MẠCH đếm số XE VÀO RA DÙNG IC số HIỂN THỊ lên LED 7 đoạn (có sơ đồ mạch)

MẠCH đếm số XE VÀO RA DÙNG IC số HIỂN THỊ lên LED 7 đoạn (có sơ đồ mạch) MẠCH đếm số XE VÀO RA DÙNG IC số HIỂN THỊ lên LED 7 đoạn (có sơ đồ mạch) MẠCH đếm số XE VÀO RA DÙNG IC số HIỂN THỊ lên LED 7 đoạn (có sơ đồ mạch) MẠCH đếm số XE VÀO RA DÙNG IC số HIỂN THỊ lên LED 7 đoạn (có sơ đồ mạch)

MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO/RA DÙNG IC SỐ HIỂN THỊ LÊN LED ĐOẠN Trang 1/22 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .3 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐẾM .5 1.1 GIỚI THIỆU 1.1.1 Giới thiệu sơ lược hoạt động mạch .5 1.1.2 Giới thiệu sơ lược IC đếm (IC 40192) 1.2 HƯỚNG NGHIÊN CỨU 1.2.1 Đặt vấn đề 1.2.2 Mục đích nghiên cứu CHƯƠNG MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO/RA DÙNG IC SỐ 2.1 CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ DÙNG TRONG MẠCH 2.1.1 IC 74LS47 2.1.2 IC 40192 2.1.3 IC 4093 11 2.1.4 LED ĐOẠN 12 2.1.5 LED 13 2.2 GIỚI THIỆU VỀ MẠCH 14 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH TỔNG QUÁT 15 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI 15 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHO TỪNG KHỐI .15 3.2.1 Khối nguồn 15 3.2.2 Khối tạo xung clock 16 3.2.3 Khối đếm 16 3.2.4 Khối giải mã 17 3.2.5 Khối hiển thị 17 3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TỔNG QUÁT CỦA MẠCH 18 MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 2/22 3.4 THIẾT KẾ PCB 19 CHƯƠNG THI CÔNG PHẦN CỨNG .20 20 CHƯƠNG KẾT LUẬN 21 5.1 KẾT QUẢ 21 5.2 ỨNG DỤNG 21 5.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .21 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 3/22 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: IC đếm 40192 Hình 2-1: IC 74LS47 Hình 2-2: Sơ đồ chân IC 74LS47 Hình 2-3: IC 40192 Hình 2-4: Sơ đồ chân IC 40192 Hình 2-5: IC 4093 11 Hình 2-6: Bảng thật cổng NAND 11 Hình 2-7: Sơ đồ chân IC 4093 11 Hình 2-8: Led đoạn anode chung 12 Hình 2-9: Bảng mã hiển thị led đoạn có anode chung .13 Hình 2-10: Led 13 Hình 2-11: Cấu tạo bên Led 13 Hình 2-12: sơ đồ tổng quát mạch đếm số xe vào/ra 14 Hình 3-1: Sơ đồ khối cho toàn mạch 15 Hình 3-2: Adapter 5V DC 15 Hình 3-3: Khối tạo xung clock 16 Hình 3-4: Khối đếm .16 Hình 3-5: Khối giải mã 17 Hình 3-6: Khối hiển thị 17 Hình 3-7: Sơ đồ nguyên lý mạch đếm số xe vào/ra 18 Hình 3-8: Sơ đồ mạch in mạch đếm số xe 19 Hình 4-1: Mạch thực tế .20 MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 4/22 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IC Integrated Circuit Vcc Voltage Common Collector CLKU Clock Up CLKD Clock Down DC Direct Current GND Ground MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 5/22 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐẾM 1.1 Giới thiệu Mạch đếm số xe vào mạch sử dụng phổ biến Mạch thường dùng để đếm kiểm tra số lượng xe có bãi xe công ty, bệnh viện, trường học, siêu thị… Mạch đếm số xe hiển thị lên led đoạn, mạch đếm số lượng xe lên đến 999 1.1.1 Giới thiệu sơ lược hoạt động mạch Giã sử xe vào ta nhấn nút cửa vào khối hiển thị led đoạn tăng lên số hàng đơn vị Tương tự vậy, xe nhấn nút cửa led đoạn hàng đơn vị giảm số 1.1.2 Giới thiệu sơ lược IC đếm (IC 40192) Có thể nói IC chủ yếu mạch đếm số xe IC vừa