Đo tốc độ động cơ điện có tốc độ = 1000 vòng/phút với sai số 1% và có chỉ thị chiều quay của động cơ
Nội dung:
I. Mở đầu
II. Nhiệm vụ
III. Lý thuyết thực hiện
1. Sơ đồ khối mạc đo tốc độ
2. Sơ đồ khối hiển thị chiều quay
A. Phần 1: Đo tốc độ động cơ:
1. Khối chuyển vòng quay sang xung điện
2. Khối khuyêch đại và tạo dạng tín hiệu
3. Khối cổng
4. Khối xung mở cổng khóa và reset
5, Khối đếm giải mã và hiển thị
B. Phần 2: Hiển thị chiều quay
1. Dùng 1 mạch đồng bộ
2. Dùng mạch không đồng bộ
IV. Phần nguồn
V. Mạch nguyên lí
29 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2382 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đo tốc độ động cơ điện có tốc độ = 1000 vòng/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 Giao Th«ng VËn T¶i
khoa §iÖn-®iÖn tö
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 C−êng
NguyÔn Phó Dòng
Líp: §TVT1-K44
Gi¸o viªn h−íng d½n:
TS. NguyÔn Nam Qu©n
1
MôC LôC
TRang
I. më ®Çu
Ii. nhiÖm vô
iii. lý thuyÕt thùc hiÖn
1. S¬ ®« khèi m¹ch ®« tèc ®é
2. 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
1. M¹ch ®o tèc ®é
2. M¹ch hiÓn thÞ chiÒu quay
V. KÕt luËn
2
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 l−îng 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 l−êng, ®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 nh−ng ®«i khi
cßn mang tÝnh lý thuyÕt, ch−a 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 ®·
h−íng 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:
3
2.PhÇn chØ thÞ chiÒu quay cña ®éng c¬:
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.
ChuyÓn
vßng quay
sang xung
®iÖn
Xung më cæng Reset “0”
KhuÕch
®¹i tÝn
hiÖu xung
®iÖn vµ t¹o
d¹ng
Gi¶i
m·
§Õm Cæng ChØ thÞ
KhuÕch
®¹i tÝn
hiÖu vµ t¹o
d¹ng
LÊy tÝn
hiÖu chiÒu
quay
ChØ thÞ M¹ch xö lÝ
4
vÊu cam
*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:
®Çu tõ
MÈu b¨ng 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¬.
5
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¬ :
vÊu tõ
khe tõ
HoÆc ng−îc 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 :
nam ch©m
cè ®Þnh vÊu ch¾n tõ
khe 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.
6
C¶m biÕn quang:
nguån ph¸t s¸ng nguån ph¸t s¸ng®Çu thu quang
®Çu thu quang
a> b>
ThÊu kÝnh
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 l−îng ¸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.
7
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 ch−a 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):
8
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
9
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 ]
10
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 tr−êng 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.
Nh−ng 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 tr−êng 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.
11
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.
12
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 tr−íc 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÷
13
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.
14
a>Khèi ®Õm:
*Bé ®Õm thuËn 10:
B¶ng tr¹ng th¸i:
t t+1
Qc Qb Qa Qc Qb Qa
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 0 0
0 0 1
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 0 0
0 0 1
0 0 0
15
+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=Qd 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=Qd ; K3=1 ; Ck3=Qa
J4=K4=1 ; Ck4= Xung ®Õm.
