45
ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra trên một băng chuyền Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Phan Đình Anh 2. Đặng Đức Thắng 3. Đới Văn Nghiệp Khóa : Nghành đào tạo : Điện tử viễn thông Số tín chỉ : 1 tín chỉ Thời gian thưc hiện : 8 Tuần Nội dung cần hoàn thành: 1. Lập kế hoạch thực hiện và báo cáo theo đúng tiến độ. 2. Nghiên cứu ứng dụng thực tế của thiết bị, đề ra phương án thiết kế, chế tạo. 3. Giới thiệu thông số, ứng dụng của các phần tử trong mạch. 4. Tính toán, lựa chọn các linh kiện. 5. Quy trình thưc hiện chế tạo hoàn thiện. 6. Quyển thuyết minh và các bản vẽ Giảng viên hướng dẫn Dương Đình Tú

ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

ĐỀ TÀI : Thiêt kê, chê tao mach kiêm tra sô sản phẩm đi ra trên một băng chuyền

Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Phan Đình Anh

2. Đặng Đức Thắng

3. Đới Văn Nghiệp

Khóa :

Nghành đào tạo : Điện tử viễn thông

Số tín chỉ : 1 tín chỉ

Thời gian thưc hiện : 8 Tuần

Nội dung cần hoàn thành:

1. Lập kế hoạch thực hiện và báo cáo theo đúng tiến độ.

2. Nghiên cứu ứng dụng thực tế của thiết bị, đề ra phương án thiết kế, chế tạo.

3. Giới thiệu thông số, ứng dụng của các phần tử trong mạch.

4. Tính toán, lựa chọn các linh kiện.

5. Quy trình thưc hiện chế tạo hoàn thiện.

6. Quyển thuyết minh và các bản vẽ

Giảng viên hướng dẫn

Dương Đình Tú

Page 2: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

BẢNG THÔNG QUA ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Họ và tên: Phan Đình Anh, Đới Văn Nghiệp

Lớp : 50K1- ĐTVT

Tên đồ án: Mạch đếm sản phẩm

Lần Ngày Nội dungNhận xét (cho phép/ không cho phép, thông qua đợt sau)

Chữ ký GVHD

1 ……………

2 …………….

3 …………….

4 …………….

Nhận xét chung: …………………………………………………………...

……………………………………………………………………………..

Ghi chú:

- Điều kiện để sinh viên được phép bảo vệ đồ án: phải thông qua đầy đủ và có chữ ký của giáo viên hướng dẫn xác nhận.

- Bảng này phải được đóng vào đầu của quyển thuyết minh đồ án.

Page 3: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 5 CHƯƠNG I 71. Các phần tử logic cơ bản 71.1 Phần tử NOT 71.1. Phần tử AND 71.2 .Phần tử OR 71.3. Phần tử NAND 91.4. Phần tử NOR 92. Các triger 92.1. Triger RS 92.2. Triger JK 10CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 111. Phần thuyết minh 112. Thiết kế 122.1. Bộ đếm mod 10 122.2. Bộ giải mã 203. Mô phỏng mạch bằng proteus 213.1 Nguyên tắc hoạt động của mach 21CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM 231. Xây dựng sơ đồ khối 231.1. Nguyên tắc hoạt động các khối 231.1.1 Khối nguồn 231.1.2. Khối hạ áp 231.1.3. Khối chỉnh lưu1.1.4. Khối lọc

Page 4: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

1.2. Khối ổn áp1.2.1. 1.2.2. Nguyên tắc thu1.3 Khối mã hóa

Page 5: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

L IỜ  NÓI Đ UẦ

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của

con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sự tiện lợi tối ưu

với những trang thiết bị hiện đại phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại

hoá đất nước. Đặc biệt góp phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử

đã góp minh dễ sử dụng đối với con nguời cũng đang được phát triển rộng.

Những thành tựu của nó đã có thể biến được những cái tưởng chừng như không

thể thành những phần không nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất

nước. Trong đó sự tích hợp các mạch điện – điện tử ngày càng trở nên thiết yếu

khi mà công nghệ ngày càng phát triển hơn tiến tới thời đại của vi xứ lý vi mạch

những mạch cồng kềnh chiếm nhiều diện tích đã bị loại bỏ dần thay vào đó là

các mạc siêu nhỏ gọn gàng hơn đang đươc ưa chuộng.

Trong đó ngành điện tử kỹ thật số là một lĩnh vực phát triển mạnh của thế

giới nó không những chỉ ứng dụng trong công công nghiệp mà còn được sử

dụng nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày và mang lại hiệu quả cao.Các

linh kiện điện tử kỹ thuật số được ứng dụng vào các mạch điện như: mạch đồng

hồ, mạch cầu thang, mạch đèn giao thông…Nó như một công cụ tin cậy cho mỗi

người sử dụng.

Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang

và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong

hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuật cũng như đời sống xã hội.

Việc gia công xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử hiện đại đều dựa

trên cơ sở nguyên lý số vì các thiết bị làm việc trên cơ sở nguyên lý số có những

ưu điểm hơn hẳn các thiết bị điện tử làm việc trên cơ sở nguyên lý tương tự, đặc

biệt là trong kỹ thuật tính toán.

Bộ đếm dựa trên cơ sở nguyên lý số là một ví dụ điển hình, thường gặp và

đóng vai trò quan trọng trong các mạch điện tử. Bộ đếm là thành phần cơ bản của

hệ thống số, chúng được sử dụng để đếm thời gian, chia tần số, điều khiển các mạch

khác…Bộ đếm là mạch đơn giản được xây dựng từ các thành phần nhớ là các

Trigger và các phần tử tổ hợp.

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 4

Page 6: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Với những ưu điểm của bộ đếm như trên chúng em đã chọn làm đề tài:

“Ứng dụng bộ đếm để thiết kế mạch đếm sản phẩm”.

Mục đích chính của đồ án này là thiết kế bộ đếm có chức năng đếm sản phẩm

theo yêu cầu của người sử dụng. Đây là một đề tài được ứng dụng nhiều trong

thực tiễn. Đề tài này được thiết kế để kiểm tra số sản phẩm sản xuất ra trên băng

chuyền.

