Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động và giám sát nhiệt độ

3.Bộ giải mã - Khi tín hiệu đã được mã hóa và xử lý bằng thiết bị điện tử số. Kết quả xử lý cũng là tín hiệu số. Bởi vậy cần chuyển đổi tín hiệu dạng số thành tín hiệu mà ta dễ hiểu. Các thiết bị điện tử thực hiện nhiệm vụ này được gọi là bộ giải mã. Bộ giải mã nhị phân - Bộ giải mã nhị phân có chức năng phiên dịch mã nhị phân thàh tín hiệu đầu ra tương ứng với một tín hiệu quy định nào đó. 3.3 Bộ giải mã hiển thị ký tự - Để hiển thị ký tự là 10 chữ số hệ thập phân từ 0 đến 9 thường sử dụng các phần tử quang điện, trong đó có led 7 thanh. 4.Bộ so sánh - Là mạch điện để so sánh 2 số hệ nhị phân đã được chuyển hóa thành dãy tín hiệu xung điện áp với các mức tương ứng. Kết quả sau khi so sánh phải xác định được, hai số có bằng nhau không, hay số nào lớn hơn, số nào bé hơn. - Phân loại : + so sánh bằng nhau + so sánh lớn hơn, bé hơn

Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số MỤC LỤC Contents Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ 1 Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số BÀI TẬP LỚN Môn: Vi mạch tương tự & vi mạch số Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động giám sát nhiệt độ + Nhóm + Sinh viên thực hiện: Bùi Quang Đạt (0841040287) Phạm Văn Định (0841040306) Văn Danh Đăng (0841040246) Nguyễn Phương Đông (0841040301) + Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thu Hà Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ 2 Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số CHƯƠNG I: TRÌNH BÀY VỀ CÁC MẠCH CHỨC NĂNG SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG A I Tìm hiểu chung mạch logic,mạch dãy,mạch dao động Mạch logic tổng hợp Đặc điểm phương pháp thiết kế mạch logic tổ hợp a 1.1 Đặc điểm mạch logic tổ hợp - Mạch logic tổ hợp có đặc điểm giá trị ( or ) tín hiệu đàu thời điểm phụ thuộc vào tổ hợp giá trị tín hiệu vào thời điểm Nói cách khác, mạch logic tổ hợp mạch phần tử nhớ - Mạch logic tổ hợp xây dựng từ mạch điện cổng logic 1.2 Các phương pháp biểu thị - Hàm số logic - Bảng chân lý - Sơ đồ logic - Bảng Cac-nô - Đồ thị dạng song theo thời gian Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ 3 Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số 1.3 Phương pháp thiết kế mạch logic tổ hợp 2.Bộ mã hóa Khái niệm - Mã hóa việc sử dụng ký hiệu để biểu thị đối tượng xác định hay tín hiệu xác định - Bộ mã hóa mạch điện thực thao tác mã hóa Bộ mã hóa nhị phân Bộ mã hóa nhị thập phân Bô mã hóa ưu tiên Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ 4 Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số 3.Bộ giải mã - Khi tín hiệu mã hóa xử lý thiết bị điện tử số Kết xử lý tín hiệu số Bởi cần chuyển đổi tín hiệu dạng số thành tín hiệu mà ta dễ hiểu Các thiết bị điện tử thực nhiệm vụ gọi giải mã Bộ giải mã nhị phân - Bộ giải mã nhị phân có chức phiên dịch mã nhị phân thàh tín hiệu đầu tương ứng với tín hiệu quy định 3.3 Bộ giải mã hiển thị ký tự - Để hiển thị ký tự 10 chữ số hệ thập phân từ đến thường sử dụng phần tử quang điện, có led 4.Bộ so sánh - Là mạch điện để so sánh số hệ nhị phân chuyển hóa thành dãy tín hiệu xung điện áp với mức tương ứng Kết sau so sánh phải xác định được, hai số có không, hay số lớn hơn, số bé - Phân loại : + so sánh + so sánh lớn hơn, bé 5.Bộ cộng - Bộ cộng mạch điện để thực phép tính cộng hai số hệ nhị phân chuyển hóa thành dãy tín hiệu xung điện áp với mức tương ứng Kết cửa cộng dãy xung điện áp, xung xó mức tương ứng • • Bộ cộng nửa bit Bộ cộng đủ bit 6.Bộ chọn kênh - Bộ chọn kênh mạch điện tử sử dụng n tín hiệu điều khiển để lựa chọn cho phép 2n tin hiệu đưa lên kênh truyền Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ 5 Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số II.MẠCH DÃY 1.Đại cương mạch dãy 1.1Đặc điểm phương pháp mô tả chức mạch dãy Mạch dãy mạch điện số mà trạng thái đầu không phụ thuộc vào trạng thái đầu vào thời điểm đó,mà phụ thuộc vào trạng thái thân mạch thời điểm trước (đó trạng thái mạch) Vậy mạch dãy phai có mạch lật (mạch FF) để tạo nhớ Sơ đồ khối mạch dãy mô tả hình sau: Các phương pháp để mô tả chức mạch dãy -Phương pháp sử dụng phương trình logic:dùng để mô tả quan hệ phụ thuộc biến theo biến vào trạng thái nội có mạch -Phương pháp sử dụng bảng trạng thái:dùng bảng liệt kê mối quan hệ theo giá trị logic tập biến -Phương pháp sử dụng đồ hình trạng thái:dùng hình vẽ phản ánh quy luật chuyển đổi trạng thái tình hình giá trị đầu vào,đầu tương ứng mạch -Phương pháp sử dụng đồ thị thời gian:là dạng sóng công tác mô tả quan hệ tương ứng giá trị đầu vào,đầu ra,trạng thái mạch điện thời gian Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ 6 Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số 1.2.Phương pháp phân tích chức logic mạch dãy Bước 1:Viết phương trình:phương trình định thời,đầu phương trình kích Bước 2:Tìm phương trình trạng thái Bước 3:Tính toán Bước 4:Vẽ sơ đồ trạng thái (hoặc lập bảng trạng thái,vẽ đồ thị thời gian) 2.Bộ đếm Đặc điểm phân loại đếm • Là mạch điện số có khả nhớ số xung đến cửa vào Phân loại: • Theo cách thức làm việc mạch lật – Bộ đếm đồng – Bộ đếm dị • Theo hệ số đếm đếm – Bộ điếm nhị phân, thập phân – Bộ đếm N phân • Ngoài có đếm thuận, đếm nghịch, đếm thuận/ nghịch Bộ đếm đồng Bộ đếm dị Xét sơ đồ trưng nguyên lí đặc mạch dị Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số Đồ thị dạng sóng tương ứng : Một số mạch điển hình dùng đếm Trong thực tế đếm sử dụng rộng rãi như:dùng làm đồng hồ số,bãi đỗ xe tự động hay đèn báo giao thông ,… 3.Bộ nhớ Bộ nhớ Là linh kiện quan trọng vi mạch số,dùng để lưu trữ tam thời liệu.Mạch bao gồm mạch lật,mỗi mạch lật nhớ bit Bộ nhớ • Chức năng: – Xóa liệu có – Tiếp nhận liệu • Phân loại – Bộ nhớ tiếp nhận nhịp – Bộ nhớ tiếp nhận nhịp Ứng dụng nhớ Bộ nhớ sử dụng để biến đổi mã nhị phân từ dạng song song sang dạng nối tiếp ngược lại để tạo đếm có hệ số đếm khác nhau,trong có sử dụng mạch logic phản hồi Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số III.MẠCH TẠO DAO ĐỘNG Khái niệm mạch dao động Mạch dao động ứng dụng nhiều thiết bị điện tử, mạch dao động nội khối RF Radio, kênh Tivi mầu, Mạch dao động tạo xung dòng , xung mành Tivi, tạo sóng hình sin cho IC Vi xử lý hoạt động v v • • • • Mạch dao động hình Sin Mạch dao động đa hài Mạch dao động nghẹt Mạch dao động dùng IC Mạch dao động IC IC tạo dao động XX555 ; XX TA LA v v Mạch tạo dao động băng IC555 IC 555 loại linh kiện phổ biến với việc dễ dàng tạo xung vuông thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế độ rộng xung Nó ứng dụng hầu hết vào mạch tạo xung đóng cắt mạch dao động khác Đây linh kiện hãng 10 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số IC 555 • Là IC tạo dao động tần số cấp xung nhịp Sơ đồ khối 555 - Chân (GND): cho nối GND để lấy nguồn cấp cho IC hay chân gọi chân chung 17 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số - - - - - - - Chân (TRIGGER) : chân đầu vào thấp điện áp so sánh dùng chân chốt hay ngõ vào tần so áp Mạch so sanh dùng transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3 Vcc Chân (OUTPUT) : chân chân dùng để lấy tín hiệu logic Trạng thái tín hiệu xác định theo mức 1 mức cáo tương ứng gần Vcc (PWM=100%) mức tương đương với 0V thực tế không mức 0V mà khoảng ( 0.35>0.75V) Chân (RESET) : dùng lập định mức trạng thái Khi chân số nối masse ngõ mức thấp Còn chân nối vào mức cao trạng thái ngõ phụ thuộc vào điện áp chân chân Nhưng mà mạch để tạo dao động thường nối chân lên Vcc Chân ( CANTROL VOLTAGE): dùng thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biển áp hay dùng điện trở nối GND Chân không nối để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF>0.1uF tụ lọc nhiễu giữ cho điện áp chuẩn ổn định Chân (THRESHOLD): chân đầu vào so sánh điện áp khác dùng chân chốt liệu Chân (DISCHAGER): xem chân khóa điện tử chịu điều khiển tầng logic chân Khi chân mức điện áp thấp khóa đóng lại , ngược lại mở Chân tự nạp xả điện cho mạch R_C lúc IC 555 dùng tầng dao động Chân (VCC): chân cung cấp áp dòng cho IC hoạt động ,chân coi IC chết Nó cấp điện áp từ 2->18V • IC 4017 IC 4017 để tạo đếm thập phân - Sơ đồ chân: 18 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số Hoạt động : - - • Chân 14( CLK) nhận xung Chân (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 10, 9) (Q0-Q9) đưa liệu ngoài, lần kích xung vào, chân sé đưa lên mức cao cách tuần tự, chân lại mức thấp Chân 13(E): Tích cực mức thấp Chân 15(MR): Chân reset, kích lên mức cao, IC reset Chân 12 (CO): Trong xung đầu ( từ Q0 - Q4 lên mức cao) CO mức cao, xung (từ Q5 – Q9 lên mức cao) CO mức thấp LED Led thanh: led xếp với thành hình, nhằm thể số Một chân led nối với ( Katot chung Anot chung), chân lại đưa nhằm phân cực led 19 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số 20 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số Sau tín hiệu xử lý Tín hiệu đưa vào phận hiển thị Đưa tín hiệu đếm vào chân đèn LED Tín hiệu hiển thị thành số đèn • LM35 LM35 cảm biến nhiệt độ tương tự,nhiệt độ xác định cách đo tín hiệu ngõ LM35 - Đơn vị nhiệt độ: Độ C - Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV/độ C Hình ảnh: Sơ đồ chân hình dáng bên Hình ảnh: Hình dáng LM35 thật 21 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số LM35 không cần phải chỉnh nhiệt độ sử dụng Độc xác thực tế ¼ độ C nhiệt độ phòng ¾ độ C nhiệt độ trời LM35 có hiệu cao, thay đổi nhiệt độ nhanh xác Cảm biến LM35 hoạt động cách cho giá trị hiệu điện định chân Vout ứng với mức nhiệt độ Như cách đưa vào chân bên trái LM35 hiệu điện 5V, chân phải nối đất, hiệu điện chân chân gắn tương ứng vi điều khiển thu nhiệt độ + Đặc điểm LM35 - Điện áp đầu vào từ 4-30V Độ phân giải điện áp đàu 10mV/độ C Độ xác cao 25 độ C 0.5 độ C Trở kháng đầu ta thấp 0,1 cho 1mA Dải nhiệt độ đo Lm35 từ -55độ C-150độ C với mức điện áp khác 22 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số • AND Ngõ Q mức cao ngõ vào A "AND" ngõ vào B mức cao (giống nhân A với B): Q= A AND B Một cổng AND có hai nhiều ngõ vào Ngõ mức cao tất ngõ vào mức cao Cổng NOT (inverter - đảo) • NOT Ngõ Q mức cao ngõ vào A đảo (Not) mức cao, ngõ đảo (ngược lại ) ngõ vào : Q = NOT A Cổng NOT có ngõ Một cổng NOT gọi đảo • LED-BIBY 23 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số • 74LS85 Chân ( A0 A1 A2 A3 ) ; ( B0 B1 B2 B3 ) giá trị cần so sánh U1 B (4) : giá Chân A 10 A0 trị 12 phép toán so sánh trước ( có ) A1 13 15 11 14 Chân QAB (5) : Kết phép so sánh A2 A3 B0 B1 B2 B3 A[...]... làm việc thân thiện và khả năng thực hiện cao • Một số hình ảnh về bãi đỗ xe tự động: 11 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số Hình ảnh bãi giữ xe Daibutsumae ở TOKYO 12 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số Hình ảnh bãi giữ xe Noborioji ở Nawasaki... Led-BIBY + Loa 14 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ 2.1 Sơ đồ khối bố trí linh kiện trong bài Hết xe Tín hiệu vào Xử lí tín hiệu Bộ phận hiển thị Tín hiệu ra Số xe trong bãi Đầy xe 2.2 Các linh kiện sử dụng trong bản thiết kế - 2 nút ấn button:... khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số - Mạch hiển thị số xe trong bãi - Mạch báo còn chỗ, hết chỗ sử dụng led BIBY 27 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số 2.7 Thuyết minh nguyên lí mạch hoạt động • - Mạch bãi đỗ xe tự động: Các biến logicstate ở hai bộ so sánh 1 và 2 để ta... nhằm phân cực các con led 19 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số 20 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số Sau khi tín hiệu đã được xử lý Tín hiệu được đưa vào bộ phận hiển thị Đưa tín hiệu ra của bộ đếm lần lượt vào 4 chân của đèn LED 7 thanh Tín... bảng chân lí và ứng dụng các vi mạch sử dụng 16 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số IC 555 • Là IC tạo dao động tần số cấp xung nhịp Sơ đồ khối 555 - Chân 1 (GND): cho nối GND để lấy nguồn cấp cho IC hay chân còn gọi là chân chung 17 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn... xe vào hoặc ra khỏi bãi cảm biến sẽ nhận biết và phát tín hiệu: tương ứng với việc đóng và mở 2 nút ấn để đưa tín hiệu vào hệ thống Hình b 2.6 Sơ đồ nguyên lí của mạch Sơ đồ tổng quát: 25 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số - Khâu so sánh - Mạch cảm biến nhận biết xe ra vào bãi 26 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi. .. như sau: Hệ thống đầy đủ là một hệ thống điều khiển tin cậy và dễ hiểu Hệ thống điều khiển tự động hổ trợ cho các nhà vận hành và tránh bị căng thẳng Hệ thống truyền thông và thông tin đề cao tính lưu động và tốc độ phản hồi nhanh Công nghệ sử dụng phải kinh tế và có khả năng mở rộng Hệ thống giám sát và chuẩn đoán lỗi phản ứng nhanh chóng, tin cậy và liên tục thông báo tình trạng của hệ thống Tạo... biến nhiệt độ tương tự, nhiệt độ được xác định bằng cách đo tín hiệu ở ngõ ra của LM35 - Đơn vị nhiệt độ: Độ C - Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV /độ C Hình ảnh: Sơ đồ chân và hình dáng bên ngoài Hình ảnh: Hình dáng LM35 thật 21 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số LM35 không cần phải căn chỉnh nhiệt độ khi sử dụng Độc chính... thầy cô giáo góp ý cho em Để từ đó giúp chúng em rút ra được những kinh nghiệm cho những lần thiết kế sau Cảm ơn thầy cô đã xem bài của bọn em 30 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự & Vi mạch số Đề tài: Thiết kế bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Page 31 ... thì động cơ 2 quay thuận mở Barrie 2, gặp CTHT2 thì dừng 10s, thời gian 10s được hiển thị và đếm ngược bằng Led 7 thanh Sau đó quay ngược Barrie 2 cho đến khi gặp CT22 thì dừng, mỗi xe ra hệ thống sẽ giảm đi 1 xe trong tổng số xe hiện tại • Mạch giám sát nhiệt độ 2.8 Mô tả bằng Proteus và chạy thử 29 Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động & giám sát nhiệt độ Bài tập lớn Vi mạch tương tự