Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình linh kiện điện tử và vi điều khiển 8051 tại CDA Training.
Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 1 Mục Lục Mục Lục 1 I. Opto: 2 1. Công dụng: 2 2. Ký hiệu và hình ảnh thực tế Opto PC817: 2 3. Nguyên lý hoạt động: 2 4. Mô phỏng (Proteus): 2 II. Rơ-le: 3 1. Công dụng: 3 2. Ký hiệu và hình ảnh thực tế: 3 3. Nguyên lý hoạt động: 4 4. Mô phỏng (Proteus): 4 III. IC: 5 1. IC là gì: 5 2. Cách xác định chân IC: 5 3. Đế IC: 6 IV. Một số mạch ổn áp thông dụng: 7 1. Mạch ổn áp dùng Diode Zener: 7 2. Mạch ổn áp dùng IC họ 78xx: 7 3. Mạch ổn áp xung dùng IC LM2576 và 34063: 8 V. Opamp: 11 1. Công dụng: 11 2. Ký hiệu và hình ảnh thực tế: 11 3. Nguyên lý hoạt động: 11 4. Một mạch ứng dụng cơ bản: 11 5. Mô phỏng: 11 VI. Một số IC số thông dụng: 12 1. 74HC138: 12 2. 74HC595: 14 3. 74HC151: 16 4. 74HC165: 18 5. Một số IC Logic khác: 20 VII. Thạch anh: 21 1. Công dụng: 21 2. Ký hiệu và hình ảnh thực tế: 21 3. Mạch dao động thạch anh cơ bản: 22 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 2 I. Opto: 1. Công dụng: - Opto dùng để cách ly quang giữa module tín hiệu và module công suất hoặc giữa module xử lý với các thiết bị ngoại vi. - Opto cách ly hoàn toàn 2 nguồn giữa ngõ ra và ngõ vào nên tranh hư hỏng bộ xử lý và tránh hiện tượng sụt áp module xử lý khi điều khiển mạch công suất. 2. Ký hiệu và hình ảnh thực tế Opto PC817: U5 PC817 1 2 4 3 A EK C Hình 1.1: Ký hiệu Hình 1.2: Hình dáng thực tế 3. Nguyên lý hoạt động: - Khi có dòng điện qua diode quang làm transistor kích dẫn làm Led sáng. - Ngược lại, khi không có dòng điện qua diode quang, transistor không được kích dẫn nên Led tắt. Hình 1.3: Mạch kết nối đơn giản với Opto 4. Mô phỏng (Proteus): U5 PC817 1 2 4 3 EK C D22 LED 12V5V R48 270 R49 1k SW13 A Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 3 II. Rơ-le: 1. Công dụng: - Dùng một năng lượng nhỏ để điều khiển một năng lượng lớn. Ví dụ: có thể dùng Rơ-le 5V với dòng 50mA để điều khiển dòng điện có điện áp 220V-2A. - Rơ-le điều khiển dễ dàng và ứng dụng rộng rãi trong điều khiển động cơ, chiếu sáng và bật tắt thiết bị. 2. Ký hiệu và hình ảnh thực tế: LS13 RELAY 12V/5CHAN 3 5 4 1 2 LS14 RELAY 12V/8CHAN 3 4 5 6 8 7 1 2 Hình 2.1: Rơ-le 12V 5 chân Hình 2.2: Rơ-le 12V 8 chân Hình 2.3: Hình ảnh thực tế Rơ-le 5 chân loại hàn mạch. Hình 2.4: Hình ảnh thực tế một số Rơ-le 8 chân loại hàn mạch Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 4 Hình 2.5: Hình ảnh thực tế Rơ-le loại cắm đế. Hình 2.6: Đế cắm Rơ-le 3. Nguyên lý hoạt động: Hình 2.7: Cấu tạo Rơ-le - Bình thường, khi cuộn coil Rơ-le không được cấp điện, chân COM và chân NC (Normally