Đồ án: tìm hiểu về các hệ thống điện tử

Các hệ thống điện tử ngày nay đã và đang thay thế các công việc hàng ngày của con người từ những công việc từ đơn giản đến phức tạp như điều khiển tín hiệu đèn giao thông, đo tốc độ động cơ hay tạo chuông báo giờ vào học, ra chơi tại các trường học. các hệ thống này có thể thiết kế theo hệ thống tương tự hoặc hệ thống số. Tuy nhiên trong các hệ thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án: tìm hiểu về các hệ thống điện tử Đồ án: tìm hiểu về các hệ thống điện tử MỤC LỤC I. L ời mở đầu : .......................................................................................................... 3 II. Gi ới thiệu chức năng : .......................................................................................... 3 III. Phân tích bài toán : ................................ ................................ ............................. 3 IV. Sơ đ ồ khối : ......................................................................................................... 4 V. Thiết kế cụ thể cho từng khối : ................................ ................................ ........... 4 1. Khối nguồn : ......................................................................................................... 4 2. Khối tại xung chuẩn 1Hz : ................................ ................................ .................... 5 4. Khối giải mã đổ chuông : .....................................................................................13 5. Khối chuông : ........................................................................................................15 I. Lời mở đầu : Các hệ thống điện tử ngày nay đ ã và đang thay thế các công việc hàng ngày của con người từ những công việc từ đơn giản đến phức tạp như điều khiển tín hiệu đèn giao thông, đo tốc độ động cơ hay tạo chuông báo giờ vào học, ra chơi tại các trường học. các hệ thống này có thể thiết kế theo hệ thống tương tự hoặc hệ thống số. Tuy nhiên trong các hệ thống điện tử thông minh hiện nay người ta thường sử dụng hệ thống số hơn là các hệ thống tương tự bởi một số các ưu điểm vượt trội mà hệ thống số mang lại đó là: độ tin cậy cao, giá thành thấp, dễ dàng thiết kế, lắp đặt và vận hành… Để làm được tốt đồ án này chúng ta phải có kiến thức về môn điện tử số, hiểu được cấu trúc và chức năng của một số IC đếm, mạch giải mã, các cổng logic và một số kiến thức về các linh kiện điện tử như tụ điện, transistor, diode… Trong đồ án môn học này chúng em chọn đề tài thiết kế mạch đồng hồ báo giờ các tiết học của trư ờng đại học Vinh, với mục đích l à cũng cố và vận dụng một số kiếm thức đ ã học từ môn điên tử số, mạch tương tự…Và cuối cùng là mong muốn ứng dụng mạch vào trong thực tế… II. Giới thiệu chức năng : Đồng hồ số báo chuông hoàn toàn tự động, có khả năng báo giờ vào học, ra chơi, ra về của trường, có khả năng hiển thị thời gian hiện tại, có khả năng chỉnh giờ, hoạt động với độ tin cậy cao sử dụng nguồn Pin, ắc quy và điện lưới 220v với một lần khởi động hệ thống và chỉnh thời gian duy nhất. III. Phân tích bài toán : Qua tìm hiểu thời gian ra chơi, vào học của trường em thấy: Trường đại học vinh tổ chức 3 buổi học, mỗi buổi học kéo dài 5 tiết, xen kẽ giữa các tiết học là thời gian ra chơi, thời gian ra chơi sau tiết 1,2,4 là 5 phút, sau tiết 3 là 10 phút. thời gian đổ chuông báo ra chơi là 10s, thời gian đổ chuông báo vào học là 5s. thời gian vào học ca sáng là 7h, ca chiều là 13h, ca tối 19h ứng với giờ mùa đông. Còn vào mùa hè thời gian vào học ca sáng là 6h30’, ca chiều 13h30’, ca tối 18h30’ . Với thời gian phức tạp như thế ta phải thiết kế được một đồng hồ số hoàn chỉnh, trên cơ sở đó thiết kế thêm module giải mã thời gian, để nhận biết từng thời điểm đổ chuông đúng giờ và hợp lí. Khi thiết kế đồng hồ số ta lại phải thiết kế bộ đếm 24 cho khối giờ, bộ đếm 60 cho khối phút và khối giây. xây dụng bộ giải mã để giải mã tín hiệu BCD từ các IC đếm để hiển thị trên led 7 đo ạn, ngo ài ra còn phải có m ột khối chỉnh thời gian, khối nguồn và khối tạo xung. IV. Sơ đồ khối : V. Thiết kế cụ thể cho từng khối : 1. Khối nguồn : Trong hầu hết các mạch logic số nguồi nuôi thường duy trì ổn định ở mức 5V. Do yêu cầu cao của hệ thống các nguồn nuôi thường được chế tạo một cách đặc biệt nhằm đem lại hiệu quả, và tính ổn định cao. Thông thường có 2 kiều nguồn chính: + D ùng pin hoặc ắc quy cho điện áp tương đối ổn định, mặc dù trên thị trường không có loại pin hoặc ắc quy chuẩn 5 v cho nên nếu dùng nó thì phải mua một bộ biến đổi điện áp để đưa điện áp về dạng chuẩn hơn nữa trong quá trình sử dụng, năng lượng trong pin, ắc quy hết đi hệ thống sẽ bị gián đoạn. - Sơ đồ đưa điện áp 6V từ pin về điện áp chuẩn như sau: + Trên thực tế để có nguồn điện đáng tin cậy người ta hay dùng phương pháp ổn áp dòng điện một chiều từ cuộn sơ cấp của biến áp sau khi đã chỉnh lưu b ằng cách sử dụng một IC loại 7805. - Sơ đồ mắc mạch ổn áp dùng IC 7805 như sau: 2. Khối tại xung chuẩn 1Hz : Có nhiều cách để tạo ra xung chuẩn 1Hz như dùng dao động đa hài, dùng m ạch khuyếch đại có hồi tiếp d ương, dùng thạch anh, và IC tạo dao đ ộng chuyên dụng 555. Trong các cách đó nếu dùng thạch anh là chính xác hơn cả bởi sai số của nó rất nhỏ, tuy nhiên khi dùng thạch anh ta lại phải tạo ra một mạch tương đối phức tạp đó là khuyếch đại dao động nội từ thạch anh sau đó lại phải tiến hành chia tần nhiều lần rất phức tạp. Để có một mạch dao đ ộng tạo xung chuẩn tương đối chính xác người ta hay dùng IC555 bởi giá thành rẻ, lắp ráp và vận hành tương đối đơn giản. trong đồ án này em đã sử d ụng loại IC này để tạo dao động. - Sơ đồ của chân của IC này như sau: Chân 1: Nối mass. Chân 2: Trigger Input ( ngõ vào xung nảy). Chân 3: Output ( ngõ ra). Chân 4: Reset (đặt lại). Chân 5: Control Voltage (điện áp điều khiển). Chân 6: Threshold (thềm- ngưỡng). Chân 7: Discharge ( xả điện). Chân 8: Nối Vcc. - Cách mắc IC trong thực tế: Trong đó tần số của xung ra được tính theo công thức: Hay T=ln2.C.(R1 + 2R2) Trong qúa trình thiết kế mạch ta chọn C=100uf, R1=10K,R2=2,2K. vậy ta có xung ra là: T=ln2.100.10-6(10.10-3 + 2,2.2.10-3)=1s 3-Khối đồng hồ: * Khối đếm: 74HC192 là vi mạch đếm mod 10 thông dụng được sử dụng rất nhiều trong thực tế, bới nó được chế tạo trên công nghệ tiết kiệm điện năng, nó có thể đếm tiến, đ ...