TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN
MÔN: KỸ THUẬT SỐ
Đề Tài:
Thiết kế mạch điều khiển bãi đỗ xe tự động
Giáo Viên Bộ Môn : Nguyễn Thu Hà
Nhóm thực hành : Nhóm 2- lớp điện 1_K6

1
Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
Năm học 2013-2014
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………… …………………………… …4
1. Nội dung…………………………………………………………………… 4
2. Yêu cầu…………………………………………………………………… 4
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG….…….5
2. 1.Mạch tổ hơp…………………………… ………………………….……….5
2.2 Mạchdãy……………………………………………………………… ……7
2.3.Mạch đếm……………………………………………………………….…8
2 4. Mạch dao động……………………… ……………………………….… 10
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG……………….11
3.1. Sơ đồ khối……………………………………………………….….…….13
3.2. Chức năng nhiệm vụ các khối……………………………………………14
3.3 Sơ đồ nguyên lý………………………………………………………… 25
3.4Nguyên lý hoạt động…………………………………………………………25

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1Nội dung
Thiết kế hệ thống điều khiển bãi đỗ xe tự động gồm : 2 của ra/vào mỗi cửa có
một barrie được điều khiển bởi 2 động cơ 1 và 2,4 cong tắc hành trình báo đóng
hết và mở hết. 2 cảm biến phát hiện xe ra/vào.2 led 7 thanh hiển thị số xe trong
bãi và 2 đèn báo còn/hết chỗ.2 nút ấn start/stop để khởi động và dừng hệ thống.
1.2 Yêu cầu
Khi nhấn nút start đèn d1 sáng báo còn chỗ.nếu có xe vào cửa(phát hiện bằng
cảm biến s1)thì động cơ 1 quay chậm mở barrie1.gặp công tắc hành trình CT11
báo mờ hết thì động cơ dừng.sau 15s đông cơ quay ngược đóng barrie lại cho đến
khi gặp công tắc CT12 thì dừng.với mỗi xe vào động cơ cộng thêm một vào tổng
số xe .số xe hiện có trong bãi luôn được hiển thị bằng led 7 thanh.
Nếu có xe ở cửa ra(phát hiện bằng cảm biến s2 ) thì động cơ 2 quay chậm mở
barrie 2,gặp công tắc CT21 thì dừng sau 10s sau đó quay ngược đóng barie 2,cho
đến khi gặp công tắc hành trình CT22 thì dừng.mỗi xe ra hệ thống sẽ giảm đi 1
trong tổng số xe hiện tại.
Khi bãi đỗ xe chưa đầy đèn xanh sáng.Khi bãi đỗ xe đã đầy thì đèn vàng sang
và không cho cửa vào mở.
Khi nhấn stop hệ thống dừng
Xây dựng mạch mô phỏng trên phân mềm proteus và chạy thử
4
Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG
2.1 Mạch tổ hợp
Mạch tổ hợp là mạch mà tự số ổn định của tín hiệu đầu ra ở thời điểm bất kì chỉ
phụ thuộc vào tổ hợp các giá trị tín hiệu đầu vào ở thời điểm đó.
Mạch tổ hợp thường có nhiều tín hiệu đầu vào (x
1
,x

