báo cáo thực tập cơ bản thiết kế mạch in sử dụng phần mềm altium designer mạch đếm thuận 0 9

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG</b>

<b>BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN</b>

Thiết kế mạch in sử dụng phần mềm Altium DesignerMạch đếm thuận 0-9

Giảng viên hướng dẫn: Vũ Hồng Vinh

Hà Nội, 12/2021

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>Lời mở đầu</b>

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộcsống con người đã được thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sựtiện lợi với những trang thiết bị hiện đại phục vụ cơng cuộc cơngnghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Góp phần vào sự nghiệp đó thìngành kỹ thuật Điện - Điện tử góp một phần khơng nhỏ trong sựnghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Trong đó sự tích hợp cácmạch Điện - Điện tử ngày càng trở nên thiết yếu khi mà côngnghệ ngày càng phát triển hơn tiến tới thời đại vi xử lý, nhữngmạch cồng kềnh chiếm nhiều diện tích sẽ dần được loại bỏ vàthay vào đó sẽ là những mạch gọn nhẹ hơn và được ưa chuộnghơn. Những thành tựu đó biến cái tưởng chừng khơng thể thànhcó 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 dụngtrong việc điều khiển số trong công nghệ hiện đại. Kỹ thuật số rađời đã và đang làm thành một cuộc cách mạng trong mọi lĩnh vựccuộc sống hiện đại từ chiếc nồi cơm, máy giặt, điều hòa, điệnthoại v.v.... đến truyền hình, chụp ảnh, công nghệ thông tin.Những ứng dụng quan trọng của nó trong các cơng ty lớn nhỏ làkhông thể kể hết. Sản xuất trực tiếp từ các nhà máy và thamquan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em thấy được nhiều khâutự động hóa trong q trình sản xuất. Một trong những khâu đơngiản của sản xuất tự động hóa là số lượng sản phẩm làm ra đượcđếm một cách tự động. Tuy nhiên với doanh nghiệp vừa và nhỏviệc tự động hóa chưa hồn tồn được áp dụng trong những khâuđếm sản phẩm, đóng bao bì sản phẩm vẫn sử dụng nhân cơng.Từnhững điều đã thấy đó chúng em muốn giúp mơt điều gì nhỏ đểgiúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay, giúp tăng hiệusuất làm việc và tính chính xác trong cơng việc lên nhiều lần.Chính vì vậy em quyết định thiết kế mạch đếm thuận nghịch từ 0 -9. Em quyết định làm mạch này vì nó phù hợp với thực tế và nănglực của em.

Nhận thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của mạch đếm 0- 9. Em đãnghiên cứu và thiết kế mạch dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

thầy Vũ Hồng Vinh. Vì kiến thức và kinh nghiệm của chúng emcịn hạn chế nên bài báo cáo khơng tránh khỏi sai sót. Chúng emrất mong sự góp ý của thầy, để bài báo cáo được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn !

Nội dung

1. Mục đích thực hành

- Thành thạo kĩ năng sử dụng máy tính

- Làm quen với phần mềm mô phỏng mạch điện tửOrcad và Altium

- Sử dụng thành thạo các công cụ trong phần mềm môphỏng Orcad và Altium

- Thực hiện mô phỏng các mạch đa hài, mạch led rượtđuổi bằng phần mềm Orcad

- Thực hiện thiết kế mạch ổn áp tuyến tính bằng phầnmềm Altium

2. Trang bị cần thiết

- Máy tính chạy hệ điều hành Windows

- Phần mềm và thư viện cho phần mềm Altium và Orad3. Lý thuyết

a. Thông tin về phần mềm Orcad

điện tử. Được dùng chính trong chế tạo các bản điện

các sơ đồ điện tử và các chế bản của chúng.

ty Cadence Design Systems. Bản cuối cùng của OrCAD có khả năng tạo và hỗ trợ cơ sở dữ liệu các vi amchj sẵn có. Cơ sở dữ liệu có thể được bổ sung bằng

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

cách tải về các gói thành phần sản xuất, như Texas Instruments.

- Trong các gói có module sau:

Capture — biên tập các sơ đồ nguyên líCapture CIS Option — điều hành các thư viện Active Parts,

PSpice Analog Digital — gói của chế bản tương số

tự-PSpice Advanced Analysis — gói của tối ưu tham số

PSpice SLPS option — giao diện liên lạc với gói Matlab

PCB Designer — biên tập các topo các mạch in,SPECCTRA for OrCAD — chương trình của truy tìm trương tác và tự động

Signal Explorer — module phân tích sự nguyên vẹncủa các tín hiệu và của các biến dạng giaob. Thông tin về phần mềm Altium

- Altium Designer là một trong những phần mềm thiếtkế mạch điện tử PCB (Printed Circuit Board). AltiumDesigner 21 là phiên bản mới nhất cho đến giờ. Mộtsố tính năng cơ bản của phần mềm Altium Designer làGiao diện thiết kế quản lí và chỉnh sửa thân thiện,dễ dàng biên dịch, quản lí file, quản lí phiên bảncho các tài liệu thiết kế

Hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế tự động, đi dâytự động theo thuật tốn tối ưu, phân tích lắp ráplinh kiện

Hỗ trợ việc tìm các giải pháp thiết kế hoặc chỉnhsửa mạch, link kiện, netlist có sẵn từ trước theocác tham số mới

Mở, xem và in các file thiết kế mạch dễ dàng vớiđầy đủ các thông tin linh kiện, netlist, dữ liệu bảnvẽ, kích thước, số lượng,...

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Hệ thống các thư viện phong phú, gồm chi tiết vàhoàn chỉnh các linh kiện nhúng, số, tương tự,...

