Đề tài Đo tốc độ động cơ điện có tốc độ 1000vòng/phút với sai số 1% và có chỉ thị chiều quay của Động Cơ

Mở ĐầU Trong sự phát triển của kỹ thuật điện tử ngày nay, kỹ thuật số đang dần chiếm ưu thế về số lượng các ứng dụng của nó trên nhiều thiết bị điện tử từ dân dụng cho đến chuyên dụng, trong nhiều lĩnh vực như đo lường, điều khiển, v.v nhờ vào nhiều ưu điểm của nó. Có thể nói, nền tảng của kỹ thuật số là các mạch logic số dựa trên sự kết hợp của các cổng logic cơ bản mà ngày nay đã được tích hợp trong các IC số. Trên cơ sở những kiến thức đã được học trong môn học: Kỹ thuật số và trong khuôn khổ của một đồ án môn học: Thiết kế mạch logic số, chúng tôi đã thiết kế mạch logic số với đề tài là: Thiết kế hệ thống đo tốc độ động cơ có hiển thị chiều quay Với mục đích là tìm hiểu thêm về lĩnh vực kỹ thuật số, nâng cao kiến thức của mình. Song kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thực hiện không được nhiều nên đề tài của chúng tôi còn rất nhiều sai sót, hạn chế. Mặc dù đã cố gắng phần nào thiết kế và tính toán một các chi tiết các mạch, các thông số nhưng đôi khi còn mang tính lý thuyết, chưa thực tế. Chúng tôi mong có sự góp ý và sửa chữa để đề tài này có tính khả thi hơn về cả phương diện kinh tế cũng như kỹ thuật. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Nam Quân đã hướng dẫn và giúp đỡ chúng em thiết kế và hoàn thành đề tài này. MụC LụC TRang I. mở đầu Ii. nhiệm vụ iii. lý thuyết thực hiện 1. Sơ đô khối mạch đô tốc độ 2. Sơ đồ khối mạch hiển thị chiều quay a. phần 1: đo tốc độ động cơ 1. Khối chuyển vòng quay sang xung điện 2. Khối khuyếch đại và tạo dạng tín hiệu 3. Khối cổng 4. Khối xung mở cổng, xoá và reset 5. Khối đếm giải mã và hiển thị B. phần 2: hiển thị chiều quay 1. Dùng mạch đồng bộ 2. Dùng mạch không đồng bộ V. phần nguồn VI. mạch nguyên lý 1. Mạch đo tốc độ 2. Mạch hiển thị chiều quay V. Kết luận

doc24 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2410 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Đo tốc độ động cơ điện có tốc độ 1000vòng/phút với sai số 1% và có chỉ thị chiều quay của Động Cơ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
