cần cho mạch nguyên lí – Place hoặc kéo thả

ra màn hình

Các linh kiện cần dùng đến trong mạch đếm thuận 0-9 là:

+ Resistor số lượng 9

+ LED 7 thanh: 7SEG-COM-ANODE số lượng 1 + Tụ phân cực số lượng 1

+ IC 74LS00 số lượng 2

+ IC 74LS47 số lượng 1

+ IC 74LS90 số lượng 1

Dùng chuột kéo thả các linh kiện về các vị trí hợp lí Nối dây để kết nối các linh kiện: P – W

Sử dụng Net Label để kết nối các chân linh kiện Các chân linh kiện được đặt tên giống nhau sẽ kết nối với nhau Place – Net Label, chú ý đặt tên có nghĩa

Kết nối các chân linh kiện sử dụng Port Connection Place – Power Port

Đánh số linh kiện: Tools – Annotation – Annotate Schematics – Update Changes List – Accept Changes – OK (hoặc T – A – N)

Ta có mạch nguyên lí hoàn chỉnh sau khi đánh số

- Vẽ mạch in PCB

Chọn Project – Add new to Project – PCB – Ctrl S

Để cập nhật Netlist từ mạch nguyên lí sang mạch

in, từ cửa sổ Schematics ấn D – U

Kiểm tra lỗi, chọn Validate Changes – Execute Changes – Close

Sắp xếp linh kiện hợp lí, ấn 3 để hiển thị ở dạng 3D

Thiết lập các quy tắc thiết kế mạch in:

Từ cửa sổ thiết kế mạch in ấn chọn Design – Rule

ta có

+ Clearance: thiết lập khoảng cách giữa các đường dây trong mạch in

+ Width: thiết lập độ rộng các đường mạch + Routing Vias: thiết lập kích thước lỗ Via

+ Thiết lập khoảng cách giữa các đối tượng trong mạch in: Design Rules – Electrical – Clearance – Minimum Clearance – Apply

Đi dây mạch in, chọn lớp linh kiện cần đi dây Chọn Bottom Layer hoặc Top Layer rồi ấn P – T, đi dây đến khi hết các Connection thì dừng lại

Cắt bo mạch, ấn P – L, bao toàn bộ mạch rồi ấn Ctrl A – D – S – D

Phủ đồng, ấn P – G ta được mạch in hoàn chỉnh

Kết luận

Khi nghiên cứu đề tài này em muốn phát huy thành quả ứng dụng của kỹ thuật số nhằm tạo ra những sản phẩm, những thiết bị tiên tiến và đạt hiệu quả cao hơn trong cuộc sống Ngoài ra trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài là một cơ hội để kiểm tra lại nhưng kiến thức đã học ở trường đồng thời phát huy tính sáng tạo khả năng giải quyết vấn đề theo yêu cầu đặt ra Trong bài báo cáo này em thực hiện mạch đếm thuận nghịch bằng phương pháp đếm tín hiệu Như vậy mỗi tín hiệu đi qua thì phải có 1 thiết bị cảm nhận tín hiệu thiết bị này gọi là cảm biến (led thu phát) Khi

có tín hiệu đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo thành 1 xung điện đưa

về khối xử lý để tăng dần số đếm Tại một thời điểm tức thời để xác định được số đếm cần phải có một bộ hiển thị là led 7 thanh Hướng phát triển của sản phẩm: nó sẽ xuất hiện nhiều trong các

garage, một trong những khâu đơn giản trong dây truyền sản xuất tự động hóa là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách

Trong quá trình thực hiện bài báo cáo này em được rất nhiều sự giúp đỡ của thầy Vũ Hồng Vinh đã tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình học tập Do kiến thức còn hạn hẹp lên trong quá trình thực hiện bài báo cáo em còn gặp nhiều sai sót, mong thầy bỏ qua và có hướng giúp đỡ em có thể hoàn chỉnh bài báo cáo của mình