Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
e&f
1.Tên đề tài:
THIẾT KẾ MẠCH ĐIẾM SẢN PHẨM
2. Các số liệu ban đầu:
Đếm sản phẩm và hiện thị led 7 đoạn . Đặt trước số đếm bằng nút
nhấn và dừng khi số sản phẩm bằng số đặt trước.
3. Nội dung các phần thuyết minh:
Khảo sát các loại vi mạch sử dụng trong đề tài gồm sơ đồ chân, sơ
đồ logic, bảng trạng thái, các đặt tính điện.
Các loại led 7 đoạn.
Thiết kế sơ đồ khối, chức năng các khối.
Vẽ sơ đồ mạch in, thi công lắp ráp, kiểm tra và chạy thực.
Thực hiện việt chống nhiễu và điều chỉnh độ nhạy cho cảm biến.
Thực hiện việt cấp xung bằng nút nhấn.
5. Giáo viên hướng dẫn : Th.S NGUYỄN ĐÌNH PHÚ.
6. Ngày giao nhiệm vụ: 25-9-2011.
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 08-1-2012.
Ngày …… tháng ……. năm 2011
Giáo viên hướng dẫn
GVC.THS.NGUYỄN ĐÌNH PHÚ
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 1
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
LỜI CẢM ƠN
e&f
Sau khoảng thời gian 4 tháng, với sự hướng dẫn và chỉ bảo tận
tình của thầy Th.S. Nguyễn Đình Phú, ngày hôm nay, đề tài tốt nghiệp
của em đã hoàn thành xong. Để đạt được kết quả như hôm nay, ngoài sự
chăm chỉ và miệt mài của bản thân em, em không thể nào không nhắc
đến công lao đã vạch ra hướng đi cho đề tài và hướng dẫn từng yêu cầu
III. Khảo sát IC 7414 8
IV. Khảo sát IC 7408 9
V. Khảo sát IC 741 9
V I .Khảo sát IC 74247 10
VII .Khảo sát led 7 đoạn 11
V III .Khảo sát điện trở 13
I X . Khảo sát tụ 13
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỒI, SƠ ĐÒ MẠCH 15
I. Khảo sát khối tạo xung 15
II. Khảo sát khối so sánh 16
III. Khảo sát khối khóa xung Ck 16
I V. Khảo sát khối chống nhiễu bằng nút nhấn 17
V. Khảo sát khối reset bằng relay 18
VI. Khảo sát khối nguồn 18
CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 20
CHƯƠNG IV: HI CÔNG MẠCH 21
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 3
AK
D1
LED phat
A K
D2
LED thu
R1
330
R2
10k
C3
102
R3
100uF
1
2
3
J2
CONN-SIL3
1
2
3
4
5
J1
CONN-SIL5
3
2
6
74
1
5
U3
741
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
LIỆT KÊ MÔ PHỎNG
I.KHỐI 1: Khối tạo xung và cấp nguồn.
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 4
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
II.KHỐI 2 : khối mô phỏng.
a
b
c
2
3
4
5
6
7
8
9
1
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U1
74192
A0
10
A1
12
A2
13
A3
15
B0
9
B1
11
B2
14
B3
1
A<B
2
QA<B
7
A=B
3
QA=B
6
A>B
4
QA>B
5
U4
7485
U6
NOT
R9
10k
U9
NOT
R11
10k
U10
NOT
RL?
G2R-14-DC5
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U13
74192
1
2
3
U5:A
7408
C2
100uF
C1
10uF
Các chân A , B , C , D là các chân để điều khiển giá trị bắt đầu đếm.
Chân DOWN là chân khi có xung kích vào thì giá trị ra được đếm xuống .
Chân UP là chân khi có xung kích vào thì giá trị ra được đếm lên.
Chân VCC là chân cấp nguồn còn chân GND là chân nối mass.
Chân CO\ và chân BO\ dùng để liên kết với IC 74192 khác để đếm được giá
trị cao hơn
Chân CLR dùng để xóa giá trị về 0 .
II. KHẢO SÁT 7485
Đây là ic so sánh 4 bit .
Chân 2 3 4 là chân giá trị ngõ vào ban đầu của IC để thự hiện phép so
sánh .
Chân 5 6 7 là chân gi giá trị ra.
Chân 8 nối mass chân 16 nối Vcc.
