Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thịThiết kế mạch đếm người vào siêu thị
ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra trên một băng chuyền Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Phan Đình Anh 2. Đặng Đức Thắng 3. Đới Văn Nghiệp Khóa : Nghành đào tạo : Điện tử viễn thông Số tín chỉ : 1 tín chỉ Thời gian thưc hiện : 8 Tuần Nội dung cần hoàn thành: 1. Lập kế hoạch thực hiện và báo cáo theo đúng tiến độ. 2. Nghiên cứu ứng dụng thực tế của thiết bị, đề ra phương án thiết kế, chế tạo. 3. Giới thiệu thông số, ứng dụng của các phần tử trong mạch. 4. Tính toán, lựa chọn các linh kiện. 5. Quy trình thưc hiện chế tạo hoàn thiện. 6. Quyển thuyết minh và các bản vẽ Giảng viên hướng dẫn Dương Đình Tú BẢNG THÔNG QUA ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ và tên: Phan Đình Anh, Đới Văn Nghiệp Lớp : 50K1- ĐTVT Tên đồ án: Mạch đếm sản phẩm Lần Ngày Nội dung Nhận xét (cho phép/ không cho phép, thông qua đợt sau) Chữ ký GVHD 1 …………… 2 ……………. 3 ……………. 4 ……………. Nhận xét chung: ………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Ghi chú: - Điều kiện để sinh viên được phép bảo vệ đồ án: phải thông qua đầy đủ và có chữ ký của giáo viên hướng dẫn xác nhận. - Bảng này phải được đóng vào đầu của quyển thuyết minh đồ án. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 5 CHƯƠNG I 7 1. Các phần tử logic cơ bản 7 1.1 Phần tử NOT 7 1.1. Phần tử AND 7 1.2 .Phần tử OR 7 1.3. Phần tử NAND 9 1.4. Phần tử NOR 9 2. Các triger 9 2.1. Triger RS 9 2.2. Triger JK 10 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 11 1. Phần thuyết minh 11 2. Thiết kế 12 2.1. Bộ đếm mod 10 12 2.2. Bộ giải mã 20 3. Mô phỏng mạch bằng proteus 21 3.1 Nguyên tắc hoạt động của mach 21 CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM 23 1. Xây dựng sơ đồ khối 23 1.1. Nguyên tắc hoạt động các khối 23 1.1.1 Khối nguồn 23 1.1.2. Khối hạ áp 23 1.1.3. Khối chỉnh lưu 1.1.4. Khối lọc 1.2. Khối ổn áp 1.2.1. 1.2.2. Nguyên tắc thu 1.3 Khối mã hóa Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khoa:Điện tử viễn thông LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sự tiện lợi tối ưu với những trang thiết bị hiện đại phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Đặc biệt góp phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử đã góp minh dễ sử dụng đối với con nguời cũng đang được phát triển rộng. Những thành tựu của nó đã có thể biến được những cái tưởng chừng như không thể thành những phần không nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Trong đó sự tích hợp các mạch điện – điện tử ngày càng trở nên thiết yếu khi mà công nghệ ngày càng phát triển hơn tiến tới thời đại của vi xứ lý vi mạch những mạch cồng kềnh chiếm nhiều diện tích đã bị loại bỏ dần thay vào đó là các mạc siêu nhỏ gọn gàng hơn đang đươc ưa chuộng. Trong đó ngành điện tử kỹ thật số là một lĩnh vực phát triển mạnh của thế giới nó không những chỉ ứng dụng trong công công nghiệp mà còn được sử dụng nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày và mang lại hiệu quả cao.Các linh kiện điện tử kỹ thuật số được ứng dụng vào các mạch điện như: mạch đồng hồ, mạch cầu thang, mạch đèn giao thông…Nó như một công cụ tin cậy cho mỗi người sử dụng. Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuật cũng như đời sống xã hội. Việc gia công xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số vì các thiết bị làm việc trên cơ sở nguyên lý số có những ưu điểm hơn hẳn các thiết bị điện tử làm việc trên cơ sở nguyên lý tương tự, đặc biệt là trong kỹ thuật tính toán. Bộ đếm dựa trên cơ sở nguyên lý số là một ví dụ điển hình, thường gặp và đóng vai trò quan trọng trong các mạch điện tử. Bộ đếm là thành phần cơ bản của hệ thống số, chúng được sử dụng để đếm thời gian, chia tần số, điều khiển các mạch khác…Bộ đếm là mạch đơn giản được xây dựng từ các thành phần nhớ là các Trigger và các phần tử tổ hợp. GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 4 Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khoa:Điện tử viễn thông Với những ưu điểm của bộ đếm như trên chúng em đã chọn làm đề tài: “Ứng dụng bộ đếm để thiết kế mạch đếm sản phẩm”. Mục đích chính của đồ án này là thiết kế bộ đếm có chức năng đếm sản phẩm theo yêu cầu của người sử dụng. Đây là một đề tài được ứng dụng nhiều trong thực tiễn. Đề tài này được thiết kế để kiểm tra số sản phẩm sản xuất ra trên băng chuyền. Đề tài gồm 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý thuyết – trình bày cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài. Chương 2: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển đếm sản phẩm – trình bày các bước tiến hành thiết kế chế tạo mạch đếm sản phẩm. Chương 3: Chế tạo và thử nghiệm. Chúng em đã nghiên cứu và thiết kế dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy: Dương Đình Tú, giảng viên khoa điện tử viễn thông trường Đại Học Vinh. Vì kiến thức, kinh nghiệm của chúng em còn hạn chế nên đồ án không tránh được sai sót. Chúng em rất mong sự đánh giá của quý thầy cô và bạn bè, để đồ án được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn ! GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 5 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1Các phần tử logic cơ bản 1.1.1. Phần tử NOT. Bảng chân lý: A Y 0 1 1 0 Phương trình logic: AY = Kí hiệu: 1.1.2. Phần tử AND. Bảng chân lý: A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Phương trình logic: Y = A.B Kí hiệu: A B Y = A B 1.1.3. Phần tử OR Bảng chân lý: A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Phương trình logic: Y = A + B Kí hiệu: Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khoa:Điện tử viễn thông 1.1.4. Phần tử NAND Bảng chân lý: A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Phương trình logic: ABY = Kí hiệu: 1.1.5. Phần tử NOR Bảng chân lý: A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 Phương trình logic: BAY += Kí hiệu: 1.2 Các Trigger. 1.2.1. Trigger RS Là một cấu trúc logic với hai trang thái ổn định có hai lối vào thông tin là R và S. Khi S=1, R=0 Trigger nhận trạng thái Q=1, còn khi R=1, S=0 Trigger nhận trạng thái Q=0 Bảng trạng thái của Trigger R n S n Q n+1 0 0 Q n 0 1 1 1 0 0 1 1 x GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 8 Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khoa:Điện tử viễn thông Như vậy: Nếu tác động đồng thời lên R,S mức logic cao thì Trigger nhận trạng thái không xác định. Phương trình logic: Q n+1 =Q n n R +S n Kí hiệu: 1.2.2. Trigger JK Là cấu trúc logic với hai trạng thái ổn định và hai lối vào J, K. Với điều kiện J n K n = 1 thì tồn tại sự lật trạng thái trước đó có nghĩa là khi J, K đều ở mức cao thì Q n+1 = n Q , trong các trường hợp còn lại thì nó thực hiện chức năng phù hợp với bảng chân lý R-S khi đó lối vào J tương đương với lối vào S còn lối vào K tương đương với R. Bảng chân lý của Trigger J-K K n J n Q n+1 0 0 Q n 0 1 0 1 0 1 1 1 n Q Phương trình logic: Q n+1 = J n. n Q + n K Q n Kí hiệu: GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 9 Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khoa:Điện tử viễn thông CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG 1.Phần thuyết minh 1.1Tính cần thiết của đề tài Hiện nay vẫn chưa hiểu rõ và đánh giá đúng về tiềm năng cũng như những áp dụng hữu ích của việc kỹ thuật số trong đời sống hằng ngày. mọi người đang sống trong thời đại gọi là “kĩ thuật số“ hiện đại, siêu hiện đại. Thời đại mà khoa học phát hiện ra rằng việc áp dụng điều khiển bằng số trong công nghệ hiện đại là vô cùng cần thiết. “Kĩ thuật số“ ra đời lập tức đã và đang làm nên một cuộc cách mạng trong mọi lĩnh vực của đời sống hiện đại, từ chiếc nồi cơm điện, máy giặt, máy điện thoại… đến truyền hình, chụp ảnh, công nghệ thông tin… rồi đây “kĩ thuật số” của khoa học sẽ không dừng lại, không giẫm chân tại chỗ mà tiếp tục phát triển, thậm chí phát triển với tốc độ vũ bão. Ngày nay công nghệ không dây đang phát triển rất mạnh. Với các thiết bị không dây ngày càng hiện đại cho phép người sử dụng thỏa mãn những nhu cầu về giải trí cũng như trong điều khiển sản xuất mà không cần dây nối. Nó thật sự tiện ích và tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng. Truyền tín hiệu số không dây. Khoa học ngày nay đã chứng minh được (bằng lý thuyết) rằng có thể phân tích hoàn toàn vật chất thành những tín hiệu, thành… sóng . Phân tích rồi tổng hợp lại… phải dựa trên “kĩ thuật số” . Do thực tế hiện nay ”mạch đếm số sản phẩm được hiển thị led 7 thanh” được áp dụng rông rãi như mạch đếm cửa ra vào, mạch đếm gara ô tô và còn rất nhiều những ứng dụng khác. Các sản phẩm rất đa dạng với nhiều chủng loại : đặc, rỗng, kích cỡ khác nhau. Nhưng với khả năng của thiết bị lắp thì mach chỉ có thể đếm với các sản phẩm có khả năng che được ánh sáng và có kích thước nhỏ. Khi nghiên cứu đề tài này chúng em muốn phát huy những thành quả ứng dụng của kỹ thuật số nhằm tạo ra những sản phẩm, những thiết bị tiên tiến hơn và đạt hiệu quả sản xuất cao hơn. Ngoài ra quá trình nghiên cứu thực hiện GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 10 [...]... một vấn đề theo u cầu đặt ra 2 Thiết kế Ta dùng một mạch dãy khơng đồng bộ được thiết kế đếm số sản phẩm ra trên băng chuyền sản xuất Mạch một chùm sang A được bố trí như hinh vẽ Mạch được thiết kế sao cho mỗi lần đếm được số sản phẩm cụ thể: B A Z Mạch logic X Khi có một sản phẩm đi ra thì chùm sáng A sẽ bị chắn Khi đó mạch cho ra tín hiệu Z = 1 Đầu ra được đưa vào đầu vào bộ giải mã như hình vẽ sau:... Khi có xung clock đặt vào lối vào xung đếm thuận của IC đếm hàng đơn vị của khối đếm, IC này sẽ đếm từ 0 đếm 9 cho ra mã BCD ở đầu ra của nó Khi IC này đếm lên đên 9 thì chân tín hiệu TC U sẽ chuyển về mức thấp, ta dùng chân này để nối với lối vào xung clock của IC đếm hàng chục Khi 2 IC đếm giây đếm đến 99 thì lập tức tạo ra 1 xung thơng qua cổng AND đưa vào chân reset của 2 IC đếm, 2 IC này bị reset... trong bộ đếm và phương trình của Trigger JK ta tìm được phương trình đầu vào điều khiển của các Trigger được sử dụng trong bộ đếm: Kết quả cuối cùng là mạch đếm như hình sau: - Ngun lý hoạt động: Đây là bộ đếm khơng đồng bộ, bộ đếm hoạt động bình thường cho đếm xung thứ 10, tại sườn âm của xung thứ 10 thơng qua cổng AND hệ thống bị reset về trạng thái ban đầu Trên thực tế ta khơng thiết kế từng bộ đếm bằng... cần thiết kế qua mạch logic sau: Nhiệm vụ của bài tốn là tìm ra mạch logic X để mạch trên thoả mãn các yếu tố: - Mạch có số đếm từ 000 đến 111 nên Qn+1 