Thiet ke mach dong ho bam giay

41 678 16
Thiet ke mach dong ho bam giay

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đồ án thiết kế mạch đồng hồ bấm giây

B CễNG THNG TRNG I HC CễNG NGHIP H NI KHOA IN BI TP LN VI MCH TNG T & VI MCH S TI: THIT K MCH NG H BM GIY Giỏo viờn hng dn : Nguyn Vn Vinh Nhúm thc hin ti : Nhúm Lp : in K9 H Ni - 2016 THIT K MCH NG H BM GIY - Giỏo Viờn B Mụn: Thy: Nguyn Vn Vinh B mụn Vi Mch Tng T V Vi Mch S Khoa in - Nhúm 5: Lp in K9 Nguyn Th Tuyt Hong Vn Tun Hong Th Thu Lờ Vn Tng Hong Th Nhung Nguyn Cụng Hiu Nguyn Th Ng V c Cụng Nhn Xột Ca Giỏo Viờn B Mụn LI NểI U Ngy ngnh k thut in t cú vai trũ rt quan trng cuc sng ca ngi Cỏc h thng in t ngy rt a dng v ang thay th cỏc cụng vic hng ngy ca ngi t nhng cụng vic n gin n phc nh iu khin khin tớn hiu ốn giao thụng, o tc ng c hay cỏc ng h s Cỏc h thng ny cú th thit k theo h thng tng t hoc h thng s Tuy nhiờn cỏc h thng in t thụng minh hin ngi ta thng s dng h thng s hn l cỏc h thng tng t bi mt s cỏc u im vt tri m h thng mang li ú l: tin cy cao, giỏ thnh thp, d dng thit k, lp t v hnh Nh ta ó bit cuc sng chỳng ta rt hay s dng chic ng h bm giõy Vớ d nh cỏc cuc thi ỏnh giỏ chớnh xỏc thnh thớch ca mt Vn ng viờn m cú liờn quan n thi gian thỡ ngi ta thng hay dung chic ng h bm giõy ghi thnh tớch ca ng viờn Sau mt thi gian hc lý thuyt, thc hnh v tỡm hiu cỏc ti liu v mụn VI MCH TNG T V VI MCH S, vi s ging dy nhit tỡnh ca cỏc thy, cỏc cụ, cựng vi s dn dt nhit tỡnh ca giỏo viờn hng dn thy Nguyn Vn Vinh, ti em bc thm l: THIT KT MCH NG H BM GIY DNG IC S ỏn mụn VI MCH TNG T v VI MCH S ny gm chng: CHNG I: Cỏc c s lý thuyt liờn quan Gii thiu v tng hp v mch t hp, mch dóy v mch dao ng CHNG II : Thit k mch ng h bm giõy v chc nng, nguyờn lý hot ng ca tng CHNG III: Xõy dng chng trỡnh mụ phng trờn phn mm Proteus 8.4 CHNG IV: Tng kt Trong quỏ trỡnh lm ti ny, em ó c gng tỡm hiu v trỡnh by rừ rng, chớnh xỏc Tuy nhiờn, kin thc v trỡnh nng lc cũn hn hp nờn vic thc hin ti ny chc chn cũn nhiu thiu sút, kớnh mong nhn c s thụng cm v gúp ý ca thy giỏo ỏn ny hon thin hn Em xin chõn thnh cm n! ti: thit k ng h bm giõy Mc Lc CHNG I: TèM HIU CHUNG V MCH T HP, MCH DY V MCH DAO NG Bi 1: Tng hp mch logic t hp 1.1Khỏi quỏt 1.2Cỏc phng phỏp ti thiu húa hm logic 1.3Tng hp hm logic rng buc 1.4B mó húa v gii mó 1.5Tỡm hiu IC gii mó 74LS47 Bi 2: Cỏc mch dóy c bn 2.1 Thanh ghi v ghi dch 2.2 B m 2.3 Tỡm hiu IC m 74LS90 Bi 3: Mch dao ng 3.1Cỏc chung 3.2iu kin to dao ng 3.3Mch to xung dựng IC 555 CHNG II: THIT K MCH NG H S Page ti: thit k ng h bm giõy PHN TCH V GII QUYT VN Gm khi: KHI 1: KHI TO DAO NG KHI 2: KHI M XUNG KHI 3: KHI GII M KHI 4: KHI HIN TH KHI 5: KHI IU CHNH CHNG III: XY DNG CHNG TRèNH Mễ PHNG Mch mụ phng ton mch: CHNG IV: TNG KT CHNG I: TèM HIU CHUNG V MCH T HP, MCH DY V MCH DAO NG Bi 1: Tng hp mch logic t hp Page ti: thit k ng h bm giõy 1.1Khỏi quỏt Mch logic t hp l mch logic, ú giỏ tr logic ca cỏc tớn hiu khụng ph thuc vo trng thỏi c ca mch, m hon