Dùng các vi mạch tương tự tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng cặp nhiệt ngẫu
Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS B CễNG THNG CNG HềA X HI CH NGHA VIT NAM TRNG H CễNG NGHIP H NI c lp T Hnh phỳc BI TP: Vi mch tng t v vi mch s Nhúm: S: Lp: in2_K10 Khoa: in in t NI DUNG ti: Dựng cỏc vi mch tng t tớnh toỏn, thit k mch o v cnh bỏo nhit s dng cp nhit ngu Yờu cu: - Di o t: t0C =00C ữ tmax = 0-(100+10*n)0C - - u ra: Chun húa u vi cỏc mc in ỏp: U=0 ữ 10V U= ữ -5V I=0ữ20mA I=4ữ20mA Dựng c cu o ch th hoc LED hin th nhit Khi nhit gii hn bỡnh thng : t0C=0ữtmax/2 Thit k mch nhp nhỏy cho LED vi thi gian sỏng v ti bng v bng: T0=(1+0,5*a) giõy a tớn hiu cnh bỏo bng cũi nhit vt giỏ tr : t0C= tmax/2 Trong ú: a: Ch s hng n v ca danh sỏch ( VD: STT = 3a=3; STT = 10a=0) n: S th t sinh viờn danh sỏch PHN THUYT MINH Yờu cu v b cc ni dung: Chng 1: Tng quan v mch o Chng 2: Gii thiu v cỏc thit b chớnh Chng 3: Tớnh toỏn, thit k mch o - Tớnh toỏn, la chn cm bin - Tớnh toỏn, thit k mch o - La chn ngun cung cp - Tớnh toỏn, thit k mch khuch i, chun húa - Tớnh toỏn mch nhp nhỏy cho LED - Tớnh toỏn, thit k mch cnh bỏo - Kt lun v hng phỏt trin Yờu cu v thi gian : Trang_1 Trng HCN H Ni Ngy giao 15 /12/2015 B mụn VMTT&VMS Ngy hon thnh : 16/01/2016 Trc bo v bi ln sinh viờn phi np: - File mm gm file trỡnh by bi ln (nu ỏnh mỏy) v file mụ phng Quyn in kh giy A4 CHNG 1: TNG QUAN V MCH O Khỏi nim v nhit Nhit l i lý c trng cho cng chuyn ng ca cỏc nguyờn t, phõn t ca mt h vt cht Tu theo tng trng thỏi ca vt cht ( rn, lng, khớ) m chuyn ng ny cú khỏc trng thỏi lỏng, cỏc phõn t dao ng quanh vi trớ cõn bng nhng vi trớ cõn bng ca nú luụn dch chuyn lm cho cht lng khụng cú hỡnh dng nht nh Cũn trng thỏi rn, cỏc phn t, nguyờn t ch dao ng xung quanh v trớ cõn bng Cỏc dng ng ny ca cỏc phõn t, nguyờn t c gi chung l chuyn ng nhit Khi tng tỏc vi bờn ngoi cú trao i nng lng nhng khụng sinh cụng, thỡ quỏ trỡnh trao i nng lng núi trờn gi l s truyn nhit Quỏ trỡnh truyn nhit trờn tuõn theo nguyờn lý: Bo ton nng lng Nhit ch cú th t truyn t ni cú nhit cao n ni cú nhit tht trng thỏi rn, s truyn nhit xy ch yu bng dn nhit v bc x nhit i vi cỏc cht lng v khớ ngoi dn nhit v bc x nhit cũn cú truyn nhit bng i lu ú l hin tng chuyn nng lng nhit bng cỏch chuyn cỏc phn ca vt cht gia cỏc vựng khỏc ca h chờnh lch v t trng Cỏc thang o nhit T xa xa ngi ó nhn thc c hin tng nhit v ỏnh giỏ cng ca nú bng cỏch o v ỏnh giỏ nhit theo n v o ca mi thi k Cú nhiu n v o nhit , chỳng c nh ngha theo tng vựng,tng thi k phỏt trin ca khoa hc k thut v xó hi Hin chỳng ta cú thang o nhit chớnh l: Trang_2 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Thang nhit tuyt i ( K ) Thang Celsius ( 0C ): T( 0C ) = T( K ) 273,15 Thang Farhrenheit: T( 0F ) = T( K ) 459,67 Nhit c o bng nhit k Nhit c o bng cỏc n v khỏc v cú th bin i bng cỏc cụng thc Trong h o lng quc t, nhit c o bng n v Kelvin, kớ hiu l K Trong i sng Vit Nam v nhiu nc, nú c o bng C Da trờn thang o ny chỳng ta cú th ỏnh giỏ c nhit S dng vi mch