Nhom6 bao cao mach dem lui, bao dong KTDTUD (2)

BÁO CÁO Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp HCM Khoa Vật Lý – Vật Lý Kỹ Thuật ĐỀ TÀI: MẠCH ĐẾM XUỐNG GIÂY VÀ PHÚT, ĐẾN THỜI GIAN ĐÃ CÀI ĐẶT THÌ BÁO ĐỘNG Môn: Kỹ Thuật Điện Tử Ứng Dụng Tp HCM, ngày 28 tháng 12 năm 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ ĐIỆN TỬ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG BÁO CÁO ĐỀ TÀI SEMINAR CUỐI KÌ ĐỀ TÀI: MẠCH ĐẾM XUỐNG GIÂY VÀ PHÚT, ĐẾN THỜI GIAN ĐÃ CÀI ĐẶT THÌ BÁO ĐỘNG Nhóm 6: Mai Nguyễn Thùy Trang Trần Minh Thành Nguyễn Hoàng Thắng Nguyễn Văn Thương MSSV: 1113440 1113383 1113392 1113418 Tp HCM, ngày 28 tháng 12 năm 2013 Nhóm trưởng Thành viên Thành viên Thành viên MỤC LỤC PHẦN I - MỞ ĐẦU I.1 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại nay, mạch đếm thời gian trở nên quen thuộc sống ngày Từ mạch đếm vòng, đếm đồng bộ, đếm không đồng bộ, đến kiểu đếm lên, đếm xuống,… tất chiếm vị trí quan trọng có nhiều ứng dụng lĩnh vực đời sống Ngày 28/09/2013, với phân công, hướng dẫn giáo viên, nhóm tiếp nhận nghiên cứu lắp mạch với đề tài: “Mạch đếm xuống giây phút, đến thời gian cài đặt báo động” I.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đề tài hướng đến mục tiêu chính:  Nghiên cứu nguyên lý hoạt động mạch đếm, nghiên cứu nguyên tắc kết nối cổng logic báo động từ thiết kế mạch đếm lùi theo yêu cầu đề  Thông qua mạch nguyên lý bản, nghiên cứu chế tạo chức nâng cao cho mạch nhằm nâng cao ứng dụng mạch đời sống  Thực thao tác mô mạch phần mềm Protues, bước tiếp cận sâu với phần mềm chuyên dụng ngành điện tử  Tiến hành layout, chế tạo mạch từ nâng cao kỹ thực hành, chế tạo mạch điện tử I.3 Ý NGHĨA Nghiên cứu đề tài tạo điều kiện cho làm quen với kiến thức kỹ mạch đếm; tạo hội học hỏi, rèn luyện tư duy, nâng cao kỹ thực hành chuyên môn Bên cạnh đó, nghiên cứu đề tài yêu cầu hợp tác, phân công công việc thành viên nhóm, từ nâng cao kỹ thực hành giải vấn đề liên quan đến tập thể PHẦN II – CƠ SỞ LÝ THUYẾT & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II.1 CÁC GIAI ĐOẠN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Một giai đoạn khó khăn trình nghiên cứu thời gian tiếp nhận đề tài Lượng thông tin, kiến thức chuyên môn đề tài hạn chế Nhằm làm rõ giải khó khăn phát sinh giúp cho trình nghiên cứu trở nên thuận lợi hơn, chia thời gian nghiên cứu thành giai đoạn cụ thể: Bảng II.1.1 Các giai đoạn thực nghiên cứu đề tài mạch đếm SST TÊN GIAI ĐOẠN NỘI DUNG _ Xác định nội dung đề tài, đưa phương án thực hiện, thiết kế Nhận nhiệm đề tài vụ _ Liệt kê công việc cần thực _ Phân chia nhiệm vụ cụ thể _ Tìm kiếm thông tin, sở lý thuyết, tổng hợp lý thuyết, thống liệu _ Thiết kế mạch hoàn thiện _ Vẽ mạch phần mềm Protues Tiến hành _ Thử nghiệm phần mềm Protues _ Mua linh kiện, lắp mạch thử nghiệm thực tế _ Kiểm tra mạch