Đồ án mạch đếm số xe ra vào gara oto

Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
................................................

Hưng Yên, Ngày.....Tháng....Năm 2019
Giáo viên hướng dẫn

Trang 1


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

STT

Tuần

Công việc thựchiện

Ngườithực
hiện

Tuần 1

- Sắp xếp công việc cho từng tuần (phân chia
công việc cho từng thành viên).
- Sau khi đã tìm hiểu đề tài sẽ đưa ra cơ sở lý
thuyết chung của đềtài.
- Từ đó xây dựng được sơ đồkhối.

2 người

1

2

3

4

5

Đồ án môn học 2

Tuần2+3

Tuần4+5

Tuần6

Tuần7+8

- Đưa ra nguyên tắc hoạt động của các khối và
các linh kiện sẽ sử dụng để thiết kế mạch phù
hợp với yêu cầu từngkhối.
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý tồnmạch.
- Tính tốn thơng số rồi tiến hành chạy mơ
phỏng.
- Ráp mạch và khảo sát trên bo mạch (nếu
gặp lỗi chỉnh sửalại).

2 người

2 người

2 người

- Đo đạc kiểm tra xem trên board chạy có đạt
u cầu haykhơng?

2 người

- Tiến hành làm sản phẩm (câudây).

2 người

- Lắp ráp hoàn tất sảnphẩm

2 người

Chuẩn hóa nội dung, làm cuốn thuyết minh.

2 người

- Chuẩn bị các dụng cụ để bảo vệ đề tài (phim
chiếu, bản vẽ)
- Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra lại toàn bộ
nộidung

2 người
2 người

BẢN KẾ HOẠCH ĐỒ ÁN

Trang 2


Trường ĐH SPKT Hưng n

Đồ án mơn học 2

LỜI NĨI ĐẦU

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống con người
đã được thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sự tiện lợi với nhưng trang thiết
bị hiện đại phục vụ công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Góp
phần vào sự nghiệp đó thì nghành kỹ thuật điện tử góp một phần không nhỏ
trong trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Trong đó sự tích hợp các
mạch điện – điện tử ngày càng trở lên thiết yếu khi mà công nghệ ngày càng
phát triển hơn tiến tới thời đại vi xử lý những mạch cồng kềnh chiếm nhiều
diện tích sẽ dần được loại bỏ và thay vào đó sẽ là những mạch gọn nhẹ hơn và
được ưa chuộng hơn. Những thành tựu đó biến cái tưởng chừng khơng thể
thành có thể, góp phần nâng cao đời sống tinh thần cho con người.
Trong đó có ngành “Kỹ thuật số” có vai trò quan trọng và áp dụng trong việc
điều khiển số trong công nghệ hiện đại. Kỹ thuật số ra đời đã và đang làm thành
một cuộc cách mạng trong mọi lĩnh vực cuộc sống hiện đại từ chiếc nồi cơm,
máy giặt, điều hịa, điện thoại..v.v.... đến truyền hình, chụp ảnh, cơng nghệ
thơng tin.Những ứng dụng quan trọng của nó trong các công ty lớn nhỏ là
không thể kể hết.Sản xuất trực tiếp từ các nhà máy và tham quan các doanh
nghiệp sản xuất, chúng em thấy được nhiều khâu tự động hóa trong q trình
sản xuất. Một trong nhưng khâu đơn giản của sản xuất tự động hóa là số lượng
sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động. Tuy nhiên với doanh nghiệp vừa
và nhỏ việc tự động hóa chưa hồn tồn được áp dụng trong những khâu đếm
sản phẩm, đóng bao bì sản phẩm vẫn sử dụng nhân cơng từ những điều đã thấy

đó chúng em muốn giúp mơt điều gì nhỏ để giúp người lao động bớt phần mệt
nhọc chân tay, giúp tăng hiệu suất làm việc và tính chính xác trong cơng việc
lên nhiều lần. Đối với nhiều tiện ích cho việc quản lý nhân lực.Vậy chúng em
quyết định “ thiết kế mạch đếm số xe ra vào gara ôtô ”. chúng em quyết định
làm mạch này vì nó phù hợp với thực tế và nó thực sự có ý nghĩa với chúng em
vì đã đóng góp một phần nhỏ cho xã hội.
Nhận thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của mạch đếm.Chúng em đã nghiên cứu
và thiết kế mạch dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Tiến Dũng
giáo viên khoa điện-điện tử. Vì kiến thức và kinh nghiệm của chúng em cịn
hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi sai xót. Chúng em rất mong sự đang giá
của quý thầy cô và bạn bè, để đồ án được hoàn thiện hơn.Chúng em xin chân
thành cảm ơn !

