báo cáo thực hành điện tử tương tự số

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

BÁO CÁO THỰC HÀNH
HỌC PHẦN: MÁY ĐIỆN

Sinh viên:

NGUYỄN QUANG HUY

Mã sinh viên:

88874

Nhóm:

N07-TH1


PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM MƠN
HỌC
1) Mục tiêu chung về thực hành- thí nghiệm mơn học
-Giúp sinh viên nắm bắt, tiếp cận nội dung bài giảng trên lớp một cách khoa học
với các thiết bị thực của hệ thống
-Trang bị cho sinh viên kĩ năng thiết kế mạch mới, cải hoán mạch cũ đối với các
mạch số
-Giúp cho sinh viên nắm bắt được việc sử dụng các loại IC số để thiết kế mạch số.
-Giúp cho sinh viên khá và giỏi phát huy tối đa kiến thức của bài học
2) Công tác chuẩn bị của sinh viên
-Chuẩn bị kĩ phần lý thuyết đã học có liên quan đến bài thực hành thí nghiệm

-Nghe hướng dẫn về vấn đề an toàn khi làm việc với mạch số.
-Phải thiết kế các bài sẽ thực hành theo yêu cầu trên giấy trước khi làm mạch thật
-Chuẩn bị giấy để ghi lại kết quả thực hành thí nghiệm
3) Một số linh kiện sử dụng trong bài thí nghiệm
-Tụ điện:


Tụ điện có tên gọi tiếng anh là Capacitor và được viết tắt là chữ "C".



Tụ điện là một linh kiện có 2 cực thụ động lưu trữ năng lượng điện hay tích tụ
điện tích bởi 2 bề mặt dẫn điện trong một điện trường.



2 bề mặt dẫn điện của tụ điện được ngăn cách bởi điện môi (dielectric) - là
những chất khơng dẫn điện như giấy, giấy tẩm hố chất, gốm, mica...




Có nhiều loại tụ điện khác nhau và nó được phân loại dựa trên cấu tạo của tụ
điện.



Khi 2 bề mặt có sự chênh lệch về điện thế, nó cho phép dòng điện xoay chiều
đi qua. Các bề mặt sẽ có điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.



Người ta coi tụ điện là một ắc qui mini bởi khả năng lưu trữ năng lượng điện.
Tuy nhiên, cấu tạo của tụ điện cũng như nguyên lý làm việc của tụ điện với ắc
qui hoàn toàn khách nhau. Hãy xem chi tiết điều này ở phần tiếp theo.



Đơn vị của tụ điện là Fara. Cách quy đổi 1 Fara:
1F = 10-6MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara

-Điện trở:
Điện trở hay Resistor là một linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếp điểm kết nối,
thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh
mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như
transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng
khác. Điện trở cơng suất có thể tiêu tán một lượng lớn điện năng chuyển sang nhiệt
năng có trong các bộ điều khiển động cơ, trong các hệ thống phân phối điện. Các
điện trở thường có trở kháng cố định, ít bị thay đổi bởi nhiệt độ và điện áp hoạt
động.
-Một số IC sử dụng trong bài thực hành


+) 74LS151


+) 74LS00
 Kiểu chân: DIP 14
 Có bốn cổng độc lập thực hiện logic của hàm NAND.
 Điện áp đầu vào: 7V

 Dải nhiệt độ hoạt động: -65 ~ 150 độ C
+) 74LS20







Chức năng: 4 input NAND
Số cổng :2
Điện áp sử dụng : 4.75-5.25V
Điện áp vào tối đa : 5.5V
VIL-VIH : 0.8-2V
Kiểu chân : Dip14

+) Timer 555
 + Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555,
NE7555..)
 + Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA
 + Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V
 + Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V
 + Công suất tiêu thụ (max) 600mW
 + Chức năng tạo xung
 +Điều chế được độ rộng xung (PWM)
 + Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại)