®¹i häc b¸ch khoa hµ néi khoa ®iÖn tö - viÔn th«ng THIÕT KÕ LOGIC M¹CH Sè §Ò Tµi: §o tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn cã tèc ®é £ 1000vßng/phót víi sai sè 1% vµ cã chØ thÞ chiÒu quay cña ®éng c¬. Nhãm thùc hiÖn: Hµ M¹nh C­êng NguyÔn Phó Dòng Líp: §TVT1-K44 Gi¸o viªn h­íng d½n: TS. NguyÔn Nam Qu©n MôC LôC TRang I. më ®Çu Ii. nhiÖm vô lý thuyÕt thùc hiÖn 1. S¬ ®« khèi m¹ch ®« tèc ®é S¬ ®å khèi m¹ch hiÓn thÞ chiÒu quay a. phÇn 1: ®o tèc ®é ®éng c¬ 1. Khèi chuyÓn vßng quay sang xung ®iÖn 2. Khèi khuyÕch ®¹i vµ t¹o d¹ng tÝn hiÖu 3. Khèi cæng 4. Khèi xung më cæng, xo¸ vµ reset 5. Khèi ®Õm gi¶i m· vµ hiÓn thÞ B. phÇn 2: hiÓn thÞ chiÒu quay 1. Dïng m¹ch ®ång bé 2. Dïng m¹ch kh«ng ®ång bé V. phÇn nguån VI. m¹ch nguyªn lý M¹ch ®o tèc ®é M¹ch hiÓn thÞ chiÒu quay V. KÕt luËn I.Më §ÇU Trong sù ph¸t triÓn cña kü thuËt ®iÖn tö ngµy nay, kü thuËt sè ®ang dÇn chiÕm ­u thÕ vÒ sè l­îng c¸c øng dông cña nã trªn nhiÒu thiÕt bÞ ®iÖn tö tõ d©n dông cho ®Õn chuyªn dông, trong nhiÒu lÜnh vùc nh­ ®o l­êng, ®iÒu khiÓn, v.v… nhê vµo nhiÒu ­u ®iÓm cña nã. Cã thÓ nãi, nÒn t¶ng cña kü thuËt sè lµ c¸c m¹ch logic sè dùa trªn sù kÕt hîp cña c¸c cæng logic c¬ b¶n mµ ngµy nay ®· ®­îc tÝch hîp trong c¸c IC sè. Trªn c¬ së nh÷ng kiÕn thøc ®· ®­îc häc trong m«n häc: Kü thuËt sè vµ trong khu«n khæ cña mét ®å ¸n m«n häc: ThiÕt kÕ m¹ch logic sè, chóng t«i ®· thiÕt kÕ m¹ch logic sè víi ®Ò tµi lµ: ThiÕt kÕ hÖ thèng ®o tèc ®é ®éng c¬ cã hiÓn thÞ chiÒu quay Víi môc ®Ých lµ t×m hiÓu thªm vÒ lÜnh vùc kü thuËt sè, n©ng cao kiÕn thøc cña m×nh. Song kiÕn thøc cßn h¹n hÑp vµ thêi gian thùc hiÖn kh«ng ®­îc nhiÒu nªn ®Ò tµi cña chóng t«i cßn rÊt nhiÒu sai sãt, h¹n chÕ. MÆc dï ®· cè g¾ng phÇn nµo thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n mét c¸c chi tiÕt c¸c m¹ch, c¸c th«ng sè nh­ng ®«i khi cßn mang tÝnh lý thuyÕt, ch­a thùc tÕ. Chóng t«i mong cã sù gãp ý vµ söa ch÷a ®Ó ®Ò tµi nµy cã tÝnh kh¶ thi h¬n vÒ c¶ ph­¬ng diÖn kinh tÕ còng nh­ kü thuËt. Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o NguyÔn Nam Qu©n ®· h­íng dÉn vµ gióp ®ì chóng em thiÕt kÕ vµ hoµn thµnh ®Ò tµi nµy. II.NHIÖM Vô: VÊn ®Ò nªu trªn ®Æt ra cho ta 2 nhiÖm vô cÇn thùc hiÖn: 1.§o(chØ thÞ) tèc ®é cña ®éng c¬ ®iÖn víi sai sè cho phÐp(sai sè cho phÐp trong ®Ò tµi chän lµ 1%). 