MỤC LỤC
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn……………………………………..…. 2
Trang 3


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

Kế hoạch thực hiện ……………………………………………………….. 3
Lời mở đầu ..………………………………………………………………4
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI …………………….…………….…6
1.1
1.2
1.3

Giới thiệu chung.…………………………….…………………...6

Ý tưởng thực hiện.……………………………………………….6
Ứng dụng của mạch.………….………..………………….……..6

CHƯƠNG 2 : CƠ SƠ LÝ THUYẾT …………………………………..….7
2.1 Giới thiệu linh kiện sử dụng trong mạch ………………………….….7
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
2.1.6
2.1.7
2.1.8

Tụ điện ………………………………………………………….8
Điện trở ……………………………………………………..…. 10
Máy biến áp ………………………………...………………..…13
IC 7805…………………………………………………….……14
IC 74192……………….………………………………..……....15
IC 74247……………….……………………………………..…17
IC 7414………………….……………………………..……..…18
Led thu phát hồng ngoại ………………………………..………19

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN …………………..….………21
3.1 Xây dựng sơ đồ khối của từng khối trong mạch ……..…………….…21
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5

3.1.6

Sơ đồ khối toàn mạch ………………………………..…...…….21
Khối nguồn.…………………………………...………..……….21
Khối thu phát …...………………………………………..……..23
Khối ghi dịch………….………………………………..……….26
Khối giải mã …………………………………………..…….….28
Khối hiện thị…………………………………………..…….…..29

3.2 Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc hoạt động toàn mạch............................30
3.2.1
Sơ đồ nguyên lý toàn mạch……………………….…………… 30
3.2.2
Nguên lý hoạt động ..…………………………………….……..31
3.3 Mạch in và sơ đồ đi dây…………………………………………………31
KẾT LUẬN…………………………………………..…………..…………..33
TÀI LIỆU THAM KHẢO……...……………………………………..…..…………34

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu chung

Trang 4


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

- Từ những thực tế tại các nhà máy , các khu trung cư, nơi cụm dân sinh, hay
các bãi đỗ xe…Hiện nay đều có rất nhiều xe ơ tơ mà việc kiểm sốt số lượng và

chi phí cho việc th người trơng giữ là rất khó và tốn kém. Chính vì vậy bằng
việc vận dụng những kiến thức chúng em đã được học, nhóm em đã quyết định
thiết kế và chế tạo sản phẩm mạch tự động đến số ô tô vào gara trong đó có sử
dụng IC số.
MẠCH ĐẾM SỐ XE RA VÀO GARA Ô TÔ TỰ ĐỘNG
1.2 Ý tưởng thực hiện.
- Trong thời đại hiện nay,dưới sự bùng nổ và phát triển của công nghệ. Đặc
biệt là ngành công nghệ điện tử kỹ thuật số thì những mạch ứng dụng vào thực
tế càng nhiều. Các thiết bị điện tử số dù đơn giản hay là hiện đại đến đâu đi
nữa thì đều hướng tới sự tiện lợi cho người sử dụng. Trước những yêu cầu đòi
hỏi cấp thiết của cuộc sống. Nhóm đồ án chúng em đã bắt tay vào tìm hiểu và
thiết kế “ Mạch đếm số xe ra vào gara tự động” trong đó số lượng xe tối đa
chứa trong gara là 200 chiếc.
- Dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Tiến Dũng , đã giúp đỡ chúng em
thực hiện ý tưởng này.
1.3 Ứng dụng của mạch
-Đếm số lượng xe một cách tự động, hiển thị trên LED 7 thanh. Mạch đếm
được sử dụng trong các công việc đếm sốxe ravào tự động.
-Trong thực tế người ta sử dụng bộ đếm này có thể áp dụng cho sản phẩm
cơng nghiệp vì về ngun lý ứng dụng của mạch có áp dụng ở rất nhiều lĩnh
vực chứ khơng nhất thiết chỉ có thể đếm số xe.Bộ đếm hiển thị số lượng xe
bằng led thanh 7 đoạn giúp người quản lý quan sát một cách trực quan. Bộ đếm
có phím nhấn hiệu chỉnh chức năng trên màn hình hiển thị, bộ đếm số xe bao
gồm cảm biến, đèn tháp tín hiệu, cpu, màn hình hiển thị được kết nối với nhau
bằng các giắc kết nối đơn giản và tiện dụng.
-Hệ thống kiểm soát sản lượng xe trong gara ứng dụng cho các nhà máy, khu
dân cư, công viên,… Ở những nơi có số lượng xe ra vào mà khó có thể kiểm
sốt được số lượng vào tính tự động đóng mở cửa của nó. Hệ thống gồm các
module chức năng sau
+ Module hiển thị Led số, module hiển thị đèn báo- cịi, module cảm biến

