ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử LỜI MỞ ĐẦU "THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ" môn học kỹ thuật sở trường Đại học, Cao đẳng có ngành học thuộc lĩnh vực kỹ thuật công nghệ Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức kỹ phân tích, thiết kế hệ thống số Bộ môn cung cấp hiểu biết kỹ cho sinh viên kỹ thuật thực hành lắp mạch điện tử, phù hợp với đối tượng bắt đầu tiếp cận với môn học Nội dung đồ án chia làm chương Sắp xếp theo trình tự kiến thức hợp lý logic.Trong chương lại chia thành cấu trúc cụ thể mạch với kiến thức mạch Chương 1: Giới thiệu số linh kiện sử dụng mạch Chương 2: Thiết kế mạch Chương 3: Tổng kết đánh giá Kiến thức đạt được: - Có hiểu biết môn Thực Hành Điện tử - Rèn luyện kỹ lắp mạch - Nhận dạng, kiểm tra linh kiện - Mạch giải mã, mạch đếm - Bộ nhớ Tuy cố gắng trình biên soạn đồ án không tránh sai sót, em mong nhận ý kiến đánh giá thầy cô để đồ án hoàn thiện Em xin cảm ơn! SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Error: Reference source not found MỤC LỤC Error: Reference source not found DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 1.1 IC 4017 1.1.1 Tìm hiểu chung 1.1.2 chức chân IC 4017 1.2 IC 555 1.2.1 Tìm hiểu chung 1.2.2 Chức chân IC 555 1.3 LED ĐƠN 1.3.1 Tìm hiểu chung 1.3.2 Cấu tạo 1.4 Tụ điện 1.4.1 Khái niệm 1.4.2 Cấu tạo 1.5 Điện trở 1.5.1 Khái niệm .9 1.5.2 Cấu tạo 1.5.3 Ứng dụng CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH 11 2.1 Giới thiệu chung 11 2.2 Quy trình thiết kế 11 2.2.1 Phần tạo dao động tạo xung vuông với tần số tự chọn 11 2.3 Lắp mạch thực tế 12 CHƯƠNG III: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ 14 SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 16 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 IC 4017 Hình 1.2 sơ đồ chân IC CD4017 .4 Hình 1.3 IC 555 Hình 1.6 Cấu tạo tụ gốm Hình 1.7 Hình dạng ký hiệu điện trở Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý tạo xung vuông ic555 11 Hình 2.2 Mạch mô 11 Hình 2.3 Sơ đồ mạch in 12 SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 1.1 IC 4017: 1.1.1 Tìm hiểu chung: IC 4017 IC có dòng CMOS dung đếm xung thập phân Nó đếm xung sườn dương sườn âm kết thúc chu kỳ đếm tự động Reset, ứng dụng nhiều ứng dụng như: điều khiển tự động, làm công cụ âm nhạc, hệ thống cảnh báo, điện tử công nghiệp thiết bị đo từ xa… Hình 1.1 IC 4017 1.2.21.1.2 Chức chân IC4017: Hình 1.2 sơ đồ chân IC CD4017 SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử + Từ chân 1,2,3,4,5,6,7,9,10,11: Tương ứng với 10 xung đầu IC CD 4017, chân xuất mức số xung điếm tương ứng với thứ tự Các chân đầu : + Chân 12 (Q5-9) : chân xung báo hiệu đếm xong chu kì đếm + Chân 13 (CP1): chân xung đầu vào đếm sườn âm + Chân 14 (CP0): chân xung đầu vào đếm sườn dương + Chân 15 (MR): chân reset Khi chân tác động mức bị đếm reset Về đầu : + Chân chân 16: chân nguồn 1.2.31.2 IC 555: 1.2.1 Tìm hiểu chung: IC 555 loại linh kiện phổ biến với việc dễ dàng tạo xung vuông thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản, điều chế độ rộng xung Nó ứng dụng hầu hết vào mạch tạo xung đóng cắt mạch dao động khác Hình 1.3 IC 555 SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử • Cấu tạo NE 555 gồm: Opamp so sánh điện áp transistor để xả điện Cấu tạo IC đơn giản hoạt động tốt Bên gồm điện trở nối tiếp chia điện áp VCC thành phần Cấu tạo tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương Opamp điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm Opamp Khi điện áp chân nhỏ 1/3 VCC, chân S = [1] FF kích Khi điện áp chân lớn 2/3 VCC, chân R FF = [1] FF reset • Các 555: - Là thiết bị tạo xung xác - Máy phát xung - Điều chế độ rộng xung (PWM) - Điều chế vị trí xung (PWM) (Hay dùng thu phát hồng ngoại) 1.2.2 Chức chân IC 555: Hình 1.4 Sơ đồ chân IC 555 SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử - Chân số 1: Cho nối mass để lấy dòng cấp cho IC, dòng điện từ mass chảy vào IC - Chân số 2: (TRIGGER) ngõ vào tầng, mức áp chuẩn 1/3 Vcc, lấy cầu phân áp tạo ba điện trở 5K Khi mức áp chân xuống đến mức (1/3) Vcc chân chuyển lên mức cao, lúc khóa điện tử chân số hở - Chân số 3: Ngõ tín hiệu dạng xung (mức áp không thấp cao) - Chân số 4: (RESET) xác lập trạng thái ngõ Khi chân số cho nối mass chân số chốt mức áp thấp, chân số đặt mức áp cao ngõ chân tự lúc cao lúc thấp - Chân số 5: (Control Voltage) chân điều khiển, chân làm thay đổi mức điện áp chuẩn trên cầu chia volt - Chân số 6: Ngõ vào tầng so với áp Có mức áp chuẩn 2/3 Vcc - Chân số 7: Chân xả điện chân ngõ khóa điện (tranistor) khóa điện đóng mở theo mức áp chân số Khi chân mức áp cao khóa điện đóng lại cho dòng chạy qua ngược lại khóa điện hở cắt dòng - Chân số 8: chân nguồn nối vào nguồn Vcc để cấp điện cho IC555 1.3 LED đơn: 1.3.1 Tìm hiểu chung: LED - viết tắt cụm từ tiếng Anh Light Emitting Diode, tạm dịch Điốt phát quang Là điốt có khả phát ánh sáng tia hồng ngoại, tử ngoại tùy loại led Cũng giống điốt, LED cấu tạo từ bán dẫn loại P ghép với bán dẫn loại N Nó có tính chất điốt, cho dòng điện chạy qua theo chiều, đa số trường hợp ta phải nuôi đèn led nguồn điện chiều Nếu ta nối đèn led với nguồn xoay chiều có điện áp phù hợp đèn led sáng Trong trường hợp này, nửa chu kỳ dòng xoay chiều qua đèn led làm cho phát sáng Nếu bạn muốn kiểm chứng nối đèn led với nguồn xoay chiều dùng điện thoại có camera quay lại Bạn thấy nhấp nháy không sáng liên tục Nếu dùng nguồn chiều tượng SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử Led phát sáng tái hợp điện tử lỗ trống chất bán dẫn có dòng điện chạy qua Sự tái hợp giải phóng lượng dạng xạ ánh sáng Tùy theo loại bán dẫn sử dụng mà lượng giải phóng khác ánh sáng phát có màu sắc khác Led đơn sắc phát ánh sáng vùng bước sóng nhỏ không phát bước sóng khác Không giống bóng đèn sợi đốt thông thường hoạt động dựa việc đốt nóng dây tóc, nguyên lý phát quang đèn led làm cho có hiệu suất phát sáng cao nhiều bị hao tổn nhiệt Hình 1.5 cấu tạo led đơn 1.2.41.3.2 cấu tạo  Cấu tạo: điốt có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống điốt, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n  Hoạt động: Hoạt động LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự mang điện tích dương nên ghép với khối bán dẫn n (chứa điện tử tự do) lỗ trống có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối n Cùng lúc khối p lại nhận thêm điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang Kết khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống dư thừa điện tử) khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử dư thừa lỗ trống) Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, số điện tử bị lỗ trống thu hút chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với tạo thành nguyên tử trung hòa Quá trình giải phóng lượng dạng ánh sáng (hay xạ điện từ có bước sóng gần đó) SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử 1.4 Tụ điện 1.2.51.4.1 Khái niệm Là linh kiện điện tử thụ động sử dụng rộng rãi mạch điện tử, chúng sử dụng mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động, v.v… 1.2.61.4.2 Cấu tạo Cấu tạo tụ điện gồm cực đặt song song, có lớp cách điện gọi điện môi Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất điện môi tụ điện phân loại theo tên gọi chất điện môi Tụ gốm, Tụ giấy, Tụ hóa Hình 1.6 Cấu tạo tụ gốm 1.5 Điện trở: 1.2.71.5.1 Khái niệm Điện trở cản trở dòng điện vật thể dẫn điện, vật dẫn điện tốt điện trở nhỏ, vật dẫn điện điện trở lớn, vật cách điện điện trở vô lớn R Hình 1.7 Hình dạng ký hiệu điện trở 1.2.81.5.2 Cấu tạo Trong thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng, chúng làm SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử từ hợp chất cacbon kim loại tùy theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo loại điện trở có trị số khác 1.2.91.5.3 Ứng dụng Điện trở có mặt nơi thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng thiếu mạch điện, điện trở có tác dụng sau: • Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp • Mắc điện trở thành cầu phân áp • Phân cực cho chất bán dẫn hoạt động • Tham gia vào mạch tạo dao động RC SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 10 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử • CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH 2.1 Giới thiệu chung  Mạch đếm vòng có cấu trúc ghi dịch với ngõ tầng sau đưa ngõ vào tầng  Linh kiện gồm: IC4017, IC555, LED đơn có chung Anot, tụ, điện trở  Mạch bao gồm phần: Phần tạo xung dao động (tạo xung vuông) phần mã hóa, giải mã hiển thị 2.2 Quy trình thiết kế: 2.2.1 Phần tạo dao động tạo xung vuông với tần số tự chọn: IC NE555 có nhiệm vụ tạo xung vuông để cấp cho mạch đếm  Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung vuông Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý tạo xung vuông ic555 Trong sơ đồ mạch tần số đầu IC 555 tính theo công thức: f = ln 2.C1.