Đo lực và ứng suất Trang 25 SVTH :HÀ THANH LÂM - PHẠM TRỌNG QUỲNH Đặc điểm: + ADC 12 bit nhò phân (cộng với bit cực tính và bit tràn) hoạt động theo phương pháp tích phân hai độ dốc. +Ngõ ra 3 trạng thái tương thích TTL và với kiểu giao tiếp UART thì phù hợp với giao tiếp song song hoặc giao tiếp với hệ thống vi xử lý. +Ngõ vào Run/Hold và Status được dùng để theo dõi và kiểm tra sự chuyển đổi .Mức nhiễu thấp khoảng 15 V p-p . + Dòng ngõ vào khoảng 1pA. +Hoạt động có thể lêâøn đến 30 lần biến đổi trong 1 giây. +Vi mạch bên trong sử dụng dao động thạch anh 3,58MHz sẽ cho 7,5 lần chuyển đổi trong 1 giây. Ngoài ra nó có thể sử dụng dao động RC hoặc bất cứ tần số xung đồng hồ khác để tạo dao động. MÔ TẢ: ICL 7109 thuộc họ CMOS, chuyển đổi nhanh, nguồn nuôi thấp và được thiết kế dễ dàng giao tiếp với vi xử lý. Ngõ ra dữ liệu(12 bit cộng 1 bit cực tính và 1 bit tràn) sẵn sàng giao tiếp song song thông qua sự điều khiển của 2 ngõ vào ENABLE và CHIP SELECT, kiểu giao diện UART sẽ cho phép ICL7109 làm việc với tiêu chuẩn công nghiệp mà ở đó UART sẽ đóng vai trò truyền dữ liệu. Vi mạch ICL7109 có những ưu điểm như: độ chính xác cao, nhiễu không đáng kể và trôi áp thấp đặc biệt rất kinh tế. Ngoài ra nó còn có những thông số khác như: trôi áp thấp hơn 1V/ o c, dòng vào tối đa 10pA và công suất tiêu thụ 20mW… làm cho vi mạch này càng trở nên hấp dẫn. CHỨC NĂNG CÁC CHÂN: CHÂN KÝ HIỆU CHỨC NĂNG 1 GND Chân Mass 2 STATUS Ngõ ra lên mức cao trong suốt quá trình biến đổi cho đến khi dữ liệu được chốt lại. Ngõ ra xuống thấp khi tín hiệu được chuyển đổi xong 3 POL Báo cực tính – Mức 1 khi tín hiệu tương tự vào dương 4 OR Bit tràn - Mức 1 nếu tràn. 5 6 7 8 9 10 B12 B11 B10 B9 B8 B7 Bit 12 Bit có trọng số lớn nhất Bit 11 Bit 10 Bit 9 Bit 8 Bit 7 Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Đo lực và ứng suất Trang 26 SVTH :HÀ THANH LÂM - PHẠM TRỌNG QUỲNH 11 12 13 14 15 16 B6 B5 B4 B3 B2 B1 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 - Bit có trọng số nhỏ nhất Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái Bit dữ liệu ngõ ra 3 trạng thái 17 TEST Bình thường mức cao. Mức thấp thì tất cả các bit ngõ ra lên cao dùng cho việc kiểm tra. Nối lên cao nếu không dùng. 18 LBEN Chân cho phép xuất byte thấp. Cùng với MODE (Chân 21) mức thấp và chân CE/LOAD (chân 20) mức thấp sẽ cho phép xuất các byte thấp từ B1 đến B8. 19 HBEN Chân cho phép xuất Byte cao. Kết hợp với chân MODE (21) ở mức thấp và chân CE/LOAD ở mức thấp sẽ cho phép xuất Byte cao từ B9 B12 và bit POL/OR. 20 CE/LOAD Chân cho phép – Kết hợp với chân MODE (21) mức thấp có tác dụng điều khiển cho phép ngõ ra. Khi CE/LOAD ở mức cao sẽ cấm các chân B1 đến B12, POL, OR. 21 MODE Khi ngõ vào ở mức thấp – Các chân CE/LOAD, HBEN, LBEN điều khiển trực tiếp các Byte ngõ ra. Khi được cấp xung – chuẩn bò hoạt động theo kiểu “handshake”. Mức cao – Các chân cho phép CE/LOAD, HBEN, LBEN xem như các ngõ ra và vi mạch hoạt động theo “handshake” 22 23 OSC IN OSC OUT Ngõ vào của dao động Ngõ ra của dao động. 24 OSC SEL Chọn tần số dao động – Mức cao thì tần số và pha tại OSC IN, OSC OUT bằng 1/58 tần số tại BUFF OSC OUT. 25 BUFF OSC OUT Ngõ ra dao động đệm 26 RUN/ HOLD Ngõ vào mức cao – Biến đổi được thực hiện trong 8192 xung đồng hồ. Ngõvào mức thấp – Quá trình biến đổi kết thúc 27 SEND Ngõ vào – Nối lên +5V nếu không dùng. 28 V- Nguồn âm –5V 29 REF OUT Điện áp ngõ ra chuẩn =2,8V 30 BUFFER Ngõ ra khuếch đại đệm 31 AUTO ZERO Tự động điều chỉnh mức 0 32 INTEGER- Ngõ ra kết hợp. Đo lực và ứng suất Trang 27 SVTH :HÀ THANH LÂM - PHẠM TRỌNG QUỲNH ATOR CHÂN KÝ HIỆU CHỨC NĂNG 33 COMMON 34 INPUT LO Ngõ vào tương tự 35 INPUT HI Ngõ vào tương tự 36 REF IN + Điện áp chuẩn dương 37 REF CAP + p dương trên tụ 38 REF CAP - p âm trên tụ 39 REF IN - Điện áp chuẩn âm. 40 V+ Nguồn cung cấp dương = +5V CHỨC NĂNG CỤ THỂ CỦA CÁC CHÂN ĐIỀU KHIỂN: - NGÕ VÀO MODE: Ngõ vào Mode dùng điều khiển trạng thái biến đổi của ngõ ra. khi chân Mode ở mức thấp thì các ngõ ra dữ liệu được truy xuất trực tiếp thông qua sự điều khiển của chân ENABLE và sự điều khiển bên trong vi mạch. Khi ngõ vào Mode được cấp xung thì sự chuyển đổi theo kiểu UART sau đó trở về kiểu chuyển đổi trực tiếp. Còn khi ngõ vào Mode ở mức cao dữ liệu ngõ ra chuyển đổi theo kiểu “HANDSHAKE”. - NGÕ RA STATUS: Trong suốt chu kỳ biến đổi, ngõ ra STATUS lên mức cao từ lúc bắt đầu chuyển đổi và xuống mức thấp lúc nửa chu kì xung đồng hồ cuối cùng sau khi dữ liệu biến đổi được chốt lại. - NGÕ VÀO RUN/HOLD: Khi ngõ vào RUN /HOLD ở mức cao, vi mạch sẽ tiếp tục thực hiện chu kỳ biến đổi và cập nhật ngõ ra chốt suốt giai đoạn biến đổi. Khi hoạt động ở mức nàymột chu kỳ biến đổi sẽ có 8192 xung. Khi RUN / HOLD ở mức thấp vi mạch lập tức biến đổi và nhảy về chế độ AUTO-ZERO. Đặc tính này dùng để cắt ngang thời gian biến đổi khi mức 0 tác động. Lúc này vi mạch chỉ chờ cho đến khi RUN/HOLD lại lên mức cao. khi RUN/HOLD lên mức cao lại thì sự biến đổi bắt đầu sau 7 chu kỳ xung. Sơ đồ cấu trúc bên trong của ICL 7109: Đo lực và ứng suất Trang 28 SVTH :HÀ THANH LÂM - PHẠM TRỌNG QUỲNH CLOCK STATUS MODE SEND CE/LOAD HBEN HIGH BYTE DATA LOW BY TE DATA LBEN DATA VALID DATA VALID GIẢN ĐỒ THỜI GIAN POL OR B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B117 18 19 20 2 26 22 23 24 25 21 27 1 14 TRI-STATE OUTPUTS 14 LATCHES 14 BIT COUNTER HAND SHAKE LOGIC OSCILLATOR AND CLOCK CIRCUITRY CONVERSION CONTROL LOGIC LBEN HBEN CE/LOAD SEND MODE OSC SEL OSC OUT OSC IN RUN/HOLD STATUS BUF OSC OUT TEST AZ INT DEINT(+) DEINT(-) COMP OUT TO ANALOG SECTION LATCHE CLOCK HIGH ODER BYTE OUTPUTS LOW ODER BYTE OUTPUTS { { Đo lực và ứng suất Trang 29 SVTH :HÀ THANH LÂM - PHẠM TRỌNG QUỲNH Hình vẽ trên minh họa sự điều khiển cho phép chuyển đổi đối với IC 7109. Để chuẩn bò cho dữ liệu được chuyển đổi thì chân STATUS bắt đầu xuống mức thấp và chân SEND bắt đầu lên mức cao. Khi chân HBEN xuống mức thấp thì 4 bit cao được chuyển đổi và khi chân LBEN xuống mức thấp thì 8 bit thấp tiếp tục được chuyển đổi. Mạch kiểm tra: INPUT HIGH INPUT LOW + - 5V GND HIGH ODER BYTE OUT PUTS LOW ODER BYTE OUT PUTS BYTE CONTROL INPUTS DEFFERENTIAL REFERENCE GND REF IN - REF IN + V+ 3.5795 MHz TV CRYSTAL +5V R INT =20K FOR 0.2 VREF = 200 K FOR 2.0 V REF 1 F 1M 0.01 F C AZ C INT R INT 1k 24k GND +5V Đo lực và ứng suất Trang 30 SVTH :HÀ THANH LÂM - PHẠM TRỌNG QUỲNH Khảo sát IC74257: Bảng