•Vậy sản phẩm nên được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ phòng.. Thiết kế sơ đồ khốiKhối điều khiển • Phần đầu sử dụng IC 555 để tạo ra xung clock, xung clock này được cung cấp cho IC 401
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Viện Điện Tử Viễn Thông
Trang 24.THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI
5 THIẾT KẾ CHI TIẾT TỪNG KHỐI
6 KIỂM TRA THIẾT KẾ
7 CHẾ TẠO SẢN PHẨM
Trang 3Mạch led trang trí
Mạch led hình trái
tim
Trang 5ỨNG DỤNG
Trang 6Yêu cầu chức năng
sáng cùng lúc trong
0.3s.C
ác led
chẵn sáng cùng lúc trong
0.3s
Các led số 9,25,17 cùng sáng.Rồi sau
đó sáng lần lượt các led từ led 8 về led1,từ led 10 đến led 16,từ led 18 đến led 24,từ led 25 đến led 32,thời gian
để mỗi led sáng lần lượt
là 0,3s
Các led số 1,24,18 cùng sáng.Rồi sau
đó sáng lần lượt các led
từ 2 đến 8,từ
15 về led 9,từ led 23
về led 17,từ led 32 đến led 25
Sáng cùng lúc 32 led.Tắt các led
từ 1 đến led 8.Rồi lại bật lần lượt các led từ 1 đến 8,mỗi led sáng cách nhau 0,3s.Tắt led 8 đến led 16,rồi lại sáng lần lượt các led từ 8 đến 16 mỗi led sáng cách nhau 0,3s.Tắt cùng lúc các led từ 16 đến led 24 rồi sáng lần lượt các led từ led 16 đến led 24 mỗi led sáng cách nhau 0.3s.Tắt cùng lúc các led từ 24 đến 32 rồi lại bật tuần tự các led từ 24 đến led 32 mỗi led sáng cách
nhau 0.3s
Sáng cùng lúc
32 led.Led số 8 tắt.Rồi tắt lần lượt từ led 7 về led 1.Tiếp tục tắt lần lượt từ led 9 đến led 32.Hiệu ứng xảy
ra trong 0.5s
Chỉ bật Led số
17 sáng.Cùng lúc sáng lần lượt từ led số
16 về led1 và led 18 đến led 32.Mỗi led sáng cách nhau 0.3s
6
Trang 725 đến led 31,led2 đến led 7.Rồi cùng lúc bật sáng tuần tự các led từ led số 18 đến led 24 và led số 16 về led 8.Khi sáng lần lượt đến led 24
và led 8 thì tắt cùng lúc các led từ 25 đến led 31
và led 2 đến led 7.Tiếp tục sáng lần lượt từ led
25 đến 31 và led 2 đến
led 7
Cùng bật led 1 và led 9.Rồi sáng lần lượt từ led 1 đến led8 và led
10 đến led 17.Rồi bật sáng lần lượt các led
từ 17 đến
24 và từ led
32 về led 25
Chỉ bật sáng led 25 rồi sáng lần lượt
từ led 25 đến
32 và từ 25
về 17.Bật sáng led 8 rồi bật sáng tuần tự led 7
về led 1 và led 9 đến led 16.Mooxiled sáng cách nhau 0.3s
Bật cùng lúc 2 led là led 9 và led 24.Từ đó sáng lần lượt các led từ led 9 đến led 17 và
từ led 23 về led 16.Sau đó sáng lần lượt các led
từ led 1 đến led
8 và led 25 đến led 32.Mỗi led sáng cách nhau
0.3s
Bật cùng lúc 2 led là led 9 và led 24.Từ đó sáng lần lượt các led từ led 9 đến led 17 và
từ led 23 về led
16 Sau đó sáng lần lượt các led từ led 8 đến led 1 và led 32 đến led 25.Mỗi led sáng cách nhau
0.3s
Bật sáng led 17.Rồi bật sáng tuần tự các led
từ 16 về
1 và led
18 đến led 32
Yêu cầu chức năng
Trang 8Y êu cầu phi chức năng
oCông suất tiêu thụ trên mỗi đèn: 0.132W.
oCông suất tiêu thụ trên điện trở : 4W.
oTổng công suất : 8W.
•Nguồn nuôi: nguồn 1 chiều 9V.
•Tuổi thọ: 10.000 giờ
•Môi trường làm việc:
• Nhiệt độ lý tưởng: 15 – 30 độ C.
• Độ ẩm: 30 -70%.
•Vậy sản phẩm nên được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ phòng
• Tránh nơi bụi bặm, ẩm ướt cũng như dễ xảy ra va đập gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng
sản phẩm.