Đặt và sửa đối tượng trên các lớp cơ khí, địnhnghĩa các luật thiết kế, chỉnh các lớp mạch in,chuyển từ schematic sang PCB, đặt vị trí linh kiệntrên PCB

Mơ phỏng mạch PCB 3D, đem lại hình ảnh mạchđiện trung thực trong khơng gian 3 chiều, hỗ trợMCAD-ECAD, liên kết trực tiếp với mô hình STEP,kiểm tra khoảng cách cách điện, cấu hình cho cả2D và 3D

Hỗ trợ thiết kế PCB sang FPGA và ngược lại4. Thực hành thiết kế mạch đếm thuận 0-9 bằng phần mềm

Altium Designer

a. Mở phần mềm và cài đặt các tùy chỉnh

Trong bài báo cáo này em dùng phần mềm AltiumDesigner phiên bản 16.1 vì nó khá đầy đủ các chức năngcần thiết và không quá nặng so với laptop của em.Đầu tiên, mở phần mềm Altium, ấn chọn File – New –Project và chọn loại Project phù hợp sau đó ấn Ctrl S đểlưu lại

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

- Vẽ sơ đồ ngun lí

Tại màn hình hiển thị đầu tiên của phần mềm, tachọn Project – Add new to Project – Schematic sauđó Ctrl + S để lưu lại

Lần lượt chọn các linh kiện theo thiết kế tính tốnđưa vào mạch nguyên lí. Nháy đúp vào thư việnnguyên lí của Project. Chọn SCH Library - chọn linhkiện cần cho mạch nguyên lí – Place hoặc kéo thảra màn hình

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Các linh kiện cần dùng đến trong mạch đếm thuận0-9 là:

+ Resistor số lượng 9

+ LED 7 thanh: 7SEG-COM-ANODE số lượng 1+ Tụ phân cực số lượng 1

+ IC 74LS00 số lượng 2 + IC 74LS47 số lượng 1+ IC 74LS90 số lượng 1

Dùng chuột kéo thả các linh kiện về các vị trí hợp líNối dây để kết nối các linh kiện: P – W

Sử dụng Net Label để kết nối các chân linh kiện.Các chân linh kiện được đặt tên giống nhau sẽ kếtnối với nhau. Place – Net Label, chú ý đặt tên cónghĩa

Kết nối các chân linh kiện sử dụng PortConnection. Place – Power Port

Đánh số linh kiện: Tools – Annotation – AnnotateSchematics – Update Changes List – AcceptChanges – OK (hoặc T – A – N)

Ta có mạch ngun lí hồn chỉnh sau khi đánh số

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

-

Vẽ mạch in PCB

Chọn Project – Add new to Project – PCB – Ctrl S

Để cập nhật Netlist từ mạch nguyên lí sang mạchin, từ cửa sổ Schematics ấn D – U

Kiểm tra lỗi, chọn Validate Changes – ExecuteChanges – Close

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Sắp xếp linh kiện hợp lí, ấn 3 để hiển thị ở dạng 3D

Thiết lập các quy tắc thiết kế mạch in:

Từ cửa sổ thiết kế mạch in ấn chọn Design – Ruleta có

+ Clearance: thiết lập khoảng cách giữa các đườngdây trong mạch in

+ Width: thiết lập độ rộng các đường mạch+ Routing Vias: thiết lập kích thước lỗ Via

+ Thiết lập khoảng cách giữa các đối tượng trongmạch in: Design Rules – Electrical – Clearance –Minimum Clearance – Apply

Đi dây mạch in, chọn lớp linh kiện cần đi dây. ChọnBottom Layer hoặc Top Layer rồi ấn P – T, đi dâyđến khi hết các Connection thì dừng lại

Cắt bo mạch, ấn P – L, bao toàn bộ mạch rồi ấnCtrl A – D – S – D

Phủ đồng, ấn P – G ta được mạch in hoàn chỉnh

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Kết luận

Khi nghiên cứu đề tài này em muốn phát huy thành quả ứng dụngcủa kỹ thuật số nhằm tạo ra những sản phẩm, những thiết bị tiêntiến và đạt hiệu quả cao hơn trong cuộc sống. Ngồi ra trong qtrình nghiên cứu thực hiện đề tài là một cơ hội để kiểm tra lạinhưng kiến thức đã học ở trường đồng thời phát huy tính sáng tạokhả năng giải quyết vấn đề theo yêu cầu đặt ra. Trong bài báo cáonày em thực hiện mạch đếm thuận nghịch bằng phương phápđếm tín hiệu. Như vậy mỗi tín hiệu đi qua thì phải có 1 thiết bịcảm nhận tín hiệu thiết bị này gọi là cảm biến (led thu phát). Khicó tín hiệu đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo thành 1 xung điện đưavề khối xử lý để tăng dần số đếm. Tại một thời điểm tức thời đểxác định được số đếm cần phải có một bộ hiển thị là led 7 thanh.Hướng phát triển của sản phẩm: nó sẽ xuất hiện nhiều trong các

garage,... một trong những khâu đơn giản trong dây truyền sảnxuất tự động hóa là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách

Trong quá trình thực hiện bài báo cáo này em được rất nhiều sựgiúp đỡ của thầy Vũ Hồng Vinh đã tận tình chỉ bảo em trong suốtquá trình học tập. Do kiến thức cịn hạn hẹp lên trong q trìnhthực hiện bài báo cáo em cịn gặp nhiều sai sót, mong thầy bỏqua và có hướng giúp đỡ em có thể hồn chỉnh bài báo cáo củamình.

</div>