nghiên cứu, thiết kế chế tạo mạch đếm sản phẩm 00 26

ĐỒ ÁN MÔN HỌC(Mạch và thiết bị điện,điện tử)Sinh viên thực hiện: Lớp: 1.Tên đề tài:Nghiên cứu, chế tạo mạch đếm sản phẩm.2. Số liệu cho trước:⦁Nguồn cấp 5v DC⦁Hiển thị led 7 thanh báo trạng thái số sản phẩm⦁Số sản phẩm đóng gói 26SP.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: 2017. Ngày hoàn thành: 2017. Chủ tịch hội đồng BẢNG NHẬN XÉTQUÁ TRÌNH THỰC HIỆN BÀI TẬP, TIỂU LUẬNI.NHỮNG THÔNG TIN CHUNG 1. Sinh viên thực hiện: 2. Lớp: 3.Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo mạch đếm sản phẩm.Hiển thị trên Led 7thanh. 4.Thời gian thực hiện : từ ngày 2017 đến ngày 2017II. 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 2017Người hướng dẫn khoa học (ký ,ghi rõ họ tên) 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,chúng em đã thấy được nhiều khâu tự động hóa trong quá trình sản xuất.Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động.tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa chưa được áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm,đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công. Chúng em là nhhững 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 giúp người lao động bớt mệt nhọc chân tay mà lại cho phép tăng hiệu suất lao động lên nhiều lần,đồng thời đảm bảo độ chính xác cao.Nên chúng em quyết định thiết kế một mạch đếm sản phẩm 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 Phạm Thị Ngọc Anh nhóm sinh viên chúng em thực hiện đề tài: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch đếm sản phẩm. 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 Phạm Thị Ngọc Anh 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 cảm ơn MỤC LỤCĐỒ ÁN MÔN HỌC1BẢNG NHẬN XÉT2LỜI MỞ ĐẦU3MỤC LỤC4PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ MẠCH ỨNG DỤNG VÀ Ý TƯỞNG THỰC HIỆN61.1Tổng quan về mạch.61.2 Ý tưởng thực hiện.7PHẦN 2: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH72.1.Các Triger số.72.1.1. Định nghĩa và phân loại:72.1.2 Các loại triger và điều kiện đồng bộ102.1.3. Đầu vào bất đồng bộ .112.1.4. Triger RS:122.1.5 Triger RS đồng bộ132.2. IC74LS9014Hình 2.1: Cấu tạo bên trong 74LS9014 Hình 2.2: Sơ đồ chân IC 74LS90152.3.IC74LS47.16Hình 2.3: Sơ đồ chân 74LS47162.4.IC 740817Hình 2.4: Cấu tạo cổng AND17Hình 2.5: Sơ đồ chân IC 740818Hình 2.6: Hình dạng thực tế IC 7408182.5.IC 7432 (tích hợp 4 cổng OR)19Hình 2.7: Sơ đồ chân IC 7432192.6. Led 7 thanh20Hình 2.8: Sơ đồ chân Led 7 thanh202.7.Led thu phát hồng ngoại.21PHẦN 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM22I.SƠ ĐỒ KHỐI221.1.Cấu trúc sơ đồ khối.22Hình 3.1: Sơ đồ khối của mạch221.2.Chức năng của các khối.221.2.1.Khối nguồn221.2.2.khối tạo tín hiệu22Hình 3.2: Bộ phát22Hình 3.3: Bộ thu231.2.3.Khối đếm,giải mã24Hình 3.4: Bộ đếm, giải mã241.2.4.Khối hiển thị25II.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐẾM272.1. Sơ đồ nguyên lý27Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý272.2.Nguyên lý hoạt động272.3.Hình ảnh thực tế28kết luận MỤC LỤC HÌNH ẢNHHình 2.1: Cấu tạo bên trong 74LS9014 Hình 2.2: Sơ đồ chân IC 74LS9015Hình 2.3: Sơ đồ chân 74LS4716Hình 2.4: Cấu tạo cổng NAND17Hình 2.5: Sơ đồ chân IC 740818Hình 2.6: Hình dạng thực tế IC 740818Hình 2.7: Sơ đồ chân IC 743219Hình 2.8: Sơ đồ chân Led 7 thanh20Hình 3.1: Sơ đồ khối của mạch22Hình 3.2: Bộ phát22Hình 3.3: Bộ thu23Hình 3.4: Bộ đếm, giải mã24Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý27PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ MẠCH ỨNG DỤNG VÀ Ý TƯỞNG THỰC HIỆN 1.1Tổng quan về mạch. Với yêu cầu của đề tài chúng em đã nghiên cứu,tính toán và đưa ra linh kiện cần dùng trong mạch đó là:led thu phát hồng ngoại; 2 bộ mã hoá BCD dùng IC74LS90; 2 bộ giải mã BCD sang mã led 7 thanh dùng IC7447; 2 led 7 thanh có anot chung để hiển thị; các IC lôgic: IC 7408(cổng AND 2 đầu vào),IC 7432(cổng OR 2 đầu vào). Với những linh kiện này chúng em đã dược sự chấp nhận của giáo viên hướng dẫn thiết kế và chế tạo thành công mạch “ Mạch đếm số sản phẩm được hiển thị led 7 thanh”.1.2 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 đếm số sản phẩm hiển thị led 7thanh”. Dưới sự hướng dẫn của thầy Phạm Thị Ngọc Anh và các thầy cô giáo trong khoa đã giúp đỡ chúng em thực hiện ý tưởng này.PHẦN 2GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH2.1.Các Triger số. 2.1.1. Định nghĩa và phân loại:⦁Định nghĩa:Triger trong tiếng anh gọi là Flip Flop viết tắt là FF. Nó là một phần tử nhớ hai trạng thái cân bằng ổn định tương ứng với hai mức logic 0 và 1. Dưới tác dụng của các tín hiệu điều khiển ở lối vào, triger có thể chuyển về một trong hai trạng thái cân bằng, và giữ nguyên trạng thái đó chừng nào chưa có tín hiệu điều khiển làm thay đổi trạng thái của nó. Trạng thái tiếp theo của triger phụ thuộc không những vào tín hiệu lối vào mà còn phụ thuộc vào trạng thái hiện hành của nó.