Đồ án kỹ thuật số Đồ án tốt nghiệp

Chương I: Cơ Sở Lý ThuyếtSơ đồ khối mạch quảng cáo dùng EPROMNhiệm vụ các khối trong mạch quảng cáoChương II: Giới thiệu và chọn linh kiện dùng trong mạch điện Giới thiệu các loại IC 555, 7408, 4040 Chương III. Thiết kế mạch nguồn, mạch tạo xung, mạch tự động reset, mạch địa chỉ, mạnh nhớ EPROM, Machjn hiển thị LED và mạch giao tiếpSơ đồ và nguyên lý mạch điều khiển quảng cáo

5 .GIíI THIÖU C¸C LINH KIÖN GIAO TIÕP 20

Ch¬ng II : THIÕT KÕ

I: THIÕT KÕ M¹CH NGUåN 26

II M¹CH T¹O XUNG 37

III MạCH Tự ĐộNG RESET 42

IV MạCH TạO ĐịA CHỉ 43

V: MạCH NHớ EPROM Và MạCH HIểN THị LED LOGIC 45

VI MạCH GIAO TIếP 46

Chơng III sơ đồ mạch điện quảng cáo và nguyên lý làm việc

I sơ đồ nguyên lý………

….51

II nguyên lý hoạt động ……… … 52

PHụ lục.

Danh mục hình vẽ bảng biểu

Hình1.1 .Sơ đồ khối mạch quảng cáo dùngEPROM 4

555 6

Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc .sơ đồ chân của IC7408 7

Hình1.4 Sơ đồ cấu trúc bên trong IC4040 8

Hình 1.5 Sơ đồ chân chi tiết của IC4040 8

Hình 1.6 Sơ đồ mô tả hoạt động bên trong IC4040 9

Hình1.13 Sơ đồ chân EPROM27128 17

Hình1.14 Sơ đồ cấu trúc và sơ đồ chân của IC74244 19

Hình 1.15 Sơ đồ cấu trúc và sơ đồ chân của IC UNL2803 19

Hình 1.16 Thyristor ( SCR ) cấu tao và dặctuyến 20

Hình 2.7 Sơ đồ khối của mạch ổn áp nốitiếp 30

Hình 2.8 Sơ đồ mạch ổn áp songsong 30

Hình 2.9 Sơ đồ khối của mạch ổn ápxung 31

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý mach quảng cáodùng EPROM giao tiếpvới 12 bóng

trình 49

Mở ĐầU

I LờI GIớI THIệU

Trong xã hội Việt Nam hiện nay thì việc quảng cáo đã trởnên quá quen thuộc đối với mọi ngời Đồng thời thì phơng tiệndùng để thực hiện cho công việc này ngày càng nhiều chẳnghạn nh các phơng tiện truyền thông nh truyền hình, phátthanh Tuy nhiên hình thức quảng cáo dùng các hộp đèn là mộthình thức quảng phổ nhất ở các trung tâm thành phố lớn bởivì nó làm nổi bật cái mà nhà sản xuất muốn giới thiệu và cái

mà nhà kinh doanh muốn bán bởi vì nó đánh trúng tâm lýcủa con ngời là thích để ý những cái gì lạ mắt và từ đó nó

để lại trong tâm của ngời đi đờng một cảm giác khó quên.Chỉ bao nhiêu đó thôi là nhà sản xuất lẫn nhà kinh doanh đãgọi là thành công

Không những chỉ có lĩnh vực quảng cáo mới làm chú ý cáigì mà họ muốn giới thiệu mà các lĩnh vực khác nh ngân hàng,sân bay, trung tân chứng khoáng… cũng áp dụng các kỹ thuật

này để thông báo cho khách hàng biết đợc các thông báo mà

họ muốn cho khách hàng họ biết nh: lãi xuất hàng từng ngày làbao nhiêu,chỉ số của thị trờng chứng khoán ngày hôm đó làbao nhiêu…thì đòi hỏi kỹ thuật xử lý thật là mền dẻo Nhchúng ta đã biết muốn vấn đề trở nên mền dẻo chỉ có máytính là xử lý tốt nhất

Nh vậy vấn đề đặt ra là kỹ thuật điều khiển và xử lýcác hộp đèn, các bảng quang báo đó nh thế nào để đáp ứng

đợc yêu cầu trên

Trong thực tế ở nớc ta thì chúng em có nhận xét rằngviệc ứng dụng khoa học-kỹ thuật vào các lĩnh vực này còn chanhiều mà chủ yếu ở mức độ các hộp đèn chữ nổi,các bảng ápphích cồng kềnh thiếu tính thẩm mỹ

