Đ TÀI Ề : Thiêt́ kê,́ chế taọ mạch kiêm̉ tra sô ́ sản phẩm đi ra trên một băng chuyền pptx

ĐỀ TÀI : Thiết kế, chế tạo mạch kiểm tra số sản phẩm đi ra trên một băng chuyền
Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Phan Đình Anh
2. Đặng Đức Thắng
3. Đới Văn Nghiệp
Khóa :
Nghành đào tạo : Điện tử viễn thông
Số tín chỉ : 1 tín chỉ
Thời gian thưc hiện : 8 Tuần
Nội dung cần hoàn thành:
1. Lập kế hoạch thực hiện và báo cáo theo đúng tiến độ.
2. Nghiên cứu ứng dụng thực tế của thiết bị, đề ra phương án thiết kế, chế tạo.
3. Giới thiệu thông số, ứng dụng của các phần tử trong mạch.
4. Tính toán, lựa chọn các linh kiện.
5. Quy trình thưc hiện chế tạo hoàn thiện.
6. Quyển thuyết minh và các bản vẽ

Giảng viên hướng dẫn
Dương Đình Tú



BẢNG THÔNG QUA ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Họ và tên: Phan Đình Anh, Đới Văn Nghiệp
Lớp : 50K1- ĐTVT
Tên đồ án: Mạch đếm sản phẩm
Lần Ngày Nội dung
Nhận xét (cho phép/
không cho phép, thông
qua đợt sau)
Chữ ký

GVHD
1 ……………
2 …………….
3 …………….
4 …………….
Nhận xét chung: …………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Ghi chú:
- Điều kiện để sinh viên được phép bảo vệ đồ án: phải thông qua đầy
đủ và có chữ ký của giáo viên hướng dẫn xác nhận.
- Bảng này phải được đóng vào đầu của quyển thuyết minh đồ án.

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
5
CHƯƠNG I 7
1. Các phần tử logic cơ bản 7
1.1 Phần tử NOT 7
1.1. Phần tử AND 7
1.2 .Phần tử OR 7
1.3. Phần tử NAND 9
1.4. Phần tử NOR 9
2. Các triger 9
2.1. Triger RS 9
2.2. Triger JK 10
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM 11
1. Phần thuyết minh 11
2. Thiết kế 12
2.1. Bộ đếm mod 10 12
2.2. Bộ giải mã 20

3. Mô phỏng mạch bằng proteus 21
3.1 Nguyên tắc hoạt động của mach 21
CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM 23
1. Xây dựng sơ đồ khối 23
1.1. Nguyên tắc hoạt động các khối 23
1.1.1 Khối nguồn 23
1.1.2. Khối hạ áp 23
1.1.3. Khối chỉnh lưu
1.1.4. Khối lọc
1.2. Khối ổn áp
1.2.1.
1.2.2. Nguyên tắc thu
1.3 Khối mã hóa
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của
con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sự tiện lợi tối ưu
với những trang thiết bị hiện đại phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại
hoá đất nước. Đặc biệt góp phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử
đã góp minh dễ sử dụng đối với con nguời cũng đang được phát triển rộng.
Những thành tựu của nó đã có thể biến được những cái tưởng chừng như không
thể thành những phần không nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất
nước. Trong đó sự tích hợp các mạch điện – điện tử ngày càng trở nên thiết yếu
khi mà công nghệ ngày càng phát triển hơn tiến tới thời đại của vi xứ lý vi mạch
những mạch cồng kềnh chiếm nhiều diện tích đã bị loại bỏ dần thay vào đó là
các mạc siêu nhỏ gọn gàng hơn đang đươc ưa chuộng.
Trong đó ngành điện tử kỹ thật số là một lĩnh vực phát triển mạnh của thế
giới nó không những chỉ ứng dụng trong công công nghiệp mà còn được sử
dụng nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày và mang lại hiệu quả cao.Các