Đang chạy, nếu ngừng các tín hiệu điều khiển ở lối vào vẫn có khả năng giữ trạng thái hiện hành của mình trong thời gian dài, chừng nào mà còn điện nuôi mạch triger không bị ngắt thì thông tin dưới dạng nhị phân lưu giữ trong triger vẫn được duy trì. Như vây, nó được sử dụng như một phần tử nhớ.Triger được cấu thành từ một nhóm các cổng logic, mặc dù các cổng logic tự thân nó không có khả năng lưu trữ, nhưng có thể nối nhiều cổng với nhau theo cách thức cho phép lưu trữ được thông tin. Mỗi sự sắp xếp cổng khác nhau sẽ cho ra các triger khác nhau.Triger có nhiều đầu vào điều khiển và chỉ hai đầu ra luôn luôn ngược nhau là Q và .Sơ đồ khối tổng quát của một triger: Q : Đầu ra thường : Đầu ra đảo. + Khi Q =1, =0 ta nói FF ở trạng thái 1 hay trạng thái cao; trạng thái này còn được gọi là trạng thái Set (Thiết lập). +Khi Q =0, =1 ta nói FF ở trạng thái 0 hay trạng thái thấp; trạng thái nay còn gọi là trạng thái Reset (tái thiết lập) Các ký hiệu về tính tích cực của tín hiệu.Ký hiệuTính tích cực của tín hiệu Tích cực là mức thấp “ L” Tích cực là mức cao “H” Tích cực là sườn dương của xung nhịp Tích cực là sườn âm của xung nhịp⦁Phân loại:Có nhiều cách phân loại triger :Phân loại theo chức năng làm việc của các đầu vào điều khiển. Hiện nay thường sử dụng loại triger 1 đầu vào (triger D, triger T) và loại hai đầu vào (triger RS, triger JK ) ngoài ra đôi khi còn gặp loại triger nhiều đầu vào.Phân loại theo cách làm việc ta có loại triger đồng bộ và không đồng bộ. Loại đồng bộ lại được chia ra làm hai loại, đó là loại đồng bộ thường và loại đồng bộ chủ tớ. Sơ đồ khối cho sự phân loại triger như sau: Flip Flop Theo chức năng Theo cách làm việcJKFFAsvnchronousAvnchronousRSFFTFFD FFMasterSlaveNormal⦁Biểu diễn FF. Để mô tả một FF người ta có thể dùng: + Bảng chân lý + Đồ hình chuyển đổi trạng thái + Phương trình đặc trưng2.1.2 Các loại triger và điều kiện đồng bộCác triger đều có thể xây dựng từ các mạch tổ hợp có hồi tiếp. Ta biết rằng mạch có hồi tiếp chỉ có thể làm việc tin cậy khi điều kiện sau đây được thoả mãn:Mạch không rơi vào trạng thái dao động dưới tác động của bất kỳ tập hợp tín hiệu điều khiển nào. Điều này có nghĩa là, ứng với mỗi tập hợp tín hiệu vào bất kỳ phải tồn tại ít nhất một trạng thái ổn định. Trạng thái ổn định là trạng thái thoả mãn điều kiện Qn+1 =Qn (Qn : trạng thái lối ra ở thời điểm n, Qn+1: Trạng thái lối ra ở thời điểm n+1 ) Theo chức năng có 4 loai FF cơ bản : D, T, RS, JK. Bảng chân lýcủa các FF như sau:TQnQn=10001 0 11101 1 0JKQnQn+100000101001101001100011111110110RSQnQn+1000001010011011111000100111101xx=>Từ bảng chân lý trên ta rút ra nhận xét : Các DFF và RSFF có thể làm việc ở chế độ không đồng bộ vì mỗi tập hợp tín hiệu vào điều khiển DFF, RSFF luôn luôn tồn tại ít nhất một trong các trạng thái ổn định. Bởi vì tất cả tín hiệu vào điều khiển DFF, RS FF đều có một trạng thái Qn = Qn+1. Các TFF và JKFF không thể làm việc ở chế độ không đồng bộ vì mạch rơi vào trạng thái dao động nếu như tập tín hiệu vàoT = 1 hoặc JK =1. Với các tập tín hiệu vào này không bao giờ có trạng thái Qn = Qn+1 Như vậy, các DFF và RSFF có thể làm việc ở hai chế độ: đồng bộ và không đồng bộ, còn TFF và JKFF chỉ có thể làm việc ở chế độ đồng bộ . Chế độ không đồng bộ: Trạng thái đầu ra sẽ thay đổi bất kỳ khi nào khi có sự thay đổi đầu vào điều khiển . Chế độ đồng bộ: Để khống chế sự thay đổi trạng thái đầu ra người ta đưa vào FF 1 đầu vào xung nhịp (Clock). Chỉ khi nào tác động của xung nhịp thì FF mới thay đổi trạng thái theo đầu vào điều khiển. Xung nhịp thường là một chuỗi xung hình chữ nhật hoặc xung vuông. Hầu hết kỹ thuật số là đồng bộ vì mạch đồng bộ dễ thiết kế và dễ dò lỗi hơn là bởi vì đầu ra của mạch chỉ thay đổi ở những thời gian xác định.2.1.3. Đầu vào bất đồng bộ .