D 5 A L D T - A 5 1 R 3 2 5 2 4 4 2 1 2 7 2 8 5 A B C D E F G D P D 1 A L D T - C 5 1 R 3 2 5 2 4 4 2 1 2 7 2 8 5 Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH NGUỒN ỔN ÁP 5A CÓ ĐIỀU CHỈNH ,BẢO VỆ QUÁ TẢI & NGẮN MẠCH ,HIỂN THỊ NGÕ RA TRÊN LED 7 ĐOẠN GVHD: Thầy ĐẬU TRỌNG HIỂN . SVTH: TRẦN NGỌC CHỨC . MSSV: 07119062 . 2010 Page | 1 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển Lời Cảm Ơn Xin chân thành cảm ơn tất cả các Thầy Cô trong Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã dạy dỗ cho đến ngày hôm nay, các Thầy Cô của bộ môn Điện tử Viễn Thông. Xin chân thành cảm ơn Thầy Đậu Trọng Hiển ,Giảng Viên Khoa điện - điện tử người đã gợi ý và hướng dẫn thảo luận và giúp đỡ em thực hiện đồ án môn học này. Và xin cảm ơn tất cả những người đã gián tiếp tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình đồ án môn học 1. Dù đã cố rất gắng nhưng vẫn không tránh khỏi sai sót, xin được học hỏi những lời chỉ dẫn. Xin cảm ơn rất nhiều. Người thực hiện Trần Ngọc Chức Page | 2 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển Mục lục Chương 1 : Giới thiệu đề tài . 1. Giới thiệu đề tài . 2. Đặt vấn đề và giải quyết vấn đề . Chương 2 : Tính Toán thiết kế phần cứng . A. Phân tích sơ đồ khối 1. Sơ đồ khối 2. Chức năng từng khối a) Khối nguồn . b) Khối bảo vệ . c) Khối ổn áp . d) Khối hiển thị . B. Thiết kế phần cứng I. Khối nguồn . II. Khối bảo vệ (khối điều khiển ReLay). III. Khối hiển thị Led 7 đoạn . IV. Tính Toán Mạch Auto Reset Cho Vi Điều Khiển. V. Sơ đồ nguyên lý . VI. Sơ đồ mạch in . Chương 3 :Thiết kế phần mềm . I. Sơ lược về phương pháp quét led . II. Lưu đồ giải thuật. III. Cấu trúc phần mềm . Chương 4 : Kết luận . Phụ Lục Page | 3 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN  …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… TPHCM,Ngày……Tháng……Năm 2010 Giáo Viên Hướng Dẫn Đậu Trọng Hiển Page | 4 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển Chương 1 : Giới thiệu chung . 1. Giới thiệu đề tài . Mạch nguồn ổn áp DC có bảo vệ quá tải ngắn mạch là mạch khá thông dụng cho các động cơ hay gia công nhỏ sử dụng động cơ dòng điện 1 chiều .Đồng thời mạch có chức năng điều chỉnh mức điện áp ở ngõ ra và hiển thị trên Led 7 đoạn giúp chúng ta tùy chỉnh các mức điện áp khác nhau và có chức năng giống đồng hồ số đề dễ điều chỉnh . 2. Đặt vấn đề và giải quyết vấn đề .  Chức năng bào vệ quá tải và ngắn mạch ta sẽ sử dụng cơ chế đóng ngắt của Relay thong qua sự kích dòng của SCR .  Mạch hiển thị trên Led 7 đoạn ta sẽ thông qua sự giải mã của ADC 0804 và VXL 89c51 chuyển tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và hiển thị ngõ ra trên Led 7 đoạn thông qua các cổng xuất dữ liệu của AT89C51 . Chương 2 : Phân tích sơ đồ khối . Chuơng 4 : Tính toán thiết kế phần cứng . A Phân tích sơ đồ khối .  Hệ thống sử dụng các linh kiện điện tử để mạch điện có thể hoạt động được bao gồm các thành phần : phần cứng và phần mềm . - Phần cứng bao gồm các liên kiện tạo nên mạch điện . - Phần mềm có chức năng chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số . 1) Sơ đồ khối . 2) Chức năng của từng khối . a) Khối nguồn .  Bao gồm máy biến áp 5A và cầu diode có chức năng chuyển điện áp AC thành điện áp DC và dòng DC 5A .Và áp 5V có chức năng làm nguồn nuôi cung cấp cho ADC 0804 và VXL 89C51 . b) Khối bảo vệ .  Khi có hiện tượng ngắn mạch hay quá tải thì SCR dẫn kích cho Rơle mở tiếp điểm và cắt nguồn .  Nút nhấn có chức năng Reset lại mạch trở lại trạng thái ban đầu bằng cách kích cho rơle đóng tiếp điểm lại với điều kiện mạch điện không còn quá tải hay ngắn mạch c) Khối ổn áp .  Tạo ra điện áp điều chỉnh được và gánh dòng cho tải . d) Khối hiển thị . Page | 5 SVTH : Trần Ngọc Chức Khối ổn áp Khối Hiển thị Khối nguồn Khối Bảo vệ Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển  Chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số và hiển thị trên Led 7 đoạn . B Thiết kế phần cứng . I. Thiết kế nguồn . nguồn 12V ,5A Tụ C2=100uF có chức năng lọc nguồn , DIODE có chức năng hạn dòng cho 7805 , Điện áp Vout đưa qua IC ổn áp 7805 để lấy điện áp 5v cung cấp cho toàn mạch. Thông số của IC ổn áp 7805 Ta chọn IC KA7805 với các thông số tương đối phù hợp: - Điện áp ngõ vào chịu có thể chịu được: VV IN 4035 →= - Công suất tiêu thụ tương đối vừa phải : WP D 8.20 = - Tầm nhiệt độ chịu được khi kéo tải: CT 0 15030 →−= - Để hoạt động trong việc có tải dòng ra đạt: mAI 100 0 = - Trong từng điều kiện nhiệt độ thì tầm hoạt động của IC sẽ cho một kết quả thay đổi khác nhau,tốt nhất đừng cho IC quá nóng để cho sử hoạt động ổn định được tốt nhất,nếu quá nóng ta nên dùng tản nhiệt,do trong mạch không sử dụng nhiều qua các tải nặng nên ta không dùng tản nhiệt với mức điện áp ở ngõ vào là 9V do nên không làm cho sự hoạt động bị ảnh hưởng nhiều. - Tụ C9 = vf 50/1000 µ lọc nhiễu sau khi ổn áp (7805) II. Điện trở công suất . Page | 6 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển Ta có áp tối đa qua R2 là 0.6V và dòng 4.5A sau ra R2=0.6/4.5=0.13 chọn R2=0.12 (om) III. . Phân áp ngõ vào cho ADC 0804 . Ta có Vin= 5V là áp định mức cho ADC 0804 nhưng giá trị ngõ ra của mạch ổn áp có điều chỉnh là 0-10V ,nếu ngõ ra dưới 5V hay trên 5V thì sao .thì tao phải phân áp cho ngõ vào để đảm bảo ADC 0804 vẫn hoạt động bình thường . IV. Chọn điện trở gánh dòng cho LED 7 đoạn . Ta có dòng định mức qua LED 7 đoạn là 10mA , mà tấc cả các ngõ ra của VXL 89C51 là 5V nên R=5v/10mA=500 (om) suy ra chọn R=470 ôm . V. Chọn điện trở hạn dòng cho A1015 . Tương tự ta có dòng định mức qua A1015 là vài mA ,chọn 0.5mA suy ra R=5V/0,5mA=10k . Page | 7 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển VI. Khối chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số . VII. Khối hiển thị Led 7 đoạn .  