đếm lên đếm xuống Muốn đếm lên hay đếm xuống tùy thuộc vào cách nối dây vào chân IC, thông thường cửa vào dây vào chân CLKU (đếm lên) cửa dây vào chân CLKD (đếm xuống) Ở phần sau báo cáo ta tìm hiểu kỹ IC Hình 1-1: IC đếm 40192 1.2 Hướng nghiên cứu 1.1.3 Đặt vấn đề MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 6/22 Qua phần giới thiệu sơ lược mạch đếm số xe biết hoạt động Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ điện tử mạch đếm số xe vào/ra bãi xe tiện ích cần thiết việc đếm, kiểm tra số lượng xe nhà xe trường học, bệnh viện… Để giải cho vấn đề xin giới thiệu mạch đếm số xe vào/ra đơn giản với số linh kiện khác 1.1.4 Mục đích nghiên cứu Mục đích mạch đếm số xe vào/ra nghiên cứu nguyên lý hoạt động mạch với số linh kiện khác để phục vụ cho nhu cầu người thời buổi ngày phát triển Qua việc tìm hiểu, sinh viên hệ thống lại kiến thức học trường Đại học Tôn Đức Thắng, từ kiến thức học sinh viên áp dụng vào thực tế nâng cao kiến thức chuyên môn cho thân CHƯƠNG MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO/RA DÙNG IC SỐ 1.3 Các linh kiện điện tử dùng mạch 1.1.5 IC 74LS47 1.1.1.1 IC 74LS47 MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 7/22 Hình 2-2: IC 74LS47 Đây IC có khả chuyển từ mã nhị phân sang số hiển thị lên led đoạn IC có ngõ tích cực mức thấp nên phía ngõ chân xuất mức led đoạn tương ứng sáng 1.1.1.2 Thông số IC 74LS47 - Điện áp cung cấp: từ 4.75V đến 5.25V - Dòng điện cung cấp: khoảng 13mA - Nhiệt độ chịu được: đến 70 độ C - Điện áp ngõ ra: từ 0V đến 3.4V 1.1.1.3 Sơ đồ chân IC 74LS47 [1] - Hình 2-3: Sơ đồ chân IC 74LS47 Chân 1,2,6,7: chân tín hiệu ngõ vào IC nhận từ chân ngõ IC đếm 40192 dạng mã nhị phân - Chân 3: chân LT (Lamp Test) dùng để kiểm tra đèn led đoạn, chân LT mức tất led sáng - Chân (RBO): chân thường để không hay nối lên Vcc, nối xuống âm tất led tắt MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 8/22 - Chân (RBI): chân thường để không hay nối lên Vcc, ý nghĩa chân dùng để xóa số khơng có nghĩa Ví dụ số sau số thập phân, số trước số nguyên có nghĩa - Chân (GND): chân nối đất - Chân đến 15: ngõ thường để nối với chân tương ứng led đoạn để hiển thị thành số - Chân 16 (Vcc): chân nối lên dương 1.1.6 IC 40192 1.1.1.4 IC40192 Đây IC vừa đếm lên vừa đếm xuống, thích hợp cho mạch đếm số xe vào/ra Đếm lên xung clock nối vào chân CLKU, đếm xuống xung clock nối vào chân CLKD, chân CLKU nối với cửa vào chân CLKD nối với Hình 2-4: IC 40192 1.1.1.5 Sơ đồ chân IC 40192 MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 9/22 Hình 2-5: Sơ đồ chân IC 40192 - [2] Chân 1,9,10,15 chân tín hiệu ngõ vào IC, chân thường nối với chân số 14 (chân RESET) xuống mass để RESET lại đếm - Chân 2,3,6,7 chân tín hiệu ngõ IC, thường nối với chân A, B, C, D ngõ vào IC giải mã Khi nhận xung clock IC đếm tiến hành xuất mã nhị phân cho chân - Chân (CLKU): chân nhận xung clock tiến hành đếm lên - Chân (CLKD): chân nhận xung clock tiến hành đếm xuống - Chân (GND): chân nối mass - Chân 11 (LOAD): chân thường nối lên Vcc để mạch hoạt động ổn định - Chân 12 (CARRY): chân cấp điện mức 1, nối với chân CLKU IC hàng để tiếp tục đếm lên cho IC hàng - Chân 13 (BORROW): tương tự chân 12 chân nối với chân số CLKD IC hàng để tiếp tục đếm xuống cho IC hàng MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 10/22 - Chân 14 (RESET): hay gọi chân CLEAR (xóa) dùng để RESET lại đếm - Chân 16 (Vcc): chân IC nối lên Vcc 1.1.7 IC 4093 1.1.1.6 IC 4093 Là IC có khả tạo dao động Chức IC mạch tạo xung clock cấp cho IC đếm IC tích hợp từ cổng NAND nên IC có ngun lí hoạt động giống cổng NAND Hình 2-6: IC 4093 Hình 2-7-: Bảng thật cổng NAND 1.1.1.7 Sơ đồ chân IC 4093 MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 11/22 Hình 2-8: Sơ đồ chân IC 4093 [3] - Chân 1,2,5,6,8,9,12,13 chân ngõ vào cổng NAND IC - Chân 3,4,10,11 chân ngõ cổng NAND IC - Chân chân nối mass - Chân 14 chân nối lên Vcc 1.1.8 LED ĐOẠN Led đoạn có loại: anode chung (dương chung) cathode chung (âm chung) Vì ngõ IC 74LS47 tích cực mức thấp nên mạch dùng led đoạn loại anode chung Chân 3,8 chân chung nối lại với nhau, chân lại dùng để điều kiển đèn sáng tắt, kích mức led tương ứng với chân sáng MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 12/22 Hình 2-9: Led đoạn anode chung [4] Led đoạn cấu tạo từ led đơn nối lại với hình 2-8 Ngồi led nhỏ chân dp dùng để hiển thị dấu chấm mạch không sử dụng đến led Vì led đoạn chứa led đơn bên nên muốn bảo vệ led ta dùng điện trở, dòng điện để led hoạt động khoảng từ 15mA đến 25mA Do đó, ta dùng điện trở 220Ω để hạn dòng cho led MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 13/22 Hình 2-10: Bảng mã hiển thị led đoạn có anode chung [5] 1.1.9 LED Led (hay gọi diode phát quang) diode phát ánh sáng Led có cấu tạo giống diode gồm có đầu bán dẫn P đầu bán dẫn N Hình 2-11: Led Hình 2-12: Cấu tạo bên Led [6] Ngày đèn Led ứng dụng rộng rãi dùng làm đèn hiển thị, đèn báo mạch điện tử, dùng để trang trí, dùng làm mạch đèn giao thơng Ở mạch ta sử led để báo có tín hiệu, tương ứng với xe qua 1.4 Giới thiệu mạch Vì mạch có số lượng xe đếm lên đến 999 nên có ba tầng: tầng hàng đơn vị, tầng hàng chục tầng hàng trăm Mỗi tầng gồm IC đếm,1 IC giải mã led đoạn hiển thị số, riêng tầng hàng đơn vị IC đếm nối với khối tạo tín hiệu cấp xung clock để đếm cho tồn mạch Khối tạo tín hiệu bao gồm IC 4093 nút nhấn cửa vào cửa Chương nói thêm kĩ khối chức khối mạch MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 14/22 Hình 2-13: sơ đồ tổng quát mạch đếm số xe vào/ra MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 15/22 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH TỔNG QUÁT 1.5 Sơ đồ khối Khối nguồn Khối tạo xung Khối đếm Khối giải mã Khối hiển thị clock Hình 3-14: Sơ đồ khối cho tồn mạch 1.6 Sơ đồ nguyên lý cho khối 1.1.10 Khối nguồn Khối nguồn để đơn giản dùng adapter 5v tạo nguồn DC 5v ổn định cung cấp cho tồn mạch Hình 3-15: Adapter 5V DC 1.1.11 Khối tạo xung clock MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 16/22 Hình 3-16: Khối tạo xung clock Chức năng: tạo xung clock (mức 0) cấp cho khối đếm 1.1.12 Khối đếm Hình 3-17: Khối đếm Chức năng: nhận xung clock từ khối tạo tín hiệu tiến hành đếm, đồng thời xuất mã nhị phân chuyển tới khối giải mã 1.1.13 Khối giải mã MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 17/22 Hình 3-18: Khối giải mã Chức năng: nhận mã nhị phân từ khối đếm đồng thời giải mã xuất ngõ chuyển đến khối hiển thị 1.1.14 Khối hiển thị Hình 3-19: Khối hiển thị Chức năng: nhận giá trị từ khối giải mã hiển thị lên