Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI MỞ ĐẦUVới sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ. Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ báo giờ ... đã giúp cho đời sống cuả chúng ta ngày càng hiện đại và tiện nghi hơn. Đề tài “Đồng Hồ Số” rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại hình khác nhau dựa vào công dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo bằng Tiếng Việt còn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tế còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên.Người thực hiện đề tài.Hà Như Quỳnh
Hà Như Quỳnh LỜI MỞ ĐẦU Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ. Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ báo giờ đã giúp cho đời sống cuả chúng ta ngày càng hiện đại và tiện nghi hơn. Đề tài “Đồng Hồ Số” rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại hình khác nhau dựa vào công dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo bằng Tiếng Việt còn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tế còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên. Người thực hiện đề tài. GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 1 Hà Như Quỳnh Hà Như Quỳnh GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 2 Hà Như Quỳnh Chương I GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN, THIẾT KẾ MẠCH I. KHẢO SÁT VI MẠCH HEF4071: Vi mạch HEF4071 có 4 cổng OR, thực hiện hàm logic OR có sơ đồ logic, sơ đồ chân như hình 1. GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 3 Hà Như Quỳnh Hình 1: Sơ đồ logic và so đồ chân IC HEF4071. II. KHẢO SÁT VI MẠCH HEF4081: GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 4 Hà Như Quỳnh Vi mạch HEF4081 có 4 cổng AND, thực hiện hàm logic AND có sơ đồ logic, sơ đồ chân như hình 2. Hình 2: Sơ đồ logic và so đồ chân IC HEF4081. GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 5 Hà Như Quỳnh III. KHẢO SÁT VI MẠCH HEF4511: Vi mạch HEF4511 có chức năng giải mã số BCD sang mã 7 đoạn điều khiển led loại cathode chung có sơ đồ logic, sơ đồ chân như hình 3. Hình 3: Sơ đồ logic và so đồ chân IC HEF4511. IC HEF4511 có 4 ngõ vào D D D C D B D A nối với mạch đếm BCD, có 7 ngõ ra O G O F O E O D O C O B O A nối với led 7 đoạn, có tín hiệu chốt EL tích cực mức thấp, có tín hiệu xóa số 0, có tín hiệu kiểm tra đèn 7 đoạn LT tích cực mức thấp. Chức năng của các chân được thể hiện qua bảng trạng thái GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 6 Hà Như Quỳnh Bảng 1: Bảng sự thật của HEF4511 Giải thích bảng trạng thái: nhìn vào BTT ta thấy để giải mã hiển thị thì tín hiệu EL phải nối mức logic 0 (0V), tín hiệu BI và LT phải nối mức 1 (5V). Các trạng thái còn lại không sử dụng. Kết quả giải mã hiển thị trên led 7 đoạn như hình 4: Hình 4: Số thập phân hiển thị trên led 7 đoạn. IV. KHẢO SÁT VI MẠCH HEF4060: GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 7 Hà Như Quỳnh Vi mạch HEF4060 có chức năng dao động và chia tần số 14 bit có sơ đồ logic, sơ đồ chân như hình 5. Hình 5: Sơ đồ logic và so đồ chân IC HEF4060. IC này có chức năng đếm hay chia tần 14 bit và có thể tạo dao động. Có 2 mạch dao động: mạch dao động RC xem hình 6 và mạch dao động thạch anh xem hình 7. GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 8 Hà Như Quỳnh Hình 6: Sơ đồ mạch dao động RC dùnhg IC HEF4060. Hình 7: Sơ đồ mạch dao động thạch anh dùnhg IC HEF4060. GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 9 Hà Như Quỳnh V. KHẢO SÁT VI MẠCH HEF4518: Vi mạch HEF4518 có chức năng đếm BCD và có 2 mạch đếm tích hợp bên trong có sơ đồ logic, sơ đồ chân như hình 8. Hình 8: Sơ đồ logic và so đồ chân IC HEF4518. Bảng 2: Bảng sự thật của IC HEF4518: VI. KHẢO SÁT LED 7 ĐOẠN: Bộ hiển thị có chức năng thể hiện số thập phân và linh kiện sử dụng là led 7 đoạn. Cấu tạo: GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 10 [...]