Nhận tín hiệu từ cảm biến những chiếc x era vào.Kiểm soát số lượng xera vào
gara, đảm bảo tính chính xác về mắt số lượng xe trong gara
* Quy trình vận hành :

Trang 5


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

B1. Bật công tắc nguồn, hệ thống sẽ tự khởi động và kiểm tra các tín hiệu vào
ra của cảm biến, đèn báo, còi báo…
B2. Người trực tiếp trực ban như bảo vệ có thể ấn nút reset để mạch đếm trở
về 00 nếu mạch bị tắt trước khi xe ra hết khỏi gara.
B3. Có thể cho thử nghiệm một vài xe trước khi hoạt động chính thức để chắc
chắn rằng mạch vẫn hoạt động ổn định.
B4. Sau khi đã hoàn tất các bước trên người bảo vệ không cần quan tâm về
việc kiểm sốt số xe và phải thao tác đóng mở cửa nữa mà giờ hồn tồn có thể
đi làm những công việc khác.

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Giới thiệu linh kiện sử dụng trong mạch

Trang 6


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

2.1.1 Tụ điện
a, Khái niệm, ký hiệu của tụ điện
- Khái niệm tụ điện là linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm phần tử tích
trữ và giải phóng năng lượng trong mạch điện.
- Ký hiệu của tụ điện C
- Được xác định bằng biểu thức C
(Xc )
- Đơn vị tính Fara (F)
+ Ký hiệu của tụ trong mạch điện

Tụ
không Tụ hóa có Tụ hóa có Tụ hóa khơng Tụ biến dung
phân cực
phân cực
phân cực
phân cực
hay tụ biến đổi
Hình 2.1 Ký hiệu một số loại tụ điện
- Đối với tụ không phân cực, khi mắc vào mạch điện không cần phải lưu ý
đến cực. Nhưng đối với tụ phân cực thì ta phải chú ý cực dương (+) phải nối
vàođiểm có điện áp cao hơn, cực âm (-) nối với điểm có điện áp thấp hơn.
- Tụ phân cực có cấu tạo gồm 2 điện cực cách li nhau nhờ 1 lớp chất điện
phân mỏng làm điện môi. Lớp điện môi càng mỏng thì trị số điện dung càng
cao. Loại tụ này có sự phân cực và ký hiệu các cực được ghi trên thân của tụ.
- Phân loại theo cấu tạo :
+ Tụ gốm : Điện môi làm bằng gốm, thường có kích thước nhỏ, dạng ống
hoặc dạng đĩa có tráng lk lên bề mặt, trị số từ 1pF ÷ 1µF và có điện áp
làm việc tương đối cao.
+ Tụ mica : Điện mơi làm bằng mica có trngs bạc, trị số từ 2,2pF đến

10nF. Thường làm việc ở tần số cao. Tụ này có chất lượng cao, sai số
nhỏ, đắt tiền.
+ Tụ polycacbonat có dạng tấm chữ nhật, kích thước nhỏ gọn phù hợp
với các Board mạch in, điện dung lớn( tới 1µF)
+ Tụ giấy polysie chất điện mơi làm bằng giấy ép tẩm polysie có dạng
hình trụ, có tr s t 1nF ữ 1àF
+ T húa ( t điện phân) có cấu tạo là các lá nhơm cùng bột dung dịch
điện phân cuộn lại đặt trong vỏ nhôm, loại này có điện áp làm việc thấp,
kích thước và sai s lp. Tr s in dung khong 0,1àFữ470àF.
+ T tantan loại này được chế tạo ở 2 dạng hình trụ có đầu ra dọc theo
trục và dạng hình viên tantan. Tụ này có kích thước nhỏ. Nhưng trị số
điện dung khỏ ln khong 0,1àFữ 100àF.
+ T bin i chớnh là tụ xoay trong radio hay tụ tinh chỉnh.
b, Xác định chất lượng của tụ điện.
Trang 7


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

- Dùng thang đo Ohm (của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim.
+ Khi đo tụ >100µF chọn thang đo X1
+ Khi đo tụ từ 10µF đến 100µF chọn thang đo X10
+ Khi đo tụ từ 0,1µF đến 10µF chọn thang đo X 1k
+ Khi đo tụ từ 0,001µF đến 0,1µF chọn thang đo X10
+ Khi đo tụ từ 100pF đến 0.001µF chọn thang đo X 1M
c, Cấu tạo và phân loại tụ điện
* Cấu tạo
Bản cực :