thực tế _ Rút kết luận _ Lựa chọn mạch điện hoàn thiện _ Nâng cấp chức mạch điện _ Vẽ mạch in _ Thử nghiệm lý thuyết thực tế Nâng cấp _ Layout mạch _ Lắp mạch _ Tiến hành kiểm tra _ Kết luận _ Tổng kết trình thực hành, nội dung lý thuyết Tăng tốc _ Thiết kế báo cáo _ Thiết kế powerpoint _ Kiểm tra tất nội dung Demo _ Thuyết trình thử _ Rút kinh nghiệm, hoàn thiện, chỉnh sửa lần cuối Về đích Báo cáo lớp II.2 TÌM HIỂU SƠ LƯỢC VỀ MẠCH ĐẾM Mạch đếm loại mạch tuần tự, bao gồm nhiều loại: Mạch đếm nhị phân không đồng Mạch đếm không đồng theo hệ nhị phân Mạch đếm không đồng Mạch đếm đồng Mạch đếm vòng Mạch đếm có nhiều ứng dụng: đếm xung, đếm sản phầm, đếm thời gian, đồng hồ số, đếm tần số, … chức mà mạch logic thực tốt Dựa vào yêu cầu đề chức mạch đếm, nghiên cứu cấu tạo chức mạch đếm đồng II.2.1 Mạch đếm đồng nhị phân [1] Mạch đếm đồng (Synchronous counter), hay gọi mạch đếm song song, loại mạch có xung vào nối thắng đến ngõ vào đồng hồ tất FF (Flip Flop) Chúng ta biết mạch đếm không đồng có nhiều tầng FF tích luỹ nhiều trì hoãn truyền tầng làm cho lớn chu kì đếm xung khiến toàn mạch hoạt động sai logic hoạt động tần số cao Như mạch đếm bốn bit chia 2: số đếm tăng từ 1110 lên 1111 cần chờ ngõ FF thay đổi nên 1tD Khi số đếm tăng từ 1011 lên 1100 đòi hỏi ba FF chuyển mạch liên tiếp nên phải 3tD Trường hợp số đếm tự động reset 0000 FF chuyển trạng thái trì hoãn truyền 4tD Có thể khắc phục giới hạn việc sử dụng đếm đồng tất tầng kích xung nhịp Ck đầu vào Khi FF chuyển mạch lúc khiến thời gian trì hoãn mạch đếm trì hoãn truyền FF số tầng Để đảm bảo hoạt động đúng, số cổng logic thêm vào để khống chế ngõ vào J, K (T) II.2.2 Mạch đếm đồng không theo hệ nhị phân Để thiết kế mạch đếm mod m từ mạch đếm mod 2n (m [...]... (EnG) tác động thấp Ngõ điều khiển đếm là U/D ngược với nhóm B Ngõ RC (Ripple carry hay còn gọi là Ripple clock) bình thưởng ở cao và xuống thấp khi số đếm đạt đến giá trị tối đa Max hoặc trị tối thiểu Min và đồng hồ CK ở thấp Đặc biệt, nhóm C có ngõ ra Max/Min Bình thường ngõ này ở cao và sẽ xuống thấp khi số đếm đạt giá trị Max (đếm lên) hay Min (đếm xuống) Bảng II.2.5.1 Bảng sự thật IC nhóm C Load X... tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần bằng Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân số 4 (RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và... muốn xoá tiếp số 0 vô nghĩa của tầng đó (ghi chú 4) Riêng tầng cuối cũng thì RBI để trống hay để mức cao để vẫn hiển thị số 0 cuối cùng II.4.3.5 Khối hiển thị LED 7 đoạn hay LED 7 thanh (Seven Segment display) là 1 linh kiện rất phổ dụng, được dùng như là 1 công cụ hiển thị đơn giản nhất Trong LED 7 thanh bao gồm ít nhất là 7 con LED mắc lại với nhau, vì vậy mà có tên là LED 7 đoạn là vậy, 7 LED đơn được... IC 74190 khác Công tắc Reset của mạch chạy ổn định Tuy nhiên, công