Tư liệu nghiên cứu mạch đếm sản phẩm trong thiết kế mạch đếm điện tử dùng vi điều khiển mạch báo p5 pdf

Luận văn tốt nghiệp Trang 7
GVHD Nguyễn Việt Hùng
6.Transistor Q7 ( A 564 ):
+Chọn  = 40
+ Chọn dòng qua led là 10mA







+ Mà điều kiện bão hòa là: I
B
> I
cSAT







 Chọn R
B
= R25 = 7,5 K

7.Transistor Q8 (C828 ):
Chọn  = 40
+ Mà điều kiện bão hòa là: I

B
> I
cSAT
+ Chọn R
C
= 1k.


Chn R
B
= R27 = 15 K

8.Transistor Q9 ( A 564 ):
+Chọn  = 40
+ Chọn dòng qua led là 10mA

LED
ECSATLEDCC
C
I
VVV
R


 




280

10
.
10
2.025
3

Chn R
C
=330



C
ECSATLEDCC
LEDtt
R
VVV
I



C
CESATCC
B
BESATCC
R
VV
R
VV












KR
R
B
B
35
1
8
.
4
2.440
1
2.058.05
40


C
ECSATLEDCC
B
EBSATOLCC
R

VVV
R
VVV

















 K
VVV
RVVV
R
ECsatLEDCC
COLEBsatCC
B
325,19
2,025
330)1,08,05(40)(



Luận văn tốt nghiệp Trang 8
GVHD Nguyễn Việt Hùng






+ Mà điều kiện bão hòa là: I
B
> I
cSAT









Chọn R28 = R
B
=10 k

4. Cách tính tần số quét LED
- Gọi n: số LED cần hiển thò
- Gọi : thời gian phát sáng của mỗi LED (s )

- Gọi T là chu kỳ hiển thò của n LED: T = n.  ( s )
- Gọi f : tần số quét
 = 
N
: chu

kì ngắt của mỗi LED (s )
Mối liên hệ giữa chiều dài sản phẩm (cm ) với vận tốc băng chuyền (m/s):

Đầu dò: Bắt đầu Kết thúc




 Chn R
C
=220

Vậy dòng qua led thực tế là:

mA
RR
VVV
I
CC
ECSATLEDCC
LEDtt
13
2.025












 K
x
57,12
2,025
220)2,08,05(
40
C
ECsatLEDCC
B
OLEBsatCC
R
VVV
R
VVV





)(











280
1010
22,05)(
3
LED
LEDCESATCC
C
I
VVV
R
)(
.
11
Hz
n
T
f


)(

.
11
Hz
nT
f
N


T

T
L

Luận văn tốt nghiệp Trang 9
GVHD Nguyễn Việt Hùng
-Gọi T: chu kì quét đầu dò (ms )
 Điều kiện để cho đầu dò phát hiện sản phẩm
 Chiều dài nhỏ nhất của sản phẩm:
 Vận tốc tối đa của băng chuyền:

III. KẾT NỐI KÍT VI ĐIỀU KHIỂN VỚI THIẾT BỊ NGOẠI VI:
1. Kết nối với bàn phím:
Bàn phím gồm 16 phím kết nối với kít vi điều khiển thông qua Port 1 của 8051.
Sơ đồ kết nối như sau:

P0.0
P0.1
P0.2
P0.3

8051

P0.4
P0.5
P0.6
P0.7


0 1 2 3




4 5 6 7
8 9 A B
C D E F

2
T
T
L

: Thời gian dò mức thấp (ms )

-
Gọi

)(
.10
)(
10
.
)(
10
s
m
T
d
vcm
Tv
dms
v
d
T
L
L

L

)(
10
.
cm
Tv
d
L
MIN

)(
.10
s
m
T
d
v
L
MAX


Luận văn tốt nghiệp Trang 10
GVHD Nguyễn Việt Hùng
BẢNG MÃ PHÍM


Phím Mã quét Mã Hex Phím Mã quét Mã Hex
0 00 0CH 8 08 80H
1 01 F9H 9 09 90H

2 02 A4H A 10 88H
3 03 B0H B 11 83H
4 04 99H C 12 C6H
5 05 92H D 13 A1H
6 06 82H E 14 86H
7 07 F8H F 15 8EH


2. Kết nối hiển thò:
Phần hiển thò bao gồm 8 Led 7 đoạn chung anod. Bus dữ liệu xuất ra hiển thò được
nối tới PortA của 8255
2
. Vì dòng ra tại mỗi chân các Port của 8255 chỉ có khoảng 4mA,
mà mỗi Led sáng thì phải cung cấp dòng khoảng 8 – 10mA nên phải dùng IC đệm nên
PortA của 8255 nối tới các ngõ vào A1 _ A8 của 74245, bus dữ liệu ngõ ra nối qua điện
trở hạn dòng đến các thanh của Led 7 đoạn. Với mạch giải mã chọn Led: ba ngõ vào A,
B, C của 74138 sẽ được nối tới PC5 – PC7 của 8255, chân cho phép G2 nối tới PC4 của
8255. Khi PC4 xuống mức thấp, G2 = [0], cho phép Led sáng. Bảng trạng thái chọn Led
như sau:

Ngõ vào
Cho phép Các chân lựa chọn
G1 G2 C B A
Chọn Led
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
H
H
H
H

L
L
H
H
L
L
H
H
L
H
L
H
L
H
L
H

Led 1
Led 2
Led 3
Led 4
Led 5
Led 6
Led 7
Led 8



Luận văn tốt nghiệp Trang 11

GVHD Nguyễn Việt Hùng


Tính toán điện trở trong mạch hiển thò:











Để cho một thanh led đủ sáng thì dòng điện qua nó là 10 mA, do đó để cả led 7
đoạn sáng thì dòng cung cấp cho led là: I = 7 x 10 = 70 mA. Đây cũng chính là dòng Ic
của transistor. Vậy chọn transistor loại A1266 với hệ số khuyếch đại  là 60
Vậy dòng I
B
là:

Điện trở phân cực R1 là:

Chọn R1 = 3,3 k, nhỏ hơn giá trò tính toán để dòng lớn transistor nhanh bão
hòa. Vậy dòng I
B
thực tế là:
Tính R2 (điện trở hạn dòng cho led):
Khi transistor bão hòa, điện áp V

CESAT
= 0,2 V và điện áp rơi trên led là 2V do đó:
V
R2
= Vcc – V
CESAT
– V
LED
= 5 – 0,2 – 2 = 2,8V




Chọn R2 = 270 (). Chọn R2 lớn hơn tính toán để transistor nhanh bão hoà


cc

Led


R2 :điện trở
hạn dòng

R1
Điện trở
phân cực
mA
I
I

C
B
1,1
60
70


)(90,3
1,1
7,05
1
1




 K
I
VV
I
U
R
B
BECC
B
R
mAI
B
3,1
3,3

7,05



mAI
LEDtt
1,11
10
251
2,025
3








251
7
10.60.3,1
8,2
7
3
2
2
CMAX
R
I

V
R
Vậy


Luận văn tốt nghiệp Trang 12
GVHD Nguyễn Việt Hùng
c. Kết nối mạch rơle:
Tín hiệu điều khiển rơle được lấy ra từ PortA của 8255
1
. Rơle sẽ tác động khi
đếm xong số lượng sản phẩm cài đặt trước. Ở đây chúng em giả đònh sự tác động của
rơle bằng đèn Led hiển thò. Khi led sáng tương ứng với tác động của rơle. Giống như
mạch hiển thò, tín hiệu lấy ra điều khiển rơle đïc đưa qua bộ đệm 74245 và hạn dòng
bằng điện trở.
Tính điện trở hạn dòng R:
Để cho mỗi led sáng thì dòng cung cấp cho nó là 10mA. Vậy điện trở cần gắn thêm
vào để hạn dòng cho led là:

Chọn R1 trên thực tế là 330 (). Với việc chọn R1 lớn hơn tính toán nhưng dòng
qua led giảm không đáng kể nên vẫn chấp nhận






III. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH CẢM BIẾN
1. Khối phát





 k
I
VV
R
LED
LEDCC
3,0
10
25
1
R
A

R
B



C
2 1 5

8 4

3

C
1
7

6

Ngõ ra

V
CC


Tính toán điện trở và tụ trên mạch dao động 555

Vậy dòng thực tế qua led là:

Luận văn tốt nghiệp Trang 13
GVHD Nguyễn Việt Hùng
- Dạng sóng:
















t
c
=0,69(R
A
+ R
B
).C
R
A
,R

B
ohm CF ts
t
d
=0,69R
B
C T= t
c
+ t
d
=0,69(R
A
+2R
B
).C
* Nếu chọn đơn vò RK , CF  tms ,f
0
KHz



