Đồ án môn học mạch và thiết bị điện tử đề tài thiết kế mạch đếm tiến từ 000 đến 172

Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC :
MẠCH VÀ THIẾT BỊ
ĐIỆN TỬ

Đề tài : Thiết kế mạch
đếm tiến từ 000 đến 172
Giảng viên hướng dẫn:

Phan Thị Tươi

Đơn vị:

Khoa Điện – Điện tử

Nhóm sinh viên thực hiện:

1. Vũ Việt Anh

2. Đỗ Văn Cương
Lớp:

112212A

1


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................

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

Giáo viên hướng dẫn

2


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

C

Đồ án môn

Lời nói đầu

ùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường cơng

nghiệp hố và hiện đại hố đất nước. Ngành điện tử nói chung đã có những bước tiến
vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể. Để thúc đẩy nền kinh tế của đất nước
ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp
ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo thì
phải đưa ra các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có
như vậy thì trình độ của con người ngày càng cao mới đáp ứng được nhu của xã hội.
Trường ĐHSPKT Hưng Yên là một trong số những trường đã rất trú trọng đến việc
hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong giảng dạy cũng như
giúp sinh viên có khả năng thực tế cao.
Để các sinh viên có tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc thiết kế,
chế tạo chúng em đã được giao cho thực hiện đồ án: “Thiết kế mạch đếm tiến” nhằm
củng cố về mặt kiến thức trong quá trình thực tế.
Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn cùng với
sự lỗ lực cố gắng của cả nhóm, sự tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, đến nay đồ án của chúng
em về mặt cơ bản đã hoàn thành. Trong quá trình thực hiện dù đã rất cố gắng nhưng do
trình độ cịn hạn chế kinh nghiệm cịn ít nên khơng thể tránh khỏi sai sót. Chúng em
mong nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các cô giáo trong khoa để
đồ án của chúng em ngày càng hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Phan Thị Tươi đã giúp chúng em hoàn thành đồ
án.

3


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

Chương I: Khái quát chung
1. Phân tích yêu cầu đề bài
Thiết kế mạch đếm tiến từ 000 đến 172
2. Mục tiêu của đề tài
Từ những thực tế tại trong các công ty, doanh nghiệp, cửa hàng những nhân viên vẫn
còn đếm thủ công, chúng em đã được thấy nhiều bất tiện dơi khi cịn nhầm lẫn số sản
phẩm, đơn hàng khó kiểm sốt. Tuy nhiên đối với những cơng ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ
thì việc tự động hóa hồn tồn chưa được áp dụng trong cơng ty mà vẫn cịn đang sử dụng
nhân công. Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn
làm một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà
cho phép tăng hiệu suấ lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác
cao... Vậy nên chúng em quyết định thiết kế: “Thiết kế, chế tạo mạch đếm tiến từ 000 đến
172”.
3. Các phương pháp đếm Phương pháp đếm tiến Phương pháp đếm lùi Phương pháp đếm
nhị phân

4. Các phương án thực hiện
Thiết kế mạch đếm tiến chạy từ 000 đến 172 dùng IC 74192 để đếm và IC giải mã là
IC 74247 ứng với Led 7 đoạn K chung, bên cạnh đó chúng em dùng IC Ne555 để cấp xung
cho IC 74192 để đếm.
5. Ý nghĩa của đề tài
Để giúp sinh viên có thể củng cố kiến, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành.
Đề tài cịn thiết kế chế tạo thiết bị, mơ hình để các sinh viên trong trường đặc biệt là các
sinh viên khoa Điện - Điện tử tham khảo, học hỏi tạo tiền đề nguồn tài liệu cho sinh viên
khoá sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu và học tập. Những kết quả thu được sau khi
hoàn thành đề tài này trước tiên là giúp cho chúng em hiểu sâu hơn về ngun lý hoạt đơng
của mạch đếm, có thể tự thiết kế ra nó. Từ đó tích luỹ được kiến thức cho các năm học sau
và ngoài thực tế.