+

-

+

-

+

Điên môi

+

-

Hình 2.2 Cấu tạo tụ không phân cực
* Phân loại tụ điện
- Phân loại theo tính chất ( tính chất phân cực) gồm có :
+ Tụ không phân cực gồm các lá kim loại xen kẽ với lớp cách điện mỏng, giá
trị của nó thng t 1,8pF ữ 1àF.
+ Khi o t < 100pF chọn thang đo X10M.
- Đo 2 lần, có đảo chiều que đo :
+ Nếu kim vọt lên rồi trả về hết thì khả năng nạp, xả của tụ cịn tốt.
+ Nếu kim vọt lên 0Ω tụ bị nối tắt( bị đánh thủng, chạm, chập…).
+ Nếu kim vọt lên nhưng trả về khơng hết tụ bị rị rỉ
+ Nếu kim vọt lên rồi trả về lờ đờ tụ bị khô
+ Nếu kim không lên tụ bị đứt.
d, Ứng dụng của tụ điện
- Đối với tụ phân cực được ứng dụng trong mạch điện tử để san phằng điện

áp 1 chiều, lọc tín hiệu xoay chiều.
Trang 8


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

- Tụ không phân cực được ứng dụng trong mạch điện tử để lọt các tín hiệu tần
số cao.
- Tụ cịn được ứng dụng trong các mạch dao động.
2.1.2 Điện trở
a, Khái niệm, ký hiệu điện trơ
- Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động, có khả năng cản trở dòng điện,
tạo sự sụt áp.
- Biểu thức xác định R=
- Đơn vị Ohm ( Ω)
b,Ký hiệu điện trơ trong mạch điện
R

R

R

to

VR

Chuẩn EU

Chuẩn US

Biến trở

Điện
nhiệt

trở

Quang trở

Hình 2.3. ký hiệu của điện trơ
c,Phân loại điên trơ
- Phân loại theo cấu tạo có 3 loại cơ bản :
+ Than ép loại này có công suất < 3W và hoạt động ở tần số thấp.
+ Màng thanloại này có cơng suất > 3W và hoạt động ở tần số cao.
+ Dây quấn loại này có cơng suất > 5W và hoạt động ở tần số thấp.
- Phân loại theo công suất :
+ Công suất nhỏ có kích thước nhỏ nhất.
+ Cơng suất trung bình có kích thước lớn hơn.
+ Cơng suất lớn có kích thước lớn nhất.
- Lưu ý
+ Kích thước càng lớn khả năng tản nhiệt càng nhiều và ngược lại.
+ Khi ghép nối hay thay thế điện trở ta chọn loại có cùng công suất.
d, Hình dạng thực tế một số loại điện trơ
6 ,8

Điện trở thường

10W

Điện trở công suất

Biến trở

Hình 2.4. hình dạng thực của điện trơ
* Mã màu của điện trở
Trang 9


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Tên màu

2.5. mã
của
trơ 4

Đồ án môn học 2

Vạch 1

Vạch 2

Vạch 3

Vạch 4

(hệ số nhân)

(sai số)

Đen

-

0

1

-

Nâu

1

1

101

±1%

Đỏ

2

2

102

±2%

Cam

3

3

103

-

Vàng

4

4

104

-

Lục

5

5

105

±0.5%

Lam

6

6

106

±0.25%

Tím

7

7

107

±0.1%

Xám

8

8

108

-

Trắng

9

9

109

-

Kim nhũ

-

-

10-1

±5%

Ngân nhũ -

-

10-2

±10%

Không
màu

-

-

±20%

-

Bảng
màu
điện
vạch

màu

Tên màu

Đen

Vạch 1

-

Vạch
2

Vạch 3

Vạch 4

(hệ số nhân)

(sai số)

0

0

1

Vạch 5

Trang 10


Trường ĐH SPKT Hưng n

Đồ án mơn học 2

Nâu

1

1

1

101

±1%

Đỏ

2

2

2

102

±2%

Cam

3

3

3

103

-

Vàng

4

4

4

104

-

Lục

5

5

5

105

±0.5%

Lam

6

6

6

106

±0.25%

Tím

7

7

7

107

±0.1%

Xám

8

8

8

108

-

Trắng

9

9

9

109

-

Kim nhũ

-

-

-

10-1

±5%

Ngân
nhũ

-

-

-

10-2

±10%

Khơng
màu

-

-

-

-

±20%

Bảng 2.6. mã màu của điện trơ 5 vạch màu
d, Ứng dụng của điện trơ
- Điện trở có mặt ở khắp mọi nơi trong các mạch điện, điên tử và như vậy
điện trở là 1 linh kiện quan trọng không thể thiếu trong các mạch điện và
điện tử. Trong mạch điện, điện trở cịn có tác dụng như trở hạn dịng, phân
áp……..
- Ngồi ra điện trở cịn rất nhiều ứng dụng khác trong mạch điện hàng ngày.
2.1.3 Máy biến áp
a, Khái niệm :
- Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện
từ, biến đổi 1 hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành 1 hệ thống
dòng điện ở điện áp khác với tần số không thay đổi.