sẽ là 001 đến 000 (111 reset về 000) - Từ trạng thái ra dựa vào bảng trạng thái kích ngõ vào ở phần trên ta có thể xác định được logic cần thiết ở ngõ vào J, K của 3 tầng FF để khi có xung kích ck thì chuyển lên trạng thái tiếp theo Với các ngõ vào. .. động của khối giải mã Bộ đếm gồm các IC đếm có chức năng đếm số Mỗi khi có xung CLK tác động vào bộ đếm sẽ nhảy số - Thơng qua bộ đếm sẽ tạo địa chỉ đưa vào bộ giải mã hiển thị led GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 27 Trường Đại Học Vinh Khoa:Điện tử viễn thơng ĐỒ ÁN MƠN HỌC 1.5 Khối hiển thị - Led 7 thanh - Đèn chỉ thị 7 đoạn gồm 7 diode phát quang (LED: Light Emission Diode) hay 7 chỉ thị tinh thể lỏng (LCD:... 11 1 1 1 2.1Bé ®Õm mod 10: Phân tích u cầu thiết kế, xây dựng đồ hình trạng thái ban đầu Mơ hình u cầu của bộ đếm thuận đồng bộ Mod 10 như sau: GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 12 Trường Đại Học Vinh Khoa:Điện tử viễn thơng ĐỒ ÁN MƠN HỌC Cp C Bộ đếm Xung đếm Tín hiệu chuyển vị Bộ đếm cần có 10 trạng thái, N=10, biểu thị bằng S 0, S1, S2, …, S9 Căn cứ vào quy luật đếm thuận thập phân, ta vẽ ra đồ hình trạng... thái xét và trạng thái kế tiếp của bộ đếm đều biểu thị bằng trạng thái hiện GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 13 Trường Đại Học Vinh Khoa:Điện tử viễn thơng ĐỒ ÁN MƠN HỌC tại và kế tiếp của các Trigger cấu trúc nên bộ đếm Căn cứ vào đồ hình trạng thái ta vẽ ra bảng Karnaugh của đầu ra và trạng thái kế tiếp của bộ đếm 6 trạng thái 1010 ÷ 1111 khơng được dung, sẽ khơng xuất hiện trong khi bộ đếm làm việc bình thường... khuyết điểm : Ưu điểm: Mạch gọn dễ lắp ráp, ít linh kiện và chỉ sử dụng các IC số đơn giản đã rất thơng dụng trong bộ mơn điện tử số nên dễ dàng cho sinh viên có thể làm và tìm hiểu ngun lý hoạt động của mạch Khuyết điểm: Tuy nhiên mạch chưa được phát triển đầy đủ và chức năng chưa hồn thiện để sử dụng vào các mục đích cần thiết Mạch tín hiệu số dễ bị nhiễu nên khi thiết kế mạch in cần phaie chú ý... của xung thứ 10 thơng qua cổng AND hệ thống bị reset về trạng thái ban đầu Trên thực tế ta khơng thiết kế từng bộ đếm bằng các triger mà dùng các IC đếm mod 10 để thiết kế bộ đếm mod 3, mod 6, mod 10 Cụ thể là khi thiết kế bộ đếm sản phẩm đến 99 cho khối đếm ta dung IC74HC192 với sơ đồ sau: GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 18 Trường Đại Học Vinh Khoa:Điện tử viễn thơng ĐỒ ÁN MƠN HỌC U1 15 1 10 9 5 4 11 14 U2... đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phẩm bằng phương pháp đếm tín hiệu Như vậy mỗi tín hiệu đi qua phải có một thiết bị để cảm nhận tín hiệu, thiết bị này gọi là cảm biến (led thu phát) Khi một tín hiệu đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo ra một xung điện đưa về khối xử lí để tăng dần số đếm Tại một thời điểm tức thời, để xác định được số đếm cần phải có bộ phận hiển thị là led 7 thanh Hướng phát . tế của thi t bị, đề ra phương án thi t kế, chế tạo. 3. Giới thi u thông số, ứng dụng của các phần tử trong mạch. 4. Tính toán, lựa chọn các linh kiện. 5. Quy trình thưc hiện chế tạo hoàn thi n. 6 II: THI T KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 11 1. Phần thuyết minh 11 2. Thi t kế 12 2.1. Bộ đếm mod 10 12 2.2. Bộ giải mã 20 3. Mô phỏng mạch bằng proteus 21 3.1 Nguyên tắc hoạt động của mach. công xử lý tín hiệu trong các thi t bị điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số vì các thi t bị làm việc trên cơ sở nguyên lý số có những ưu điểm hơn hẳn các thi t bị điện tử làm việc trên