Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BÀI TẬP LỚN MÔN: KĨ THUẬT SỐ
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐO VÀ HIỂN THỊ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thu Hà
Sinh viên thực hiện : 1.Nguyễn Duy Nam
2. Hoàng Đình Lương
3.Thân Ngọc Thiện
4. Phạm Văn Tuấn
5. Hoàng Thanh Sơn
Lớp : ĐH Điện 1-K7.
Năm 2014

Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay việc sử dụng các con vi số đang ngày càng phát triển rộng rãi và thâm nhập ngày
càng nhiều vào các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống xã hội. Với xu hướng tất yếu này cùng với
sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo, người ta đã tạo những vi số có cấu trúc nhỏ
gọn, đáp ứng thời gian thực tốt hơn, chuẩn hóa hơn.
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, đặc biệt là ngành điện, điện tử, sự phát minh ra các
linh kiện điện tử đã và đang ngày càng đáp ứng được yêu cầu của các hệ thống. Ưu điểm của
việc sử dụng các linh kiện điện tử làm cho các hệ thống linh hoạt và đa dạng hơn, giá thành
thấp hơn và độ chính xác cao hơn.
Sau thời gian học tập và tìm hiểu, chúng em đã được làm quen với môn học: “Kỹ Thuật Số”.
Để áp dụng lý thuyết với thực tế của môn học này chúng em nhận bài tập lớn:Thiết kế mạch
đo và hiển thị tốc độđộng cơ.Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo có giới
hạn nên còn có những sai sót. Chúng em rất mong thầy, cô giáo thông cảm và giúp đỡ chúng
em hoàn thiện bài tập lớn này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK

tốc độ thành một dãy xung có tần số tỷ lệ với tốc độ quay của động cơ.
Tính toán kết quả đo :
Phương pháp đo là đếm số xung trong một khoảng thời gian đo (
đ
t
), số
xung đếm được trong thời gian đo
đ
t
là Nx. Ta đo tốc độ động cơ 1 chiều có
gắn encoder 100 xung/vòng, vậy ta chọn thời gian đo là
đ
t
= 0,6s để đảm
bảo thông tin cập nhật một cách tối ưu nhất.
n : là tốc độ động cơ.
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
n =
lt
Nx
đ
.
60.
.
n =
100.
.60
đ
t
Nx

- 1Cổng NOTvà 1 cổng AND
- 1 Led báo: led - biby
- 1 Động cơ: Motor – encorder
-1 nút Star 1 nút Stop và 1 nút Reset
- 2 Switch (Chuyển mạch1-2 cổng ):liên động
1. Giới thiệu về Encoder :
Cấu tạo của encoder :
6. Encoder
Phương pháp đo tốc độ động cơ thông dụng nhất hiện nay dùng cảm biến quang
hay còn gọi là encoder. Tín hiệu từ encoder tạo ra các dạng xung vuông có tần
số thay đôi vào tốc độ động cơ. Do đó các xung vuông này được đưa vào bộ vi
xử lý để đếm số xung trong khoảng thời gian cho phép từ đó ta có thể tính được
giá trị vận tốc của động cơ. Đây cũng là phương pháp mà người ta sử dụng để
ổn định tốc độ động cơ hay điều khiển nhanh chậm
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
Yêu cầu:
+ Động cơ DC 12V có bộ Encoder
 Tìm hiểu qua về cấu tạo của Encoder:
* Cấu tạo của encoder
Nhìn trên hình ta thấy encoder gồm: 1 tấm tròn có khắc lỗ, 1 Hệ thông LED
phát và thu.
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
Như vậy là encoder sẽ tạo ra các tín hiệu xung vuông và các tín hiệu xung
vuông này được cắt từ ánh sáng xuyên qua lỗ. Nên tần số của xung đầu ra sẽ
phụ thuộc vào tốc độ quay của tấm tròn đó. Đối với encoder mình đang dùng thì
nó có 2 tín hiệu ra lệch pha nhau 90. Hai tín hiệu này có thể xác định được chiều
quay của động cơ.
Encoder mục đích dùng để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đĩa quay có
thể là bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ thiết bị quay nào cần xác định vị trí
góc.