Đề tài gồm 3 chương:Chương 1: Cơ sở lý thuyết – trình bày cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài.Chương 2: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển đếm sản phẩm – trình bày các

bước tiến hành thiết kế chế tạo mạch đếm sản phẩm.Chương 3: Chế tạo và thử nghiệm.Chúng em đã nghiên cứu và thiết kế dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của

thầy: Dương Đình Tú, giảng viên khoa điện tử viễn thông trường Đại Học

Vinh. Vì kiến thức, kinh nghiệm của chúng em còn hạn chế nên đồ án không

tránh được sai sót. Chúng em rất mong sự đánh giá của quý thầy cô và bạn bè,

để đồ án được hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 5

Page 7: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1Các phần tử logic cơ bản 1.1.1. Phần tử NOT.

Bảng chân lý:

A Y0 11 0

Phương trình logic: AY =

Kí hiệu:

1.1.2. Phần tử AND.Bảng chân lý:

A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1

Phương trình logic: Y = A.BKí hiệu:

A

B

Y = A B

1.1.3. Phần tử ORBảng chân lý:

A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 1

Phương trình logic: Y = A + B

Kí hiệu:

Page 8: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

1.1.4. Phần tử NANDBảng chân lý:

A B Y0 0 10 1 11 0 11 1 0

Phương trình logic: ABY =Kí hiệu:

1.1.5. Phần tử NORBảng chân lý:

A B Y0 0 10 1 01 0 01 1 0

Phương trình logic: BAY +=

Kí hiệu:

1.2 Các Trigger.1.2.1. Trigger RS

Là một cấu trúc logic với hai trang thái ổn định có hai lối vào thông tin là R và S. Khi S=1, R=0 Trigger nhận trạng thái Q=1, còn khi R=1, S=0 Trigger nhận trạng thái Q=0

Bảng trạng thái của Trigger

Rn Sn Qn+1

0 0 Qn

0 1 11 0 01 1 x

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 8

Page 9: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Như vậy: Nếu tác động đồng thời lên R,S mức logic cao thì Trigger nhận trạng thái không xác định.Phương trình logic: Qn+1=Qn nR +Sn

Kí hiệu:

1.2.2. Trigger JKLà cấu trúc logic với hai trạng thái ổn định và hai lối vào J, K. Với điều

kiện JnKn = 1 thì tồn tại sự lật trạng thái trước đó có nghĩa là khi J, K đều ở mức cao thì Qn+1 = nQ , trong các trường hợp còn lại thì nó thực hiện chức năng phù hợp với bảng chân lý R-S khi đó lối vào J tương đương với lối vào S còn lối vào K tương đương với R.

Bảng chân lý của Trigger J-K

Kn Jn Qn+1

0 0 Qn

0 1 01 0 11 1 nQ

Phương trình logic: Qn+1 = Jn. nQ + nK Qn

Kí hiệu:

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 9

Page 10: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG

1.Phần thuyết minh

1.1Tính cần thiết của đề tài

Hiện nay vẫn chưa hiểu rõ và đánh giá đúng về tiềm năng cũng như

những áp dụng hữu ích của việc kỹ thuật số trong đời sống hằng ngày. mọi

người đang sống trong thời đại gọi là “kĩ thuật số“ hiện đại, siêu hiện đại. Thời

đại mà khoa học phát hiện ra rằng việc áp dụng điều khiển bằng số trong công

nghệ hiện đại là vô cùng cần thiết. “Kĩ thuật số“ ra đời lập tức đã và đang làm

nên một cuộc cách mạng trong mọi lĩnh vực của đời sống hiện đại, từ chiếc nồi

cơm điện, máy giặt, máy điện thoại… đến truyền hình, chụp ảnh, công nghệ

thông tin… rồi đây “kĩ thuật số” của khoa học sẽ không dừng lại, không giẫm

chân tại chỗ mà tiếp tục phát triển, thậm chí phát triển với tốc độ vũ bão.

Ngày nay công nghệ không dây đang phát triển rất mạnh. Với các thiết

bị không dây ngày càng hiện đại cho phép người sử dụng thỏa mãn những nhu

cầu về giải trí cũng như trong điều khiển sản xuất mà không cần dây nối. Nó thật

sự tiện ích và tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng. Truyền tín hiệu số

không dây.

Khoa học ngày nay đã chứng minh được (bằng lý thuyết) rằng có thể

phân tích hoàn toàn vật chất thành những tín hiệu, thành… sóng . Phân tích rồi

tổng hợp lại… phải dựa trên “kĩ thuật số” . Do thực tế hiện nay ”mạch đếm số

sản phẩm được hiển thị led 7 thanh” được áp dụng rông rãi như mạch đếm cửa

ra vào, mạch đếm gara ô tô .....và còn rất nhiều những ứng dụng khác. Các sản

phẩm rất đa dạng với nhiều chủng loại : đặc, rỗng, kích cỡ khác nhau. Nhưng

với khả năng của thiết bị lắp thì mach chỉ có thể đếm với các sản phẩm có khả

năng che được ánh sáng và có kích thước nhỏ.

Khi nghiên cứu đề tài này chúng em muốn phát huy những thành quả

ứng dụng của kỹ thuật số nhằm tạo ra những sản phẩm, những thiết bị tiên tiến

hơn và đạt hiệu quả sản xuất cao hơn. Ngoài ra quá trình nghiên cứu thực hiện

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 10

Page 11: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

đề tài là một cơ hội để chúng em tự kiểm tra lại những kiến thức dã được học ở

trường, đồng thời phát huy tính sáng tạo, khả năng giải quyết một vấn đề theo

yêu cầu đặt ra.

