Thiết kế mạch đo và hiển thị tốc độ

Thiết kế mạch đo và hiển thị tốc độ

Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 1  TÀI :  MÔ T : H th  dng encoder 100 xung/vòng. Hin th  PHN THUYT MINH : Yêu cu v b cc ni dung :  Tìm hiu chung v mch t hp, mch dãy và mng.  Thit k mn th t .  Xây dng. Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 2 NHN XÉT CNG DN                        ng dn GVC.Th.S: NGUY Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 3  Vi s phát trin không ngng ca khoa hc k thuc bin t ng dng rt nhiu trong công nghiu khin, t khi công ngh ch to loi vi mch lp trình phát trin các k thuu khin hii có nhii vic s dng các mu khin lp ráp bng các linh kin rc nh, giá thành r làm vic tin cy, công sut tiêu th nh, d dàng bng, sa cha khi gp s c. Mt trong nhng máy móc thông dc s dng rt rng rãi c, chính vì th vi  tính toán s d  t thi gian làm vic, nghiên cu, tham kho   a nhiu  lý thuyt, vì vn và thc hin trong thc t.  xin chân thành cy cô trong b  án này. Thc hi án NHÓM 7 Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 4 MỤC LỤC    6  6 1.Khái nim và mô hình toán hc ca mch t hp 6 1.1.Khái nim 6 1.2.Mô hình toán hc 6 1.3.Phân tích mch t hp 6 1.4.Tng hp mch t hp 7 1.5. Mt s mch t hng gp trong h thng 7 2. Tìm hiu v mt s mch t hp 7 2.1.Mch mã hóa 7 2.1.1.Mch mã hóa 2 n ng 7 2.1.2.Mch to mã BCD cho s thp phân. 8 2.1.3.Mch chuyn mã. 9 2.2.Mch gii mã. 10  13 1. Khái quát chung v mch dãy 13 1.1. Khái nim 13 1.2. Mô hình toán hc 13 1.3 Phân loi mch dãy 13 2. ng dng ca mch dãy 18  20 1.Khái quát v mng 20 1.1. Khái nim 20 u kim ca mng 20 2. Mt s mng 22 2.1. Mch ng dùng cu Viên 22 2.2 Mch to xung dùng IC 555 24 Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 5  25  25 1.H chuyn mã: 25  28 2.1: Khái nim: 28 2.2: H m bt k: 29 2.3: Ghép các h m: 30  30 I.S 30  30  31 II. H 32 1.Khi to xung: 32 2. Khm 37 3. Khi gii mã 38 4. Khi hin th: 42 5.Khi cng. 43 6.Khi to xung m cng và khi reset. 43 7. Khi reset. 46  47 III. T. 48  nguyên lí. 48 2.Nguyên lí làm vic. 49  53  53  56 Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 6    1.Khái nim và mô hình toán hc ca mch t hp 1.1.Khái niệm Mch t hp là mch mà s nh ca tín hiu ra  thm bt k ch ph thuc vào t hp các tín hiu vào  th 1.2.Mô hình toán học Mch t hng có nhiu tín hiu vào (x 1 ,x 2 ,x 3 , ) và nhiu tín hiu u ra (y 1 ,y 2 ,y 3 ).Mt cách tng quát có th mô t mô hình toán hc ca mch t h Vi: y 1 =f(x 1 ,x 2  n ) y 2 =f(x 1 ,x 2  n ) . . y m =f(x 1 ,x 2  n )  i dng véc-  )(XFY  1.3.Phân tích mạch tổ hợp Khi phân tích mch t hp ta cn tuân th   c 1: Phân tích yêu cnh bin vào bin ra và mi quan h gia chúng  c 2: Lp bng chân lý:  Lit kê thành bng v mi quan h ng vi nhau gia trng thái tín hiu vào và trng thái hàm s u ra. Bng này gi là bng chân lý  Tin hành thay giá tr (0,1) cho trng thc bng chân lý. Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 7 1.4.Tổng hợp mạch tổ hợp Khi tng hp mch t hp ta cn tuân th   c 1: Lp bng cha m  ng chân lý hay bng trng thái, là bng giá tr các bing vi tng t hp ca các bin vào  c 2: T bng trnh biu thc hàm logic hoc bng Các- nô  c 3: Tin hành ti thi dng thun l trin khai hàm thông qua các mn t  mn 1.5. Một số mạch tổ hợp thường gặp trong hệ thống Các mch t hp hing gp là:  Mch mã hóa( mã hóa nh phân, mã hóa BCD) th  Mch gii mã( gii mã nh phân, gin) b gii mã hin th ký t  Mch cng, mch so sánh  Mch kim/phát chn l  Mp và gip 2. Tìm hiu v mt s mch t hp 2.1.Mạch mã hóa  Khái nim: Mã hóa là gán các ký hing trong mt tp hp  thun tin cho vic thc hin mt yêu cu c th  mã BCD gán s nh phân 4 bit cho tng s mã ca s thp phân (t  thun tic mt s có nhiu s mã; mã Gray dùng tin li trong vic ti gin các hàm logic . . Mch chuyn t mã này sang mã khác gi là mch chuy   c xp vào loi mch mã hóa. Thí d mch chuyn s nh phân 4 bit sang s Gray là mt mch chuyn mã. 2.1.1.Mạch mã hóa 2 n đường sang n đường Mt s nh phân n bit cho 2 n t hp s khác nhau. Vy ta có th dùng s n  mã cho 2 n ngã vào khác nhau, khi có mc chn bng ên mng,  ngã ra s ch báo s nh ng. ch mã hóa 2 n ng. Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 8 Mch mã hóa 2 n ng 2.1.2.Mạch tạo mã BCD cho số thập phân.  Mch g thp phân và 4 ngã ra là 4 bit ca s BCD. Khi mt s thc tác ng bc cao các ngã ra s cho s ng.  