Đồ án Mạch đếm sản phẩm

Chia sẻ: Nguyễn Hoài Phong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

259
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của mạch đếm sản phẩm là giúp cho nhà máy đếm được số lượng sản phẩm của máy tao ra một cách đơn giản,chính xác mà không cần tốn sức của công nhân. Yêu cầu của mạch đếm sản phẩm là chạy một cách chính xác, ổn định, gọn nhẹ, dễ lắp đặt,dễ sữa và rẽ tiền.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án Mạch đếm sản phẩm

ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM PHẦN A GIỚI THIỆU 1
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 3
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM LỜI MỞ ĐẦU 1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỷ thuật làm cho cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao về mọi mặt trong cuộc sống,trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất.Với việc sử dụng khoa học kỹ thuật trong cuộc sống đã làm cho chất lượng cuộc sống được nâng cao rõ rệt, đặc biệt trong các xí nghiệp đã làm nâng cao nâng suất lao động. Đó là các mạch điện tử ứng dụng đã lần lượt ra đời thay cho các công nhân đứng máy.Các mạch điện này cho độ chính xác cao và rất dễ sử dụng.Trong tài liệu này chúng tôi xin giới thiệu một mạch ứng dụng mà nó đã được ngoài thực tế đó là mạch đếm sản phẩm. 2. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Mục đích của mạch đếm sản phẩm là giúp cho nhà máy đếm được số lượng sản phẩm của máy tao ra một cách đơn giản,chính xác mà không cần tốn sức của công nhân. Yêu cầu của mạch đếm sản phẩm là chạy một cách chính xác, ổn định,gọn nhẹ,dễ lắp đặt,dễ sữa và rẽ tiền. 3.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Dựa trên phương pháp nghiêng cứu và phân tích đặc tính chức năng của các linh kiện,các IC và áp dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của giáo viên phụ trách để xây dựng nên một mạch có chức năng đếm sản phẩm hoạt động tốt và đúng với yêu cầu đề tài. 4
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 4.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Mạch đếm sản phẩm là mạch thuộc đề tài đồ án tốt nghiệp 1,nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp 1 giúp sinh viên làm quen với việc làm đồ án tốt nghiệp,làm quen với cách học tự nghiên cứu,học tập và việc chung với nhóm,giúp sinh viên vận dụng các kiến thức đã học và cùng với sự hướng dẫn của giáo viên để thực hiện tốt mạch. 5
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 6
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM LỜI CẢM TẠ Nhóm thực hiện đồ án cám ơn thầy Nguyễn Hoàng Việt đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm chúng em hoàn thành tốt dề tài này . Nhóm thực hiện đồ án xin chân thành cám ơn quý thầy cô trong khoa điện tử cùng các bạn sinh viên trong khoa đã đóng góp ý kiến và kinh nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài này Tuy nhiên trong quá trình thực hiện do trình độ hiểu biết của em còn hạn chế, nên còn xẩy ra nhiều sai sót mong thầy và các bạn góp ý bổ sung để em được hiểu biết hơn trong quá trình học tâp tiếp theo. Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM Ngày 16 tháng 06 năm 2009 Sinh viên thực hiện : Nguyễn Bá Quang Ngô Đình Danh 7
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM MỤC LỤC Phần A: Giới thiệu……………………………………………………..1 Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ……………………………………….2 Nhận xét của gháo viên phản biện ……………………………………….3 Lời mở đầu………………………………………………………………… 4 Lời cảm tạ……………………………………………….………………….6 Mục lục …………………………………………….………………………7 Phần B: Nội dung …………….……………………………………….8 I Giới thiệu các linh kiện sử dụng trong mạch ……….…………9 I.1 Led 7 đoạn ……………………………………………………………9 I.2.LM555 ……………………………………………………………….12 I.3.IC ĐẾM 7490 .......................................................................................15 I.4.IC GIẢI MÃ 7447 ……………………………………………………20 I.5.Một số linh kiện phụ:………………………………………………...24 II.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ ……………………………………………….27 II.1.1.Sơ Đồ khối …………………………………………………………..27 II.1.2.Sơ đồ nối chân …………………………………………………..…28 II.2.Ho II. ạt động:…………………………………………………………….29 II.2.1 Phần phát:……………………………………….…………………29 II.2.2 phần thu:……………………………………………………………30 II.2.3 đếm,giải mã,hiển thị:……………………………………………....31 III.Nguyên lý hoạt động chung:……………………………………………...32 IV.Ưu, khuyết điểm:…………………………………………………………32 V.Mở rộng:…………………………………………………………………...33 VI.Kết quả: …………………………..………………………………………33 8