Close) sẽ được nối với nhau và hở với NO (Normally Open). - Khi cuộn coil Rơ-le có điện sẽ tạo thành nam châm điện, hút chân COM nối với chân NO và hở chân NC. 4. Mô phỏng (Proteus): Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 5 III. IC: 1. IC là gì: - IC (Chip) là một vi mạch điện tử bao gồm các linh kiện bán dẫn (transistor, diode…) và các linh kiện thụ động (Điện trở) đươc kết nối với nhau với kích cỡ nm đến mm và được đóng gói trong một kiểu chân nào đó. - IC có loại chỉ có 1 chức năng nhất định như ổn áp nguồn họ 78xx, 79xx… hay họ IC số 74xx, 40xx… Cũng có loại có Chức năng thay đổi được nhờ lập trình như vi điều khiển (họ 8051, AVR, PIC, ARM…) hay vi xử lý. 2. Cách xác định chân IC: - Đối với IC đóng gói kiểu như Transistor: đặt IC hướng mặt có chữ về phía mình, chân hướng xuống đất thì thứ tự chân từ trái sang phải sẽ là 1, 2, 3. - Đối với IC dạng DIP: thường sẽ có 1 chân ở góc của IC được đánh dấu bằng hình tam giác hoặc chấm tròn thì chân đó là chân số 1. Đi theo chiều ngược chiều kim đồng hồ sẽ là chân 2, 3,… đến chân cuối. Hoặc sẽ có 1 đầu IC đc khoét hình bán nguyệt. Khi đó chân số 1 sẽ là chân bên trái hình bán nguyệt đó. Hình 3.1: IC đóng gói dạng DIP - Đối với chân dạng SMD cũng đọc tương tự. Hình 3.2: IC đóng gói dạng SMD Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 6 3. Đế IC: Trong một số trường hợp, để đề phòng IC an toàn và không bị hỏng do nhiệt độ cao của mỏ hàn và dễ dàng thay thế, ta cần sử dụng đến đế cắm. Hình 3.3: Đế cắm IC dạng DIP Hình 3.4: Đế IC dạng SMD Hình 3.5: Đế gài IC dạng DIP. Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 7 IV. Một số mạch ổn áp thông dụng: 1. Mạch ổn áp dùng Diode Zener: D23 5.1V R50 R VCC 5.1V J17 IN 1 2 J18 OUT 1 2 Hình 4.1: Mạch ổn áp dung diode Zener Hình 4.2: Diode Zener - Ưu điểm: o Mạch đơn giản o Giá thành thấp - Nhược điểm: o Dòng ra nhỏ o Công suất thấp 2. Mạch ổn áp dùng IC họ 78xx: U6 LM7805C/TO IN 1 OUT 3 GND 2 J19 IN 1 2 J20 OUT 1 2 C4 100uF/16V R51 330 D24 LED C5 1000uF/25V Hình 4.3: Mạch ổn áp dùng 78xx Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 8 Hình 4.4: Hình ảnh 7805 thực tế - Ưu điểm: o Mạch đơn giản o Giá thành rẻ o Công suất vừa phải - Nhược điểm: o Tỏa nhiệt lớn o Khi nóng dễ bị trôi áp 3. Mạch ổn áp xung dùng IC LM2576 và 34063: J27 IN 1 2 24V_MCU U19 LM2576ADJ VIN 1 OUT 2 GND 3 FB 4 ON/OFF 5 C14 1000uF/50V D56 1N5822 L3 220uH R56 10k C15 330uF/50V R57 3k D57 RED LED VCC VCC J23 OUT 1 2 Hình 4.5: Mạch nguồn sử dụng LM2576 ADJ Điện áp ngõ ra điều chỉnh được U27 LM2576 VIN 1 OUT 2 GND 3 FB 4 ON/OFF 5 5V L1 100uH D53 1N5408 C16 120uF D54 1N5822 C17 1000uF J8 CON2 1 2 R11 330 D3 LED Hình 4.6: Mạch