( R1 + R 2) 2.3 Lắp mạch thực tế:  Môphỏngmạch: SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 11 Hình 2.2 Mạch mô ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử  Sơ Đồ Mạch In: Hình 2.3 Sơ đồ mạch in  Các Khối Và Nguyên Lý Hoạt Động: KHỐI TẠO XUNG DÙNG IC555 MẠCH ĐẾM DÙNG IC4017 HIỂN THỊ ĐÈN LED SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 12 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử • • Dùng IC555 để tạo xung vuông có giá trị sơ đồ tạo xung IC555 tạo xung vuông chủ có giá trị IC4017 đếm giá trị này, sau tạo xung chuyển xung qua IC4017 • Tại IC4017 đếm xung • Khi xung đầu vào mức dương xung đếm xung đầu vào xuống mức âm chân giữ trạng thái mức • Khi xung đầu vào lại đến sườn dương thứ đếm xung bị trạng thái xuống mức âm • Cứ đếm đến xung thứ kết thúc chu kì đếm quay trở chu kì • Để đếm đến chân reset phải mức chân13 phải mức âm điot chỉnh lưu dòng điện • Dùng đèn LED để hiển thị xung đếm Mỗi xung tương ứng với LED sáng SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 13 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử CHƯƠNG III: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ • Tổng kết: Ngày mạch điện tử ứng dụng công nghệ số ngày nhiều đại lên nhiều Nhưng để hiểu rõ sử dụng chúng cách tối ưu thật không dễ Qua việc làm đồ án thiết kế mạch giúp chúng em cố hiểu biết thêm cách thiết kế mạch điện tử đơn giản, từ làm tản cho thân để vào môn chuyên ngành viễn thông Trong trình làm mạch đồ án.Tuy chúng em nỗ lực cố gắng nhiều Nhưng lần đầu nên không tránh khỏi sai xót.Chúng em mong thầy cô nhận xét góp ý để chúng em hoàn thiện Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giúp đỡ chúng em trình làm đồ án thiết kế mạch Nhất cô Nguyễn Thị Huyền Trang người hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 14 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ THỰC HÀNH ĐỖ DỨC TRÍ ĐH QUỐC GIA TP.HCM [2]GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN [3]GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT XUNG - SỐ [4]http://www.mediafire.com [5]http://www.tailieu.vn [6]http://www.thuvienonline.com.vn [7]http://www.ebook.edu.vn SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 15 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 16 [...]... thiết kế mạch Nhất là cô Nguyễn Thị Huyền Trang người đã hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này Chúng em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 14 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ THỰC HÀNH ĐỖ DỨC TRÍ ĐH QUỐC GIA TP.HCM [2]GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN [3]GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT XUNG - SỐ [4]http://www.mediafire.com [5]http://www.tailieu.vn... R1 + 2 R 2) 2.3 Lắp mạch thực tế:  Môphỏngmạch: SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 11 Hình 2.2 Mạch mô phỏng ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử  Sơ Đồ Mạch In: Hình 2.3 Sơ đồ mạch in  Các Khối Và Nguyên Lý Hoạt Động: KHỐI TẠO XUNG DÙNG IC555 MẠCH ĐẾM DÙNG IC4017 HIỂN THỊ ĐÈN LED SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 12 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử • • Dùng IC555 để tạo... chân reset luôn phải ở mức 0 và chân13 phải ở mức âm và điot sẽ chỉnh lưu dòng điện • Dùng đèn LED để hiển thị xung được đếm Mỗi xung tương ứng với 1 hoặc 2 LED sáng SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành Trung Trang 13 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử CHƯƠNG III: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ • Tổng kết: Ngày nay các mạch điện tử được ứng dụng công nghệ số ngày càng nhiều và cũng được hiện đại lên rất nhiều... Nguyễn Thành Trung Trang 15 ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN SVTH: Nguyễn Trung Linh Nguyễn Thành...ĐỒN ÁN MÔN HỌC: Thực Hành Điện Tử • CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH 2.1 Giới thiệu chung  Mạch đếm vòng có cấu trúc cơ bản là thanh ghi dịch với ngõ ra tầng sau cùng được đưa về ngõ vào tầng  Linh kiện gồm: 1 con IC4017, 1 con IC555, 6 LED đơn có chung Anot, 1 tụ, 2 điện trở  Mạch bao gồm 2 phần: Phần tạo xung dao động (tạo xung vuông) và phần... biết thêm về cách thiết kế được các mạch điện tử đơn giản, từ đó làm nền tản cho bản thân để đi vào các môn chuyên ngành viễn thông Trong quá trình làm mạch và đồ án.Tuy chúng em đã nỗ lực và cố gắng rất nhiều Nhưng là lần đầu nên cũng không tránh khỏi những sai xót.Chúng em mong các thầy cô nhận xét và góp ý để chúng em hoàn thiện hơn Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ chúng