ton xỏc nh bi giỏ tr logic ca cỏc ca vo ca mch thi im ú Khi tng hp mch logic t hp ta cn tuõn th cỏc bc di õy: - Lp bng chc nng logic ca mch, ú l bng chõn lớ hay bng trng thỏi, l bng giỏ tr cỏc bin tng ng vi tng t hp ca cỏc bin vo - T bng trng thỏi xỏc nh biu thc hm logic hoc bng cỏc nụ - Tin hnh ti thiu húa hm logic v a v dng thun li khai trin hm thụng qua cỏc mch logic c bn 1.2 Cỏc phng phỏp ti thiu húa hm logic Cú nhiu phng phỏp ti thiu húa hm logic õy gii thiu phng phỏp Ti thiu húa hm logic bng cỏch s dng cỏc nh lut c bn ca i s logic Ti thiu húa hm logic bng biu cỏc nụ Ti thiu húa hm logic bng biu cỏc nụ cũn c gi l phng phỏp dựng hỡnh v Phng phỏp gm nhng bc sau: Bc : Mụ t hm logic, ngha l, a hm logic cn ti thiu húa v dng chun tc tng y (dng tng cỏc tớch, dng OR-AND ) dng bn chõn lớ ca hm s Mi tớch ú gm y cỏc bin l nguyờn bin, nu bin cú giỏ tr 1, hoc ph nh ca bin, nu cú giỏ tr khụng nhng khụng quỏ mt ln Bc : Lp bng cỏc nụ cho hm logic cn ti thiu húa theo bn chõn lớ ó lp S ụ ca bng bng s tớch cú th (2n ụ) ca hm logic Mi tớch mi ụ (theo hng, ct) cnh ch cú mt bin thay i giỏ tr Cỏc ụ to thnh hng v ct: u mi hng, ct ghi t hp cỏc bin tng ng Cỏc hng, ct k hoc i xng ch khỏc bin Trong mi ụ ghi giỏ tr ca hm s tng ng vi tớch cỏc bin (l hoc 1) Cú th ghi b sung c th t ca ụ theo s h m thp phõn Page ti: thit k ng h bm giõy Bc 3: Lp cỏc nhúm ụ c lp, ta ch quan tõm n cỏc ụ m hm s cú giỏ tr Nhúm cỏc ụ cú thnh nhúm gm cỏc ụ cú k k c cỏc ụ biờn min, s ụ nhúm l 1, 2,4,8ụ (l hm m 2n), cho ụ lin k ch cú bin thay i giỏ tr Trong ú, mt ụ cú th tham gia vo mt vi nhúm khỏc Cỏc nhúm c lp phi khỏc ớt nht ụ Cỏc nhúm c lp phi ph ht cỏc ụ cú giỏ tr ca bng Bc 4: Vit biu thc hm logic ó ti thiu húa dng tng cỏc tớch Tng ng vi mi nhúm thnh lp mt tớch cỏc bin sau ó loi cỏc bin thay i giỏ tr cỏc ụ nhúm Vit biu thc hm logic ó ti thiu húa: ú l tng cỏc tớch ó xỏc inh, ch s dng cỏc tớch ca mt s nhúm cho cỏc ụ ca chỳng ph ht cỏc ụ cú ca bng 1.3 Tng hp hm logic rng buc Khỏi nim v hm logic rng buc Hm s n bin cú 2n t hp bin, tng ng vi mi t hp bin ú hm s cú giỏ tr hoc Nhng cng cú nhng trng hp, vi mt s t hp bin s hm s ca cỏc bin ú khụng xỏc nh c giỏ tr theo mt iu kin no ú Phn t rng buc hay s hng rng buc l t hp bin tng ng vi trng hp hm s khụng xỏc nh, s hng rng buc luụn bng iu kin rng buc l biu thc logic to bi tng bo cỏc phn t rng buc, vy iu kin rng buc cng luụn bng Hm logic rng buc l hm s logic xỏc nh vi iu kin rng buc mụ t hm logic rng buc cng thng s dng bng chõn lớ, bng biu thc logic hoc dung bng cỏc nụ Trong bng chõn lớ ca giỏ tr ca hm s tng ng vi s hng rng buc c ỏnh du x Vớ d, bng chõn lớ ca hm logic rng buc bin dng tng cỏc tớch nh bng 1.3 Hm s cú cỏc phn t rng buc l t hp cỏc bin th 4,5,6 cú cỏc tớch tng ng l C.B A , C.B A , C.B A Khi biu din hm logic rng buc bng biu thc thỡ vit biu thc logic ca hm s cn vit kốm theo iu kin rng buc Page ti: thit k ng h bm giõy Vớ d hm rng buc dng chun tc y nh bng 1.3 cựng vi iu kin rng buc l: Z(C,B,A) = CBA vi C.B A + C.B A +C.B A = Hay vit gn l Z(C,B,A)=(7) vi N=4,5,6 Bng 1.3: Bng chõn lớ ca hm logic rng buc bin dng tng cỏc tớch Hoc vit dng chun tc y ca hm Z cú bng chõn lớ trờn bng 1.3 l: Z (C , B, A) = (C + B + A)(C + B + A )(C + B + A)(C + B + A) Vi (C + B + A)(C + B + A)(C + B + A) =0 Hay vit gn l Z(C,B,A)=(0,1,2,3) vi N=4,5,6 Khi dựng bng cỏc nụ mụ t hm logic rng buc ta cng s dng du x ti cỏc ụ ng vi t hp bin l s hng rng buc Vớ d hm s mụ t trờn bng chõn lớ bng 1.3 cú bn cỏc nụ nh hỡnh: Hỡnh1.3 Bng Cỏc nụ ca hm logic rng buc bin Ti thiu húa hm logic rng buc Cng cú th s dng cỏc phng phỏp khỏc ti thiu húa hm logic rng buc Trong mc ny ch gii thiu phng phỏp ti thiu húa bng cụng thc v dựng bng Cỏc nụ Page ti: thit k ng h bm giõy Phng phỏp ti thiu húa bng cụng thc, ngoi vic s dng cỏc quan h logic ó bit, ta cũn da vo mt l, iu kin rng buc luụn luụn bng 0, nờn cú th s dng nú them vo biu thc mụ t hm s dng OR-AND, hoc loi nú biu thc mụ t hm s, thỡ bn thõn hm s logic rng buc tng ng khụng thay i Trờn c s ú ri s dng cỏc cụng thc v nh lớ ca i s ti thiu húa hm logic rng buc Trong phng phỏp ti thiu húa hm logic rng buc bng bng Cỏc nụ Trong phng phỏp ti thiu húa hm logic rng buc bng bng Cỏc nụ ta bt u t vic mụ t c hm logic rng buc bng bng cỏc nụ Ta cú th s dng c cỏc ụ cú du x (tng ng vi cỏc t hp l phn t rng buc) cựng vi cỏc ụ ú hm logic rng buc cú giỏ tr hoc lp cỏc nhúm ti thiu húa 1.4 B mó húa v gii mó B mó húa nh-thp phõn (B mó húa BCD) B mó húa nh-thp phõn l mch in cú nhim v chuyn 10 ch sú h thp phõn thnh mó h nh phõn Dng mó ny cũn c gi l bó BCD (Binary Code Decimal) Vy, mch in ca b mó húa cú 10 u vo tng ng vi 10 ch s cn mó húa Ta kớ hiu th t l y0 ,y1 ,y2 ,y3 ,y4 ,y5 ,y6 ,y7 ,y8 ,y9 Ta cú s kớ t cn mó húa l N=10 S bit ca mó nh phõn l n, cho 2n>N C th n = 4, ú ta cú s trng thỏi 24=16>N=10, ta ch cn mó húa 10 s, vy cũn d t hp ng vi mi t hp bin ch cú mt bin vo cú giỏ tr logic (l ch s cn mó húa thi im ú) Cỏc bit ca mó nh phõn kớ hiu l A,B,C,D (D cú trng s cao nht) , ta cú th chin 10 16 trng thỏi ú Vớ d theo bng chõn lớ cho b mó húa nh bng 1.4 Trng s cỏc bit D,C,B,A gim dn tng ng l 8,4,2,1 Bi vy mó nh-thp phõn cũn gi l mó 8421 Page ti: thit k ng h bm giõy Bng 1.4 Bng chõn lớ b mó húa BCD theo 8421 Biu thc logic cho cỏc bin ng vi ớa tr bin vo cú logic v dựng cng NAND: D = y8 +y9 = y8 y9 C = y4 + y5 + y6 + y7 = y4 y5 y6 y7 B = y2 + y3 + y6 + y7 = y2 y3 y6 y7 A = y1 + y3 + y5 + y7 + y9 = y1 y3 y5 y7 y9 S logic b mó húa nh-thp phõn theo mó 8421 nh trờn hỡnh v Trờn s khụng thy cú bin vo y0, m cn hiu mc nh Khi ú cú DCBA=0000, thỡ ca vo cú y0 =1 v ú chớnh l mó nh phõn s ca h thp phõn B gii mó nh-thp phõn (b gii mó BCD) B gii mó BCD cú ca vo l bit nh phõn, kớ hiu chỳng theo trng s gim dn l DCBA Cú cỏc ca l 10 s h thp phõn (s n 9), kớ hiu chỳng l y0 ,y1 ,y2 ,y3 ,y4 ,y5 ,y6 ,y7 ,y8 ,y9 ng vi mi t hp bin vo ch cú mt bin xut hin Quy nh mc thp (mc 0) l mc tớch cc ca bin Page 10 ti: thit k ng h bm giõy c chỳng