tng t o v cnh bỏo nhit Vi tng t v vi mch s l lnh vc khụng nhng mang ti thi s núng bng m cũn n cha vụ s iu n v cú sc hp dn l k, ó v ang tng ngy thõm nhp vo i sng ca chỳng ta Trong thc t cỏc dng nng lng thng dng tng t Do ú mun x lớ chỳng theo phng phỏp k thut s ta phi bin i tớn hiu tng t thnh tớn hiu s Xut phỏt t ý tng ú, em ó thc hin vic xõy dng mt mch in o nhit hin th ốn LED Mch ny ch mang tớnh cht th nghim, cha cú tớnh thc t v chuyn i ADC, cnh bỏo nhit ốn v o lng cỏc i lng khụng in bng in Bin nhit thnh in Cú nhiu phng phỏp o nhit tu theo yờu cu v k thut v di nhit Phõn lm phng phỏp chớnh: o trc tip v o giỏn tip: o trc tip l phng phỏp o ú cỏc thit b o c t trc tip mụi trng cn o o giỏn tip l phng phỏp o ú dng c o t ngoi mụi trng cn o (ỏp dng vi trng hp o nhit cao ) Ta ch kho sỏt phng phỏp o trc tip vi gii nhit cn o khụng phi quỏ cao Di o t: t 0C =00C ữ tmax = 00C ữ (100+10*n)0C (n: s th t sinh viờn danh sỏch): n=34 => t0C = 00C ữ 4400C Do em c giao ti Trang_3 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS s l dựng cp nhit ngu nờn em s dng cp nhit ngu loi J cú di o t: -400C ữ 7500C CHNG 2: GII THIU V CC THIT B CHNH * Cỏc thit b chớnh gm: Cp nhit ngu loi J Mch tớch hp KTT àA741 - ADC0804 LM7805 , LM7812, LM7912 IC 7843,IC 7447 Cũi, Led, Led thanh, tr, t, i t Cp nhit in (Thermocouple) a) Cu to in hỡnh ca mt cp nhit cụng nghip Hỡnh 1.1: Cu to cp nhit 1) V bo v 5) B phn lp t 2) Mi hn 6) Vớt ni dõy 3) Dõy in cc 7) Dõy ni 4) S cỏch in 8) u ni dõy u lm vic ca cỏc in cc (3) c hn ni vi bng hn vy, hn khớ hoc hn bng tia in t u t ni vi dõy ni (7) ti dng c o nh cỏc vớt ni (6) dõy t u ni dõy (8) cỏch ly cỏc in cc ngi ta dựng cỏc ng s cỏch in (4), s cỏch in phi tr v hoỏ hc v bn c v nhit nhit lm vic bo v cỏc in cc, cỏc cp nhit cú v bo v (1) lm bng s chu nhit hoc thộp chu nhit H thng v bo v phi cú nhit dung nh gim bt quỏn tớnh nhit v vt liu ch to v phi cú dn nhit khụng quỏ nh nhng cng khụng c quỏ Trang_4 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS ln Trng hp v bng thộp mi hn u lm vic cú th tip xỳc vi v gim thi gian hi ỏp Trờn th trng hin cú nhiu loi Cp nhit in khỏc (E, J, K, R, S, T) ú l vỡ mi loi Cp nhit in ú c cu to bi cht liu khỏc nhau, t ú sc in ng to cng khỏc dn n di o cng khỏc Ngi s dng cn chỳ ý iu ny cú th la chn loi Cp nhit in phự hp vi yờu cu ca mỡnh ng thi lp t s dng loi Cp nhit in thỡ cn chỳ ý ti nhng im sau õy: Dõy ni t u o n b iu khin cng ngn cng tt (vỡ tớn hiu truyn i di dng in ỏp mV nờn nu dõy di s dn n sai s nhiu) Thc hin vic ci t giỏ tr bự nhit (Offset) bự li tn tht mt mỏt trờn ng dõy Giỏ tr Offset ln hay nh tựy thuc vo di, cht liu dõy v mụi trng lp t Khụng cỏc u dõy ni ca Cp nhit in tip xỳc vi mụi trng cn o u ni ỳng chiu õm, dng cho Cp nhit in b) Cu to ca cp nhit ngu loi J Hỡnh 1.2: Hỡnh nh thc t ca cp nhit ngu Cu to: Gm cht liu kim loi St v Constantan, hn dớnh mt u, u T1 gi l u núng, hai u cũn li khụng hn T2 gi l u lnh hoc u chun Hỡnh 1.3: Hỡnh mụ phng nguyờn lý hot ng ca cp nhit ngu Trang_5 