tắc điều chỉnh hướng đếm của mạch còn gặp trục trặc: khi mạch được đặt ở chế độ đếm xuống, tức công tắc này đặt ở mức cao (chân 5 của IC 74190 đặt ở mức cao) , mạch chạy ổn định; tuy nhiên, khi đặt công tắc này ở chế độ đếm lên, mạch chạy không ổn định Tại vị trí chân ra 13 cấp trạng thái vào chân IC logic NOT để báo động và dừng đếm,... ứng sáng Ngoài 10 số từ 0 đến 9 được giải mã, mạch cũng còn giải mã được 6 trạng thái khác, ở đây không dùng đến (ghi chú 2) • Để hoạt động giải mã xảy ra bình thường thì chân LT và BI/RBO phải ở mức cao • Muốn thử đèn led để các led đều sáng hết thì kéo chân LT xuống thấp (ghi chú 5) • Muốn xoá các số (tắt hết led) thì kéo chân BI xuống thấp (ghi chú 3) Khi cần giải mã nhiều led 7 đoạn ta cũng có... tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế được độ rộng xung + Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555 ) + Dòng điện cung cấp : 6mA - 15mA + Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V + Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V + Công suất lớn nhất là : 600mW Hình II.4.3.2.2 Cấu tạo bên trong của IC 555 2 Các chức năng của 555 + Là thiết bị tạo xung chính xác + Máy phát... sáng thì chỉ việc nối chân catot xuống mass 26 Hình II.4.3.5.2 Sơ đồ chân và các kiểu nối led của LED 7 đoạn Điện áp giữa Vcc và mass phải lớn hơn 1.3V mới cung cấp đủ led sáng, tuy nhiên không được cao quá 3V Trở hạn dòng: Trong các mạch thì thường dùng nguồn 5V nên để tránh việc đốt cháy led thì cách đơn giản nhất là mắc thêm trở hạn dòng Thông số làm việc của LED: Điện áp = 2V Dòng = 20mA Vậy nếu... chân 11 và chân 13 của IC 74190 được nối với nhau, thiết lập chế độ max/min) Tuy nhiên, mạch không dừng lại khi thời gian chỉ 0s Khắc phục vấn đề này bằng cách chuyển relay về chế độ tắt, chân 11 ở mức cao 30 II.5 THI CÔNG LẮP RÁP MẠCH II.5.1 Thống kê linh kiện Để layout mạch một cách chính xác và có đầy đủ linh kiện lắp mạch, chúng tôi liệt kê tất cả các linh kiện cần dùng thành bảng Sau đó khảo sát... 1 1 1 1 1 1 3 3 1 4 4 4 2 3 4 4 32 1 1 1 1 1 1 50 10 thanh 8 3 3 cuộn 4 bịch 2 tấm lớn 1 cuộn 31 II.5.2 Layout mạch trên phần mềm Protues Chúng tôi chia mạch đếm thành các khối và cấp nguồn riêng biệt Bao gồm:  Khối hiển thị  Khối điều khiển chứa các nút nhấn điều khiển, đặt số  Khối đếm và giải mã  Khối tạo xung  Khối báo động Hình II.5.1 Layout mặt trên của mạch đếm Do số lượng dây dẫn rất nhiều,... trải qua nhiều thất bại, chúng tôi đã tích lũy cho mình vốn kiến thức và kinh nghiệm để cho ra sản phẩm cuối cùng của đề tài Đây là mạch có chức năng đếm lùi từ số được đặt sẵn trước đó Mức độ ứng dụng cao, mạch chạy ổn định Mẫu mã đẹp Mạch có khả năng báo động khi số đếm trả về 0s Mạch sử dụng IC 74190 – đây là loại IC đếm đồng bộ nhóm C Tuy nhiên, toàn mạch là mạch đếm không đồng bộ do cách nối chồng