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 9
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM PHẦN B NỘI DUNG 10
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM I.GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 1.LED 7 ĐOẠN: Đây là lọai đèn dùng hiển thị các số từ 0 đến 9, đèn gồm 7 đọan a, b, c, d, e, f, g, bên dưới mỗi đọan là một led (đèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song song (đèn lớn).Qui ước các đọan cho bởi: Khi một tổ hợp các đọan cháy sáng sẽ tạo được một con số thập phân từ 0 9. Sơ đồ logic của led 7 đoan: . LED anot chung LED catot chung 11
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM Đối với led 7 đoạn ta phải tính toán sao cho mỗi đoạn của led 7 đoạn có dòng điện từ 10....20mA. Với điện áp khoảng 5V thì điện trở cần dùng là 270 330Ω; công suất là 1,4 Watt. Bảng giá trị Led 7 Đoạn 12
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM I.2.LM555: IC 555 là mạch tích hợp analog digital. Nó được sử dụng rất nhiều trong thực tế, đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển vì nếu kết hợp với các linh kiện RC thì nó có thể định thì hoặc tạo xung chuẩn, tạo tín hiệu kích hay điều khiển các linh kiện bán dẫn công suất như Transistor , SCR , Triac… Sơ đồ chân và cấu trúc Vi mạch 555 được chế tạo thông dụng nhất là dạng vỏ Plastic Chân 1: GND ( nối đất ) Chân 2: Trigger Input ( ngõ vào xung nảy ) Chân 3: Output ( ngõ ra ) Chân 4: Reset ( hồi phục ) Chân 5: Control Voltage ( điều khiển điện áp) Chân 6: Threshold ( thềm ngưỡng ) Chân 7: Dirchage ( xả điện ) Chân 8: +Vcc ( nguồn dương) Bảng trạng thái hoạt động của LM555 Parameter Symbol Value Unit Nguồn cấp VCC 16 V Tỏa nhiệt TLEAD 300 C Điện năng tiêu thụ PD 600 Mw Nhiệt độ hoạt động TOPR 0 ~ +70 C -40 ~ +85 Nhiệt độ chịu đựng TSTG -65 ~ +150 C 13
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM Thông số Ký hiệu Trạng thái Min. Giá trị Max. Unit Nguồn cấp VCC - 4.5 - 16 V VCC = 5V, RL = ∞ - 3 6 Ma Dòng điện ICC VCC = 15V, RL = ∞ - 7.5 15 Ma VCC = 15V 9.0 10.0 11.0 V Điện áp điều khiển VC VCC = 5V 2.6 3.33 4.0 V VCC = 15V - 10.0 - V Điện áp ngưỡng VTH VCC = 5V - 3.33 - V Dòng điện ngưỡng ITH - - 0.1 0.25 A VCC = 5V 1.1 1.67 2.2 V Điện áp nảy VTR VCC = 15V 4.5 5 5.6 V Dòng điện nảy ITR VTR = 0V 0.01 2.0 A Điện áp khi reset VRST - 0.4 0.7 1.0 V Dòng khi Reset IRST - 0.1 0.4 Ma VCC = 15V ISINK = 10Ma - 0.06 0.25 V Điẹn áp ra ở mức thấp VOL ISINK = 50Ma 0.3 0.75 V VCC = 5V - 0.05 0.35 V ISINK = 5Ma VCC = 15V ISOURCE = 200Ma 12.5 - V Điện áp ra ở múc cao VOH ISOURCE = 100Ma 12.75 13.3 V VCC = 5V 2.75 3.3 - V ISOURCE = 100Ma Rise Time of Output (Note4) Tr - - 100 - ns Fall Time of Output (Note4) Tf - - 100 - ns Discharge Leakage Current ILKG - - 20 100 Na Bên trong vi mạch 555 có hơn 20 Transistor và nhiều điện trở thực hiện chức năng như hình trên gồm có: 2a.Cầu phân áp gồm có 3 điện trở 5KΩ nối từ nguồn +Vcc xuống mass cho ra 2 điện áp thế chuẩn là 1/3 Vcc và 2/3 Vcc. 2b.OP AMP (1) là mạch khuếch đại so sánh có ngõ so sánh có ngõ I n− nhận điện áp chuẩn 2/3 Vcc, còn ngõ I n+ thì nối ra ngoài chân 6. Tùy thuộc 2c.điện áp của chân 6 so với điện áp chuẩn 2/3 V cc mà OP – AMP (1) có điện áp mức cao hay thấp để làm tín hiệu R (reset), điều khiển FlipFlop (F/F). 14
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 2d.OPAMP (2) là mạch khuếch đại so sánh có ngõ I n+ nhận điện áp chuẩn 1/3 Vcc, còn ngõ I n− thì nối ra ngoài chân 2. Tùy thuộc điện áp chân 2 so với điện áp chuẩn 1/3 Vcc mà opamp (2) có áp thế ra mức cao hay mức thấp để làm tín hiệu S (Set), điều khiển FlipFlop (F/F). Cấu trúc của IC LM555: 2e.Mạch FlipFlop (F/F) là loại mạch lưỡng ổn kích một bên. Khi chân Set (S) có điện áp cao thì điện áp này kích đổi trạng thái của F/F là ngõ Q lên mức cao và ngõ Q xuống mức thấp. Khi ngõ Set đang ở mức cao xuống thấp thì mạch F/F không đổi trạng thái. Khi chân Reset (R) có điện áp cao,thì điện áp này kích đổi trạng thái F/F không đổi trạng thái. Khi chân Reset (R) có điện áp cao thì điện áp này kích đổi trạng thái của F/F làm ngõ ra Q lên cao và ngõ Q xuống mức thấp. Khi ngõ Reset đang ở mức cao xuống mức thấp thì mạch F/F không đổi trạng thái. Hình 2: Cấu trúc của IC 555 15
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 2f.Mạch output là mạch khuếch đại ngõ ra để tăng độ khuếch đại dòng cấp cho tải. Đây là mạch khuếch đại đảo, có ngõ vào là chân Q của F/F, nên khi Q ở mức cao thì ngõ ra chân 3 của IC sẽ có điện áp thấp (≈ 0V) và ngược lại, khi Q ở mức thấp thì ngõ ra chân 3 của IC sẽ có điện áp cao (≈ Vcc). 2g.Transistor T1 có chân E nối vào điện áp chuẩn khoảng 1,4 V, là loại Transistor PNP. Khi cực B nối ra ngoài bởi chân 4, có điện áp cao hơn 1.4V, thì T1 ngưng dẫn, nên T1 không ảnh hưởng đến hoạt động của mạch. Khi chân 4 có điện trở trị số nhỏ thích hợp nối mass thì T1 dẫn bão hòa, đồng thời cũng làm mạch OUTPUT dẫn bão hòa, và ngõ ra xuống thấp. Chân 4 được gọi là chân Reset có nghĩa là nó Reset IC 555 bất chấp tình trạng ở các ngõ vào khác. Do đó, chân Reset dùng để kết thúc xung ra sớm khi cần. Nếu không dùng chức năng Reset thì nối chân 4 lên Vcc để tránh mạch bị Reset do nhiễu. 2h.Transistor T2 là Transistor có cực C để hở, nối ra chân 7 ( Discharge = xả ). Do cực B được phân cực bởi mức điện áp ra Q của F/F, nên khi Q ở mức cao thì T2 bão hòa và cực C của T2 coi như nối mass. Lúc đó, ngõ ra chân 3 cũng ở mức thấp. Khi Q ở mức thấp thì T2 ngưng dẫn cực C của T2 bị hở, lúc đó, ngõ ra chân 3 có điện áp cao. Theo nguyên ly trên, cực C của T2 ra chân 7 có thể làm ngõ ra phụ có mức điện áp giống mức điện áp của ngõ ra chân 4. Công thức tính tần số dao động của mạch : I.3.IC ĐẾM 7490 : IC 7490 là IC 14 chân,trongđó: 16
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM Chân 14 nhận xung vào Chân 12,11,9,8 dữ liệu ngõ ra. Chân 10 nối GND. Chân 5 nối VCC Chân 13,4 không được sử dụng. Chân 2,3,6,7 RESET Chân 1 nhận xung clock báo tràn,led hiển thị từ số 9 về số 0. IC 7490 là IC đếm bất đồng bộ cơ bản và thông dụng . Để được tiện lợi , mỗi mạch đếm được chia làm 2 phần : phần đầu là một FF với ngõ xung vào là A để chia đôi tần số ( mạch đếm 1 bit) , tần tiếp theo là 3 bộ FF với ngõ xung vào là B để thực hiện việc chia 5 tần số . Muốn thực hiện mạch đếm đầy đủ ta áp can đếm ở ngõ ra và nối (ngoài IC) ngõ ra QA đến ngõ vào B , lúc này số đếm nhị phân là QDQCQBQA(0001). Xung vào phải tương thích TTL và có độ rộng xung ít nhất là vài nano giây. Mỗi mạch đếm có 2 ngõ Reset (đặt lại) gọi R01 và R02 . Vì 2 ngõ này đựơc nối AND với nhau nên để xoá mạch đếm (QA = QB =QC =QD =0) cả 2 ngõ Reset được đưa lên cao , và để mạch đếm có thể đếm lên phải đưa ít nhất 1 ngõ Reset xuống thấp . Thường 2 ngõ này được nối chung với nhau và giữ ở mức thấp , khi muốn xoá mạch ta phải đưa 2 ngõ này lên cao trong chốc lát (ít nhất là vài chục nano=giây) rồi đưa xuống thấp để cho phép mạch đếm lên. 2 ngõ này là 2 ngõ bất đồng bộ vì tác động độc lập với đồng hồ (xung vào). Ở mạch đếm thập giai IC 7490 còn có 2 ngõ Reset R91 và R92 . Bình thường một trong 2 hoặc cả 2 ngõ này đều ở mức thấp , muốn ngõ ra có số đếm là 9 tức là QABCD =1001 ta đưa cả 2 ngõ lên cao 17
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM : SƠ ĐỒ CÁC CỔNG LOGIC VÀ SƠ ĐỒ CHÂN: 18
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM BẢNG HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC CHÂN RESET H: Tín hiệu ở mức cao L :Tín hiệu ở mức thấp X :giá trị tùy chọn BẢNG SỰ THẬT 19
ĐỒ ÁN I MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM Chú ý:khi chân Q0 nhận xung thi sẽ kết nối với ngõ ra để đếm cho ic giải mã một bit BCD Bảng thông số hoạt động : 20