- Do vậy máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng
lượng chứ không biến đổi năng lượng.
- Nếu 1 cuộn dây được đặt vào 1 nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây
sơ cấp), thì sẽ có 1 từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp
và số vòng dây quấn sơ cấp.
Trang 11


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

- Từ thông này sẽ mắc vào các cuộn dây quấn khác (cuộn dây thứ cấp) và
cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp có 1 sức điện động mới, có giá trị phụ thuộc
vào số vòng dây quấn thứ cấp.
- Với tỷ số tương ứng giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp, chúng ta sẽ
có tỉ lệ tương ứng giứa điện áp sơ cấp và thứ cấp.
b, Cấu tạo máy biến áp
- Máy biến áp có những bộ phận chính sau :
+ Lõi thép (mạch từ), dây quấn và vỏ máy.
+ Lõi máy biến áp dùng làm mạch từ, để dẫn từ thông, đồng thời làm
khung để đặt dây quấn. Thơng thường để giảm tổn haodo dịng điện xốy
sinh ra, lõi thép cấu tạo gồm các lá thép kỹ thuật điện (tole silic) dày 0.35mm
ghép lại đối với máy biến áp hoạt động ở tần số đến vài trăm HZ.

Hình 2.7. Cấu tạo máy biến áp
c, Phân loại máy biến áp :
* Máy biến áp có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào :
+ Cấu tạo như máy biến áp 1 pha, 3 pha, tự ngẫu…
+ Chức năng biến đổi điện áp, cách ly, ghép…

+ Cách thức cách điện
+ Công suất hay hiệu điện thế
+ Tần số âm tần, trung tần hay cao tần
d, Ứng dụng của máy biến áp :
+ Truyền tải điện năng dùng các máy biến áp (biến thế) tăng áp và giảm áp
để truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ.
+ nấu chảy kim loại như mỏ hàn là dụng cụ tiêu biểu cho ứng dụng này, phục
vụ hữu ích cho ngành điện.
2.1.4 IC 7805
- Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử
dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn
Trang 12


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

giản.Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần
ổn áp.
VD 7805 ổn áp 5V,7812 ổn áp 12V.
Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự nhau.

Sơ đồ phía dưới IC 7805 có 3 chân (IC 7812 tương tự)


Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên)



Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên)



Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên)

Một số thơng số kỹ thuật
- Dịng cực đại có thể duy trì 1A.
- Dịng đỉnh 2.2A.
- IC 7805 cịn phụ thuộc vào áp rơi trên nó.
*Lưu ý
Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó trong khoảng 4.8—5.2 V. Nên nếu
đo được áp là 4.85V thì ta khơng vội kết luận làICbị hỏng.
2.1.5 IC 74192
- IC 74192 là IC đếm bất đồng bộ cơ bản và thông dụng . Để được tiện lợi ,
mỗi mạch đếm được chia làm 2 phần phần đầu là một FF với ngõ xung vào là
A để chia đôi tần số ( mạch đếm 1 bit) , tần tiếp theo là 3 bộ FF với ngõ xung
vào là B để thực hiện việc chia 5 tần số .
- Muốn thực hiện mạch đếm đầy đủ ta áp can đếm ở ngõ ra và nối (ngoài IC)
ngõ ra QA đến ngõ vào B , lúc này số đếm nhị phân là QDQCQBQA(0001).
Xung vào phải tương thích TTL và có độ rộng xung ít nhất là vài nano giây.
- Mỗi mạch đếm có 1 ngõ Reset (đặt lại) gọi là MR . Vì ngõ để xoá mạch đếm
(QA = QB =QC =QD =0) nên ngõ Reset được đưa lên cao và để mạch đếm có
thể đếm nếu khơng có cần tới chức năng Reset . Thường ngõ này được nối với
mức thấp nếu không cần hoạt động, khi muốn xoá mạch ta phải đưa ngõ này
lên cao trong chốc lát (ít nhất là vài chục nano=giây) rồi đưa xuống thấp để cho
phép mạch đếm lên.
Trang 13

Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

- Hai thông số quan trọng để thiết kế mạch đếm này là Bảng chân lý mã hóa
ra BCD và điều kiện để Reset (Trở về trạng thái ban đầu).
a,Cấu tạo bên trong.