Trên nguyên lý so sánh các giá trị A0, A1, A2, A3 với B0, B1, B2, B3 để đưa
ra các giá trị so sánh A>B, A=B, A<B.
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 7
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
III. KHẢO SÁT 7414 ( Cổng NOT )
Sơ đồ chân của ic 7414
IC 7414 có chức năng đảo giá trị vào.
Chân 7 nối mass và chân 14 nối vơi Vcc.
7414 là IC được sử dụng rộng vào nhiều mục đích nhu; Tạo xung
vuông , chốt , đảo trạng thái xung ….
Schmitt-Trggers inverters có nghia là IC 7414 có thể biến một xung
không vuông thành 1 xung vuông.
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 8
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
IV. KHẢO SÁT 7408 (Cổng AND )
Sơ đồ chân của ic 7408
Đây là mạch tích hợp của 4 cổng AND gồm có các chân như hình ở trên .
Ngoài ra led 7 đoạn còn thể hiện được tên như: PHUOC, THAO,
THOA… Trong đó củng có một số tên co vần K, M và V thì không
hiển thị được như: MINH, KHANH…
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 12
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
VIII. KHẢO SÁT ĐIỆN TRỞ VÀ CÁCH ĐỌC ĐIỆN TRỞ
Ở đây em giới thiệu về một số điện trở thường gập có 4 vòng màu.
Vòng thứ nhất là vòng hàng chục.
Vòng thứ hai là vòng hàng đơn vị.
Vòng ba nhất là vòng hệ số nhân.
Vòng tư nhất là vòng sai số.
VD: điện trở có vòng màu la đỏ-đỏ-đỏ có giá trị là: 22x10^2
IX. KHẢO SÁT TỤ
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 13
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
Sau đây em cũng nêu ra một số loại tụ thường gặp như : Tụ gốm , tụ
hóa …
Tụ được chia làm 2 loại : tụ phân cực và không phân cực.
Một số tụ phân cực giá trị được ghi trực tiếp trên vỏ của linh kiện
rất dễ thấy
Còn như tụ không phân cực thì khó đọc giá trị hơn tí.
VD: tụ có gi là 101 hay 102 …
101 ở đây có nghĩa là
10x10^1pF
102 có nghĩa là
10x10^2pF
Khi mua tụ người ta thường chú ý tới :
Giá trị điện dung của tụ và điện áp cực đại qua tụ.
Tụ được dùng hầu hiết trong các mạch. Tụ đươc dùng vào nhiều
việt khác nhau, nhưng tụ được dùng phổ biến để chống nhiễu, tạo xung
R6
2.2k
Q1
2N4410
3
2
6
74
1
5
U3
741
Hình 1 : khối cảm biến và tạo xung
Khối thu tính hiệu và tạo xung cấp cho IC.
Cảm biến quang gồm có led thu và led phát :
Tính hiệu nhiễu tần số thấp được lọc qua tụ C3 và R2 . Tính hiệu phát từ
led phát có cùng tần số với led thu . Led thu có thể sai tính hiệu vào do
ánh sáng mặt trời . Để chống nhiễu do mặt trời gây nên ta dùng biến trở
VR4 để bù trừ sụt áp do ánh sáng mặt trời tác động lên led thu và chỉnh
độ nhạy cho cảm biến . Ta cũng có thể dùng một cái ống nhựa màu đen
để che led thu lại .
Giải thích nguyên lý :
Khi led thu không nhận được tính hiệu từ led phát, đện trở của led thu
tăng lên rât lớn nguồn bị cách ly và điện áp ra ở múc 0.
Khi led thu nhận được tính hiệu từ led phát điện trở của led thu giảm
xuống mạnh, ngõ ra điện áp ra ở mức 1.
Khi có vật đi qua thi led thu và led phát sẽ thay đổi trạng thái làm tạo
thành xung cấp cho IC để thực hiên việt đếm.
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 15
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
QA>B
5
U3
7485
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U12
74192
Hình 5 : Khối so sánh
III. KHẢO SÁT KHỐI KHÓA XUNG CK
Hình 2 : Khối khóa xung Ck
Xung Ck ở trong hình chính là ngõ ra của của khối tạo xung em đã nêu ra
ở trên
Khối này có chức năng ngắt xung khi giá trị đặt bằng giá tri đếm . Khi đó
ngõ ra QA=B lên 1 khi qua cổng NOT giá tri bị đảo thành 0 và đi qua
cổng AND làm cho xung cấp ngõ ra không đổi va luôn = 0.
Khối khóa xung Ck và khối so sánh đi đôi với nhau.
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 16
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
IV. KHẢO SÁT KHỐI CHỐNG NHIỄU CHO NÚT NHẤN
Đây là khối tạo xung và chống nhiễu bằng nút nhấn
Khi nút nhấn hở thi ngõ ra la = 0
Khi nút nhấn đóng thi ngõ ra la = 1
Khi mà ta nhấn nút không phải một xung được tạo ra mà có thể là nhiều xung
bởi vậy ta cần chống nhiễu . Tụ C1 có chức năng đó . Còn cổng NOT có chức
năng tạo cho xung được cấp bằng thành 1 xung vuông và bằng phẳn từ các
xung có dạng tam giác hay dạng sóng SIN về dạng xung vuông.
Ở đây em thiết kế khối tạo xung bằng nút nhấn rời rạt vì. Em thiết kế 2 nút
nhấn một nút ĐƠN VỊ và một nút CHỤC nên không cần lien số đếm CHỤC
với ĐƠN VỊ lại.
VD: Đặt số 19 chỉ cần ấn nút CHỤC 1 lấn và nút ĐƠN VỊ 9 lần là được, chứ
không phải ấn nút ĐƠN VI 19 lần.
Điện trở 10k có chức năng hạng dòng qua IC.
2
13
PL
11
MR
14
U112
74192
C1
10uF
don vi
Hình 3 : Khối chống nhiễu cho nút nhấn
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 17
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
V. KHẢO SÁT KHỐI RESET BẰNG RELAY
Bình thường nút nhấn chưa tát động thì chân MR ở mức 0 mạch thực hiện
việt đếm khi ta nhấn nút nhấn thì chân MR lên mức 1 . Các giá tri đã đếm
được ngay lập tức được RESET về 0.
Ở đây em chỉ thiết kế khối Reset cho IC đếm mà không Reset cho giá tri đặt
vì:
Trong sản xuất theo dây chuyền thì mỗi hàng hóa làm ra là rất lớn và theo
một số cụ thể đặt trước nên trong em không làm khoi Reset cho số đặt trước.
Khi muống thai đổi giá tri đặt chỉ cần nhấn nút là được.
a
b
c
d
e
f
g
h
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U1
74192
BRIDGE
1
2
3
J1
CONN-SIL3
+-
C5
1000uF
VI
1
VO
3
GND
2
U14
7805
+-
C6
10uF
+-
C7
10uF
Hình 6 : Khối nguồn
Người thực hiện: NGUYỄN HỮU PHƯỚC 19
Đồ án môn học 1 : Đếm sản phẩm GVHD.Th.S Nguyễn Đình Phú
Chương III
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
1) Kết luận
Với mạch đếm dùng IC ta có các ưu điểm sau :
d
e
f
g
h
1
2
3
4
5
6
7
8
a
b
c
d
1
2
3
4
e
f
g
h
5
6
7
8
A1
E1
F1
G1
CA1
CD4
A
7
QA
13
B
1
QB
12
C
2
QC
11
D
6
QD
10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT
3
QG
14
U2
74247
A
7
QA
13
B
1
QB
12
C
2
QC
11
D
6
QD
10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT
3
QG
14
U4
74247
R1
330
R2
330
R3
330
R4
330
R5
330
R6
330
R7
330
R8
330
R9
330
R10
330
R11
330
R12
330
R13
330
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U5
74192
1
2
3
U7:A
7408
+-
C1
10uF
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U9
74192
R29
10k
1 2
U10:A
7414
+-
C2
10uF
R30
10k
3 4
U10:B
7414
A0
10
A1
12
A2
13
A3
15
B0
9
B1
11
B2
14
B3
1
A<B
2
QA<B
7
A=B
3
QA=B
6
A>B
4
QA>B
5
U12
7485
5 6
U10:C
7414
AK
D1
LED
A K
D2
2.2k
BR1
BRIDGE
1
2
3
J1
CONN-SIL3
+-
C5
1000uF
VI
1
VO
3
GND
2
U14
7805
+-
C6
10uF
+-
C7
10uF
RL1
G5CLE-1-DC5
A K
D4
DIODE