Đang tải... (xem toàn văn)
HAUITìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, Kđ = 8, sử dụng IC 7490, hiển thị kết quả trên LED 7 thanh ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii DANH MỤC BẢNG BIỂU iii LỜI NÓI ĐẦU iv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1 1.1. Lý do chọn đề tài: 1 1.2. Mô tả sản phẩm: 1 1.3. Tìm hiểu về mạch đếm 1 1.3.1. Khái niệm 1 1.3.2. Phân loại 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5 2.1. Tìm hiểu về khối tạo xung – IC 555: 5 2.2. Tìm hiểu về khối giải mã – IC 74LS47 6 2.3. Tìm hiểu về khối hiển thị led 7 thanh 7 2.4. Tìm hiểu về khối điều khiển đếmIC 7490 8 2.5. Thiết kế mạch đếm 10 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH THỰC TẾ 11 3.1. Sơ đồ khối của toàn mạch 11 3.2. Thiết kế, thử nghiệm mô phỏng trên phần mềm Proteus. 11 3.3. Thiết kế, thử nghiệm mô phỏng trên phần mềm Altium 12 3.4.Thiết kế phần cứng 14 3.5.KẾT QUẢKẾT LUẬN…………………………………….……15 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………...16
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, Kđ=8, sử dụng IC 7490, hiển thị kết LED Giảng viên hướng dẫn : Ths Nguyễn Thị Thu Hà Sinh viên thực : Vũ Bá Chiến Mã sinh viên : 2019608158 Lớp : LT CĐ-ĐH DTTT1-K15 Hà Nội-2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN Họ tên sinh viên : Vũ Bá Chiến Mã lớp học phần: 20202FE6009001 Khoá: 14 Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thu Hà Tên đề tài: Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, Kđ = 8, sử dụng IC 7490, hiển thị kết LED NỘI DUNG THỰC HIỆN TT Nội dung cần thực CĐR Lập kế hoạch làm việc L4.1; L4.2 Tìm hiểu ứng dụng kỹ thuật điện tử kỹ thuật đời sống L2.1; L3.2 Đề xuất ý tưởng L2.2; L2.3 Phân tích lựa chọn ý tưởng tốt khả thi L2.1; L4.2 Tính tốn thiết kế, xây dựng phân tích mơ hình L1.1; L4.2 Chế tạo lắp ráp L1.1; L1.2 Thử nghiệm hiệu chỉnh L2.1; L4.2 Viết thuyết minh chuẩn bị báo cáo L3.1; L3.2 Báo cáo L3.1; L4.3 I Yêu cầu thực hiện: Phần thuyết minh: * Trình bày đầy đủ nội dung đồ án, bao gồm: - Chương Tổng quan (Nêu sở lựa chọn đề tài đồ án, ứng dụng thực tiễn …); - Chương Tính tốn, thiết kế mơ phỏng; - Chương Chế tạo, lắp ráp, thử nghiệm hiệu chỉnh; - Phụ lục (nếu có) * Quyển báo cáo trình bày từ 10 đến 15 trang giấy A4 với định dạng theo định số 815/QĐ-ĐHCN ngày 15/08/2019: Sản phẩm đồ án môn TT Tên sản phẩm Mơ hình (mạch điện) Quyển báo cáo Slide thuyết minh đồ án Định dạng Số lượng 01 Theo định 815/QĐ-ĐHCN 01 01 Phạm vi lựa chọn đề tài - Đề tài thuộc lĩnh vực điện tử phạm vi điện tử - Vật tư, trang thiết bị: dụng cụ cầm tay, vật liệu (theo đề tài nhóm), linh kiện điện tử bản… - Đảm bảo an toàn lao động Ngày giao: 16/01/2021 Ngày hoàn thành: 15/05/2021 Hà Nội, ngày 16 tháng 01 năm 2021 Trưởng môn Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thu Hà MỤC LỤC MỤC LỤC .i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii DANH MỤC BẢNG BIỂU iii LỜI NÓI ĐẦU .iv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .1 