2.HiÖn(chØ thÞ) chiÒu quay cña ®éng c¬ ®iÖn. III.Lý THUYÕT THùC HIÖN: S¬ ®å khèi ®Ó thùc hiÖn nhiÖm vô nªu trªn: 1.PhÇn chØ thÞ tèc ®é: KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu xung ®iÖn vµ t¹o d¹ng ChØ thÞ Cæng Gi¶i m· ChuyÓn vßng quay sang xung ®iÖn Xung më cæng Reset “0” §Õm 2.PhÇn chØ thÞ chiÒu quay cña ®éng c¬: KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu vµ t¹o d¹ng LÊy tÝn hiÖu chiÒu quay M¹ch xö lÝ ChØ thÞ IV.C¸C PH¦¥NG ¸N : A.PhÇn chØ thÞ tèc ®é ®éng c¬: 1.Khèi chuyÓn vßng quay sang xung ®iÖn: *Ph­¬ng ¸n 1(ph­¬ng ph¸p c¬): Mçi vßng quay,vÊu cam trªn trôc ®ãng c«ng t¾c vµo mét lÇn vµ t¹o thµnh mét xung ®iÖn.§Õm sè xung ®iÖn ®Õm sè vßng quay. *Ph­¬ng ¸n 2(Ph­¬ng ph¸p dïng c¶m biÕn): Mét c¶m biÕn thÝch hîp ®­îc ®Æt ®èi diÖn víi vËt trung gian ®Ó ghi nhËn mét c¸ch ng¾t qu·ng mçi khi cã mét dÊu hiÖu ®i qua vµ mçi lÇn nh­ vËy nã cung cÊp mét tÝn hiÖu xung cã biªn ®é tØ lÖ víi +E. C¶m biÕn tõ: Mèi 1 vßng quay,mÈu b¨ng tõ ®­îc d¸n trªn trôc ®éng c¬ quÐt qua ®Çu tõ ,g©y sù biÕn thiªn tõ th«ng Ø trªn cuén d©y cña ®Çu tõ,t¹o trªn cuén d©y mét suÊt ®iÖn ®éng cã biªn ®é E.Khi ®éng c¬ quay t¹o trªn cuén d©y nh÷ng xung suÊt ®iÖn ®éng cã tÇn sè tèc ®é quay cña ®éng c¬.§Õm sè xung suÊt ®iÖn ®éng ®Õm sè vßng quay cña ®éng c¬. HoÆc ta cã thÓ thay mÈu b¨ng tõ b»ng mét ®Üa quay lµm b»ng vËt liÖu tõ tÝnh cã khÝa r¨ng(hoÆc b¸nh r¨ng) g¾n lªn trôc ®éng c¬ : HoÆc ng­îc l¹i ta dïng mét vËt trung gian lµ mét ®Üa ch¾n tõ mét c¸ch tuÇn hoµn gi÷a mét nam ch©m cè ®Þnh vµ mét c¶m biÕn tõ : Biªn ®é suÊt ®iÖn ®éng cña cuén d©y E phô thuéc chñ yÕu 2 yÕu tè: +Kho¶ng cach gi÷a cuén d©y(®Çu tõ) vµ vËt trung gian.Kho¶ng c¸ch(khe tõ) nµy lín th× E nhá. +Tèc ®é quay cña ®éng c¬:E tØ lÖ víi tèc ®é quay.Khi tèc ®é quay qu¸ bÐ,E sÏ nhá ®Ó cã thÓ ph¸t hiÖn ®­îc vµ ®©y lµ vÞ trÝ tèc ®é quay chÕt. C¶m biÕn quang: C¶m biÕn quang dïng 1 nguån ph¸t s¸ng thÝch hîp cïng víi 1 c¶m biÕn quang khi 1 vËt trung gian quay cã c¸c lç,®­êng v¸t,hoÆc mÆt ph¶n x¹. +Nguån s¸ng: LED,IR-LED,LAZER... +C¶m biÕn quang: PHOTODIODE,PHOTOTRANSISTOR,PHOTO-JFET, PHOTORESISTOR,PHOTOTHYRISTOR Khi ®éng c¬ quay,¸nh s¸ng gÆp lç(h×nh a>),gÆp mÆt ph¶n x¹(h×nh b>) sÏ tíi ®­îc ®Çu thu quang.Khi ®ã trªn ®Çu thu quang ta sÏ thu ®­îc 1 xung ®iÖn.Biªn ®é xung ®iÖn chñ yÕu phô thuéc: +Th«ng l­îng ¸nh s¸ng Ø tíi ®­îc ®Çu thu quang: Ø cµng lín th× biªn ®é xung ®iÖn cµng lín. +§é nhËy cña ®Çu thu quang. KL: Chän ph­¬ng ¸n: Dïng c¶m biÕn quang h×nh a> +Nguån ph¸t quang: IR-LED hång ngo¹i ph¸t sãng hång ngo¹i gÇn +C¶m