4


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

6. Kế hoạch thực hiện
Sau khi nhận đề tài chúng em đã bắt tay ngay vàoviệc: Thời gian và công việc cụ
thể như sau:
Tuần 1: Gặp cô giáo hướng dẫn nhận đề tài.
Tuần 2: Tìm hiểu về đề tài, lĩnh vực ứng dụng, tìm các tài liệu liên quan đến đề tài.
Tuần 3: Tìm và thiết kế sơ đồ nguyên lý, tính tốn mạch và chọn linh kiện.
Tuần 4: Test thử trên bo mạch và hiệu chỉnh, xử lý sự cố phát sinh trong quá trình lắp.
Tuần 5: Thiết kế mạch in, lắp ráp sản phẩm, kiểm tra chạy thử sản phẩm.
Tuần 6: Hoàn thành lý thuyết của phần sản phẩm.
Thời gian đầu nhóm chúng em đã cố gắng gặp cơ liên tục 1 lần trên 1 tuần, qua
những lần gặp như vậy chúng em đã được cô “Phan Thị Tươi” hướng dẫn nhiệt tình, cụ
thể phương hướng thực hiện tiếp theo và cơ chỉ rõ những chỗ cịn thiếu sót để chúng em
khắc phục và hoàn thiện hơn sản phẩm của mình.

5


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

Chương II: Cở sở lý thuyết
2. Điện trở
2.1. Khái niệm, ký hiệu biểu tượng và phân loại điện trở
2.1.1. Khái niệm
Điện trở là một linh kiện thụ động trong mạch điện có biểu tượng R. Nó là đại
lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dịng điện của vật liệu.
Điện trở kháng được định nghĩa là tỷ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó
với cường độ dịng điện đi q nó:
Cơng thức tính:
R=

U
I

Trong đó:
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vơn (V).
I: là cường độ dịng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
2.1.2. Kí hiệu của điện trở
R

R

R

to

VR
Chuẩn EU

Chuẩn US

Biến trở

Điện trở nhiệt

Quang trở

2.1.3. Phân loại điện trở

*

Phân loại theo cấu tạo có 3 loại cơ bản:

-

Than ép: Loại này có cơng suất < 3W và hoạt động ở tần số thấp.

-

Màng than: Loại 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:
6

-

Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

Công suất nhỏ: Kích thước nhỏ.

-

Cơng suất trung bình: Kích thước lớn hơn.

-

Cơng suất lớn: Kích thước lớn nhất.

* Lưu ý:
-

Kích thước càng lớn khả năng tản nhiệt càng nhiều.

-

Kích thước càng nhỏ khả năng tản nhiệt càng ít.

-

Khi ghép nối các điện trở nên chọn có cùng cơng suất.

-

Khi thay thế điện trở cũng phải chọn loại cùng công suất.

2.1.4. Hình dạng thực tế một số loại điện trở

Điện trở thường

Điện trở cơng suất

Điện trở cơng suất

Biến trở

Hình 2.1. Các hình dạng thực tế của một số loại điện trở.

2.2. Mã màu của điện trở

7


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Màu

Tên màu

Đồ án môn

Số thứ 1

(ký hiệu)
-

Số thứ 2

Hệ số nhân

Giá trị của điện trở tính bằng Ω

%

-

-

-

-

-

-

Đen (BK)

-

0

1

-

Nâu (BN)

1

1

101

±1

Đỏ (RD)

2

2

102

±2

Cam (OG)

3

3

103

-

4

4

104

-

5

5

105

±0,5

6

6

106

±0,25

Tím (VT

7

7

107

±0,1

Xám (GY)

8

8

108

-

9

9

109

-

Ngân nhũ

(SR)
Kim nhũ
(GD)

Vàng
(YE)
Xanh lá
(GN)
Xanh lơ
(BL)

Trắng
(WH)

-

Sai số

10

10

±20
-2

±10

-1

±5

2.2.1. Bảng mã màu – Điện trở 4 vạch màu

8


Trường ĐHSPKT Hưng
n Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án mơn

Hình 2.2. Bảng mã màu điện trở 4 vạch màu.

2.2.2. Bảng mã màu – Điện trở 5 vạch màu
9


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Màu

Tên màu
(ký hiệu)

Đồ án môn

Số

Số

thứ 1

thứ 2

Số
thứ 3

Hệ số nhân

Sai số
%

Giá trị của điện trở tính bằng Ω
-

-

-

-

-

±20

Ngân nhũ
(SR)

-

-

-

10 -2

±10

Kim nhũ
(GD)

-

-

-

10 -1

±5

Đen (BK)

-

0

0

1

-

Nâu (BN)

1

1

1

101

±1

Đỏ (RD)

2

2

2

102

±2

Cam (OG)

3

3

3

103

-

Vàng
(YE)

4

4

4

104

-

Xanh lá
(GN)

5

5

5

105

±0,5

Xanh lơ
(BL)

6

6

6

106

±0,25

Tím (VT

7

7

7

107

±0,1

Xám (GY)

8

8

8

108

-


Trắng
(WH)

9

9

9

109

-

Hình 2.3. Bảng mã màu điện trở 5 vạch màu.

