NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌCĐỀ TÀI :THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ HIỂN THỊ SỐ TỪ 0255 VỚI CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ PT100 , SAI SỐ 10 CMÔ TẢ : Dùng cảm biến nhiệt độ Pt100 theo dõi sự thay đổi của mội trường . Xây dựng mạch đo lường có điện áp chuẩn đầu ra từ 05V . Dùng ADC0804 chuyển điện áp sang mã nhị phân .Xây dựng bộ hiển thị số từ 0255.PHẦN THUYẾT MINH :Yêu cầu về bố cục nội dung :Chương 1: Tìm hiểu chung về KĐTT, mạch đo nhiệt độ,cảm biến nhiệt độ, bộ biến đổi ADC0804.Giải mã LED 7 thanh, LED 7 thanh.Chương 2: Thiết kế mạch đo lường nhiệt độ.Chương 3: Xây dựng chương trình mô phỏng.
GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ HIỂN THỊ SỐ TỪ 0-255 VỚI CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ PT100 , SAI SỐ 10 C MÔ TẢ : Dùng cảm biến nhiệt độ Pt100 theo dõi thay đổi mội trường Xây dựng mạch đo lường có điện áp chuẩn đầu từ 0-5V Dùng ADC0804 chuyển điện áp sang mã nhị phân Xây dựng hiển thị số từ 0-255 PHẦN THUYẾT MINH : Yêu cầu bố cục nội dung : Chương 1: Tìm hiểu chung KĐTT, mạch đo nhiệt độ,cảm biến nhiệt độ, biến đổi ADC0804.Giải mã LED thanh, LED Chương 2: Thiết kế mạch đo lường nhiệt độ Chương 3: Xây dựng chương trình mô Yêu cầu thời gian : Ngày giao đề : 10/11/2012 Ngày hoàn thành : 20/12/2012 Thời gian bảo vệ dự kiến : 30/12/2012 Ngày … tháng … năm 2012 Khoa Điện Bộ môn Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN VĂN VINH Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN e&f Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN VĂN VINH Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Mục lục Trang Chương 1: Cơ sở lý thuyết I.Tìm hiểu chung mạch KĐTT 1.Khái niệm 2.Ký hiệu Cấu tạo Nguyên lý hoạt động Các mạch KĐ II Cảm biến nhiệt độ 14 1.Tìm hiểu chung cảm biến nhiệt độ 14 Phân loại cảm biến nhiệt độ 14 3.Cảm biến pt100 20 III Bộ biến đổi tương tự -số ADC 0804 24 1.Sơ đồ chân chức ADC 0804 24 2.Các đặc điểm ADC 0804 27 IV Giải mã led 29 1.Mã hóa đường sang đường 29 2.Mã hóa 10 đường sang đường 31 3.Mạch mã hóa ưu tiên 32 4.Giải mã sang 34 Mạch giải mã BCD sang thập phân 36 Giải mã BCD sang led đoạn 38 V LED đoạn 42 Chương :Thiết kế mạch đo lường nhiệt độ 43 I.Mạch cầu đo , khuyếch đại 43 II Mạch tạo xung IC 555 44 III.Mạch chuyển đôi ADC0804& giải mã hiển thị 0-255 45 Chương 3: Xây dựng trương trình mô 50 Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG LỜI MỞ ĐẦU Đo nhiệt độ phương pháp thường gặp đo lường, có từ lâu, giai đoạn có phương pháp đo khác Trước công nghệ điên tử bán dẫn chưa phát triển mạch đo chủ yếu dựa kỹ thuật tương tự, phương pháp xử lý chủ yếu dựa vào phần cứng giá trị có sai số lớn, thiết bị cồng kềnh, lắp đặt không thuận tiện Đến đầu năm 80 năm cuối kỷ 20, công nghệ bán dẫn vi mạch phát triển mạnh, với phát triển khoa học kỹ thuật đặc biệt kỹ thuật số ứng dụng rộng rãi ngành đo lường điều khiển làm thay đổi hẳn phương pháp xử lý tín hiệu đo Trước xử lý tín hiệu đo chủ yếu đo phần cứng ngày việc xử lý mềm hoá với đời sensor thông minh làm cho thiết bị đo ngày thông minh độ xác cao Ngày