biÕn quang: PHOTOTRANSISTOR IR-LED, PHOTOTRANSISTOR ®­îc lÊy thùc tÕ trong m¹ch lµ IR-LED, PHOTOTRANSISTOR cña m¹ch Mouse m¸y tÝnh. Kh«ng biÕt c¶m biÕn quang m¹ch Mouse cã ph¶i lµ PHOTOTRANSISTOR kh«ng,hay lµ PHOTO-JFET 2.Khèi khuÕch ®¹i tÝn hiÖu xung ®iÖn vµ t¹o d¹ng: *TÝn hiÖu xung thu ®­îc ë khèi chuyÓn vßng quay sang xung lµ nhá,do ®ã cÇn ph¶i khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nµy lªn ®Ó cã thÓ sö dông ®­îc. Mét m¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu sè cho ®Çu ra ë møc logic “1” khi cã xung vµ møc “0” khi kh«ng cã xung . Do ®©y lµ thiÕt kÕ Logic nªn phÇn t­¬ng tù kh«ng cÇn quan träng l¾m ---> kh«ng thiÕt kÕ chi tiÕt. *TÝn hiÖu thu ®­îc ban ®Çu ch­a h¼n ®· ë d¹ng xung vu«ng chuÈn,v× vËy tÝn hiÖu cÇn qua bé t¹o d¹ng ®Ó trë thµnh xung vu«ng chuÈn.§¬n gi¶n ta chän lµ mét m¹ch OR(t¹o tõ phÇn tö NOR cña IC SN7402): T¹o d¹ng dïng Smith-Trigo lµ chuyªn dông h¬n! *TÝn hiÖu ra khèi khuÕch ®¹i tÝn hiÖu xung ®iÖn vµ t¹o d¹ng lµ tÝn hiÖu ra m¹ch t¹o d¹ng. KL: Do Mouse ®· chuuyÓn vßng quay sang xung ®iÖn vµ ®­a vµo m¸y tÝnh nªn tÝn hiÖu ra cña nã lµ tÝn hiÖu logic.Nh­ vËy toµn bé 2 khèi chuyÓn vßng quay sang xung ®iÖn,khèi khuÕch ®¹i vµ t¹o d¹ng ®­îc tËn dông tõ Mouse.TÝn hiÖu tèc ®é quay vµo khèi cæng lóc nµy lµ tÝn hiÖu ra ®­îc c©u ra tõ m¹ch Mouse. 3.Khèi cæng: Khèi cæng cã nhiÖm vô chØ cho tÝn hiÖu xung qua trong mét ®¬n vÞ thêi gian nµo ®ã.TÝn hiÖu më cæng lÊy tõ khèi xung më cæng. ë ®©y chän khèi cæng ®¬n gi¶n lµ 1 m¹ch AND 2 ®Çu vµo( t¹o tõ phÇn tö NAND cña IC SN7400): 4.Khèi Xung Më Cæng: Lµ khèi dao ®éng ®a hµi t¹o xung vu«ng cã biªn ®é xung ë møc logic “1” vµ ®é réng xung b»ng ®¬n vÞ thêi gian më cæng(tx). a>§a hµi dïng Transistor: tx=0,7.Rb.Cb b>§a hµi dïng KhuÕch ®¹i thuËt to¸n: tx=R.C.Ln(1+2R1/R2) Chän R1=0,86R2 ---> tx=R.C.1,0006 c>§a hµi dïng bé ®Þnh thêi 555: t1 = 0.693*( VR + R )*C1 t2 = 0.693*R*C1 f = 1.44 / [( VR + 2*R)*C1 ] Khi xÐt tíi tx ta ph¶i xÐt lu«n c¶ phÇn sai sè ®o vµ hÖ sè nh©n khi ®o tèc ®é víi ®¬n vÞ vßng/phót.Trong bµi nµy ta sö dông sè lç ®ôc trªn tÊm b×a ®Ó thÓ hiÖn sai sè phÐp ®o vµ hÖ sè nh©n. *XÐt tx=1phót: Trong tr­êng hîp nµy lµ thùc hiÖn ®o tèc ®é quay cña ®éng c¬ ®óng theo vßng/phót vµ do ®ã chØ cßn thùc hiÖn phÇn sai sè: víi sai sè phÐp ®o lµ x% th× thùc hiÖn ®ôc trªn tÊm b×a (100/x) lç. Nh­ng