10


Trường ĐHSPKT Hưng
n Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án mơn

Giá
trị

R33

3R3

33R

K33

3K3

33K

M33

3M3

33M

0.33Ω

3,3Ω

33Ω

0,33K
Ω

3,3K
Ω

33KΩ

0,33M
Ω

3,3M
Ω

33MΩ

điện
trở

Hình 2.4. Ký hiệu giá trị điện trở.
2.3. Xác định chất lượng của điện trở

*

Để xác định chất lượng của điện trở chúng ta có những phương pháp sau:

-

Quan sát bằng mắt: Kiểm tra xem màu sắc thân điện trở có chỗ nào bị đổi
màu hay khơng. Nếu có thì giá trị của điện có thể bị thay đổi khi làm việc.

-

Dùng đồng hồ vạn năng và kết hợp với chỉ số ghi trên thân của điện trở để

xác định chất lượng của điện trở.

*

Những hư hỏng thường gặp ở điện trở:

-

Đứt: Đo Ω không lên.

-

Cháy: Do làm việc quá công suất chịu đựng.

-

Tăng trị số: Thường xảy ra ở các điện trở bột than, do lâu ngày hoạt tính của

lớp bột than bị biến chất làm tăng trị số của điện trở.

-

Giảm trị số: Thường xảy ra ở các loại điện trở dây quấn là do bị chạm một số

vòng dây (sự cố này ít xảy ra nhất).
2.4. Các loại điện trở đặc biệt
2.4.1. Điện trở nhiệt (Thermitor)
Loại này được chế tạo từ chất bán dẫn nên có khả năng nhạy cảm với nhiệt độ.
-

Nhiệt độ tăng làm tăng giá trị của điện trở (Nhiệt trở dương).

-

Nhiệt độ tăng làm giảm giá trị của điện trở (Nhiệt độ âm).

2.4.2. Điện trở cảm nhận độ ẩm
-

Độ ẩm tăng làm tăng giá trị của điện trở (dương).

-

Độ ẩm tăng làm giảm giá trị của điện trở (âm).

11


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

2.4.3. Quang trở (Light Dependent Resistor).
Được chế tạo có đặc điểm là khi ánh sáng chiếu vào sẽ làm thay đổi giá trị điện
trở.
2.4.4. Biến trở (Variable Resister).
Công dụng: Dùng để biến đổi (thay đổi) giá trị điện trở, qua đó làm thay đổi
biến áp hoặc dòng điện ra trên biến trở.

TVR

Ký hiệu:

-

VR

Loại thơng thườngLoại vi chỉnh

Loại thơng thường địi hỏi sự điều chỉnh với độ chính xác khơng cao.
Loại vi chỉnh được dùng để hiệu chỉnh độ chính xác của mạch điện.
*Lưu ý:
Đối với VR loại than, thực tế có 2 loại: A và B.

-

Loại A: Chỉnh thay đổi chậm đều, được sử dụng để thay đổi âm lượng lớn

nhỏ trong Ampli, Cassette, Radio, TV, hoặc chỉnh độ tương phản (Contrass), chỉnh độ

sáng (Brightness) ở TV,... Biến trở loại A cịn có tên gọi là biến trở tuyến tính.

-

Loại B: Chỉnh thay đổi đột biến nhanh, sử dụng chỉnh âm sắc trầm bổng ở
Ampli. Biến trở loại B cịn có tên gọi là biến trở phi tuyến hay biến trở loga.
*Hư hỏng thực tế:
Đối với các VR loại than thường gặp các hư hỏng như: đứt, bẩn, rỗ mặt than.

Trường hợp mặt than bị bẩn, rỗ mặt sẽ xảy ra hư hỏng thường gặp trong thực tế ví dụ như
ở máy Ampli vặn Volume nghe sột sẹt... Để khắc phục nhanh hỏng hóc trong trường hợp
này ta dùng xịt gió thổi sạch các cáu bẩn, rồi nhỏ một ít dầu máy khâu vào biến trở là
xong.
*Cách đo biến trở:

-

Vặn đồng hồ về thang đo Ohm.

-

Đo cặp chân 1-3 rồi đối chiếu với giá trị ghi trên thân biến trở.
12


-

Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

Đo tiếp cặp chân 1-2 rồi dùng tay chỉnh thử xem kim đồng hồ thay đổi:

13


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

+

Nếu thay đổi chậm ta xác định VR là loại A .

+

Nếu thay đổi nhanh ta xác định VR là loại B.

+

Nếu kim đồng hồ thay đổi rồi lại chuyển hẳn về ∞ là biến trở bị đứt.
+ Nếu kim đồng hồ thay đổi rồi lại chuyển về ∞ rồi lại trở lại vị trí gần
đó là biến trở bị bẩn, rỗ mặt.

3. Tụ điện
3.1. Khái niệm, ký hiệu biểu tượng và phân loại tụ điện.
3.1.1. Khái niêm, ký hiệu biểu tượng.
Tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường.

Ký hiệu: C
Được xác định bằng biểu thức:

Đơn vị tính: Fara (F).

Tụ khơng
phân cực

Tụ hố
có phân cực

Tụ hố
có phân cực

Tụ hố khơng
phân cực

Tụ biến dung
và tụ vi chỉnh

Hình 3.1. Ký hiệu các loại tụ
3.1.2. Phân loại tụ điện.
Có rất nhiều phương pháp phân loại nhưng ở đây ta dựa trên cơ sở chất chế tạo
bên trong tụ điện thì có các loại sau:
Nhóm tụ Mica, tụ Sêlen, tụ Ceramic nhóm này làm việc ở khu vực tần số cao tần.
Nhóm tụ sứ, sành, giấy, dầu: Nhóm này hoạt động ở khu vực tần số trung bình.
Tụ hố học hoạt động ở khu vực có tần số thấp

*
-

Cơng dụng của tụ điện.
Dùng để tích điện, và xả điện, chỉ cho tín hiệu xoay chiều đi qua, ngăn dịng một

chiều.
14


-

Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

Khả năng nạp, xả điện nhiều hay ít phụ thuộc vào điện dung C của tụ.
Đơn vị đo điện dung ở mạch điện tử gồm: nF (nano Fara), µF (Micro Fara). *

Khi sử dụng tụ ta phải quan tâm đến 2 thông số:
-

Điện dung: Cho ta biết khả năng chứa điện của tụ.

-

Điện áp: Cho biết khả năng chịu đựng của tụ.

*

Ghép tụ:

-

Ghép nối tiếp làm giảm trị số của tụ, ghép song song làm tăng trị số của tụ.

-

Ghép tụ hóa nối tiếp thì dương tụ này vào âm tụ kia, song song thì nối cùng
cực.

3.2. Hình dạng thực tế và cách đọc trị số của tụ

Hình 3.2. Hình dạng thực tế của tụ.
-

Cũng tương tự như điện trở, tùy theo kích thước của tụ mà người ta có thể ghi trực

tiếp giá trị của tụ và điện áp chịu đựng lên thân tụ.
Ví dụ: H.4, H.5, H.6, H.7.
-

Nếu tụ nhỏ người ta có thể quy ước như H.1, H.2, H.3.

o

Với tụ 104 thì tương ứng là 10.104 đơn vị tính là pF

o

Với tụ ký hiệu bằng 2 số thì đọc trực tiếp đơn vị là nF

o

Với tụ .01 thì tương ứng là 0,01 và đơn vị là µF.

3.3. Xác định chất lượng của tụ điện
Sử dụng thang đo Ohm của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim:
15


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử
- Khi đó tụ >100μF

- Khi đó tụ 10μ đến 100μF

Đồ án mơn

Chọn thang đo ×1

Chọn thang đo ×10

16


Trường ĐHSPKT Hưng
Yên Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn

- Khi đó tụ 104

đến 10μF

Chọn thang đo ×1K

- Khi đo tụ 102

đến 104

Chọn thang đo ×10K

-

Khi đo tụ 100pF đến 102

Chọn thang đo ×1M

-

Khi đi tụ ¿100pF

Chọn thang đo ×10M

Đo 2 lần có đảo chiều que đo:
-

Nếu kim vọt lên rồi trả về hết: Khả năng nạp xả tụ còn tốt.

-

Nếu kim vọt lên 0Ω: Tụ bị nối tắt (Bị đánh thủng, bị chạm, chập).

-

Nếu kim vọt lên trả về khơng hết: Tụ bị rị rỉ.

-

Nếu kim vọt lên trả về lờ đờ: Tụ bị khô.

-

Nếu kim đông lên: Tụ bị đứt (Chú ý: Kiểm tra tụ không thang đo, khơng đủ

kích thích cho tụ nạp xả được).

17