III. Mạch chia tần 80:10 tạo mã điều khiển đèn giao thơng
5. Nguyên lý hoạt độngcủa mạch hiển thị thời gian sáng của đèn đườngI và
Xanh: 30s Vàng: 10s Đỏ : 40s
Theo bảng trạng thái bộđiều khiển đèn (bảng 1)
Thời gian Đường I Đường II 30s đầu XI sáng, VI, ĐI tắt;, ĐII sáng, XII, VII tắt; 10s sau VI sáng, ĐI, XI tắt; ĐII sáng, XII, VII tắt 40s cuối ĐI sáng, XI, VI tắt XII sáng, ĐII, VII tắt Biết :IC10 (74192) là bộđếm 3 (hàng chục). IC11 (74192) là bộđếm 2 (hàng chục).
Khi XI sáng :( XI or VI) qua IC15 (7432) thì đầu ra tại chân 3 sẽ cho ra mức 1, cấp xung CLR cho IC10. Khi ấy chỉ cĩ bộđếm 2 hoạt động. Tín hiệu đếm lùi được lấy từ bộ chia xung, mà đầu ra “MW1” cấp vào chân 4 (Down) của IC10 và IC11. Khi đĩ chỉ cĩ bộđếm 2 hoạt động.
Hàng chục hiển thị số 2, hàng đơn vị hiển thị số 9 ⇒ Thời gian sáng của đèn XI là từ 29 ÷ 00 s.
Khi đèn XI tắt thì VI sáng:
+ ( XI or VI) qua IC15 thì đầu ra tại chân 3 sẽ cho ra mức 1, tạo xung CLR vào bộđếm 2.
+( VI or ĐI) qua IC15 thì đầu ra tại chân 6 sẽ cho ra mức 1, tạo xung CLR vào bộđếm 3.
KILOBOOKS.CO
Khi đĩ chỉ cịn bộđếm lùi của hàng đơn vị hoạt động ⇒ Thời gian sáng của VI là 9÷0s; Khi VI tắt thì ĐI tắt: (ĐI or VI) qua IC15 thì đầu ra tại chân 6 sẽ cho ra mức 1, tạo xung CLR vào bộ đếm 2. Lúc đĩ chỉ cĩ IC10 hoạt động: Hàng chục hiển thị số 3, hàng đơn vị hiển thị số 9.
⇒ Thời gian sáng của ĐI là 39÷00s.
Khi ĐI tắt thì XI sáng. Chu kì sau này lặp lại tương tự chu kì trước. Với đường II nguyên lý hoạt động tương tự đường I. Chỉ khác là trạng thái sáng, tắt giữa các đèn là đối lập nhau.
Mạch đèn hiển thị quyền được ưu tiên cho người đi bộ sang đường:
Quyền được di chuyển của người đi bộ ngược lại với quyền được di chuyển của xe cơ giới.Vì vậy ta chỉ cần đấu nối tín hiệu đèn xanh của người đi bộ với tín hiệu đèn đỏ của xe cơ giới, và tín hiệu đèn đỏ của người đi bộ với tín hiệu đèn xanh của xe cơ giới trên cùng một làn đường .
Ngồi ra mạch được thiết lập hai chế độ đèn ban ngày và ban đêm.Khi làm việc ở chế độ ban ngày , các đèn hoạt động sáng bình thường. Cịn khi làm việc ở chế độ ban đêm, tồn bộ hệ thống sẽ bị cắt nguồn.Chỉ cịn đèn vàng nháy theo xung nhịp đưa vào, báo hiệu cho người tham gia giao thơng biết được điểm giao giữa ngã tư.
KILOBOOKS.CO
10 Chương III- HƯỚNG MỞ RỘNG ĐỀ TÀI
10.1 1.Những khĩ khăn gặp phải khi thực hiện:
Yêu cầu của mạch điều khiển sử dụng tồn bộ IC số.Vì vậy việc tránh được xung nhiễu là vấn đề rất khĩ khăn để mạch cĩ thể hoạt động được.
Một số nguyên nhân:
- Các mối hàn khơng được chặt, các đường mạch khơng được đều do quá trình thiết kế gia cơng mạch.
- Sử dụng nguồn 5V cho tồn bộ hệ thống bằng máy biến áp (qua chỉnh lưu và ổn áp nguồn).Tuy nhiên, xụt áp trên IC và led 7 thanh, dịng cung cấp của nguồn cho tồn bộ hệ thống khơng đủ ; do đĩ tín hiệu đèn điểu khiển cĩ thể khơng chuyển trạng thái theo đúng trạng thái của bộ đếm, và các đèn led hiển thị sáng yếu.
Cách khắc phục : Nâng dịng cung cấp cho mạch bằng cách thay thế nguồn cung cấp .(sử dụng bộ nguồn một chiều của máy vi tính, lấy điện áp đầu ra là 5V).
10.2 2.Hướng mở rộng đề tài
Trên cơ sở thiết kế mạch điều khiển đèn giao thơng ngã tư, chúng ta cĩ thể mở rộng mơ hình điều khiển với nhiều hướng khác như điều khiển khu giao nhau của nhiều làn đường.Đĩ cũng chỉ là việc liên kết các cột đèn tín hiệu.Tín hiệu cho phép được đi của làn đường này (đèn xanh) cùng lúc đĩ là tín hiệu dừng lại (đèn đỏ) của những làn đường khác khơng cùng chiều, hướng.