Đối với triger đồng bộ có đầu vào điều khiển và đầu xung nhịp. Các đầu vào điều khiển còn được gọi là đầu vào đồng bộ vì tác đọng của chúng lên đầu ra của triger đồng bộ với đầu vào xung nhịp.Hầu hết các triger đều có một hoặc nhiều đầu vào bất đồng bộ là những đầu vào hoạt động độc lập với đầu vào đồng bộ và đầu vào xung nhịp. Đầu vào bất đồng bộ dùng để thiết lập FF ở trạng thái 1 hoặc xoá triger về trạng thái 0 bất kỳ thời điểm nào, bất chấp điều kiện các đầu vào còn lại.Hai đầu vào bất đồng bộ Preset (thiết lập)và Clear (xoá) là những đầu vào tích cực ở mức thấp, Preset (Pr) thiết lập FF ở trạng thái 1 bất cứ lúc nào và Clear (CLR) xoá FF về trạng thái 0 vào bất cứ lúc nào.Do đó có thể sử dụng các đầu vào bất đồng bộ để giữ FF ở trạng thái cụ thể trong bất kỳ khoảng thời gian dự tính nào. Tuy nhiên, đầu vào bất đồng bộ rất thường được dùng để thiết lập hoặc xoá FF về trạng thái mong muốn bằng cách áp xung nhất thời .2.1.4. Triger RS:Triger RS là một triger có hai đầu vào điều khiển là R, S. S là đầu vào thiết lập 1(Set) còn R là đầu vào xoá 0 (Reset) Bảng chân lý rút gọn:RSQn+1Mốt hoạt động00110101Qn10xNhớThiết lậpXoáCấm dùngTrên bảng chân lý Qn chỉ trạng thái lối ra ở thời điểm hiện tại, Qn+1 chỉ trạng thái lối ra tại thời điểm tiếp theo .Phương trình đặc trưng : Qn+1 =S + QnPhương trình trên cho thấy lối ra không những là hàm số của lối vào mà còn phụ thuộc vào trạng thái trước đó của lối ra.Ta có thể xây dựng sơ đồ logic của triger RS từ mạch NOR, lối vào tích cực ở mức cao. Từ bảng chân lý trên ta cũng có thể viết phương trình của triger RS như sau: Qn+1 =S +Qn =(S+Qn ) = Sơ đồ logic và giản đồ xung biểu diễn trạng thái của triger : Ta cũng có thể xây dựng triger RS không đồng bộ với đầu vào tích cực bởi mức logic thấp từ phần tử logic NAND.Sơ đồ logic và giản đồ xung : 2.1.5 Triger RS đồng bộ Triger RS đồng bộ đầu ra sẽ thay đổi trạng thái bất kỳ thời điểm nào có sự tác động của đầu vào R hoặc S, vì thế trạng thái của triger sẽ không ổn định khi lối vào chịu ảnh hưởng của nhiễu. Để khắc phục nhược điểm trên người ta dùng triger TS đồng bộ nghĩa là thêm vào một đầu xung nhịp Clock(Ck, CLK) điều khiển chung cho cả hai lối vào. Chỉ khi nào có tác động của xung nhịp này thì triger mới chuyển trạng thái theo tác động của R hay S. Ký hiệu của triger RS đồng bộ cho trên hình : Sự chuyển trạng thái của triger RS và tất cả các loại triger đồng bộ khác xảy ra có thể vào thời điểm sau khi xung nhịp đã chuyển từ mức logic 0 lên mức logic 1 (Sườn dương) hoặc ngược lại (Sườn âm). 2.2. IC74LS90 IC74LS90, là IC đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa ra BCD.Cứ mỗi xung vào thì nó đếm tiến lên một và được mã hóa ra 4 chân.Khi đếm đến tự nó reset và quay trở về ban đầu. Hai thông số quan trọng để thiết kế mạch đếm này là: Bảng chân lý mã hóa ra BCD và điều kiện để Reset (Trở về trạng thái ban đầu).⦁Cấu tạo bên trong. Hình 2.1: Cấu tạo bên trong IC 74LS90⦁Sơ đồ chân. Hình 2.2: Sơ đồ chân IC 74LS90⦁Bảng chân lý mã hóa ra BCD ⦁Mức Reset cho LS7490. Nó có 4 chân Reset dùng để reset hệ thống với các chân : MR1, MR2, MS1, MS2. Đưa các mức thích hợp vào các chân này thì nó sẽ tự động Reset. Sau đây là bảng mức Reset: 2.3.IC74LS47. IC74LS47 dùng để giải mã BCD sang mã LED 7 thanh. Sau khi 74LS90 mã hóa ra BCD sau đó 74LS47 sẽ mã hóa các mã BCD này chuyển sang LED 7 thanh hiện thị các giá trị đếm . a. Sơ đồ chân. Hình 2.3: Sơ đồ chân 74LS47 b. Bảng chân lý. 2.4. .IC 7408 Là 1 cổng AND 2 đầu vào nó biểu thị cho hàm nhân nghĩa là 2 đầu vào là mức cao thì đầu ra tương ứng là mức cao.Một trong 2 đầu vào là mức thấp thì đầu ra tương úng là mức thấp.Chân 7 nối lên massChân 14 nối lên VccĐầu vào 1 2 => Đầu ra 3Đầu vào 4 5 => Đầu ra 6Đầu vào 9 10 => Đầu ra 8Đầu vào 12 13 => Đầu ra 11 2.5.IC 7432 (tích hợp 4 cổng OR) Có hai tín hiệu đầu vào và 1 tín hiệu đầu ra (Y = A+ B) a. Hình vẽ Nguyên lý hoạt động:Nếu cả hai đầu vào A và B đều ở mức 1 thì lúc này 2 diode được phân cực thuận và dòng điện sẽ qua diode khi đó tại đầu ra A và B sẽ ở mức 1 (5V) . Dòng điện không đi xuống GND vì điện trở ở đây có trở kháng lớn.Nếu Đầu A ở mức 1 và B ở mức 0 thì D1 được phân cực thuận và D2 được phân cực nghịch. Khi đó có dòng chạy qua D1 mà không qua D2 nên A+B vẫn ở mức 1. Còn nếu A ở mức 0 và B ở mức 1 lúc đó có dòng điện chạy qua D2 mà ko có dòng chạy qua D1 nên A + B vẫn ở mức 1. Trong trường hợp cuối thì A và B đều ở mức 0 và đầu ra A+ B ở mức 0 bởi vì khi đó 2 diode phân cực nghịch không cho dòng chạy qua diode nên A+ B không có dòng điện. b. Sơ đồ chân Hình 2.7: Sơ đồ chân IC 7432⦁Điều kiệnSymbolSupply Voltag4,75NomMaxUnits55,25VHIGH Level Input Voltag2VLOW Level Input Voltag0,8VHIGH Level Output Curren0,4mALOW Level Output Curren8mAFree Air Operating Temperatur070⦁Bảng trạng tháiInputOutputABYLLHHLHLHLHHHH = HIGH Logic LevelL = LOW Logic Leve2.6. Led 7 thanh a.Sơ đồ chân : Hình 2.8: Sơ đồ chân Led 7 thanh Trong đồ án này chúng em sử dụng led 7 thanh anode chung.2.7.Led thu phát hồng ngoại. Đây là loại cảm biến sử dụng ánh sáng hồng ngoại là ánh sáng không nhìn thấy.Nguồn sáng được tạo ra từ các LED phát ra ánh