1
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
THIẾT KẾ LOGIC MẠCH SỐ
Đề Tài: Đo tốc độ động cơ điện có tốc độ ≤ 1000vòng/phút với sai số 1%
và có chỉ thị chiều quay của động cơ.

Nhóm thực hiện:
Hà Mạnh Cường
Nguyễn Phú Dũng
Lớp: ĐTVT1-K44
Giáo viên hướng dẵn:
TS. Nguyễn Nam Quân

M ỤC LỤC
TRANG
I. MỞ ĐẦU
II. NHIỆM VỤ
iii. LÝ THUYẾT THỰC HIỆN
1. Sơ đô khối mạch đô tốc độ
2. Sơ đồ khối mạch hiển thị chiều quay
A. PHẦN 1: ĐO TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
1. Khối chuyển vòng quay sang xung điện
2. Khối khuyếch đại và tạo dạng tín hiệu
3. Khối cổng
4. Khối xung mở cổng, xoá và reset
5. Khối đếm giải mã và hiển thị
B. PHẦN 2: HIỂN THỊ CHIỀU QUAY
1. Dùng mạch đồng bộ
2. Dùng mạch không đồng bộ
V. PHẦN NGUỒN

1.Phần chỉ thị tốc độ:
Xung mở cổng
Reset “0”
Đếm
3
Khuếch
đại tín
hiệu xung
điện và tạo
dạng
Cổng
Chuyển
vòng quay
sang xung
điện
Giải
mã
Chỉ thị
2.Phần chỉ thị chiều quay của động cơ:
IV.CÁC PHƯƠNG ÁN :
A.Phần chỉ thị tốc độ động cơ:
1.Khối chuyển vòng quay sang xung điện:
*Phương án 1(phương pháp cơ):
Mỗi vòng quay,vấu cam trên trục đóng công tắc vào một lần và tạo thành một xung điện.Đếm
số xung điện <-->đếm số vòng quay.
vÊu cam
*Phương án 2(Phương pháp dùng cảm biến):
Một cảm biến thích hợp được đặt đối diện với vật trung gian để ghi nhận một cách ngắt quãng
mỗi khi có một dấu hiệu đi qua và mỗi lần như vậy nó cung cấp một tín hiệu xung có biên độ
tỉ lệ với +E.

+Khoảng cach giữa cuộn dây(đầu từ) và vật trung gian.Khoảng cách(khe từ) này lớn thì E
nhỏ.
+Tốc độ quay của động cơ:E tỉ lệ với tốc độ quay.Khi tốc độ quay quá bé,E sẽ nhỏ để có thể
phát hiện được và đây là vị trí tốc độ quay chết.
Cảm biến quang:
nguån ph¸t s¸ng nguån ph¸t s¸ng
®Çu thu quang
®Çu thu quang
a>
b>
ThÊu kÝnh

Cảm biến quang dùng 1 nguồn phát sáng thích hợp cùng với 1 cảm biến quang khi 1 vật
trung gian quay có các lỗ,đường vát,hoặc mặt phản xạ.
+Nguồn sáng: LED,IR-LED,LAZER...
+Cảm biến quang: PHOTODIODE,PHOTOTRANSISTOR,PHOTO-JFET,
6
PHOTORESISTOR,PHOTOTHYRISTOR
Khi động cơ quay,ánh sáng gặp lỗ(hình a>),gặp mặt phản xạ(hình b>) sẽ tới được đầu thu
quang.Khi đó trên đầu thu quang ta sẽ thu được 1 xung điện.Biên độ xung điện chủ yếu phụ
thuộc:
+Thông lượng ánh sáng Ø tới được đầu thu quang: Ø càng lớn thì biên độ xung điện càng
lớn.
+Độ nhậy của đầu thu quang.
KL:
Chọn phương án: Dùng cảm biến quang hình a>
+Nguồn phát quang: IR-LED hồng ngoại phát sóng hồng ngoại gần
+Cảm biến quang: PHOTOTRANSISTOR
IR-LED, PHOTOTRANSISTOR được lấy thực tế trong mạch là IR-LED,
PHOTOTRANSISTOR của mạch Mouse máy tính.

tx=R.C.Ln(1+2R1/R2)
Chọn R1=0,86R2 ---> tx=R.C.1,0006

8
c>Đa hài dùng bộ định thời 555:

t1 = 0.693*( VR + R )*C1
t2 = 0.693*R*C1
f = 1.44 / [( VR + 2*R)*C1 ]
Khi xét tới tx ta phải xét luôn cả phần sai số đo và hệ số nhân khi đo tốc độ với đơn vị
vòng/phút.Trong bài này ta sử dụng số lỗ đục trên tấm bìa để thể hiện sai số phép đo và hệ số
nhân.
*Xét tx=1phút:
9
Trong trường hợp này là thực hiện đo tốc độ quay của động cơ đúng theo vòng/phút và do
đó chỉ còn thực hiện phần sai số: với sai số phép đo là x% thì thực hiện đục trên tấm bìa
(100/x) lỗ.
Nhưng vì tx quá dài nên không thực tế.Do vậy không chọn khả năng này.
*Xét tx<1phút:
Vì tx < 1 phút nên vấn đề kết hợp đồng thời phần sai số và hệ số nhân.
Giả thiết trong tx(s),ta đo được X xung(X vòng): [X/tx] vòng/s=[(60/tx).X] vòng/phút
-----> Số lỗ đục trên tấm bìa khi dùng đơn vị (vòng/phút) là: 60/tx lỗ.
Với phần sai số x% thì ta phải đục giữa 2 lỗ liên tiếp ở trên (100/x - 1) lỗ.
Vậy với trường hợp này,tổng số lỗ phải đục trên tấm bìa: (60/tx.100/x) lỗ.
KL :
+Chọn tx=4(s),khi thiết kế mạch thực tế chỉ thể hiện x%=10%.
----> Tổng số lỗ đục: 150 lỗ.
+Vì lý do tạo thêm xung xóa trạng thái khối đếm sau mỗi chu kì đo, chọn tạo tx từ mạch
tạo xung đa hài T=1s: Timer 555.
C1= 10uF ; C2= 0.1uF ; R= 62KOhm ; VR=(0 – 50) Kohm(cụ thể là