Đứng dới gốc độ là sinh viên ngành điện tử thì đây làmột vấn đề rất cần thiết để chúng em nghiên cứu và thựchiện Vì lý do đó trong đồ án môn học ki thuật số này, chúng

em chọn lĩnh vực quảng cáo làm đề tài nghiên cứu

II PHƯƠNG PHáP THựC HIệN

Có nhiều cách để làm một mạch quảng cáo nh dùng IC rời,dùng EPROM, dùng vi xử lý, vi điều khiển hoặc dùng máy vitính để điều khiển mạch

Nếu dùng IC rời thì ta sử dụng các IC giải đa hợp(Demultiplexer) kết hợp với các Diode để làm thành mạch ROM.Chơng trình cho loại ROM này đợc tạo ra bằng cách sắp xếp

vị trí các Diode trong ma trận, mỗi khi cần thay đổi chơngtrình thì phải thay đổi lại vị trí các Diode này (tức là thay

đổi về phần cứng) Dung lợng bộ nhớ kiểu này thay đổi theo

kích thớc mạch, kích thớc càng lớn thì dung lợng càng lớn (vìkhi tăng dung lợng thì phải thêm IC giải đa hợp, thêm các Diodenên kích thớc của mạch tăng lên) Nếu muốn đủ bộ nhớ để chạymột mạch quảng cáo bình thờng thì kích thớc mạch phải rấtlớn nên giá thành sẽ lên cao, độ phức tạp tăng lên Do đó, dạngROM này ít đợc sử dụng trong thực tế để làm mạch quảngcáo.

Khi thay các IC rời ở trên bằng EPROM thì kích thớc mạch

và giá thành sẽ giảm đáng kể Kích thớc của EPROM hầu nhkhông tăng theo dung lợng bộ nhớ của nó Ngoài ra, khi muốnthay đổi chơng trình hiển thị thì ta chỉ việc viết chơngtrình mới (thay đổi về phần mềm) nạp vào EPROM hoặc thayEPROM cũ bằng một EPROM mới có chứa chơng trình cần thay

đổi Việc thay đổi chơng trình kiểu này thực hiện đơngiản hơn rất nhiều so với cách dùng IC rời ở trên Đặc biệt, khi

có yêu cầu hiển thị hình ảnh thì việc sử dụng EPROM để

điều khiển là hợp lý nhất, nó đơn giản hơn nhiều so với việcdùng vi xử lý hoặc máy vi tính để điều khiển Điều này đợcgiải thích nh sau: do vi xử lý và máy vi tính muốn giao tiếp vớibên ngoài đều phải thông qua chơng trình và các IC ngoại vicòn EPROM thì giao tiếp trực tiếp và không cần chơng trình

điều khiển nó Vì phải dùng chơng trình nên tín hiệu điềukhiển đa ra ngoài tuần tự, không đợc liên tục nh EPROM nênkhi muốn hiển thị hình ảnh thì sẽ gặp nhiều khó khăn

Khi vi xử lý tham gia vào thì mạch quảng cáo sẽ có đợcnhiều chức năng hơn, tiện lợi hơn nhng cũng đắt tiền hơn Vớikit vi xử lý điều khiển quảng cáo ta có thể thay đổi chơngtrình hiển thị một cách dễ dàng bằng cách nhập chơng trìnhmới vào RAM (thay đổi chơng trình ngay trên kit, không cần

phải tháo IC nhớ ra đem nạp chơng trình nh EPROM) Do vi xử

lý có nhiều chức năng nên việc lập trình nội dung chơngtrình cũng đợc thực hiện một cách dễ dàng Tuy nhiên, khi sửdụng vi xử lý để làm mạch quảng cáo thì giá thành của mạchlại tăng lên nhiều so với khi sử dụng EPROM vì kit vi xử lý cầnphải có EPROM lu chơng trình điều khiển cho vi xử lý, các ICngoại vi (giao tiếp bàn phím, hiển thị,…), các RAM để nhớ ch-

ơng trình, các phím nhập dữ liệu (do có phím nên kích thớcmạch tăng lên nhiều)… Ngoài ra, do vi xử lý phải gửi dữ liệu ra

IC ngoại vi (thờng là 8255A) rồi mới điều khiển việc hiển thịtrên bảng đèn nên khi cần hiển thị hình ảnh thì cách dùng vi

xử lý sẽ phức tạp hơn nhiều so với khi dùng EPROM (nh đã giảithích ở trên)