sáng hồng ngoại và nó được gọi là bộ phát.Bộ thu có thể là photodiode hoặc phtotransistor.Cảm biến quang có 1 dạng hoạt động chính đó là: + Tối hoạt động: là 1 dạng hoạt động của cảm biến .mà tải được cấp điện khi ánh sáng từ bộ phát không đến được bộ thu của cảm biến. + Sáng hoạt động : là 1 dạng hoạt động của cảm biến .mà tải được cấp điện khi ánh sáng từ bộ phát được truyền đến bộ thu của cảm biến.PHẦN 3THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ĐẾM SẢN PHẨMI.SƠ ĐỒ KHỐI1.1.Cấu trúc sơ đồ khối.Cảm biếnBộ hiển thịBộ giải mãBộ mã hóaBộ nguồnHình 3.1: Sơ đồ khối của mạch1.2.Chức năng của các khối.1.2.1.Khối nguồn Tạo nguồn một chiều 5V cung cấp cho bộ đếm .. Nguồn cũng cấp cho toàn mạch là nguồn 5V 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.Điện áp đầu vào sau khi đi qua biến áp ha áp xuống từ 220V AC50Hz xuống còn 12V AC.Tiếp theo được đi qua cầu diode để chuyển từ điện áp xoay chiều thành một chiều. Dạng sóng điện áp trước và sau chỉnh lưuĐiện áp hiện tại là 12V DC mà yêu cầu điện áp của mạch là 5V DC lên ta cho qua IC ổn áp 7805 để ổn định điện áp về 5V DC cấp cho mạch hoạt động.Sau chỉnh lưu và ổn áp điện áp còn nhấp nhô ta cho qua tụ để san phẳng điện áp.Tụ điện có điện dùng càng lơn thì điện áp đầu ra càng phẳng. cùng với tụ phân cực ta dùng thêm tụ gốm để lọc nhiễu cao tần. Dạng sóng điện áp sau khi được lọc bằng tụ điện1.2.2.khối cảm biến a.Mạch phát tín hiệu hồng ngoại Hình 3.2: Bộ phátĐiện trở R=220 ohm có tác dụng hạn dòng cấp cho led phát hồng ngoại.Led phát hồng ngoại ,khi có dòng điện chạy qua thì phát ra tín hiệu hồng ngoại một cách liên tục ra ngoài không gian theo một hướng xác định.Ở mạch đếm sản phẩm ta chỉnh sao cho tín hiệu hồng ngoại phát ra từ led phát đi thẳng trực tiếp đến led thu tín hiệu của mạch thu hồng ngoại .b.Mạch thu tín hiệu hồng ngoại Led thu hồng ngoại sẽ cho dòng điện đi qua nó nhận được tín hiệu hồng ngoại từ led phát,vì vậy ta phải chỉnh sao cho led thu hướng về tín hiệu từ led phát. Hình 3.3: Bộ thuĐiện trở R=1k ohm có chức năng hạn dòng chạy qua led thu.Bình thường khi không có sản phẩm đi qua led thu nhận được tín hiệu một cách liên tục,led thu dẫn dòng điện từ nguồn qua R và xuông mass.Khi có sản phẩm đi ngang qua sẽ ngăn cản đường tín hiệu hồng ngoại từ led phát đến led thu,lúc này led thu không nhận được tín hiệu hồng ngoại sẽ không dẫn điện xuống mass1.2.3.Khối đếm,giải mã Hình 3.4: Bộ đếm, giải mãBao gồm 2 IC74LS 90 ; 2 IC 74LS47. IC74LS90 là IC đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa ra BCDXung được lấy từ khối tạo tín hiệu,tạo xung sẽ được đưa vào chân 14 của IC 7490 đếm hàng đơn vị.cứ mỗi xung vào thì IC đếm hàng đơn vị sẽ đếm tăng lên .Khi IC đếm hàng đơn vị đếm đến 9(Q=1) thì nó sẽ tự động trở về 0,đồng thời đầu ra Q3 lại được nối vào chân 14 cua IC đếm hàng chục nên khi IC đếm hàng đơn vị đếm được 9 sản phẩm đầu tiên và trở về 0 thì IC đếm hàng chục nhảy lên 1. Sản phẩm đi qua tiếp tục tạo xung,bộ đếm tiếp tục đếm khi IC đếm hàng đơn vị đếm đến 9 và trở về 0 lần thứ hai thi IC đếm hàng chục sẽ đếm đến 2.Sau khi đếm được 26 sản phẩm,IC đếm hàng chục có:Q3Q2Q1Q0=0010 IC đếm hàng đơn vị có:Q3Q2Q1Q0=0110.Theo yêu cầu của mạch cần thiết kế là sau khi đếm được 26 sản phẩm thì bộ đếm lại đếm lại từ đầu.Để đáp ứng yêu cầu trên,chúng ta ứng dụng trạng thái các đầu ra của IC đếm để thiết kế phần mạch đưa bộ đếm về 0 và bắt đầu đếm lại khi có sản phẩm đi qua. IC74LS47 dùng để giải mã BCD sang mã LED 7 thanh.1.2.4.Khối hiển thịChúng ta sử dụng led 7 thanh Anode chung để hiển thị các giá trị đếm. Đây là led Anode chung nên chân Anode chung (chân8 hoặc 3 )sẽ được nối lên dương nguồn. Cấp nguồn âm cho chân nào thì đoạn tương ứng với chân đó sáng.Ví dụ muốn led hiển thị số 3 thì các chân a,b,c,d,e,f,g,dp tương ứng với các mức điện áp(mức logic) la:00001101.Sau đây là bảng chân lý thể hiện mức logic của các chân tương ứng với các chữ số mà led 7 thanh hiển thị: (Ở đây chân dp luôn đươc nối lên dương nguồn ,vì chỉ hiển thị số nguyên nên không cho hiển thị dp).II.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐẾM2.1. Sơ đồ nguyên lý` Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý2.2.Nguyên lý hoạt động Khi chưa có sản phẩm đi qua, tức là tín hiệu hồng ngoại không bị chắn led hiển thị số 0. Khi có tín hiệu , xung được đưa vào chân 14 của IC 74LS90 đếm hàng đơn vị. Cứ 1 sản phẩm đi qua sẽ có 1 xung được đưa vào bộ đếm. Khi IC 7490 hàng đơn vị đếm hết đến 9(Q3=1) thì IC 7490 đếm hàng chục bắt đầu đếm. Ban đầu hàng chục hiển thị số 0. Sau khi hàng đơn vị đếm đến 9, sau đó quay về 0 thì hàng chục bắt đếm lên 1. Cứ như vậy sau khi đếm được 26 sản phẩm thì quay trở về 0 và đếm lại. Bằng cách ta dùng cổng AND để trở về 0. Sau đó ta lại AND mức logic thấp này đua tới chân RD(2) của IC 7490. 