2. Thiết kếTa dùng một mạch dãy không đồng bộ được thiết kế đếm số sản phẩm ra

trên băng chuyền sản xuất. Mạch một chùm sang A được bố trí như hinh vẽ. Mạch được thiết kế sao cho mỗi lần đếm được số sản phẩm cụ thể: B

A

Z

X

Khi có một sản phẩm đi ra thì chùm sáng A sẽ bị chắn. Khi đó mạch cho ra tín hiệu Z = 1. Đầu ra được đưa vào đầu vào bộ giải mã như hình vẽ sau:

Giả sử chùm sáng bị chắn là X; ngược lại không bị chắn là X . Mức “1”: đếmMức “0” không đếmBảng chân ly:

X Z0 01 1

Ta có đồ hình trạng thái như sau: 1/0 /0 /0 /0 S0 S1 S2 S3 S4

S0 là trạng thái ban đầu của mạch. Khi sản phẩm đi ra trên băng chuyền sự chuyển đổi trạng thái của mạch sẽ là S0 => S1 => S2 => S3 => S4 và S4 => S0.Từ đồ hình trạng thái ta có bảng trạng thái, bảng ra như sau:

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 11

Mạch logic

10n 10n

Giải mã 7 vạch

Giải mã 7 vạch

Page 12: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Q2 Q1 Q0 Q*2 Q*

1 Q*0 Qn+1

2 Qn+11 Qn+1

0

01100011

01010101

00001111

11000000

10100000

00000000

10100011

11110101

00001111

Ta dung bìa Karnaugh để tìm ra phương trình kích:

Q1Q0

Q2

00 01 11 10

0 1 1 1 1 1

Qn+12 = 012 QQQ + Q2(Q1 + Q0)

J2 = 01QQ ; K2= 1Q + Q0

Q1Q0

Q2

00 01 11 10

0 1 1 1 1 1 1

Qn+11 = 01QQ + Q1

J1 = 0Q ; K1 = 1 Q1Q0

Q2

00 01 11 10

0 1 1 1 11 1

2.1Bé ®Õm mod 10 :

Phân tích yêu cầu thiết kế, xây dựng đồ hình trạng thái ban đầu

Mô hình yêu cầu của bộ đếm thuận đồng bộ Mod 10 như sau:

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 12

Page 13: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Cp C

Xung đếm Tín hiệu chuyển vị

Bộ đếm cần có 10 trạng thái, N=10, biểu thị bằng S0, S1, S2, …, S9. Căn cứ vào quy luật đếm thuận thập phân, ta vẽ ra đồ hình trạng thái ban đầu như sau: /0 /0 /0 /0 S0 S1 S2 S3 S4 /1 /0 S9 S8 S7 S6 S5 /0 /0 /0 /0 Dưới tác dụng của xung đếm đưa vào, trạng thái mạch điện phải chuyển đổi trạng thái tuần tự theo luật đếm thuận. Tương ứng trạng thái S9 thì C = 1, tương ứng các trạng thái khác thì C = 0. Khi bộ đếm từ S9 chuyển đổi sang mức S0 thì bộ đếm xóa về 0, tín hiệu chuyển vị (nhớ) kích lật bộ đếm trọng số lớn hơn.

Xác định số lượng và chủng loại Trigger, chọn mã hóa trạng thái: Vì 2n ≥ N = 10 Vậy n = 4, chọn Trigger JK Trạng thái của bộ đếm được mã hóa theo mã 8421. 10 trạng thái sẽ có 10 tổ hợp mã tương ứng như sau: S0 = 0000, S1 = 0001, S2 = 0010, S3 = 0011,

S4 = 0100, S5 = 0101, S6 = 0110, S7 = 0111, S8 = 1000, S9 = 1001.

Ta vẽ ra đồ hình trạng thái sau khi mã hóa:

Tìm phương trình trạng thái, phương trình ra Tìm phương trình trạng thái Trạng thái kế tiếp và đầu ra của bộ đếm đều là hàm số của trạng thái xét, mà trạng thái xét và trạng thái kế tiếp của bộ đếm đều biểu thị bằng trạng thái hiện tại và kế tiếp của các Trigger cấu trúc nên bộ đếm. Căn cứ vào đồ hình trạng thái

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 13

Bộ đếm

Page 14: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

ta vẽ ra bảng Karnaugh của đầu ra và trạng thái kế tiếp của bộ đếm. 6 trạng thái 1010 ÷ 1111 không được dung, sẽ không xuất hiện trong khi bộ đếm làm việc bình thường , có thể giúp việc tối thiểu hóa

Trước hết hãy cùng tìm hiểu về sự chuyển tiếp trạng thái ở ngõ ra Q:

Giả sử ngõ ra Q đang ở 0, bây giờ ta muốn khi có xung ck thì Q lên 1.

Dựa vào bảng trạng thái của FF JK thì J = 1, K = 0 hay J = 1, K = 1 (trường hợp

Qn+1 = 1 với Qn chính là Q đang ở 0 trước đó). Tóm lại khi Q từ 0 chuyển lên 1

thì cần J = 1, K = X (X bằng 0 hay 1). Lý luận tương tự thì :

Q từ 1 chuyển về 0 cần J = X, K = 1

Q từ 0 giữ nguyên là 0 cần J = 0, K = X

Q từ 1 giữ nguyên là 1 cần J = X, K = 0

Cả bốn trường hợp chuyển trạng thái của Q được tóm tắt như bảng dưới

đây (được gọi là bảng trạng thái kích ngõ vào của FF JK ) :

Chuyển tiếptrạng thái ở

ngõra Q

Trạng thái của Q bây giờ

Trạng thái tới của Q mong

muốn

Logic cần thiết ở ngõ vào

J K

0 –> 0

0 - > 1

1 - > 0

1 - > 1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

x

x

x

x

1

0

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 14

Page 15: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Sau khi đã nắm vững quy tắc chuyển trạng thái của FF ở trên ta mới bắt đầu đi

vào bài toán ở ví dụ trên :

Do mạch đếm có tất cả 10 trạng thái ngõ ra nên ta cần 4 FF, chọn FF JK.

Có thể tóm lượt nội dung cần thiết kế qua mạch logic sau:

Nhiệm vụ của bài toán là tìm ra mạch logic X để mạch trên thoả mãn các yếu tố:

- Mạch có số đếm từ 000 đến 111 nên Qn+1 sẽ là 001 đến 000 (111 reset về 000)

- Từ trạng thái ra dựa vào bảng trạng thái kích ngõ vào ở phần trên ta có thể xác

định được logic cần thiết ở ngõ vào J, K của 3 tầng FF để khi có xung kích ck

thì chuyển lên trạng thái tiếp theo.

Với các ngõ vào của X là các ngõ ra của các FF và các ngõ ra của X lại là

các ngõ vào kích của các FF, ta có bảng chuyển trạng thái của X khi đếm:

Chuyển tiếp trạng thái ngõ raCác ngõ vào FF

Trạng thái bây giờ Trạng thái tới

Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0

0 0 0 0 0 0 0 1 0 x 0 x 0 x 1 x

0 0 0 1 0 0 1 0 0 x 0 x 1 x x 1

0 0 1 0 0 0 1 1 0 x 0 x X 0 1 x

0 0 1 1 0 1 0 0 0 x 1 x X 1 x 1

0 1 0 0 0 1 0 1 0 x X 0 X 1 1 x

0 1 0 1 0 1 1 0 0 x X 0 1 x x 1

0 1 1 0 0 1 1 1 0 x X 0 X 0 1 x

0 1 1 1 1 0 0 0 1 x X 1 X 1 x 1

1 0 0 0 1 0 0 1 x 0 0 x 0 x 1 x

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 15

Page 16: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

1 0 0 1 0 0 0 0 x 0 0 x 1 x x 1

Bây giờ, lập bìa K với Q0, Q1, Q2, Q3 là các biến ngõ vào trong khi các ngõ J,

K của 3 tầng FF lại trở thành ngõ ra. Bìa K cho 6 ngõ ra như sau :

Xây dựng bìa Karnaugh để tối thiểu hóa để tìm ra phương trình kích và phương trình ra như sau: Bảng 1(Q3

n+1):

Bảng 2 (Q2

n+1):

Bảng 3(Q1n+1):

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 16

Page 17: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Bảng 4(Q0n+1):

Tìm phương trình ra Bảng 5 (C):

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 17

Page 18: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Tìm phương trình kích Phương trình đặc trưng của Trigger JK:

Đồng nhất các hệ số của phương trình trạng thái của Trigger được sử dụng trong bộ đếm và phương trình của Trigger JK ta tìm được phương trình đầu vào điều khiển của các Trigger được sử dụng trong bộ đếm:

Kết quả cuối cùng là mạch đếm như hình sau:

- Nguyên lý hoạt động:Đây là bộ đếm không đồng bộ, bộ đếm hoạt động bình thường cho đếm xung

thứ 10, tại sườn âm của xung thứ 10 thông qua cổng AND hệ thống bị reset vềtrạng thái ban đầu.

Trên thực tế ta không thiết kế từng bộ đếm bằng các triger mà dùng các IC đếmmod 10 để thiết kế bộ đếm mod 3, mod 6, mod 10Cụ thể là khi thiết kế bộ đếm sản phẩm đến 99 cho khối đếm ta dung IC74HC192 với sơ đồ sau:

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 18

Page 19: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

D015 Q0 3

D11

Q12

D210 Q2 6

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4 TCD 13

PL11

MR14

U1

74HC192

D015 Q0 3

D11

Q12

D210 Q2 6

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4 TCD 13

PL11

MR14

U2

74HC192

- Nguyên tắc hoạt động:Khi có xung clock đặt vào lối vào xung đếm thuận của IC đếm hàng đơn vị

của khối đếm, IC này sẽ đếm từ 0 đếm 9 cho ra mã BCD ở đầu ra củanó. Khi IC này đếm lên đên 9 thì chân tín hiệu TC U sẽ chuyển về mức thấp,ta dùng chân này để nối với lối vào xung clock của IC đếm hàng chục.Khi 2 IC đếm giây đếm đến 99 thì lập tức tạo ra 1 xung thông qua cổng ANDđưa vào chân reset của 2 IC đếm, 2 IC này bị reset về 0 đồng thời tạoxung kích vào lối vào xung clock của IC đếm hàng đơn vị phút.

2.2. Khèi gi¶i m·: *M¹ch gi¶i m· BCD 4 bit ra m· 7 thanh: Víi LED 7 thanh:

B¶ng tr¹ng th¸i ho¹t ®éng m¹ch gi¶i m·:

Số C D c D e f G

0123012301

0 00 11 01 10 00 11 01 10 01 0

1101111111

1011011010

1010001010

1000111011

0011111001

ThiÕt kÕ m¹ch dïng c¸c phÇn tö logic tæ hîp: a = C + A + BD +DB b = A + Bc = A + C + B + D

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 19

Page 20: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

d = C + A +D + BD e = CD +BD f = A + CD + BD + BC g = CD + BD +BC +B

*KL: Thùc tÕ dïng IC gi¶i m·: 7447/74LS47

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 20

Page 21: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

3. Mạch mô phỏng trên proteus:

D015

Q03

D11

Q12

D210

Q26

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4

TCD13

PL11

MR14

U1

74LS192

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U2

74LS47

D015

Q03

D11

Q12

D210

Q26

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4

TCD13

PL11

MR14

U3

74LS192

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U4

74LS47

R11k

D1LED

R210k

D2LED

Q12N706

R41k

R31k

1 2

U1:A

7414

R2(2)

D015

Q03

D11

Q12

D210

Q26

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4

TCD13

PL11

MR14

U6

74LS192

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U7

74LS47

D3

LED-BIBY

3.1 Nguyên lí hoạt động:

Khi được cấp nguồn 1 chiều 5V có 2 trường hợp xảy ra là có tín hiệu sản

phẩm đi qua và không có sản phẩm đi qua.

a. Khi không có tín hiệu đi qua

Led thu phát vẫn hoạt động bình thường vì toàn mạch được cấp nguồn

5V. Led phát vẫn phát tín hiệu để led thu nhận, khi led thu nhận tín hiệu thì điện

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 21

Page 22: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

trở led thu giảm gần như bằng 0V, nên dòng điện đó sẽ đi thẳng xuống mass. Do

đó tranzitor không dẫn vì theo công thức tính :

UB = (U x Rled thu)/(Rled thu + R2) = (5 x 0)/(0+104) = 0.

Do đó điện áp 5V qua R4 sẽ đi vào cổng nót IC7404. Cổng NOT sẽ là mức

thấp, tín hiệu xung vào IC74192 lúc này sẽ là xung mức thấp nên IC74192 sẽ không

đếm, không có tín hiệu cho IC7447 nên sẽ không hiển thị sang led 7 thanh.

b. Khi có tín hiệu đi qua.