v× tx qu¸ dµi nªn kh«ng thùc tÕ.Do vËy kh«ng chän kh¶ n¨ng nµy. *XÐt tx<1phót: V× tx < 1 phót nªn vÊn ®Ò kÕt hîp ®ång thêi phÇn sai sè vµ hÖ sè nh©n. Gi¶ thiÕt trong tx(s),ta ®o ®­îc X xung(X vßng): [X/tx] vßng/s=[(60/tx).X] vßng/phót -----> Sè lç ®ôc trªn tÊm b×a khi dïng ®¬n vÞ (vßng/phót) lµ: 60/tx lç. Víi phÇn sai sè x% th× ta ph¶i ®ôc gi÷a 2 lç liªn tiÕp ë trªn (100/x - 1) lç. VËy víi tr­êng hîp nµy,tæng sè lç ph¶i ®ôc trªn tÊm b×a: (60/tx.100/x) lç. KL: +Chän tx=4(s),khi thiÕt kÕ m¹ch thùc tÕ chØ thÓ hiÖn x%=10%. ----> Tæng sè lç ®ôc: 150 lç. +V× lý do t¹o thªm xung xãa tr¹ng th¸i khèi ®Õm sau mçi chu k× ®o, chän t¹o tx tõ m¹ch t¹o xung ®a hµi T=1s: Timer 555. C1= 10uF ; C2= 0.1uF ; R= 62KOhm ; VR=(0 – 50) Kohm(cô thÓ lµ 20Kohm) T¹o tx=4(s) tõ m¹ch ®a hµi Timer 555(T=1(s)): TÝn hiÖu ra bé ®a hµi ®­îc ®­a vµo lµm xung ®Õm bé ®Õm 8(®Õm thuËn,m· BCD 3 bit).Khi ®ã tÝn hiÖu ra bit cao nhÊt Qc cña bé ®Õm 8 chÝnh lµ tÝn hiÖu ra khèi xung më cæng víi ®¬n vÞ më cæng tx. Bé ®Õm 8 thuËn 3 bit BCD cã thÓ ®ù¬c thiÕt kÕ riªng t­¬ng tù nh­ thiÕt kÕ bé ®Õm 10 thuËn 4 bit BCD ë phÇn khèi bé ®Õm.Tuy nhiªn,ta m¾c ®Õm 8 tõ bé ®Õm 10 thuËn 4 bit BCD ®· ®­îc thiÕt kÕ ®ã(dïng IC 7490/74LS90) khèi t¹o xung xãa tr¹ng th¸i khèi ®Õm sau mçi chu k× ®o Reset “0”: Tèc ®é quay cña ®éng c¬ ®­îc ®o trong kho¶ng thêi gian cho bëi khèi xung më cæng,tÝn hiÖu ra khèi xung më cæng cã tÝnh chu k×,do vËy trong kho¶ng thêi gian khèi cæng bÞ khãa(tÝn hiÖu ra khèi xung më cæng ë møc thÊp) ta ®äc kÕt qu¶ ®o vµ sau ®ã Reset “0” khèi ®Õm ®Ó kÕt qu¶ ®o cña chu k× ®o sau(nÕu ®o) ®ù¬c ®óng. ThiÕt kÕ xung Reset “0” khèi ®Õm: +Xung Reset “0” = AND(TÝn hiÖu ra m¹ch ®a hµi Timer 555; 2 bit thÊp Qa,Qb ; NOT(Qc)) Qa,Qb,Qc: bit ra cña bé ®Õm 8 ë trªn. M¹ch khèi t¹o xung Reset “0”: M¹ch dïng c¸c linh kiÖn NAND,NOR cña IC SN7402, SN7400 +Xung Reset “0” ®­îc nèi trùc tiÕp tíi c¸c ch©n Reset R01,R02 cña tÊt c¶ c¸c IC ®iÕm trong khèi ®Õm. Nh­ vËy tr­íc khi ®o sau 3.43(s) khèi ®Õm ®­îc thiÕt lËp 0 bëi xung Reset “0” cã ®é réng xung = 0.57(s),kÕ ®ã m¹ch sÏ ®o(®Õm) trong 4s tiÕp,gi÷ kÕt qu¶ trong 3,43s tiÕp theo,0,57s tiÕp bé ®Õm bÞ xãa vÒ 0.Sang gi©y thø 13 qu¸ tr×nh ®Õm lÆp l¹i. 5.Khèi ®Õm,gi¶i m·,hiÓn thÞ: §Ó hiÓn thÞ tèc ®é quay cña mét ®éng c¬ ®iÖn cã tèc ®é ≤ 1000 vßng/phót víi sai sè phÐp ®o lµ 1% th× ta ph¶i