2.3..Hình ảnh thực tế KẾT LUẬNSau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu về đề tài : “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch đếm sản phẩm” cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn  Phạm Thị Ngọc Anh cùng các thầy cô giáo trong khoa ĐiệnĐiện tử và các bạn cùng lớp, chúng em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Cuốn thuyết minh đồ án môn học này giúp bạn phần nào hiểu được rõ hơn về ứng dụng của Kỹ Thuật Số (KTS) trong cuộc sống, qua đó ta càng nắm vững hơn về những kiến thức cơ bản của KTS hiểu rõ hơn về các IC đếm, các bộ giải mã và các linh kiện bán dẫn. Từ đó ta có thể tìm ra phương án thích hợp nhất để thiết kế hệ thống tối ưu nhất.Qua quá trình làm bài chúng em nhận thấy mình còn quá nhiều hạn chế về kiến thức, trong cuốn thuyết trình này chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy chúng em mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn, từ đó chúng em có thể rút ra được những kinh nghiệm cho bản thân để chúng em tìm ra những nhược điểm của chính mình. Qua đó chúng em sẽ hoàn thành tốt hơn những công việc tiếp theo. Chúng em xin chân thành cảm ơn

TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỒ ÁN MÔN HỌC (Mạch và thiết bị điện,điện tử) Sinh viên thực hiện: Lớp: 1.Tên đề tài:Nghiên cứu, chế tạo mạch đếm sản phẩm Số liệu cho trước: - Nguồn cấp 5v DC - Hiển thị led báo trạng thái số sản phẩm - Số sản phẩm đóng gói 26SP Nội dung cần hoàn thành: - Thiết kế, chế tạo mơ hình - Sản phẩm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật - Quyển thuyết minh đề tài, bản vẽ, sơ đồ, … mô tả đầy đủ nội dung đề tài Giáo viên hướng dẫn Ngày giao đề tài: / /2017 Ngày hoàn thành: / /2017 Chủ tịch hội đồng Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢNG NHẬN XÉT Q TRÌNH THỰC HIỆN BÀI TẬP, TIỂU LUẬN I.NHỮNG THƠNG TIN CHUNG Sinh viên thực hiện: Lớp: 3.Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo mạch đếm sản phẩm.Hiển thị Led 7thanh 4.Thời gian thực : từ ngày / /2017 đến ngày / / 2017 II NHẬN XÉT QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Tinh thần thần thái độ làm việc học viên: 2.Chấp hành nội dung tập duyệt: 3.Số lượng chất lượng số liệu thu thập được: Tình hình xử lý,phan tích sồ liệu ,giải vấn đề học viên: Giải pháp đề xuất học viên: Đánh giá chung Điểm chấm (thang điểm 10) Hưng Yên, ngày … tháng … năm 2017 Người hướng dẫn khoa học (ký ,ghi rõ họ tên) Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC LỜI MỞ ĐẦU N gày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật,kỹ thuật điện tử mà đó kỹ thuật sớ đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật,quản lý, tự động hóa đó phải nắm bắt vận dụng nó cách có hiệu quả nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng Xuất phát từ đợt thực hành ,thăm quan xí nghiệp sản xuất nhà máy,chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa trình sản xuất.Một khâu đơn giản dây chuyền sản xuất tự động hóa đó số lượng sản phẩm làm đếm cách tự động.tuy nhiên đới với doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa chưa áp dụng khâu đếm sản phẩm,đóng bao bì mà cịn sử dụng nhân công Chúng em nhhững sinh viên năm thứ trường ĐH SPKT Hưng Yên.Từ điều thấy đó kiến thức thầy dạy bảo,tìm tịi học hỏi thực tế chúng em ḿn làm điều đó để góp phần giúp người lao động bớt mệt nhọc chân tay mà lại cho phép tăng hiệu suất lao động lên nhiều lần,đồng thời đảm bảo độ xác cao.Nên chúng em định thiết kế mạch đếm sản phẩm nó gần gũi với thực tế đồng thời lần chúng em thực tập,vận dụng kiến thức học để thiết kế chế tạo sản phẩm có thể đem ứng dụng rộng rãi,đóng góp phần nhỏ cho xã hội Dưới hướng dẫn thầy Phạm Thị Ngọc Anh nhóm sinh viên chúng em thực đề tài: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch đếm sản phẩm Trong q trình hồn thành đề tài chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Điện – Điện tử đặc biệt thầy Phạm Thị Ngọc Anh giúp đỡ chúng em Do thời gian hoàn thành kiến thức hạn chế nên chắn không tránh khỏi thiếu sót chưa hợp lý, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn bè để đề tài hoàn thiện Chúng em xin trân thành cảm ơn ! Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH PHẦN TỔNG QUAN VỀ MẠCH ỨNG DỤNG VÀ Ý TƯỞNG THỰC HIỆN 1.1Tổng quan mạch Với yêu cầu đề tài chúng em nghiên cứu,tính tốn đưa linh kiện cần dùng mạch đó là:led thu phát hồng ngoại; mã hoá BCD dùng IC74LS90; giải mã BCD sang mã led dùng IC7447; led có anot chung để hiển thị; IC lôgic: IC 7408(cổng AND đầu vào),IC 7432(cổng OR đầu vào) Với linh kiện chúng em dược chấp nhận giáo viên hướng dẫn thiết kế chế tạo thành công mạch “ Mạch đếm số sản phẩm hiển thị led thanh” 1.2 Ý tưởng thực hiện Trong thời đại nay,dưới bùng nổ phát triển công nghệ Đặc biệt ngành cơng nghệ điện tử kỹ thuật sớ mạch ứng dụng vào thực tế nhiều Các thiết bị điện tử số dù đơn giản đại đến đâu hướng tới tiện lợi cho người sử dụng Trước yêu cầu đòi hỏi cấp thiết sống Nhóm đồ án chúng em bắt tay vào tìm hiểu thiết kế “mạch đếm số sản phẩm hiển thị led 7thanh” Dưới hướng dẫn thầy Phạm Thị Ngọc Anh thầy cô giáo khoa giúp đỡ chúng em thực ý tưởng Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC PHẦN GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH 2.1.Các Triger số 2.1.1 Định nghĩa phân loại: a Định nghĩa: Triger tiếng anh gọi Flip - Flop viết tắt FF Nó phần tử nhớ hai trạng thái cân ổn định tương ứng với hai mức logic Dưới tác dụng tín hiệu điều khiển lới vào, triger có thể chuyển hai trạng thái cân bằng, giữ nguyên trạng thái đó chừng chưa có tín hiệu điều khiển làm thay đổi trạng thái nó Trạng thái triger phụ thuộc khơng vào tín hiệu lới vào mà cịn phụ thuộc vào trạng thái hành nó Đang chạy, ngừng tín hiệu điều khiển lới vào có khả giữ trạng thái hành thời gian dài, chừng mà cịn điện ni mạch triger khơng bị ngắt thơng tin dạng nhị phân lưu giữ triger trì Như vây, nó sử dụng phần tử nhớ Triger cấu thành từ nhóm cổng logic, cổng logic tự thân nó không có khả lưu trữ, có thể nối nhiều cổng với theo cách thức cho phép lưu trữ thông tin Mỗi xếp cổng khác cho triger khác Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Triger có nhiều đầu vào điều khiển hai đầu luôn ngược Q Sơ đồ khối tổng quát triger: Q : Đầu thường : Đầu đảo + Khi Q =1, =0 ta nói FF trạng thái hay trạng thái cao; trạng thái gọi trạng thái Set (Thiết lập) +Khi Q =0, =1 ta nói FF trạng thái hay trạng thái thấp; trạng thái gọi trạng thái Reset (tái thiết lập) • Các ký hiệu tính tích cực tín hiệu Ký hiệu Tính tích cực tín hiệu Tích cực mức thấp “ L” Tích cực mức cao “H” Tích cực sườn dương xung nhịp Tích cực sườn âm xung nhịp b Phân loại: Có nhiều cách phân loại triger : Phân loại theo chức làm việc đầu vào điều khiển Hiện thường sử dụng loại triger đầu vào (triger D, triger T) loại hai đầu vào (triger RS, triger JK ) ngồi đơi cịn gặp loại triger nhiều đầu vào Phân loại theo cách làm việc ta có loại triger đồng không đồng Loại đồng lại chia làm hai loại, đó loại đồng thường loại đồng chủ tớ Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC • Sơ đồ khới cho phân loại triger sau: Flip - Flop Theo chức RS-FF D - FF Theo cách làm việc JK-FF Avnchronous Asvnchronous T-FF Normal Master-Slave c Biểu diễn FF Để mô tả FF người ta có thể dùng: + Bảng chân lý + Đồ hình chuyển đổi trạng thái + Phương trình đặc trưng 2.1.2 Các loại triger điều kiện đồng Các triger có thể xây dựng từ mạch tổ hợp có hồi tiếp Ta biết mạch có hồi tiếp có thể làm việc tin cậy điều kiện sau thoả mãn: Mạch không rơi vào trạng thái dao động tác động tập hợp tín hiệu điều khiển Điều có nghĩa là, ứng với tập hợp tín hiệu vào Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC phải tồn trạng thái ổn định Trạng thái ổn định trạng thái thoả mãn điều kiện Qn+1 =Qn (Qn : trạng thái lối thời điểm n, Q n+1: Trạng thái lối thời điểm n+1 ) Theo chức có loai FF bản : D, T, RS, JK Bảng chân lýcủa FF sau: T Qn Qn=1 0 1 1 1 K Qn+S Qn Qn Qn+ 1 J 0 0 0 1 0 1 0 1 1 chân 0lý =>Từ bảng 1 1 Các D-FF R khơng đồng RS-FF ln ln tồn định Bởi tất cả tín ta rút nhận xét : RS-FF có thể làm việc chế độ 0 0 1 1 có trạng thái Các T-FF 1 1 không đồng 1 tập tín hiệu vàoT vào không bao 1 0 x 1 x tập hợp tín hiệu vào điều khiển D-FF, trạng thái ổn hiệu vào điều khiển D-FF, RS- FF Qn = Qn+1 JK-FF làm việc chế độ mạch rơi vào trạng thái dao động = JK =1 Với tập tín hiệu có trạng thái Qn = Qn+1 Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Như vậy, D-FF RS-FF có thể làm việc hai chế độ: đồng khơng đồng bộ, cịn T-FF JK-FF có thể làm việc chế độ đồng ♦ Chế độ không đồng bộ: Trạng thái đầu thay đổi có thay đổi đầu vào điều khiển ♦ Chế độ đồng bộ: Để khống chế thay đổi trạng thái đầu người ta đưa vào FF đầu vào xung nhịp (Clock) Chỉ tác động xung nhịp FF thay đổi trạng thái theo đầu vào điều khiển Xung nhịp thường chuỗi xung hình chữ nhật xung vng Hầu hết kỹ thuật sớ đồng mạch đồng dễ thiết kế dễ dò lỗi đầu mạch thay đổi thời gian xác định 2.1.3 Đầu vào bất đồng Đối với triger đồng có đầu vào điều khiển đầu xung nhịp Các đầu vào điều khiển cịn gọi đầu vào đồng tác đọng chúng lên đầu triger đồng với đầu vào xung nhịp Hầu hết triger có nhiều đầu vào bất đồng đầu vào hoạt động độc lập với đầu vào đồng đầu vào xung nhịp Đầu vào bất đồng dùng để thiết lập FF trạng thái xoá triger trạng thái thời điểm nào, bất chấp điều kiện đầu vào lại Hai đầu vào bất đồng Preset (thiết lập)và Clear (xố) đầu vào tích cực mức thấp, Preset (Pr) thiết lập FF trạng thái lúc Clear (CLR) xoá FF trạng thái vào lúc Do đó có thể sử dụng đầu vào bất đồng để giữ FF trạng thái cụ thể khoảng thời gian dự tính Tuy nhiên, đầu vào bất đồng thường dùng để thiết lập xoá FF trạng thái mong muốn cách áp xung thời 2.1.4 Triger RS: Triger RS triger có hai đầu vào điều khiển R, S S đầu vào thiết lập 1(Set) cịn R đầu vào xố (Reset) Bảng chân lý rút gọn: R S Qn+1 Qn Mốt hoạt động Nhớ Trang TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 x Thiết lập Xoá Cấm dùng Trên bảng chân lý Qn trạng thái lối thời điểm tại, Q n+1 trạng thái lối thời điểm Phương trình đặc trưng : Qn+1 =S + Qn Phương trình cho thấy lới khơng hàm sớ lới vào mà cịn phụ thuộc vào trạng thái trước đó lối Ta có thể xây dựng sơ đồ logic triger RS từ mạch NOR, lới vào tích cực mức cao Từ bảng chân lý ta có thể viết phương trình triger RS sau: Qn+1 =S +Qn =(S+Qn ) = Sơ đồ logic giản đồ xung biểu diễn trạng thái triger : Ta có thể xây dựng triger RS không đồng với đầu vào tích cực mức logic thấp từ phần tử logic NAND Sơ đồ logic giản đồ xung : Trang 10 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đầu vào => Đầu Đầu vào => Đầu Đầu vào 10 => Đầu Đầu vào 12 13 => Đầu 11 2.5.IC 7432 (tích hợp cổng OR) Có hai tín hiệu đầu vào tín hiệu đầu (Y = A+ B) a Hình vẽ Nguyên lý hoạt động: Nếu cả hai đầu vào A B mức lúc diode phân cực thuận dòng điện qua diode đó đầu A B mức (5V) Dịng điện khơng x́ng GND điện trở có trở kháng lớn.Nếu Đầu A mức B mức D1 phân cực thuận D2 phân cực nghịch Khi đó có dòng chạy qua D1 mà không qua D2 nên A+B mức Còn A mức B mức lúc đó có dòng điện chạy qua D2 mà ko có dòng chạy qua D1 nên A + B Trang 15 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC mức Trong trường hợp ći A B mức đầu A+ B mức đó diode phân cực nghịch khơng cho dịng chạy qua diode nên A+ B khơng có dịng điện b Sơ đồ chân Hình 2.7: Sơ đồ chân IC 7432 c Điều kiện Symbol Supply Voltag 4,75 HIGH Level Input Voltag LOW Level Input Voltag HIGH Level Output Curren LOW Level Output Curren Free Air Operating Temperatur Nom Max 5,25 0,8 -0,4 70 Units V V V mA mA d Bảng trạng thái Input Output A B Y L L L H H L L H H H H H = HIGH Logic Level L = LOW Logic Leve H Trang 16 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2.6 Led a.Sơ đồ chân : Hình 2.8: Sơ đồ chân Led Trong đồ án chúng em sử dụng led anode chung 2.7.Led thu phát hồng ngoại Đây loại cảm biến sử dụng ánh sáng hồng ngoại ánh sáng khơng nhìn thấy.Nguồn sáng tạo từ LED phát ánh sáng hồng ngoại nó gọi phát.Bộ thu có thể photodiode phtotransistor Cảm biến quang có dạng hoạt động đó là: + Tối hoạt động: dạng hoạt động cảm biến mà tải cấp điện ánh sáng từ phát không đến thu cảm biến + Sáng hoạt động : dạng hoạt động cảm biến mà tải cấp điện ánh sáng từ phát truyền đến thu cảm biến Trang 17 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC PHẦN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM I.SƠ ĐỒ KHỐI 1.1.Cấu trúc sơ đồ khối Cảm biến Bộ mã hóa Bộ giải mã Bộ hiển thị Bộ nguồn Trang 18 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC Hình 3.1: Sơ đồ khối mạch 1.2.Chức khối 1.2.1.Khối nguồn Tạo nguồn chiều 5V cung cấp cho đếm Nguồn cấp cho toàn mạch nguồn 5V 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 Điện áp đầu vào sau qua biến áp áp xuống từ 220V AC-50Hz x́ng cịn 12V AC.Tiếp theo qua cầu diode để chuyển từ điện áp xoay chiều thành chiều Dạng sóng điện áp trước sau chỉnh lưu Điện áp 12V DC mà yêu cầu điện áp mạch 5V DC lên ta cho qua IC ổn áp 7805 để ổn định điện áp 5V DC cấp cho mạch hoạt động Trang 19 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Sau chỉnh lưu ổn áp điện áp cịn nhấp nhơ ta cho qua tụ để san phẳng điện áp Tụ điện có điện dùng lơn điện áp đầu phẳng với tụ phân cực ta dùng thêm tụ gốm để lọc nhiễu cao tần Dạng sóng điện áp sau lọc tụ điện 1.2.2.khối cảm biến a.Mạch phát tín hiệu hồng ngoại Hình 3.2: Bộ phát Điện trở R=220 ohm có tác dụng hạn dòng cấp cho led phát hồng ngoại Led phát hồng ngoại ,khi có dòng điện chạy qua phát tín hiệu hồng ngoại cách liên tục ngồi khơng gian theo hướng xác định.