Hình 2.8 Cấu tạo bên trong IC 74LS192
b,Sơ đồ chân.

Hình 2.9 Sơ đồ chân IC 74HC192
* IC 74192 là IC 16 chân,trongđó
Chân 14 : chân này có chức năng reset bộ đếm.
Chân 2,36,7 : đầu ra tương ứng của IC.
Chân 8: nối GND để cấp nguồn nuôi IC.
Chân 16: nối VCC để cấp nguồn nuôi IC.
Chân 12, 13 nếu chỉ dùng 1 bộ đếm thì khơng được sử dụng.
Chân 1,9,10,15 : các chân để thiết lập trạng thái đầu vào cho IC.
Chân 4,5: tương ứng với tác dụng là cho bộ đếm nhận xung điều khiển để
đếm lên hoặc đếm xuống ( chân 4: đếm xuống, chân 5: đếm lên).
- Bảng chân lý mã hóa ra BCD
Trang 14


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

c, Mức Reset cho LS74192.

- IC 74192 có khả năng reset tới một mức nhất định mà theo ý người thiết kế.
Trong thực tế mạch này nhóm em đã sử dụng cổng AND để cho IC thực hiện
các phép toán logic để đến 10 bộ đếm sẽ reset về 00. Ngoài ra ta cũng có thể sử
dụng những phần tử logic khác như : NOT, OR,… nhưng chúng đều phải được
định mức theo QaQbQcQd để thực hiện phép tính và nốt với chân reset, tức là
chân 14
2.1.6 IC 74247
- IC 74247 hoạt động ở mức tích cực thấp
- IC 74247 giải mã led 7 đoạn có nghĩa đầu vào là mã BCD đầu ra là hiện thị
led đoạn. 74247 là IC giải mã led 7 đoạn có Anot chung

Trang 15


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

Sơ đồ các chân và chức năng các chân của IC 74247:
- Các chân 1,2,6,7 là đầu vào của tín hiệu BCD
- Chân số 3 để kiểm tra led 7 đoạn cũng như các ngõ ra của IC
- Chân 4 chân cho phép đầu ra
- Chân 5 cho phép loại bỏ số 0 không mong muốn ở bộ hiện thị
- Chân 9,10,11,12,13,14,15 các ngõ ra nối với led 7 đoạn
- Chân 8,16 chân cấp nguồn cho IC
Trạng thái đầu vào của IC 74247

Hình ảnh thực tế IC 74247
2.1.7 IC 7414
Sơ đồ chân của IC 7414

Trang 16


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

- IC 7414 có chức năng đảo giá trị vào.
- Chân 7 nối mass và chân 4 nối Vcc.
- 7414 là IC đc sử dụng rộng vào nhiều mục đích như Tạo xung vng, chốt,
đảo trạng thái xung....
- Schmitt-Trggers inverters có nghĩa là ic 7414 có thể biến 1 xung khơng
vng thành 1 xung vuông.
2.1.8 Led thu phát hồng ngoại
a, khái niệm về ánh sáng hông ngoại
- Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng khơng thể nhìn thấy được
bằng mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86µm đến 0.98µm. Tia hồng ngoại
có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng.
- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng
dụng rộng rãi trong cơng nghiệp. Lượng thơng tin có thể đạt 3 mega bit /s.
Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so
với song điện từ mà người ta vẫn dùng.
Trang 17


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

-Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ
xa bằng tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó khi
thu phải đúng hướng.
- Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội
tụ qua thấu kính, tiêu cự ). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau
rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất.
b, Nguyên lý thu phát hồng ngoại
- Việc sử dụng được tia hồng ngoại rất hay vì nó phổ biến và khơng ảnh
hưởng từ trường, vì thế nó được sử dụng tốt trong truyền thông và điều khiển.
Nhưng nó khơng hồn hảo, một số vật phát hồng ngoại rất mạnh làm ảnh
hưởng đến truyền thông và điều khiển như quang phổ mặt trời.
- Việc thu hoặc phát bức xạ hồng ngoại bằng nhiều phương tiện khác nhau, có
thể nhận tia hồng ngoại từ ánh sáng mặt trời. Nhiều thứ có thể phát tia hồng
ngoại như lị bức xạ, lị điện, đèn, cơ thể người,
- Để có thể truyền tia hồng ngoại tốt phải tránh xung nhiễu bắt buộc phải
dùng mã phát và nhận ổn định để xác định xem đó là xung truyền hay nhiễu.
Tần số làm việc tốt nhất từ 30 KHz đến 60 KHz, nhưng thường sử dụng khoảng
36 KHz. Ánh sáng hồng ngoại truyền 36 lần/1s khi truyền mức 0 hay mức1.
- Dùng tần số 36 KHz để truyền tín hiệu hồng ngoại thì dễ, nhưng khó thu và
giải mã phải sử dụng bộ lọc để tín hiệu ngõ ra là xung vng, nếu ngõ ra có
xung nghĩa là đã nhận được tín hiệu ở ngõ vào.