trạng thái: OE SL Y i (i=0-3) 0 0 1 0 1 X A i B i Z H 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 S 3Y 3B3A4Y4B4A G 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y Vcc OE 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y Select 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND INPUT INPUT INPUT INPUT OUTPUT OUTPUT OUTPUT OUTPUT { { { { OUTPUT CONTROL Sơ đồ chân IC 74257 14069 1Y 2Y 3Y 4Y (4) (7) (9) (12) (15) (2) (3) (5) (6) (11) (10) (14) (13) (1)Select 4B 4A 3B 3A 2B 2A 1B 1A OE Sơ đồ cấu trúc bên trong Đo lực và ứng suất Trang 31 SVTH :HÀ THANH LÂM - PHẠM TRỌNG QUỲNH IC 74257 là IC đa hợp có ngõ ra 3 trạng thái. Các ngõ vào được chọn nhờ vào chân Select và Output Enable. Họ 54LS và 54S được dùng trong kỹ thuật quân sự với khoảng nhiệt độ làm việc từ –55 0 C 125 0 C. Họ 74LS và 74S dùng trong dân dụng có khoảng nhiệt độ làm việc trong khoảng 0 – 70 0 C. Khảo sát IC 7414: IC 7417 là IC có 6 cổng logic not và Schmitt Trigger. Khảo sát vi mạch TL 082 : Vi mạch TL 082 bên trong chứa 2 khuếch đại thuật toán. TL 082 là họ của JFET cho nên làm việc ở chế độ khuếch đại rất ổn đònh khả năng chống nhiễu tốt. TL 082 thích hợp bộ tích phân nhanh, các bộ khuếch đại, các mạch lọc tích cực và trong máy đo. Các thông số kỹ thuật: Điện áp 3V 18V Công suất 680mV Điều kiện kiểm tra 15V - - - - - - 14 13 12 11 10 1 2 6A 6Y 5A 5Y 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND Vcc 9 8 4A 4Y 3 4 65 7 Sơ đồ chân IC 7414 1 Sơ đồ chân TL 082 OUT 1 2 3 4 8 7 6 5 IN - IN + - V + Vcc OUT 2 IN 2 - IN 2 + TL 082 Đo lực và ứng suất Trang 32 SVTH :HÀ THANH LÂM - PHẠM TRỌNG QUỲNH Độ lợi vòng hở 106dB. Độ phân giải 3 – 20mV Độ tăng điện áp 13s Dòng tiêu thụ 11,2mA. Khảo sát LM 723: LM 723/LM723C là môt bộ điều chỉnh áp được thiết kế chủ yếu cho những ứng dụng về bộ điều chỉnh. Bởi vì chính bản thân nó cung cấp dòng ra đến 150mA, nhưng khi thêm transistor ngoài, nó có thể cung cấp dòng cho tải bất kỳ mong muốn. Đặc điểm của mạch là tiêu hao dòng thấp và dự trữ cho bộ tuyến tính hay giới hạn dòng nối tiếp. LM 723C giống LM723 ngoại trừ chế độ làm việc bảo đảm ở dãy nhiệt độ 0 0 C-70 0 C thay vì –55 0 C đến 125 0 C. a. Sơ đồ chân: b. Đặc điểm: - Dòng ra 150mA khi không có Transistor ngoài. - Dòng ra có thể đạt 10A khi sử dụng thêm transistor ngoài. - Áp ra cực đại 40V - Áp ra có thể điều chỉnh từ 2V đến 37V. - Có thể dùng như bộ điều chỉnh tuyến tính hay đóng ngắt. Current limit Sơ đồ chân LM 723 Vc V + 4Inverting Input Current sense 14 13 NC 2 11 123 1 Frequency Compensation LM 723 NC 7- V Vref 6 5Non - Inverting Input Vz 10 NC Vout 9 8 . cung cấp dương = +5V CHỨC NĂNG CỤ THỂ CỦA CÁC CHÂN ĐIỀU KHIỂN: - NGÕ VÀO MODE: Ngõ vào Mode dùng điều khiển trạng thái biến đổi của ngõ ra. khi chân Mode ở mức thấp thì các ngõ ra dữ liệu được. công suất tiêu thụ 20mW… làm cho vi mạch này càng trở nên hấp dẫn. CHỨC NĂNG CÁC CHÂN: CHÂN KÝ HIỆU CHỨC NĂNG 1 GND Chân Mass 2 STATUS Ngõ ra lên mức cao trong suốt quá trình biến đổi. Các chân CE/LOAD, HBEN, LBEN điều khiển trực tiếp các Byte ngõ ra. Khi được cấp xung – chuẩn bò hoạt động theo kiểu “handshake”. Mức cao – Các chân cho phép CE/LOAD, HBEN, LBEN xem như các