Tải bản đầy đủ

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

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.

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

Trang 1


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

BẢNG NHẬN XÉT
QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN BÀI TẬP, TIỂU LUẬN
I.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

/

/ 2017



II. 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 2017
Người hướng dẫn khoa học
(ký ,ghi rõ họ tên)

Trang 2


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

LỜI MỞ ĐẦU
N
gày 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 !

Trang 3


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

MỤC LỤC

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

PHẦN 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.

Trang 4


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

PHẦN 2
GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH
2.1.Các Triger số.
2.1.1. Định nghĩa và phân loại:
a. 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.

Trang 5


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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 hiệu

Tính 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

b. 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.

Trang 6


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

• Sơ đồ khối cho sự phân loại triger như sau:

Flip - Flop
Theo chức năng

RS-FF

D - FF

Theo cách làm việc

JK-FF

Avnchronous

Asvnchronous

T-FF

Normal

Master-Slave

c. 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 trưng
2.1.2 Các loại triger và điều kiện đồng bộ
Các 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

Trang 7


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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, Q n+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:

T
0

Qn
0

Qn=1
0

0
1

1
0

1
1

1

1

0

K

Qn+S

Qn

Qn

Qn+
1

1

J
0

0

0

0

0
0

0
1

1
0

1
0

0
1

1
0

1
0

0
1

1
0 1
1 chân
1 0lý
=>Từ bảng

1
1

1
1 1
Các D-FF và

0

R
không đồng bộ vì mỗi
0
RS-FF luôn luôn tồn
0
định. Bởi vì tất cả tín 0

trên ta rút ra nhận xét :
RS-FF có thể làm việc ở chế độ
0

0

0

0
1

1
0

1
1

đều có một trạng thái 0
Các T-FF và 1

1
0

1
0

1
0

không đồng bộ vì 1
1
như tập tín hiệu vàoT
1
vào này không bao

0
1

1
0

0
x

1

1

x

tập hợp tín hiệu vào điều khiển D-FF,
tại ít nhất một trong các trạng thái ổn
hiệu vào điều khiển D-FF, RS- FF
Qn = Qn+1.
JK-FF không thể làm việc ở chế độ
mạch rơi vào trạng thái dao động nếu
= 1 hoặc JK =1. Với các tập tín hiệu
giờ có trạng thái Qn = Qn+1

Trang 8


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Như vậy, các D-FF và RS-FF có thể làm việc ở hai chế độ: đồng bộ và không
đồng bộ, còn T-FF và JK-FF 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:
R
0

S
0

Qn+1
Qn

Mốt hoạt động
Nhớ

Trang 9


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

0
1
1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

1
0
1

1
0
x

Thiết lập
Xoá
Cấm dùng

Trên bảng chân lý Qn chỉ trạng thái lối ra ở thời điểm hiện tại, Q n+1 chỉ trạng
thái lối ra tại thời điểm tiếp theo .
Phương trình đặc trưng :
Qn+1 =S + Qn
Phương 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 :

Trang 10


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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.

Trang 11


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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).
a. Cấu tạo bên trong.

Hình 2.1: Cấu tạo bên trong IC 74LS90

b. Sơ đồ chân.

Hình 2.2: Sơ đồ chân IC 74LS90
c. Bảng chân lý mã hóa ra BCD

d. Mức Reset cho
Nó có 4 chân Reset
thống với các chân :
MS2. Đưa các mức thích

LS7490.
dùng để reset hệ
MR1, MR2, MS1,
hợp vào các chân

Trang 12


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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

Trang 13


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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 mass
Chân 14 nối lên Vcc

Trang 14


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Đầu vào 1 2 => Đầu ra 3
Đầu vào 4 5 => Đầu ra 6
Đầu vào 9 10 => Đầu ra 8
Đầu 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

Trang 15


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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

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

2

Nom
5

Max
5,25
0,8
-0,4
8
70

0

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 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.

Trang 17


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

PHẦN 3
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 MÔN HỌC

Hình 3.1: Sơ đồ khối của mạch
1.2.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 AC-50Hz 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 lưu
Điện 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.

Trang 19


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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 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 thì phát ra tín hiệu hồng
ngoại một cách liên tục ra ngoài không gian theo một hướng xác định.Ở mạch đếm

Trang 20


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

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 thu
Điện 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 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 2 IC74LS 90 ; 2 IC 74LS47.
IC74LS90 là IC đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa ra BCD
Xung 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.

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 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 thị
Chúng 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:

Trang 23


TRƯỜNG ĐHSPKT- HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

(Ở đây chân dp luôn đươc nối lên dương nguồn ,vì chỉ hiển thị số nguyên nên
không 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


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×