Ngoài ra, mạch quảng cáo còn có thể đợc điều khiểnbằng máy vi tính Tuy nhiên, khi dùng máy tính để điều khiểnquảng cáo thì rất đắt tiền, chiếm diện tích lớn mà chất lợnghiển thị cũng không hơn so với khi dùng EPROM

Qua các phơng án đợc nêu ra ở trên thì cách sử dụngEPROM đợc chọn vì đáp ứng đợc yêu cầu của một mạch quảngcáo bình thờng, giá thành lại rẻ hơn và mạch điện đơn giảnhơn so với khi dùng kit vi xử lý hoặc dùng máy vi tính, việc thay

đổi chơng trình cũng dễ dàng hơn nhiều so với việc canthiệp vào phần cứng nh cách dùng các IC rời

III GIớI HạN Đề TàI

Nh đã giới thiệu ở trên khi thiết kế mạch bảng quảng cáodùng EPROM thì gặp một số hạn chế nh: Chơng trình đợc

định sẵn bởi ngời viết chơng trình, khi muốn thay đổi nộidung chơng trình để ứng dụng cho các bảng khác thì phảiviết lại toàn bộ chơng trình và thậm chí còn phải thay đổi

cả kết cấu phần cứng Mặt khác do thời gian hạn chế nên đềtài chỉ dừng lại ở việc thiết kế sơ đồ nguyên lý và sơ đồmạch in chứ cha đi đến việc lắp ráp hoàn chỉnh.

Chơng I : cơ sở lý thuyếtI: SƠ Đồ KHốI Và NHIệM Vụ CáC KHốI

Dới đây là sơ đồ khối của một mạch quảng cáo dùngEPROM hiển thị bằng bóng đèn 12V AC

1 SƠ Đồ KHốI MạCH QUảNG CáO DùNG EPROM

Hình 1.1

2 NHIệM Vụ CáC KHốI:

_ Khối tạo dao động (xung Clock): Có chức năng tạo ratần số xung Clock (tần số có thể thay đổi đợc) đa đến khốigiải mã địa chỉ

địa chỉ

Khối

bộ nhớ EPRO M

Khối Mạch giao tiếp

Khối

Đèn hiển thị 12V

Khối hiển thị LED Logic

Khối nguồn cung cấp

+5 V +12 V

12V C

Fuse

_ Khối giải mã địa chỉ: Chỉ hoạt động khi có đầy

đủ nguồn cung cấp và có xung Ck đa đến Khối này nhậnxung Ck từ mạch tạo xung đa đến, đầu ra của khối là mã sốnhị phân đa đến làm tín hiệu quét địa chỉ cho khối bộ nhớEPROM

_ Khối bộ nhớ EPROM: Đây đợc coi là khối trung tâmcủa mạch, bản thân của khối chứa toàn bộ dữ liệu gồm 20 ch-

ơng trình hoạt động của bảng quảng cáo Mỗi khi có địa chỉ

đa đến dữ liệu ở ô nhớ tơng ứng đợc lấy ra làm tín hiệu

_ Khối đèn hiển thị 12V.DC: Là hệ thống 12 bóng đèn

độc lập 12V thắp sáng cho 12 ô chữ của bảng quảng cáo _ Khối nguồn cung cấp: Có chức năng chuyển điện ápxoay chiều 12V thành điện áp một chiều cung cấp cho toànmạch Điện áp một chiều đợc lấy ra hai mức + 5V (cung cấpcho các khối: tạo dao động, giải mã địa chỉ và khối bộ nhớEPROM) và +12V (cung cấp cho khối giao tiếp)

II : GIớI THIệU Và LựA CHọN CáC LINH KIệN LIÊN QUAN

U1:C

7408

12 13

11

U1:D

7408 14

Ck

Thời gian tồn tại chu ký xung đợc xác lập bởi mạch địnhthời R, C bên ngoài Dãy thời gian tác động hữu hiệu từ vàimicrô giây đến vài giờ

IC này có thể nối trực tiếp với các loại IC TTL / CMOS /DTL

Sau đây là sơ đồ chân và chức năng của các chân :

Chân 1 : ( GND ) Nối mass

Chân 2 : ( TRIGGER ) Nhận xung kích để đổi trạng thái

Chân 3 : ( OUTPUT ) Ngõ ra

Chân 4 : ( RESET ) Trả về trạng thái đầu

Chân 5 : ( CONTROL VOLTAGE ) Lấy điện áp điều khiển tần

số dao động

Chân 6 : ( THRESHOLD ) Lập mức ngởng cho tầng so sánh Chân 7 : ( DISCHARGE ) Đờng xả điện cho tụ trong mạch

