Mạch Chuyển Đổi ADC Dùng IC 0804 hiển thị 8 led.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊNKHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC IIĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ADC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: LÝ VĂN ĐẠTSINH VIÊN THỰC HIỆN NGUYỄN VĂN HƯỞNG NGUYỄN TÁ HIỀN LỚP : 112152.ANHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, Ngày.....Tháng....Năm 2016 Giảng viên hướng dẫn MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU6CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI71.1: Giới thiệu chung71.2: Ý tưởng thực hiện.71.3: Ứng dụng của mạch7CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT82.1: Giới thiệu linh kiện sử dụng trong mạch82.1.1: Điện trở82.1.3: Máy biến áp132.1.4: IC 7805152.1.5 IC NE555162.1.6 IC ADC0804172.1.6.1 Bộ chuyển đổi tương tự số ADC172.1.6.2 Các dạng mạch ADC212.6.1.3 ADC 080426CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH293.1: Sơ đồ khối toàn mạch.293.2: Khối nguồn293.3 : Khối tín hiệu323.4: khối giả mã323.5: khối hiển thị333.6: Sơ đồ nguyên lý hoạt động343.7: Nguyên lý hoạt động353.8: Sơ đồ bố trí linh kiện363.9: Sơ đồ mạch in373.10: Mạch hoàn thiện38KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI39TÀI LIỆU THAM KHẢO40 BẢNG NHẬN XÉTQUÁ TRÌNH THỰC HIỆN BÀI TẬP, TIỂU LUẬNI.NHỮNG THÔNG TIN CHUNG 1. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hưởng Nguyễn Tá Hiền 2. Lớp: ĐTCNK13.2A 3.Tên đề tài Nghiên cứu, chế tạo mạch chuyển đổi ADC dùng IC0804 hiển thị 8 led. 4.Thời gian thực hiện : từ ngày 2016 đến ngày 2016II. NHẬN XÉT QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.1. Tinh thần thần thái độ làm việc của học viên:.............................................................................................................................................................................2.Chấp hành nội dung của bài tập được duyệt:..................................................................................................................................................................................3.Số lượng và chất lượng số liệu thu thập được:...............................................................................................................................................................................4. Tình hình xử lý,phan tích sồ liệu ,giải quyết vấn đề của học viên: ..............................................................................................................................................5. Giải pháp và đề xuất của học viên: ..............................................................................................................................................................................................6. Đánh giá chung Điểm chấm (thang điểm 10) Hưng Yên, ngày … tháng … năm 2016 Người hướng dẫn (ký ,ghi rõ họ tên) ĐỒ ÁN MÔN(Mạch và thiết bị điện,điện tử)Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hưởng Nguyễn Tá HiềnLớp: ĐTCNK13.2A1.Tên đề tài: Mạch Chuyển Đổi ADC Dùng IC 0804 hiển thị 8 led.2. Số liệu cho trước:Nguồn cấp 5v DCHiển thị 8 led 3. Nội dung cần hoàn thành:Thiết kế, chế tạo mô hình .Sản phẩm đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật.Quyển thuyết minh đề tài, các bản vẽ, sơ đồ, … mô tả đầy đủ nội dung đề tài. Giáo viên hướng dẫn Ngày giao đề tài: 2016. Ngày hoàn thành: 2016. Chủ tịch hội đồng LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật,kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật,quản lý, tự động hóa...do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Xuất phát từ những đợt đi thực hành ,thăm quan các xí nghiệp sản xuất và các nhà máy,và trong cuộc sống.Chúng em đã thấy được nhiều khâu tự động hóa trong quá trình sản xuất,sinh hoạt.Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là chuyển đổi dạng tín hiệu tương tự sang dạng số. Chúng em là những sinh viên năm thứ 2 của trường ĐH SPKT Hưng Yên.Từ những điều đã được thấy đó và những kiến thức đã được thầy cô dạy bảo,tìm tòi học hỏi trong thực tế...chúng em muốn làm một điều gì đó để góp phần đơn giản hóa công nghệ,đồng thời đảm bảo độ chính xác cao.Nên chúng em quyết định thiết kế một mạch ADC vì nó rất gần gũi với thực tế đồng thời cũng là một lần chúng em thực tập,vận dụng kiến thức đã được học để thiết kế và chế tạo ra một sản phẩm có thể được đem ứng dụng rộng rãi,đóng góp một phần nhỏ cho xã hội. Dưới sự hướng dẫn của thầy Lý Văn Đạt nhóm sinh viên chúng em thực hiện đề tài: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch ADC. Trong quá trình hoàn thành đề tài này chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô trong khoa Điện – Điện tử và đặc biệt là thầy Lý Văn Đạt đã giúp đỡ chúng em. Do thời gian hoàn thành và kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót và chưa hợp lý, chúng em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè để đề tài này được hoàn thiện hơn. Chúng em xin trân thành cám ơn. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI1.1: Giới thiệu chung Từ những thực tế tại các nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền tự động hóa đó là số lượng xe vào, ra trong gara được đếm một cách tự động. Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong mà vẫn còn sử dụng nhân công. Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao. Đối với các nơi có nhiều dịch vụ tiện ích cho con người như các xe bus , cửa hàng... . Vậy nên chúng em quyết định thiết kế: Nghiên cứu, chế tạo mạch chuyển đổi ADC dùng IC08041.2: Ý tưởng thực hiện. Trong thời đại hiện nay,dưới sự bùng nổ và phát triển của công nghệ. Đặc biệt là ngành công nghệ điện tử kỹ thuật số thì những mạch ứng dụng vào thực tế càng nhiều. Các thiết bị điện tử số dù đơn giản hay là hiện đại đến đâu đi nữa thì đều hướng tới sự tiện lợi cho người sử dụng. Trước những yêu cầu đòi hỏi cấp thiết của cuộc sống. Nhóm đồ án chúng em đã bắt tay vào tìm hiểu và thiết kế “mạch chuyển đổi ADC dùng IC0804” . Dưới sự hướng dẫn của thầy LÝ VĂN ĐẠT và các thầy cô giáo trong khoa đã giúp đỡ chúng em thực hiện ý tưởng 1.3: Ứng dụng của mạch Điều khiển động cơ, đồ điện tử, máy móc thiết bị trong công nghiệp và ứng dụng rộng dãi trong đời sống xã hội. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1: Giới thiệu linh kiện sử dụng trong mạch2.1.1: Điện trở Khái niệm, ký hiệu điện trở:Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động, có khả năng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp.Ký hiệu điện trở: R (Resistor)+ Điện trở được xá định bằng biểu thức: + Đơn vị tính: ohm (Ω). ( 1Ω = 103 KΩ = 106 MΩ)+ Điện trở được chia làm 2 loại đó là điện trở cố định và điện trở biến đổi A, General resistorB, Variable resistorC, Preset resistor Hình 2.1: Ký hiệu điện trởA, điện trở thông dụng B, biến trở (chiết áp) C, biến trở (hiệu chỉnh) Các thông số cơ bản của điện trở.Giá trị của điện trở phụ thuộc vào vật liệu, kích thước, và độ dài của điện trở.Bên cạnh giá trị của điện trở và sự sai lệch cho phép với các giá trị tiêu chuẩn, là đặc tính cần thiết bao gồm khả năng chịu tải và hệ số nhiệt độ. Giá trị giới hạnCác giá trị giới hạn đưa ra bởi các nhà sản xuất là các giá trị, nếu vượt quá có thể làm thay đổi tham số của linh kiện hoặc thậm chí phá hỏng linh kiện. Các giá trị giới hạn này không được vượt quá. Các giá trị giới hạn này gồm có:+ công suất cực đại cho phép Pmax+ điện áp làm việc cực đại cho phép Umax+ nhiệt độ cực đại cho phép. Phân loại điện trởPhân loại theo cấu tạo có 3 loại:+ Than ép: loại này có công suất < 3W và hoạt động ở tần số thấp+ Màng than: loại này có công suất >3W và họt động ở tần số cao+ dây quấn: loại này có công suất >5W và hoạt động ở tần số thấp. Phân loại theo công suất+ Công suất nhỏ: kích thước nhỏ+ Công suất trung bình: kích thước lớn hơn+ Công suất lớn: kích thước lớn Xác định chất lượng của điện trởĐể xác định chất lượng của điện trở, chúng ta có những phương pháp sau: + Quan sát bằng mắt: kiểm tra xem màu sắc trên than điện trở có chỗ nào bị đổi màu hay không. Nếu có thì giá trị của điện trở có thể bị thay đổi khi làm việc+ Dùng đồng hồ vạn năng kết hợp với chỉ số ghi trên thân của điện trở để xác định chất lượng của điện trở.Những hư hỏng thường gặp ở điện trở:+ Đứt: Đo không lên+ Cháy: Do làm việc quá công suất chịu đựng+ Tăng trị số: Thường xảy ra ở các điện trở bột than, do lâu ngày hoạt tính của lớp bột than bị biến chất làm tăng trị số của điện trở.+ Giảm trị số: Thường xảy ra ở các điện trở dây quấn là do bị chạm 1 số vòng dây. Biến trở ( Variable resistor)Công dụng: dùng để biến đổi ( thay đổi giá trị điện trở, qua đó làm thay đổi điện áp hoặc dòng điện ra trên biến trở Biến trở vi chỉnhBiến trở vi chỉnh Hình 2.2: Ký hiệu biến trở+ Biến trở thường: đòi hỏi sự điều chỉnh với độ chính xác không cao + Biến trở vi chỉnh: để điều chỉnh độ chính xác của mạch điện.Biến trở có 2 loại cơ bản là loại than và loại dây quấn. + Biến trở dạng dây quấn với công suất cao, thường chỉ được sử dụng trong trường hợp đòi hỏi khả năng chịu tải lớn. Các biến trở loại màng mỏng thì ngược lại được sử dụng với số lượng lớn. Chúng là các “chiết áp” (potention metter) được điều chỉnh bằng tay, không dùng dụng cụ.+ Đối với biến trở loại than: thực tế có 2 loại A và B.Loại A: chỉnh thay đổichậm đều được sử dụng để thay đổi âm lượng lớn, nhỏ trong amply, cassette, radio, tv…..hoặc chỉnh độ tương phản (contrass), chỉnh độ sáng (brightness) ở tivi….. biến trở loại A còn có tên gọi là biến trở tuyến tính.Loại B: chỉnh thay đổi đột biến nhanh, sử dụng chỉnh âm sắc trầm, bổng ở amply, biến trở loại B còn có tên gọi là biến trở phi tuyến hay trở loga.Cách đo biến trở để xá định giá trị hoặc cá định loại A,B:Vặn đồng hồ vạn năng về thang đo ohm (Ω) Đo cặp chân 1,3 rồi chiếu với giá trị trên than biến trởĐo tiếp cặp chân 1,2 rồi dùng tay vặn thử biến trở xem giá trị hiển thị trên đồng hồ có thay đổi hay không.Nếu thay đổi chậm: ta xác định VR là loại ANếu thay đổi nhanh: ta xác định VR là loại BChú ý:Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi lại chuyển về vị trí ∞ là biến trở bị đứtNếu kim đồng hồ thay đổi, rồi chuyển về vị trí ∞, sau đó lại trở lại vị trí gần đó là biến trở bị bẩn, rỗ mặt than.