Do led 7 đoạn ở trên sử dụng loại Anode chung,dòng qua cực C của transistor khi 1 led 7 đoạn sáng hết là: mAI C 808*10 ==  Chọn trasistor A1015 có hệ số maI C 150,24070 max =−= β ,Để đáp ứng dòng tổng của led 7 đoạn . Page | 8 SVTH : Trần Ngọc Chức Q 1 A 1 0 1 5 4 K 7 5 V 3 3 0 Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển  Ở đây dùng quét led nên dòng qua mỗi điện trở đến led 7 đoạn là 10ma Ω=−− Ω= − = − = += 330 300 10 25 * Rchon maI VV R RIVV ledcc ledcc  - Tính toán điện trở cực B của trasistor A1015:ở trạng thái bảo hòa transistor thường có hế số β nhỏ, chọn 200= β nên B I của A1015 là: Ω==Ω= − = ==>==〉 kchonRk ma R maIma I I BB B c B 7,43,4 1 7.05 14.0 200 80 β VIII. Tính Toán Mạch Auto Reset Cho Vi Điều Khiển. Khi mới cấp nguồn tụ C coi như nối tắc,tại thời điểm đó Vref = Vcc,lúc này chân reset tích cực và vi điều khiển tự động reset lại chương trình.sau đò tụ nạp dần lên đến giá trị ( Vc = Vcc => Vrset = 0 v ) thì vi điều khiển bắt đầu làm việc theo xung đồng hồ. Page | 9 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển Sơ đồ nguyên lý : Page | 10 SVTH : Trần Ngọc Chức [...]... Q4 dẫn ,và dòng điện chia làm 2 nhánh ,một phần qua R2.R3 qua LM3 17 và B688 ,một phần khác qua Q4 kích SCR dẫn và tác động làm Relay đóng tiếp điểm làm ngắt mạch điện bảo vệ ngắn mạch hay quá tải • Nhấn nút nhấn sẽ tiến hành Reset lại mạch làm Relay mở tiếp điểm và mạch hoạt động bình thường IX Sơ đồ mạch in Chương 5 : Thi t kế phần mền i Phương pháp quét Led 7 đoạn - Để điều khiển 3Led 7 đoạn phải... dùng 16 đường điều khiển : 8 đường điều khiển Led 7 đoạn và dấu chấm thập phân ,8 đường điều khiển đóng ngắt 8 transistor - Tại mỗi thời điểm chỉ cho 1 transistor dẫn và 7 transistor còn lại tắt ,dữ liệu gửi ra sẽ sang trên Led tương ứng với transistor dẫn Sau đó cho 1 transistor khác dẫn và Page | 12 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 gửi dữ liệu hiển thị cho Led đó ,quá trình này diễn ra lần lượt... 1k 17 18 19 20 22 21 23 0 1 2 3 4 5 6 7 U3 GND R R R R R R R R 39 38 37 36 35 34 33 32 8 40 R 14 5k 5K R 27 NUT NHAN RESET D1 LED Q3 1 SC R C7 1 0 0 0 U /5 0 V 3 Page | 11 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 GVHD : Đậu Trọng Hiển Nguyên lý hoạt động - Khi chưa có hiện tượng ngắn mạch hay quá tải ( tải nhỏ ) thì dòng điện qua Relay qua R2,R3 rùi qua LM3 17 - Khi có hiện tượng ngắn mạch hay quá tải. .. tăng và ngược lại • Khi ngắn mạch hay quá tải thì I tăng dẫn đến U tăng khi I qua R3 lớn hơn hay bằng 500mA thì B688 bắt đầu dẫn khi đó một phần dòng điện qua R2,R3 qua Lm3 17 và một phần dòng điện qua B688 có chức năng gánh dòng cho tải và mức độ gánh dòng của B688 khoảng 4.5->4.7A • Khi U tăng nhưng áp qua R2 chưa đạt mức 0.6V thì mạch điện vẫn hoạt động bình thường • Khi áp qua R2 đạt 0.6V thì transistor... hiển thị hết 8 Led Với tốc độ gửi nhanh và do mắt ta có lưu ảnh nên ta chỉ nhìn thấy 8 Led sang cùng một lúc Mã quét : mức logic 0 thì transistor dẫn ,mức 1 thì transistor ngắt - Mã quét GVHD : Đậu Trọng Hiển Mã quét điều khiển trasistor FE 1 1 1 1 