I/ GIỚI THIỆU VỀ MẠCH TẠO XUNG SỬ DỤNG IC 5551/Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IC555 Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện.. Cho nên điện áp
Trang 1ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT –CÔNG NGHỆ
Giảng Viên Hướng Dẫn : Ths LÊ NAM DƯƠNG
Sinh Viên Thực Hiện: 1/ CÙ MINH VƯƠNG 2/ HUỲNH THÚC THÀNH Lớp : Điện Tử Viễn Thông K32A
Quy Nhơn 15/12/2011
Trang 2I/ GIỚI THIỆU VỀ MẠCH TẠO XUNG SỬ DỤNG IC 555
1/Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IC555
Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện Cấu tạo của IC đơn giản nhưng hoạt động tốt Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2 Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = [1] và FF được kích Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset
Trang 32/Giải thích sự dao động:
Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao gần bằng VCC Mạch FF là loại
RS Flip-flop,
Khi S = [1] thì Q = [1] và = [ 0]
Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và = [0]
Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0]
Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì = [1],
transisitor mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp
ở chân 6 không vượt quá V2 Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset
Giai đoạn ngõ ra ở mức 1:
Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0
Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S
= [1], Q = [1] và = [0] Ngõ ra của IC ở mức 1
Khi = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng Khi nhấn công tắc lần nữa amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 0, S = [0], Q và vẫn không đổi Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên trạng thái đó
Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:
Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = [1] nên Q = [0]
và = [1] Ngõ ra của IC ở mức 0
Vì = [1], transistor mở dẫn, amp2 có V+ = [0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp 2 ở mức 0 Vì vậy Q và không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua
transistor
Kết quả cuối cùng: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu
kỳ ổn định
Thiết kế mạch dao động = IC
Trang 4Nội dung : IC tạo dao động họ XX555, Thiết kế mạch dao động tạo ra xung vuông có tần số và độ rộng bất kỳ
-1 IC tạo dao động XX555 ; XX có thể là TA hoặc LA v v
Mạch dao động tạo xung bằng IC 555
Vcc cung cấp cho IC có thể sử dụng từ 4,5V đến 15V , đường mạch mầu đỏ là dương nguồn, mạch mầu đen dưới cùng là âm nguồn
Tụ 103 (10nF) từ chân 5 xuống mass là cố định và bạn có thể bỏ qua ( không lắp cũng được )
Khi thay đổi các điện trở R1, R2 và giá trị tụ C1 bạn sẽ thu được dao động có tần số và độ rộng xung theo ý muốn theo công thức
T = 0.7 × (R1 + 2R2) × C1 và f = 1.4 / ( (R1 + 2R2) × C1 )
T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s)
f = Tần số dao động tính bằng (Hz)
R1 = Điện trở tính bằng ohm (W )
R2 = Điện trở tính bằng ohm ( W )
C1 = Tụ điện tính bằng Fara ( W )
Trang 5T = Tm + Ts T : chu kỳ toàn phần
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 Tm : thời gian điện mức cao
Ts = 0,7 x R2 x C1 Ts : thời gian điện mức thấp
Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có điện
mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts
Từ các công thức trên ta có thể tạo ra một dao động xung vuông có độ rộng Tm
và Ts bất kỳ
Sau khi đã tạo ra xung có Tm và Ts ta có T = Tm + Ts và f = 1/ T
II / GIỚI THIỆU VỀ MẠCH ỨNG DỤNG VÀ MỘT SỐ MẠCH
CHUYỂN ĐỔI XUNG SƯ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI.
1/Mạch vi phân:
Phương Trình Vi Phân của Mạch Điện
Trang 6ln V =
with A = e C
with A = e C
Thời Gian RC
t V (t) % V o
0 A = e C = V o 100%
0,63 V o 60% Vo
Vo
Vo
Vo
0,01 V o 10% V o
Trang 7220p
C2
220p
R1
1k
R3
1k
Q1
2N3390
C2(1)
Điện thế của mạch điện giảm theo function số Lũy Thừa of e có tương quan đến giá trị của R và C Tại thời gian bằng t = 1 / RC, V = 63% V o Tại thời gian bằng t = 5 / RC, V = 10% V o
2/Mạch chuyển đổi xung vuông thành xung tam giác
3/ Cấu tạo và nguyên lý hoạt đông của IC 4017
Ic 4017 có 10 ngõ ra riêng biệt tuần tự là 3 , 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11
Chân số 16 là chân nguồn Vcc
Chân số 8 là chân nối mass
Chân số 12 là chân chia hệ 5
Chân số 14 là ngõ vào xung CLOCK
Chân số 13 là chân ENABLE
Chân số 15 là chân RESET
Trang 8Biểu diễn dạng tín hiệu ngõ ra theo tín hiệu vào xung Clock
Trang 9
4/ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ic 74164
Trang 10
Nguyên lý làm việc của thanh dời có 8 bit ngả ra IC làm việc như sau: Bạn xác định trạng thái bit 1 hay bit 0 trên chân A (chân 1) hay B (chân 2), tín hiệu dạng bit này qua logic AND cho vào chân D của các Flip Flop để chờ cho chuyển ra trên chân Q mỗi khi xuất hiện xung nhịp trên chân CP (chân 8), chân
9 là chân Reset
Tóm lại, nếu Bạn đưa vào bit 1 (ứng với mức volt cao) trên chân A hay B,
cứ có mỗi xung nhịp CP, bit 1 sẽ lần lượt xuất hiện ở ngả ra trên các chân
Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7 Điều này cho thấy mức áp cao đã lần lượt xuất hiện trên 8 ngả ra (người ta nói bit 1 đưa vào và đã được cho dời dần trên 8 ngả ra) Nếu Bạn dùng một transistor cho đảo bit, đổi bit 1 ra bit 0
III / THIẾT KẾ MẠCH TẠO XUNG.
