Đồ án Thiết kế mạch báo giờ học cho SPKT TP Hồ CHí Minh

Sau khi xây dựng 2 phương án giải quyết như trên ta nhận thấy chúng có ưu nhược điểm như sau: - Phương án 1:đòi hỏi yêu cầu cao về thiết bị và kỹ năng lập trình PLC nhưng ưu điểm mạch gọn hoạt động với độ tin cậy cao. Với điều kiện của ta hiện nay phương án này khó thực hiện. - Phương án 2:mạch có số lượng linh kiện lớn nhưng bù lại nguyên lý hoạt động của hệ thống được xây dựng trên cơ sở những kiến thức của môn kỹ thuật số .Các linh kiện phổ biến trên thị trường khả năng lắp ráp , mô phỏng và thử nghiệm đơn giản. Có thể thiết kế từng khối riêng rẽ đặc biệt có thể thay đổi linh hoạt thời điểm vào ra nhờ thay đổi khối giải mã.

pdf14 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 1984 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế mạch báo giờ học cho SPKT TP Hồ CHí Minh, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tr­êng §¹i Häc SPKT Khoa §iÖn Tö -ViÔn Th«ng ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ThiÕt kÕ bé b¸o chu«ng giê häc Gi¸o viªn h­íng dÉn: PTS NguyÔn TiÕn Nhãm sinh viªn thùc hiÖn: Lêi nãi ®Çu Nh­ chóng ta ®· biÕt Kü ThuËt Sè lµ mét m«n khoa häc míi so víi c¸c m«n khoa häc kh¸c nh­ng nã ®· cã ®­îc nh÷ng b­íc tiÕn thÇn kú , ®­îc øng dông vµo tÊt c¶ c¸c ngµnh khoa häc còng nh­ trong ®êi sèng cña con ng­êi vµ ®Æc biÖt lµ trong c¸c ngµnh ®ßi hái ®é tin cËy, chÝnh x¸c cao nh­ tin häc , ®o l­êng ®iÒu khiÓn , viÔn th«ng ... V× nh÷ng lý do trªn mµ viÖc m«n Kü ThuËt Sè vµo d¹y trong c¸c tr­êng ®¹i häc chuyªn vÒ kü thuËt lµ mét ®iÒu tÊt yÕu , ®Æc biÖt lµ tr­êng §¹i häc SPKT . Víi c¸c sinh viªn ®­îc häc m«n ThiÕt KÕ M¹ch ph¶i ¸p dông tèi ®a kiÕn thøc ®· ®­îc häc ®Ó hoµn thµnh mét ®Ò tµi cña m×nh. Qua bµi thiÕt kÕ m¹ch chóng em ®· ®­îc trang bÞ thªm mét sè kiÕn thøc vÒ chuyªn m«n còng nh­ vÒ thùc tÕ ®Ó tÝch luü thªm kinh nghiÖm cho sau nµy . Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n ThÇy PTS NguyÔn TiÕn Minh ®· tËn t×nh h­íng dÉn chóng em hoµn thµnh bµi thiÕt kÕ nµy. Nhãm sinh viªn thiÕt kÕ. C¸c B­íc tiÕn hµnh thiÕt kÕ Bµi to¸n thiÕt kÕ m¹ch l«gic th­êng ®­îc tiÕn hµnh theo 8 b­íc sau: 1/Ph©n tÝch. 2/X©y dùng c¸c ph­¬ng ¸n gi¶i quyÕt. 3/Lùa chän ph­¬ng ¸n tèi ­u. 4/S¬ ®å khèi toµn m¹ch. 5/Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch. 6/ThiÕt kÕ chi tiÕt tõng khèi. 7/S¬ ®å nguyªn lý cña toµn bé hÖ thèng. 8/S¬ ®å l¾p r¸p, thö nghiÖm vµ ®iÒu chØnh. I/Ph©n tÝch Tr­íc tiªn chóng ta ph¶i x¸c ®Þnh râ môc ®Ých vµ yªu cÇu cña bµi to¸n Môc ®Ých: -HÖ thèng b¸o chu«ng t¹i c¸c thêi ®iÓm vµo, ra cña tiÕt häc cña tr­êng. -HÖ thèng cã kh¶ n¨ng chØnh l¹i giê. -Thêi gian kÐo dµi chu«ng vµo tiÕt vµ nghØ gi¶i lao lµ kh¸c nhau. -HÖ thèng chu«ng ®­îc dïng ®i d©y ®iÖn ®ång bé 220V Yªu cÇu: -HÖ thèng lµm viÖc æn ®Þnh. -Cã kh¶ n¨ng ®­a vµo øng dông trong thùc tÕ. Víi thùc tÕ bµi to¸n nµy chóng ta ph¶i thiÕt kÕ 2 thµnh phÇn c¬ b¶n: -HÖ thèng ®ång hå sè -M¹ch gi¶i m· thêi gian II/X©y dùng c¸c ph­¬ng ¸n gi¶i quyÕt. Sau khi nghiªn cøu thùc tÕ c¸c thêi ®iÓm vµo ra cña c¸c tiÕt häc tr­êng §¹i häc SPKT, chóng ta cã nh÷ng nhËn xÐt sau. 1. Mçi ngµy cã 2 buæi häc mçi buæi kÐo dµi 6 tiÕt. Thêi gian cña mçi tiÕt lµ 45 phót. Thêi gian nghØ gi¶i lao sau mçi sè lÎ tiÕt häc lµ 5 phót, sè ch½n tiÕt häc lµ 10 phót. Cø sau mét chu kú 105 phót (245+5+10) th× ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®­îc lÆp l¹i. Thêi ®iÓm b¾t ®Çu cña ca s¸ng lµ 6h45 vµ chiÒu lµ 12h15. Dùa trªn nhËn xÐt nµy ta cã ph­¬ng ¸n gi¶i quyÕt nh­ sau: X©y dùng hÖ thèng lµm viÖc víi chu kú 105 phót t0 t1 t2 t3 t4 45’ 5’ 45’ 10’ C¸c thêi ®iÓm t0,t1,t2,t3,t4 lµ c¸c thêi ®iÓm cÇn gi¶i m· ®Ó b¸o chu«ng. Mçi ca häc lÆp l¹i 3 chu kú nh­ trªn. Víi hÖ thèng nµy ta cÇn gi¶i m· 2 thêi ®iÓm b¾t ®Çu cña c¸c ca häc. §Ó thùc hiÖn ph­¬ng ¸n nµy ta cã thÓ sö dông kü thuËt lËp tr×nh PLC ®Ó t¹o ra mét con IC tÝch hîp cã kh¶ n¨ng ®¸p øng ®­îc nh÷ng yªu cÇu trªn. 2. X©y dùng hÖ thèng cã thÓ nhËn biÕt tÊt c¶ c¸c thêi ®iÓm cÇn b¸o chu«ng trong ngµy b»ng m¹ch gi¶i m· sö dông c¸c cæng logic tÝch hîp cã s½n. Sö dông c¸c IC ®Õm ®Ó t¹o ®ång hå thêi gian thùc. III. Lùa chän ph­¬ng ¸n tèi ­u. Sau khi x©y dùng 2 ph­¬ng ¸n gi¶i quyÕt nh­ trªn ta nhËn thÊy chóng cã ­u nh­îc ®iÓm nh­ sau: - Ph­¬ng ¸n 1: ®ßi hái yªu cÇu cao vÒ thiÕt bÞ vµ kü n¨ng lËp tr×nh PLC nh­ng ­u ®iÓm m¹ch gän ho¹t ®éng víi ®é tin cËy cao. Víi ®iÒu kiÖn cña ta hiÖn nay ph­¬ng ¸n nµy khã thùc hiÖn. - Ph­¬ng ¸n 2: m¹ch cã sè l­îng linh kiÖn lín nh­ng bï l¹i nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®­îc x©y dùng trªn c¬ së nh÷ng kiÕn thøc cña m«n kü thuËt sè .C¸c linh kiÖn phæ biÕn trªn thÞ tr­êng kh¶ n¨ng l¾p r¸p , m« pháng vµ thö nghiÖm ®¬n gi¶n. Cã thÓ thiÕt kÕ tõng khèi riªng rÏ ®Æc biÖt cã thÓ thay ®æi linh ho¹t thêi ®iÓm vµo ra nhê thay ®æi khèi gi¶i m·. Qua ph©n tÝch trªn chóng ta nhËn thÊy viÖc lùa chän ph­¬ng ¸n hai lµ phï hîp.S¬ ®å khèi cho ph­¬ng ¸n 2 nh­ sau: III/ S¬ ®å khèi cña hÖ thèng: Khèi nguån 5V-3A Khèi hiÓn thÞ Khèi t¹o xung chuÈn 1Hz Khèi ®ång hå sè Khèi gi¶i m∙ Khèi thiÕt lËp l¹i thêi gian R¬ le Chu«ng I. Khèi nguån. Trong bµi thiÕt kÕ nµy chóng em sö dông IC hä TTL, ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt chóng ta thiÕt kÕ nguån ®iÖn ¸p 5V-3A. Sö dông IC 7805. 7805 out 5V 6 V = 2 2 0 V ~ TRANSFORMER - + C1+ C2+ II. Khèi t¹o xung chuÈn: S¬ ®å d­íi lµ m¹ch t¹o dao ®éng dïng th¹ch anh 1MHz ®Ó ®¶m b¶o ®é æn ®Þnh cao v× th¹ch anh 1MHz cã : Chóng ta còng cã thÓ t¹o ra xung clock 1Hz b»ng m¹ch dao ®éng dïng RC nh­ng ®é æn ®Þnh kh«ng cao. Sau khi cã ®­îc dao ®éng tÇn sè 1MHz ®Ó cã ®­îc xung clock 1Hz chóng ta cÇn ph¶i ®­a tÝn hiÖu nµy qua bé chia tÇn cã s¬ ®å nh­ sau: 610  f f III. Khèi ®ång hå vµ hiÓn thÞ §Ó t¹o ra ®­îc ®ång hå vµ bé hiÓn thÞ chóng em ®· sö dông IC 7490 lµ IC ®Õm10 vµ IC 7493 lµ IC 4bit counter. - Khèi gi©y gåm 2 IC : 1 IC ®Õm10 m¾c nèi tiÕp víi 1 IC ®Õm 6 ®Ó chóng ta cã thÓ ®Õm ®­îc ®Õn 60. Sau khi khèi gi©y ®Õm ®Õn 60 th× sÏ cã 1 xung ®­a sang khèi ®Õm phót. - Khèi phót còng t­¬ng tù khèi gi©y. - Khèi giê gåm 2IC m¾c nèi tiÕp: 1IC ®Õm 10 vµ 1IC ®Õm 3 ®Ó chóng ta cã thÓ ®Õm ®­îc ®Õn 24. - Khèi ngµy gåm 1IC 7493 lµ IC 4bit counter ®Ó chóng ta t¹o ra bé ®Õm 7. Bé hiÓn thÞ bao gåm c¸c bé gi¶i m· BCD vµ ®Ìn LED 7 thanh. ë ®©y riªng khèi ngµy chóng ta quy ­íc 0-Sun, 1-Mon, 2- Tue,.....,6-Sat. VI. Khèi chØnh thêi gian hÖ thèng Khèi lÊy l¹i thêi gian gåm cã 1 nót ®Ó chän khèi ®Ó chØnh vµ mét nót ®Ó thiÕt lËp thêi gian. - M¹ch chän chÕ ®é chØnh phót hoÆc giê hoÆc ngµy bao gåm mét bé t¹o xung bÊm, mét IC ®Õm 4 qua mét IC gi¶i m· 7442 lµ IC BCD decoder to Decimal ta lÊy ra 4 tr¹ng th¸i 0-Normal, 1-Phót, 2-Giê, 3- Ngµy. - S¬ ®å cña m¹ch t¹o xung bÊm: V. Khèi gi¶i m· thêi gian b¸o chu«ng. M¹ch gi¶i m· thêi gian sö dông IC 7442(4 ®Çu vµo 10 ®Çu ra) ®Ó lÊy ra c¸c thêi ®iÓm cña tõng khèi ngµy, giê, phót. IC gi¶i m· ngµy lÊy 4 ®Çu vµo tõ 4 ®Çu ra cña IC ®Õm ngµy cho 7 ®Çu ra øng víi 7 ngµy trong tuÇn.Quy ­íc 0 t­¬ng øng víi ngµy chñ nhËt. Gi¶i m· giê gåm 2 IC: IC thø nhÊt gi¶i m· hµng chôc giê: lÊy 4 ®Çu ra cña IC 7490 ®Õm hµng chôc giê cho 3 ®Çu ra tõ 0 ®Õn 2. IC thø hai gi¶i m· hµng ®¬n vÞ giê: lÊy 4 ®Çu ra tõ IC 7490 ®Õm hµng ®¬n vÞ giê cho 10 ®Çu ra tõ 0 ®Õn 9. Gi¶i m· phót gåm 2 IC: IC thø nhÊt gi¶i m· hµng chôc phót: lÊy 4 ®Çu ra cña IC 7490 ®Õm hµng chôc phót cho 6 ®Çu ra tõ 0 ®Õn 5. IC thø hai gi¶i m· hµng ®¬n vÞ phót: lÊy 4 ®Çu ra tõ IC 7490 ®Õm hµng ®¬n vÞ phót cho 10 ®Çu ra tõ 0 ®Õn 9. §Ó t¹o ra tÝn hiÖu xung 10s vµ 20s ta sö dông mét IC gi¶i m· 7442 víi 4 ®Çu vµo lÊy tõ IC 7490 ®Õm hµng chôc gi©y(III-IC 2). VI. Kho¸ ®ãng ng¾t chu«ng §Ó ®ãng ng¾t ®iÖn l­íi 220V cung cÊp cho hÖ thèng chu«ng chóng ta dïng 1Thiristor ®­îc ®iÒu khiÓn bëi 1 kho¸ ®iÖn tö ®­îc m¾c nh­ s¬ ®å sau: VII. Phô lôc: B¶ng ch©n lý vµ s¬ ®å ch©n cña c¸c IC ®­îc sö dông trong bµi: 1/ IC 7490 (Decade Counter) Counter truth table: Reset in | Output -------------------------------------------- R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) | Qd Qc Qb Qa -------------------------------------------- 1 1 0 X | 0 0 0 0 1 1 X 0 | 0 0 0 0 X X 1 1 | 1 0 0 1 X 0 X 0 | COUNT 0 X 0 X | COUNT 0 X X 0 | COUNT X 0 0 X | COUNT The 7490 counts from 0 to 9 in binary. 2/ IC 7493 (4bit counter) Reset in | Output -------------------------- RO1 RO2 | Qd Qc Qb Qa -------------------------- 1 1 | 0 0 0 0 0 X | Count X 0 | Count The 7493 counts from 0 to 15 in binary. 3/ IC 7442 (BCD-to-DEC Decoder) 4-Line To 10-Line Decimal Decoder: | BCD Inputs | Decimal Outputs No. | D C B A | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -------|------------|----------------------- 0 | 0 0 0 0 | 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 | 0 0 0 1 | 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2 | 0 0 1 0 | 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 3 | 0 0 1 1 | 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 4 | 0 1 0 0 | 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 -------|------------|------------------------ 5 | 0 1 0 1 | 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 6 | 0 1 1 0 | 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 7 | 0 1 1 1 | 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 8 | 1 0 0 0 | 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 9 | 1 0 0 1 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 -------|------------|------------------------ I | 1 0 1 0 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 N | 1 0 1 1 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 V | 1 1 0 0 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A | 1 1 0 1 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 L | 1 1 1 0 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I | 1 1 1 1 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 D |

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfĐồ án thiết kế mạch báo giờ học cho đh spkt tphcm.pdf