Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Khoa Điện Tử Viễn Thông
*************
THIẾT KẾ MẠCH IN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ORCAD
Main điều khiển đồng hồ đa năng
Họ và tên : Bùi Thu Huế
Lớp : ĐT7 – K49
HÀ NỘI /9/2007
1
I.Giới Thiệu :
Main điều khiển đồng hồ đa năng là modul chính trong thiết kế mạch đồng
hồ đa năng.Các tính năng chính của mạch đồng hồ đa năng:
1) Hiển thị thời gian thực ( sử dụng IC thời gian thực DS1307 cùa Maxim )
2) Hiển thị nhiệt độ (Sử dụng cảm biến nhiệt độ LM335)
3) Hiển thị LEDMATRIX thông tin về nhiệt độ,ngày tháng ,các thông tin
khác…
Phần tử điều khiến chính là Vi điều khiển Pic16F877A , làm nhiệm vụ thu thập dữ
liệu từ các modul khác , xử lý , xuất dữ liệu ra modul hiển thị .
Mạch bao gồm 3 khối cơ bản :
+) Khối đầu vào :
*) Modul đo nhiệt độ : LM335 cảm biến đo nhiệt độ có đầu ra là mức điện áp ,
được đưa vào bộ biển đổi Analog/Digital của VĐK Pic16F877A.

1
3
2
0
HI
*) Modul thời gian thực : Giao tiếp với Vi điều khiển bằng giao thức I2C

HI

2
P V N 1
P I C 1 6 F 8 7 7 A
R A 0 / A N 0
2
R A 1 / A N 1
3
R A 2 / A N 2 / V R E F - / C V R E F
4
R A 3 / A N 3 / V R E F +
5
R A 4 / T 0 C K I / C 1 O U T
6
R A 5 / A N 4 / S S * / C 2 O U T
7
R B 0 / I N T
3 3
R B 1
3 4
R B 2
3 5
R B 3 / P G M
3 6
R B 4
3 7
R B 5
3 8
R B 6 / P G C
3 9
R B 7 / P G D

2 9
R D 7 / P S P 7
3 0
O S C 1 / C L K I N
1 3
O S C 2 / C L K O U T
1 4
V D D
3 2
V D D
1 1
V S S
3 1
V S S
1 2
M C L R * / V P P
1
R E 0 / R D * / A N 5
8
R E 1 / W R * / A N 6
9
R E 2 / C S * / A N 7
1 0
+) Khối đầu ra: Bao gồm 2 phần chính , IC74HC154 dùng để điều khiển
việc quét cột trong điều khiển LEDMATRIX , LED 7 thanh .
IC74HC595 dùng để xuất dữ liệu theo đường song song .
Các đầu ra này được kết nối với các modul khác thông qua các jac cắm.
G 1
1 8
G 2

1 1
Y 1 1
1 3
Y 1 2
1 4
Y 1 3
1 5
Y 1 4
1 6
Y 1 5
1 7
G 1
1 8
G 2
1 9
A
2 3
B
2 2
C
2 1
D
2 0
Y 0
1
Y 1
2
Y 2
3
Y 3

5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
U 5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
7 4 H C 5 9 5

3
4
5
6
7
8
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7

R B 6 / P G C
3 9
R B 7 / P G D
4 0
R C 0 / T 1 O S O / T 1 C K I
1 5
R C 1 / T 1 O S I / C C P 2
1 6
R C 2 / C C P 1
1 7
R C 3 / S C K / S C L
1 8
R C 4 / S D I / S D A
2 3
R C 5 / S D O
2 4
R C 6 / T X / C K
2 5
R C 7 / R X / D T
2 6
R D 0 / P S P 0
1 9
R D 1 / P S P 1
2 0
R D 2 / P S P 2
2 1
R D 3 / P S P 3
2 2
R D 4 / P S P 4
2 7

4
G 1
1 8
G 2
1 9
A
2 3
B
2 2
C
2 1
D
2 0
Y 0
1
Y 1
2
Y 2
3
Y 3
4
Y 4
5
Y 5
6
Y 6
7
Y 7
8
Y 8

2
Y 2
3
Y 3
4
Y 4
5
Y 5
6
Y 6
7
Y 7
8
Y 8
9
Y 9
1 0
Y 1 0
1 1
Y 1 1
1 3
Y 1 2
1 4
Y 1 3
1 5
Y 1 4
1 6
Y 1 5
1 7
C 2

1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1
3
2
7 4 H C 5 9 5
R C K
1 2
S R C L R
1 0
S R C K
1 1
S E R
1 4
Q A
1 5
Q B
1
Q C
2
Q D
3
Q E
4
Q F
5
Q G

7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
0
HI
0
1
2
HI
0
HI
U 2 4
D S 1 3 0 7

Để tiến hành lấy linh kiện chọn Place > part. Hộp thoại Place part xuất hiện ,lần lượt
chọn các linh kiện cần thiết cho mạch như : IC74HC595, 74HC154 , DS1307… trong
thư viện “74HC”…
5

Ngoài ra mạch còn cần thêm các linh kiện khác như :tụ điện , socket …Muốn lấy linh
kiện nào ta chỉ việc gõ tên linh kiện đó ,sau đó kéo ra màn hình .