Khi có tín hiệu đi qua tín hiệu đó sẽ che led thu, led thu sẽ không nhận được

tín hiệu của led phát, điện trở led thu sẽ rất lớn, nên điện áp trên cực B của

tranzitor sẽ lớn hơn 0V. Vì công thức : UB = (U x Rled thu)/(Rled thu + R2).

Tranzitor dẫn gây sụt áp trên cực C của tranzitor, lúc đó tín hiệu đi ra ở mức

thấp 0V (vì điện áp lúc này đi từ cực C xuống mass), khi qua cổng NOT sẽ

được đảo thành mức cao. Vì chân 5 của IC 74192 tích cực ở mức cao nên nó sẽ

nhảy trạng thái tức là bộ mã hóa lúc này sẽ có đầu ra là 0001. Đầu vào của bộ

giải mã. Khi giải mã xong thì tín hiệu sẽ được hiển thị trên led 7 thanh là 01 và

nó sẽ giữ nguyên trạng thái này cho đến khi có sản phẩm tiếp theo đi qua và đi

khỏi đường sáng laser thì nó sẽ nhảy trạng thái tiếp theo là 02. Cứ như vậy khi

có sản phẩm tiếp theo đi qua thì nó sẽ hoạt động tương tự như trên.

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 22

Page 23: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Chương III. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM

1. Xây dựng sơ đồ khối của toàn mạch

Hình 1.1: Sơ đồ khối của toàn mạch

1.1. Nguyên tắc hoạt động của các khối

1.1.1. Khối nguồnBộ nguồn cung cấp cho toàn mạch ở đây ta dùng nguồn một chiều một vài

trăm ôm để tránh cháy đèn led hoặc ta cung cấp nguồn 3,5V thì ta đưa điện áp

trực tiếp vào led. Nguồn ta dùng ở đây ta cần độ ổn định cao để mạch đếm chạy

một cách chính xác, nếu ta dùng nguồn không ổn định ví dụ như pin thì hoạt

động bị gián đoạn.

Bộ 5V và 3V- 4.5V cho súng laser, khi ta đưa vào led 7 thanh ta phải đưa

qua điện trở nhỏ khoảng 1 kilôm.

Mạch yêu cầu dùng dòng 1 chiều, điện áp 5V nên khối nguồn này ta dùng

máy biến áp, cầu chỉnh lưu, và IC7805 có tác dụng ổn định điện áp ra 5V.

1.1.2. Khối hạ áp

Ở đây chúng ta biến đổi điện áp lưới 220VAC-50Hz xuống còn 24VAC -

3A. Mục đích là cấp đầy vào cho bộ biến đổi và bộ lọc để có điện áp một chiều

mong muốn.

1.1.3. Khối chỉnh lưu

Thành phần chỉnh lưu là biến đổi tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu 1 chiều thông qua 4 con diode chỉnh lưu. Đây là sơ đồ chỉnh lưu cả chu kì với dạng sóng đầu vào và đầu ra sau chỉnh lưu như sau:

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 23

Page 24: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Hình 1.2 : Điện áp sau chỉnh lưu.

Dạng điện áp sau chỉnh lưu nó vẫn còn các sóng nhấp nhô như ngọn núi

và dạng điện áp này vẫn được coi là điện áp 1 chiều nhưng chưa ổn định.

2.1.3. Khối lọc

- Có nhiệm vụ san bằng điện áp một chiều đập mạch U3 thành điện áp một

chiều U4 ít nhấp nhô hơn.

- Tụ có điện dung càng lớn thì điện áp ở đầu ra càng bằng phẳng.

Hình 1.3: Điện áp sau khi được lọc bằng tụ điện.

- Tụ gốm có tác dụng lọc xung đột biến .

1.1.4. Khối ổn áp

- Dòng họ 78xx cho ra nhiều loại ổn áp điện khác nhau: như 7805

ổn áp 5V.

- Điện áp đầu vào của họ 78xx là điện áp 1 chiều và max <=40V.

- Dòng điện không vượt quá 1A.

- Dòng đỉnh là 2.2A

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 24

Page 25: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

- Công suất tiêu tán cực đại có tản nhiệt là 15W.

- Đảm bảo thông số là : Vi - V0 = 2V đến 3V ( lúc đó mạch mới hoạt động

ổn áp được) .

- Tản nhiệt tốt cho 78xx. Khi hoạt động với tải thì 78xx rất nóng. Đối với

cấp điện áp là 29V thì 78xx nóng khi có tải và chú ý tản nhiệt tốt cho nó.Để

nóng quá sinh ra phá 78xx.

1.2. Khối tạo tín hiệuCó nhiệm vụ nhận biết tín hiệu,mã hoá tín hiệu thành tín hiệu xung.

1.2.1. Nguyên tắc phát

Sơ đồ khối

Hình 1.4: Sơ đồ khối phát.

Giải thích

- Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào các

phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình , mổĩ phím chức năng tương

ứng với một số thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân

tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã

lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit … tùy theo số lượng các phím chức

năng nhiều hay ít.

- Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời

khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định

thời gian chuẩn của mỗi bit.

- Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị phân

tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 25

Page 26: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

ra nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển

bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc

chuyển đổi đủ số bit của một mã lệnh.

- Khối điều chế và phát FM : mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua

mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz

đến 100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn , nghĩa là

tăng cự ly phát.

- Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit

=’1’ thì LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó . Khi mã

lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng . Do đó bên thu không nhận được

tín hiệu xem như bit = ‘0’.

1.2.2. Nguyên tắc thu

Sơ đồ khối:

Hình 1.5: Sơ đồ khối thu.

Giải thích:

- Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED

thu hồng ngoại hay các linh kiện quang khác.

- Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi

đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần

thiết là mã lệnh.

- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã lệnh được

đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 26

Page 27: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương

ứng để kích mở mạch điều khiển.

- Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần

thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ , đảm bảo cho mạch tách sóng

và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính x.