hình led đoạn MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 18/22 1.7 Sơ đồ nguyên lý tổng quát mạch Hình 3-20: Sơ đồ nguyên lý mạch đếm số xe vào/ra Giải thích nguyên lý hoạt động: nhìn vào sơ đồ ngun lí ta thấy xe vào nhấn nút nhấn cửa vào ngõ cổng NAND (IC 4093) mức đưa vào chân CLKU ngõ QD, QC, QB, QA 0001 chuyển đến IC giải mã, giải mã ngõ tiếp chuyển đến led đoạn để hiển thị số 1, tương tự cho số 2,3…,9 Khi hiển thị đến (1001) nhấn nút thêm lần nữa, ngõ số mà gặp gặp cạnh xuống xung clock chân TCU IC đếm hàng đơn vị chuyển từ mức xuống mức cấp cho chân CLKU IC đếm hàng chục, sau cạnh lên xung clock chân TCU giá trị ngõ từ 1001 chuyển thành 0000 hiển thị số 10 Giải thích tương tự cho chân TCD lần ngõ chuyễn từ giá trị 0000 sang 1001 xét chân CLKD Điều giải thích cho cách nối dây tầng mạch: hàng đơn vị đếm lên chuyển từ sang hàng chục tăng lên hàng đơn vị đếm xuống chuyển từ sang hàng chục giảm Giải thích tương tự cho cách đếm lên xuống IC đếm hàng chục hàng trăm MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 19/22 1.8 Thiết kế PCB Hình 3-21: Sơ đồ mạch in mạch đếm số xe Sơ đồ mạch in thiết kế vẽ phân mền altium Sau in mạch ủi mạch in board đồng Tiếp theo rửa mạch nước pha với bột sắt Sau khoan mạch theo sơ đồ mạch in cuối gắn linh kiện vào hàn chì CHƯƠNG MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA THI CÔNG PHẦN CỨNG Trang 20/22 Hình 4-22: Mạch thực tế Mạch sau gắn linh kiện hàn chì Cắm nguồn kiểm tra thấy mạch hoạt động với mô CHƯƠNG KẾT LUẬN 1.9 Kết - Mạch sau thiết kế chạy với mô MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 21/22 - Mạch đáp ứng yêu cầu đề tài - Khi xe vào nhấn nút số lượng xe tăng giảm - Mạch dễ dàng chế tạo tốn 1.10 Ứng dụng Hiện mạch đếm số xe vào sử dụng nhiều rộng rãi nơi công cộng trường học, siêu thị, cao ốc… mạch có khả đếm số lượng xe lên đến 999 nên nhà xe phải thiết kế cho phù hợp 1.11 - Hướng phát triển Dưới phát triển khoa học công nghệ đặc biệt lĩnh vực điện tử, mạch thiết kế nhiều IC cho không tối ưu Mạch trở nên rườm dễ dàng sai sót q trình thực Vì vậy, để tối ưu hóa ta thay việc sử dụng IC vi xử lí để khắc phục nhược điểm đồng thời phù hợp với nhu cầu thời đại - Cũng phát triển thay nút nhấn loại cảm biến nhằm mục đích tạo xung clock cảm biến hồng ngoại, cảm biến quang… cảm biến phát vật cản tự động đếm thay phải nhấn nút MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 22/22 TÀI LIỆU THAM KHẢO       [1] www.robocon.vn [2] www.alldatasheet.com [3] www.cmos4000.com [4] codientu.org [5] dientu-az.blogspot.com [6] 3qled.com MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA ... Mạch đếm số xe vào mạch sử dụng phổ biến Mạch thường dùng để đếm kiểm tra số lượng xe có bãi xe cơng ty, bệnh viện, trường học, siêu thị Mạch đếm số xe hiển thị lên led đoạn, mạch đếm số lượng xe. .. cho thân CHƯƠNG MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO/RA DÙNG IC SỐ 1.3 Các linh kiện điện tử dùng mạch 1.1.5 IC 74 LS 47 1.1.1.1 IC 74 LS 47 MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO RA Trang 7/ 22 Hình 2-2: IC 74 LS 47 Đây IC có khả chuyển... Khối hiển thị 17 Hình 3 -7: Sơ đồ nguyên lý mạch đếm số xe vào/ra 18 Hình 3-8: Sơ đồ mạch in mạch đếm số xe 19 Hình 4-1: Mạch thực tế .20 MẠCH ĐẾM SỐ XE VÀO