nguồn sử dụng LM2576 5V Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 9 U3 MC34063A COMP 5 TCAP 3 VCC 6 GND 4 DC 8 PK 7 SWC 1 SWE 2 C5 330uF/35V R3 3k R4 1k D4 SS14 L2 220uH C6 221 R5 0.5 R6 0.5 5V R7 1k D5 GREEN LED 24V_MCU Hình 4.7: Mạch nguồn sử dụng MC34063 Hình 4.8: LM2576 ADJ Hình 4.9: LM2576 5V Hình 4.10: LM2576 ADJ SMD Hình 4.11: 34063 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 K82/69 Nguyễn Lương Bằng Biên Soạn: Trần Bảo An 10 - Ưu điểm: o Hiệu suất cao o Ít tỏa nhiệt o Cho ra công suất lớn o Điện áp ổn định - Nhược điểm: o Giá thành cao o Mạch phức tạp [...]... - 74107: JK Flip-Flop - 74175 hoặc 4013: D Flip-Flop - 4043: RS Flip-Flop - 74164: IC ghi dịch nối tiếp sang song song không chốt - … Biên Soạn: Trần Bảo An 20 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 Trung tâm CDA Training K 82/ 69 Nguyễn Lương Bằng VII Thạch anh: 1 Công dụng: - Tạo tần số dao động cho vi điều khiển và một số IC khác như IC phát hồng ngoại PT 224 8, IC thời gian... trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 V Trung tâm CDA Training K 82/ 69 Nguyễn Lương Bằng Opamp: 1 Công dụng: Đối với mạch số: - Chuyển đổi mức tín hiệu - So sánh tín hiệu - Chuẩn lại mức tín hiệu 2 Ký hiệu và hình ảnh thực tế: Hình 5.1: Ký hiệu Opamp LM358 Hình 5 .2: LM358 và LM 324 3 Nguyên lý hoạt động: - Nếu Vin+ > Vin- thì Vout ~ Vcc - Nếu Vin+ < Vin- thì Vout = 0 4 Một mạch ứng... J1 2 1 R2 R3 Quang Tro 10k D1 LED 8 IN+ Nguon 3 U1A 1 R1 47k 2 4k7 OUT Q1 C1815 - 4 IN- R4 + LM358 R5 4k7 Hình 5.3: Mạch tự động sáng khi trời tối 5 Mô phỏng: Biên Soạn: Trần Bảo An 11 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 Trung tâm CDA Training K 82/ 69 Nguyễn Lương Bằng VI Một số IC số thông dụng: 1 74HC138: i Cấu tạo: Hình 6.1: Sơ đồ chân 74HC138 Ký hiệu A B C \G2A \G2B... PT 224 8, IC thời gian thực DS1307… - Đặc điểm: Thạch anh tạo được tần số cao và ổn định 2 Ký hiệu và hình ảnh thực tế: Y1 12MHz Hình 7.1: Ký hiệu thạch anh Hình 7 .2: Một số hình dáng thực tế Biên Soạn: Trần Bảo An 21 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 Trung tâm CDA Training K 82/ 69 Nguyễn Lương Bằng 3 Mạch dao động thạch anh cơ bản: X1 X2 Y1 12MHz C5 33pF C6 33pF Hình 7.3:... bit - Để đọc dữ liệu từ nhiều IC 74165 ta chỉ cần đấu ngõ ra nối tiếp IC sau vào ngõ vào nối tiếp IC trước Các chân chốt dữ liệu ngõ vào và dịch bit ta nối chung với nhau theo từng chân tương ứng 5 Một số IC Logic khác: - 7400: Cổng NAND với 2 ngõ vào - 74 02: Cổng NOR với 2 ngõ vào - 7404: Cổng NOT - 7408: Cổng AND với 2 ngõ vào - 74 32: Cổng OR với 2 ngõ vào - 7447: IC giải mã BCD sang Led 7 đoạn - 74107:... Bảo An 13 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 