ta s dng lm b phỏt xung Dóy thi gian tỏc ng hu hiu t vi micrụ giõy n vi gi Page 27 ti: thit k ng h bm giõy 1.1S chõn v chc nng cỏc chõn 1.2.1 S chõn Chõn : GND (Ni t ) Chõn : II (Ngừ vo xung) Chõn : Output ( Ngừ ) NEIC555 Chõn : Reset (Hi phc ) Chõn : C-V (in ỏp iu khin ) Chõn : in ỏp ngng Hỡnh 3.3 : IC 555 Chõn : X in (Ca ph ) Chõn : +Ucc (Ngun cp in ỏp dng ) 1.2.2 Cu trỳc bờn ca IC555 Chõn : Nun dng U CC N R1 R A1 U CC R1 T A2 S R1 Q T0 IC 555 Hỡnh 3.4 : S cu trỳc ca IC555 Cu to ca IC 555 gm cú: Cu phõn ỏp gm in tr R = 5K ni t ngun dng xun mass cho 3 hai in ỏp chun l: U CC v U CC Page 28 ti: thit k ng h bm giõy A1 v A2 l hai IC KTT mc theo kiu so sỏnh cú ngng lt c ly 3 trờncu phõn ỏp gm 3R1 l U CC i vi A2 v U CC i vi A1 Tớn hiu u ca A1 c a ti u vo R ca Trig RS (tớn hiu ny ph thuc vo tớn hiu so sỏnh chõn 6) Tớn hiu u ca A c a ti u vo S ca Trig RS (tớn hiu ny ph thuc vo tớn hiu so sỏnh chõn 2) Trig RS l mch lng n kớch mt bờn Khi chõn set (S) cú in ỏp cao thỡ in ỏp ny kớch i trng thỏi ca Trig lm ngừ Q lờn mc cao cũn ngừ Q xung mc thp Khi chõn Reset (R) cú in ỏp cao thỡ in ỏp ny kớch i trng thỏi ca Trig lm ngừ Q lờn mc cao cũn ngừ Q xung mc thp Khi chõn Reset (R) v chõn set (S) u cú mc in ỏp thp hoc chuyn t mc in ỏp cao v mc in ỏp thp thỡ trng thỏi u ca Trig RS c d nguyờn Khi chõn Reset (R) v chõn set (S) u cú mc in ỏp cao thỡ trng thỏi u ca Trig RS khụng c xỏc nh Mch Ouput l mch khuych i ngừ tng khuych i dũng cp cho ti õy l mch khuych i o cú ngừ vo l chõn Q ca Trig RS , nờn Q cú mc cao thỡ ngừ chõn cú mc in ỏp thp ( 0V) ,v ngc li Q cú mc thp thỡ ngừ chõn cú mc in ỏp cao ( Ucc) Tranzitor T0 cú chõn E ni vo in ỏp chun khong 1,4V, nờn cc B ni ngoi bi chõn cú in ỏp cao hn 1,4V thỡ T khoỏ v khụng nh hng ti hot ng ca mch Khi chõn mc vúi mt in tr nh ri ni mass thỡ T0 m bóo ho, lm u chõn cú in ỏp thp Chõn gi l chõn Rsset, cú ngha l nú Rsset IC 555 bt chp trng thỏi cỏc nừ vo khỏc Khi s dng nu khụng dựng chc nng Rsset thỡ ni chõn lờn mc in ỏp cao trỏnh mch b Rsset nhiu Tranzitor T cú cc C h ni chõn Do cc B c phõn cc bi mc in ỏp Q nờn Q cú mc cao thỡ T m bóo ho v ú cc C ca T coi nh c ni mass, lỳc ú ngừ chõn cng cú mc in ỏp thp ( 0V) ,v ngc li Q cú mc thp T khoỏ cc c b h mch , lỳc ú ngừ chõn cú mc in ỏp cao ( Ucc) Page 29 ti: thit k ng h bm giõy Chõn thng c ni vi mt t cú dung lmg nh khong 0,01 àF , ri ni xung mass lc nhiu tn s cao cú th lm nh hng ti in ỏp chun U CC Page 30 ti: thit k ng h bm giõy 1.2Nguyờn lý hot ng Hỡnh 3.5: Mch to xung n gin õy l s nguyờn lý ca mt mch phỏt xung vuụng n gin dựng IC555 Mun to c dy xung liờn tc ta tin hnh ghộp vi mch ny vi t in v in tr nh hỡnh v hiu rừ nguyờn lý hot ng ca phỏt xung ca vi mch 555 ta quan sỏt s tri ca vi mch 555 hỡnh sau 4 +Ucc G3 R RA D R _OA1 2Ucc Qn XUNG RA R RB G4 Dn Qn + G1 C G2 _ Ucc C Q S OA2 + D T R Ura X1 C FCD C X2 D16 -Uph B X1 X1 X2 Đi ện áp ngưỡng khâu ngắt (+) FCD X2 + WR7 FCD R21 R23 R26 R24 R25 D14 _ 0A3 + C10 R28 R31 D15 R29 C11 _ R32 