Hình 1.3

3 IC 4040:

IC 4040 là bộ đếm nhị phân không đồng bộ gồm 12tầng Flip-Flop, cả 12 ngõ ra này (Oo~O11) đều đã đợc đệm tr-

ớc khi đa ra ngoài

Chân MR (Master Reset) tác động ở mức cao, khi MR tác

động thì toàn bộ các ngõ ra của IC bị kéo xuống mức thấpbất chấp trạng thái của chân CP lúc đó

IC 4040 thờng đợc dùng làm bộ chia tần số, đợc sử dụngtrong các mạch làm trễ hoặc để điều khiển sự hoạt độngcủa các bộ đếm khác

IC 4040 có sơ đồ chân và sơ đồ cấu tạo bên trong nhsau:

Hình 1.5

* Chức năng các chân của IC 4040 nh sau:

- VDD, VSS: hai chân cấp nguồn của IC VDD nối với nguồndơng , VSS nối với nguồn âm ở mạch này VDD đợc nối đến+5V, VSS đợc nối với mass (0V)

- CP: clock input, chân nhận xung của IC Để IC hoạt động

đợc thì phải có xung đa vào nó (vì bộ đếm thực chất là các

bộ chia tần số nên bắt buộc phải có tần số ngõ vào mới lấy đợctần số cần chia ở ngõ ra) IC 4040 hoạt động với cạnh xuốngcủa xung tác động: khi xung đa vào IC chuyển từ trạng tháilogic cao về trạng thái logic thấp thì bộ đếm sẽ đếm lên mộtxung (hoặc tần số ở ngõ ra đợc chia đôi thêm một lần nữa)

- MR: master reset input, chân này dùng để reset IC,tác động ở mức cao Khi chân MR đợc đa lên mức logic caothì IC 4040 bị reset làm toàn bộ các ngõ ra của nó bị kéoxuống mức logic thấp

- Các ngõ ra O0 ~ O11: parallel outputs, các ngõ ra songsong của IC

* IC 4040 có sơ đồ mô tả hoạt động bên trong nh sau:

Hình 1.6

* IC 4040 có giản đồ thời gian nh sau:

Hình 1.7

4 Bộ NHớ EPROM

4.1 GIớI THIệU TổNG QUáT Về CáC IC NHớ EPROM:

EPROM là một loại trong họ các IC nhớ Nó có thể lập trình

đợc và xóa đợc rất nhiều lần Trớc khi biết cách sử dụng EPROMthì ta cũng nên xem qua một chút về ý nghĩa của tên gọicũng nh quá trình phát triển của nó

Bộ nhớ bán dẫn đợc chế tạo đầu tiên có tên gọi là ROM(ROM: Read Only Memory có nghĩa là bộ nhớ chỉ đọc) VớiROM, ta chỉ có thể đọc dữ liệu ra chứ không thể viết dữliệu mới vào nó bất cứ khi nào ta muốn ROM có cách truy xuấtdữ liệu nh sau:

Hình 1.8

ROM nhận mã số vào (các đờng địa chỉ) và cho mã số ratơng ứng (dữ liệu cần truy xuất) khi đợc các ngõ vào điềukhiển cho phép Do không thể ghi dữ kiện mới vào nên ROMchỉ đợc sản xuất hàng loạt ở số lợng lớn và ghi cùng một chơngtrình có độ phổ dụng cao (chơng trình đợc sử dụng trongnhiều ứng dụng thực tế với số lợng lớn)

Để đáp ứng cho các nhu cầu riêng biệt hay các yêu cầu có

độ phổ dụng không cao (sử dụng với số lợng ít), ROM thảo

ch-ơng đợc đã đợc chế tạo (PROM: Programable ROM nghĩa làROM có thể lập trình đợc) Tuy nhiên, với PROM thì ngời sửdụng chỉ ghi chơng trình đợc có một lần, nếu ghi sai haymuốn đổi chơng trình khác thì phải thay PROM mới Đểkhắc phục thiếu sót này, EPROM đã đợc chế tạo

EPROM (Erasable PROM: ROM có thể lập trình đợc và xóa

đợc) EPROM có hai loại là UV-EPROM (Ultra Violet EPROM:EPROM xóa bằng tia cực tím) và E-EPROM (Electrically EPROM:EPROM xóa bằng xung điện) Do UV-EPROM đợc sử dụng rộngrãi hơn E-EPROM nên khi nói đến EPROM thì thờng là nói đến

ĐầU VàO ĐịA

CHỉ A0,A1,A2 An

Dữ LIệU VàO RA D0,D1, Dm

ROM Các ngõ vào điều khiển

OE, CE, PGM, VPP

UV-EPROM EPROM đợc xóa bằng cách rọi tia cực tím với bớcsóng và cờng độ thích hợp trong khoảng thời gian mà nhà sảnxuất quy định vào cửa sổ xóa trên lng EPROM Việc xóa E-EPROM đợc thực hiện bằng các xung điện nên sẽ dễ dàng,nhanh chóng và chính xác hơn khi xóa EPROM Tuy nhiên, đểxóa đợc E-EPROM thì cần phải có các mạch xóa riêng biệt chotừng loại E-EPROM, và mạch xóa này phải hoạt động tốt, nếukhông sẽ làm cho E-EPROM hoạt động không bình thờng(không nh mạch xóa EPROM, có thể xóa đợc nhiều loại EPROMtrong cùng một lúc và chỉ cần sử dụng cùng một mạch xóa vànếu mạch xóa có bị hỏng thì ta chỉ không xóa đợc EPROMchứ không ảnh hởng gì tới sự hoạt động của nó sau này).

Thời gian gần đây có xuất hiện thêm loại IC nhớ mới: bộnhớ Flash (có ngời gọi là Flash ROM) Nguyên lý hoạt động của

bộ nhớ Flash cũng giống nh E-EPROM, chỉ có điện thế xóathấp hơn và tốc độ làm việc của nó nhanh hơn so với E-EPROM Bộ nhớ Flash này thờng đợc sử dụng thay thế cho các

ổ đĩa mềm và cứng trong các máy tính xách tay (Notebook)

Bộ nhớ Flash có thể hoạt động gần mềm dẻo nh RAM nhng lạikhông bị mất dữ liệu khi bị mất điện

Các EPROM thờng đợc ký hiệu bắt đầu bằng 27xxx, với x

là các số chỉ dung lợng của EPROM và tính bằng Kbit Chẳnghạn nh EPROM 2708 có dung lợng bộ nhớ là 8 Kbit (tơng đơng 1Kbyte do EPROM 2708 có bus dữ liệu dài 8 bit), EPROM 2764

có dung lợng là 64 Kbit (8 Kbyte), EPROM 27256 có dung lợng là

256 Kbit (32 Kbyte)…

4.2 CáCH TRUY XUấT Dữ LIệU CủA EPROM:

Các EPROM đều có cách truy xuất dữ liệu nh sau:

Hình 1.9

Nguyên lý hoạt động của EPROM khi ở chế độ đọc dữliệu nh sau (giải thích dựa vào hình vẽ trên): địa chỉ đặtvào EPROM sẽ đợc giải mã thành các địa chỉ hàng và địa chỉcột riêng biệt bên trong nó (do ma trận nhớ đợc tổ chức theocách chọn trùng phùng) nhờ các mạch X DECODER và YDECODER Dữ liệu ứng với địa chỉ này sẽ đợc đa đến bộ

đệm ngõ ra (OUTPUT BUFFER) và chỉ đợc phép xuất ra khi

đ-ợc sự cho phép của bộ điều khiển xuất dữ liệu (OUTPUTCONTROL) Do đó các chân OE, CE phải ở mức logic thấp (0V);các chân PGM, VPP phải ở mức logic cao (VCC) khi EPROM

đang ở chế độ đọc dữ liệu

Tổ chức ma trận nhớ theo cách chọn trùng phùng: địa chỉ

OUTPUT CONTROL

Y DECODER

X DECODER

OUTPUT BUFFER

Y GATING

MATRIX MEMORY

ADDRESS

INPUTS

DATA OUTPUTS

OE\

CE\

PGM\

của một tế bào nhớ đợc quy định bởi địa chỉ hàng và địachỉ cột, chỉ có những tế bào nhớ mà địa chỉ hàng và địachỉ cột đều ở mức logic cao thì mới đợc chọn để đa dữ liệu

ra ngoài Để hiểu rõ hơn về cách tổ chức ma trận nhớ theocách chọn trùng phùng, ta hãy xem hình vẽ sau:

Hình 1.10

Cổn

g

đệm ngõ ra

Các d ơng

từ Y (cột) Các đ ờng từ X

(hàng)

Tế bào nhớ (1 bit)

đ ờng bít

Dữ liệu ra

Ta nhận thấy trong hình vẽ trên thì tế bào nhớ chỉ cómột bit Khi muốn số lợng bit ở ngõ ra tăng lên thì số lợng bittrong một tế bào nhớ phải tăng lên theo, và lúc này số lợng đ-ờng bit cũng phải tăng lên tơng ứng, kéo theo số cổng đệmngõ ra cũng phải tăng lên theo.

