Luận văn tốt nghiệp Trang 1
GVHD Nguyễn Việt Hùng
PHẦN I LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I DẪN NHẬP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện
tử màtrong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lónh vực khoa học kỹ
thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…. do đó chúng ta phải nắm
bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa
học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng.
Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy và tham quan các
doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá
trình sản xuất. Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa
đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động.
Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn
chưa được áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng
nhân công.
Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm
một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà
cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính
xác cao. Nên chúng em quyết đònh thiết kế một mạch đếm sản phẩm vì nó rất gần gũi
với thực tế và nó thật sự rất có ý nghóa đối với chúng em vì đã làm được một phần nhỏ
đóng góp cho xã hội.
Để làm được mạch này cần thiết kế được hai phần chính là: bộ phận cảm biến và
bộ phận đếm.
* Bộ phận cảm biến: gồm phần phát và phần thu. Thông thường người ta sử dụng
phần phát là led hồng ngoại để phát ra ánh sáng hồng ngoại mục đích để chống nhiễu
so với các loại ánh sáng khác, còn phần thu là transistor quang để thu ánh sáng hồng
ngoại.
* Bộ phận đếm có nhiều phương pháp thực thi đó la:ø

đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi xử lí còn có những ưu điểm sau:
-Mạch có thể thay đổi số đếm một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm,
trong khi đó phần cứng không cần thay đổi mà mạch dùng IC rời không thể thực hiện
được mà nếu có thể thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân cũng khó
tiếp cận, dễ nhầm.
- Số linh kiện sử dụng trong mạch ít hơn.
-Mạch đơn giản hơn so với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời và có phần cài đặt
số đếm ban đầu
-Mạch có thể lưu lại số liệu của các ca sản xuất
-Mạch có thể điều khiển đếm được nhiều dây chuyền sản xuất cùng lúc bằng
phần mềm
-Mạch cũng có thể kết nối giao tiếp được với máy tính thích hợp cho những người
quản lí tại phòng kỹ thuật nắm bắt được tình hình sản xuất qua màn hình của máy vi
tính.
Nhưng trong thiết kế người ta thường chọn phương pháp tối ưu nhưng kinh tế do
đó chúng em chọn phương pháp đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi điều khiển
3. Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển:
Ngoài những ưu điểm có được của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có
những ưu điểm :
-Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với những chương trình có quy
mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lí không thực hiện được.
-Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lí cũng giao tiếp
được với máy tính nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ
liệu từ song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính.
III. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI:
Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phẩm bằng phương pháp
đếm xung. Như vậy mỗi sản phẩm đi qua trên băng chuyền phải có một thiết bò để
cảm nhận sản phẩm, thiết bò này gọi là cảm biến. Khi một sản phẩm đi qua cảm biến
sẽ nhận và tạo ra một xung điện đưa về khối xử lí để tăng dần số đếm. Tại một thời
điểm tức thời, để xác đònh được số đếm cần phải có bộ phận hiển thò. Tuy nhiên mỗi


KHỐI
XỬ LÝ

CẢM BIẾN

b. Các linh kiện trong mạch cảm biến:
b1. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động của led hồng ngoại:
_Led được cấu tạo từ GaAs với vùng cấm có độ rộng là 1.43eV tương ứng bức xạ
900nm. Ngoài ra khi pha tạp Si với nguyên vật liệu GaAlAs, độ rộng vùng cấm có thể
thay đổi. Với cách này, người ta có thể tạo ra dải sóng giữa 800 - 900nm và do đó tạo
ra sự điều hưởng sao cho led hồng ngoại phát ra bước sóng thích hợp nhất cho điểm cực
đại của độ nhạy các bộ thu.
_Hoạt động: khi mối nối p - n được phân cực thuận thì dòng điện qua nối lớn vì sự dẫn
điện là do hạt tải đa số, còn khi mối nối được phân cực nghòch thì chỉ có dòng rỉ do sự
di chuyển của các hạt tải thiểu số. Nhưng khi chiếu sáng vào mối nối, dòng điện nghòch
tăng lên gần như tỷ lệ với quang thông trong lúc dòng thuận không tăng. Đặc tuyến volt
– ampere của led hồng ngoại như sau: KHỐI
DAO
ĐỘNG
KHỐI
DAO
ĐỘNG
KHUYẾCH
ĐẠI
TRANSITOR
THU