linh kiện điện tử kỹ thuật số được ứng dụng vào các mạch điện như: mạch đồng
hồ, mạch cầu thang, mạch đèn giao thông…Nó như một công cụ tin cậy cho mỗi
người sử dụng.
Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang
và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong
hầu hết các lĩnh vực kinh tế kỹ thuật cũng như đời sống xã hội.
Việc gia công xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử hiện đại đều dựa
trên cơ sở nguyên lý số vì các thiết bị làm việc trên cơ sở nguyên lý số có những
ưu điểm hơn hẳn các thiết bị điện tử làm việc trên cơ sở nguyên lý tương tự, đặc
biệt là trong kỹ thuật tính toán.
Bộ đếm dựa trên cơ sở nguyên lý số là một ví dụ điển hình, thường gặp và
đóng vai trò quan trọng trong các mạch điện tử. Bộ đếm là thành phần cơ bản của
hệ thống số, chúng được sử dụng để đếm thời gian, chia tần số, điều khiển các mạch
khác…Bộ đếm là mạch đơn giản được xây dựng từ các thành phần nhớ là các
Trigger và các phần tử tổ hợp.
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 4
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
Với những ưu điểm của bộ đếm như trên chúng em đã chọn làm đề tài:
“Ứng dụng bộ đếm để thiết kế mạch đếm sản phẩm”.
Mục đích chính của đồ án này là thiết kế bộ đếm có chức năng đếm sản phẩm
theo yêu cầu của người sử dụng. Đây là một đề tài được ứng dụng nhiều trong
thực tiễn. Đề tài này được thiết kế để kiểm tra số sản phẩm sản xuất ra trên băng
chuyền.
Đề tài gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý thuyết – trình bày cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài.
Chương 2: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển đếm sản phẩm – trình bày các
bước tiến hành thiết kế chế tạo mạch đếm sản phẩm.
Chương 3: Chế tạo và thử nghiệm.
Chúng em đã nghiên cứu và thiết kế dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của

thầy: Dương Đình Tú, giảng viên khoa điện tử viễn thông trường Đại Học
Vinh. Vì kiến thức, kinh nghiệm của chúng em còn hạn chế nên đồ án không
tránh được sai sót. Chúng em rất mong sự đánh giá của quý thầy cô và bạn bè,
để đồ án được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 5
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1Các phần tử logic cơ bản
1.1.1. Phần tử NOT.
Bảng chân lý:

A Y
0 1
1 0
Phương trình logic:
AY =
Kí hiệu:

1.1.2. Phần tử AND.
Bảng chân lý:

A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Phương trình logic: Y = A.B
Kí hiệu:

A

B
Y = A B
1.1.3. Phần tử OR
Bảng chân lý:
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

Phương trình logic: Y = A + B
Kí hiệu:

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
1.1.4. Phần tử NAND
Bảng chân lý:

A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Phương trình logic:
ABY =
Kí hiệu:

1.1.5. Phần tử NOR
Bảng chân lý:

A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Phương trình logic:
BAY +=
Kí hiệu:

1.2 Các Trigger.
1.2.1. Trigger RS
Là một cấu trúc logic với hai trang thái ổn định có hai lối vào thông tin là
R và S. Khi S=1, R=0 Trigger nhận trạng thái Q=1, còn khi R=1, S=0 Trigger
nhận trạng thái Q=0
Bảng trạng thái của Trigger

R
n
S
n
Q
n+1
0 0 Q
n
0 1 1
1 0 0
1 1 x
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 8
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Khoa:Điện tử viễn thông
Như vậy: Nếu tác động đồng thời lên R,S mức logic cao thì Trigger nhận
trạng thái không xác định.
Phương trình logic: Q
n+1
=Q
n
n
R
+S
n
Kí hiệu:


1.2.2. Trigger JK
Là cấu trúc logic với hai trạng thái ổn định và hai lối vào J, K. Với điều
kiện J
n
K
n
= 1 thì tồn tại sự lật trạng thái trước đó có nghĩa là khi J, K đều ở mức
cao thì Q
n+1
=
n
Q
, trong các trường hợp còn lại thì nó thực hiện chức năng phù
hợp với bảng chân lý R-S khi đó lối vào J tương đương với lối vào S còn lối vào
K tương đương với R.
Bảng chân lý của Trigger J-K

K
n
J
n
Q
n+1
0 0 Q
n
0 1 0
1 0 1
1 1
n
Q
Phương trình logic: Q
n+1
= J
n.
n
Q
+
n
K
Q
n

Kí hiệu:

GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 9
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Khoa:Điện tử viễn thông
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG
1.Phần thuyết minh
1.1Tính cần thiết của đề tài
Hiện nay vẫn chưa hiểu rõ và đánh giá đúng về tiềm năng cũng như
những áp dụng hữu ích của việc kỹ thuật số trong đời sống hằng ngày. mọi
người đang sống trong thời đại gọi là “kĩ thuật số“ hiện đại, siêu hiện đại. Thời
đại mà khoa học phát hiện ra rằng việc áp dụng điều khiển bằng số trong công
nghệ hiện đại là vô cùng cần thiết. “Kĩ thuật số“ ra đời lập tức đã và đang làm
nên một cuộc cách mạng trong mọi lĩnh vực của đời sống hiện đại, từ chiếc nồi
cơm điện, máy giặt, máy điện thoại… đến truyền hình, chụp ảnh, công nghệ
thông tin… rồi đây “kĩ thuật số” của khoa học sẽ không dừng lại, không giẫm
chân tại chỗ mà tiếp tục phát triển, thậm chí phát triển với tốc độ vũ bão.
Ngày nay công nghệ không dây đang phát triển rất mạnh. Với các thiết
bị không dây ngày càng hiện đại cho phép người sử dụng thỏa mãn những nhu
cầu về giải trí cũng như trong điều khiển sản xuất mà không cần dây nối. Nó thật
sự tiện ích và tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng. Truyền tín hiệu số
không dây.
Khoa học ngày nay đã chứng minh được (bằng lý thuyết) rằng có thể
phân tích hoàn toàn vật chất thành những tín hiệu, thành… sóng . Phân tích rồi
tổng hợp lại… phải dựa trên “kĩ thuật số” . Do thực tế hiện nay ”mạch đếm số
sản phẩm được hiển thị led 7 thanh” được áp dụng rông rãi như mạch đếm cửa
ra vào, mạch đếm gara ô tô và còn rất nhiều những ứng dụng khác. Các sản
phẩm rất đa dạng với nhiều chủng loại : đặc, rỗng, kích cỡ khác nhau. Nhưng
với khả năng của thiết bị lắp thì mach chỉ có thể đếm với các sản phẩm có khả
năng che được ánh sáng và có kích thước nhỏ.
Khi nghiên cứu đề tài này chúng em muốn phát huy những thành quả
ứng dụng của kỹ thuật số nhằm tạo ra những sản phẩm, những thiết bị tiên tiến
hơn và đạt hiệu quả sản xuất cao hơn. Ngoài ra quá trình nghiên cứu thực hiện
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 10

Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
đề tài là một cơ hội để chúng em tự kiểm tra lại những kiến thức dã được học ở
trường, đồng thời phát huy tính sáng tạo, khả năng giải quyết một vấn đề theo
yêu cầu đặt ra.
2. Thiết kế
Ta dùng một mạch dãy không đồng bộ được thiết kế đếm số sản phẩm ra
trên băng chuyền sản xuất. Mạch một chùm sang A được bố trí như hinh vẽ.
Mạch được thiết kế sao cho mỗi lần đếm được số sản phẩm cụ thể:
B
A
Z
X
Khi có một sản phẩm đi ra thì chùm sáng A sẽ bị chắn. Khi đó mạch cho
ra tín hiệu Z = 1. Đầu ra được đưa vào đầu vào bộ giải mã như hình vẽ sau:
Giả sử chùm sáng bị chắn là X; ngược lại không bị chắn là
X
.
Mức “1”: đếm
Mức “0” không đếm
Bảng chân ly:
X Z
0 0
1 1
Ta có đồ hình trạng thái như sau:
1/0 /0 /0 /0
S
0
S
1

S
2
S
3
S
4
S
0
là trạng thái ban đầu của mạch. Khi sản phẩm đi ra trên băng chuyền sự
chuyển đổi trạng thái của mạch sẽ là S
0
=> S
1
=> S
2
=>

S
3
=>

S
4
và S
4
=> S
0
.
Từ đồ hình trạng thái ta có bảng trạng thái, bảng ra như sau:
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 11

Mạch logic
10
n
10
n
Giải mã
7 vạch
Giải mã
7 vạch
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
Q
2
Q
1
Q
0
Q
*
2
Q
*
1
Q
*
0
Q
n+1
2

Q
n+1
1
Q
n+1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1

1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0

1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
Ta dung bìa Karnaugh để tìm ra phương trình kích:
Q
1
Q
0
Q
2
00 01 11 10
0 1
1 1 1 1
Q
n+1

2
=
012
QQQ
+ Q
2
(Q
1
+ Q
0
)
J
2
=
01
QQ
; K
2
=
1
Q
+ Q
0
Q
1
Q
0
Q
2
00 01 11 10

0 1 1 1
1 1 1
Q
n+1
1
=
01
QQ
+ Q
1
J
1
=
0
Q
; K
1
= 1
Q
1
Q
0
Q
2
00 01 11 10
0 1 1 1
11 1

2.1Bé ®Õm mod 10:
Phân tích yêu cầu thiết kế, xây dựng đồ hình trạng thái ban đầu

Mô hình yêu cầu của bộ đếm thuận đồng bộ Mod 10 như sau:
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 12
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông

C
p
C
Xung đếm Tín hiệu chuyển vị
Bộ đếm cần có 10 trạng thái, N=10, biểu thị bằng S
0,
S
1,
S
2,
…, S
9
. Căn cứ vào
quy luật đếm thuận thập phân, ta vẽ ra đồ hình trạng thái ban đầu như sau:

/0 /0 /0 /0
S
0
S
1
S
2
S
3

S
4

/1 /0

S
9
S
8
S
7
S
6
S
5

/0 /0 /0 /0

Dưới tác dụng của xung đếm đưa vào, trạng thái mạch điện phải chuyển đổi
trạng thái tuần tự theo luật đếm thuận. Tương ứng trạng thái S
9
thì C = 1, tương
ứng các trạng thái khác thì C = 0. Khi bộ đếm từ S
9
chuyển đổi sang mức S
0
thì
bộ đếm xóa về 0, tín hiệu chuyển vị (nhớ) kích lật bộ đếm trọng số lớn hơn.
Xác định số lượng và chủng loại Trigger, chọn mã hóa trạng thái:
Vì 2

n
≥ N = 10
Vậy n = 4, chọn Trigger JK
Trạng thái của bộ đếm được mã hóa theo mã 8421. 10 trạng thái sẽ có 10 tổ
hợp mã tương ứng như sau:

S
0
= 0000, S
1
= 0001, S
2
= 0010, S
3
= 0011,
S
4
= 0100, S
5
= 0101, S
6
= 0110, S
7
= 0111,

S
8
= 1000, S
9
= 1001.

Ta vẽ ra đồ hình trạng thái sau khi mã hóa:
Tìm phương trình trạng thái, phương trình ra
Tìm phương trình trạng thái
Trạng thái kế tiếp và đầu ra của bộ đếm đều là hàm số của trạng thái xét, mà
trạng thái xét và trạng thái kế tiếp của bộ đếm đều biểu thị bằng trạng thái hiện
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 13
Bộ đếm
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
tại và kế tiếp của các Trigger cấu trúc nên bộ đếm. Căn cứ vào đồ hình trạng thái
ta vẽ ra bảng Karnaugh của đầu ra và trạng thái kế tiếp của bộ đếm. 6 trạng thái
1010 ÷ 1111 không được dung, sẽ không xuất hiện trong khi bộ đếm làm việc
bình thường , có thể giúp việc tối thiểu hóa
Trước hết hãy cùng tìm hiểu về sự chuyển tiếp trạng thái ở ngõ ra Q:
Giả sử ngõ ra Q đang ở 0, bây giờ ta muốn khi có xung ck thì Q lên 1.
Dựa vào bảng trạng thái của FF JK thì J = 1, K = 0 hay J = 1, K = 1 (trường hợp
Q
n+1
= 1 với Q
n
chính là Q đang ở 0 trước đó). Tóm lại khi Q từ 0 chuyển lên 1
thì cần J = 1, K = X (X bằng 0 hay 1). Lý luận tương tự thì :
Q từ 1 chuyển về 0 cần J = X, K = 1
Q từ 0 giữ nguyên là 0 cần J = 0, K = X
Q từ 1 giữ nguyên là 1 cần J = X, K = 0
Cả bốn trường hợp chuyển trạng thái của Q được tóm tắt như bảng dưới
đây (được gọi là bảng trạng thái kích ngõ vào của FF JK ) :
Chuyển tiếp
trạng thái ở
ngõ

ra Q
Trạng thái
của Q bây giờ
Trạng thái tới
của Q mong
muốn
Logic cần thiết ở
ngõ vào
J K
0 –> 0
0 - > 1
1 - > 0
0
0
1
0
1
0
0
1
x
x
x
1
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 14
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
1 - > 1 1 1 x 0
Sau khi đã nắm vững quy tắc chuyển trạng thái của FF ở trên ta mới bắt đầu đi
vào bài toán ở ví dụ trên :

Do mạch đếm có tất cả 10 trạng thái ngõ ra nên ta cần 4 FF, chọn FF JK.
Có thể tóm lượt nội dung cần thiết kế qua mạch logic sau:
Nhiệm vụ của bài toán là tìm ra mạch logic X để mạch trên thoả mãn các yếu tố:
- Mạch có số đếm từ 000 đến 111 nên Q
n+1
sẽ là 001 đến 000 (111 reset về 000)
- Từ trạng thái ra dựa vào bảng trạng thái kích ngõ vào ở phần trên ta có thể xác
định được logic cần thiết ở ngõ vào J, K của 3 tầng FF để khi có xung kích ck
thì chuyển lên trạng thái tiếp theo.
Với các ngõ vào của X là các ngõ ra của các FF và các ngõ ra của X lại là
các ngõ vào kích của các FF, ta có bảng chuyển trạng thái của X khi đếm:
Chuyển tiếp trạng thái ngõ ra
Các ngõ vào FF
Trạng thái bây giờ Trạng thái tới
Q
3
Q
2
Q
1
Q
0
Q
3
Q
2
Q
1
Q
0

J
3
K
3
J
2
K
2
J
1
K
1
J
0
K
0
0 0 0 0 0 0 0 1 0 x 0 x 0 x 1 x
0 0 0 1 0 0 1 0 0 x 0 x 1 x x 1
0 0 1 0 0 0 1 1 0 x 0 x X 0 1 x
0 0 1 1 0 1 0 0 0 x 1 x X 1 x 1
0 1 0 0 0 1 0 1 0 x X 0 X 1 1 x
0 1 0 1 0 1 1 0 0 x X 0 1 x x 1
0 1 1 0 0 1 1 1 0 x X 0 X 0 1 x
0 1 1 1 1 0 0 0 1 x X 1 X 1 x 1
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 15
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
1 0 0 0 1 0 0 1 x 0 0 x 0 x 1 x
1 0 0 1 0 0 0 0 x 0 0 x 1 x x 1
Bây giờ, lập bìa K với Q0, Q1, Q2, Q

3
là các biến ngõ vào trong khi các ngõ J,
K của 3 tầng FF lại trở thành ngõ ra. Bìa K cho 6 ngõ ra như sau :
Xây dựng bìa Karnaugh để tối thiểu hóa để tìm ra phương trình kích và phương
trình ra như sau:
Bảng 1(Q
3
n+1
):

Bảng 2 (Q
2
n+1
):
Bảng 3(Q
1
n+1
):
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 16
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
Bảng 4(Q
0
n+1
):
Tìm phương trình ra
Bảng 5 (C):
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 17
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông

Tìm phương trình kích
Phương trình đặc trưng của Trigger JK:
Đồng nhất các hệ số của phương trình trạng thái của Trigger được sử dụng
trong bộ đếm và phương trình của Trigger JK ta tìm được phương trình đầu vào
điều khiển của các Trigger được sử dụng trong bộ đếm:
Kết quả cuối cùng là mạch đếm như hình sau:
- Nguyên lý hoạt động:
Đây là bộ đếm không đồng bộ, bộ đếm hoạt động bình thường cho đếm xung
thứ 10, tại sườn âm của xung thứ 10 thông qua cổng AND hệ thống bị reset về
trạng thái ban đầu.
Trên thực tế ta không thiết kế từng bộ đếm bằng các triger mà dùng các IC đếm
mod 10 để thiết kế bộ đếm mod 3, mod 6, mod 10
Cụ thể là khi thiết kế bộ đếm sản phẩm đến 99 cho khối đếm ta dung IC74HC192
với sơ đồ sau:
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 18
Trng i Hc Vinh N MễN HC
Khoa:in t vin thụng
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3

9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U1
74HC192
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3

9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U2
74HC192
- Nguyờn tc hot ng:
Khi cú xung clock t vo li vo xung m thun ca IC m hng n v
ca khi m, IC ny s m t 0 m 9 cho ra mó BCD u ra ca
nú. Khi IC ny m lờn ờn 9 thỡ chõn tớn hiu TC U s chuyn v mc thp,
ta dựng chõn ny ni vi li vo xung clock ca IC m hng chc.
Khi 2 IC m giõy m n 99 thỡ lp tc to ra 1 xung thụng qua cng AND
a vo chõn reset ca 2 IC m, 2 IC ny b reset v 0 ng thi to
xung kớch vo li vo xung clock ca IC m hng n v phỳt.
2.2. Khối giải mã:
*Mạch giải mã BCD 4 bit ra mã 7 thanh:
Với LED 7 thanh:
Bảng trạng thái hoạt động mạch giải mã:
S

C D c D e f G
0
1
2
3
0
1
2
3
0
1
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
1 0
1
1
0
1
1
1
1
1
1

1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1

1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
Thiết kế mạch dùng các phần tử logic tổ hợp:
a = C + A + BD +DB
b = A + B
c = A + C + B + D
GVHD : DNG èNH T Page 19
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
d = C + A +D + BD
e = CD +BD
f = A + CD + BD + BC
g = CD + BD +BC +B
*KL: Thùc tÕ dïng IC gi¶i m·: 7447/74LS47
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 20
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
3. Mạch mô phỏng trên proteus:
D0
15
Q0

3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U1
74LS192
A
7
QA

13
B
1
QB
12
C
2
QC
11
D
6
QD
10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT
3
QG
14
U2
74LS47
D0
15
Q0

3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3
7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U3
74LS192
A
7
QA

13
B
1
QB
12
C
2
QC
11
D
6
QD
10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT
3
QG
14
U4
74LS47
R1
1k
D1

LED
R2
10k
D2
LED
Q1
2N706
R4
1k
R3
1k
1 2
U1:A
7414
R2(2)
D0
15
Q0
3
D1
1
Q1
2
D2
10
Q2
6
D3
9
Q3

7
UP
5
TCU
12
DN
4
TCD
13
PL
11
MR
14
U6
74LS192
A
7
QA
13
B
1
QB
12
C
2
QC
11
D
6
QD

10
BI/RBO
4
QE
9
RBI
5
QF
15
LT
3
QG
14
U7
74LS47
D3
LED-BIBY
3.1 Nguyên lí hoạt động:
Khi được cấp nguồn 1 chiều 5V có 2 trường hợp xảy ra là có tín hiệu sản
phẩm đi qua và không có sản phẩm đi qua.
a. Khi không có tín hiệu đi qua
Led thu phát vẫn hoạt động bình thường vì toàn mạch được cấp nguồn
5V. Led phát vẫn phát tín hiệu để led thu nhận, khi led thu nhận tín hiệu thì điện
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 21
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
trở led thu giảm gần như bằng 0V, nên dòng điện đó sẽ đi thẳng xuống mass. Do
đó tranzitor không dẫn vì theo công thức tính :
U
B

= (U x R
led thu
)/(R
led thu
+ R
2
) = (5 x 0)/(0+10
4
) = 0.
Do đó điện áp 5V qua R4 sẽ đi vào cổng nót IC7404. Cổng NOT sẽ là mức
thấp, tín hiệu xung vào IC74192 lúc này sẽ là xung mức thấp nên IC74192 sẽ không
đếm, không có tín hiệu cho IC7447 nên sẽ không hiển thị sang led 7 thanh.
b. Khi có tín hiệu đi qua.
Khi có tín hiệu đi qua tín hiệu đó sẽ che led thu, led thu sẽ không nhận được
tín hiệu của led phát, điện trở led thu sẽ rất lớn, nên điện áp trên cực B của
tranzitor sẽ lớn hơn 0V. Vì công thức : U
B
= (U x R
led thu
)/(R
led thu
+ R
2
).
Tranzitor dẫn gây sụt áp trên cực C của tranzitor, lúc đó tín hiệu đi ra ở mức
thấp 0V (vì điện áp lúc này đi từ cực C xuống mass), khi qua cổng NOT sẽ
được đảo thành mức cao. Vì chân 5 của IC 74192 tích cực ở mức cao nên nó sẽ
nhảy trạng thái tức là bộ mã hóa lúc này sẽ có đầu ra là 0001. Đầu vào của bộ
giải mã. Khi giải mã xong thì tín hiệu sẽ được hiển thị trên led 7 thanh là 01 và
nó sẽ giữ nguyên trạng thái này cho đến khi có sản phẩm tiếp theo đi qua và đi