1.1 Lý chọn đề tài: 1.2 Mô tả sản phẩm: 1.3 Tìm hiểu mạch đếm 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Phân loại CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tìm hiểu khối tạo xung – IC 555: 2.2 Tìm hiểu khối giải mã – IC 74LS47 2.3 Tìm hiểu khối hiển thị- led 2.4 Tìm hiểu khối điều khiển đếm-IC 7490 2.5 Thiết kế mạch đếm 10 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH THỰC TẾ 11 3.1 Sơ đồ khối toàn mạch 11 3.2 Thiết kế, thử nghiệm mô phần mềm Proteus 11 3.3 Thiết kế, thử nghiệm mô phần mềm Altium .12 3.4.Thiết kế phần cứng .14 3.5.KẾT QUẢ-KẾT LUẬN…………………………………… ……15 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………… 16 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Sơ đồ khối đếm Hình Đồ hình trạng thái tổng quát đếm .2 Hình IC tạo xung NE555 Hình 2.IC giải mã 74LS47 Hình 3.Led hiển thị giá trị đếm Hình IC điều khiển đếm 74LS90 Hình 5.Đồ hình trạng thái mạch đếm Kđ=8 .10 Hình Sơ đồ khối toàn mạch 11 Hình Mạch ngun lí mơ phần mềm Proteus 11 Hình 3 Giản đồ xung đầu dạng sóng thu Proteus .12 Hình Mạch ngun lý mơ phần mềm Altium 12 Hình Mạch in 2D mô phần mềm Altium 13 Hình Mạch in 3D mơ phần mềm Altium .13 Hình Mạch in PCB 13 Hình 3.8 Mạch test board mạch 14 Hình 3.9 Mạch thiết kế hoàn thiện 14 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.Chức chân IC 7490 Bảng 2 Bảng trạng thái đếm Kđ=8 .10 LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ giới mặt, khoa học cơng nghệ nói chung ngành cơng nghệ kỹ thuật Điện Tử nói riêng có nhiều phát triển vượt bậc, góp phần làm cho giới ngày đại văn minh Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị có đặc điểm với xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ linh hoạt hoạt động ổn định Đó yếu tố cần thiết làm cho suất, hiệu công việc tăng cao, hoạt động người giảm bớt Xuất phát từ thực tế, nên em chọn đề tài “Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, Kđ=8, sử dụng IC 7490, hiển thị kết LED thanh”được sử dụng để đếm thời gian,đếm sản phẩm, đèn giao thông, chia tần số điều khiển mạch khác…… Đồ án Điện tử gồm có Chương: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Thiết kế mạch thực tế Mặc dù cố gắng hoàn thành báo cáo này, nhiên tránh sót mong q Thầy, bạn đọc đóng góp ý kiến để đồ án hồn thiện Cuối em xin cảm ơn ThS Nguyễn Thị Thu Hà nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình làm đồ án để em hoàn thành với thời gian sớm hoàn chỉnh CHƯƠNG 1: 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Lý chọn đề tài: Đây đề tài hay ứng dụng nhiều đời sống công nghiệp Nhằm tăng suất, hiệu công việc giảm sức lao động người, mạch đếm đưa vào sử dụng thay người công việc đếm sản phẩm, đếm thời gian, đèn giao thông, chia tần số điều khiển mạch khác… Với đặc điểm tiện lợi, xác cao, hoạt động ổn định, gọn nhẹ linh hoạt,mạch đếm nhanh chóng biết đến sử dụng rộng rãi lĩnh vực Xuất phát từ thực tế ứng dụng rộng rãi mạch đếm, nên em chọn đề tài “Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, Kđ=8, sử dụng IC 7490, hiển thị kết LED thanh” cho đồ án môn học Đồ án Điện tử 1.2 Mô tả sản phẩm: - Khi cấp nguồn, mạch đếm đếm thuận liên tục từ đến (Kđ=8) tuần hoàn lặp lại - Khi ngừng cấp nguồn, mạch ngừng đếm, khơng hoạt động - Có thể điều chỉnh biến trở để thay đổi tốc độ đếm mạch - Điện áp hoạt động hệ thống không gây nguy hiểm đến người sử dụng - Giao diện dễ sử dụng, nhỏ gọn, tiện dụng 1.3 Tìm hiểu mạch đếm 1.3.1 Khái niệm Mạch đếm mạch dãy đơn giản xây dựng từ phần tử nhớ phần tử tổ hợp, mạch đếm thành phần hệ thống số Bộ đếm mạch dãy tuần hồn có đầu vào đếm đầu ra, mạch có số trạng thái hệ số đếm (Kđ) Dưới tác động tín hiệu vào đếm mạch chuyển từ trạng thái đến trạng thái khác theo thứ tự định Cứ sau Kđ lần tín hiệu vào đếm, mạch trở trạng thái xuất phát ban đầu Bộ đếm thực việc đếm dãy xung có xung điều khiển có đầu vào Do đó, xung đồng (CLK) xuất khác thời điểm xung đếm (Xđ) xuất việc đếm xung khơng thực nên mạch đếm phải có xung đếm đưa vào dãy xung đồng hay mạch đếm có đầu vào Đồ hình mơ hình mơ tả chuyển đổi trạng thái mơ tả hoạt động đếm Khi khơng có tín hiệu vào đếm ( ) mạch giữ nguyên trạng thái ban đầu (i i) có tín hiệu vào đếm (Xđ) mạch chuyển đến trạng thái kế tiếp( i i+1) Khi đếm trạng thái Hình 1 Sơ đồ khối đếm tác động tín hiệu vào đếm đếm trở trạng thái ban đầu đồng thời xuất tín hiệu lần Trong trường hợp cần hiển thị trạng thái đếm phải dùng thêm mạch giải mã 1.3.2 Phân loại Phân loại theo cách làm việc: Hình Đồ hình trạng thái tổng quát đếm Thông số kĩ thuật: Màu đỏ, A chung (A anode), Dot, 10 chân Điện áp rơi LED 2.2V Kích thước (19mm x 12.6mm x 8mm) Dịng tối đa chạy qua LED 25mA Dịng chạy bình thường: 10mA Nếu nguồn 5V Led phải nối với điện trở 220R (dòng chạy qua led 13mA) 2.4 Tìm hiểu khối điều khiển đếm-IC 7490 IC 74LS90 IC đếm thường dùng mạch số đếm lên mạch chia tần số Hình 3.Led hiển thị giá trị đếm Hình IC điều khiển đếm 74LS90 10 Số chân Tên chân Mô tả Clock input (CLKA) Bảng 1.Chức chân IC 7490 Ngõ vào xung đồng hồ (xung kích cạnh xuống) Reset (R0(1)) Chân Reset (Reset 0) – Tích cực mức Reset (R0(2)) Chân Reset (Reset 0) – Tích cực mức Not connected (NC) Không sử dụng Supply voltage Chân cấp nguồn 5V (4.75V – 5.25V) Reset (R9(1)) Chân Reset (Reset 9) – Tích cực mức Reset (R9(2)) Chân Reset (Reset 9) – Tích cực mức Output (QC) Ngõ Output (QB) Ngõ 10 Ground (0V) Chân nối đất 11 Output (QD) Ngõ 12 Output (QA) Ngõ 13 Not connected Không sử dụng 14 Clock input (CLKA) Ngõ vào xung đồng hồ (xung kích cạnh xuống) 11 2.5 Thiết kế mạch đếm Với Kđ = ta cần 3FF để mã hoá cho tám trạng thái đếm Bảng trạng thái đếm thuận Kđ=8 biểu diễn bảng 2.2 Count QC 0 0 1 1 Output QB 0 1 0 1 QA 1 1 Phương trình đầu vào kích: = Q0 = Q1 Hình 5.