thường, nhưng chuyển tiếp PN colector, thì do miền bazơ cần được chiếu sáng, cho nên
nó có nhiều hình dạng khác nhau, cũng có dạng hình tròn nằm giữa tâm miền bazơ. Khi
sử dụng transistor quang mắc mạch tương tự như transistor mắc chung emitor (CE).
Chuyển tiếp emitor được phân cực thuận còn chuyển tiếp colector được phân cực
nghòch. Có nghóa là transistor quang được phân cực ở chế độ khuyếch đại.
Dòng điện trong transistor:
Vì nối thu được phân cực nghòch nên có dòng rỉ Ico chạy giữa thu – nền và vì nối nền -
phát được phân cực thuận nên dòng thu là ( + 1)Ico đây là dòng tối của quang
transistor. Khi chiếu ánh sáng vào miền bazơ, trong miền bazơ có sự phát xạ cặp điện
tử lỗ trống làm xuất hiện dòng I
L
. Do ánh sáng khiến dòng thu trở thành:
Ic = ( + 1) .(Ico + I
L
)

 = 4

 = 3

 = 2

 = 1

 = 0

Trong đó H là mật độ chiếu sáng (mW/cm
2
)Đặc tuyến của transistor quang cũng giống như đặc tuyến Volt- ampere của
transistor thông thường mắc EC. Điều khác nhau ở đây là các tham số không phải là
dòng Ib mà là lượng chiếu sáng
Đặc tuyến Volt ampere của transistor quang ứng với khoảng Uce nhỏ cũng có thể
gọi là miền bão hòa vì khi ấy do sự tích tụ điện tích có thể coi như chuyển tiếp colector
được phân cực thuận. Cũng tương tự như trong trường hợp transistor thông thøng, độ
dốc đặc tuyến trong miền khuyếch đại.
b3. IC dao động 555
Sơ đồ chân:


H = 4

H = 1
8

6

4

2 0

GND V
CC

TRI DIS
OUT THR
RES CN

FLIP

FLOP
OUTPUT

8

6
LM 324 IC có 4 tầng khuếch đại thuật toán, IC làm việc với loại nguồn đơn.
Độ lợi trên 100dB, tuy nhiên băng thông hẹp hơn LM 3900.
Chú ý: không để ngã ra chạm vào nguồn V
+
hay chạm thẳng vào masse, điều này sẽ
làm hư IC.
 IC 567 (TONE DECODER):
IC 567 Bộ giải mã âm sắc.
IC chứa một vòng khóa pha. Khi tần số phù hợp với tần số trung tâm thì chân 8 có mức
áp thấp. Do đó tín hiệu từ transistor qua tầng khuyếch đại đưa đến ngõ vào của IC 567.
Tần số hiện nay được xác lập theo mạch đònh thời R và C hay 1,1(RC). R lấy khoảng
2K đến 20K. 567 có thể tách dò tần số ngã vào từ 0,01Hz đến 500KHz.
4

GND
Tụ đònh thời
Điện trở đònh thời

567 8
7
6
5

1

2
3
4

Tụ ngõ ra
Tụ lọc thôngthấp
Ngõvào
+4,75-9,0V

Luận văn tốt nghiệp Trang 8
GVHD Nguyễn Việt Hùng
Ghi chú: các ngã vào trong mạch lọc thấp qua tính theo F sẽ được xác đònh bởi n/F
0
.
Trong đó n trong khoảng 1300 đến 62000. Tụ ngã ra lấy trò số gấp đôi tụ trong mạch
lọc thấp qua ở ngã vào.
Luận văn tốt nghiệp Trang 9
GVHD Nguyễn Việt Hùng
RD\
Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.
Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.
Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.
Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ 0.
Ngõ vào của TIMER/ COUNTER thứ 1.
Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.
Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
PSEN (Program store enable):
PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng
và thường được nối đến chân OE\ của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh.