Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BÀI TẬP LỚN MÔN Kỹ Thuật Số
MẠCH ĐO VÀ HIỂN THỊ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Vũ Linh
Sinh viên thực hiện : 1.P hạm Văn Cương
2. Đào Đức Cường
3.Nguyễn Mạnh Cường
4. Phạm Văn Cường
5. Nguyễn Như Đạt
Lớp : ĐH Điện 3-K6.
Năm 2013

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

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.
* Nguyên tắc hoạt động cơ bản:
Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên
đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa
quay, chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ
(rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta
đặt một con mắt thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua,
người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không.Số xung đếm được và
tăng lên nó tính bằng số lần ánh sáng bị cắt!
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK

của đĩa quay (mịn hơn) và làm thế nào để xác định được đĩa đang quay theo
chiều nào? Đó chính là vấn đề để chúng ta tìm hiểu về encoder.
2. IC 555
Là IC tạo dao động tần số cấp xung nhịp cho IC 74ls190 đếm giây:
Sơ đồ khối 555 :
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
Nhìn trên hình 3 ta thấy cấu trức 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


Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK

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 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

1
+2R
2
)C.
g. Một số mạch ứng dụng dùng 555
1 ) Mạch báo động dùng SCR
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
2) Trigger
3) Âm thanh dùng 2 IC 555
Trường ĐHCN Hà Nội Bộ Môn ĐLĐK
3. IC 4017
IC 4017 để tạo ra bộ đếm thập phân
- 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

(dạng 0,1) sang mã của led 7 vạch để xuất ra led 7 vạch .về cấu tạo nó là một
tập hợp
các mạch tổ hợp gồm cách linh kiện số logic như các cổng and , or , việc
thiết kế một mạch như vậy không hẳn là quá khó ,chỉ cần xây dựng mạch tổ
hợp lả chúng ta hoàn toàn có thể làm được ,nhưng điều đó khiến chúng ta
mất thời gian ,không đảm bảo chất lượng sử dụng , =>dùng IC tích hợp cho
tiện .
***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