OA5 + Tr12 Uđk R34 B Tr11 D18 D17 GND -Ucc Tín hiệu dòng Uđk2 Uđk1 R27 R35 R33 C12 R30 Ucđ R22 (-) A A Title Size Number Revision B Date: File: 4-Jul-2001 A:\HH03.SCH Sheet of Drawn By: Hỡnh 3.6 S tri ca 555 mch phỏt xung ch o Phn c úng khung bng nột t l vi mch 555, nú cú cu to c bn t phn t khuch i thut toỏn OA1, OA2 v Trig R-S Trong ú hai khuch i thut toỏn c mc theo kiu mch so sỏnh cú in ỏp ngng c ly trờn b phõn ỏp dựng in tr cú cựng giỏ tr R Vi cỏch mc nh Page 31 ti: thit k ng h bm giõy trờn thỡ in ỏp ngng ca cỏc mch so sỏnh l i vi OA2 v i vi OA1 Quan sỏt trờn s ta thy in ỏp trờn t C c t ti u vo cũn li ca hai mch so sỏnh nờn giỏ tr in ỏp trờn t s quyt nh trng thỏi ca chỳng Nguyờn lý hot ng ca mch phỏt xung: UC 2Ucc/3 Ucc/3 Ura t1 t2 tn t3 t4 t5 t t6 t T Hỡnh 3.7: Gin thi gian ca in ỏp trờn mch phỏt xung * Gi s ti thi im u (t = 0) in ỏp trờn t C l UC = Ucc thỡ u OA1 cú mc logic cũn u OA2 cú mc logic 0, u cú mc logic (R = 1, S = 0), tranzitor T thụng T C phúng in qua R B, qua T v mỏt lm cho in ỏp trờn nú gim dn u ca mch phỏt xung khụng cú xung (mc logic 0) Khi Ucc Ucc < UC < 3 thỡ u ca OA1 v OA2 u cú mc logic trig gi nguyờn trng thỏi (R = 0, S = 0), T m, t C tip tc phúng in, in ỏp trờn nú tip tc gim, xung mc logic n thi im t1 U C Ucc , u OA2 cú mc logic 1, cũn u OA cú mc logic 0, nhn tr (R = 0, S = 1) Qua cng NAND ta nhn c xung mc logic 1, ng thi tranzitor T khoỏ t C c np t +UCC RA RB C mỏt Quỏ trỡnh t np in ỏp trờn nú tng dn theo biu thc sau: Page 32 ti: thit k ng h bm giõy Uc = U CC (1 e t ( R A + R B ).C t U ) + CC e ( R B + R A ).C (4-35) Trong khong thi gian in ỏp trờn t tho món: Ucc Ucc > UC cỏc 3 u b so sỏnh u nhn tr 0, trig gi nguyờn trng thỏi (R = 0, S = 0), xung tn ti mc logic 1, T khúa t C tip tc c np in Cho n thi im t2, UC 2UCC/3 u ca OA1 chuyn trng thỏi lờn mc logic 1, u ca OA gi nguyờn trng thỏi, nhn tr (R =1, S = 0), xung nhn mc logic ng thi T thụng bóo ho, t C phúng in, hot ng ca mch lp li nh quỏ trỡnh t ữ t1 Kt qu l ta thu c mt dy xung vuụng u trờn chõn ca vi mch 555 thay i tn s xung thỡ thay i hng s thi gian phúng, np ca t C bng cỏch thay i giỏ tr cỏc in tr RA v RB Thi gian in ỏp trờn t c np t giỏ tr U CC/3 t n giỏ tr 2UCC /3 ta tớnh c theo cụng thc sau: tn tn U CC U CC ( R A +R B ).C ( R A +R B ).C = e + U CC e 3 n gin phng trỡnh ta c: tn U Ucc ( R A +R B ).C e = CC 3 Ln hai v: t n = (R A + R B ).C ln 0,69.(R A + R B ).C (4-36) Trong khong t ữ t1 t C phúng in t giỏ tr ban u l 2UCC /3 n UCC /3 t Biu thc in ỏp trờn t: Uc(t ) = Ucc.e R B C (4-37) Page 33 ti: thit k ng h bm giõy Ti t = t1: U CC = Ucc.e R B C 3 Vi l hng s thi gian phúng ca t C t p = R B C ln 0,69.R B C 1.4 Thit k v tớnh toỏn mch to dao ng tn s 100 kHz (chu kỡ 10 s) Chu k T ca dóy xung ra: T = tn + = 0,7(RA + RB).C + 0,7RB.C = 0,7(RA + 2RB).C Chn RA = R4 = 39.14 , RB = R3 = thỡ => C = C4 = 0.25 F Page 34 ti: thit k ng h bm giõy CHNG II: THIT K MCH NG H S PHN TCH V GII QUYT VN Sau tỡm hiu v ti, cựng vi s hng