Ở mạch đếm Trang 20 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC sản phẩm ta chỉnh cho tín hiệu hồng ngoại phát từ led phát thẳng trực tiếp đến led thu tín hiệu mạch thu hồng ngoại b.Mạch thu tín hiệu hồng ngoại Led thu hồng ngoại cho dịng điện qua nó nhận tín hiệu hồng ngoại từ led phát,vì ta phải chỉnh cho led thu hướng tín hiệu từ led phát Hình 3.3: Bộ thu Điện trở R=1k ohm có chức hạn dịng chạy qua led thu.Bình thường khơng có sản phẩm qua led thu nhận tín hiệu cách liên tục,led thu dẫn dòng điện từ nguồn qua R xuông mass Khi có sản phẩm ngang qua ngăn cản đường tín hiệu hồng ngoại từ led phát đến led thu,lúc led thu không nhận tín hiệu hồng ngoại khơng dẫn điện xuống mass 1.2.3.Khối đếm,giải mã Trang 21 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Hình 3.4: Bộ đếm, giải mã Bao gồm IC74LS 90 ; IC 74LS47 IC74LS90 IC đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa BCD Xung lấy từ khới tạo tín hiệu,tạo xung đưa vào chân 14 IC 7490 đếm hàng đơn vị.cứ xung vào IC đếm hàng đơn vị đếm tăng lên Khi IC đếm hàng đơn vị đếm đến 9(Q=1) nó tự động trở 0,đồng thời đầu Q3 lại nối vào chân 14 cua IC đếm hàng chục nên IC đếm hàng đơn vị đếm sản phẩm trở IC đếm hàng chục nhảy lên Sản phẩm qua tiếp tục tạo xung,bộ đếm tiếp tục đếm IC đếm hàng đơn vị đếm đến trở lần thứ hai thi IC đếm hàng chục đếm đến Sau đếm 26 sản phẩm,IC đếm hàng chục có:Q3Q2Q1Q0=0010 IC đếm hàng đơn vị có:Q3Q2Q1Q0=0110.Theo yêu cầu mạch cần thiết kế sau đếm 26 sản phẩm đếm lại đếm lại từ đầu Trang 22 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Để đáp ứng yêu cầu trên,chúng ta ứng dụng trạng thái đầu IC đếm để thiết kế phần mạch đưa đếm bắt đầu đếm lại có sản phẩm qua IC74LS47 dùng để giải mã BCD sang mã LED 1.2.4.Khối hiển thị Chúng ta sử dụng led Anode chung để hiển thị giá trị đếm Đây led Anode chung nên chân Anode chung (chân8 )sẽ nối lên dương nguồn Cấp nguồn âm cho chân đoạn tương ứng với chân đó sáng.Ví dụ ḿn led hiển thị sớ chân a,b,c,d,e,f,g,dp tương ứng với mức điện áp(mức logic) la:00001101.Sau bảng chân lý thể mức logic chân tương ứng với chữ số mà led hiển thị: Trang 23 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC (Ở chân dp ln đươc nới lên dương nguồn ,vì hiển thị sớ ngun nên khơng cho hiển thị dp) Trang 24 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC II.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐẾM 2.1 Sơ đồ nguyên lý ` Trang 25 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý 2.2.Nguyên lý hoạt động Khi chưa có sản phẩm qua, tức tín hiệu hồng ngoại không bị chắn led hiển thị số Khi có tín hiệu , xung đưa vào chân 14 IC 74LS90 đếm hàng đơn vị Cứ sản phẩm qua có xung đưa vào đếm Khi IC 7490 hàng đơn vị đếm hết đến 9(Q3=1) IC 7490 đếm hàng chục bắt đầu đếm Ban đầu hàng chục hiển thị số Sau hàng đơn vị đếm đến 9, sau đó quay hàng chục bắt đếm lên Cứ sau đếm 26 sản phẩm quay trở đếm lại Bằng cách ta dùng cổng AND để trở Sau đó ta lại AND mức logic thấp đua tới chân RD(2) IC 7490 2.3 Hình ảnh thực tế Trang 26 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Trang 27 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu đề tài : “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch đếm sản phẩm” với giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hướng dẫn Phạm Thị Ngọc Anh thầy cô giáo khoa Điện-Điện tử bạn lớp, chúng em hoàn thành đồ án thời hạn Cuốn thuyết minh đồ án môn học giúp bạn phần hiểu rõ ứng dụng Kỹ Thuật Số (KTS) sống, qua đó ta nắm vững kiến thức bản KTS hiểu rõ IC đếm, giải mã linh kiện bán dẫn Từ đó ta có thể tìm phương án thích hợp để thiết kế hệ thớng tới ưu Qua q trình làm chúng em nhận thấy cịn q nhiều hạn chế kiến thức, ćn thuyết trình chắn khơng tránh khỏi sai sót Vì chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn, từ đó chúng em có thể rút kinh nghiệm cho bản thân để chúng em tìm nhược điểm Qua đó chúng em hồn thành tớt cơng việc Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Trang 28 TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Trang 29 ... đếm hàng chục đếm đến Sau đếm 26 sản phẩm,IC đếm hàng chục có:Q3Q2Q1Q0 =001 0 IC đếm hàng đơn vị có:Q3Q2Q1Q0=0110.Theo yêu cầu mạch cần thiết kế sau đếm 26 sản phẩm đếm lại đếm lại từ đầu... ĐHSPKT- HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu đề tài : ? ?Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch đếm sản phẩm? ?? với giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hướng dẫn... IC đếm hàng chục nên IC đếm hàng đơn vị đếm sản phẩm trở IC đếm hàng chục nhảy lên Sản phẩm qua tiếp tục tạo xung,bộ đếm tiếp tục đếm IC đếm hàng đơn vị đếm đến trở lần thứ hai thi IC đếm