dïng 5 LED 7 thanh: Chän LED 7 thanh chung Katot/Anot HÖ thèng ®Õm gåm 5 m¹ch ®Õm 10(®Õm thuËn) m· BCD 4 bit ®­îc m¾c nèi tiÕp víi nhau (bé ®Õm 1 lÊy xung ®Õm tõ tÝn hiÖu ra khèi cæng,c¸c bé ®Õm cßn l¹i lÊy xung ®Õm (theo kiÓu nèi tiÕp) tõ bit cao nhÊt(Qd) cña bé ®Õm trªn nã),khi m¹ch ®Õm nµy ®Çy sÏ kÝch lªn m¹ch ®Õm cã träng sè lín h¬n ngay trªn nã. T­¬ng øng víi 5 m¹ch ®Õm lµ 5 m¹ch gi¶i m· BCD 4 bit ra m· 7 thanh vµ ®­îc nèi tíi 5 LED 7 thanh t­¬ng øng. a>Khèi ®Õm: *Bé ®Õm thuËn 10: B¶ng tr¹ng th¸i: t t+1 Qd Qc Qb Qa Qd Qc Qb Qa 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 +ThiÕt kÕ,chän c¸c phÇn tö m¹ch: 4 phÇn tö nhí JK-FF vµ c¸c phÇn tö logic tæ hîp. +2 ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ bé ®Õm: ThiÕt kÕ ®ång bé hî¨c kh«ng ®ång bé. a.1>ThiÕt kÕ ®ång bé: LËp b¶ng m· hãa theo b×a Karough,b¶ng kÝch,tõ ®ã ta t×m ®­îc hÖ ph­¬ng tr×nh kÝch: J1=QcQbQa K1=Qa J2=K2=QbQa J3=Qa K3=Qa J4=K4=1 S¬ ®å m¹ch: a.2>ThiÕt kÕ kh«ng ®ång bé: Tõ hÖ ph­¬ng tr×nh kÝch m¹ch ®Õm ®ång bé ta cã: J1=QcQb ; K1=1 ; Xung nhÞp Ck1=Qa J2=K2=Qa ; Ck2=Qb J3= ; K3=1 ; Ck3=Qa J4=K4=1 ; Ck4= Xung ®Õm. S¬ ®å m¹ch: *KL: Thùc tÕ m¹ch ®Õm 10(®Õm thuËn) dïng lµ IC ®Õm: 7490/74LS90 b>Khèi gi¶i m·: *M¹ch gi¶i m· BCD 4 bit ra m· 7 thanh: Víi LED 7 thanh: B¶ng tr¹ng th¸i ho¹t ®éng m¹ch gi¶i m·: Chữ số A B C D a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 ThiÕt kÕ m¹ch dïng c¸c phÇn tö logic tæ hîp: a = C + A + +DB b = A + c = A + + B + D d = C + A +D + e = C + f = A + + B + B g = C + B +B + *KL: Thùc tÕ dïng IC gi¶i m·: 7447/74LS47 74LS90,74LS47,LED Anot chung. SN7490(7490),SN7447(7447),LED Katot chung. B.PhÇn chØ thÞ chiÒu quay: 1.Ph­¬ng ¸n dïng m¹ch ®ång bé: +TÝn hiÖu chiÒu quay, xung ®ång bé : LÊy tÝn hiÖu chiÒu quay X, xung ®ång bé Ck : dïng c¶m biÕn quang nh­ ë phÇn chuyÓn vßng quay sang xung ®iÖn. +§å h×nh More vµ b¶ng tr¹ng th¸i: Z1: TÝn hiÖu chØ thÞ chiÒu quay ng­îc chiÒu kim ®ång hå (+) Z2: ------- cïng ------- (-) S0 Z1=0 Z2=0 S2 Z1=0 Z2=1 S1 Z1=1 Z2=0 X X S 0 1 Z1 Z2 S0 S2 S1 0 0 S1 S0 S0 1 0 S2 S0 S0 0 1 +ThiÕt kÕ m¹ch chän JKFF: M· hãa: X y1 y2 0 1 Z1 Z2 00 11 01 0 0 01 00 00 1 0 11 00 00 0 1 10 -- -- - - LËp b¶ng kÝch,rót gän --->KÕt qu¶: J1==J2 ; K1= K2= 1 J2= Z1=Y2 ; Z2=Y1 +S¬ ®å m¹ch: *NhËn xÐt: +M¹ch ®¬n gi¶n +M¹ch thiÕt kÕ chØ víi vÞ trÝ ban ®Çu cña c¶m biÕn lµ ë vÞ trÝ 1. Khi vÞ trÝ ban ®Çu cña c¶m biÕn ë vÞ trÝ 2,3,4 m¹ch ho¹t ®éng kh«ng ®óng VÞ trÝ 2: TÝn hiÖu chiÒu quay thÓ hiÖn bÞ ®¶o l¹i (+): Z1=0 ; Z2=1 (-): Z1=1 ; Z2=0 VÞ trÝ 3: (+) (-) Z1=1 ; Z2=0 VÞ trÝ 4: Ng­îc cña vÞ trÝ 3 VËy m¹ch chØ dïng cho tr­êng hîp ®Æt ®­îc vÞ trÝ c¶m biÕn ë vÞ trÝ 1. 