dn ca thy giỏo, em nhn thy ti Mch ng h bm giõy cú nhiu phng phỏp v cỏch lm C bn thỡ Mch ng h s: Phõn tớch chi tit tng khi: KHI 1: KHI TO DAO NG to xung dao ng 100 kHz, bn cú th dựng rt nhiu cỏch, nh dựng IC s, dựng thch anh 32,768 kHz chia tn, ú cú cỏch s dng IC555 l ph bin nht Vic d lp rỏp, iu chnh, s dng khin cho mch ny c bit ti khỏ rng rói KHI 2: KHI M XUNG Dựng IC (74LS190, 74LS90) m nh phõn ng b thun vi Kd = 10 KHI 3: KHI GII M Dựng IC 74LS47 gi mó BCD hin th trờn led KHI 4: KHI HIN TH Dựng led (loi Anot chung) KHI 5: KHI IU CHNH Ta dựng nỳt nhn Reset mch v trng thỏi ban u PHN TCH CC KHI LM VIC 1.1 Khi to dao ng 100 kHz (chu kỡ 10 s) IC 555 cú nhim v to tn s 100 kHz ti u (chõn 3) cp cho phn trn giõy ca ng h s Xung u cú dng xung vuụng n nh v c chu kỡ xung tng ng vi phn trm giõy Page 35 ti: thit k ng h bm giõy Hỡnh1.1 S nguyờn lý Hỡnh 1.2 Dng xung u ti chõn ca IC 555 1.2Khi phn trm ca giõy Khi ny cú nhiờm v hin th giỏ tr t 00 n 99 Khi phn trm giõy m n giỏ tr 99 v sau chu kỡ xung tip theo giỏ tr m t ng reset v Page 36 ti: thit k ng h bm giõy 00, v ng thi cp xung cho m giõy Tn s 100 kHz ti u ca IC dao ng 555 c cp cho % giõy m C hng n v v hng chc u hin th t ti 1.3 Khi giõy Khi giõy cú nhim v hin th giỏ tr t 00 n 59 Khi giõy m n giỏ tr 59 v sau mt chu kỡ xung tip theo giỏ tr m t ng reset v 00 Tn s 100 kHz ti u ca IC to dao ng 555 c cp cho giõy m Hng n v s m giỏ tr t n 9, cũn hng chc s m t n C sau chu kỡ xung c cung cp thỡ giõy m tng giỏ tr õy ta phi s dng b m 10 cho hng chc(c) v hng n v(dv) Cỏc chõn QA, QB, QC, QD to thnh b m ln lt tng ng b m A, B, C, D Khi hng chc m n giỏ tr (DCBA=0110) thỡ cỏc mc in ỏp logic tng ng vi giỏ tr (C=B=1) c a v tng chõn R0(1) v R0(2) ca Ic m hng chc reset giỏ tr v Phng trỡnh dng logic C(c-khi giõy) Bng 1.1: Mó húa giõy Page 37 ti: thit k ng h bm giõy 1.4 Nguyờn lý hot ng Khi mch c cp ngun, to dao ng IC 555 to xung vuụng cú chu kỡ 10 s a vo chõn m IC n v ca phn trm ca giõy Khi ny s m xung vo v hin th giỏ tr m c trờn Led, mi xung m tng ng vi 1% giõy Khi m giõy m ht 100% giõy thỡ s to mt xung cp vo chõn IC hng n v ca giõy v reset % giõy bt u m li giỏ tr ban u Mi xung m c s tng ng vi mt giõy v c hin th trờn Led Khi giõy m ht 60 giõy thỡ s t reset giõy bt u m li giỏ tr ban u Giỏ tr hin th ca ng h bm giõy ban u cn phi tng ng vi thi gian thc, cn m giõy li ta ch cn nhn nỳt Reset thỡ tt c cỏc s dng vic m li v nú s tr v trng thỏi ban u Page 38 ti: thit k ng h bm giõy CHNG III: XY DNG CHNG TRèNH Mễ PHNG MCH Mễ PHNG TON MCH Cỏc linh kin s dng mch l: 3.1 IC to dao ng 555 3.2 IC gii mó 74LS47 3.3 IC m 74LS90 3.4 in tr 3.5 T in 3.6 Nỳt n 3.7 Phn t logic 3.7.1 Phn t cng U6:B B Z=A+B 0 0 1 1 1 7432 A õy l phn t cng logic cho phộp cng cỏc tớn hiu li vi Chõn lớ ca phộp cng logic nh bng bờn 3.7.2 Phn t nhõn Page 39 ti: thit k ng h bm giõy Phộp nhõn logic cũn gi l phộp AND A B Z=A.B 0 0 1 0 1 U3:B 7408 Bng chõn lý Page 40 ti: thit k ng h bm giõy CHNG IV: TNG KT Trờn thc t ng h bm