xuất hiên nhiều phương pháp đo nhiệt độ sử dụng cảm biến loại cặp nhiệt, nhiệt điện trở hay bán dẫn sử dụng phương pháp phân tích phổ để xác định nhiệt độ Đối với nơi không trực tiếp đặt đầu đo nhiệt độ (nơi có nhiệt độ cao) Nhìn chung phương pháp đo nhiệt độ có nhiều nét giống cách xử lý khác nhau, tuỳ vào mục đích yêu cầu kỹ thuật công việc cụ thể mục đích cuối phép đo thể giá trị nhiệt độ với khoảng sai số cho phép chấp nhận Do kiến thức chuyên ngành thiếu yếu nên làm nhiều sai sót , mong thầy có góp ý để chúng em hoàn thành đề tài cách hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Thầy NGUYÊN VĂN VINH giúp nhóm em hoàn thành đồ án Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Phần chi tiết em xin trình bày Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Tìm hiểu chung mạch khuếch đại thuật toán Khái niêm: Mạch khuếch đại thuật toán (tiếng Anh: operational amplifier), thường gọi tắt op-amp mạch khuếch đại chiều nối tầng trực tiếp với hệ số khuếch đại cao, có đầu vào vi sai, thông thường có đầu đơn Trong ứng dụng thông thường, đầu điều khiển mạch hồi tiếp âm cho xác định độ lợi đầu ra, tổng trở đầu vào tổng trở đầu Các mạch khuếch đại thuật toán có ứng dụng trải rộng nhiều thiết bị điện tử thời từ thiết bị điện tử dân dụng, công nghiệp khoa học Các mạch khuếch đại thuật toán thông dụng có giá bán rẻ Các thiết kế đại điện tử hóa chặt chẽ trước đây, số thiết kế cho phép mạch điện chịu đựng tình trạng ngắn mạch đầu mà không làm hư hỏng mạch khuếch đại thuật toán 741 đóng gói vỏ kim loại TO-5 Từ đời, mạch khuếch đại thuật toán thiết kế để thực phép tính cách sử dụng điện áp giá trị tương tự để mô đại lượng khác Do đó, đặt tên "Mạch khuếch đại thuật toán" Đây thành phần máy tính tương tự, mạch khuếch đại thuật toán thực thuật toán Cộng, Trừ, Tích phân Vi phân vv Tuy nhiên, mạch khuếch đại thuật toán lại đa năng, với nhiều ứng dụng khác ứng dụng thuật toán Các mạch khuếch đại thuật toán thực nghiệm, lắp ráp transistor, đèn điện tử chân linh kiện khuếch đại khác, trình mày dạng mạch linh kiện rời rạc mạch tích hợp tỏ tương hợp với linh kiện thực Trong mạch khuếch đại thuật toán phát triển đèn điện tử chân không, chúng thường sản xuất dạng mạch tích hợp (ICs), vậy, phiên lắp ráp linh kiện rời sử dụng cần tiện ích vượt tầm IC Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Những mạch khuếch đại thuật toán tích hợp ứng dụng rộng rãi từ cuối thập niên 1960, mạch sử dụng transistor lưỡng cực μA709 hãng Fairchild, Bob Widlar thiết kế năm 1965; nhanh chóng bị thay mạch 741, mạch có tiện ích tốt hơn, độ ổn định cao dễ sử dụng Mạch μA741 đến sản xuất, có mặt khắp nơi lĩnh vực điện tử - nhiều nhà chế tạo sản xuất phiên khác mạch này, tiếp tục thừa nhận số ban đầu "741" Những thiết kế tốt giới thiệu, số dựa transistor hiệu ứng trường FET (cuối thập niên 1970) transistor hiệu ứng trường có cổng cách điện MOSFET(đầu thập niên 1980) Rất nhiều linh kiện đại thay cho mạch sử dụng 741, mà không cần thay đổi gì, lại cho hiệu tốt Các mạch khuếch đại thuật toán thường có thông số nằm giới hạn định, có vỏ tiêu chuẩn, với nguồn điện cung cấp tiêu chuẩn