... Chương II THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI, SƠ ĐỒ MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ I THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI Với mạch đồng hồ số thì sơ đồ khối được thiết kế như sau: Hình 11: Sơ đồ khối mạch đồng hồ số Chức năng từng khối: • Khối nguồn: có chức năng cấp nguồn cho toàn bộ mạch để hoạt động • Khối dao động: có chức năng tạo xung có tần số 1Hz chính xác để cung cấp cho mạch đếm thời gian và quyết định độ chính xác của đồng hồ • Khối... nhiều nhất là led 7 đoạn do đó cần phải tính toán nguồn Có 6 led 7 đoạn, mỗi led có 7 đoạn, led sáng hết thì 7 đoạn đều sáng, lấy trung bình là 5 đoạn sáng Mỗi đoạn tương đương 1 led đơn có dòng là 10mA Dòng tổng là I T = 6 × 5 × 10 = 300mA Chọn IC ổn áp 78 05 loại 1A thì đủ dòng cấp cho mạch hoạt động Sử dụng nguồn ổn áp 12VDC qua IC ổn áp 78 05 để được nguồn 5V Sơ đồ mạch như sau: Hình 19: Sơ đồ mạch... đồ chân Bảng mã hiển thị các số thập phân: Led 7 đoạn là chỉ thị trong đó mỗi đoạn là một diode phát quang (Light Emiting Diode) được ký hiệu lần lượt là: a, b, c, d, e, f, g Có hai loại đèn 7 đoạn: - Loại cathode chung, dùng cho mạch giải mã có ngã ra tác động cao - Loại anode chung, dùng cho mạch giải mã có ngã ra tác động thấp Sơ đồ chân của LED 7 đoạn: Hình 9: Sơ đồ cấu tạo của led anode chung... được thiết kế sử dụng IC đếm HEF4518 và mạch giải mã sử dụng IC HEF4511, led 7 đoạn sử dụng loại cathode chung, sơ đồ mạch toàn bộ như hình 18 Giải thích hoạt động của mạch: xung lấy từ mạch đếm giây “CK_GIO” đưa đến ngõ vào CK2 tích cực cạnh xuống của IC13A, ngõ vào CK1 tích cực cạnh lên không sử dụng nên nối mass Ngõ ra BCD của IC13A nối với IC giải mã HEF4511 để điều khiển led 7 đoạn hiển thị số đếm... đếm đơn vị giây, chục giây từ 00 đến 59, sau khi kết thúc 1 chu kỳ đếm thì kích 1 xung cho mạch đếm phút GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 13 Hà Như Quỳnh • Khối giải mã giây: có chức năng giải mã số BCD đơn vị giây, chục giây sang mã 7 đoạn • Khối hiển thị giây: có chức hiển thị số thập phân của giây • Tương tự cho khối đếm phút – đếm từ 00 đến 59 và kết thúc 1 chu kỳ thì kích xung đếm cho hàng giờ... HEF4 060 và HEF40193 Giải thích hoạt động của mạch: IC HEF4 060 có chức năng tạo dao động thạch anh sử dụng thạch anh có tần số 32 76 8 Hz Tín hiệu từ bộ dao động được đưa qua các mạch chi tần số ta được tần số của từng ngõ ra như trong hình, tín hiệu có tần số thấp nhất là 2Hz Để có xung tần số 1Hz thì phải dùng thêm mạch chia 2, có thể sử dụng Flip Flop hoạt mạch đếm, … ở đây sử dụng IC đếm HEF40193 Kết... BCD của IC3A nối với IC giải mã HEF4511 để điều khiển led 7 đoạn hiển thị số đếm Ngõ ra Q3 (XUNG_CHUC_GIAY) của IC3A làm xung ck kích cho mạch đếm hàng chục giây IC3B – nối với ngõ vào CK2 Do hàng chục giây chỉ đếm từ 0 đến 5 nên lấy trạng thái thứ 6 = 0110 làm trạng thái reset IC3B: sử dụng 2 tín hiệu Q1 và Q2 của IC3B qua cổng AND và qua cổng OR để kết hợp với tín hiệu reset toàn mạch “RESET_ALL”... BCD của IC3A nối với IC giải mã HEF4511 để điều khiển led 7 đoạn hiển thị số đếm Ngõ ra Q3 (XUNG_CHUC_PHUT) của IC8A làm xung ck kích cho mạch đếm hàng chục phút IC8B – nối với ngõ vào CK2 Do hàng chục phút chỉ đếm từ 0 đến 5 nên lấy trạng thái thứ 6 = 0110 làm trạng thái reset IC8B: sử dụng 2 tín hiệu Q1 và Q2 của IC8B qua cổng AND và qua cổng OR để kết hợp với tín hiệu reset toàn mạch “RESET_ALL”... hay kết hợp lại là đếm từ 00 đến 59 Xung đếm giây lấy từ mạch dao động, sau khi đếm xong 1 chu kỳ thì phải tạo xung kích cho mạch đếm phút, đồng thời chịu sự tác động của mạch reset hệ thống Sơ đồ khối của mạch đếm giây như sau: GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 15 Hà Như Quỳnh Hình 13: Sơ đồ khối mạch đếm giây Mạch đếm được thiết kế sử dụng IC đếm HEF4518 và mạch giải mã sử dụng IC HEF4511, led 7 đoạn. .. tần số ổn định, chính xác nhưng chỉ hoạt động ở tần số cao, muốn có xung 1Hz thì phải dùng thêm chia tần số Ưu điểm của mạch dao động RC là có thể hoạt động ở tần số thấp nhưng khuyết điểm thì không ổn định về tần số nên gây ra sai số Để đếm chính xác về thời gian thì mạch dao động sử dụng vi mạch HEF4 060 vừa tạo dao động dùng thạch anh vừa chia tần số Sơ đồ mạch điện như sau: GVHD: GVC.Th.S Nguyễn . không sử dụng. Kết quả giải mã hiển thị trên led 7 đoạn như hình 4: Hình 4: Số thập phân hiển thị trên led 7 đoạn. IV. KHẢO SÁT VI MẠCH HEF4 060 : GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 7 Hà Như Quỳnh Vi. Quỳnh Chương II THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI, SƠ ĐỒ MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ. I. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI Với mạch đồng hồ số thì sơ đồ khối được thiết kế như sau: Hình 11: Sơ đồ khối mạch đồng hồ số. Chức năng từng. SÁT LED 7 ĐOẠN: Bộ hiển thị có chức năng thể hiện số thập phân và linh kiện sử dụng là led 7 đoạn. Cấu tạo: GVHD: GVC.Th.S Nguyễn Đình Phú 10 Hà Như Quỳnh Sơ đồ chân Bảng mã hiển thị các số