Nhìn trên hình 3 ta thấy cấu trúc của 555 nó tương đương với hơn 20 transitor
,15 điện trở và 2 diode và còn phụ thuộc vào nhà sản xuất. Trong mạch tương
đương trên có : đầu vào kích thích , khối so sánh, khối điều khiển chức năng
hay công suất đầu ra.Một số đặc tính nữa của 555 là : Điện áp cung cấp nằm
giữa trong khoảng từ 3V đến 18V, dòng cung cấp từ 3 đến 6 mA.
Dòng điện ngưỡng xác định bằng giá trị lớn nhất của R + R . Để điện áp 15V
thì điện trở của R + R phải là 20M
Tất cả các IC thời gian đều cần 1 tụ điện ngoài để tạo ra 1 thời gian đóng cắt
của xung đầu ra. Nó là một chu kì hữu hạn để cho tụ điện (C) nạp điện hay
phòng điện thông qua một điện trở R. Thời gian này được xác định thông qua
điện trở R và tụ điện C
-
-
-
Mạch nạp RC cơ bản như trên hình 4.

Giả sử tụ ban đầu phóng điện. Khi mà đóng công tắc thì tụ điện bắt đầu nạp
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
thông qua điện trở. Điện áp qua tụ từ điện giá trị 0 lên đến giá trị định mức vào
tụ. Đường cong nạp được thể hiện qua hình 4A.Thời gian đó nó để cho tụ điện
nạp đến 63.2% điện áp cung cấp và hiểu thời gian này là 1 hằng số. Giá trị thời
gian đó có thể tính bằng công thức đơn giản sau:
- t = R.C
Chức Năng các chân
- Chân 1 (GND): cho nối GND để lấy nguồn cấp cho IC hay chân còn gọi
là chân chung.
- Chân 2 (TRIGGER) : đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và
được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp. Mạch so sánh ở
đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3 Vcc.
- Chân 3 (OUTPUT) : chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng

Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
2) Trigger
3) Âm thanh dùng 2 IC 555
3. IC 4017
IC 4017 để tạo ra bộ đếm thập phân
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
- Sơ đồ chân:
Hoạt động:
- Chân 14( CLK) nhận xung.
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
- Chân (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 10, 9) (Q
0
-Q
9
) đưa dữ liệu ra ngoài, mỗi lần
kích một xung vào, một chân sẽ được đưa lên mức cao một cách tuần tự,
các chân còn lại ở mức thấp.
- Chân 13(E): Tích cực mức thấp.
- Chân 15(MR): Chân reset, mỗi khi kích lên mức cao, IC được reset.
- Chân 12 (CO): Trong 5 xung đầu ( từ Q
0
- Q
4
lần lượt lên mức cao) CO ở
mức cao, 5 xung tiếp theo (từ Q
5
– Q
9
lần lượt lên mức cao) CO ở mức
thấp.

***Chúng ta tìm hiểu sơ đồ chân của nó như sau :
-Chú ý là loại này dùng cho seg 7 vạch loại cathot chung có nghĩa là tất cả
cathot của led nốí chung với nhau và nối với đất ,như vậy dữ liệu đẩy vào led
sẽ tích cực ở mức cao tức là mức 1 thì mới làm led sang.
- 4511 Có 16 chân .
- Chân 16 luôn là chân nối với nguồn dương (5 v ), chân số 8 nối với đất .
- Chân 1,2,7,6 là chân đưa dữ liệu đầu vào ,chúng ta có thể chọn dữ liệu loại
này là dữ liệu logic tức là dạng 1,0,1,0…
- 7 chân đầu ra là chân 9 ,10,11,12,13,14,15.sẽ xuất ra dữ liệu của dạng 7
vạch .
- Chân số 5 là chân dùng để điều khỉên tế bào nhớ ,chần này = 0 thì IC hoạt
động bình thường , còn = 1 thì dữ nguyên trạng thái ở các đầu ra ,và dữ cho
đến khi nó trở về chân này được chuyển về 0 thì đầu ra lại tiếp tục hoạt động
.(nếu hiểu sâu sa thì chúng ta hiểu khi IC hoạt động thì dữ liệu tại đầu ra sẽ
luân phiên nhau được nhớ trong tế bào 4 bít ,vậy khi chân số 5 này ở mức 0
giả sự gọi là đóng cửa thì IC hoạt động bình thường không vấn đề gì ,nhưng
khi nó = 1 tức là mở cửa thì dữ liệu trong tế bào nhớ trào ra và đẩy liên tục
vào cửa ra nên giữ tại đầu ra một mức dữ liệu cố định ).
- Trong sơ đồ mạch chúng ta nối nó với đất .
- Chân số 3 nếu =0 thì tất cả đầu ra sẽ là mức logic 1.(dùng kiểm tra led 7
đoạn,bất chấp đầu vào là thế nào .)
- Chân số 4 thì có tác dụng ngược lại chân số 3.
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
Bảng chân lí:
IC 40110