Ứng dụng của điện trở:Điện trở có mặt ở khắp mọi nơi trong các mạch điện, điên tử và như vậy điện trở là 1 linh kiện quan trọng không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử. Trong mạch điện, điện trở còn có tác dụng như trở hạn dòng, phân áp……..Ngoài ra điện trở còn rất nhiều ứng dụng khác trong mạch điện hàng ngày.2.1.2: Tụ điện Khái niệm, ký hiệu của tụ điệnKhái niệm: tụ điện là linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm phần tử tích trữ và giải phóng năng lượng trong mạch điện. Ký hiệu của tụ điện: CĐược xác định bằng biểu thức: C (Xc )Đơn vị tính: Fara (F) + Ký hiệu của tụ trong mạch điện: Tụ không phân cựcTụ hóa có phân cựcTụ hóa có phân cựcTụ hóa không phân cựcTụ biến dung hay tụ biến đổi Hình 2.3: Ký hiệu một số loại tụ điệnĐối với tụ không phân cực, khi mắc vào mạch điện không cần phải lưu ý đến cực. Nhưng đối với tụ phân cực thì ta phải chú ý cực dương (+) phải nối vào điểm có điện áp cao hơn, cực âm () nối với điểm có điện áp thấp hơn. Cấu tạo và phân loại tụ điện cấu tạo: Bản cực + Hình 2.4: Cấu tạo tụ không phân cựcVề cấu tạo, tụ không phân cực gồm các lá kim loại xen kẽ với các lá làm bằng chất cách điện gọi là chất điện môi. Tên của tụ được đặt theo tên chất điện môi như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica, tụ dầu…Giá trị của tụ thường có điện dung từ 1,8pF tới 1µF. khi giá trị điện dung lớn hơn thì kích thước của tụ khá lớn nên khi đó chế tạo loại phân cực tính sẽ giảm kích thước 1 cách đáng kể.Tụ điện phân: màng oxide nhôm + Hình 2.5: Cấu tạo tụ điện phân cựcTụ điện phân có cấu tạo gồm 2 điện cực tách rời nhau nhờ 1 màng mỏng chất điện phân, khi có một điện áp tác động lên 2 điện cực sẽ suất hiện 1 màng oxit kim loại không dẫn điện đóng vai trò như chất điện môi. Lớp điện môi càng mỏng, kích thước của tụ càng nhỏ mà điện dung càng lớn. Đây là loại tụ có cực tính được xác định và đánh dấu trên thân tụ, nếu nối gược cực tính, lớp điện môi có thể phá hủy và làm hỏng tụ ( nổ tụ). Loại này dễ bị dò điện do lượng điện phân còn dư. Phân loại tụ điện Phân loại theo tính chất: ( tính chất phân cực) : gồm có:+ Tụ không phân cực: gồm các lá kim loại xen kẽ với lớp cách điện mỏng, giá trị của nó thường từ 1,8pF ÷ 1µF.+ Tụ phân cực : có cấu tạo gồm 2 điện cực cách li nhau nhờ 1 lớp chất điện phân mỏng làm điện môi. Lớp điện môi càng mỏng thì trị số điện dung càng cao. Loại tụ này có sự phân cực và ký hiệu các cực được ghi trên thân của tụ.Phân loại theo cấu tạo:+ Tụ gốm : Điện môi làm bằng gốm, thường có kích thước nhỏ, dạng ống hoặc dạng đĩa có tráng lk lên bề mặt, trị số từ 1pF ÷ 1µF và có điện áp làm việc tương đối cao.+ Tụ mica: Điện môi làm bằng mica có trngs bạc, trị số từ 2,2pF đến 10nF. Thường làm việc ở tần số cao. Tụ này có chất lượng cao, sai số nhỏ, đắt tiền.+ Tụ polycacbonat: có dạng tấm chữ nhật, kích thước nhỏ gọn phù hợp với các Board mạch in, điện dung lớn( tới 1µF)+ Tụ giấy polysie: chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polysie có dạng hình trụ, có trị số từ 1nF÷ 1µF+ Tụ hóa ( tụ điện phân): có cấu tạo là các lá nhôm cùng bột dung dịch điện phân cuộn lại đặt trong vỏ nhôm, loại này có điện áp làm việc thấp, kích thước và sai số lớp. Trị số điện dung khoảng 0,1µF÷470µF.+ Tụ tantan: loại này được chế tạo ở 2 dạng hình trụ có đầu ra dọc theo trục và dạng hình viên tantan. Tụ này có kích thước nhỏ. Nhưng trị số điện dung khá lớn khoảng 0,1µF÷ 100µF.+ Tụ biến đổi: chính là tụ xoay trong radio hay tụ tinh chỉnh. Xác định chất lượng của tụ điện.Dùng thang đo Ohm ( của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim.+ Khi đo tụ >100µF chọn thang đo X1+ Khi đo tụ từ 10µF đến 100µF chọn thang đo X10+ Khi đo tụ từ 0,1µF đến 10µF chọn thang đo X 1k+ Khi đo tụ từ 0,001µF đến 0,1µF chọn thang đo X10+ Khi đo tụ từ 100pF đến 0.001µF chọn thang đo X 1M+ Khi đo tụ < 100pF chọn thang đo X10M.Đo 2 lần, có đảo chiều que đo + Nếu kim vọt lên rồi trả về hết thì khả năng nạp, xả của tụ còn tốt.+ Nếu kim vọt lên 0Ω: tụ bị nối tắt( bị đánh thủng, chạm, chập…).+ Nếu kim vọt lên nhưng trả về không hết: tụ bị rò rỉ+ Nếu kim vọt lên rồi trả về lờ đờ: tụ bị khô+ Nếu kim không lên: tụ bị đứt. Ứng dụng của tụ điệnĐối với tụ phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để san phằng điện áp 1 chiều, lọc tín hiệu xoay chiều.Tụ không phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để lọt các tín hiệu tần số cao.Tụ còn được ứng dụng trong các mạch dao động 2.1.3: Máy biến áp Khái niệm: Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi 1 hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành 1 hệ thống dòng điện ở điện áp khác với tần số không thay đổi.Do vậy máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không biến đổi năng lượng.Nếu 1 cuộn dây được đặt vào 1 nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây sơ cấp), thì sẽ có 1 từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và số vòng dây quấn sơ cấp.Từ thông này sẽ mắc vào các cuộn dây quấn khác: (cuộn dây thứ cấp) và cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp có 1 sức điện động mới, có giá trị phụ thuộc vào số vòng dây quấn thứ cấp.Với tỷ số tương ứng giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp, chúng ta sẽ có tỉ lệ tương ứng giứa điện áp sơ cấp và thứ cấp.Cấu tạo máy biến ápMáy biến áp có những bộ phận chính sau: + Lõi thép (mạch từ), dây quấn và vỏ máy.Lõi máy biến áp dùng làm mạch từ, để dẫn từ thông, đồng thời làm khung để đặt dây quấn. Thông thường để giảm tổn haodo dòng điện xoáy sinh ra, lõi thép cấu tạo gồm các lá thép kỹ thuật điện (tole silic) dày 0.35mm ghép lại đối với máy biến áp hoạt động ở tần số đến vài trăm HZ. Hình 2.7: Cấu tạo máy biến ápPhân loại máy biến áp:Máy biến áp có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào:+ Cấu tạo: như máy biến áp 1 pha, 3 pha, tự ngẫu…+ Chức năng: biến đổi điện áp, cách ly, ghép…+ Cách thức cách điện+ Công suất hay hiệu điện thế+ Tần số: âm tần, trung tần hay cao tầnỨng dụng của máy biến áp:+ Truyền tải điện năng: dùng các máy biến áp (biến thế) tăng áp và giảm áp để truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ.+ nấu chảy kim loại: như mỏ hàn là dụng cụ tiêu biểu cho ứng dụng này, phục vụ hữu ích cho ngành điện.2.1.4: IC 7805Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản.Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp. Hình 2.8: ic 7805 Sơ đồ phía dưới IC 7805 có 3 chân (IC 7812 tương tự)Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên) Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên) Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên) Một số thông số kỹ thuật Dòng cực đại có thể duy trì 1A. Dòng đỉnh2.2A. Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W. Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W+ )Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7805 sẽ bị cháy.+) Thực tế ta nên chỉ dùng công suất tiêu tán =12 giá trị trên. Các giá trị cũng không nên dùng gần giá trị max của các thông số trên. Tốt nhất nên dùng ≤ 23 max. Hơn nữa các thống số trên áp dụng cho điều kiện chuẩn nhiệt độ 25 độ C. +) Ta nên hạn chế áp lối vào 7805 để giảm công suất tiêu tán trên tản nhiệt.IC 7805 còn phụ thuộc vào áp rơi trên nó.Một số điểm lưu ý khác:+) Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó trong khoảng 4.85.2 V. Nên nếu đo được áp là 4.85V thì ta không vội kết luận là IC bị hỏng.+) Độ trôi nhiệt của 7805 xấp xỉ: 1mv1 độ C. Nó có hệ số trôi nhiệt âm, nên nhiệt độ tăng, điện áp ra sẽ giảm.VD:Nếu ở 25 độ C, điện áp lối ra là 4.98V, thì rất có thể tại 65 độ, ta đo được thế lỗi ra cỡ: 4.94 độ C.+) IC 7805 có bảo vệ chập tải.2.1.5 IC NE555 Sơ đồ chân Hình 2.11: Sơ đồ chân IC NE555Ic NE555 gồm có 8 chân.Chân số 1(GND): cho nối mát để cấp dòng cho ICChân số 2 (trigger): ngõ vào của một tần số áp .mức áp chuẩn là 23vccChân số 3(outpt): ngõ ra trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức áp cao (gần bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân số 1 ).Chân số 4(reset):dùng làm định mức trạng thái ra .khi chân số 4 nối mát thì ngõ ra ở mức thấp .khi chân 4 ở mức cao thì trạng thái ngõ ra theo điện áp chân số 2 và 6 .Chân số 5: dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng điện trở ngoài cho nối mass.Tuy nhiên hầu hết các mạch điện chân số 5 nối qua 1 tụ không phân cực 0.01uf0,1uf, các tụ có tác dụng lọc bỏChân số 6: là ngõ và cưa 1 tầng so áp khác .mức áp chuẩn là Vcc3.Chân số 7: có thể xem như là một khóa điện và chịu điều khiển bởi tầng logic .khi chân số 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại ,ngược lại thì nó mở ra .chân số 7 tự nạp xả điện cho mach R –C như 1 tầng dao độngChân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp nguồn nuôi IC .nguồn nuôi cho IC555 trong khoảng từ +5v+15v.2.1.6 IC ADC08042.1.6.1 Bộ chuyển đổi tương tự số ADCa, Sơ đồ khối Bộ chuyển đổi tương tự sang số – ADC (Analog to Digital Converter) lấy mức điện thế vào tương tự sau đó một thời gian sẽ sinh ra mã đầu ra dạng số biểu diễn đầu vào tương tự. Tiến trình biến đổi AD thường phức tạp và mất nhiều thời gian hơn tiến trình chuyển đổi DA. Do đó có nhiều phương pháp khác nhau để chuyển đổi từ tương tự sang số.Hình vẽ 5.16 là sơ đồ khối của một lớp ADC đơn giản. Hình 2.12: Sơ đồ tổng quát của một lớp ADCHoạt động cơ bản của lớp ADC thuộc loại này như sau: Xung lệnh START khởi đôïng sự hoạt động của hêï thống. Xung Clock quyết định bộ điều khiển liên tục chỉnh sửa số nhị phân lưu trong thanh ghi. Số nhị phân trong thanh ghi được DAC chuyển đổi thành mức điện thế tương tự VAX. Bộ so sánh so sánh VAX với đầu vào trương tự VA. Nếu VAX < VA đầu ra của bộ so sánh lên mức cao. Nếu VAX > VA ít nhất bằng một khoảng VT (điện thế ngưỡng), đầu dra của bộ so sánh sẽ xuống mức thấp và ngừng tiến trình biến đổi số nhị phân ở thanh ghi. Tại thời điểm này VAX xấp xỉ VA. giá dtrị nhị phân ở thanh ghi là đại lượng số tương đương VAX và cũng là đại lượng số tương đương VAX , trong giới hạn độ phân giải và độ chính xác của hệ thống. Logic điều khiển kích hoạt tín hiệu ECO khi chu kỳ chuyển đổi kết thúc.Tiến trình này có thể có nhiều thay dổi đối với một số loại ADC khác, chủ yếu là sự khác nhau ở cách thức bộ điều khiển sửa đổi số nhị phân trong thanh ghi.b, Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của ADC Độ phân giảiĐộ phân gải của một ADC biểu thị bằng số bit của