Ngồi ra ta cũng cĩ thể thiết kế một bộđiền khiển đèn giao thơng ưu tiên xe cơ giới, hoặc ưu tiên cho từng làn đường theo cùng chiều. Ưu tiên xe cơ giới so với người đi bộ nghĩa là : thời gian của xe cơ giới lớn hơn thời gian dành cho người đi bộ ( sử dụng bộ chia tần).
KILOBOOKS.CO
Kết luận
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu về đề tài, Thiết kế, chế tạo mơ hình “điều khiển đèn giao thơng “dùng kỹ thuật số. Quá trình hồn thành khơng thể tránh khỏi những sự cốđã nêu trên.Cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy chúng em đã hồn thành đề tài. Qua đây một phần nào cũng giúp bạn đọc được hiểu rõ về ứng dụng của kỹ thuật số trong thực tế, đồng thời hiểu được những kiến thức cơ bản của kỹ thuật số và chức năng của các vi mạch. Trong những năm gần đây cơng nghệ vi điện tử phát triển rất mạnh mẽ sự ra đời các vi mạch với mọi kích thước, đa dạng về chức năng với giá thành giảm nhanh, khả năng lập trình ngày càng cao đã mang lại những thay đổi sâu sắc trong ngành kĩ thuật điện tử , mạch sốở những mức độ khác nhau đã và đang thâm nhập vào tất cả các thiết bị điện tử thơng dụng và chuyên dụng. Vì vậy sự ra đời kỹ thuật số là cơ sở cho ngành kỹ thuật điện tử, kỹ thuật máy tính, tin học… cuốn thuyết minh này nhằm
đáp ứng nhu cầu tiếp cận với vi mạch số mục đích ứng dụng trong thực tế. Qua quá trình thiết kế, chế tạo khơng thể tránh khỏi những sai sĩt và khuyết
điểm. Vì vậy chúng em rất mong được sự đĩng gĩp ý kiến của các thầy cơ và bạn đọc, từ đĩ chúng em cĩ thể rút ra được những kinh nghiệm cho bản thân đồng thời tìm ra những nhược điểm của cuốn thuyết minh. Qua đĩ sẽ giúp quyển thuyết minh được hồn chỉnh hơn, tối ưu hơn .
KILOBOOKS.CO
10.3 Nhiệm vụđồ án mơn học
Thiết kế và chế tạo mơ hình diều khiển đèn giao thơng .
1) Nội dung thuyết minh
Thuyết minh đề tài ( nêu được ý tưởng thiết kế, phương án thực hiện, cơ sở lý thuyết, quá trình thiết kế và thi cơng mạch, vận hành và điều khiển…)
Phải đảm bảo tính khả thi, hiệu quả kinh tế và khả năng ứng dụng.
Các bản vẽ thiết kế đầy đủ và chính xác.
Sản phẩm phải đảm bảo tính kĩ thuật, mỹ thuật và hoạt động tốt.
Khả năng đáp ứng linh hoạt, chính xác, hồn thành đúng thời gian quy định.
KILOBOOKS.CO
11 TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Mạch điện tử kỹ thuật số Phạm Ngọc Thái . 2. Kỹ thuật điện tử số Đặng Văn Chuyết . 3. Thiết kế mạch logíc Nguyễn Thuý Vân .
4. Khí cụđiện Nguyễn Xuân Phú – Tơ Đằng . 5. Kỹ thuật sốứng dung.
6. Kỹ thuật số thực hành Huỳnh Đắc Thắng . 7. Kỹ thuật số Nguyễn Thuý Vân. 8. Kỹ Thuật điện tử Đỗ Xuân Thụ . Kỹ thuật mạch điện tử Phạm Minh Hà
ỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU... 1 Ý TƯỞNG THẾT KẾ Chương I: CƠ SỞ LÍ THUYẾT... 4 I.Các cổng logic cơ bản... 4 1. Phép tốn OR và cổng OR... 4 II- Các bộđếm... 8 1. Đặc điểm và phân loại bộđếm... 8 2. Một số bộđếm sử dụng trong đề tài... 9 2.1 Bộđếm nhị phân:... 9 2.2 Bộđếm thập phân mã BCD:... 13 3. Các vi mạch ứng dụng:... 14 III. Các bộ giải mã... 17 1.Bộ giải mã hiển thị chữ số... 17
2. Bộ giải mã BCD sang LED 7 thanh... 19
2.1 Khái niệm :... 19
2.2 Sơđồ tổng quát:... 20
3. Vi mạch ứng dụng :... 20
IV.BỘ TẠO XUNG DAO ĐỘNG (IC NE555 )... 22
a.Sơđồ chân :... 22
b.Cấu tạo... 22
Chương II: Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thơng... 24
I. Sơđồ khối mạch điện... 24
2. Chức năng các khối :... 24
II. Mạch nguồn và mạch tạo xung... 26
1.Mạch nguồn... 26
a) Phân tích mạch điện :... 26
2.Mạch tạo xung... 27
III. Mạch chia tần 80:10 tạo mã điều khiển đèn giao thơng... 29
Sơ đồ mạch điện:... 29 Nguyên lý hoạt động:... 29 IV.Thiết kế mạch điều khiển đèn... 30 Một số quy ước:... 30 Mạch điều khiển đèn... 32 3..Mạch đèn hiển thị thời gian làn đường I... 34 4.Mạch đèn hiển thị thời gian làn đường II... 35
5. Nguyên lý hoạt động của mạch hiển thị thời gian sáng của đèn đường I và II: ... 38
Chương III- HƯỚNG MỞ RỘNG ĐỀ TÀI... 40
1.Những khĩ khăn gặp phải khi thực hiện:... 40
2.Hướng mở rộng đề tài... 40
Kết luận... 41
Nhiệm vụđồ án mơn học... 42