Bng s tht ca mch: Không cn bng Karnaugh ta có th vinh các ngã ra: A 0 = 1 + 3 + 5 + 7 + 9 ; A 1 = 2 + 3 + 6 + 7 ; A 2 = 4 + 5 + 6 + 7; A 3 = 8 + 9 Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 9  t ln, ta vit li bng s th i s  nh các ngã ra A 3 , A 2 , A 1 , A 0 2.1.3.Mạch chuyển mã. Mch chuyn t mt mã này sang m    c loi mã hóa. Mch chuyn mã nh phân sang Gray. Th thit k mch chuyn t mã nh phân sang mã Gray ca s c tiên vit bng s tht ca s nh phân và s ng. Các s nh phân là các bin và các s Gray s là hàm ca các bi. Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội  án Môn VMTT&VMS Page 10 Bng s tht: A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 C 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 D 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1                 X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Y 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 Z 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 T 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 Dùng b nh X, Y, Z, T theo A, B, C, D. Quan sát bng s tht ta thy ngay: X = A, Vy ch cn lp 3 bng Karnaugh cho các bin Y, Z, T và kt qu cho   2.2.Mạch giải mã. 2.2.1.Mạch giải mã 2 đường sang 2 n đường 2.2.1.1.Ging. Thit k mch Gic  ni m n, ta xét mch ging ng có các ng cao . Bng s th mch: [...]... 7 đo n 2.2.2.1.Đèn led 7 đo n Đây là lọai đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đọan a, b, c, d, e, f, g, bên dưới mỗi đọan là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song song (đèn lớn) Qui ước các đọan cho bởi hình dưới: Khi một tổ hợp các đọan cháy sáng sẽ tạo được một con số thập phân từ 0 – 9: Đèn 7 đo n cũng hiển thị được một số chữ cái và một số ký hiệu đặc biệt Có hai loại đèn 7 đo n:... chung (b), dùng cho mạch giải mã c ngã ra tác động thấp a) b) 2.2.2.2.Mạch giải mã BCD sang 7 đo n Mạch có 4 ngã vào cho số BCD và 7 ngã ra thích ứng với các ngã vào a, b, c, d, e, f, g của led 7 đọan, sao cho các đọan cháy sáng tạo được số thập phân đúng với mã BCD ở ngã vào Bảng sự thật của mạch giải mã 7 đo n, c ngã ra tác động thấp: Dùng Bảng Karnaugh hoặc có thể đơn giản trực tiếp với các hàm chứa... mã 7 đo n, c ngã ra tác động thấp: Dùng Bảng Karnaugh hoặc có thể đơn giản trực tiếp với các hàm chứa ít tổ hợp ta có kết quả: a= A) b=C c= d= e = A+ C f= g= Từ các kết quả ta có thể vẽ mạch giải mã 7 đo n dùng các cổng logic Hai IC thông dụng dùng để giải mã BCD sang 7 đọan là: - CD 4511 (loại CMOS, ngã ra tác động cao và c đệm) - 7447 (loại TTL, ngã ra tác động thấp, cực thu để hở) Đồ án Môn VMTT&VMS... một dao động xung vuông c độ rộng Tm và Ts bất kỳ Sau khi đã tạo ra xung có Tm và Ts ta có: T = Tm + Ts và f = 1/ T Đồ án Môn VMTT&VMS Page 24 Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ A CƠ S Ý H YẾ 1.Hệ chuy n mã: Hệ chuy n mã Hệ chuyển mã là hệ tổ hợp có nhiệm vụ làm cho 2 hệ thống tương thích nhau, mặc dù 2 hệ thống sử dụng 2 mã nhị phân khác nhau Hệ chuyển... vào tương ứng với tổ hợp BCD và 7 ngõ ra tương ứng 7 thanh của LED ã Xây dựng hệ giả n cathode chung * Bảng chân lý: D Input D C B Output A a b c d e C f g B 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 a b c Giải mã led 7 đo n d e f A 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 g 0 1 Đồ án Môn VMTT&VMS Page 26 Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1... 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 X X X X X X X 1 0 1 1 X X X X X X X 1 1 0 0 X X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X X *Các hiển thị tương ứng của LED 7 đo n với lần lượt các đầu vào: Đồ án Môn VMTT&VMS Page 27 Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội 2.Hệ Ở xung thứ 10, QB và QD lên 1, lợi dụng hai trạng thái này ta dùng 1 cổng NAND 2 ngã vào để x a các FF Mạch... đếm: Gồm các IC7490 được ghép nối với nhau để tạo thành các hệ đếm phù hợp - Khối giải mã: Gồm các IC7447 để giải mã BCD để đưa ra khối hiển thị - Khối hiển thị: Hiển thị tín hiệu sau giải mã qua LED 7 đo n Ngoài ra ở mạch số 2 c 1 nút ấn : + Nút Reset : ấn nút reset để chạy lại toàn bộ hệ thống Đồ án Môn VMTT&VMS Page 31 Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội II Ho ng của từng kh i: 1.Kh i t o xung: 1.1