2.Ph­¬ng ¸n dïng m¹ch kh«ng ®ång bé: M¹ch sö dông 2 tÝn hiÖu chiÒu quay X1,X2. LÊy tÝn hiÖu X1,X2 : dïng c¶m biÕn quang nh­ ë phÇn chuyÓn vßng quay sang xung ®iÖn. Ta cã ®å thÞ nhÞp: đây chỉ là một trường hợp Q0,Q1,Q2,Q3: c¸c tr¹ng th¸i cña m¹ch t­¬ng øng víi cÆp gi¸ trÞ X1X2 §å h×nh Mealy: Q0 Q3 Q2 Q1 X1X2, Z1=Z2=0 X1X2, Z1=Z2=0 X1, X2 Z1=Z2 X2=0 X1, X2 Z1=Z2 X2=0 X1 Z1= 1;Z2 =0 Z1=0;Z2=1 X1X2 Z1=1;Z2=0 X1 Z1= 0;Z2 =1 X1X2 Z1=0;Z2=1 X2 Z1=1;Z2 =0 Z1=1;Z2=0 X2 Z1=0;Z2 =1 Z1: TÝn hiÖu chØ thÞ chiÒu quay ng­îc chiÒu kim ®ång hå (+) Z2: ------- cïng ------- (-) Bảng trạng thái sau: X1X2 S 00 01 11 10 Q0 Q0 Z1=Z2=0 Q3 Z1=Z2=0 Q0 Z1=Z2=0 Q1 Z1=Z2=0 Q1 Q0 Z1=0 Z2=1 Q1 Z1=Z2=0 Q2 Z1=1 Z2=0 Q1 Z1=Z2=0 Q2 Q2 Z1=Z2=0 Q3 Z1=1 Z2=0 Q2 Z1=Z2=0 Q1 Z1=0 Z2=1 Q3 Q0 Z1=1 Z2=0 Q3 Z1=Z2=0 Q2 Z1=0 Z2=1 Q3 Z1=Z2=0 Mã hoá trạng thái: X1X2 Q1Q2 00 01 11 10 00 00 Z1=Z2=0 10 Z1=Z2=0 00 Z1=Z2=0 01 Z1=Z2=0 01 00 Z1=0 Z2=1 01 Z1=Z2=0 11 Z1=1 Z2=0 01 Z1=Z2=0 11 11 Z1=Z2=0 10 Z1=1 Z2=0 11 Z1=Z2=0 01 Z1=0 Z2=1 10 00 Z1=1 Z2=0 10 Z1=Z2=0 11 Z1=0 Z2=1 10 Z1=Z2=0 Ánh xạ Q1,Q2,Z1,Z2 vào bìa Karnough,rút gọn ta thu được kết quả: Q1’ = Q1Q2 + X2 + Q1X1 + Q2X1X2 Q2’ = Q1X1X2 + Q1Q2 + Q2X2 + X1 Z1 = Q2X1X2 + Q1Q2X2 + Q1 Z2 = Q2 + Q1Q2 X1 + Q1X1X2 Thiết kế mạch chọn phương án dùng mạch tổ hợp có hồi tiếp(với bài này không dùng được 2 phương pháp mạch không đồng bộ còn lại là dùng RS-FF,JK-FF thành T-FF): S¬ ®å m¹ch: PhÇn tö AND 3 input thuéc IC 74LS15 PhÇn tö OR 4 input thuéc IC 4072 PhÇn tö OR 3 input thuéc IC 4075 PhÇn tö NOT thuéc IC SN7404 NhËn xÐt: Tr¸nh Hazard hµm sè? *KL: Chän ph­¬ng ¸n m¹ch kh«ng ®ång bé víi khèi chØ thÞ dïng 2 ®Ìn LED b×nh th­êng (®iÖn ¸p 3-6v)cho 2 ®Çu ra Z1,Z2 cña m¹ch. V. VÊn ®Ò cÊp nguån cho hÖ thèng: Nguån mét chiÒu.( 5V ) §iÖn ¸p cung cÊp cho ch©n Vcc cña c¸c IC lµm viÖc th­ßng n»m trong kho¶ng tõ 4.5V– 5.5V. Mét vµi IC cã d¶i ®iÖn ¸p kh¸c ®i mét chót : min = 4.75V; max > 5V. §Ó t¹o dßng mét chiÒu æn ®Þnh cung cÊp cho c¸c IC cã thÓ dïng hai ph­¬ng ¸n sau: 1. ChØnh l­u dßng xoay chiÒu ®· h¹ ¸p, sau ®ã cho qua m¹ch æn ¸p à 5V 2. Dïng c¸c nguån mét chiÒu cã s½n ( kh¸c 5V ), qua bé chØnh ®¬n gi¶n à gÇn 5V - XÐt ph­¬ng ¸n 1: S¬ ®å nguyªn lý cña m¹ch Dßng xoay chiÒu 220V bªn s¬ cÊp biÕn ¸p T ®­îc h¹ ¸p xuèng cßn 9V~ ë bªn thø cÊp. Qua bé chØnh l­u cÇu sÏ thu ®­îc dßng mét chiÒu 9V. Tô C1,C2 cã t¸c dông läc ®i c¸c thµnh phÇn xoay chiÒu trong ®iÖn ¸p mét chiÒu kh«ng æn ®Þnh nµy. Qua m¹ch ®iÖn æn ¸p lµ IC 7805 sÏ thu ®­îc dßng mét chiÒu æn ®Þnh cã gi¸ trÞ 5V. §Ó cã gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra æn ®Þnh lµ 5V th× yªu cÇu ®iÖn ¸p mét chiÒu ®Çu vµo ph¶i >= 7V. - XÐt ph­¬ng ¸n 2 : Nguån mét chiÒu ë ®©y lµ pin hoÆc bé pin ghÐp l¹i cho ta ®iÖn ¸p >= 4.5V ( gi¸ trÞ ®iÖn ¸p tèi thiÓu ®Ó cung cÊp cho ®a sè c¸c IC ). Th«ng th­êng nªn chän ®iÖn ¸p tõ 4.8V – 5.5V v× trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, do tiªu hao suy gi¶m, gi¸ trÞ ®iÖn ¸p < 4.8V sÏ cho thêi gian lµm viÖc ng¾n. NÕu ghÐp 4 pin tiÓu 1.5V nèi tiÕp nhau à nguån 6V. Sau ®ã dïng mét diode h¹ ¸p 0.6V ®Ó cã ®­îc nguån nh­ ý víi gi¸ trÞ 5.4V. S¬ ®å cña m¹ch : NÕu dïng mét pin 9V th× hoÆc cã thÓ cho qua m¹ch æn ¸p lµ IC 7805 nh­ ë ph­¬ng ¸n 1 ®Ó cã ®­îc gi¸ trÞ ®iÖn ¸p chuÈn 5V hoÆc dïng c¸c diode h¹ ¸p 0.6V nh­ ë trªn ®Ó cã ®iÖn ¸p chÊp nhËn ®­îc. Vi. s¬ ®å nguyªn lý: vII.kÕt luËn: C¨n cø vµo c¬ s¬ lý thuyÕt, c¸c ph­¬ng ¸n ®­a ra chóng ta cã thÓ cã nhiÒu c¸ch lùa chon viÖc l¾p r¸p m¹ch thùc tÕ, mÆc dï ph­¬ng ¸n ®­îc lua chän chua ch¾c ®· lµ ph­¬ng ¸n tèi ­u, nh­ng theo chóng t«i th× ®ã lµ ph­¬ng ¸n hîp lý h¬n c¶ cho viÖc l¾p m¹ch thùc tÕ. Tuy l¾p m¹ch thùc tÕ song ®å ¸n vÉn mang n¨ng tÝnh lý thuyÕt kh¶ n¨ng ¸p dông vµo thùc tÕ ch­a cao, viÖc s¸c ®Þnh tèc ®é cña ®éng c¬ vÉn chØ lµ x¸c ®Þnh tèc ®é tÜnh t¹i mét thêi ®iÓm nhÊt ®Þnh, nÕu nh­ tèc ®é cña ®éng c¬ biÕn thiªn liªn tôc vãi tèc ®é nhanh th× tèc ®é ®o ®­îc kh«ng chÝnh s¸c. Më réng: TËn dông m¹ch Mouse ---> HiÓu ®­îc ho¹t ®éng cña m¹ch mouse,hÖ ®iÒu hµnh xö lÝ tÝn hiÖu di chuyÓn vÞ trÝ chuét th× ta cã ph­¬ng ¸n: dïng m¹ch mouse nhËn tÝn hiÖu chiÒu quay,®­a tÝn hiÖu ®ã vµo m¸y tÝnh qua cæng vµo cña mouse nèi víi m¸y tÝnh,viÕt ch­¬ng tr×nh vi xö lÝ hiÖn vµ chØ thÞ tèc ®é còng nh­ chiÒu quay.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docViet(chinh-sua).doc
  • docnguyen ly(Tocdo) .doc