1.3. Khối mã hóa

Khái niệm mã hóa:

- Nói một cách khái quát, mã hóa là dùng văn tự, ký hiệu hay mã hóa để

biểu thị một đối tượng xác định. Ví dụ như đặt tên cho trẻ sơ sinh, các thí sinh

tham gia các môn thì có một số báo danh để thay thế. văn tự và hệ đếm thập

phân không tiện dùng cho mạch số. mã hóa nhị phân là quá trình dùng mã hóa

nhị phân để biểu thị đối tượng sẽ đến( đối tượng này là tín hiệu). Biểu thị số

lượng nhiều thì tăng số bit Binary digital. mã nhị phân có n bit thì có 2n trạng

thái, có thể biểu thị được 2n tín hiệu. Vậy để mã hóa n tín hiệu cần sử dụng n

bit, theo công thức 2n >=n.

- Bộ mã hóa là mạch điện thực hiện thao tác mã hóa. căn cứ vào yêu cầu,

đặc điểm khác nhau của tín hiệu được mã hóa, chúng ta có các mã hóa khác

nhau: bộ mã hóa nhị phân, bộ mã hóa nhị thập phân, bộ mã hóa ưu tiên...

1.4. Khối giải mã

Giải mã là quá trình phiên dịch hàm ý đã gán cho mã, mạch điện thực

hiện việc giải mã được gọi là bộ giải mã.

Sơ đồ khối

Hình 1.6: Sơ đồ khối giải mã.

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 27

Page 28: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Nguyên lý hoạt động của khối giải mã

- Bộ đếm gồm các IC đếm có chức năng đếm số. Mỗi khi có xung CLK tác

động vào bộ đếm sẽ nhảy số.

- Thông qua bộ đếm sẽ tạo địa chỉ đưa vào bộ giải mã hiển thị led.

1.5. Khối hiển thị - Led 7 thanh

- Đèn chỉ thị 7 đoạn gồm 7 diode phát quang (LED: Light Emission Diode)

hay 7 chỉ thị tinh thể lỏng (LCD: Liquid Crystal Display).Mỗi bit được thể

hiện bằng một đoạn sáng a, hoặc b, hoặc c... đến g.

- Có hai loại chỉ thị 7 đoạn: Anot chung và Catot chung.

- Nhờ 7 đoạn sáng này ta có được 10 số thập phân từ 0 đến 9.

-

Hình 1.7 : Cấu tạo led 7 thanh.

2, GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN :

2.1. IC 7404

Là một cổng nót có chức năng thay đổi trạng thái ra của mạch hồng ngoại,

đồng thời còn có tác dụng ổn định biên độ điện áp của xung clock ở hai mức

nhất định là 0v hoặc 5v.

2.2.2.2. LedLed 77 ñoaïnñoaïn :: LaøLaø 77 concon ledled saépsaép xeápxeáp laïilaïi theotheo hìnhhình maãu.maãu. MoätMoät chaânchaân cuûacuûa caùccaùc concon ledled ñöôïcñöôïc

noáinoái chungchung vôùivôùi nhaunhau (Anod(Anod chungchung hoaëchoaëc KatodKatod chung),chung), caùccaùc chaânchaân concon laïilaïi ñöôïcñöôïc ñöañöa rara ngoaøingoaøi ñeåñeå phaânphaân cöïccöïc caùccaùc concon led.led.

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 28

Page 29: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

a7

b6

c4

d2

e1

f9

g1 0

c c3c c8

D p5

U 1

l e d 7 d o a n K a t o d c h u n g

a7

b6

c4

d2

e1

f9

g1 0

c a3c a8

D p5

U 2

l e d 7 d o a n A n o d c h u n g

2.3 IC giải mã 7 đoạn 74LS47: Vi mạch giải mã 7 đoạn 74LS47 là loại IC có 16 chân dùng để giải mã từ

mã BCD sang mã 7 đoạn để hiện thị được trên led 7 đoạn.- Hình dạng và sơ đồ chân thực tế:

Trạng thái các đầu vào ứng với các đầu ra được cho trong bảng dưới đây:

Ngõ vào

Ngõ ra của IC 7447

D3 D2 D1 D0 A B C D E F G0 0 0 0 X X X X X X0 0 0 1 X X0 0 1 0 X X X X X0 0 1 1 X X X X X0 1 0 0 X X X X0 1 0 1 X X X X X0 1 1 0 X X X X X X0 1 1 1 X X X1 0 0 0 X X X X X X X1 0 0 1 X X X X X X X = LOW Khoảng trống = HIGH

+ Các chân 1,2,6,7 : các ngõ vào của tín hiệu BCD

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 29

Page 30: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

+ Chân số 3 Lamptest : dùng để kiểm tra các thanh đoạn của LED 7

thanh cũng như các ngõ ra của IC

+ Chân số 4 Blank out : Chân cho phép đầu ra

+ Chân số 5 Blank in : chân cho phép loại bỏ số 0 không mong muốn ở

các bộ hiển thị

+ Chân 9,10,11,12,13,14,15 : các ngõ ra nối với led 7 thanh

+ Chân số 8 và 16 cung cấp nguồn cho IC

- Sơ đồ logic:

2.4 IC đếm mod 10 74HC192

74HC192 là vi mạch đếm mod 10 thông dụng được sử dụng rất nhiều trong thực tế, bởi nó được chế tạo trên công nghệ tiết kiệm điện năng, nó có thể đếm tiến, đếm lùi, đếm có dữ liệu vào và có chức năng reset…

- Hình dạng và sơ đồ chân thực tế

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 30

Page 31: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

- Mô tả các chân của IC 74HC192:- Với nguồn cung cấp cho IC từ 2V đến 6V

- Tần số lớn nhất của nó có thể chịu được Fmax=54MHz có thời gian làm

việc từ 0ns đến 500ns.

- Nhiệt độ giới hạn -400C đến +850C

- Dòng điện lớn nhất có thể chịu đựng A4Imax µ=

- IC làm việc với tần số max là 54uHz

- Chức năng của các chân

+ Chân 8,16 là hai chân cấp nguồn cho IC. Chân 8 nối mass, chân 16

nối nguồn 5V.

+ Chân 4, 5 là hai chân nhận xung đếm từ bộ dao động chuyển sang.

Chân 4 là chân đếm ngược, chân 5 là chân đếm thuận.

+ Chân 11 là chân điều khiển cho IC làm việc ở đầu ra tích cực thấp

+ Chân 14 là chân xóa làm việc ở mức tích cực cao, để IC đếm ta nối

chân này xuống mas

+ Chân 15, 1, 10, 9 là các đầu vào dữ liệu

+ Chân 12 là chân chuyển tiếp dùng cho đếm thuận

+ Chân 13 là chân chuyển tiếp khi đếm ngược

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 31

Page 32: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

+ Chân 3, 2, 6, 7 (Qa, Qb, Qc, Qd) là các đầu ra của bộ đếm - Bảng chế độ hoạt động:

- Sơ đồ logic:

2.52.5 ÑieänÑieän trôtrô ûû :: söûsöû duïngduïng ñieänñieän trôûtrôû 4voøng4voøng maøumaøu vaøvaø 55 voøngvoøng maøumaøu 4/4/Điện trở:Điện trở: Sử dụng điện trở 4 vòng màu và 5 vòng màu: loại 1k và 10kSử dụng điện trở 4 vòng màu và 5 vòng màu: loại 1k và 10k

KyùKyù hieäu:hieäu:2.6 Tranzistror: Sử dụng loại NPN phân cực thuận C185C1815 là Transistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n, trong đó

miền giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí

hiệu n+ là miền phát (emitter). Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí

hiệu n, gọi là miền thu (collecter). Miền giữa có mật độ tạp chất rất

thấp, kí hiệu p, gọi là miền gốc (base). Ba chân kim loại gắn với ba

miền tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C) của transistor.

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 32

Page 33: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

3, Sắp xếp linh kiện:

3.1. Sơ đồ nguyên lý của mạch 3.1.2 Mạch thu phát tín hiệu

R11k

R210k

Q12N706

R41k

R31k

1 2

U1:A

7414

AK

D3LED-BIBY

AK

D1LED

AK

D2LED

3.1.3 Mạch đếm hiển thị:

D015

Q03

D11 Q1 2

D210

Q26

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4 TCD 13

PL11

MR14

U1

74LS192

A7

QA13

B1 QB 12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4 QE 9

RBI5

QF15

LT3 QG 14

U2

74LS47

D015 Q0 3

D11

Q12

D210

Q26

D39

Q37

UP5 TCU 12

DN4

TCD13

PL11

MR14

U3

74LS192

A7 QA 13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5 QF 15

LT3

QG14

U4

74LS47

D015

Q03

D11

Q12

D210 Q2 6

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4

TCD13

PL11

MR14

U6

74LS192

A7

QA13

B1

QB12

C2 QC 11

D6

QD10

BI/RBO4 QE 9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U7

74LS47

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 33

Page 34: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

3.1.4. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch:

D015

Q03

D11

Q12

D210

Q26

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4

TCD13

PL11

MR14

U1

74LS192

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U2

74LS47

D015

Q03

D11

Q12

D210

Q26

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4 TCD 13

PL11

MR14

U3

74LS192

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3 QG 14

U4

74LS47

R11k

D1LED

R210k

D2LED

Q12N706

R41k

R31k

1 2

U1:A

7414

D015

Q03

D11

Q12

D210

Q26

D39

Q37

UP5

TCU12

DN4

TCD13

PL11

MR14

U6

74LS192

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U7

74LS47

D3

LED-BIBY

4. Chế tạo trên boar:

5. Ưu khuyết điểm :Ưu điểm : Mạch gọn dễ lắp ráp, ít linh kiện và chỉ sử dụng các IC số đơn

giản đã rất thông dụng trong bộ môn điện tử số nên dễ dàng cho sinh viên có thể làm và tìm hiểu nguyên lý hoạt động của mạch.

Khuyết điểm : Tuy nhiên mạch chưa được phát triển đầy đủ và chức năng chưa hoàn thiện để sử dụng vào các mục đích cần thiết. Mạch tín hiệu số dễ bị nhiễu nên khi thiết kế mạch in cần phaie chú ý chống nhiễu.

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 34

Page 35: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

KẾT LUẬN

Khi nghiên cứu đề tài này chúng em muốn phát huy những thành quả ứng

dụng của kỹ thuật số nhằm tạo ra những sản phẩm, những thiết bị tiên tiến hơn

và đạt hiệu quả sản xuất cao hơn. Ngoài ra quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài

là một cơ hội để chúng em tự kiểm tra lại những kiến thức dã được học ở

trường, đồng thời phát huy tính sáng tạo, khả năng giải quyết một vấn đề theo

yêu cầu đặt ra. Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phẩm bằng

phương pháp đếm tín hiệu. Như vậy mỗi tín hiệu đi qua phải có một thiết bị để

cảm nhận tín hiệu, thiết bị này gọi là cảm biến (led thu phát). Khi một tín hiệu đi

qua cảm biến sẽ nhận và tạo ra một xung điện đưa về khối xử lí để tăng dần số

đếm. Tại một thời điểm tức thời, để xác định được số đếm cần phải có bộ phận

hiển thị là led 7 thanh.

Hướng phát triển của đồ án: nó sẽ xuất hiện nhiều trong các nhà máy, công

ty…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 thay thế cho

con người và nâng cao năng suất lao động của công ty.

Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em được rất nhiều hướng dẫn của

thầy cô trong khoa điện-điện tử, đặc biệt là thầy Dương Đình Tú đã tận tình chỉ

bảo chúng em trong suốt thời gian qua. Nhưng do kiến thức còn hạn hẹp nên

trong quá trình thực hiện đồ án chúng em không thể tránh khỏi sai sót, mong

quý thầy cô trong hội đồng khảo thi bỏ qua và có hướng giúp đỡ để chúng em có

thể hoàn chỉnh đồ án của mình .

Chúng em xin chân thành cảm ơn!!!

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 35

Page 36: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Sách linh kiện điện tử tác giả: Giảng viên LÊ THỊ HỒNG THẮM (2007)

Trường đại học công nghiệp TPHCM

- Sách sơ đồ chân linh kiện bán dẫn tác giả: DƯƠNG MINH TRÍ, xuất bản

lần thứ 5 nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

- Tìm trên internet (google.com; tailieu.vn; dientuvietnam.vn;

hoiquandientu.vn).

- Datasheet của IC.

- Giáo trình : Kĩ thuật số tác giả : Nguyễn Thúy Vân.