tín hiệu số đầu ra. Số lượng bit nhiều sai số lượng tử càng nhỏ, độ chính xác càng cao. Dải động, điện trở đầu vào.Mức logic của tín hiệu số đầu ra và khả năng chịu tải (nối vào đầu vào). Độ chính xác tương đốiNếu lý tưởng hóa thì tất cả các điểm chuyển đổiphải nằm trên một đường thẳng. Độ chính xác tương đối là sai dsố của các điểm chuyển đổi thực tế so với đặc tuyến chuyển đổi lý tưởng. Ngoài ra còn yêu cầu ADC không bị mất bit trong toàn bộ phạm vi công tác.Tốc độ chuyển đổiTốc độ chuyển đổi được xác định thời gian bởi thời gian cần thiết hoàn thành một lần chuyển đổi AD. Thời gian này tính từ khi xuất hiện tín hiệu điều khiển chuyển đổi đến khi tín hiệu số đầu ra đã ổn định. Hệ số nhiệt độHệ số nhiệt độ là biến thiên tương đối tín hiệu số đầu ra khi nhiệt độ biến đổi 10C trong phạm vi nhiệt độ công tác cho ph ép với điều kiện mức tương tự đầu vào không đổi. Tỉ số phụ thuộc công suấtGiả sử điện áp tương tự đầu vào không đổi, nếu nguồn cung cấp cho ADC biến thiên mà ảnh hưởng đến tín hiệu số đầu ra càng lớn thì tỉ số phụ thuộc nguồn càng lớn. Công suất tiêu hao.c, Các bước chuyển đổi ADQuá trình chuyển đổi AD nhìn chung được thực hiện qua 4 bước cơ bản, đó là: lấy mẫu; nhớ mẫu; lượng tử hóa và mã hóa. Các bước đó luôn luôn kết hợp với nhau trong một quá trình thống nhất.+, Định lý lấy mẫuĐối với tín hiệu tương tự VI thì tín hiệu lấy mẫu VS sau quá trình lấy mẫu có thể khôi phục trở lại VI một cách trung thực nếu điều kiện sau đây thỏa mản:fS ³ 2fImax (10) Trong đó fS : tần số lấy mẫu fImax : là giới hạn trên của giải tần số tương tựHình 5.17 biểu diển cách lấy mẫu tín hiệu tương tự đầu vào. Nếu biểu thức (10) được thỏa mản thì ta có thể dùng bộ tụ lọc thông thấp để khôi phục VI từ VS.Vì mỗi lần chuyển đổi điện áp lấy mẫu thành tín hiệu số tương ứng đều cần có một thời gian nhất định nên phải nhớ mẫu trong một khoảng thời gian cần thiết sau mỗi lần lấy mẫu. Điện áp tương tự đầu vào được thực hiện chuyển đổi AD trên thực tế là giá trị VI đại diện, giá trị này là kết quả của mỗi lần lấy mẫu. +, Lượng tử hóa và mã hóaTín hiệu số không những rời rạc trong thời gian mà còn không liên tục trong biến đổi giá trị. Một giá trị bất kỳ của tín hiệu số đều phải biểu thị bằng bội số nguyên lần giá trị đơn vị nào đó, giá trị này là nhỏ nhất được chọn. Nghĩa là nếu dùng tín hiệu số biểu thị điện áp lấy mẫu thì phải bắt điện áp lấy mẫu hóa thành bội số nguyên lần giá trị đơn vị. Quá trình này gọi là lượng tử hóa. Đơn vị được chọn theo qui định này gọi là đơn vị lượng tử, kí hiệu D. Như vậy giá trị bit 1 của LSB tín hiệu số bằng D. Việc dùng mã nhị phân biểu thị giá trị tín hiệu số là mã hóa. Mã nhị phân có được sau quá trình trên chính là tín hiệu đầu ra của chuyên đổi AD.+, Mạch lấy mẫu và nhớ mẫuKhi nối trực tiếp điện thế tương tự với đầu vào của ADC, tiến trình biến đổi có thể bị tác động ngược nếu điện thế tương tự thay đổi trong tiến trình biến đổi. Ta có thể cải thiện tính ổn định của tiến trình chuyển đổi bằng cách sử dụng mạch lấy mẫu và nhớ mẫu để ghi nhớ điện thế tương tự không đổi trong khi chu kỳ chuyển đổi diễn ra. Hình 2.13 là một sơ đồ của mạch lấy mẫu và nhớ mẫu.Khi đầu vào điều khiển = 1 lúc này chuyển mạch đóng mạch ở chế độ lấy mẫuKhi đầu vào điều khiển = 0 lúc này chuyển mạch hở mạch chế độ giữ mẫuChuyển mạch được đóng một thời gian đủ dài để tụ Ch nạp đến giá trị dòng điện của tín hiệu tương tự. Ví dụ nếu chuyển mạch được đóng tại thời điểm t0 thì đầu ra A1 sẽ nạp nhanh tụ Ch lên đến điện thế tương tự V0. khi chuyển mạch mở thì tụ Ch sẽ duy trì điện thế này để đầu ra của A2 cung cấp mức điện thế này cho ADC. Bộ khuếch đại đệm A2 đặt trở kháng cao tại đầu vào nhằm không xả điện thế tụ một cách đáng kể trong thời gian chuyển đổi của ADC do đó ADC chủ yếu sẽ nhận đựơc điện thế DC vào, tức là V0.Trong thực tế người ta sử dụng vi mạch LF198 (hình 5.19) là mạch SH tích hợp có thời gian thu nhận dữ liệu tiêu biểu là 4ms ứng với Ch = 1000pF, và 20ms ứng với Ch = 0.01mF. Tín hiệu máy tính sau đó sẽ mở chuyển mạch để cho phép Ch duy trì giá trị của nó và cung cấp mức điện thế tương tự tương đối ổn định tại đầu ra A2. Hình 2.14 Sơ đồ chân của LF1982.1.6.2 Các dạng mạch ADCa, Dạng sóng bậc thang+, Sơ đồ khốiPhiên bản đơn giản nhất của lớp ADC ở hình 5.16 sử dụng bộ đếm nhị phân làm thanh ghi và cho phép xung nhịp đẩy bộ đếm tăng mỗi một bước, cho đến khi VAX > VA. Đây gọi là ADC sóng dạng bậc thang, vì dạng sóng tại VAX có từng bậc đi lên. Người ta còn gọi là ADC loại bộ đếm. Hình 2.15 Sơ đồ biểu diễn một ADC dạng sóng bậc thangCác thành phần của DAC dạng sóng bậc thang hình 5.20 gồm: một bộ đếm, một DAC, một bộ so sánh tương tự, một cổng NAND 3 ngõ vào điều khiển. Đầu ra của bộ so sánh dùng làm tín hiệu (End Of Conversion – kết thúc chuyển đổi).