Đồ hình trạng thái mạch đếm Kđ=8 = Q2 Bảng 2 Bảng trạng thái đếm Kđ=8 12 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH THỰC TẾ 3.1 Sơ đồ khối toàn mạch 3.2 Thiết kế, thử nghiệm mơ phần mềm Proteus Hình Sơ đồ khối toàn mạch 13 3.3 Thiết kế, thử nghiệm mô phần mềm Altium Hình Giản đồ xung đầu dạng sóng thu Proteus Hình 3 Mạch ngun lí mơ phần mềm Proteus 14 Hình Mạch in 2D mô phần mềm Altium Hình Mạch ngun lý mơ phần mềm Altium 15 3.4 Thiết kế phần cứng: Hình Mạch in 3D mơ phần mềm Altium Hình 3.8 Hình Mạch 7.test Mạch trêninboard PCB.mạch 16 Hình 3.9 Mạch thiết kế hồn thiện 17 YÊU CẦU KĨ THUẬT: Kích thước BOARD mạch : 100mm x 27mm Thiết kế mạch in lớp BOTTOM Khoảng cách Clearance là: 0.3mm Độ rộng đường GND là: 0.8mm Độ rộng đường VCC là: 0.7mm Độ rộng đường NET là: 0.5mm Phủ đồng cho GND 3.5 KẾT QUẢ-KẾT LUẬN Ưu điểm: mạch chạy yêu cầu, hoạt động ổn định, gọn nhẹ linh hoạt, chi phí phù hợp Nhược điểm: bố trí mạch chưa khoa học, thiết kế chưa mang tính cơng nghiệp Hướng phát triển: Có thể thay linh kiện, IC tạo xung, IC điều khiển, IC giải mã… linh kiện khác thị trường mà đáp ứng nhu cầu đề tài Đề xuất cải tiến: thiết kế mạch phù hợp hơn, thêm nút điều khiển RESET để dễ dàng tùy chỉnh 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Nguyễn Thị Thu Hà-Lê Văn Thái-Nguyễn Ngọc Anh, (2013), Giáo trình Điện tử số, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Phạm Thị Thanh Huyền – Nguyễn Ngọc Anh – Nguyễn Thị Minh Tâm (2016), "Giáo trình Linh kiện điện tử", Đại học Sư Phạm, Hà Nội CHƯƠNG 1: 19 (BM01) PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: 20202FE6009001 Khóa: K14 Tên nhóm: Họ tên thành viên nhóm: + Vũ Bá Chiến-2019608158 II Nội dung học tập Tên chủ đề (nêu rõ vấn đê sinh viên cân tìm hiểu, nghiên cứu thời gian thực Tiểu luận, Bài tập lớn, Đô án/Dự án): Hoạt động sinh viên (xác định hoạt động sinh viên q trình thực Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án để hình thành tri thức, kỹ đáp ứng mục tiêu/chuẩn đầu học phần) - Hoạt động/Nội dung l: Lập kế hoạch làm việc Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L2.2 - Hoạt động/Nội dung 2: Tìm hiểu ứng dụng kỹ thuật điện tử kỹ thuật đời sống Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L2.1 - Hoạt động/Nội dung 3: Đề xuất ý tưởng Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L2.3 - Hoạt động/Nội dung 4: Phân tích lựa chọn ý tưởng tốt khả thi Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L2.1 - Hoạt động/Nội dung 5: Tính tốn thiết kế, xây dựng phân tích mơ hình Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L4.1 - Hoạt động/Nội dung 6: Chế tạo lắp ráp Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L1.1; L1.2 - Hoạt động/Nội dung 7: Thử nghiệm hiệu chỉnh Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L4.2 - Hoạt động/Nội dung 8: Viết thuyết minh chuẩn bị báo cáo Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L3.2 - Hoạt động/Nội dung 9: Báo cáo Mục tiêu/chuẩn đầu ra: L3.1; L4.3 Sản phẩm nghiên cứu: Bản thuyết minh, sản phẩm thực tế 20 Đồ án/Dự án theo thời gian quy định (từ ngày 08/09/2020 đến ngày 15/12 /2020) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao trước giảng viên sinh viên khác III Học liệu thực Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án Tài liệu học tập: Giáo trình Vật liệu Linh kiện điện tử, GT Điện tử số… Phương tiện, nguyên liệu thực Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án (nếu có): Điện thoại, máy tính, zalo, facebook, email… (BM02) KẾ HOẠCH THỰC HIỆN TIỂU LUẬN, BÀI TẬP LỚN, ĐỒ ÁN/DỰ ÁN Tên lớp: 20202FE6009001 Họ tên: Vũ Bá Chiến – 2019608158 Khóa: K14 Tên chủ đề: Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, Kđ=8, sử dụng IC 7490, hiển thị kết LED Tuần 16/01/202 15/05/202 Người thực Nội dung công việc Phương pháp thực Vũ Bá Chiến Xây dựng tiến độ Định hướng nghiên cứu Vũ Bá Chiến Tìm hiểu nguyên lý hoạt động sơ đồ khối Nghiên cứu Vũ Bá Chiến Vẽ mạch mô Vẽ mô Vũ Bá Chiến Làm mạch in Chuẩn bị dụng cụ Vũ Bá Chiến Mua linh kiện, làm mạch in hàn mạch Ngâm mạch, hàn Vũ Bá Chiến Lắp ráp mơ hình, chạy cân chỉnh Lắp ráp, hàn Vũ Bá Chiến Hoàn thiện báo cáo, in nộp ĐA ĐTCB Viết, soạn thảo Vũ Bá Chiến Bảo vệ trước thầy cô giáo bạn Tư duy, gặp GV trực tiếp Thuyết trình Ngày …… Tháng 05 năm 2021 XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN (Ký, ghi rõ họ tên) BÁO CÁO HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM (BM04) Tên lớp: 20202FE6009001 Khóa: K14 Tên chủ đề: Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, Kđ=8, sử dụng IC 7490, hiển thị kết LED Tuần Người thực 16/01/2021 Vũ Bá Chiến Xây dựng tiến độ Định hướng nghiên cứu Tìm hiểu mạch đếm, ứng dụng mạch đếm Vũ Bá Chiến Tìm hiểu nguyên lý hoạt động sơ đồ khối Tìm hiểu nguyên lý hoạt động mạch đếm, vẽ sơ đồ khối Vũ Bá Chiến Vẽ mạch mô Tính tốn thiết kế vẽ mạch mơ Vũ Bá Chiến Làm mạch in Thực thi công làm mạch in Vũ Bá Chiến Mua linh kiện, làm mạch in hàn mạch Thực trình làm mạch in, mua linh kiện, hàn mạch Vũ Bá Chiến Lắp ráp mơ hình, chạy cân chỉnh Hồn thiện q trình làm mạch in, lắp ráp chạy thử, xử lí trường hợp xảy q trình làm mạch Vũ Bá Chiến Hồn thiện báo cáo, in nộp ĐA ĐTCB Hoàn thiện báo cáo, đóng in, nộp báo cáo Vũ Bá Chiến Bảo vệ trước thầy cô giáo bạn Thuyết trình bảo vệ đồ án 15/05/2021 Nội dung cơng việc Kết đạt Kiến nghị với giảng viên hướng dẫn Ngày …… Tháng …… năm 2021 XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN (Ký, ghi rõ họ tên) ... em chọn đề tài “Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, K? ?= 8, sử dụng IC 74 90, hiển thị kết LED thanh? ??được sử dụng để đếm thời gian ,đếm sản phẩm, đèn giao thông, chia tần số điều khiển mạch khác…… Đồ... viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thu Hà Tên đề tài: Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, Kđ = 8, sử dụng IC 74 90, hiển thị kết LED NỘI DUNG THỰC HIỆN TT Nội dung cần thực CĐR Lập kế hoạch làm việc L4.1;... hoạt,mạch đếm nhanh chóng biết đến sử dụng rộng rãi lĩnh vực Xuất phát từ thực tế ứng dụng rộng rãi mạch đếm, nên em chọn đề tài “Tìm hiểu, thiết kế mạch đếm thuận, K? ?= 8, sử dụng IC 74 90, hiển thị kết