Trung tâm CDA Training K 82/ 69 Nguyễn Lương Bằng 2 74HC595: i Cấu tạo: Hình 6.6: Sơ đồ chân 74HC595 Ký hiệu Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 GND Q7’ \MR SHCP STCP \OE DS Q0 Vcc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Hình 6.7: 74HC595 thực tế Chân Chức năng Ngõ ra song song 1 Ngõ ra song song 2 Ngõ ra song song 3 Ngõ ra song song 4 Ngõ ra... Ngõ vào song song 1 Ngõ vào song song 2 Ngõ vào song song 3 Cho phép ngõ vào (tích cực mức 0) Nguồn cung cấp (Vcc) Bảng 6.3: Chức năng các chân 74165 Chân 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Hình 6.17: Bảng thông số tối đa mà 74HC165 chịu được Biên Soạn: Trần Bảo An 19 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 Trung tâm CDA Training K 82/ 69 Nguyễn Lương Bằng Hình 6.18: Bảng... Chức năng các chân 74138 Biên Soạn: Trần Bảo An 12 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 Trung tâm CDA Training K 82/ 69 Nguyễn Lương Bằng Hình 6.3: Bảng thông số tối đa mà 74HC138 chịu được - Hình 6.4: Bảng thông số lý tưởng để 74HC138 hoạt động Ngoài ra: cần xem thêm tốc độ đáp ứng của IC khi hoạt động ở tốc độ cao ii Hoạt động: - Hình 6.5: Bảng hoạt động của 74HC138 Theo datasheet... liệu 12 của các IC 74595 lại với nhau o Nối ngõ ra nối tiếp 9 của IC 74595 trước với ngõ vào nối tiếp 14 của IC 74595 sau - Như vậy chỉ mất 3 chân vi điều khiển có thể có rất nhiều ngõ ra iii Mô phỏng: 3 74HC151: i Cấu tạo: - Hình 6.11: Sơ đồ chân và cấu tạo 74151 Hình 6. 12: Hình ảnh 74151 thực tế Biên Soạn: Trần Bảo An 16 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 Ký hiệu I3 I2... hoạt động Biên Soạn: Trần Bảo An 17 Giáo trình Vi điều khiển 8051 Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2 Trung tâm CDA Training K 82/ 69 Nguyễn Lương Bằng ii Hoạt động: Hình 6.5: Bảng hoạt động của 74HC151 Theo datasheet hãng NXP - IC 74151 là IC giải mã ngõ vào, giúp giảm bớt số lượng chân vi điều khiển mà vẫn có thể đọc được nhiều ngõ vào - Ghép nối 74151 đầu tiên ta cần ít nhất 4 chân vi điều khiển Mỗi một . dùng IC LM2576 và 34063: J27 IN 1 2 24V_MCU U19 LM2576ADJ VIN 1 OUT 2 GND 3 FB 4 ON/OFF 5 C14 1000uF/50V D56 1N5 822 L3 22 0uH R56 10k C15 330uF/50V R57 3k D57 RED LED VCC VCC J23 OUT 1 2 Hình. 12V/5CHAN 3 5 4 1 2 LS14 RELAY 12V/8CHAN 3 4 5 6 8 7 1 2 Hình 2. 1: Rơ-le 12V 5 chân Hình 2. 2: Rơ-le 12V 8 chân Hình 2. 3: Hình ảnh thực tế Rơ-le 5 chân loại hàn mạch. Hình 2. 4: Hình ảnh thực tế. LM7805C/TO IN 1 OUT 3 GND 2 J19 IN 1 2 J20 OUT 1 2 C4 100uF/16V R51 330 D24 LED C5 1000uF /25 V Hình 4.3: Mạch ổn áp dùng 78xx Giáo trình Vi điều khiển 8051 Trung tâm CDA Training Buổi 2: Linh kiện điện tử căn bản 2