S¬ ®å m¹ch:
16
*KL: Thùc tÕ m¹ch ®Õm 10(®Õm thuËn) dïng lµ IC ®Õm: 7490/74LS90
17
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·:
số C D c d e f g
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 1 1 1 0
1 0 0 0 0
0 1 1 0 1
1 1 0 0 1
1 0 0 1 1
1 1 0 1 1
1 1 1 1 1
1 0 0 0 0
1 1 1 1 1
1 0 0 1 1
18
ThiÕt kÕ m¹ch dïng c¸c phÇn tö logic tæ hîp:
a = C + A + B D +DB
b = A +B
c = A + C + B + D
d = C + A +D + B D
e = CD +B D
f = A + C D + BD + BC
g = C D + BD +BC +B
*KL: Thùc tÕ dïng IC gi¶i m·: 7447/74LS47
19
• 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 :
20
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 ng−îc chiÒu kim ®ång hå (+)
Z2: ------- cïng ------- (-)
S0
Z1=0
Z2=0
X
S
1 Z2
S1 0
S0 0
S0 1
S2
Z1=0
Z2=1
S1
Z1=1
Z2=0
X X
21
+ThiÕt kÕ m¹ch chän JKFF:
M· hãa:
X
2
0 1 Z2
0
0
1
-
LËp b¶ng kÝch,rót gän --->KÕt qu¶:
J1= X 2Y = X J2 ; K1= K2= 1
J2= 2Y
Z1= 1Y 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
22
VÞ trÝ 4: Ng−îc cña vÞ trÝ 3
VËy m¹ch chØ dïng cho tr−êng 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:
23
Z1: TÝn hiÖu chØ thÞ chiÒu quay ng−îc chiÒu kim ®ång hå (+)
Z2: ------- cïng ------- (-)
Bảng trạng thái sau:
Q0
Q3 Q2
Q1
X1X2, 1X 2X X1 2X , 1X X2
Z1=Z2=0 Z1=Z2 X2=0
1X 2X
Z1=0;Z2=1
X1 2X
Z1= 1;Z2 =0
X1X2 1X X2 X1 2X 1X 2X
Z1=1;Z2=0 Z1=1;Z2=0 Z1=0;Z2 =1 Z1= 0;Z2 =1
X1X2
Z1=0;Z2=1
1X X2
Z1=1;Z2 =0
X1 2X , 1X X2 X1X2, 1X 2X
Z1=Z2 X2=0 Z1=Z2=0
24
X1X2
Z2=0
Z1=Z2=0 Z1=Z2=0Z1=Z2=0
0
1
Z1=Z2=0
1
0
Z1=Z2=0
Z1=Z2=0
1
0
Z1=Z2=0
0
1
1
0
Z1=Z2=0
0
1
Z1=Z2=0
Mã hoá trạng thái:
X1X2
Q2
00 01 11 10
00 Z1=Z2= Z1=Z2= Z1=Z2= Z1=Z2=
01
0
1
Z1=Z2=1
1
0
Z1=Z2=
11 Z1=Z2=0
1
0
Z1=Z2= 01
0
1
10 0
1
0
Z1=Z2=1
0
1
0 Z1=Z2=
25
Ánh xạ Q1,Q2,Z1,Z2 vào bìa Karnough,rút gọn ta thu được kết quả:
Q1’ = Q1Q2 1X + 2Q 1X X2 + Q1 2Q X1 + Q2X1X2
Q2’ = Q1X1X2 + Q1Q2 2X + 1Q Q2X2 + 1Q X1 2X
Z1 = 1Q Q2X1X2 + Q1Q2 1X X2 + Q1 2Q 1X 2X
Z2 = 1Q Q2 1X 2X + Q1Q2 X1 2X + Q1 2Q X1X2
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
26
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 th−êng (®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 th−ßng 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 l−u dßng xoay chiÒu ®· h¹ ¸p, sau ®ã cho qua m¹ch æn ¸p Æ 5V
2. Dïng c¸c nguån mét chiÒu cã s½n ( kh¸c 5V ), qua bé chØnh ®¬n gi¶n Æ
gÇn 5V
- XÐt ph−¬ng ¸n 1:
S¬ ®å nguyªn lý cña m¹ch
5V220V~ 9V~
7805
4 x 1N4001
+ C3+ C2C1
T
IN
COM
OUT
27
Dßng xoay chiÒu 220V bªn s¬ cÊp biÕn ¸p T ®−îc h¹ ¸p xuèng cßn 9V~ ë
bªn thø cÊp. Qua bé chØnh l−u 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 th−êng 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 Æ 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 :
5.4V
D1
DIODE
+ 6V
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.
28
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, nh−ng 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 ch−a 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.
29
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Do Toc Do dong co.pdf
- nguyen ly(Tocdo) .pdf