giõy in t rt a dng v c s dng rt ph bin Chớnh vỡ vy cng cú nhiu phng phỏp thit k v thc hin cỏc mch ng h bm giõy khỏc nh dựng IC s hay Vi x lý Tuy mch ng h bm giõy dựng IC s cú nhng hn ch nht nh so vi mch ng h bm giõy thc dựng Vi x lý nhng nú li khỏ n gin v nguyờn lý hot ng i vi nhng sinh viờn mi bt u hc k thut s v cha bit v Vi x lý V ỏn ny ch trỡnh by phng phỏp thit k mch ng h s dng IC s Yờu cu: Mch hin th v ỳng giõy, % giõy trờn led Mch thit k bng cỏc IC s, khụng dựng vi x lớ Trong thi gian tỡm hiu v thc hin ti ny em ó t c nhng kt qu sau: Hc hi c nhiu v b xung thờm kin thc thc t hn v mụn VI MCH TNG T V VI MCH S trờn lp Rốn luyn k nng phõn tớch, thit k, tớnh toỏn, mụ phng v hiu c cỏc mch s n gin Cú k nng trỡnh by b cc mt ỏn mụn Trong quỏ trỡnh tỡm hiu em cng cú d nh m rng phỏt trin t ỏn: Nh thờm tớnh nng hin th th, ngy, thỏng nm, õm lch, dng lch, nhit , bỏo thc V em s tỡm hiu thờm v Vi x lý gii quyt ti ny theo mt phng phỏp na Tuy nhiờn thi gian cho phộp em cng cha khc phc c mt s hn ch Mt ln na em xin chõn thnh cm n thy Nguyn Vn Vinh ó nhit tỡnh hng dn v truyn t nhng kin thc sut quỏ trỡnh hc v thc hin ỏn mụn ny Page 41 [...]... chân này không cần biết theo datasheet thì cho nó lên Vcc + Chân 5: Ngõ vào xoá dợn sóng RBI được để không hay nối lên cao khi không được dùng để xoá số 0 (số 0 ở trước số có nghĩa hay số 0 thừa bên trái dấu chấm thập phân) +Chân 3: chân này cũng có thể cho nó lên Vcc Hình 2.1.16 Cấu trúc bên trong của 74LS47 và dạng số hiển thị 1.5.2 Nguyên lý ho t động Ho t động của IC được tóm tắt theo bảng dưới... có mức thấp thì ngõ ra chân 3 có mức điện áp cao ( ≈ Ucc) Tranzitor T0 có chân E nối vào điện áp chuẩn khoảng 1,4V, nên khi cực B nối ra ngoài bởi chân 4 có điện áp cao hơn 1,4V thì T 0 khoá và không ảnh hưởng tới ho t động của mạch Khi chân 4 mắc vói một điện trở nhỏ rồi nối mass thì T0 mở bão ho , làm đầu ra chân 3 có điận áp thấp Chân 4 gọi là chân Rsset, có nghĩa là nó Rsset IC 555 bất chấp trạng... độc lập với ck) Cấu trúc mạch với 3 tầng FF được minh ho như hình và ho t động nạp được thực hiện như sau: Page 20 Đề tài: thiết kế đồng hồ bấm giây Hình 2.8 Mạch đếm đặt trước 3 bit Giả sử mạch đang đếm hay dừng ở 1 số đếm nào đó Đưa sẵn số đếm có trạng thái cần nạp vào ngõ A B C Đặt một xung mức thấp vào đầu LD (parallel load), xung này sẽ cho phép trạng thái logic ABC qua cổng Nand để đưa vào 3... cho kết quả số đếm khác nhau nhưng cùng một chu kì đếm 10 Tần số tín hiệu ở ngõ ra sau cùng bằng 1/10 tần số xung Ck (nhưng dạng tín hiệu ra khác nhau) Hình 2.11 Bảng trạng thái của mạch đếm 2x5 và 5x2 Page 23 Đề tài: thiết kế đồng hồ bấm giây Dạng sóng ở các ngã ra của hai mạch cùng đếm 10 nhưng hai kiểu đếm khác nhau: Hình 2.12 - Kiểu đếm 2x5 cho tín hiệu ra ở QD không đối xứng - Kiểu đếm 5x2 cho... có thể phân loại theo cách thức ho t động làm bộ đếm đồng bộ và bộ đếm không đồng bộ (bộ đếm dị bộ) ho c phân loại theo hệ số đếm của nó làm bộ đếm nhị phân, bộ đếm thập phân