+, Hoạt động của bộ ADC dạng sóng bậc thangGiả sử VA, tức mức điện thế cần chuyển đổi là dương thì tiến trình hoạt động diển ra như sau: Xung Khởi Động được đưa vào để Reset bộ đếm về 0. Mức cao của xung Khởi Động cấm không cho xung nhịp đi qua cổng AND vào bộ đếm. Nếu đầu của DAC toàn bit 0 thì đầu ra của DAC sẽ là VAX = 0V. Vì VA>VAX nên đầu ra bộ so sánh sẽ lên mức cao. Khi xung Khởi Động về thấp thì cổng AND cho phép xung nhịp đi qua cổng này và vào bộ đếm. Khi giá trị bộ đếm tăng lên thì đầu ra DAC là VAX sẽ tăng mỗi lần mỗi bậc, như minh họa hình 2.15.Tiến trình cứ tiếp tục cho đến khi VAX lên đến bậc vượt quá VA một khoảng VT. Tại thời điểm này ngõ ra của bộ so sánh về thấp và cấm không cho xung nhịp đi vào bộ đếm nên bộ đếm sẽ ngừng đếm.Tiến trình chuyển đổi hoàn tất khi tín hiệu chuyển từ trạng thái cao xuống thấp và nội dung của bộ đếm là biểu thị dạng số của điện áp tương tự vào VA.Bộ đếm sẽ duy trì giá Trị số cho đến khi nào xung Khởi Động kế tiếp vào bắt đầu tiến trình chuyển đổi mới.+, Độ phân giải và độ chính xác của ADC dạng sóng bậc thangTrong ADC dạng sóng bậc thang có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sai số của quá trình chuyển đổi như: kích cở bậc thang, tức độ phân giải của DAC cài trong đơn vị nhỏ nhất. Nếu giảm kích cở bậc thang ta có thể hạn chế bớt sai số nhưng luôn có khoảng cách chênh lệch giữa đại lượng thức tế và và giá trị gán cho nó. Đây gọi là sai số lượng tử. Cũng như trong DAC, độ chính xác không ảnh hưởng đến độ phân giải nhưng lại tùy thuộc vào độ chính xác của linh kiện trong mạch như: bộ so sánh, điện trở chính xác và chuyển mạch dòng của DAC, nguồn điện quy chiếu,…Mức sai số = 0.01% giá trị cực đại (đầy thang) cho biết kết quả ra từ ADC có thể sai biệt một khoảng như thế, do các linh kiện không lý tưởng.+, Thời gian chuyển đổiThời gian chuyển đổi là khoảng thời gian giữa điểm cuối của xung khởi động đến thời điểm kích hoạt đầu ra của . Bộ đếm bắt đầu đếm từ 0 lên cho đến khi VAX vượt quá VA, tại thời điểm đó xuống mức thấp để kết thúc tiến trình chuyển đổi. Như vậy giá trị của thời gian chuyển đổi tC phụ thuộc vào VA. Thời gian chuyển đổi cực đại xảy ra khi VAnằm ngay dưới bậc thang cao nhất. Sao cho VAX phải tiến lên bậc cuối cùng để kích hoạt .Với bộ chuyển đổi N bit, ta có: tC(max) = (2N – 1) chu kỳ xung nhịpADC ở hình 5.20 sẽ có thời gian chuyển đổi cực đạitC(max) = (210 – 1)x1ms = 1023msĐôi khi thời gian chuyển đổi trung bình được quy định bằng ½ thời gian chuyển đổi cực đại.Với bộ chuyển đổi dạng sóng bậc thang, ta có: Nhược điểm của ADC dạng sóng bậc thang là thời gian chuyển đổi tăng gấp đôi với từng bit thêm vào bộ đếm. Do vậy ADC loại này không thích hợp với những ứng dụng đòi hỏi phải liên tục chuyển đổi một tín hiệu tương tự thay đổi nhanh thành tín hiệu số. Tuy nhiên với các ứng dụng tốc độ chậm thì bản chất tương đối đơn giản của ADC dạng sống bậc thang là một ưu điểm so với các loại ADC khác.b, ADC dạng liên tiếpxấp xỉBộ chuyển đổi liên tiếp xấp xỉ ( Successive Approximation ConvetrSAC) là một trong những loại ADC thông dụng nhất. SAC có sơ đồ phức tạp hơn nhiều so với ADC dạng sóng bậc thang. Ngoài ra SAC còn có giá trị tC cố định, không phụ thuộc vào giá trị của đầu vào tương tự.Hình 5.21 là một cấu hình cơ bản của SAC, tương tự cấu hình của ADC dạng sóng bậc thang. Tuy nhiên SAC không sử dụng bộ đếm cung cấp đầu vào cho DAC mà thay vào đó là thanh ghi. Logic điều khiển sửa đổi nội dung lưu trên thanh ghi theo từng bit một cho đến khi dử liệu ở thanh ghi biến thành giá trị số tương đương với đầu vào tương tự VA trong phạm vi độ phân giải của bộ chuyển đổi. Hình 2.16: Sơ đồ khối ADC liên tiếp xấp xỉ+, ADC nhanh Bộ chuyển đổi nhanh (flash converter) là ADC tốc độ cao nhất hiện nay có mặt trên thị trường, nhưng sơ đồ mạch phức tạp hơn các loại khác. Ví dụ một ADC nhanh 6 bit đòi hỏi 63 bộ so sánh tương tự, còn ADC nhanh 8 bit thì con số này lên đến 255, 10 bit thì lên đến 1023. Như vậy số lượng bộ so sánh quá lớn đã giới hạn kích cỡ của ADC nhanh. Hình 2.17 là sơ đồ của một ADC nhanh ADC nhanh ở hình 2.17 có độ phân giải 3 bit. Kích thước bậc thang là 1V. Bộ chia điện thế thiết lập mức quy chiếu cho từng bộ so sánh để có được 7 mức ứng với 1V ( trọng số của LSB ), 2V, 3V, …7V (đầy thang). Đầu vào tương tự VA được nối đến đầu vào còn lại của từng bộ so sánh.Với VA < 1V thì tất cả đầu ra của bộ so sánh đều lên mức cao. Với VA > 1V thì từ một đầu ra trở lên sẽ xuống mức thấp. Đầu ra của bộ so sánh được đưa vào bộ mã hoá ưu tiên tích cực ở mức thấp, sinh đầu ra ứng với đầu ra có số thứ tự cao nhất ở mức thấp của bộ so sánh. Lý luận tương tự ta sẽ có được bảng giá trị như bảng 2.18 Bảng 2.18 Bảng sự thật của ADC nhanh 3 bit hình 2.17ADC nhanh hình 2.17 có độ phân giải 1V vì đầu vào tương tự phải thay đổi mỗi lần 1V mới có thể đưa đầu ra số lên bậc kế tiếp. Muốn có độ phân giải tinh hơn thì phải tăng tổng số mức điện thế vào (nghĩa là sử dụng nhiều điện trở chia thế hơn) và tổng số bộ so sánh. Nói chung ADC nhanh N bit thì cần 2N – 1 bộ so sánh, 2N điện trở, và logic mã hoá cần thiết.Thời gian chuyển đổiBộ chuyển đổi nhanh không cần thiết tín hiệu xung nhịp vì tiến trình này xảy ra liên tục. Khi giá trị đầu vào thay đổi thì đầu ra của bộ so sánh sẽ thay đổi làm cho ngõ ra của bộ mã hóa thay đổi theo. Như vậy thời gian chuyển đổi là thời gian cần thiết để xuất hiện một đầu ra số mới đáp lại một thay đổi ở VA. Thời gian chuyển đổi chỉ phụ thuộc vào khoảng trể do truyền của bộ so sánh và bộ mã hóa. Vì vậy mà ADC nhanh có thời gian chuyển đổi vô cùng gắn.2.6.1.3 ADC 0804 Hình 2.19 thực tế ic ADC0804LCNH×nh 2.20 cung cÊp s¬ ®å ch©n cña IC ADC0804, lµ IC CMOS 20 ch©n, thùc hiÖn phÐp chuyÓn ®æi AD b»ng ph­¬ng ph¸p liªn tiÕp – xÊp xØ. D­íi ®©y lµ vµi ®Æc ®iÓm quan träng cña IC nµy:•Cã hai ®Çu t­¬ng tù, VIN (+) vµ VIN(), chÊp nhËn ®Çu vµo vi sai. Nãi c¸ch kh¸c, ®Çu ra t­¬ng tù thùc tÕ VIN, lµ kho¶ng chªnh lÖch ë cÊc møc ®iÖn thÕ ¸p vµo nh÷ng ch©n nµy VIN t­¬ng tù = VIN(+) VIN(). ë sè ®o mét ®Çu, tÝn hiÖu t­¬ng tù ë ®Çu vµo ®­îc ¸p ®Õn ch©n VIN(+), con VIN() nèi ®Êt(t­¬ng tù). Trong suèt ho¹t ®éng b×nh th­êng, bé chuyÓn ®æi dïng Vcc= +5V lµm nguån ®iÖn thÕ quy chiÕu, cßn ®Çu vµo t­¬ng tù cã thÓ biÕn thiªn tõ 0V ®Õn 5V.•ADC0804 biÕn ®æi ®iÖn thÕ vµo t­¬ng tù thµnh ®Çu ra sè 8 bit. §Çu ra sè ®­îc ®Öm ë 3 tr¹ng th¸i ®Ó cã thÓ dÔ dang kÕt nèi theo cÊu h×nh bus d÷ liÖu. Víi 8 bit, ®ộ ph©n gi¶i lµ 5V255=19,6mV.•Cã m¹ch t¹o xung nhÞp cµi trong, t¹o tÇn sè f=1(1.1RC), víi R vµ C lµ gi¸ trÞ cña c¸c linh kiÖn m¾c ngoµi. tÇn sè xung nhÞp tiªu biÓu lµ 606KHz, víi R=10K vµ •C=150pF. Cã thÓ sö dông tÇn sè xung nhÞp bªn ngoµi, nÕu muèn, b»ng c¸ch nèi nã víi ch©n CLK IN. HÌNH 2.20•Víi tÇn sè xung nhÞp 600KHz, thêi gian chuyÓn ®æi xÊp xØ 10 s.•Cã ch©n nèi ®Êt riªng biÖt cho ®iÖn thÕ sè vµ ®iÖn thÕ t­¬ng tù. Ch©n sè 8 lµ ch©n nèi ®Êt t­¬ng tù, nèi víi ®iÓm quy chiÕu chung cña m¹ch t­¬ng tù ®ang sinh ®iÖn thÕ t­¬ng tù. Ch©n sè 10 nèi ®Êt sè, lµ ch©n ®­îc mäi thiÕt bÞ sè trong hÖ thèng sö dông.(L­u ý, ch©n nèi ®Êt kh¸c nhau ®­îc g¸n kÝ hiÖu kh¸c nhau). Ch©n nèi ®Êt sè vèn hay thu hót nhiÔu do nh÷ng thay ®æi x¶y ra rÊt nhanh ë dßng lóc thiÕt bÞ sè thay ®æi tr¹ng th¸i. mÆc dï kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i sö dông ch©n nèi ®Êt t­¬ng tù riªng biÖt, nh­ng lµm thÕ gióp ®¶m b¶o nhiÔu x©m nhËp vµo tõ ch©n nèi ®Êt sè kh«ng thÓ lÇm tÝn hiÖu ®Çu ra cña bé so s¸nh chuyÓn tr¹ng th¸i tr­íc thêi ®iÓm quy ®Þnh bªn trong ADC.IC ACD0804 ®­îc thiÕt kÕ ®Ó dÔ dµng dao diÖn víi bus d÷ liÖu cña bé vi xö lý. V× thÕ, mét sè ®Çu vµo ra cña ADC 0804 ®­îc ®Æt tªn c¨n cø vµo c¸c chức n¨ng chung ë nh÷ng hÖ thèng cµi bé vi xö lý. Chøc n¨ng sè cña ®Çu vµo ra nµy ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: (chän chÝp). §Çu vµo nµy ph¶i tÝch cùc ë møc thÊp th× ®Çu vµo hoÆc míi cã hiÖu lùc. Víi lªn cao, ®Çu ra sè ë tr¹ng th¸i HiZ(trë kh¸ng cao), vµ kh«ng ho¹t ®éng chuyÓn ®æi nµo x¶y ra. (®äc) lµ ®Çu vµo ®ïng ®Ó cho phÐp c¸c bé ®Öm ®©u ra d¹ng sè. Víi = = thÊp, ch©n ra sÏ cã møc logic biÓu thÞ kÕt qu¶ cña chu kú chuyÓn ®æi AD cuèi cïng. Bé vi xö lý sau ®ã cã thÓ ®äc(t×m n¹p) gi¸ trÞ tÝn hiÖu sè nµy qua bus d÷ liÖu cña hÖ thèng. (ghi) xung thÊp ®­îc ¸p ®Õn ®Çu vµo nay nh»m b¸o tÝn hiÖu b¾t ®Çu chu kú chuyÓn ®æi míi. ®©y thùc ta lµ ®©u vµo b¾t ®Çu chuyÓn ®æi. Së dÜ gäi lµ ®Çu vµo GHI v× lÏ trong 1 øng dông tiªu biÓu, bé vi xö lý ph¸t 1 xung GHI(t­¬ng tù xung ghi vµo bé nhí) kÝch thÝch ®Çu vµo nay. (ng¾t) lµ tÝn hiÖu ra sÏ lªn cao lóc b¾t ®Çu chu kú chuyÓn ®æi, xuèng thÊp ®Ó b¸o hiÖu kÕt thóc chu kú chuyÓn ®æi. §©y thùc ra lµ tÝn hiÖu kÕt thóc chuyÓn ®æi, nh­ng së dÜ gäi lµ ng¾t v× trong mét t×nh huèng tiªu biÓu, nã ®­îc gëi ®Õn ®Çu vµo ng¾t cña bé vi xö lý nh»m tranh thñ sù chó ý cña bé vi xö lý nh»m th«ng b¸o d÷ liÖu cña ADC ®· s½n sµng cho phÐp ®äc. Vref2 lµ ®Çu vµo kh«ng b¾t buéc, gióp gi¶m møc ®iÖn thÕ quy chiÕu néi bé, do ®ã thay ®æi lu«n kho¶ng gi¸ trÞ cña ®Çu ra t­¬ng tù mµ bé chuyÓn ®æi cã thÓ xö lý. Khi ng¾t nèi kÕt ®Çu vµo nµy, nã duy tr× møc 2.5V(Vcc2, víi Vcc lµ nguån ®iÖn thÕ quy chiÕu. Nèi mét ®iÖn thÕ ngoµi víi ch©n Vref2, v¬i nguån quy chiÕu néi bé t¨ng gÊp ®«i møc ®iÖn thÕ, vµ kho¶ng gi¸ trÞ ®Çu vµo t­¬ng tù còng thay ®æi theo cho phï hîp nh­ b¶ng d­íi. CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH3.1: Sơ đồ khối toàn mạch.Khối tínHiệuKhối giải mãKhối hiển thị Khối nguồn Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch3.2: Khối nguồn Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý khối nguồnBộ nguồn cung cấp cho toàn mạch ở đây ta dung là nguồn 1 chiều.. Nguồn ta dùng ở đây có tính ổn định cao để mạch đếm chính xác nếu ta dùng nguồn không ổn định như pin, khi hết pin thì mạch đếm sẽ bị gián đoạn.Bộ 5V và 3.54V sử dụng trong laser, khi ta đưa vào led 7 thành thì ta cho qua trở vài trăm Ôm.Mạch yêu cầu dùng 5V DC thì ta dùng máy biến áp và chỉnh lưu cầu và Ic ổn áp 7805 để đưa ra điện áp 5V.a) Khối hạ áp.