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Nguyờn lý: Khi cú chờnh lch nhit gia hai u núng v lnh (T1 v T2) thỡ u ca cp nhit ngu xut hin mt sut in ng e ph thuc vo chờnh lch nhit v bn cht hai kim loi A v B Hỡnh 1.4: ng c tớnh ca cp nhit ngu * Cụng thc tớnh sut in ng e: e=K(T1-T2) (cp nhit ngu J cú K=0,055mV) u im: Bn, o nhit cao, di o rng, r Khuyt im: Nhiu yu t nh hng lm sai s nhy khụng cao,cn im tham chiu, ớt n nh Thng dựng: Lũ nhit, mụi trng khc nghit, o nhit nht mỏy nộn, Di o: -40 ~ 750oC ng dng: sn xut cụng nghip, luyn kim, gia cụng vt liu Mch tớch hp KTT àA741 - Hỡnh nh thc t ca àA741: - S chõn ca àA741: Trang_6 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Chc nng cỏc chõn: Chõn _ bự tn s Chõn _ ca vo o Chõn _ ca vo khụng o Chõn _ ngun cp õm Chõn _ bự tn s Chõn _ ca Chõn _ ngun cp dng Chõn _ khụng s dng - Op Amp l mt cụng c cú nhiu chc nng: + Khuch i hiu hai in th: Uo= K( UI+ UI ) + Khuch i tớn hiu in: Uo= K UI (UI+ = ) Uo= K UI+ (UI = ) + So sỏnh in ỏp vo UI vi in ỏp chun UCH: Nu UI < UCH thỡ Uo = L ( cú mc 0, tng ng in ỏp thp, c 0V) Nu UI > UCH thỡ Uo = H ( cú mc 1, tng ng in ỏp cao, c 3,5V) IC 555 Hỡnh 3.1: S chõn IC 555 Bờn vi mch 555 cú hn 20 transistor v nhiu in tr thc hin cỏc chc nng nh hỡnh : Trang_7 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Hỡnh 3.2: Cu trỳc bờn ca LM 555 Chc nng cỏc chõn: Chõn s 1: (GND) Cho ni mass ly dũng cp cho IC , dũng in t mas chy vo IC Chõn sụ 2: (Trigger Input ) Ngừ vo ca mt tng, õy mc ỏp chun bng 1/3 Vcc, ly cu phõn ỏp to bi ba in tr 5K.Khi mc ỏp chõn xung n mc (1/3)Vcc thỡ chõn s chuyn lờn mc cao, lỳc ny khúa in t trờn chõn s 7s h Chõn s 3: (Output) Ngừ tớn hiu dng xung (mc ỏp khụng thp thỡ cao) Chõn s 4: (Reset) Xỏc lp trng thỏi ngừ Khi chõn s cho ni mass thỡ chõn s cht mc ỏp thp , ch chõn s t mc ỏp cao thỡ ngừ chõn mi c t v mi cú th lỳc cao lỳc thp Chõn s 5: (Control Voltage) Chõn iu khin ,chõn ny lm thay i cỏc mc in ỏp chun trờn trờn cu chia volt Chõn s 6: (Threshold) Ngừ vo ca mt tng so vi ỏp 1.Cú mc ỏp chun bng 2/3 Vcc Chõn s 7: (Dirchange) Chõn x in, chõn ny l ngừ ca mt khúa iờn (tranistor) khúa in ny úng m theo mc ỏp chõn s Khi chõn mc ỏp cao thỡ khúa in úng li v cho dũng chay qua, ngc li thỡ khúa in h v ct dũng Chõn s 8: (+Vcc) Chõn ngun ni vo ngun nuụi Vcc cp in cho IC 555 ADC 0804 Trang_8 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Hỡnh 4.1: S chõn ADC0804 Cỏc chõn khỏc ca ADC0804 cú chc nng nh sau: CS (Chip select): Chõn s 1, l chõn chn chip, u vo tớch cc mc thp c s dng kớch hot Chip ADC0804 truy cp ti ADC0804 thỡ chõn ny phi c t mc thp RD (Read): Chõn s 2, l chõn nhn tớn hiu vo tớch cc mc thp Cỏc b chuyn i ca 0804 s chuyn i u vo tng t thnh s nh phõn v gi nú mt ghi Chõn RD c s dng cho phộp a d liu ó c chyn i ti u ca ADC0804 Khi CS = nu cú mt xung cao xung thp ỏp n chõn RD thỡ d liu dng s bit c a ti cỏc chõn d liu (DB0 DB7) WR (Write): Chõn s 3, õy l chõn vo tớch cc mc thp c dựng bỏo cho ADC bit bt u quỏ trỡnh chuyn i Nu CS = WR to xung cao xung thp thỡ b ADC0804 bt u quỏ trỡnh chuyn i giỏ tr u vo tng t Vin thnh s nh phõn bit Khi vic chuyn i hon tt thỡ chõn INTR c ADC h xung thp CLK IN v CLK R: CLK IN (chõn s 4), l chõn vo ni ti ng h ngoi c s dng to thi gian Tuy nhiờn ADC0804 c ng cú mt b to xung ng h riờng dựng ng h riờng thỡ cỏc chõn CLK IN v CLK R (chõn s 19) c ni vi mt t in v mt in tr Tn s ng h c xỏc nh bng biu thc: f = Trang_9 Chn R = 10 k, C = 150 pF v tn s nhn c f = 606 kHz thỡ thi gian chuyn i l 110 às Ngt INTR (Interupt): Chõn s 5, l chõn tớch cc mc thp Bỡnh thng chõn ny trng thỏi cao v vic chuyn i tng t s hon tt thỡ nú chuyn xung mc thp bỏo cho CPU bit l d liu chuyn i sn sng ly i Sau INTR xung thp, cn t CS = v gi mt xung cao xung thp ti chõn RD a d liu Vin (+) v Vin (-): Chõn s v chõn s 7, õy l u vo tng t vi sai, ú Vin = Vin(+) Vin(-) Thụng thng Vin(-) c ni ti t v Vin(+) c dựng lm u vo tng t v s c chuyn i v dng s Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Vcc: Chõn s 20, l chõn ngun nuụi +5V Chõn ny cũn c dựng lm in ỏp tham chiu u vo Vref/2 h Vref/2: Chõn s 9, l chõn in ỏp u vo c dựng lm in ỏp tham chiu Nu chõn ny h thỡ in ỏp u vo tng t cho ADC0804 nm di n +5V Tuy nhiờn, cú nhiu ng dng m u vo tng t ỏp n Vin khỏc vi di n +5V Chõn Vref/2 c dựng thc hin cỏc in ỏp u khỏc n +5V D0 D7, chõn s 18 11, l cỏc chõn d liu s (D7 l bit cao nht MSB v D0 l bit thp nht LSB) Cỏc chõn ny c m ba trng thỏi v d liu ó c chuyn i ch c truy cp chõn CS = v chõn RD a xung mc thp tớnh in ỏp u ta tớnh theo cụng thc sau: Dout = Vin / Kớch thc bc IC 7843 Hỡnh 5.1: Hỡnh nh ca IC7483 Bng s tht: Trang_10 Trong ú s bit vo l A4A3A2A1 v B4B3B2B1 S nh ban u l C0 Vy tng s l C4S4S3S2S1, vi C4 l s nh ca phộp cng Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS IC n ỏp 78xx v 79xx H 78xx l h n nh in ỏp u l dng Cũn xx l giỏ tr in ỏp u nh 5V, 9V,12V H 79xx l h n nh in ỏp u l õm Cũn xx l giỏ tr in ỏp u nh : -5V,-9V,-12V S kt hp ca hai ny s to c b ngun i xng V mt nguyờn lý nú hot ng tng i ging 78xx l loi dũng IC dựng n nh in ỏp dng u vi iu kin u vo luụn luụn ln hn u 3V Tựy loi IC m nú n ỏp u l bao nhiờu Vớ d : 7805 cú in ỏp l +5V, 7812 cú in ỏp l +12V 7905 cú in ỏp l -5V, 7912 cú in ỏp l -12V + 78xx gm cú chõn : : Vin - Chõn ngun u vo : GND - Chõn ni t : Vo - chõn ngun u + 79xx gm cú chõn : : GND - Chõn ni t : Vin - Chõn ngun u vo : Vo - chõn ngun u Led Cu to: Trong LED bao gm ớt nht l LED mc li vi , vỡ vy m cú tờn l LED on l vy ,7 LED n c mc cho nú cú th hin th c cỏc s t - , v vi ch cỏi thụng dng, phõn cỏch thỡ ngi ta cũn dựng thờm led n hin th du chm (dot) Cỏc led n ln lt c gi tờn theo ch cỏi A- B -C-D-E-F-G, v du chm Nh vy nu nh mun hin th ký t no thỡ ta ch cn cp ngun vo chõn ú l led s sỏng nh mong mun Thụng s : LED dự cú nhiu bin th nhng tu chung thỡ cng ch cú loi ú l : Trang_14 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS + Chõn Anode chung (chõn + cỏc led mc chung li vi ) + Chõn Catode chung (Chõn - cỏc led c mc chung vi ) in ỏp gia Vcc v mass phi ln hn 1,3 V mi cung cp led sỏng, nhiờn khụng c cao quỏ 3V CHNG 3: TNH TON