Chúng có nhiều ứng dụng lĩnh vực điện tử; cần số linh kiện bên thực dải rộng tác vụ xử lý tín hiệu tương tự Rất nhiều mạch khuếch đại thuật toán tính hợp có giá chừng vài cent mua với số lượng vừa phải, mạch khuếch đại tích hợp rời rạc với thông số kỹ thuật không tiêu chuẩn có giá đến 100 dollar đặt hàng số lượng 2.Ký hiệu Ký hiệu mạch điện mạch khuếch đại thuật toán sau: Trong đó: • V+: Đầu vào không đảo • V−: Đầu vào đảo • Vout: Đầu • VS+: Nguồn cung cấp điện dương • VS−: Nguồn cung cấp điện âm Các chân cấp nguồn (VS+ and VS−) ký hiệu nhiều cách khác Cho dù vậy, chúng có chức cũ Thông thường chân Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG thường vẽ dồn góc trái sơ đồ với hệ thống cấp nguồn cho vẽ rõ ràng Một số sơ đồ người ta giản lược lại, không vẽ phần cấp nguồn Vị trí đầu vào đảo đầu vào không đảo hoán chuyển cho cần thiết Nhưng chân cấp nguồn thường không đảo ngược lại 3.Cấu tạo Cấu tạo sở vi mạch khuếch đại thuật toán tầng khuếch đại vi sai Các vi mạch khuếch đại thuật toán bao gồmba phần: + Khuyếch đại vi sai:Dùng khuếch đại tín hiệu vào, có đặc điểm khuếch đại nhiễu thấp, trở kháng vào cao, thường đầu vi sai + khuếch đại điện áp: tạo hệ số khuếch đại điện áp cao thường đầu đơn cực + khuếch đại đầu ra: dùng với tín hiệu ra, cho phép khả tải dòng lớn, trở kháng thấp, có mạch chống ngắn mạch hạn chế dòng điện Một vi mạch khuếch đại thuật toán phổ dụng 741 hình vẽ : Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG 4.Nguyên lý hoạt động: Đầu vào vi sai mạch khuếch đại gồm có đầu vào đảo đầu vào không đảo, mạch khuếch đại thuật toán thực tế khuếch đại hiệu số điện hai đầu vào Điện áp gọi điện áp vi sai đầu vào Trong hầu hết trường hợp, điện áp đầu mạch khuếch đại thuật toán điều khiển cách trích tỷ lệ điện áp để đưa ngược đầu vào đảo Tác động gọi hồi tiếp âm Nếu tỷ lệ 0, nghĩa hồi tiếp âm, mạch khuếch đại gọi hoạt động vòng hở Và điện áp với điện áp vi sai đầu vào nhân vớiđộ lợi tổng mạch khuếch đại, theo công thức sau: Vra = (V+ - V- ) Gvongho Trong V+ điện đầu vào không đảo, V− điện đầu vào đảo G gọi độ lợi vòng hở mạch khuếch đại Do giá trị độ lợi vòng hở lớn thường không quản lý chạt chẽ từ chế tạo, mạch khuếch đại thuật toán thường làm việc tình trạng hồi tiếp âm Ngoại trừ trường hợp điện áp vi sai đầu vào vô bé, độ lợi vòng hở lớn làm cho mạch khuếch đại làm việc trạng thái bão hòa trường hợp khác Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Một cấu hình khác mạch khuếch đại thuật toán sử dụng hồi tiếp dương, mạch trích phần điện áp đưa ngược trở đầu vào không đảo Ứng dụng quan trọng dùng để so sánh, với đặc tính trễ hysteresis 5.Các mạch KĐTT 5.1 : Mạch khuyếch đại đảo Mạch khuyếch đại đảo có đầu vào nối đất tín hiệu U1 đưa vào đầu vào dảo qua điện trở R1, mạch thực hổi tiếp âm qua điện trở R2 Đầu U2 đảo cực so với đầu vào U1 Tính toán đầu U2 : U+ = U - = I+ = I - = Xét nút A , ta có : I1 - I_ -I2 = -0- =0 Thay U _ = vào ta có : U2 = - U1 Nhận xét : + Điện áp vào khuyếch đại lên tỉ lệlần + Điện áp ngược pha với điện áp vào 5.2: Mạch khuyếch đại không đảo Mạch khuyếch đại không đảo có tín hiệu đưa tới đầuv không đảo , đầu vào đảo nối đất qua điện trở R1 hình vẽ : Tính toán đầu : U+ = U - = U1 I+ = I - = Xét nút A ta có: I1 - I_ -I2 = -0- =0 Thay U_ = U1 vào ta có : -0– =0 Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 10 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG 0010 ngõ thứ tương ứng tác động (giả sử nối tới đèn led làm sáng) 74LS42 IC làm nhiệm vụ giải mã đường sang 10 đường Cấu tạo logic bảng hoạt động minh hoạ rõ cho mạch giải mã : Kí hiệu khối 74LS42 Cấu trúc mạch 74LS42, giải mã sang 10 Bảng thật 74LS42 Để ý có ngõ vào nên có 16 trạng thái logic ngõ Ở sử dụng 10 trạng thái logic đầu, trạng thái sau không dùng Với mạch giải mã sang 16 tận dụng hết số trạng thái Một điểm ngõ 7442 tác động mức thấp Về nguyên tắc ta mã hoá từ n đường sang m đường ngược lại giải mã từ m đường sang n đường, chức mã hoá giải mã không rõ rệt lắm, chúng làm nhiệm vụ chuyển đổi từ mã sang mã khác (những mạch nói đến mã hệ 2, thực nhiều loại mã khác) Cũng có số Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 37 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG chúng tích hợp sẵn IC 7441, 7442 giải mã BCD sang thập phân, 7443 giải mã thừa sang thập phân, … Nhiều mạch giải mã có thêm mạch chịu dòng hay cao mạch logic TTL thông thường nên gọi mạch giải mã thúc Mạch sau minh hoạ cách kết hợp mạch đếm học chương sau với mạch giải mã để cung cấp hoạt động định thời định thứ tự, IC giải mã thúc 7445 dùng tải động có áp lớn dòng lớn sức cung cấp IC giải mã thường Ứng dụng 74LS45 Hình cho thấy, mạch đếm tạo 16 tổ hợp trạng thái cho mạch mã hoá Phải chu kì xung ck Q3 xuống thấp, cho phép động cấp nguồn; đèn mở sau chu kì xung ck Thời gian mở tải chu kì xung ck Ta điều chỉnh thời gian từ mạch dao động tạo xung ck Về nguyên tắc hoạt động mạch đếm 74LS90 ta tìm hiểu chương sau Giải mã BCD sang led đoạn Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 38 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Một dạng mạch giải mã khác hay sử dụng hiển thị led đoạn mạch giải mã BCD sang led đoạn Mạch phức tạp nhiều so với mạch giải mã BCD sang thập phân nói phần trước mạch phải cho tổ hợp có nhiều ngõ lên cao xuống thấp (tuỳ loại đèn led anode chung hay cathode chung) để làm đoạn led cần thiết sáng tạo nên số hay kí tự Khảo sát 74LS47 Với mạch giải mã ta dùng 74LS47 Đây IC giải mã đồng thời thúc trực tiếp led đoạn loại Anode chung có ngõ cực thu để hở khả nhận dòng đủ lớn Sơ đồ chân IC sau : Kí hiệu khối chân 74LS47 Trong • A, B, C, D ngõ vào mã BCD • RBI ngõ vào xoá dợn sóng • LT ngõ thử đèn • BI/RBO ngõ vào xoá hay ngõ xoá rợn • a tới g ngõ (cực thu để hở) Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 39 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Cấu trúc bên 74LS47 dạng số hiển thị Hoạt động IC tóm tắt theo bảng Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 40 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH • SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Nhận thấy ngõ mạch giải mã tác động mức thấp (0) led tương ứng sáng • Ngoài 10 số từ đến giải mã, mạch giải mã trạng thái khác, không dùng đến (ghi 2) • Để hoạt động giải