Ở đây chúng ta biến đổi điện áp 220V AC50Hz xuống còn 12V AC1A.Mục đích là cấp đầy đủ cho bộ biến đổi và bộ lọc để có điện áp 1 chiều mong muốn b) Khối chỉnh lưu.Thành phần chỉnh lưu là biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều thông qua 4 con diode chỉnh lưu. Đây là sơ đồ chỉnh lưu cả chu kỳ với dạng sóng đầu vào và đầu ra sau chỉnh lưu như sau: Hình 3.3: Điện áp sau chỉnh lưuc) Khối lọc.Có tác dụng san bằng điện áp một chiều ít nhấp nhô hơn.Tụ điện có điện dung càng lớn thì điện áp đầu ra càng phẳng Hình 3.4: Điện áp sau khi được lọc bằng tụ Trong đồ án này chúng em chọn tụ 1000µ để san phẳng điện Tụ lọc cao tần 104 vì tụ này có tần số lọc lơn Chứng minh bới công thức f=1(2π.Xc.C)d) Khối ổn áp.Dòng họ 78xx cho ra nhiều loại ổn áp khác nhau. VD 7805 cho ra điện áp ổn định 5VĐiện áp vào của 78xx là điện áp 1 chiều 3W họt động tần số cao + dây quấn: loại có công suất >5W hoạt động tần số thấp -Phân loại theo cơng suất + Cơng suất nhỏ: kích thước nhỏ + Cơng suất trung bình: kích thước lớn + Cơng suất lớn: kích thước lớn ** Xác định chất lượng điện trở -Để xác định chất lượng điện trở, có phương pháp sau: + Quan sát mắt: kiểm tra xem màu sắc than điện trở có chỡ bị đổi màu hay khơng Nếu có giá trị điện trở bị thay đổi làm việc + Dùng đồng hồ vạn kết hợp với chỉ số ghi thân điện trở để xác định chất lượng điện trở -Những hư hỏng thường gặp điện trở: + Đứt: Đo không lên + Cháy: Do làm việc công suất chịu đựng + Tăng trị số: Thường xảy điện trở bột than, lâu ngày hoạt tính lớp bột than bị biến chất làm tăng trị số điện trở + Giảm trị số: Thường xảy điện trở dây quấn bị chạm số vòng dây ** Biến trở ( Variable resistor) -Công dụng: dùng để biến đổi ( thay đổi giá trị điện trở, qua làm thay đổi điện áp dịng điện biến trở Biến trở vi chỉnh Biến trở vi chỉnh Hình 2.2: Ký hiệu biến trở + Biến trở thường: địi hỏi điều chỉnh với độ xác không cao + Biến trở vi chỉnh: để điều chỉnh độ xác mạch điện ĐH SPKT Hưng Yên Khoa: Điện_Điện Tử Đồ Án Môn Học -Biến trở có loại loại than loại dây quấn + Biến trở dạng dây quấn với công suất cao, thường chỉ sử dụng trường hợp đòi hỏi khả chịu tải lớn Các biến trở loại màng mỏng ngược lại sử dụng với số lượng lớn Chúng “chiết áp” (potention metter) điều chỉnh tay, không dùng dụng cụ + Đối với biến trở loại than: thực tế có loại A B Loại A: chỉnh thay đổichậm sử dụng để thay đổi âm lượng lớn, nhỏ amply, cassette, radio, tv… chỉnh độ tương phản (contrass), chỉnh độ sáng (brightness) tivi… biến trở loại A cịn có tên gọi biến trở tuyến tính Loại B: chỉnh thay đổi đột biến nhanh, sử dụng chỉnh âm sắc trầm, bổng amply, biến trở loại B cịn có tên gọi biến trở phi tuyến hay trở loga Cách đo biến trở để xá định giá trị cá định loại A,B: Vặn đồng hồ vạn thang đo ohm (Ω) Đo cặp chân 1,3 chiếu với giá trị than biến trở Đo tiếp cặp chân 1,2 dùng tay vặn thử biến trở xem giá trị hiển thị đồng hồ có thay đổi hay khơng Nếu thay đổi chậm: ta xác định VR loại A Nếu thay đổi nhanh: ta xác định VR loại B Chú ý: Nếu kim đồng hồ thay đổi, lại chuyển vị trí ∞ biến trở bị đứt Nếu kim đồng hồ thay đổi, chuyển vị trí ∞, sau lại trở lại vị trí gần biến trở bị bẩn, rỗ mặt than Ứng dụng điện trở: Điện trở có mặt khắp nơi mạch điện, điên tử điện trở linh kiện quan trọng thiếu mạch điện điện tử Trong mạch điện, điện trở cịn có tác dụng trở hạn dịng, phân áp…… Ngồi điện trở cịn nhiều ứng dụng khác mạch điện hàng ngày 2.1.2: Tụ điện ** Khái niệm, ký hiệu tụ điện Khái niệm: tụ điện linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm phần tử tích trữ giải phóng lượng mạch điện Ký hiệu tụ điện: C 10 ĐH SPKT Hưng Yên Khoa: Điện_Điện Tử Đồ Án Môn Hc ứng dụng tiêu biểu, vi xử lý phát xung GHI(tơng tự xung ghi vào nhớ) kích thích đầu vào INTR (ngắt) tín hiệu lên cao lúc bắt đầu chu kỳ chuyển đổi, xuống thấp để báo hiệu kết thúc chu kỳ chuyển đổi Đây thực tín hiệu kết thúc chuyển đổi, nhng gọi ngắt tình tiêu biểu, đợc gởi đến đầu vào ng¾t cđa bé vi xư lý nh»m tranh thđ sù ý vi xử lý nhằm thông báo liệu ADC đà sẵn sàng cho phép đọc Vref/2 đầu vào không bắt buộc, giúp giảm mức ®iƯn thÕ quy chiÕu néi bé, ®ã thay ®ỉi khoảng giá trị đầu tơng tự mà chuyển đổi xử lý Khi ngắt nối kết đầu vào này, trì mức 2.5V(V cc/2, với Vcc nguồn điện quy chiếu Nối điện với chân Vref/2, vơi nguồn quy chiếu nội tăng gấp đôi mức điện thế, khoảng giá trị đầu vào tơng tự thay đổi theo cho phù hợp nh bảng dới 29 H SPKT Hng Yên Khoa: Điện_Điện Tử Đồ Án Môn Học CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH 3.1: Sơ đồ khối tồn mạch Khối tín Hiệu Khối giải mã Khối hiển thị Khối nguồn Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý tồn mạch 3.2: Khối nguồn Hình 3.2: Sơ đồ ngun lý khối nguồn Bộ nguồn cung cấp cho toàn mạch ta dung nguồn chiều Nguồn ta dùng có tính ổn định cao để mạch đếm xác ta dùng nguồn khơng ổn định pin, hết pin mạch đếm bị gián đoạn Bộ 5V 3.5-4V sử dụng laser, ta đưa vào led thành ta cho qua trở vài trăm Ôm 30 ĐH SPKT Hưng Yên Khoa: Điện_Điện Tử Đồ Án Môn Học Mạch yêu cầu dùng 5V DC ta dùng máy biến áp chỉnh lưu cầu Ic ổn áp 7805 để đưa điện áp 5V a) Khối hạ áp Ở biến đổi điện áp 220V AC-50Hz xuống 12V AC-1A Mục đích cấp đầy đủ cho biến đổi lọc để có điện áp chiều mong muốn b) Khối chỉnh lưu Thành phần chỉnh lưu biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều thông qua diode chỉnh lưu Đây sơ đồ chỉnh lưu chu kỳ với dạng sóng đầu vào đầu sau chỉnh lưu sau: Hình 3.3: Điện áp sau chỉnh lưu c) Khối lọc -Có tác dụng san điện áp chiều nhấp nhơ -Tụ điện có điện dung lớn điện áp đầu phẳng 31 ĐH SPKT Hưng Yên Khoa: Điện_Điện Tử Đồ Án Môn Học Hình 3.4: Điện áp sau lọc tụ Trong đồ án chúng em chọn tụ 1000µ để san phẳng điện Tụ lọc cao tần 104 tụ có tần số lọc lơn Chứng minh bới cơng thức f=1/(2π.Xc.C) d) Khối ổn áp Dòng họ 78xx cho nhiều loại ổn áp khác VD 7805 cho điện áp ổn định 5V Điện áp vào 78xx điện áp chiều