Đang tải... (xem toàn văn)
Tên Đề Tài : Thiết kế,chế tạo mạch đếm từ 222888 Giảng Viên Hướng Dẫn: Trịnh Xuân Thắng MỤC LỤC NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ...........................................................3 LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................4 CHƯƠNG I:CƠ SỞ LÝ THUYẾT……...............................................................5 1.1. IC 7805 ..........................................................................................................5 1.2.IC 74LS192 ....................................................................................................6 1.3. IC 74247 .......................................................................................................8 1.4. IC NE555 .....................................................................................................11 1.5. IC 7408 ........................................................................................................15 1.7. LED 7 thanh ................................................................................................16 1.7. Kết luận chương ..........................................................................................18 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐẾM ..........................................19 2.1. Sơ đồ khối toàn mạch ..................................................................................19 2.2. Khối nguồn……………..……………. .......................................................19 2.3. Khối tín hiệu ................................................................................................21 2.4. Khối giải mã ................................................................................................21 2.5. Khối đếm………………………………………………………..…………22 2.6. Khối hiển thịled 7 thanh ............................................................................23 2.7. Sơ đồ khối toàn mạch ..................................................................................25 2.8. Nguyên tắc hoạt động ..................................................................................26 2.9. Sơ đồ mạch boar...........................................................................................27 2.10. Sơ đồ bố trí linh kiện………………………………………………...…...27 2.11. Hình ảnh thực tế…………………………………………………...……..28 2.12. Kết luận chương………………………………………..…………...……29 3. Kết luận........................................................................................................30 NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. HưngYên, Ngày....tháng...năm Giáo viên hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, trên con đường công nghiệp hóa và hiện đại đất nước ngành cơ điện tử đã có những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể cho xã hội và đất nước. Làm theo lời Bác học phải đi đôi với làm, bên cạnh những giờ lý thuyết trên lớp vẫn cần trau dồi thêm kiến thức thực tế bằng cách thực tập tự học tự tìm tòi thêm. Vì vậy, đồ án môn học chế tạo sản phẩm là điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng được lý thuyết đã được học trên lớp và cũng là trau dồi thêm kiến thức thực tế. Trong đồ án lần này, chúng em đã được nhận đề tài “Thiết kế chế tạo mạch đếm từ 222888”. Sau thời gian nghiên cứu, chúng em đã chế tạo thành công đáp ứng được cơ bản yêu cầu của đề tài. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, chúng em đã gặp một số vướng mắc về lý thuyết và khó khăn trong việc thi công sản phẩm. Tuy nhiên, chúng em đã nhận được sự giải đáp và hướng dẫn kịp thời của thầy Trịnh Xuân Thắng cùng với sự góp ý của các thầy cô trong khoa và các bạn trong lớp. Đựơc như vậy chúng em xin chân thành cảm ơn và mong muốn nhận được nhiều hơn nữa sự giúp đỡ, chỉ bảo của thầy giáo và các bạn trong các đồán sau này. Chúng em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. IC 7805 Với 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,79xx, với xx là điện áp cần ổn áp. VD: 7805 ổn áp 5V,7812 ổn áp 12V. Việc dùng các loại IC ổn áp họ78xx tương tự nhau. Hình 1.1: Sơ đồ chân IC7805 Sơ đồ chân của IC 7805: • 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 kĩ thuật: + Dòng cực đại có thể duy trì 1A. + Dòng đỉnh 2.2A. + Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W.
Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên Đề Tài : Thiết kế,chế tạo mạch đếm từ 222-888 Giảng Viên Hướng Dẫn: Trịnh Xuân Thắng MỤC LỤC GVHD: Trịnh Xuân Thắng Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I:CƠ SỞ LÝ THUYẾT…… .5 1.1 IC 7805 1.2.IC 74LS192 1.3 IC 74247 .8 1.4 IC NE555 .11 1.5 IC 7408 15 1.7 LED 16 1.7 Kết luận chương 18 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐẾM 19 2.1 Sơ đồ khối toàn mạch 19 2.2 Khối nguồn…………… …………… 19 2.3 Khối tín hiệu 21 2.4 Khối giải mã 21 2.5 Khối đếm……………………………………………………… …………22 2.6 Khối hiển thị-led 23 2.7 Sơ đồ khối toàn mạch 25 2.8 Nguyên tắc hoạt động 26 2.9 Sơ đồ mạch boar 27 2.10 Sơ đồ bố trí linh kiện……………………………………………… … 27 GVHD: Trịnh Xuân Thắng Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.11 Hình ảnh thực tế………………………………………………… …… 28 2.12 Kết luận chương……………………………………… ………… ……29 Kết luận 30 GVHD: Trịnh Xuân Thắng Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN HưngYên, Ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU GVHD: Trịnh Xuân Thắng Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Cùng với phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật, đường cơng nghiệp hóa đại đất nước ngành điện tử có bước tiến vượt bậc mang lại thành đáng kể cho xã hội đất nước Làm theo lời Bác học phải đôi với làm, bên cạnh lý thuyết lớp cần trau dồi thêm kiến thức thực tế cách thực tập tự học tự tìm tịi thêm Vì vậy, đồ án mơn học chế tạo sản phẩm điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng lý thuyết học lớp trau dồi thêm kiến thức thực tế Trong đồ án lần này, chúng em nhận đề tài “Thiết kế - chế tạo mạch đếm từ 222-888” Sau thời gian nghiên cứu, chúng em chế tạo thành công đáp ứng yêu cầu đề tài Trong suốt thời gian thực đề tài, chúng em gặp số vướng mắc lý thuyết khó khăn việc thi cơng sản phẩm Tuy nhiên, chúng em nhận giải đáp hướng dẫn kịp thời thầy Trịnh Xuân Thắng với góp ý thầy khoa bạn lớp Đựơc chúng em xin chân thành cảm ơn mong muốn nhận nhiều giúp đỡ, bảo thầy giáo bạn đồán sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 IC 7805 Với mạch điện khơng địi hỏi độ ổn định điện áp cao, sử dụng IC ổn áp thường người thiết kế sử dụng mạch điện đơn giản.Các loại ổn áp thường sử dụng IC 78xx,79xx, với xx điện áp cần ổn áp VD: 7805 ổn áp 5V,7812 ổn áp 12V GVHD: Trịnh Xuân Thắng Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Việc dùng loại IC ổn áp họ78xx tương tự Hình 1.1: Sơ đồ chân IC7805 Sơ đồ chân IC 7805: Chân số chân IN (hình vẽ trên) Chân số chân GND (hình vẽ trên) Chân số chân OUT (hình vẽ trên) Một số thơng số kĩ thuật: + Dịng cực đại trì 1A + Dịng đỉnh 2.2A + Công suất tiêu tán cực đại không dùng tản nhiệt: 2W + Công suất tiêu tán dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W Nếu vượt ngưỡng ý 7805 bị cháy Thực tế ta nên dùng công suất tiêu tán =1/2 giá trị Các giá trị không nên dùng gần giá trị max thông số Tốt nên dùng ≤ 2/3 max Hơn thống số áp dụng cho điều kiện chuẩn nhiệt độ 25 độ C GVHD: Trịnh Xuân Thắng Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1.2 IC 74LS192 1.2.1 Khái niệm : 74LS192 IC đếm đầu mã BCD8421 Đầu vào chân 4,5, ta cấp xung vào chân IC đếm tiến cịn cấp xung vào chân đếm lùi chân tích cực xườn âm xung tín hiệu từ cao xuống thấp đếm tăng lên giảm GVHD: Trịnh Xuân Thắng Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1.2.2 Cấu tạo Các chân 15,1,9,10 chân cho phép đặt giá trị bắt đầu đếm Hình 1.2: Sơ đồ chân IC74LS192 Chân 8,16 hai chân cấp nguồn cho IC, chân nối mass, chân 16 nối lên dương nguồn Chân 4,5 chân nhận xung từ đếm giao động chuyển sang, chân đếm ngược, chân đếm thuận