để xung tạo ra gần như đều nhau để kích thích cho Ạ564 dẫn mạnh, làm dòng I
B
lớn
suy ra dòng qua LED lớn, tín hiệu phát ra từ LED mạnh thì bên khối đầu dò mới nhận
được tín hiệu.
2. Khối đầu dò:
Tần số dao động riêng của mạch:
- Chọn R
15

= 10K
C
10
=0,1F
2K  R  20K
vì f cho phép: 0,01Hz  f  500Khz f
0
thỏa điều kiện cho phép.
-Chọn C
8
=1F ,C
9
=2,2 F.
 
CRRT
fo
BA
2
45,11


Khz
CR
fo 1,1
1,0.10
1,11,1
1015

Chọn

2/3Vcc

1/3 Vcc
Vcc


0V
T

t
c
t
d
Điện áp ra

Điện áp trên tụ

t

t


Luận văn tốt nghiệp Trang 14
GVHD Nguyễn Việt Hùng
*Ở khối phát tia hồng ngoại:
Chọn tụ C
6
= 0,001F
Tần số của mạch thiết kế = tần số f

0
của đầu dò
Nên f = f
0
=1,1kHz
Chọn R
A
, R
B
sao cho thỏa điều kiện trên
Lấy theo giá trò thương mại suy ra:
Chọn R
B
=620K, R
A
=78K
Vì dùng R
A
là một biến trở điều chỉnh nên chọn R
A
=100K
-Transistor Q
1
: A564 chọn hệ số khuếch đại  =200
-Khi Led hồng ngoại dẫn thì V
LED
=2V
-Chọn dòng qua Led hồng ngoại khoảng 50mA (để tín hiệu phát ra mạnh vì vậy
mà khối đầu dò mới nhận được).

 Chọn R
11
= 120
 Dòng thực tế qua LED khi R
11
=120

I
Csat
==56,67mA
-Để cho Q
1
dẫn bảo hòa:

I
B
I
Csat

Mà V
Ebsat
0,8V
V
out
tại chân 3 (ngõ ra 555 )0,2V


 Chọn R
10
=10K

 
CRbRaT
fof
.2
45,11


mA
R
VVV
I
LEDECSATcc
Csat
67,56
12,0
8,6
12,0
22,09
11














 136136,0
50
22,09
11
K
I
VVV
R
CSAT
LEDECSATcc

Csat
out
SAT
EBcc
B
I
R
VVV
I 
10



 
mA
R
I

B
28335,0
200
67,562,08,09
10



 
 KR 23,28
28335,0
8
10


Luận văn tốt nghiệp Trang 15
GVHD Nguyễn Việt Hùng
* Ở khối đầu dò IC LM 324 : IC làm việc với loại nguồn đơn, chọn độ lợi
100dB.
Chọn R
14
=100K
R
13
=1K
R
12
thường từ 0K  56K, chọn R
12
=56K

C
7
=0,1F (tụ liên lạc)
c. Hoạt động của khối phát và khối đầu dò:
- Do khối phát và khối đầu dò được thiết kế: f= f
0
=1,1Khz
Trong đó f: tần số phát ra của khối phát tia hồng ngoại.
f
0:
tần số trung tâm của khối đầu dò.
Khi chưa có sản phẩm nào đi qua led hồng ngoại phát tín hiệu qua photo Q
2

,photo Q
2
nhận tín hiệu. Qua bộ khuếch đại, khuếch đại tín hiệu lớn lên để IC 567ø nhận
biết được vì ở led hồng ngoại dòng ra khoảng 56,67mA nó phát ra tín hiệu mạnh và có
khả năng truyền đi xa, khi qua photo Q
2
tín hiệu bò suy yếu nên phải khuếch đại lên.
Vì do thiết kế f=f
0
=1,1Khz tức là tần số vào phù hợp với tần số trung tâm thì
ngõ ra chân 8 ở mức thấp 0. Còn khi cho sản phẩm đi qua che led hồng ngoại thì tín
hiệu từ led hồng ngoại phát ra không truyền qua được photo Q
2
. Kết quả là tần số vào
(ff
0

=1,1Khz) khác với tần số trung tâm nên ngõ ra 8 ở mức cao 1, có xung kích tới
ngõ vào (7)  điện áp chân 8 lên mức cao
100
13
14

R
R
A
V