THIT K MCH O 3.1) í tng thit k Theo yờu cu ca ti v s th t danh sỏch ca em l 46 nờn cú: + Di o t: t0C = 00C ữ 4400C + u ra: Chun húa u vi cỏc mc in ỏp: U=0 ữ 10V U= ữ -5V I=0ữ20mA I=4ữ20mA Dựng c cu o ch th o o Khi gp nhit gii hn bỡnh thng: t C = ữ 220 C Thit k mch nhp nhỏy cho LED vi thi gian sỏng ti bng v bng: = giõy o a tớn hiu cnh bỏo bng cũi nhit vt quỏ: t0C = 220 C Dựng ADC0804 chuyn in ỏp sang mó nh phõn Xõy dng b hin th s BCD S h thng: C cu ch th Trang_15 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Nhim v ca tng khi: Khi ngun: Cung cp ngun cho ton h thng hot ng , tt c thit b ch mt ba ngun +12v hoc - 12v hoc +5v Khi cm bin: Cm bin nhit bin nhit thnh in ỏp mc vi mV Khi khuch i o lng v chun húa U-I: Khuych i in ỏp t cm bin in ỏp chun, ri chuyn i t in ỏp sang dũng in vi mc ớch truyn ti i xa Khi ADC v hin th : Chuyn i t tớn hiu tng t sang tớn hiu s v a kt qu LED hin th kt qu o Khi so sỏnh: So sỏnh vi mt in ỏp t trc v a tớn hiu dựng bỏo ng quỏ nhit cho phộp Khi nhp nhỏy : thc hin nhim v nhp nhỏy vi thi gian t trc nhit mc cho phộp Cnh bỏo : thc hin chc nng bỏo ng nhit vt quỏ ngng cho C cu o ch th: L thit b hin th in ỏp (Voltmeter), dũng in (Ammeter) tng ng vi nhit o Cú nhiu loi c cu o ch th khỏc nh: c in, in t, cm ng Vỡ dũng in l dũng chiu v in ỏp cng l chiu vi giỏ tr nờn ta dựng c cu ch th t in hin th giỏ tr dũng in v in ỏp ti thi im xỏc nh 3.2) Tớnh toỏn, la chn cm bin Cú di cn o l: t0C = 00C ữ 2200C Vỡ vy em chn cp nhit ngu loi J cú di o : -40 ~ 750oC, cú h s K=0,055mV/oC Coi im tham chiu luụn cú nhit T2 = oC v phng trỡnh sc in ng l tuyn tớnh Cụng thc tớnh in ỏp ca cm bin l : Ucb = K*(T1-T2) tng ng l: e= 0,055*T1 mV Vi : T1 = 00C => Ucb = mV Vi : T1 = 220 C => Ucb = 12,1 mV Vi : T1 = 4400C => Ucb = 24,2 mV 3.3) Tớnh toỏn, thit k khuch i v chun húa a) Khi khuch i in ỏp chun húa u l : ~ -5V m in ỏp ca cm bin l : 24,2mV Vy chn mch khuch i o cú h s khuch i : -5V ữ24,2mV -206,6 Trang_16 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS in ỏp chun húa u l : ~ 10V m in ỏp ca cm bin l : 24,2mV Vy chn mch khuch i o cú h s khuch i : 10v ữ24,2mV 413,2 S mch: Hỡnh 3.31: Mch khuch i o vi KTT Vi : Uo1= Ucb => = -206,6 Chn R1 = 1k thỡ R2=206,6k, R3 = 10k Vi : Uo2= R2 R2 U = cb => R1 R1 413,2 Chn R1 = 1k thỡ R2=413,2k, R3 = 10k b) Khi chun húa U-I chun húa I thỡ cn khuch i o vi h s khuch i l -1, chuyn in ỏp -5V thnh 5V s dng in ỏp 5V cho cỏc mch sau S mch: Hỡnh 3.32: Mch khuch i o vi h s khuch i -1 Vi: R1=R2= 1k, R3= 10k Trang_17 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS S mch chun húa: Hỡnh 3.33: Mch chun húa U-I Khi in ỏp vo thay i t: ữ 5V thỡ Uin+ thay i t ữ 5V Yờu cu chun húa I=4ữ 20 mA Vy h s chuyn i : KUI = = = = R3 = 250 Yờu cu chun húa I=0ữ 20 mA Vy h s chuyn i : KUI = = = 1v = R3 = 250 Khi in ỏp vo thay i t: ữ 10V thỡ Uin+ thay i t ữ 10V Yờu cu chun húa I=4ữ 20 mA Vy h s chuyn i : KUI = = = = 20mV 10v R3 = 500 Yờu cu chun húa I=0ữ 20 mA Vy h s chuyn i : Trang_18 KUI = = = 1v = R3 = 250 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS 3.4) Tớnh toỏn, thit k mch so sỏnh o Nhit gii hn l: tgh=tmax/2 = 440/2 = 220 C Uss = 5/2 = 2,5V Khi in ỏp vo Uin < Uss thỡ in ỏp Uo mc thp, nu in ỏp vo U in > Uss thỡ in ỏp Uo mc cao S mch: Hỡnh 3.4: Mch so sỏnh 3.5) Mch cnh bỏo o Khi nhit vt quỏ: t max/2 = 440/2 = 220 C Uin>2,5 V thỡ a tớn hiu cũi cnh bỏo Khi Uin > 2,5 V thỡ tớn hiu ca mch so sỏnh mc cao lm mch cnh bỏo hot ng, Uin < 2,5 V thỡ mch cnh bỏo khụng hot ng Vỡ vy s dng AND l IC 7408 vi chõn ni +5V Bng chõn lý ca IC 7408: A A B Z=A*B Z B 0 0 1 0 1 S mch: Trang_19 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Hỡnh 3.5: Mch cnh bỏo Khi tớn hiu vo chõn ca 7840 mc thp ( tng ng U in2,5V) thỡ tớn hiu chõn mc cao nờn tranzitor loi NPN dn nờn cũi cnh bỏo hot ng 3.6) Mch nhp nhỏy Ngc vi mch cnh bỏo, mch nhp nhỏy hot ng nhit di: o tmax/2 = 440/2 = 220 C Uin 2,5 V thỡ tớn hiu ca mch so sỏnh mc cao nờn mch nhp nhỏy khụng hot ng, Uin < 2,5 V thỡ mch nhp nhỏy hot ng Vỡ vy s dng NORvi chõn ni t Bng chõn lý ca IC 7408: A 0 1 S mch: Trang_20 B 1 Y 0 A Y B Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Hỡnh 3.6: Mch to xung vuụng, ốn nhp nhỏy Khi tớn hiu vo chõn ca NOR mc thp ( tng ng U in2,5V) thỡ tớn hiu chõn ca NOR mc thp s khụng cú tớn hiu vo chõn ( chõn reset ) ca IC 555 lm mch to xung khụng hot ng lm ốn tt Mch to xung s dng IC 555 cú yờu cu thi gian ốn sỏng v ti cú =1+a*0,5 ( m n=34, a=4) =3s Ta cú: = RA*C=RB*C=3 Chn C= 100uF RA=RB= 30k 3.7) ADC0804 S mch : Hỡnh 3.71: Mch hot ng ca ADC Trang_21 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Cỏc chõn 1,2,8,10,7 ca ADC c ni xung mc thp ADC cú th hot ng Chõn s v c cp xung t IC 555 vi thi gian : -3 np= x=RA*C3=RB*C3=10 *10 = 1s Chõn 3: Cú chc nng bỏo cho ADC bit bt u quỏ trỡnh chuyn i Nu CS = WR c cp xung cao xung thp thỡ b ADC0804 bt u quỏ trỡnh chuyn i giỏ tr u vo tng t Vin thnh s nh phõn bit Khi vic chuyn i hon tt thỡ chõn INTR c ADC h xung thp Chõn 5: L chõn tớch cc mc thp Bỡnh thng chõn ny trng thỏi cao v vic chuyn i tng t s hon tt thỡ nú chuyn xung mc thp bỏo cho CPU bit l d liu chuyn i sn sng ly i S dng ng h ngoi ca ADC0804vi chõn CLK IN v CLK R: CLK IN (chõn s 4), l chõn vo ni ti ng h ngoi c s dng to thi gian Tuy nhiờn ADC0804 c ng cú mt b to xung ng h riờng dựng ng h riờng thỡ cỏc chõn CLK IN v CLK R (chõn s 19) c ni vi mt t in v mt in tr Vi R = 10 k, C = 150 pF v tn s f = 606 kHz thỡ thi gian chuyn i l 110 às Chõn s (Vref/2): Chõn s 9, l chõn in ỏp u vo c dựng lm in ỏp tham chiu Vỡ in ỏp u vo tng t cho ADC0804 ( Vin) nm di n +5Vnờn chõn c h v ADC0804 cú u bit nờn cú =256 trng thỏi tng ng vi giỏ tr t 0255 nờn ta cú kớch thc bc ( l in ỏp tng gim giỏ tr): a= 5/255= 19,6mV Chõn s v chõn s (Vin (+) v Vin (-)): õy l u vo tng t vi sai, ú Vin = Vin(+) Vin(-) Thụng thng Vin(-) c ni ti t v Vin(+) c dựng lm u vo tng t v s c chuyn i v dng s Vcc: Chõn s 20, l chõn ngun nuụi +5V Chõn ny cũn c dựng lm in ỏp tham chiu u vo Vref/2 h Chõn s 18 11(D0 D7): L cỏc chõn d liu s (D7 l bit cao nht MSB v D0 l bit thp nht LSB) tớnh in ỏp u ta tớnh theo cụng thc sau: Dout = Vin / Kớch thc bc 3.8) B hin th s BCD S nh phõn bit cú giỏ tr ln nht l 255 Vỡ vy, em s dng LED hin th kt qu tng ng vi cỏc s hng n v, hng chc v hng trm Em chia thnh mch chớnh nh sau: x lý i s nh phõn sang BCD gm (khi n v, hng chc, hng trm) v gii mó gm LED on hin th kt qu Trang_22 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS S b hin th s BCD Hỡnh 3.81: S b hin th s BCD a) Cỏch chuyn i s nh phõn t nhiờn bit thnh s BCD: i s nh phõn sang BCD thỡ em s dng IC 7483 cng cỏc bit: Mch cng cỏc bit : Hỡnh 3.82: Mch cng cỏc bit Xột s chuyn i s nh phõn bit thnh s BCD trờn c s dng IC 7483 v cỏc cng logic hiu chnh kt qu: Trang_23 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Chuyn s bit thnh s BCD: Khi cng bit mó nh phõn thỡ ta s c giỏ tr t 010-1510 nhng mt s BCD ch cú giỏ tr t 10-910 Vy c c kt qu dng BCD ta phi hiu chnh kt qu cú c t mch cng nh phõn Bng kt qu tng ng gia mó nh phõn v mó BCD: TP NH PHN BCD BCD c theo S4 S3 S2 S1 c4 s4 s3 s2 s1 NP 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 10 1 0 0 16 11 1 1 0 17 12 1 0 0 18 13 1 1 0 1 19 14 1 1 0 20 15 1 1 1 1 21 Nhn thy: Khi kt qu = 10 cú mó BCD ta phi cng thờm cho mó nh phõn gii quyt hiu chnh ny trc tiờn ta s thc hin mt mch phỏt hin kt qu trung gian ca mch cng s nh phõn bit Mch ny nhn kt qu trung gian ca phộp cng s nh phõn bit v cho ngừ Y=1 kt qa ny >= 10,ngc li Y=0 cng logic OR v cng AND nh hỡnh trờn Hot ng: IC th nht cho kt qu trung gian ca phộp cng hai s nh phõn IC th hai dựng hiu chnh cú kt qu l s BCD Khi kt qu =10, IC nhn ngừ vo A s 0110 610 (do Y=1) v kt qu c hiu chnh nh ó núi trờn Da vo bng kt qu tng ng gia mó nh phõn v mó BCD ta phỏt hin thy kt qu >=10 thỡ tớn hiu chõn S4 luụn bng v hoc s2=1 hoc s3=1 ( S4=1 AND ( s2=1 OR s3=1)) Vy ta cú cng logic OR th nht v AND nh hỡnh Nh vy l ta ó chuyn i c mó nh phõn bit sang mó BCD Khi chõn B ca IC th nht cú tớn hiu m kt qu trung gian IC 7483 >15 v [...]... ỏp tham chiu Vỡ in ỏp u vo tng t cho ADC0804 ( Vin) nm trong di 0 n +5Vnờn chõn 9 c h v ADC0804 cú u ra 8 bit nờn cú 8 2 =256 trng thỏi tng ng vi giỏ tr t 0255 nờn ta cú kớch thc bc ( l in ỏp tng gim 1 giỏ tr): a= 5/255= 19,6mV Chõn s 6 v chõn s 7 (Vin (+) v Vin (-)): õy l 2 u vo tng t vi sai, trong ú Vin = Vin(+) Vin(-) Thụng thng Vin(-) c ni ti t v Vin(+) c dựng lm u vo tng t v s c chuyn i v dng... thc: Mq ==B.S.I.W vi Trang_27 B: t cm ca nam chõm vnh cu Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS S: tit din khung dõy W: s vũng dõy ca khung dõy Vi mt c cu ch th c th do B, S, W, D l hng s nờn gúc lch t l bc nhtvi dũng in I chy qua khung dõy 3.11) Kt lun Quỏ trỡnh o lng dựng cm bin nhit vi mch khỏ n gin v cũn nhiu bt cp, mch cũn khỏ n gin c cu o chớnh xỏc ta nờn kt hp vi vi mch s, vi x lý v vi iu khin cú... 413,2 S mch: Hỡnh 3.31: Mch khuch i o vi KTT Vi : Uo1= Ucb => = -206,6 Chn R1 = 1k thỡ R2=206,6k, R3 = 10k Vi : Uo2= R2 R2 U = cb => R1 R1 413,2 Chn R1 = 1k thỡ R2=413,2k, R3 = 10k b) Khi chun húa U-I chun húa I thỡ cn khi khuch i o vi h s khuch i l -1, chuyn in ỏp -5V thnh 5V s dng in ỏp 5V cho cỏc mch sau S mch: Hỡnh 3.32: Mch khuch i o vi h s khuch i -1 Vi: R1=R2= 1k, R3= 10k Trang_17 Trng... ta cn hin th s trờn led 7 thanh trong mch s m khụng cn dựng vi x lý hoc mun tit kim chõn. Cu to: Trang_11 Trng HCN H Ni B mụn VMTT&VMS Cỏch thc hot ng: S nguyờn lý: Nh s trờn, trong ú: + A,B,C,D ( Ni vi Vi x lý, mch s counter,) + BI/RBO,RBI,LT ( chõn iu khin ca 7447, tựy thuc vo nhu cu s ni khỏc nhau), Chõn QA,QB,QC,QD,QE,QF,QG ni ln lt vi chõn a,b,c,d,e,f,g ca led 7 thanh anot chung Mụ t cỏch thc... v 5 c cp xung t IC 555 vi thi gian : 3 -3 np= x=RA*C3=RB*C3=10 *10 = 1s Chõn 3: Cú chc nng bỏo cho ADC bit bt u quỏ trỡnh chuyn i Nu CS = 0 khi WR c cp xung cao xung thp thỡ b ADC0804 bt u quỏ trỡnh chuyn i giỏ tr u vo tng t Vin thnh s nh phõn 8 bit Khi vic chuyn i hon tt thỡ chõn INTR c ADC h xung thp Chõn 5: L chõn ra tớch cc mc thp Bỡnh thng chõn ny trng thỏi cao v khi vic chuyn i tng t s hon... thnh in ỏp mc vi mV Khi khuch i o lng v chun húa U-I: Khuych i in ỏp t cm bin ra in ỏp chun, ri chuyn i t in ỏp sang dũng in vi mc ớch truyn ti i xa Khi ADC v hin th : Chuyn i t tớn hiu tng t sang tớn hiu s v a ra kt qu ra LED 7 thanh hin th kt qu o Khi so sỏnh: So sỏnh vi mt in ỏp t trc v a ra tớn hiu dựng bỏo ng khi quỏ nhit cho phộp Khi nhp nhỏy : thc hin nhim v nhp nhỏy vi thi gian t trc... l loi dũng IC dựng n nh in ỏp dng u ra vi iu kin u vo luụn luụn ln hn u ra 3V Tựy loi IC m nú n ỏp u ra l bao nhiờu Vớ d : 7805 cú in ỏp ra l +5V, 7812 cú in ỏp ra l +12V 7905 cú in ỏp ra l -5V, 7912 cú in ỏp ra l -12V + 78xx gm cú 3 chõn : 1 : Vin - Chõn ngun u vo 2 : GND - Chõn ni t 3 : Vo - chõn ngun u ra + 79xx gm cú 3 chõn : 1 : GND - Chõn ni t 2 : Vin - Chõn ngun u vo 3 : Vo - chõn ngun u... chuyn xung mc thp bỏo cho CPU bit l d liu chuyn i sn sng ly i S dng ng h ngoi ca ADC080 4vi chõn CLK IN v CLK R: CLK IN (chõn s 4), l chõn vo ni ti ng h ngoi c s dng to thi gian Tuy nhiờn ADC0804 c ng cú mt b to xung ng h riờng dựng ng h riờng thỡ cỏc chõn CLK IN v CLK R (chõn s 19) c ni vi mt t in v mt in tr Vi R = 10 k, C = 150 pF v tn s f = 606 kHz thỡ thi gian chuyn i l 110 às Chõn s 9 (Vref/2):... Chõn Anode chung (chõn + cỏc led mc chung li vi nhau ) + Chõn Catode chung (Chõn - cỏc led c mc chung vi nhau ) in ỏp gia Vcc v mass phi ln hn 1,3 V mi cung cp led sỏng, tuy nhiờn khụng c cao quỏ 3V CHNG 3: TNH TON THIT K MCH O 3.1) í tng thit k Theo yờu cu ca ti v s th t trong danh sỏch ca em l 46 nờn cú: + Di o t: t0C = 00C ữ 4400C + u ra: Chun húa u ra vi cỏc mc in ỏp: 5 U=0 ữ 10V 6 U= 0 ữ -5V... K=0,055mV/oC Coi im tham chiu luụn cú nhit T2 = 0 oC v phng trỡnh sc in ng l tuyn tớnh Cụng thc tớnh in ỏp ra ca cm bin l : Ucb = K*(T1-T2) tng ng l: e= 0,055*T1 mV Vi : T1 = 00C => Ucb = 0 mV 0 Vi : T1 = 220 C => Ucb = 12,1 mV Vi : T1 = 4400C => Ucb = 24,2 mV 3.3) Tớnh toỏn, thit k khi khuch i v khi chun húa a) Khi khuch i in ỏp chun húa u ra l : 0 ~ -5V m in ỏp ra ca cm bin l : 0 24,2mV Vy