6
Bảng tổng hợp các linh kiện và thư viện :
STT Tên linh kiện Số lượng Tên linh kiện trong thư viện
1 IC74HC138 1 74HC
2 IC74HC154 2 74HC
3 Pic16F877A 1 Pic
4 Tụ điện (cap NP )C1->C10 10 DISCRETE
5 Tụ điện ( cap) C11 1 DISCRETE
6 Jac 26 chân (Con26A) 1 CONECTOR
7 Jac 10 chân (Con10C) 8 CONECTOR
8 Jac 2 chân (Con2) 1 CONECTOR
Trong quá trình chọn sắp xếp linh kiện ta có thể xoay linh kiện bằng phím tắt “R”
Sau khi tiến hành lấy đầy đủ linh kiện ta có các linh kiện như trong hình vẽ:
P V N 1
P I C 1 6 F 8 7 7 A
R A 0 / A N 0
2
R A 1 / A N 1
3
R A 2 / A N 2 / V R E F - / C V R E F
4
R A 3 / A N 3 / V R E F +

2 3
R C 5 / S D O
2 4
R C 6 / T X / C K
2 5
R C 7 / R X / D T
2 6
R D 0 / P S P 0
1 9
R D 1 / P S P 1
2 0
R D 2 / P S P 2
2 1
R D 3 / P S P 3
2 2
R D 4 / P S P 4
2 7
R D 5 / P S P 5
2 8
R D 6 / P S P 6
2 9
R D 7 / P S P 7
3 0
O S C 1 / C L K I N
1 3
O S C 2 / C L K O U T
1 4
V D D
3 2
V D D

Y 0
1
Y 1
2
Y 2
3
Y 3
4
Y 4
5
Y 5
6
Y 6
7
Y 7
8
Y 8
9
Y 9
1 0
Y 1 0
1 1
Y 1 1
1 3
Y 1 2
1 4
Y 1 3
1 5
Y 1 4
1 6

Y 8
9
Y 9
1 0
Y 1 0
1 1
Y 1 1
1 3
Y 1 2
1 4
Y 1 3
1 5
Y 1 4
1 6
Y 1 5
1 7
C 2
C 3
U 4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1

S R C K
1 1
S E R
1 4
Q A
1 5
Q B
1
Q C
2
Q D
3
Q E
4
Q F
5
Q G
6
Q H
7
Q H P
9
G
1 3
1
2
3
4
5
6

2
1
2
HI
0
HI
U 2 4
D S 1 3 0 7
G N D
4
S Q W / O U T
7
S D A
5
X 1
1
X 2
2
S C L
6
V B A T
3
V C C
8
0
HI
Để đi dây cho mạch nguyên lý chúng ta sử dụng công cụ Place wire
7
nhấn vào công cụ này sau đó dùng nó nhấn vào các điểm cần đi dây vs
nhau

2 IC74HC154 2 DIP.100/28/W.300/L1.000
3 IC74HC138 1 DIP.100/16/W.300/L.800
4 Tụ điện (cap NP )C1->C10 10 CAP.PX100_33P_SMAL
5 Tụ điện ( cap) C11 1 CAP.PX100.E
6 Jac 26 chân (Con26A) 1 HEADER26A
7 Jac 10 chân (Con10C) 8 HEADER10C
8 Jac 2 chân (Con2) 1 HEADER2
9 IC DS1307 1 DIP.100/14/W.300/L.800
10 LM335 1 Resistor_V
Sau khi chọn xong đế chân linh kiện trên màn hình sẽ xuất hiện toàn bộ hình
dạng chân cắm của linh kiện và dây nối linh kiện như sau :
11
Nhấn chuột vào biểu tựong Text tool trên thanh công cụ , di chuyển con trỏ chuột đến
các văn bản sau đó chọn văn bản , nhấn phím delete để xóa
Bố trí linh kiện cho hợp lý là 1 trong những điều kiện quan trong quyết định tới
chất lượng , khả năng chống nhiễu , tính thẩm mỹ , và khả năng dễ đi dây của mạch …
ngoài ra còn có sự tham gia của các yếu tố yêu cầu về kích thước mạch , yêu cầu về linh
kiện làm mạch ( loại thường hay dán ) , yêu cầu về khả năng thực hiện mạch nhiều lớp
có thể làm nhiều hơn 2 lớp …)
Khi bố trí linh kiện ta dùng công cụ Component Tool ,đây là công cụ dùng di
chuyển các linh kiện , trong quá trình di chuyển sử dụng các phím tắt “R” (xoay linh
kiện ) phím “T” ( lật ngược linh kiện sang mặt còn lại )
Các phím tắt “O” và”I” dùng để zoom in và zoom out.Sau khi bố trí linh kiện
xong ta có mạch bố trí như sau (dùng công cụ Reconnect mode để che các đường nối
dây mà chỉ thấy các linh kiện) :
12
Tiếp theo chọn lớp để tạo mạch in . Nhấn chuột vào biểu tượng View Spreadsheet sau
đó chọn Strategy > Route Layer . Hộp thoai xuất hiện , tại mục Enabled nhấn chọn
các lớp ko vẽ mạch in , sau đó nhấn phải chuột và chọn lệnh Properties khi đó hộp thoại
Edit layer Strategy xuất hiện bỏ dấu Routting Enabled, sau đó bấm Ok.

Do mạch này có rất nhiều đường tín hiệu nên ta sử dụng phương pháp “ phủ đồng
“ để chống nhiễu tốt hơn giữa các đường tín hiệu với nhau . Để thực hiện việc này ta
dùng công cụ Obstacle Tool .Nhấn vào công cụ này sau đó chọn lớp cần phủ đồng , ta
có :
16
Cuối cùng ta được mạch in hoàn chỉnh như hình dưới đây:
IV.Kết luận :
“Main điểu khiển đồng hồ đa năng” trên được thiết kế bằng orcad 10.5.0. Qua bài
thực hành này đã cho ta những kiến thức cơ bản về việc thiết kế mạch bằng orcad,giúp
sinh viên nắm vững các bước để làm được mạch in trong thưc tế.
17