Chẳng hạn nh EPROM 2764 có 8 bit ở ngõ ra thì tế bàonhớ của nó phải là 8 bit, 8 bit này đợc đa đến 8 đờng bit riêngbiệt, mỗi đờng bit cũng đợc nối đến một bộ đệm ngõ ra riêngbiệt

4.3 KHảO SáT vai EPROM THÔNG DụNG:

4.3.1 EPROM 2732:

EPROM 2732 là một IC nhớ có dung lợng 4 Kbyte, gồm 12

đờng địa chỉ, 24 chân Các chân đợc sắp xếp nh sau

Hình 1.11 SƠ Đồ CHÂN EPROM 2732

EPROM 2732 có bảng trạng thái hoạt động nh sau:

16

1

5 14 13

12

21

9 10

VCC

GND

CE

Pins

MODE

CE(18)

- OE/VPP: chân này có hai chức năng là cho phép xuất dữliệu và điều khiển nạp trình Khi EPROM đang đọc dữ liệuthì chân này phải ở mức logic thấp, còn khi nạp chơng trìnhthì chân này phải ở mức logic cao (VPP, giá trị VPP này đợcnhà sản xuất quy định)

A0 ~ A11: các đờng địa chỉ của EPROM, khi nạp chơng

trình hoặc truy xuất dữ liệu thì đều cần các đờng địa chỉnày Khi áp địa chỉ ô nhớ cần truy xuất hoặc cần nạp chơngtrình vào thì các bộ giải mã hàng và giải mã cột bên trongEPROM sẽ chọn lấy tế bào nhớ ở đúng địa chỉ cần truy xuấthoặc nạp trình để từ đó dữ liệu đợc lấy ra (lúc truy xuất)hoặc nạp vào (khi nạp trình).

- D0 ~ D7: các đờng dữ liệu của EPROM Khi EPROM

đang nạp trình thì nó có nhiệm vụ đa dữ liệu vào bên trongEPROM, còn khi đang đọc thì nó lại lấy dữ liệu từ bên trongEPROM đa ra ngoài Do khi ở trạng thái chờ thì các đờng dữliệu này sẽ ở trạng thái tổng trở cao nên ta có thể mắc songsong các ngõ ra của nhiều EPROM lại với nhau đợc, điều nàyrất thiết thực với những ứng dụng cần nhiều bộ nhớ

4.3.2 EPROM 2764:

EPROM 2764 có dung lợng nhớ lớn gấp đôi EPROM 2732 (8Kbyte), nó có tất cả là 28 chân Trong đó có 13 chân đợc dùnglàm đờng địa chỉ, 8 chân làm đờng dữ liệu, các chân cònlại dùng cấp nguồn và điều khiển

EPROM 2764 có sơ đồ chân nh sau:

1

16

15

111

21

9 1

VCC

GND

23

26

PGM(27)

- OE: chân cho phép xuất dữ liệu ra ngoài Khi ở trạngthái đọc hoặc kiểm chơng trình (ở cả hai trạng thái nàyEPROM đều xuất dữ liệu) thì chân OE phải ở mức logic thấp

ở các trạng thái còn lại của EPROM thì mức logic của chân nàykhông quan trọng (mức logic thấp hay cao đều không ảnh h-ởng đến quá trình làm việc của EPROM)

- PGM: chân điều khiển việc nạp trình của EPROM KhiEPROM đang đọc dữ liệu thì PGM ở mức logic cao (VCC) Khi

đang nạp chơng trình thì PGM đợc hạ xuống mức thấp trongkhoảng thời gian 50 ms Mỗi lần có xung này thì dữ liệu đợc

đa vào ô nhớ có địa chỉ tơng ứng với địa chỉ đang đặtvào EPROM.

- VPP: ở trạng thái đọc (Read) hoặc chờ (Standby) thìVPP = VCC, khi ở trạng thái nạp chơng trình (Program), kiểmchơng trình (Program Verify) hoặc cấm nạp chơng trình(Program Inhibit) thì VPP = VPP, giá trị VPP này tùy thuộc từngloại EPROM và đợc nhà sản xuất cung cấp

- A0 ~ A12: các đờng địa chỉ của EPROM Lúc nạp trìnhcũng nh truy xuất dữ liệu đều cần địa chỉ cho EPROM.Chính nhờ các đờng địa chỉ này mà dữ liệu bên trongEPROM đợc tổ chức một cách có trật tự, giúp cho việc truyxuất dữ liệu này đợc thực hiện một cách dễ dàng

- D0 ~ D7: các đờng dữ liệu của EPROM, nhận dữ liệu

đ-a vào EPROM khi nạp chơng trình và đđ-a dữ liệu rđ-a khi EPROM

có chân NC của EPROM 2764 đợc thay bằng chân A13 (đờng

địa chỉ cuối cùng) của EPROM 27128

EPROM 27128 có sơ đồ chân nh sau:

16

15

111

21

9 1

VCC

GND

23

26

Hình 1.13 SƠ Đồ CHÂN EPROM 27128

Bảng trạng thái, chức năng các chân, cách truy xuất dữliệu cũng nh nạp trình của EPROM 27128 đều giống vớiEPROM 2764

4.4.4 Bảng tóm tắt một số thông số của IC EPROM thông dụng.

Tên IC

Dung luợng (KBit)

Tổ chức

Thời gian truy suất

Số chân

Điện áp Vpp

5 GIớI THIệU CáC LINH KIệN GIAO TIếP

Do đề tài này là mạch quảng cáo nên các ứng dụng củanhững linh kiện điện tử giao tiếp công suất lớn trên đợc giớithiệu ở đây chỉ xoay quanh vấn đề giao tiếp với bóng đèn12V DC

Để đáp ứng cho các yêu cầu về hiển thị lớn nh các bảngquảng cáo đặt ở quảng trờng thì cần phải dùng đến các thiết

bị điện tử công suất lớn Có nhiều loại linh kiện có thể dùng

đ-ợc nh : Các linh kiện đóng cắt không tiếp điểm và linh kiện

đóng cắt có tiếp điểm

1 IC Đệm

Là sự tích hợp của các TZT theo công nghệ CMOSS hayTTL Chúng đợc đóng gói theo những cấu trúc khác nhau, tuỳtừng loại mà chúng tích hợp sẵn hai hay nhiều bộ đệm bêntrong.

Các IC đệm họ IC số phổ biến nh: 4050, IC đệm 3 trạngthái nh 75125, 74126, 74244

- Một số thông số kỹ thuật của IC UNL 2803

temperature range ( 0 C )

SCR thờng đợc dùng trong mạch khống chế điều khiển,chịu đợc công suất lớn, dòng điện lớn cũng nh làm việc đợc ởnhiệt độ cao

Hình 1.16

Đặc tuyến Volt-Ampe của SCR

VAK0: điện áp cắt thuận

IH: dòng điện duy trì

IAK: dòng điện qua SCR

VAK: điện áp đặt trên hai cực SCR

Thông qua cực G để điều khiển tác dụng chỉnh lu của

Ig

SCR Chế độ làm việc của SCR có thể phân ra 3 trờng hợpsau:

* Phân cực ngợc:

Anode âm so với Cathode, SCR ngắt điện theo chiều

ng-ợc và chỉ có dòng điện rò rất nhỏ chạy qua vì có hai mặttiếp giáp đều bị phân cực ngợc

* Phân cực thuận:

Anode dơng so với Cathode nhng không có tín hiệu điềukhiển ở cực G, SCR ngắt điện theo chiều thuận và có tácdụng nh một điện trở lớn, và chỉ có dòng điện rò rất nhỏ chạyqua vì có một mặt tiếp giáp bị phân cực ngợc

Tuy nhiên, khi điện áp đặt trên SCR đạt đến giá trị điện

áp cắt thuận (VAK0) thì SCR sẽ tự động dẫn điện mặc dùkhông có dòng điện kích Ig

* Phân cực thuận đồng thời có tín hiệu điều khiển ở cực G:

Nếu có một xung phân cực thuận tác động vào giữa cực

G và Cathode trong khi Anode dơng so với Cathode thì SCRdẫn điện Thời gian chuyển từ ngắt sang dẫn nhanh (cỡ microgiây) Dòng điện chạy qua SCR chỉ bị hạn chế bởi điện trởmạch ngoài do điện trở trong của SCR rất nhỏ (sụt áp trên A - Kchỉ khoảng 1V) Xung dòng điện tác dụng vào cực G (Ig) cànglớn thì điện áp phân cực dơng cho A-K cần thiết để mởthông SCR càng nhỏ, tức SCR càng dễ mở thông

Điều quan trọng là khi tín hiệu kích trên cực G đã mấtthì SCR vẫn còn dẫn điện bằng dòng duy trì SCR chỉ bịngắt hoàn toàn khi dòng qua SCR (IAK) thấp hơn giá trị dòngduy trì (thờng có giá trị khoảng vài % giá trị của dòng thuận

cực đại).

Trong những mạch cung cấp bằng điện xoay chiều (AC)thì SCR sẽ tự ngắt ở thời điểm điện áp = 0V, kéo dài suốtbán kỳ âm và chỉ có khả năng dẫn lại ở bán kỳ dơng nếu cótín hiệu điều khiển đồng bộ đa vào cực G Nh vậy nó có tácdụng nh một Diode chỉnh lu

b TRIAC (Triod AC semiconductor Switch)

* Cấu tạo: Gồm các lớp bán dẫn P-N ghép nối tiếp với nhau

và đợc lấy ra 3 điện cực T1, T2 và G

Hình1.17

* Nguyên lý làm việc

- Triac đợc coi nh hai SCR mắc song song ngợc chiều

+ Nếu T2 có điện thế dơng, T1 có điện thế âm và cực

G đợc kích xung dơng thì Triac dẫn điện từ +E -> RT -> T2 ->

+

2

T

G G

P N

P N

N N

− +

t

R

Hình 1.18

* Đặc tuyến V- A:

3 Linh kiện đóng cắt có tiếp điểm ( Rơle).

Rơ-le bán dẫn là loại linh kiện bán dẫn hoạt động đợc vớitín hiệu điện xoay chiều Loại linh kiện này thờng đợc chế tạovới công suất lớn (dòng tải có thể chịu đợc lên đến hàng chụcAmpe hoặc có thể lớn hơn)

Linh kiện này đợc kết nối nh sau để làm mạch điềukhiển:

Hình dáng và thông số của một số loại rơle thông dụng

Hình 1.19

Thông số của cuộn dây

Tên gọi Điện

ápcấp

Dòng

điệnqua cuộn

Điện trởcuộndây (Ω)

Côngsuất( mW)

Điện ápcấp lớnnhất

~

điều khiển

đèn12VSolid

Stat

e RelayE

Dßng

®iÖnmax

Chơng II : THIếT Kế MạCH

I: THIếT Kế MạCH NGUồN

Một mạch nguồn đầy đủ bao gồm từ đầu vào là điện ápxoay chiều và đầu ra là các mức điện áp ổn định cấp chotải Hiện nay phổ biến trong các mạch nguồn của các thiết bị

điện tử có hai dạng mạch nguồn đó là nguồn dùng biến áp hạ

áp và nguồn ngắt mở Trong mạch nguồn dùng biến áp hạ ápthì đầu ra là điện áp AC chính vì thế ta phải qua các mạchchỉnh lu, nắn,lọc và các mạch ổn áp thì mới có đợc điện ápmột chiều ổn định, còn đối với mạch nguồn ngắt mở thì bảnthân nguồn này từ đầu vào tới đầu ra là một vòng khép kín

do đó hoạt động của dạng mạch này tốt hơn và giải điện áplàm việc rộng hơn

Vì mạch điện đèn quảng cáo thờng sử dụng nguồn 1chiều nên có những yêu cầu sau:

- Bộ biến đổi nguồn dùng biến áp biến đổi điên áp xoaychiều từ điện áp cao xuống điện áp xoay chiều phù hợp với yêucầu của mạch

- điện áp nguồn 1 chiều sau khi lọc phải tơng đối bằngphẳng

– Dòng của bộ đổi nguồn cũng nắn lọc phải có dòngthoả mãn tải để không ảnh hởng đến hoạt động của mạch

TRAN-2P2S

U1 220VAC U2 12VAC

và thứ cấp bằng nhau , ở mỗi dây quấn xuất hiện suất điện

động cảm ứng do đó sinh ra dòng điện I trên quận thứ cấp

R

U1 U2

hình 2.2

Diode :làm nhiệm vụ chỉnh lu

Rt : điện trở tải

b.nguyên lý

Điện áp thứ cấp bién áp U2 = U2m sin wt ,tảI thuần trở

- ở 1/2 chu kỳ đầu U2 co chiều âm trên dơng dới diode D phâncực thuận Do vậy D dẫn có dòng It chạy qua tải và có chiều :