mã xảy bình thường chân LT BI/RBO phải mức cao • Muốn thử đèn led để led sáng hết kéo chân LT xuống thấp (ghi 5) • Muốn xoá số (tắt hết led) kéo chân BI xuống thấp (ghi 3) Khi cần giải mã nhiều led đoạn ta ghép nhiều tầng IC, muốn xoá số vô nghĩa trước nối chân RBI tầng đầu xuống thấp, chân RBO xuống thấp nối tới tầng sau muốn xoá tiếp số vô nghĩa tầng (ghi 4) Riêng tầng cuối RBI để trống hay để mức cao để hiển thị số cuối Ví dụ : Hãy xem ứng dụng mạch giải mã led đoạn : Hình : Ứng dụng mạch giải mã 74LS47 • Mạch dao động tạo xung kích cho mạch đếm, ta điều chỉnh chu kì xung để mạch đếm nhanh hay chậm • Mạch đếm tạo mã số đếm BCD cách tự động đưa tới mạch giải mã cho đếm lên hay đếm xuống • Mạch giải mã giải mã BCD sang led đoạn để hiển thị số đếm thập phân Bây ta thay mạch dao động cảm biến chẳng hạn dùng thu phát led đặt cửa vào lần có người vào cảm biến tạo Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 41 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG xung kích kích cho mạch đếm Lưu ý IC 7490 IC đếm chia 10 không đồng mà ta học chương sau Như với ứng dụng ta có hệ thống đếm số người vào cổng đếm sản phẩm qua băng truyền,… tất nhiên hạn chế số người vào nhiều Khi hình trình bày dạng mạch cụ thể sau : Minh hoạ ứng dụng 74LS47 mạch hiển thị led đoạn Ta dùng nhiều IC giải mã thúc 74LS47 để giải mã thúc nhiều led đoạn.Về cấu trúc logic thông số IC, xem thêm phần datasheet Những IC giải mã thúc led đoạn khác Ngoài 74LS47 có số IC làm chức giải mã thúc led đoạn kể : V LED đoạn Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 42 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Sơ đồ chân cấu tạo LED đoạn LED đoạn công cụ thông dụng dùng để hiển thị thông số dạng số từ đến Mặc dù công cụ LCD giúp ta thể thông số cách linh động LED đoạn sử dụng nhiều công nghiệp ưu như: chịu ảnh hưởng nhiệt độ, dễ tạo ý góc nhìn rộng LED đoạn bao gồm đoạn LED đánh dấu kí tự a, b, c, d, e, f, g dấu chấm thập phân kí hiệu dp Ta xem LED đoạn tổ hợp gồm LED LED có đầu (Anode Cathode) nối chung bố trí theo qui tắc định dùng để hiển thị chữ số thập phân Có hai loại LED đoạn, loại Anode chung (cực Anode LED nối chung với nhau) loại Cathode chung (cực Cathode LED nối chung với nhau) Tùy theo loại LED mà ta có phương pháp điều khiển LED tổ hợp sáng tắt cách thích hợp Đối với loại Anode chung, LED bậtsáng mức logic đưa vào chân điều khiển đoạn LED mức logic Đối với loại Cathode chung, LED bật sáng mức logic đưa vào chân điều khiển đoạn LED mức logic Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 43 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Mộtphương pháp để xác định xác chân điều khiển LED đoạn kiểm tra chân LED Dựa vào hình vẽ cấu tạo LED đoạn ta hiểu phần phương pháp hiển thị LED Ví dụ, muốn hiển thị số “6”, ta điều khiển đoạn LED a, c, d, e, g, f sáng lên Việc điều khiển sáng tắt thực cách đưa liệu thích hợp vào chân a-g dp (tạm gọi chân liệu) LED đoạn Đó cách hiển thị theo LED Tuy nhiên, thực tế, để tiết kiệm số chân cần thiết để điều khiển lúc nhiều LED đoạn, chân liệu LED nối song song với nhau, chân anode chung (hoặc cathode chung) dùng phép LED sáng hay tắt (tạm gọi chân điều khiển) Vì led đoạn chứa bên led đơn, kết nối cần đảm bảo dòng qua led đơn khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V hạn dòng điện trở 330Ω trước chân nhận tín hiệu điều khiển Sơ đồ vị trí led trình bày hình dưới: Các điện trở 330Ω điện trở bên kết nối để giới hạn dòng điện qua led led đoạn nối với nguồn 5V Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương tự với chân led lại CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠCH ĐO LƯỜNG NHIỆT ĐỘ I Mạch cầu đo , khuyếch đại Mạch sử dụng 741 để thiết kế cầu đo.Qua khâu khyếch đại tín hiệu vào từ PT 100 khuyếch đại tương ứng cho đầu từ – 5V để phù hợp với tín hiệu vào ADC0804 Mạch thầy hướng dẫn thực hành : Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 44 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG II Mạch tạo xung dùng IC555 Thứ tự chân IC 555 Chân (GND): Chân cho nối masse để lấy dòng Chân (Trigger): Chân so áp với mức áp chuẩn 1/3 mức nguồn nuôi Chân (Output): Chân ngả ra, tín hiệu chân c1 dạng xung, không mức áp thấp mức áp cao Chân (Reset): Chân xác lập trạng thái nghĩ với mức áp chân mức thấp, hay hoạt động Chân (Control Voltage): Chân làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 Chân (Threshold): Chân so áp với mức áp chuẩn 2/3 mức nguồn nuôi Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 45 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Chân (Discharge): Chân có khóa điện đóng masse, thường dùng cho tụ xả điện Chân (VCC): Chân nối vào đường nguồn V+ IC 555 làm việc với mức nguồn từ đến 15V Sơ đồ mạch tạo xung IC 555 III Mạch chuyển đôi ADC0804& giải mã hiển thị 0-255 Mục tiêu :Thiết kế mạch biến đổi số nhị phân tự nhiên bit thành số BCD Hiển thị kết LED đoạn • Số nhị phân bit có giá trị lớn 255 Vì vậy, chúng sử dụng LED đoạn để hiển thị kết tương ứng với số hàng đơn vị, hàng chục hàng trăm • Từ nhận xét chia thành khối mạch sau: khối hiển thị LED đoạn hàng đơn vị, khối mạch hiển thị hàng chục khối hiển thị hàng trăm • Cách chuyển đổi số nhị phân tự nhiên bit thành số BCD: • Đầu tiên ta chuyển số bit thành số BCD: hai số BCD có giá trị từ 010 đến 910 cộng lại cho kết từ 010 đến 1810 , để đọc kết dạng BCD ta phải hiệu chỉnh kết có từ mạch cộng nhị phân • Dưới kết tương đương loại mã: thập phân, nhị phân BCD Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 46 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Nhận thấy: - Khi kết = 10 để có mã BCD ta phải cộng thêm cho mã nhị phân Để giải vấn đề hiệu chỉnh trước tiên ta thực mạch phát kết trung gian mạch cộng số nhị phân bit.mạch nhận kết trung gian phép cộng số nhị phân4 bit cho ngõ Y=1 kết qủa >= 10, ngược lại Y = • Ta không dùng ngõ vào S’1 cặp trị có C’4S’4S’3S’2 giống S’1 = S’1 = Y = C 4' + S 4' ( S3' + S 2' ) • Dùng bảng Karnaugh xác định Y • Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 47 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH • SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Và mạch cộng số BCD thực theo sơ đồ: Vận hành: • IC thứ cho kết trung gian phép cộng hai số nhị phân • IC thứ hai dùng hiệu chỉnh để có kết số BCD - Khi kết =10,IC nhận ỡ ngõ vào A số 0110 (do Y=1) kết hiệu chỉnh nói • Để chuyển đổi số nhị phân bit thành số BCD sử dụng IC 7483 cổng logic để hiệu chỉnh kết Giới thiệu IC 7483: • Thông số: Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 48 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG • Nhận xét: IC 7483 IC cộng số bit • Như vậy, ta chuyển đổi số nhị phân bit thành số BCD • Lưu ý: xét bit bit nhỏ ta xem • Tiếp theo ta đổi số bit, bit, bit bit thành số BCD • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 16 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 32 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 64 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục Lúc xuất bit tràn hàng chục nên ta đưa vào khối hiển thị hàng trăm • Ở bít thứ ( giá trị thập phân tương ứng 128 ) Vì vậy, ta cộng vào khối mạch hiển thị đơn vị, cộng vào khối hiển thị hàng chục (nếu có bit tràn cộng vào khối hiển thị hàng trăm) cộng vào khối hiển thị hàng trăm • Đến đây, ta hoàn thành việc chuyển đổi số nhị phân bit thành số BCD • Tiếp theo phần hiển thị kết quả: theo yêu cầu đồ án , ta phải hiển thị kết LED đoạn, sử dụng IC 7447 để giải mã LED đoạn • Giới thiệu IC 7447: Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 49 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG IC 7447 giải mã hiển thị LED Nó có đầu vào A, B, C , D (tương ứng với chân 7, 1, 2, 6) đầu (tương ứng từ chân đến chân 15 ứng với hiển thị đèn LED thanh) Bảng chân lí IC sau: A 0 0 0 0 1 Đầu vào B C 0 0 1 1 1 1 0 0 Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 D 1 1 a 1 1 1 b 1 1 0 1 Page 50 c 1 1 1 1 Đầu d 1 1 1 e 1 0 1 f 0 1 1 g 0 1 1 1 GVHD:NGUYỄN VĂN VINH SVTH:NGUYỄN QUỐC CƯỜNG Mạch mô : CHƯƠNG III XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG File mềm dùng cho phần mềm mô phỏngProteus.7.4 !! Đính kèm tài liệu ! Lớp ĐH Tự Động Hóa k5 Page 51 [...]... nhất định , hệ thống đo lường nhiệt độ gồm c c khối như : C u đo , khuyếch đại , bộ giải mã , hiển thị … Hệ thống đo nhiệt độ dùng PT100 c sơ đồ khối như hình vẽ : Hiển thị C u đo Giải mã Khuyếch đại (ADC0804) PT100 + PT100 : c m biến nhiệt độ đo nhiệt độ môi trường và đưa tín hiệu vào cho mạch đo + C u đo và mạch khuyếch đại : c nhiện vụ thu nhận tín hiệu đầu vào , biến đổi và khuyếch đại cho tín... trong trường hợp c nhiều tổ hợp ngõ ra Ví dụ sau th c hiện mạch c ng 3 số X, Y, Z cho tổng là S và số nhớ là C th c hiện bằng mạch giải mã : Giả sử mạch c ng th c hiện ch c năng logic như bảng sau : Từ bảng cho phép ta x c định đư c c c tổ hợp logic ngõ vào để S rồi C ở m c cao S(x, y, z) = ( 1,2 , 4,7 ) C( x, y, z) = ( 3,5 , 6,7 ) Như vậy sẽ c n 1 c ng OR để nối chung c c tổ hợp logic thứ 1, 2, 4, 7 để đưa ra... Bán dẫn - C u tạo: Làm từ c c loại chất bán dẫn - Nguyên lý: Sự phân c c của c c chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ - Ưu điểm: Rẽ tiền, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn giản - Khuyết điểm: Không chịu nhiệt độ cao, kém bền - Thường dùng: Đo nhiệt độ không kh , dùng trong c c thiết bị đo, bảo vệ c c mạch điện tử - Tầm đo: -50