Trang 18


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN

3.1 Xây dựng sơ đồ khối của từng khối trong mạch
3.1.1 Sơ đồ khối toàn mạch.

Khối cảm
biến

Khối ghi
dịch

Khối giải
mã

Khối hiển
thị

Khối nguồn
3.1.2 Khối nguồn.

- Mạch sử dụng nguồn 1 chiều để các thiết bị có thể hoạt động ( sử dụng 5V
DC)
- Nên ta dùng máy biến áp và chỉnh lưu cầu và Ic ổn áp 7805 để đưa ra điện
áp 5V.
a, Khối hạ áp.
- Dùng máy biến áp để hạ áp từ 220V AC xuống 12V AC và qua chỉnh lưu
cầu với 7805 là đầu ra 5V DC => Các thiết bị có thể hoạt động.
b, Khới chỉnh lưu.
- Điện dung càng lớn thì điện áp đầu ra càng phẳng
- Thành phần chỉnh lưu là biến dịng điện xoay chiều thành dịng điện một
chiều thơng qua 4 con diode chỉnh lưu. Đây là sơ đồ chỉnh lưu cả chu kỳ với
dạng sóng đầu vào và đầu ra sau chỉnh lưu như sau

Trang 19


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

Hình 3.1 Điện áp sau chỉnh lưu
c, Khới lọc.
- Có tác dụng san bằng điện áp một chiều ít nhấp nhơ hơn.

Hình 3.2 Điện áp sau khi được lọc bằng tụ điện
- Tụ gốm có tác dụng lọc xung đột biến
d, Khới ổn áp.
- Dòng họ 78xx cho ra nhiều loại ổn áp khác nhau. VD 7805 cho ra điện
áp ổn định 5V
- Điện áp vào của 78xx là điện áp 1 chiều <= 40V
- Dịng điện khơng vượt q 1A
- Dịng đỉnh là 2.2A
- Cơng suất tiêu tán cực đại có tản nhiệt là 15W
- Đảm bảo thông số là Vi-V0=2V đến 3V ( lúc đó mạch mới hoạt động ổn
áp được)
- Tản nhiệt tốt cho 78xx khi 78xx rất nóng
e,Tính toán chọn linh kiện
- Yêu cầu đề bài là điện áp 5V DC mà điện áp đầu vào là 220V AC nên ta có
thể dùng máy biến áp 220V AC – 24V AC 3A , 220V AC – 12V AC 1A.....
trong đề tài này chúng em chọn 220V AC –12V AC 1A vì có sẵn trong bộ
linh kiện của chúng em
- Chỉnh lưu cầu
- IC ổn áp có 2 linh kiện họ ổn áp là 78xx và 79xx.

Trang 20


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

+Họ 78xx là cho ra điện áp dương, còn xx là giá trị đầu ra như : 5V, 9V,
12V...
+Họ 79xx là cho ra điện áp âm, còn xx là giá trị đầu ra như : -5V, -9V,
-12V ... chọn ổn áp 7805 cho ra 5V DC.
- Chọn tụ
Thực tế IC 7805 có Io = 10mA
Mà mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ nên cứ 10µF/1mA
=> C = 10.10 = 100µF
Với giá trị như vậy ta có thể chọn tụ là 100µF
Chọn tụ gốm 103 có giá trị 10x10^3 pF
Có led1 có điện áp: 1,63-2,03 V Dc
Dòng điện :10-20mA
=>< R <1,48< R < 330
=>chọn R27=270ohm
3.1.3 Khối thu phát
- Có nhiệm vụ phân biệt tín hiệu, mã hóa tín hiệu thành xung.
Sơ đồ khối thu phát :