+) 74LS47

Phần II. Nội dung chi tiết các bài thực hành


BÀI 1: XÂY DỰNG MỘT SỐ MẠCH ỨNG DỤNG KHUẾCH ĐẠI
THUẬT TOÁN
1.1 Mục tiêu
 Ứng dụng được mạch khuếch đại thuật toán để xây dựng một số mạch cơ bản
như mạch khuếch đại thuận, mạch khuếch đại đảo, mạch cảm biến ánh sáng.
 Luyện cho học sinh kỹ năng kết nối mạch và xây dựng, kiểm nghiệm tính
năng mạch điện tử.
 Giúp sinh viên hiểu sâu hơn về những kiến thức đã học.
1.2 Công tác chuẩn bị của sinh viên
 Xem kỹ lại phần lý thuyết giảng viên đã giảng trên lớp liên quan đến phần
thực hành
 Nắm bắt được cấu tạo nguyên lý cơ bản của việc lập trình với logo, cách kết
nối đầu ra đầu vào
 Xem trước phần hướng dẫn bài sẽ được thực hành, thiết kế sơ bộ sơ đồ điều
khiển trên giấy.
1.3 Trang thiết bị cần thiết
 Card logic test (test board); IC LM324
 Tụ điện một chiều loại 10µF, 100µF
 Điện trở các loại, dây đông một lõi loại nhỏ, Led đơn; Quang trở
1.4 Nội dung và quy trình
1.4.1 Xây dựng mạch cảm biến ánh sáng sử dụng khuếch đại thuật toán (Thực hiện trên
Testboard)


Mạch lắp thực tế:

Nhận xét :
-Khi ta cấp nguồn thì đèn sáng mạnh.
- Khi cấp ánh sáng vào quang trở sáng yếu đi.


BÀI 2: XÂY DỰNG MỘT SỐ MẠCH TỔ HỢP
2.1 Mục tiêu
- Hệ thóng hóa các phương pháp xây dựng mạch từ các phần tử logic khác nhau để
thỏa mãn các quan hệ cho trước.
- Xây dựng các mạch sử dụng các phần tử logic tổ hơp.
- Giúp sinh viên hiểu sâu hơn về những kiến thức đã học và kỹ năng xây dựng
mạch.
2.2 Công tác chuẩn bị của sinh viên
- Xem kỹ lại phần lý thuyết Giảng viên đã giảng dạy trên lớp có liên quan tới phần
thực hành
- Nắm bắt được cấu tạo và nguyên lý cơ bản của việc lập trình với logo, cách kết
nối đầu vào/ đầu ra.
- Xem trước phần hướng dẫn bài sẽ được thực hành, thiết kế sơ bộ điều khiên trên
giấy.
2.3 Trang thiết bị cần thiết
- Card logic test (test board); IC 74LS00; IC 74LS151; IC 74LS20;
- Dây đồng một lõi loại nhỏ; Led đơn; đồng hồ vạn năng.
2.4 Các nội dung và quy trình
2.4.1 Rút gọn hàm và sử dụng các phần tử logic cơ bản để thiết kế hàm sau:


Bài làm

Bảng chân lí

A
0
0
0
0
1
1
1
1

Đầu vào
B
0
0
1
1
0
0
1
1

Sơ đồ nguyên lí sau khi rút gọn:

Mạch lắp thực tế:

C
0
1
0

1
0
1
0
1

Y
0
1
1
1
0
0
1
0


Nhận xét: Dựa vào bảng chân lý ta quy ước với tín hiệu vào (A,B,C) =0 thì
nối với âm nguồn, =1 thì nối với dương nguồn và mức logic Y=0 thì đèn tắt và
Y=1 thì đèn sáng . Sau khi cấp nguồn cho mạch ta làm thử với tổ hợp
(A,B,C)=(0,0,1) thì đèn sáng tương ứng với Y=1 đúng theo bảng chân lý. Cịn khi
ta thử với tổ hợp (A,B,C)=(1,0,1) thì đèn tắt tương ứng với Y=0 đúng theo bảng
chân lý.

2.4.2 Cho bảng chân lý
Đầu vào

Đầu ra

A
0
0
0
0
1
1
1
1

B
0
0
1
1
0
0
1
1

C
0
1
0
1
0
1
0
1

Q1 (A,B,C)
0
0
0
1
0
1
1
1

Q2(A,B,C)
0
1
1
0
1
0
0
1

 Dùng các phần tử NAND hai đầu vào 3 đầu vào để thành lập mạch thực
hiện hàm Q1(A,B,C)
Ta có bảng các bơ:
BC
A
0
1

00

Y= BC + AC + AB = =

01

11

10

1

1
1

1


Mạch lắp thực tế:

Nhận xét: sau khi cấp nguồn cho mạch với tổ hợp (A,B,C) = (1,1,1) thì đèn
LED sáng và với tổ hợp (A,B,C) = (0,0,0) thì đèn LED tắt đúng với lý thuyết
đầu vào bảng chân lý cho
 Dùng mạch dồn kênh (MUX) với 8 đầu vào thông tin vào thông tin
(74LS151) để thực hiện hàm Q1
 Ta có bảng chân lý