1 1 1 0 Transistor1 On FD 1 1 1 1 1 1 0 1 Transistor1 On FB 1 1 1 1 1 0 1 1 Transistor1 On F7 1 1 1 1 0 1 1 1 Transistor1 On EF 1 1 1 0 1 1 1 1 Transistor1... TL0,#LOW(-5000) DIL: MOV A, SO _LED CJNE A,GH _LED, KK MOV SO _LED, RS _LED MOV A, SO _LED KK: MOV DPTR,#QUET MOVC A,@A+DPTR MOV P1,#0FFH MOV P0,A MOV R1,SO _LED MOV A,DATA_VS ADD A,R1 MOV R1,A MOV A,@R1 MOV DPTR,#MALED7 MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A CLR P1 .7 INC SO _LED SETB TR0 RETI MALED7: DB 20H ,79 H,44H,50H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,9EH ; (0,1,2,3,4,5,6 ,7, 8,9) QUET: DB 0,0FDH,0FBH,0F7H,0FEH DELAYCC: MOV R4,#250... TH0,#HIGH(3000) MOV TL0,#LOW(S LED= 1 Đ Đ Đ P0=0FBH P0=0F7H Đ Đ P1=CHỤC Đ LED= 4 LED= 3 S LED= 2 S P0=0FDH Đ P1= Đ V P1=T P MOVE LED, #1 S RETI iii Cấu trúc phần mềm Page | 16 SVTH : Trần Ngọc Chức Đồ Án Môn Học 1 Chương trình ADC : GVHD : Đậu Trọng Hiển SET_CAO SET_THAP DATA 50H DATA 51H T_VAO DATA_CAIDAT HANG_DV HANG_CHUC HANG_TRAM DATA 3CH DATA3BH DATA 3AH DATA39H DATA38H DATA_GH RS _LED SO _LED GH _LED DATA_VS CTHT1... 10k 1 2 3 4 5 le d 7 d o a n R 26 A_1015 com a b f g a b com a b com g U6 f U5 f Q7 10k 1 2 3 4 5 A_1015 1 2 3 4 5 R 25 g VC C 5V le d 7 d o a n U7 le d 7 d o a n Q8 e d com 2 c dot 10 9 8 7 6 e d com 2 c dot 10 9 8 7 6 10 9 8 7 6 e d com 2 c dot 10k R 15 1K C 13 C 1 2P N P A Y1 C R Y S TA L U2 78 05 VOUT 3 LS1 V R E F /2 C L K IN C LK R RD W R CS GND IN T R V C C /V R E F VCC 6 7 9 4 19 C 11 150p R... đầu vào V ref/2 để hở  V ref/2 Chân số 9, là chân điện áp đầu vào được dùng làm điện áp tham chiếu Nếu chân này hở thì điện áp đầu vào tương tự cho ADC0804 nằm trong dải 0 - +5V Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng m à đầu vòa tương tự áp đến V in khác với dải 0 - +5V Chân V ref/2 được dùng để thực hiện các điện áp đầu ra khác 0 +5V Bảng quan hệ điện áp V với V ref/2 V ref/2 H ở 2 1 1.28 1 0 Vin (V) 0–5... 5/256 = 19.53 4/256 = 15.62 3/256 = 11 .71 2.56/256 = 10 2/256 = 7. 81 1/256 = 3.90  D0 - D7 D0 - D7, chân số 18 – 11, là các chân ra d ữ liệu số (D7 là bit cao nhất MSB và D0 là bit thấp nhất LSB) Các chân n ày được đệm ba trạng thái v à dữ liệu đã được chuyển đổi chỉ được truy cập khi chân CS = 0 v à chân RD đưa xu ống mức thấp Để tín h điện áp đầu ra ta tính theo công thức sau: Dout= Vin / kich thước . TÀI: THI T KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH NGUỒN ỔN ÁP 5A CÓ ĐIỀU CHỈNH ,BẢO VỆ QUÁ TẢI & NGẮN MẠCH ,HIỂN THỊ NGÕ RA TRÊN LED 7 ĐOẠN GVHD: Thầy ĐẬU TRỌNG HIỂN . SVTH: TRẦN NGỌC CHỨC . MSSV: 071 19062. tín hiệu số và hiển thị trên Led 7 đoạn . B Thi t kế phần cứng . I. Thi t kế nguồn . nguồn 12V ,5A Tụ C2=100uF có chức năng lọc nguồn , DIODE có chức năng hạn dòng cho 78 05 , Điện áp Vout đưa. thời mạch có chức năng điều chỉnh mức điện áp ở ngõ ra và hiển thị trên Led 7 đoạn giúp chúng ta tùy chỉnh các mức điện áp khác nhau và có chức năng giống đồng hồ số đề dễ điều chỉnh . 2.