•Giá thành sản phẩm: 170k
•Thời gian đưa ra thị trường: Dự kiến ngày 30/12
Trang 9Lập kế hoạch
Tên Ưu điểm Nhược điểm Thời gian sẵn sàng
làm việc Trần Mạnh Cường Khả năng quản lý,
phân công công việc
Chưa biết thiết kế mạch
Lười Cuối tuần
Bảng nhân lực
Trang 108 Giao hàng Làm slide, làm báo cáo, … Cả nhóm
Bảng phân công công việc
10
Trang 11Lập kế hoạch
Trang 12Thiết kế sơ đồ khối
12
Trang 13Thiết kế sơ đồ khối
Tạo ra được điện áp DC-5V.
Thời gian sử dụng lâu dài.
Tiết kiệm chi phí thiết kế.
c Phân tích:
Dựa vào chức năng và yêu cầu cần đạt ở trên, nhóm 15 đã chọn ra phương án tối ưu
như sau:
Trang 14Thiết kế sơ đồ khối
Nguồn cấp 9V: - Pin DC-9V vì giá thành rẻ, dễ kiếm tìm, thời gian sử dụng lâu.
Nguồn điện lấy từ sạc điện thoại NOKIA
Tụ C1: là tụ hóa 100uF, tụ này có chức năng như sau:
Giảm độ gợn sóng.
Nâng cao mức điện áp DC lên gần bằng mức Volt cực đại
Làm kho chứa điện ổn định cung cấp điện cho tải.
IC LM7805:
Là loại IC ổn áp tích cực, tạo ra điện áp DC-5V ở ngả ra số 3, dung IC này ta có thể
tránh được hiện tượng dao động tự kích trong IC.
Tụ C2: Là tụ hóa 10uF, có chức năng lọc điện áp đầu ra.
LED xanh D1: dùng để báo nguồn.
Điện trở R1: dùng để hạn dòng cho led D1.
Khối nguồn
14
Trang 15Thiết kế sơ đồ khối
Khối điều khiển
Trang 16Thiết kế sơ đồ khối
Trang 17Thiết kế sơ đồ khối
Khối điều khiển
• Phần đầu sử dụng IC 555 để tạo ra xung clock, xung clock này được cung cấp cho IC 4017 ở phần sau.
• Phần thứ hai sử dụng IC4017 để tạo ra bộ đếm thập phân
• Phần thứ 3 chỉ là phần hiển thị.
Trong mạch chỉ sử dụng 8 ngõ ra cho 8 đèn led, tuy nhiên chúng ta có thể sử dụng cả cổng Q8 và Q9 để tạo ra một mạch nhấp nháy cho 10 đèn.
khi xung clock vào 4017 nó sẽ đếm theo quy luật sau
ngõ ra Q0 nhảy lên mức 1 tương ứng với 5V (đèn 1 sáng) sau 1 thời gian cực ngắn nó sẽ xuống mức 0 (đèn 1 tắt)
sau đó Q1 sẽ nhảy lên mức cao 5V ( đèn 2 sáng) sau 1 thời gian cực ngằn nó s2 xuống mức 0 đèn 2 sẽ tắt
Trang 18Thiết kế sơ đồ khối
Khối điều khiển
Phương án 2: sử dụng IC AT89C52
Trong IC, có:
* Khối dao động (OSC) dùng để tạo ra xung nhịp, xung nhịp cần dùng để vận hành các hoạt động của IC vi điều
khiển Tần số xung nhịp lấy theo thạch anh (gắn trên chân 18-19) Ở đây, chúng ta thường dùng thạch anh 12MHz
* Khối điều khiển trung ương (CPU), nó chạy các câu lệnh có trong bộ nhớ EEPROM và điều khiển tất cả các
hoạt động của IC
* Trong IC có các đường truyền tải dữ liệu và địa chỉ dạng BIT, nó được điều khiển với các khối BUS
CONTROL
* Trong IC có 2 mạch điện đồng hồ TIMER0 và TIMER1 Ở đây cũng có thể cho nhận xung đếm vào từ chân T0,
T1
* Bạn có thể dùng các ngắt ngoài (INTERRUPT) để dừng các chương trình và cho chạy các chương trình ngắt
* IC có 2 bộ nhớ cơ hữu, đó là bộ nhớ EEPROM (dung lượng 8Kbyte) và bộ nhớ SRAM (dung lượng 256byte)
+ Bộ nhớ EEPROM dùng nhớ các câu lệnh do Bạn đã soạn và nạp vào IC (có thể xóa và nạp lại nhiều lần)
+ Bộ nhớ SRAM dùng làm bộ nhớ trung gian, nó còn có các thanh nhớ chuyên dùng dùng cho phần cứng của IC
18
Trang 19Thiết kế sơ đồ khối
Ưu điểm:
• Có thể lập trình được cho IC.
• Có khả năng điều khiển được nhiều LED.
• Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ, chứa được nhiều phần tử.
• Tiêu thụ ít năng lượng
Nhược điểm:
Khá phức tạp.
Muốn thực hiện được, người sản xuất sản phẩm phải có
kiến thức rộng.
Yêu cầu năng lượng nhỏ nên hạn chế về tốc độ làm việc
Yêu cầu độ ổn định của điện áp đầu vào.
Khối điều khiển
Trang 20Thiết kế sơ đồ khối
Khối điều khiển
☺Và sau khi thống nhất, nhóm 15
quyết định thực hiện theo phương án số
2 vì tính ưu việt của phương án này.
Phân tích:
•IC AT89C52: điều khiển hoạt động của hệ thống thông qua các cảng P0, P1, P2, P3 Cần phải nối IC vào nguồn điện
áp DC 5V
•Mạch định tần: dùng thạch anh 12MHz nối vào chân số 18 và 19 của IC, 2 tụ C1 và C2 (trên hình vẽ) dùng để bù nhiệt
và ổn tần, IC của ta sẽ thu được sung nhịp chu kỳ 1us
•Chân số 9 nối vào mạch RESET để đảm bảo sự hoạt động của mạch
•Điện trở băng 103 dùng để nâng áp cho P1
•Chân số 31 nối vào điện áp 5V để xác nhận chỉ dùng bộ nhớ trong của IC AT89C52 20
Trang 21Khối bấm phím
Thiết kế sơ đồ khối
a Chức năng: dùng để reset lại mạch.
b Yêu cầu:
Hoạt động đúng chức năng, tức là khi bấm phím thì sẽ
chỉ reset lại mạch chứ không thực hiện 1 chức năng
khác.
c Phân tích: gồm phím bấm nối vào 2 đầu tụ hóa C3
Trang 22Thiết kế sơ đồ khối
Khối hiển thị
a Chức năng:
Hiển thị các hiệu ứng mà người lập trình đã nạp vào IC.
Trang trí và làm nổi bật cho hình ảnh người lính Trường Sa qua
đó thể hiện được tinh thần yêu nước và tinh thần tự tôn dân tộc.
b Yêu cầu:
Tất cả các Led phải sáng hết, sáng đều sáng đúng với những gì
mà người lập trình mong muốn.
Đảm bảo độ bền
Đảm bảo độ sáng của các LED.
Đảm bảo tính thẩm mỹ.
22
Trang 23Thiết kế sơ đồ khối
Khối hiển thị
c Phân tích:
•Khối hiển thị gồm có 32 LED đục, màu đỏ, các LED được bố trí như hình 8 trên tấm nhôm composite kích thước
15cm x 15cm, lồng vào bức hình người lính Trường Sa và ngôi sao vàng 5 cánh
•Mỗi Led được điều chỉnh bởi 1 chân của IC
(chân này nằm trong số các PORT của IC)
•Trước mỗi LED cần phải có 1 điện trở 220 Ohm có chức năng hạn dòng
Nếu muốn thay đổi màu của LED cũng cần phải thay đổi cả điện trở hạn dòng theo công thức: R= Uv-UledIled
trong đó: R là giá trị của điện trở hạn dòng, Uv là điện áp vào, ở đây Uv=5 V, Uled là điện áp mà Led chịu được, ở
đây Nhóm 15 chọn Led màu đỏ có Uled = 1.8 V, Iled là dòng điện mà Led chịu được, ở đây led đỏ có Iled = 15mA,
như vậy R = (5 – 1.8)/0.015 = 213.333 Ω, như vậy ta chọn điện trở hạn dòng là 220V cũng không có vấn đề gì cả,
còn nếu chọn Led xanh dương, xanh lá hay trắng ta sẽ có
Sơ đồ bố trí LED
Trang 24Kiểm tra thiết kế
Cả nhóm cùng kiểm tra lại thiết kế, kiểm tra các phần từ xác định yêu cầu, mô tả
kỹ thuật, thiết kế các khối và từng khối cũng như phương án tốt nhất cho từng
khối.
Kiểm tra phần mô phỏng trên proteus, thử thay đổi một vài thông số để nhận xét
về hoạt động của mạch cũng như độ sáng của các LED.
Từ đó rút ra một vài nhận xét để có thêm kinh nghiệm trong quá trình chế tạo và
làm thử.
Ví dụ như khi cho điện trở hạn dòng lớn, LED sẽ sáng yếu hoặc không sáng
Còn khi cho điện trở hạn dòng thấp thì LED rất sáng, nhưng chắc chắn khi chạy
quá điện áp hiệu dụng, 1 thời gian sau LED sẽ tỏa nhiệt và hỏng.
24
Trang 25Chế tạo sản phẩm
Trang 26THANKS FOR LISTENING!