Chân 11 chân khiển IC làm việc đầu tích cực mức thấp Chân 14 chân xóa làm việc mức mức tích cực cao, để IC đếm ta nỗi chân xuống mass Chân 15,1,10,9 chân đặt liệu đầu vào Chân 12 liệu chuyển tiếp đếm thuận Chân 13 liệu chuyển tiếp đếm ngược Chân 3,2,6,7 (Qa,Qb,Qc,Qd) đầu đếm GVHD: Trịnh Xuân Thắng Trường ĐHSPKT Hưng Yên GVHD: Trịnh Xuân Thắng ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1.3 IC 74247 1.3.1 Khái niệm: IC 74247 hoạt động mức tích cực thấp IC 74247 giải mã led đoạn có nghĩa đầu vào mã BCD đầu thị led đoạn 74247 IC giải mã led đoạn có Anot chung 1.3.2 Cấu tạo: Sơ đồ chân chức chân Hình 1.3: Sơ đồ chân IC 74247 GVHD: Trịnh Xuân Thắng 10 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1.7.Kết luận chương Trong chương chúng em trình bày sơ lược linh kiện sử dụng mạch Phần thiết kế thi công cách chọn linh kiện chúng em xin trình bày chương CHƯƠNG II : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 2.1 Sơ đồ khối tồn mạch Khối tạo Khối tín hiệu GVHD: Trịnh Xuân Thắng giải mã Khối 21 đếm Khối hiển thị Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Khối nguồn Hình 2.1: Sờ đồ khối tồn mạch 2.2 Khối nguồn Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Nguồn cung cấp cho toàn mạch nguồn 5V chiều Nguồn ta dùng có tính ổn định cao để mạch đếm xác ta dùng nguồn không ổn định pin, hết pin mạch đếm bị gián đoạn Điện áp đầu vào sau qua biến áp hạ áp từ 220V AC-50Hz xuống 12V AC.Tiếp theo qua cầu diode để chuyển từ điện áp xoay chiều thành chiều GVHD: Trịnh Xuân Thắng 22 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hình 2.3: 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 đểổn định điện áp 5V DC cấp cho mạch hoạt động 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.cùng với tụ phân cực ta dùng thêm tụ gốm để lọc nhiễu cao tần Hình 2.4: Dạng sóng điện áp sau lọc tụ điện GVHD: Trịnh Xuân Thắng 23 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.3 Khối tín hiệu Hình 2.5 Mạch Tín Hiệu NE555 NE555 thiết bị ổn định cho dao động tạo độ xác định thời 2.4 Khối giải mã(IC 74247) Từ tín hiệu mã hóa mã BCD khơng thể đưa hiển thị mà phải qua khối giải mã để hiển thị Mã BCD8421 tương tự mã nhị phân bit ta đưa vào khối giải mã Khối giải mã có nhiệm vụ giải mã BCD mã thập phân hiển thị led Vì led 7seg sử dụng loại anot chung lên ta sử dụng IC giải mã IC 7447 74247 có ngõ mức thấp - Sơ đồ khối: GVHD: Trịnh Xuân Thắng 24 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hình 2.6: Sơ đồ khối giải mã 2.5 Khối đếm(IC74192) Ic 74192 IC đếm thuận nghịch thập phân đồng bộ, đầu IC đếm (Q0,Q1,Q2,Q3) nối với đầu vào IC giải mã (tương ứng A,B,C,D) GVHD: Trịnh Xuân Thắng 25 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hình 2.7: Sơ đồ khối dếm Bộ đếm hoạt động sau: -Khi IC trước đếm hết từ tới 9, tác động xung vào IC (trong trường hợp IC đếm tiến), làm cho IC đếm tiến lên Cụ thể từ chân số 12 IC trước tác động xung up IC kế tiếp.Do đếm tiến nên chân down nối với đất(ở mức logic thấp) 2.6 Khối thị - Led Sau khối giải mã tín hiệu giải mã đưa hiển thị Cấu tạo led đoạn gồm diode phát quang hay nối chung anot với Mỗi bit thể việc sáng led a,led b đến led g Có loại led anot chung katot chung Nhờ đoạn led ta hiển thị số từ đến GVHD: Trịnh Xuân Thắng 26 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hình 2.8: Sơ đồ hiển thị Để hiển thị hàng trăm , hàng chục hàng đơn vị ta sử dụng đếm, giải mã led 7seg để hiển thị GVHD: Trịnh Xuân Thắng 27 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.7 Sơ đồ nguyên lý tồn mạch Hình 2.9: Sơ đồ ngun lý tồn mạch GVHD: Trịnh Xuân Thắng 28 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.8 Nguyên tắc hoạt động mạch Sau dùng máy biến áp ta nguồn điện 12VAC Sau ta cho nguồn điện qua cầu chỉnh lưu Lúc nguồn điện chuyển từ tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu chiều Tiếp theo ta cho nguồn điện qua tụ điện để lọc phẳng tần số Cuối ta cho nguồn điện qua IC 7805 trở thành nguồn điện 5VDC cấp nguồn cho mạch điện Mạch nguồn xung Ne555 hoạt động tạo tín hiệu cấp cho mạch đếm bắt đầu hoạt động Khi ic74192 nhận tín hiệu từ Ne555 chảy vào chân khối điều khiển tín hiệu làm việc chuyển trạng thái sang ic giải mã 74247 chân Qa Qb Qc Qd nhiệm vụ lại đếm hiển thị trạng thái led thành số Các chân xuất tín hiệu từ Qa đến Qd ic 74192 lúc hoạt động đếm thông thường Do đề tài giới hạn từ 000 đến 100 nên ta sử dụng thêm cổng logic là…(7408) để giới hạn số đếm cho toàn mạch Lúc để reset đếm đến 100 ta dựa vào bảng karnaugh để kiểm tra Tại U1 ta reset số có trạng thái 0 U2 ta reset số có trạng thái 0 00 U3 ta reset số có trạng thái 0 1(vì muốn reset 100 ta phải đưa lên đơn vị reset tức lấy 101 để reset) Ở mức tích cực ta đưa chung cổng logic 7408 Khi ic 74192 đưa tín hiệu mức Qabcd gán vào cổng 7408 ic 7408 sễ đưa tín hiệu chân số 14 MR (tức chân reset) chân 14 nhận tín hiệu dương (tức mức tích cực) đồng thời cẩ ic 74192 nhận tín hiệu reset xóa tồn số đếm chạy lại từ đầu đếm tiếp tục chu kì GVHD: Trịnh Xuân Thắng 29 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.9 Sơ đồ board Hình 2.10: Sơ đồ mạch board GVHD: Trịnh Xuân Thắng 30 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.10 Sơ đồ bố trí linh kiện Hình 2.11: Sơ đồ bố trí linh kiện Tiến hanh làm mạch lên phíp đồng dựa sơ đồ mạch in vẽ + Khoan vị trí chân linh kiện board mạch + Cắm linh kiện lên board mạch + Hàn chân linh kiện với board mạch GVHD: Trịnh Xuân Thắng 31 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2.11 Hình ảnh thực tế Hình 2.12: Hình ảnh thực tế mạch 2.12 Kết luận chương Trong chương chúng em trình bày sơ đồ khối chức khối.Sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in, chọn thi công thành công mạch thực chức mà đề tài đề GVHD: Trịnh Xuân Thắng 32 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ KẾT LUẬN -Sau thời gian thực đồ án môn học, với hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Vinh, chúng em hồn thành đồ án theo quy định Để thực yêu cầu đề tài, chúng em không ngừng học hỏi, vấn đề linh kiện điện tử vấn đề khác liên quan.Vì kiến thức điện tử, kinh nghiệm thực tế làm mạch có tiến Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy! - Vì sản phẩm làm mang tính nghiên cứu nên cịn mang tính chưa sử dụng rộng rãi thực tế - Do thời gian điều kiện sinh viên nên sản phẩm chưa hoàn hảo -Chúng ta phát triển đề tài lên dùng cảm biến để làm mạch quản lí bãi xe hay tăng số đếm lên nhiều lần để đếm số lương lớn Trên đồ án môn học em sau thời gian nguyên cứu tìm hiểu hồn thành Vì kiến thức cịn hạn chế với thời gian có hạn đồ án cịn nhiều thiếu sót bất cập mong ý kiến đóng góp để em sửa đổi hoàn thiện GVHD: Trịnh Xuân Thắng 33 Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình ‘‘ kĩ thuật số’’- Phạm Ngọc Thắng-Bùi Thị Kim Thoa Tác giả: Giảng viên Th.S Nguyễn Xuân Công Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Sách linh kiện điện tử Tác giả - Giảng viên Lê Thị Hồng Thắm Trường đại học công nghiệp TPHCM Sách sơ đồ chân linh kiện bán dẫn tác giả: Dương Minh Trí- Xuất lần thứ 5, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Tìmtrên internet (google.com; dientuvietnam.vn;hoiquandientu.vn) GVHD: Trịnh Xuân Thắng 34 tailieu.vn; Trường ĐHSPKT Hưng Yên GVHD: Trịnh Xuân Thắng ĐỒ ÁN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 35 ... học chế tạo sản phẩm điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng lý thuyết học lớp trau dồi thêm kiến thức thực tế Trong đồ án lần này, chúng em nhận đề tài ? ?Thiết kế - chế tạo mạch đếm từ 222- 888? ??... CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐẾM 19 2.1 Sơ đồ khối toàn mạch 19 2.2 Khối nguồn…………… …………… 19 2.3 Khối tín hiệu 21 2.4 Khối giải mã 21 2.5 Khối đếm? ??……………………………………………………... sơ lược linh kiện sử dụng mạch Phần thiết kế thi công cách chọn linh kiện chúng em xin trình bày chương CHƯƠNG II : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 2.1 Sơ đồ khối tồn mạch Khối tạo Khối tín hiệu GVHD: Trịnh