Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3 PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

3 PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐAĐT1



Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại



Chương 2:



THIẾT KẾ



2.1.



GIỚI THIỆU

Mạch đếm xe trong garage hoạt động như sau: khi có xe đi qua vùng quét của led hồng

ngoại, đếm lùi nếu xe đi vào garage, đếm lên nếu xe đi ra garage. Giới hạn số đếm từ 99

về 00. Số đếm bắt đầu khi khởi động là 99.

Khi đếm về 00 báo chng reng. Mạch có nút nhấn reset đặt lại số đếm bắt đầu.



2.2.



THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI

Theo yêu cầu của đề tài, sơ đồ khối của mạch đếm xe trong garage được thiết kế như

hình như hình 2.1:



Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

14



ĐAĐT1



Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại



Hình 2.1. Sơ đồ khối mạch đếm sản phẩm.



Sau đây là chức năng từng khối:

Khối nguồn: có chức năng cấp nguồn cho tồn bộ mạch để hoạt động.

Khối tạo xung đếm lên: có chức năng tạo 1 xung khi có 1 xe đi ra garage.

Khối tạo xung đếm xuống: có chức năng tạo 1 xung khi có 1 xe đi vào garage.

Khối xử lý, đếm: có chức năng đếm xung và phạm vi đếm từ 99 về 00, khi đếm về 00

thì dừng đếm và xuất tín hiệu để chng reng .

Khối giải mã: có chức năng giải mã số xung đếm được từ khối đếm sang mã 7 đoạn.

Khối hiển thị: có chức năng hiển thị kết quả đếm dạng số thập phân.

Nút nhấn reset: có chức năng reset lại mạch khi nhấn nút.

Chng: có chứa năng rung khi mạch đếm về 00.



Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

15



ĐAĐT1

2.3.



Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại



THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ



a. KHỐI HIỂN THỊ

Led 7 đoạn có chức năng hiển thị số thập phân cho biết kết quả sau khi xử lý, trong

mạch đếm sản phẩm sẽ cho biết kết quả đếm là số lượng xe còn có thể đỗ trong garage.

Trong mạch sử dụng led 7 đoạn loại anode chung.

Led 7 đoạn có cấu tạo là các led đơn được sắp xếp theo vị trí để khi sáng hoặc tắt tạo

thành 1 số thập phân từ 0 đến 9. Kí hiệu, sơ đồ chân của led 7 đoạn như hình 2.2:



Hình 2.2. Kí hiệu và hình ảnh led 7 đoạn

Dòng cho mỗi đoạn từ 5 đếm 10 mA và điện áp cho các led nhỏ là 2V.



b. KHỐI GIẢI MÃ

Do đã chọn led anode chung nên chọn IC giải mã anode chung là IC 74LS247.

IC 74LS247 có chức năng giải mã số BCD sang mã 7 đoạn để điều khiển led 7 đoạn

sáng số thập phân, điều khiển led 7 đoạn loại anode chung, IC có sơ đồ chân như hình 2.3.



Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

16



ĐAĐT1



Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại



Hình 2.3. Sơ đồ chân IC giải mã số BCD sang 7 đoạn 74LS247

Chức năng các tín hiệu của IC:





IC có 4 ngõ vào “DCBA” để nhận số BCD cần giải mã.







IC có 7 ngõ ra “f, g, e, d, c, b, a” dùng điều khiển led 7 anode chung.







IC còn có các tín hiệu điều khiển kiểm tra đèn “LAMP TEST - LT”, tín hiệu xóa số không

vô nghĩa vào (RB) và ra (RBO). Để hiểu trạng thái hoạt động của các ngõ trong IC

74LS247 ta tìm hiểu trong Bảng 2.1 dưới đây:



Bảng 2.1. Bảng trạng thái hoạt động của IC74LS247

Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

17



ĐAĐT1



Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại



Giải thích hoạt động của IC giải mã 74LS247:

Trạng thái giải mã: từ trạng thái số 0 đến trạng thái thứ 15 là hoạt động giải mã bình

thường cho 16 trạng thái.





16 trạng thái này gồm có 10 trạng thái từ 0 đến 9 – gọi là giải mã số BCD, 10 trạng thái

này led hiển thị đúng số thập phân từ 0 đến 9 – xem hình 2.4.







6 trạng thái còn lại từ 10 đến 15 (từ 1010B đến 1111B) thì led cũng giải mã nhưng không

đúng theo số hex – xem hình 2.4.

Trạng thái LT: nếu tín hiệu này ở mức ‘0’ và RBO ở mức ‘1’ thì led sẽ sáng số 8.

Trạng thái BI: nếu tín hiệu này ở mức ‘0’ thì led sẽ tắt.

Trạng thái RBI: nếu tín hiệu này ở mức ‘0’, 4 ngõ vào số BCD ở “0000”, LT ở mức ‘1’ thì

led tắt – có chức năng xóa số 0 vơ nghĩa.



Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

18



ĐAĐT1



Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại



Hình 2.4. Hình ảnh điều khiển led 7 đoạn và hình ảnh led 7 đoạn



c. KHỐI ĐẾM

Khối xử lý, đếm có chức năng đếm từ 99 về 00. Đếm về 00 thì dừng và xuất tín hiệu ra

chng để chng reng.

Để thực hiện chức năng đếm, IC 74LS192 được chọn, một IC được dùng để đếm hàng

chục, một IC được dùng để đếm hàng đơn vị. Sơ đồ chân IC 74LS192 như hình 2.5.



Hình 2.5. Sơ đồ chân IC 74LS192

Chức năng các chân của IC:



Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

19







ĐAĐT1

Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại

4 ngõ vào P3, P2, P1, P0 để nhận số đếm đặt trước.







4 ngõ ra Q3, Q2, Q1, Q0 xuất ra số BCD được đếm.







Ngõ vào CPU để nhận xung đếm lên.







Ngõ vào CPD để nhận xung đếm xuống.







Ngõ vào MR reset IC về trạng thái khởi động.







Ngõ vào







Ngõ ra TCU, TCD kết nối đầu cuối với IC 74LS192 khác.



PL



preset IC đặt trạng thái số đếm cho trước.



Để hiểu thêm cách hoạt động cũng như cách điều khiển các chân sao cho đếm lên, đếm

xuống của IC 74LS192, ta tham khảo Bảng 2.2 sau:

Bảng 2.2. Bảng trạng thái hoạt động của IC 74LS192



Giải thích hoạt động của IC giải mã 74LS192:

Khi MR ở mức ‘0’ và



PL



ở mức ‘1’, nếu có 1 xung tích cực cạnh lên tác động vào



chân CPU (hoặc CPD) thì IC sẽ đếm lên (hoặc xuống).

Khi MR ở mức ‘1’ thì IC sẽ reset về trạng thái ban đầu.

Khi



PL



ở mức ‘0’ thì IC sẽ đặt trước số đếm lấy từ P3, P2, P1, P0.



Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

20



ĐAĐT1

Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại

Sau khi tìm hiểu cách thức hoạt động của hai IC 74LS192 và IC74LS247, ta tiến hành

thiết kế sơ đồ mạch đếm, hiển thị cùng với nút nhấn reset trên ứng dụng Proteus 8. Kết

quả sau cùng là hình 2.6 sau:



CA1



1

0

0

1



U12

15

1

10

9



UP



5

4

11

14



DW



U7



D0

D1

D2

D3



Q0

Q1

Q2

Q3



UP

DN

PL

MR



TCU

TCD



3

2

6

7



7

1

2

6

4

5

3



12

13



A

B

C

D

BI/RBO

RBI

LT



QA

QB

QC

QD

QE

QF

QG



13

12

11

10

9

15

14



74LS247



R18

R19

220

R20

220

R21

220

R23

220

R24

220

R25

220

220



A1

B1

C1

D1

E1

F1

G1



7SEG1



74LS192



CA1



1

0

0

1



U13

15

1

10

9

5

4

11

14



U10



D0

D1

D2

D3



Q0

Q1

Q2

Q3



UP

DN

PL

MR



TCU

TCD



3

2

6

7

12

13



7

1

2

6

4

5

3



A

B

C

D

BI/RBO

RBI

LT



QA

QB

QC

QD

QE

QF

QG



13

12

11

10

9

15

14



74LS247



R26

R27

220

R28

220

R29

220

R30

220

R31

220

R32

220

220



A1

B1

C1

D1

E1

F1

G1



7SEG2



74LS192



R1

10k



C1

10uF



Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý mạch đếm, hiển thị, reset

Linh kiện trong mạch đếm và hiển thị được tính tốn như sau:

Dòng ngõ ra của 74LS247 cao nhất là = 4.2V , trong khi đó áp vào của con led 7 đoạn

là = 2V. Nên cần phải lắp thêm điện trở để hạ áp và hạ dòng vào của led 7 đoạn là I =

10mA ta tính được giá trị R:

Áp rơi trên điện trở R: =



Giá trị R:

Vậy chọn R có giá trị là .



Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

21



ĐAĐT1



Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại



d. KHỐI PHÁT HỒNG NGOẠI

Khối phát hồng ngoại sử dụng IC 555 để điều chỉnh tần số phát xung hồng ngoại để

điều chỉnh tần số phát xung hồng ngoại :



J1

2

1

CONN-SIL2



R4



R1

U1



8

R



VCC



4



3



Q



7



DC

5



1k



10k



D1



CV



IR-LED



2



TR



GND



R2

6



TH



1



10k

555



R3

10k



C1

0.1uF



Hình 2.7. Mạch phát hồng ngoại dùng IC 555

Sơ đồ chân IC 555 như hình 2.7:



Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

22



Q1

C1815



ĐAĐT1



Mạch đếm xe sử dụng led hồng ngoại



Hình 2.8. Sơ đồ chân IC 555

Giải thích chức năng các chân của IC 555 :





Chân GND cho nối mass để lấy dòng.







Chân Trigger so áp với mức áp chuẩn là 1/3 mức nguồn ni.







Chân Output ngõ ra.







Chân Reset xác lập trạng thái nghỉ với ngõ ra mức thấp.







Chân Control Voltage làm đổi mức áp chuẩn trong IC.







Chân Threshold so áp với mức áp chuẩn là 2/3 mức nguồn ni.







Chân Discharge thường dùng cho tụ xả điện.







Chân VCC nối vào nguồn.

Cơng thức tính tần số xung phát tra trong datasheet:



f =



1

ln 2.C.( R1 + 2.R2)



Lựa chọn thơng số mạch như hình. Dùng biến trở để có thể điều chỉnh tần số xung

hồng ngoại phát ra.

Ta có thơng số led hồng ngoại : , ,

 R4 = 0.38 (kOhm)

Trang Nguyễn Trung Phát – Võ Xuân Truyền

23



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3 PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×