Hình 3.3 Khối thu phát tín hiệu
* Lựa chọn linh kiện
Trang 21

Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

- Led thu phát có 2 loại loại 2 chân và 3 chân. Trong đồ án này chúng em sử
dụng loại 2 chân vì giá thành rẻ mà vẫn hiệu quả. Led phát hồng ngoại màu
trắng, diode thu quang màu đen.
Nguyên lý: Khi led phát hồng ngoạichiếu tới diode thu quang thì diode thu
quang dẫn, điện áp ra bằng 0, mức thấp. Khi nào có gì đó chắn ngang thì led
phát hồng ngoạikhông chiếu tới diode thu quang. Diode thu quang không
phân cực thì điện áp ra mức cao bằng Vcc.
+ Tính chọn điện trở chodiode thu quang:
- IC 7414 có điện áp mức thấp là 0V, mức cao là khoảng 4,2~5V
Iled 20A =>20A
+ Có Vled ~ 2V
=>20 A
+ Chọn R= 1K ohm => = 3< 20

a) Phần Phát

Hình 3.4.Bợ phát
Ta có: Dòng của led phát hồng ngoạilà 10-20 mA
Điện áp :1,2-1,6 v DC
=>170Trang 22


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

Chọn điện trở R có giá trị 220ohm có tác dụng hạn dịng choled phát hồng
ngoại.
ledphát hồng ngoại khi có dịng điện chạy qua thì ledphát ra tín hiệu hồng
ngoại một cách lien tục ngồi khơng gian theo một hướng nhất định. Ở mạch
đếm sản phẩm ta chỉnh sao cho tín hiệu hộng ngoại phát ra từ ledphát đi
thẳng trực tiếp tới ledthu tín hiệu ởmạch thu hồng ngoại.
b) Phần Thu

Hình 3.5.Bợ thu
- Điện trở R có giá trị 1kohm có chức năng hạn dịng chạy qua diode thu
quang.Bình thường thì diode thu quang nhận được tín hiệu một cách lien tục,
diode thu quang dẫn dòng điện từ nguồn qua R 1k và xuống mass. Khi có sản
phẩm đi qua và ngăn cản đường tín hiệu hồng ngoại từ led phát hồng ngoạiđến
diode thu quang, lúc này diode thu quang không nhận tín hiệu từ hồng ngoại,
điện trở của diode thu quang sẽ tăng lên rất lớn. Lúc này tại ngõ vào cổng đảo ở
mức thấp nên khi ra sẽ là mức cao cà cấp tín hiệu cho chân đầu vào của ic đếm
3.1.4 Khối ghi dịch
a) IC 7414
- Cổng NOT

Trang 23


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

Hình 3.6 Cổng NOT
- Có nhiều IC cấu tạo của nó tích hợp nhiều cổng NOT như IC7404, IC7413,

IC7414…Đồ án này ta sử dụng IC7414
* Sơ đồ chân của IC 7414 :

- IC 7414 có chức năng đảo giá trị vào.
- Chân 7 nối mass và chân 14 nối Vcc.
- 7414 là IC đc sử dụng rộng vào nhiều mục đích như Tạo xung vng, chốt,
đảo trạng thái xung....
- Schmitt-Trggers inverters có nghĩa là ic 7414 có thể biến 1 xung khơng
vng thành 1 xung vng
b) IC 74LS92
- IC mã hóa - đếm
- Có nhiều loại IC dùng để mã hóa như IC74192, IC74193,… Trong đồ án
này ta sử dụng IC7490.
- IC 74LS90 thuộc họ TTL có cơng dụng đếm mã nhị phân chia 10 mã hóa
BCD. Cứ mỗi xung vào thì IC 74LS90 đếm tiến lên 1 và được mã hóa ra 4
chân. Khi đếm đến 10 nó sẽ reset và trở về ban đầu. IC 74LS192 này có ứng
dụng rộng trong các mạch số ứng dụng đếm 10 và trong các mạch chia tần.

Trang 24


Trường ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án môn học 2

Sơ đồ chân IC 74LS192 :
- R0(1), R0(2), R9(1), R9(2) bốn chân thiết lập.
- Khi đặt R0(1) = R0(2) = H (mức cao) thì bộ đếm được xóa về 0 và các đầu
ra ở mức thấp. R9(1), R9(2) là chân thiết lâp trạng thái cao của đầu ra
QA=QD=1, QB= QC=0.

- Chân NC bỏ trống
- Chân 1 và chân 14 chân nhân xung đếm CK.
- Chân 8,9,11,12 Ngõ ra QA, QD, QB, QC.
- Chân 5 Vcc
- Chân 10 GND
3.1.5 Khối giải mã
- IC giải mã
Các IC hỗ trợ đếm, giải mã led 7 thanh như CD4511, 74HC247, 74HC48.
Trong mạch này ta dùng IC 74247 để giải mã.

Trang 25