A
0
0
0
0

1

Đầu vào
B
0
0
1
1
0

C
0
1
0
1
0

Đầu ra
Q1(A,B,C)
0
0
0
1
0


1
1
1

0
1
1

1
0
1

1
1
1

 Dựa vào bảng chân lý ta sẽ quy ước 8 đầu vào thông tin của 74LS151 để
thực hiện hàm Q1(A,B,C) ta có bảng quy ước tín hiệu tín hiệu Q1=0 nối với
đất cịn Q1=1 nối với dương nguồn
-Ta có sơ đồ:

Quy trình:
- Sau khi nghe giảng viên hướng dẫn sinh viên tìm kiếm linh kiện đầy đủ
- Tiến hành lắp ráp linh kiện trên testboard, điều chỉnh thông số cho cho chính xác
- Cấp nguồn cho bộ testboard
- Quan sát đèn LED chỉ thị
Nhận xét: Dựa vào bảng chân lý ta quy ước với tín hiệu vào (A,B,C) =0 thì
nối với âm nguồn, =1 thì nối với dương nguồn và mức logic Q1(hay Y theo sơ


đồ)=0 thì đèn tắt và Q1(hay Y theo sơ)=1 thì đèn sáng . Sau khi cấp nguồn cho
mạch ta làm thử với tổ hợp (A,B,C)=(0,0,0) thì đèn sáng tương ứng với Y=1 đúng
theo bảng chân lý. Còn khi ta thử với tổ hợp (A,B,C)=(1,1,1) thì đèn tắt tương ứng
với Y=0 đúng theo bảng chân lý.

BÀI 3: XÂY DỰNG MẠCH DAO ĐỘNG VÀ BỘ ĐẾM
3.1 Mục tiêu
 Thiết kế bộ đếm với hệ số đếm bất kì dựa vào các kiến thức đã học về bộ
đếm.
 Luyện cho sinh viên kỹ năng xây dựng và lắp ghép mạch điện tử.
 Giúp sinh viên hiểu sâu hơn về những kiến thức đã học và kỹ năng xây
dưng mạch.
3.2 Công tác chuẩn bị của sinh viên
 Xem kỹ lại phần lý thuyết giảng viên đã giảng trên lớp có liên quan tới phần
thực hành.
 Nắm bắt được cấu tạo và nguyên lý cơ bản của việc lập trình với logo, cách
kết nối đầu vào ra.
 Xem trước hướng dẫn bài sẽ được thực hành, thết kế sơ đồ điều khiển trên
giấy.
3.3 Trang thiết bị cần thiết
 Card logic test (test board)
 IC 555; IC 74LS192; IC7447; 74LS00
 LED 7 đoạn; đồng hồ vạn năng , led màu
3.4 Các nội dung và quy trình
3.4.1. Xây dựng mạch dao động
Xây dựng mạch dao động tạo sóng vng:


Bằng cách chọn giá trị điện trở hợp lí sao cho trạng thái 2 cơng vào khơng
phải là 0(có điện thế nhỏ hơn 0.8V) mà ở trong vùng tuyến tính(giữa 0.9 và 1,6V
đối với TTL) để sự nạp của 2 tụ điện C1, C2 sẽ khiến cho các ngõ chuyển mạch
logic 0 và 1.

Nhận xét :
-Khi ta quy ước mức logic 0 đèn tắt và mức logic 1 đèn sáng
-Hai đèn LED chỉ thị nhấp nháy chứng tỏ cổng ra của hai cổng NAND có sự
chuyển mạch giữa logic 0 và 1.
3.4.2 Thiết kế bộ đồng bộ, thuận Kđ = 10 sử dụng Ic 74LS192; IC 555; IC
7447
Ta có sơ đồ:


Quy trình:
- Sau khi nghe giảng viên hướng dẫn sinh viên tìm kiếm linh kiện đầy đủ
- Tiến hành lắp ráp linh kiện trên testboard, điều chỉnh thông số cho cho chính xác
- Cấp nguồn cho bộ testboard
- Quan sát đèn LED chỉ thị
Mạch lắp thực tế:


-Nhận xét : sau khi cấp nguồn cho mạch thì đèn led sáng nhấp nháy và led 7 vạch
đếm từ 0 đến 9.