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 36

Page 37: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

PHỤ LỤC Datasheet của các IC dùng trong đồ án

1. IC 7414

Sơ đồ chân của IC7414

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 37

Page 38: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Thông số kĩ thuật điện của IC7414

2. IC74192

Mô tả chức năng IC74192.

- IC74192 là không đồng bộ nó có thể preset. Thập kỷ và 4-bit nhị phân

đồng bộ UP / DOWN (thuận nghịch). Sơ đồ nhà nước. Mỗi mạch có bốn

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 38

Page 39: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

chủ /nô lệ flip-flops, với Gating logic nội bộ và chỉ đạo để cung cấp thiết lập

lại, cá nhân cài sẵn, tính lên và đếm xuống hoạt động.

- Mỗi-flip flop chứa thông tin phản hồi JK từ nô lệ để làm chủ

như vậy mà thấp đến cao chuyển tiếp vào đầu vào của nó khiến T

đầu vào, và do đó sản lượng Q để thay đổi trạng thái. Đồng bộ

chuyển đổi, trái với tính gợn sóng, là đạt được bằng lái xe cửa chỉ đạo của tất

cả các giai đoạn từ một đếm lên và đếm xuống dòng, từ đó gây ra tất cả thay

đổi nhà nước để được bắt đầu cùng một lúc, hoặc thấp hoặc cao, chuyển tiếp

vào đầu vào đếm lên sẽ tạm ứng số lượng của một; một sự chuyển đổi tương

tự trên các đầu vào đếm xuống sẽ giảm một số. Trong khi kể với một đầu vào

đồng hồ, các khác nên được tổ chức cao. Nếu không, các mạch hoặc sẽ được

tính bằng twos hoặc không, tùy thuộc vào nhà nước của các thất bại đầu tiên-

flip, mà không thể bật / tắt khi một trong hai đầu vào đồng hồ là LOW.

- Các thiết bị đầu cuối đếm lên(TCU) và xuống(TCD) đầu ra thường cao.

Khi một mạch đã đạt tình trạng số lượng tối đa (9 cho LS192,15 cho LS193

sự), sự chuyển đổi tiếp theo CAO-to-LOW của đếm lên của xung Clock sẽ

gây TCU đi xuống. TCU sẽ ở lại cho đến khi CPU đi xuống. Tăng lên một lần

nữa, do đó hiệu quả lặp lại đếm lên đồng hồ, nhưng bị trì hoãn bởi hai sự

chậm trễ cửa. Tương tự, sản lượng sẽ TCD đi xuống khi mạch trong trạng thái

không và đếm đồng hồ đi xuống thấp. Kể từ khi ra TC lặp lại các đồng hồ

dạng sóng, chúng có thể được sử dụng như là tín hiệu đầu vào đồng hồ đến.

Để mạch cao hơn kế tiếp trong một đa tầng truy cập.

- Mỗi mạch có khả năng song song với tải không đồng bộ

cho phép truy cập được cài sẵn. Khi tải song song (PL) và Master Reset (MR)

đầu vào được LOW, thông tin. Hiện nay trên dữ liệu đầu vào song song (P0,

P3) được nạp vào truy cập và xuất hiện trêncác kết quả bất kể điều kiện đầu

vào đồng hồ. Một tín hiệu cao trên Master. Thiết lập lại đầu vào sẽ vô hiệu

hóa các cửa cài đặt sẵn, ghi đè lên cả hai đồng hồ đầu vào, và mỗi chốt đầu ra

Q ở trạng thái LOW. Nếu một trong những đồng hồ đầu vào là LOW trong và

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 39

Page 40: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

sau một hoạt động thiết lập lại hoặc tải, tiếp theo LOW-to-CAO chuyển đổi

đó sẽ được đồng hồ hiểu như là một tín hiệu hợp pháp và sẽ được tính.

Chế độ làm việc.

Sơ đồ chân của IC74192 và chức năng của các chân

- Chân 8,16 là hai chân cấp nguồn cho IC. Chân 8 nối mass, chân 16 nối

nguồn 5V.

- Chân 4, 5 là hai chân nhận xung đếm từ bộ dao động chuyển sang. Chân

4 là chân đếm ngược, chân 5 là chân đếm thuận.

- Chân 11 là chân điều khiển cho IC làm việc ở đầu ra tích cực thấp

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 40

Page 41: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

- Chân 14 là chân xóa làm việc ở mức tích cực cao, để IC đếm ta nối chân

này xuống mas.

- Chân 15, 1, 10, 9 là các đầu vào dữ liệu.

- Chân 12 là chân chuyển tiếp dùng cho đếm thuận

- Chân 13 là chân chuyển tiếp khi đếm ngược

- Chân 3, 2, 6, 7 (Qa, Qb, Qc, Qd) là các đầu ra của bộ đếm.

Datasheet chi tiết của IC74192.

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 41

Page 42: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Thông số kĩ thuật điện của IC74192

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 42

Page 43: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

4. IC7447

Mô tả chức chức năng

IC7447 là IC hoạt động ở tích cực mức thấp.

74LS47 IC giải mã led 7 đoạn, có nghĩa đầu vào của IC là mã BCD và

đầu ra là mã điều khiển led 7 đoạn. 74LS47 dùng để giải mã led 7 đoạn anode

chung.

Sơ đồ cắm chân và chức năng các chân

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 43

Page 44: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

Hình 12: Sơ đồ chân của IC7447.

- Các chân 1,2,6,7: các ngõ vào của tín hiệu BCD

- Chân số 3 Lamptest : dùng để kiểm tra các thanh đoạn của LED 7 thanh

cũng như các ngõ ra của IC.

- Chân số 4 Blank out : Chân cho phép đầu ra.

- Chân số 5 Blank in : chân cho phép loại bỏ số 0 không mong muốn ở các

bộ hiển thị.

- Chân 9,10,11,12,13,14,15 : các ngõ ra nối với led 7 thanh.

- Chân số 8 và 16 cung cấp nguồn cho IC.

Trạng thái đầu vào và đầu ra của IC7447

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 44

Page 45: ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra ...dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/vien-thong/file... · dụng nhiều ứng dụng

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌCKhoa:Điện tử viễn thông

GVHD : D NGƯƠ  ĐÌNH TÚ  Page 45