1/ Sơ đồ khối:
MẠCH TẠO XUNG
SỬ DỤNG IC NS555
CHÂN 6(xung
răng cưa)
CHÂN 3(xung
vuông)
MẠCH VI PHÂN(xung kim)
MẠCH ỨNG DỤNG(sử dụng
IC 4017)
MẠCH CHUUYỂN XUNG TAM GIÁC (xung tam giac)
MẠCH ỨNG DỤNG(sử dụng
IC 74164)
Trang 11R 4
DC 7
Q 3
TR
CV 5
U1
555
CLK 14 E 13
MR
Q0 3 Q1 2 Q2 4 Q3 7 Q4 10 Q5 1 Q6 5 Q7 6 Q8 9 Q9 11
U2
4017
RV1
100K
D1
1N4729A
RV2
100K
C1
0.01uF
C2
2.2uF
C3
0.1uF
R1
100k
Q1
c1815
R3
3.3k
C5
0.01uF
D2
LED
R4
J1
CONN-H4
R5
100k
R6
100k
R7
100k
R8
100k
R9
100k
R10
100k
R11
100k
R12
100k
R13
100k
R14
100k
D3
LED
D4
LED
D5
LED
D6
LED
D7
LED
D8
LED
D9
LED
D10
LED
D11
LED
D12
LED
RV3
100K
1
J2
SIL-100-02
C4
0.047uF R2
47k
U3
74164
R15
100k
R16
100k
R17
100k
R18
100k
R19
100k
R20
100k
R21
100k
R22
100k
D13
LED
D14
LED D18
LED
D19
LED
2/ Sơ đồ nguyên lý
3/ Nguyên lý hoạt động.
*Mạch tạo xung dùng ic555:
Nguyên lý tạo ra xung của ic 555 đã giớ thiệu ở trên nhưng ở mạch này sử
dụng diode zener nối từ chân 7 xuống chân 6 có tác dụng cân bằng thời gian xả
và nạp của tụ C2 khi giá trị điện trở nối từ chân 6 đến chân 7 và từ chân 7 đến chân 8 bằng nhau.Để điều chỉnh tần số ta mắc biến trở đôi có tác dụng tăng giảm thời gian nạp xả của tụ và hai giá trị điện trở này cùng tăng hoặc cùng giàm bằng nhau từ đó độ rộng xung được điều chỉnh mà không làm biến đổi dạng xung
Để điều chỉnh biên độ lắp biến trở ở nguồn vào mạch tại chân 8 của ic 555
*Mạch vi phân
Tại chân số 3 ic 555 lấy xung vuông qua mạch vi phân ta thu được xung kim
*Mạch tạo xung tam giác
Tại chân 3 của ic 555 lấy xung vuông qua mạch tạo xung tam giác đơn giản
sử dụng transistor thu được xung tam giác ở đầu ra của mạch
*Mạch ứng dụng sử dụng ic 4017
Trang 12Tại chân 3 của ic 555 lấy xung vuông dẫn đến chân 14 của ic4017,ic 4017 có tác dụng tách xung chia ra 10 ngõ ra được dẫn đến 10 con LED Mỗi con LED sáng trong thời gian 1 chu kỳ của xung.thời gian để con LED thứ nhất sáng đến con led thứ 10 là 10T
*Mạch ứng dụng sử dụng ic 74164
Cũng lấy xung từ chân 3 đưa vào chân 8 của ic 74164,lắp và hoạt động theo
sơ đồ nguyên lý đã giới thiệu ở trên
*Các ngõ ra của xung
- Xung vuông tại chân số 3 của ic555
- Xung răng cưa tại chân số 6 của ic555
- Xung kim tại ngõ ra của mạch vi phân
- Xung tam giác tai ngõ ra cua mạch tạo xung tam giác đơn giản
IV/ SẢN PHẨM
• Phần mềm làm đề tài: PROTUES,WORD
• Sản phẩm được làm từ các linh kiện điện tử được gắn trên mạch đồng
*****HẾT*****