Đèn led 7 đoạn được sử dụng để hiển thị dữ liệu được xử lý bởi thiết bị điện tử số.
Chúng có thể hiện thị các số từ 0 đến 9 và các chữ cái từ A đến F và một vài ký tự
khác.
Thiết bị hiển thị này có thể được điều khiển bởi bộ giải mã mà sẽ chiếu sáng các
vạch (đoạn - segment) của đèn phụ thuộc vào số BCD tại đầu vào. Các bộ giải mã
này cũng chứa các bộ đệm công suất để cấp dòng cho đèn, do vậy, nó còn được gọi
là bộ điều khiển - giải mã (Decoder - Driver).
Bộ mã hoá này có 4 đầu vào tương ứng với 4 bit mã BCD và 7 đầu ra, mỗi đầu sẽ
điều khiển một vạch của đèn 7 vạch. Đèn hiển thị 7 vạch bao gồm các vạch (đoạn
sáng – segment) nhỏ. Chúng có thể biểu diễn tới 16 ký tự trong đó có 10 số và 6
chữ cái .
Hình 1.2 Led 7 thanh và dạng kí tự hiển thị
6
Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
Các mã đầu vào từ 0 -9 hiển thị các chữ số của hệ thập phân.Các mã đầu vào từ 9 -
14 ứng với các ký hiệu đặc biệt như đã nêu, còn mã 15 sẽ tắt tất cả các vạch.Đoạn
sáng thứ 8 của đèn hiển thị là dấu chấm thập phân (dp). Các thiết bị hiển thị loại
này có nhiều kiểu với màu sắc, kích thước khác nhau và có đặc tính phát sáng rất
tốt.
Về mặt điện, các LED hoạt động như diode chuẩn, chỉ khác là khi phân cực thuận
đòi hỏi điện áp giữa Anode và Cathode cao hơn.Để có cường độ sáng không đổi,
thiết bị hiển thị phải được cấp đủ dòng.
Các thiết bị hiển thị 7 vạch có thể có cực tính:
+ Với kiểu Cathode chung, điều khiển bởi mức logic dương.
+ Với kiểu Anode chung, điều khiển bởi mức logic âm.
2.2 Mạch dãy
Mạch dãy là mạch mà tín hiệu ra phụ thuộc không những vào tín hiệu vào mà còn
phụ thuộc vào trạng thái trong của mạch nghĩa là có mạch lưu trữ, nhớ các trạng
thái.

phân. Một mạch đếm nhị phân sử dụng n Flip-Flop sẽ có dung lượng là 2
n
.
+ Mạch đếm BCD:
Thường dùng 4 FF nhưng chỉ cho mười trạng thái khác nhau để biểu diễn các số hệ
10 từ 0 đến 9.
+ Mạch đếm modul M:
Là mạch đếm có dung lượng là M, với M là số nguyên dương bất kỳ. Vì vậy mạch
đếm loại này có rất nhiều dạng khác nhau tuỳ theo sáng kiến của nhà thiết kế nhằm
thoả mãn nhu cầu sử dụng.
Mạch đếm modul M thường dùng cổng logic với Flip-Flop và các kiểu hồi tiếp đặc
biệt để có thể trình bày kết quả dưới dạng số hệ hai tự nhiên hay dưới dạng mã nào
đó.
Về chức năng của mạch đếm, người ta phân biệt:
+ Các mạch đếm lên (up counters): hay còn gọi là mạch đếm cộng, mạch đếm
9
Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
thuận.
+ Các mạch đếm xuống (down counters): hay còn gọi là mạch đếm trừ, mạch đếm
nghịch.
+ Các mạch đếm lên - xuống (up - down counters): hay còn gọi là mạch đếm hỗn
hợp, mạch đếm thuận nghịch.
Về phương pháp đưa xung clock vào mạch đếm, người ta phân ra:
+ Phương pháp đồng bộ:
Phương pháp này xung clock được đưa đến các Flip Flop cùng một lúc.
+ Phương pháp không đồng bộ:
Phương pháp này xung clock được đưa đến một FF, rồi các FF còn lại kích thích
lẫn nhau.
Tốc độ tác động của mạch đếm là tham số quan trọng và được xác định bởi hai

CHƯƠNG 3:
THIẾT KẾ
HỆ THỐNG
BÃI ĐỖ XE
ĐIỀU
KHIỂN TỰ
ĐỘNG
3.1 Sơ đồ
khối của hệ
thống :
11
Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
Các linh kiện sử dụng
STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƯỢNG CHÚ THÍCH
1 3WATT10K 2
2 7SEG-BCD 4
3 7SEG-COM-AN-GRN 2
4 IC 74LS247 2
5 IC 555 1
6 IC 4017 4
7 IC 7447 2
8 IC 7485 2
9 IC 7490 2
10 IC 74192 1
11 IC 74193 1
12 SW-SPDT-MOM 4
13 SW-SPST-MOM 2
14 AND 10
15 AND_3 1

0
1
Hình 3.1: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng AND
Nhận xét: Ngõ ra của cổng logic AND chỉ lên mức 1 khi các ngõ vào là mức 1.
+ A,B: ngõ vào tín hiệu logic
+ 0: mức logic thấp
+ 1: mức logic cao
+ Y: đáp ứng ngõ ra
3.1.2Cổng NOT.
Dùng để thực hiện phép đảo logic.
A Y
0
1
1
0
Hình 3.2 : Kí hiệu và bảng trạng thái cổng NOT
13
Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
A
B
Y
A
Y
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
Nhận xét: Tín hiệu giữa ngõ ra và ngõ vào luôn ngược mức logic nhau.
3.2 Chức năng nhiệm vụ các khối
3.2.1 Khối nguồn :
Tạo ra dòng điện ổn định cung cấp cho toàn mạch
3.2.2 Khối hồng ngoại
Dùng để tạo ra xung clock có tần số với độ ổn định cấp cho khối điều khiển.

5 6 0
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
Hình3.4 Khối điều khiển
Khối tạo dao động 1Hz.
• IC 555 có nhiệm vụ tạo ra tần số 1Hz tại đầu ra (chân 3) để cấp cho khối giây
của đồng hồ thời gian thực. Xung đầu ra có dạng xung vuông ổn định và cứ
mỗi chu kì xung thì tương ứng với 1 giây.
15
Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
Chân 1 (GND): Chân cho nối masse để lấy dòng.
Chân 2 (Trigger): Chân so áp với mức áp chuẩn là 1/3 mức nguồn nuôi.
Chân 3 (Output): Chân ngả ra, Jn hiệu trên chân 3 c1 dạng xung, không ở mức áp
thấp thì ở mức áp cao.
Chân 4 (Reset): Chân xác lập trạng thái nghĩ với mức áp trên chân 3 ở mức thấp,
hay hoạt động.
Chân 5 (Control Voltage): Chân làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555.
Chân 6 (Threshold): Chân so áp với mức áp chuẩn là 2/3 mức nguồn nuôi.
Chân 7 (Discharge): Chân có khóa điện đóng masse, thường dùng cho tụ xả điện.
Chân 8 (VCC): Chân nối vào đường nguồn V+. IC 555 làm việc với mức nguồn từ 3
đến 15V.
*Thiết kế và tính toán mạch tạo dao động 1Hz.
R7
10k
R8
2.2k
C1
100u
C2
4.7u

+ R
2
) . C
1
: thời gian điện áp mức cao.
Ts = ln(2) . R
2
.C
1
: thời gian điện áp mức thấp.
T = Tm + Ts : chu kỳ toàn phần.
Tần số dao động:
f ==
Ta chọn C
1
=100uF, R
1
=10K, R
2
=2,2K.Vậy ta có xung ra với chu kì:
T =ln(2) .100 . 10
-6
. (10 .10
3
+2 . 2,2 . 10
3
)~ 1(s).
3.2.4 Khối đếm
Nhận xung từ bộ điều khiển đếm lên hoặc đếm xuống, đồng thời xuất ra giá trị
chuyển đến khối giải mã.

Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
3.2.5 Khối giải mã
Giải mã là quáy trình phiên dịch hàm ý đã gán cho mã, mạch điện thực hiện
việc giải mã được gọi là bộ giải mã
Khối giải mã nhận giá trị từ khối đếm và chuyển đổi thành giá trị led 7 đoạn
chuyển đến bộ hiển thị
Hình 3.11 Sơ đồ chân của IC 74LS247
Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS247
21
Nhóm 2- Lớp Điện 1- Khóa 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – KHOA ĐIỆN
3.2.6 Khối hiển thị :
Trong các thiết bị .để báo trạng thái hoạt động của các thiết bị cho ra các
thong số chỉ là các dãy số đơn thuần , thường người ta sử dụng “ Led 7 đoạn “. Led
7 đoạn được sử dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp chỉ hiện thị số là
đủ chẳng hạn led 7 đoạn được dung để hiển thị nhiệt độ phòng , đồng hồ treo tường
bằng điện tử , hiển thị số lượng sản phẩm trong 1 công đoạn nào đó…
Led 7 đoạn có cấu tạo gồm 7 led đơn xếp ngang và có thêm 1 led đơn hình
tròn nhỏ bên phải của led 7 thanh .
8 led đơn của led 7 thanh có Anode (+) hoặc cathode (-) được nối chung với
nhau vào 1 điểm và đượ đưa chân ra ngoài để nối vào mạch điện.7 cự còn lại trên
mỗi led đơn của led 7 đoạn và 1 cực trên led đơn ỏ góc bên dưới , bên phải của led
7 đoạn được đưa thành 8 chân riêng để điều khiển cho led sáng tắt theo ý muốn.
- Nếu led 7 đoạn có Anode (cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các
chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi
tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0.
- Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground
(hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn,
led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.