khỏi đường sáng laser thì nó sẽ nhảy trạng thái tiếp theo là 02. Cứ như vậy khi
có sản phẩm tiếp theo đi qua thì nó sẽ hoạt động tương tự như trên.
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 22
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
Chương III. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM
1. Xây dựng sơ đồ khối của toàn mạch
Hình 1.1: Sơ đồ khối của toàn mạch
1.1. Nguyên tắc hoạt động của các khối
1.1.1. Khối nguồn
Bộ nguồn cung cấp cho toàn mạch ở đây ta dùng nguồn một chiều một vài
trăm ôm để tránh cháy đèn led hoặc ta cung cấp nguồn 3,5V thì ta đưa điện áp
trực tiếp vào led. Nguồn ta dùng ở đây ta cần độ ổn định cao để mạch đếm chạy
một cách chính xác, nếu ta dùng nguồn không ổn định ví dụ như pin thì hoạt
động bị gián đoạn.
Bộ 5V và 3V- 4.5V cho súng laser, khi ta đưa vào led 7 thanh ta phải đưa
qua điện trở nhỏ khoảng 1 kilôm.
Mạch yêu cầu dùng dòng 1 chiều, điện áp 5V nên khối nguồn này ta dùng
máy biến áp, cầu chỉnh lưu, và IC7805 có tác dụng ổn định điện áp ra 5V.
1.1.2. Khối hạ áp
Ở đây chúng ta biến đổi điện áp lưới 220VAC-50Hz xuống còn 24VAC -
3A. Mục đích là cấp đầy vào cho bộ biến đổi và bộ lọc để có điện áp một chiều
mong muốn.
1.1.3. Khối chỉnh lưu
Thành phần chỉnh lưu là biến đổi tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu 1
chiều thông qua 4 con diode chỉnh lưu. Đây là sơ đồ chỉnh lưu cả chu kì với
dạng sóng đầu vào và đầu ra sau chỉnh lưu như sau:
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 23
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông

Hình 1.2 : Điện áp sau chỉnh lưu.
Dạng điện áp sau chỉnh lưu nó vẫn còn các sóng nhấp nhô như ngọn núi
và dạng điện áp này vẫn được coi là điện áp 1 chiều nhưng chưa ổn định.
2.1.3. Khối lọc
- Có nhiệm vụ san bằng điện áp một chiều đập mạch U
3
thành điện áp một
chiều U
4
ít nhấp nhô hơn.
- Tụ có điện dung càng lớn thì điện áp ở đầu ra càng bằng phẳng.
Hình 1.3: Điện áp sau khi được lọc bằng tụ điện.
- Tụ gốm có tác dụng lọc xung đột biến .
1.1.4. Khối ổn áp
- Dòng họ 78xx cho ra nhiều loại ổn áp điện khác nhau: như 7805
ổn áp 5V.
- Điện áp đầu vào của họ 78xx là điện áp 1 chiều và max <=40V.
- Dòng điện không vượt quá 1A.
- Dòng đỉnh là 2.2A
- Công 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) .
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 24
Trường Đại Học Vinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoa:Điện tử viễn thông
- Tản nhiệt tốt cho 78xx. Khi hoạt động với tải thì 78xx rất nóng. Đối với
cấp điện áp là 29V thì 78xx nóng khi có tải và chú ý tản nhiệt tốt cho nó.Để
nóng quá sinh ra phá 78xx.
1.2. Khối tạo tín hiệu
Có nhiệm vụ nhận biết tín hiệu,mã hoá tín hiệu thành tín hiệu xung.

1.2.1. Nguyên tắc phát
 Sơ đồ khối
Hình 1.4: Sơ đồ khối phát.
 Giải thích
- Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào các
phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình , mổĩ phím chức năng tương
ứng với một số thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân
tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã
lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit … tùy theo số lượng các phím chức
năng nhiều hay ít.
- Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời
khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định
thời gian chuẩn của mỗi bit.
- Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị phân
tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song
ra nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển
bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc
chuyển đổi đủ số bit của một mã lệnh.
GVHD : DƯƠNG ĐÌNH TÚ Page 25