và bộ đếm N phân 2.2.1 Đếm lên chia 16 Nối dây như thế nào ? Page 17 Đề tài: thiết kế đồng hồ bấm giây Hình 2.3 Mạch đếm lên đồng bộ mod 16 Bảng trạng thái và dạng sóng đếm lên của mạch đếm đồng bộ ho n toàn giống như ở mạch đếm... mức điện áp ra Q nên khi Q có mức cao thì T mở bão ho và khi đó cực C của T coi như được nối mass, lúc đó ngõ ra chân 3 cũng có mức điện áp thấp ( ≈ 0V) ,và ngược lại Q có mức thấp T khoá cức c bị hở mạch , lúc đó ngõ ra chân 3 có mức điện áp cao ( ≈ Ucc) Page 29 Đề tài: thiết kế đồng hồ bấm giây Chân 5 thường được nối với một tụ có dung lượmg nhỏ khoảng 0,01 µF , rối nối xuống mass để lọc nhiễu tần... NAND ta nhận được xung ra ở mức logic “1”, đồng thời tranzitor T khoá tụ C được nạp từ +UCC → RA → RB → C → mát Quá trình tụ nạp điện áp trên nó tăng dần theo biểu thức sau: Page 32 Đề tài: thiết kế đồng hồ bấm giây Uc = U CC (1 − e − t ( R A + R B ).C t − U ) + CC e ( R B + R A ).C 3 (4-35) Trong khoảng thời gian điện áp trên tụ thoả mãn: 2 Ucc Ucc > UC ≥ các 3 3 đầu ra bộ so sánh đều nhận trị “0”,... 0, S = 0), xung ra vẫn tồn tại ở mức logic “1”, T vẫn khóa tụ C tiếp tục được nạp điện Cho đến thời điểm t2, UC ≥ 2UCC/3 đầu ra của OA1 chuyển trạng thái lên mức logic “1”, đầu ra của OA 2 vẫn giữ nguyên trạng thái, 1 nhận trị “1” (R =1, S = 0), xung ra nhận mức logic “0” đồng thời T thông bão ho , tụ C phóng điện, ho t động của mạch lặp lại như quá trình từ 0 ÷ t1 Kết quả là ta thu được một dẫy xung... mức thấp và 2 đầu R0(1) và R0(2) không cùng ở mức cao thì bộ đếm mới ho t động đếm - Khi nối QA vào CP1(Clock B) và đưa tín hiệu vào CP0(Clock A) thì ta có bộ đếm 10 - Các ngõ vào ra của bộ đếm thay đổi khi có một sườn âm của xung tín hiệu đưa vào chân đếm của bộ đếm hay bộ đếm này chỉ đếm các sườn âm của xung tín hiệu 2.3.3 Nguyên lý ho t động Dùng IC 7490 có thể thực hiện một trong hai cách mắc: - Mạch... sau 4 xung ck thì ta lấy ra bit LSB, sau 7 xung ck ta lấy ra bit MSB 2.1.2 Ho t động Nếu tiếp tục có xung ck và không đưa thêm dữ liệu vào thì ngõ ra chỉ còn là 0 (các FF đã reset: đặt lại về 0 hết Do đó ta phải “hứng” hay ghim dữ liệu lại Một cách làm là sử dụng 2 cổng AND, 1 cổng OR và 1 cổng NOT như hình dưới đây Hình 2.2 Cho phép chốt dữ liệu trước khi dịch ra ngoài Dữ liệu được đưa vào thanh ghi ... Vinh – Bộ môn Vi Mạch Tương Tự Và Vi Mạch Số Khoa Điện - Nhóm 5: Lớp Điện – K9  Nguyễn Thị Tuyết  Ho ng Văn Tuấn  Ho ng Thị Thu  Lê Văn Tường  Ho ng Thị Nhung  Nguyễn Công Hiệu  Nguyễn Thị... E nối vào điện áp chuẩn khoảng 1,4V, nên cực B nối chân có điện áp cao 1,4V T khoá không ảnh hưởng tới ho t động mạch Khi chân mắc vói điện trở nhỏ nối mass T0 mở bão ho , làm đầu chân có điận... +Chân 3: chân cho lên Vcc Hình 2.1.16 Cấu trúc bên 74LS47 dạng số hiển thị 1.5.2 Nguyên lý ho t động Ho t động IC tóm tắt theo bảng Page 13 Đề tài: thiết kế đồng hồ bấm giây Nhận thấy ngõ mạch

Ngày đăng: 14/12/2016, 09:41

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan