Mạch đèn led sáng dần lên và tắt dần

MỤC LỤC
Mục lục……………………………………………………………………………………………2
Lời mở đầu……………………………………………………………………………………….3
Lời cảm ơn…………….……………………………………………………………….4
Nhận xét của giáo viên ……………..………………………………………………….5
PHẦN I:GIỚI THIỆU LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH
1.Điện trở………………….……………………………………………………………6
2.Tụ điện………………………………………………………………………………..6
3.IC LM555………………………..…………………………………………………...6
4.IC 74HC04………………………...…………………………………………………6
5.IC 74HC164…………………………………………………………………….……7
PHẦN II:VẼ MẠCH VÀ NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ MẠCH IN
1.Vẽ mạch nguyên lý trên Orcad Capture……….…………………………………...8
1.1. Nguyên lý hoạt động của mạch………….………….……………………...8
1.2. Vào chương trình vẽ mạch nguyên lý……………….……………………..9
1.3. Chọn thư viện và lấy linh kiện………….…..…………………………….11
1.4. Sắp xếp linh kiện và vẽ mạch nguyên lý…………………..……………...12
1.5.Kiểm tra lỗi và chuyển sang layout………….………...…………………..13
2. Vẽ mạch nguyên lý trên Orcad Layout Plus …………………………...………...14
2.1.Vào chương trình vẽ mạch in…………………...…….….………………..14
2.2. Chọn chân cho linh kiện và sắp xếp linh kiện…………………...……….16
2.3.Xây dựng các thiết lập cho mạch in…………………….…………………19
2.4.Đi dây và hoàn thiện mạch in………………….………...………………...21
2.5.Phủ đồng và dán nhãn cho mạch in……………….…….…………………22
PHẦN III:KẾT QUẢ VÀ HẠN CHẾ
1.Kết quả…….....……………………………………...………………………………24
2.Hạn chế..….………………………………………..………………………………..24

Page 2

LỜI MỞ ĐẦU
Thế giới xung quanh chúng ta không ngừng vận động và phát triển, các lĩnh vực
khoa học kĩ thuật có sức sáng tạo và phát triển nhanh chóng, trong đó cũng không thể
bỏ qua ngành điện tử.
Thế hệ trẻ chúng ta cần phải học hỏi, nắm bắt những thành tựu đó của thế giới,
nếu chúng ta không học hỏi thì chúng ta sẽ nhanh chóng rơi vào lạc hậu và bị đẩy lùi
về sau của thời đại công nghệ. Nhìn ra vấn đề đó “Trường Đại Học Công Nghiệp Hà
Nội” đã đào tạo sâu rộng,từ thấp đến cao. Cập nhận chương trình giảng dạy để sinh
viên luôn nắm bắt được những kiến thức tốt nhất đáp ứng cho nhu cầu học tập và xã
hội. những môn điện tử đã được ứng dụng rất nhiều.
Ocard là sản phẩm ứng dụng của hãng cadence(portlan).Thiết kế nhờ sự giúp đỡ
của máy tính. Chức năng của nó cũng giống như các phần mềm vẽ mạch thông dụng
khác như: Protell, Wordben, Circuit Maker.... so với các phần mềm ocard được coi là
phần mềm đa năng hơn hẳn các phần mềm khác vì nó có cả chức năng mô phỏng ,vẽ
mạch nguyên lý ,PCB… nên phần mềm này được sử dụng rất nhiều . Với một kho thư
viện nguyên lý và PCB khá là đầy đủ.
Và để tăng cường chất lượng học tập cho sinh viên, khoa điện tử của trường đã tổ
chức cho sinh viên làm các đồ án môn học: thiết kế mạch điện tử, nhằm tạo nền tảng
vững chắc,nắm vững kiến thức lí thuyết cũng như thực hành cho sinh viên,để hiểu rõ
và đi sâu vào lĩnh vực mình đang theo học. Và để hiểu sâu hơn nhóm chúng em xin
chọn đề tài : “Mạch đèn led sáng dần lên và tắt dần”

Page 3


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và thực hiện đề tài chúng em xin chân thành cảm ơn sự
chỉ bảo tận tình, hướng dẫn của thầy Trần Quang Việt, giáo viên khoa điện tử trường
Đại Học Công Nghiệp Hà Nội đã hướng dẫn chúng em về kiến thức,cùng những
kinh nghiệm quý báu của thầy, giúp chúng em hiểu và có thể sử dụng và làm thành

thạo mạch in bằng phần mềm Orcad 9.2,nhờ đó chúng em rút ra được nhiều kinh
nghiệm và hoàn thành tốt được môn học này.

Page 4


Nhận xét của giáo viên :
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
…………………………………………………………………………………………...
Chúng em xin chân thành cảm ơn !.
Hà Nội, ngày ....... tháng ....... năm 2012
Page 5


PHẦN I: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH
1. Điện trở
Điện trở là một linh kiện có tính cản trở dòng điện và làm một số chức năng khác
tùy vào vị trí trong mạch

2. Tụ điện
Tụ điện là linh kiện có khả năng tích điện. Tụ điện cách điện với dòng một chiều và
cho dòng điện xoay chiều truyền qua.

3. IC LM555
IC LM 555 là loại IC dùng để tạo ra xung nhịp,cấp cho các IC khác hoạt động được
lấy ra ở chân số 3.Tần số xung nhịp lấy ra của IC 555 phụ thuộc vào trở vào tụ của
mạch,lắp bên ngoài của IC

Page 6


4. IC 74HC04
Cổng NOT hay còn gọi là cổng đảo(inverter), dùng để thực hiện hàm Y= X (X=A
đảo).Trong mạch chúng ta sắp nghiên cứu,nó giúp đảo trạng thái,làm lên hiệu ứng
sáng dần lên,tắt dần đi liên tục

5. IC 74HC164
IC 74HC164:Là loại IC đếm tuần tự các trạng thái đã có của nó, khi ta cấp nguồn và
xung điều khiển.

Page 7


PHẦN II: VẼ MẠCH NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ MẠCH IN
1. Vẽ mạch nguyên lý với ORCAD CAPTURE
1.1. Nguyên lý hoạt động của mạch
Khi cấp nguồn cho mạch,xung được tạo ra từ mạch tạo xung lấy ra ở chân số 3 của IC
Lm 555.Xung lấy ra cấp cho hai IC 74HC164,

đếm tuần tự từ Led

thứ nhất tới Led thứ 16. Khi các Led đã sáng hết IC 74HC04
được đảo trạng thái làm các Led tắt dần đi theo thứ tự,từ Led
sáng đầu tiên tới Led sáng cuối cùng.Các trạng thái sẽ được
lặp lại cho tới khi ta không cấp nguồn cho mạch nữa.

Linh kiện của mạch gồm có:
- IC Lm 555 : 1 con
- IC Lm 74164: 2 con
- IC 74HC04 : 1 con
- Điện trở các loại : 47KΩ,1KΩ,220Ω(3 con )
- Led hiển thị: 16 con
- Nguồn :1 con
1. 2. Vào chương trình vẽ mạch nguyên lý
Page 8

Chọn Start Program → OCARD 9.2 → CAPTURE CIS

Sau khi xuất hiện cửa sổ

ORCAD CAPTURE chọn File NewProject

Khi cửa sổ New project xuất hiện ,tại mục name gõ tên File ví dụ: mạch 74164,
chọn mục Schematic, tại mục Location khai báo thư mục để chứa bản vẽ tạo ra, sau
đó nhấn OK xuất hiện màn hình chuẩn bị vẽ như hình bên.
Page 9


Để vẽ được mạch nguyên lý trên, cần tìm hiểu các công cụ vẽ cùng với các
phím tắt thường dùng, trên thanh công cụ nằm bên phải màn hình.
Select:Dùng để chọn các đối tượng
Place part:Dùng để chọn linh kiện(Phím P)
Place wire:Dùng để nối dây(Phím w)
Place netalias:Dùng để đánh dấu các vị trí đặc biệt
Place bus:Vẽ đường bus
Place juncton:Tạo điểm nối(Phím J)
Place bus entry:Tạo dây nối với bus
Place power:Lấy nguồn (Phím F)
Place ground:Lấy điểm đất (Phím G)
Place text:Thêm các dòng văn bản vào bản vẽ

Page 10


Phím R: Quay linh kiện đã được chọn

Phím H và V: Lật linh kiện qua trục hoành và trục tung
Phím I và O: Phóng to, thu nhỏ bản vẽ
CTRL+S:Lưu bản vẽ
Nhấp phím F và G để lấy nguồn
và mas
Để chọn kích thước bản vẽ chon
Option → Schematic → Pace, xuất hiện
cửa sổ để chọn khổ giấy.
Chọn kích thước theo Milimeters và
chọn khổ giấy theo kích thước A3,
bấm OK.
1.3.Chọn thư viện và lấy linh kiện

Để lấy linh kiện, nhấp chọn biểu
tượng Place Part trên thanh công cụ (hoặc
nhấp Phím P trên bàn phím)

Page 11


Cửa sổ Place part xuất hiện, nhấp vào mục Add library để thêm các thư viện,
trong bài này cần các thư viện Discrete, Connector, Capsym, Misclinear, Gate,
Shiftregistes.
Để lấy điện trở R, nhấp Place part nhập từ RESISTOR, nhấp OK trở về màn
làm việc chính.
Làm tương tự với các linh kiện
còn lại:Lm555, 74164, CAP, LED,
CON2, lm7404.

Ta thống kê được trong bảng

sau:
Tên linh kiện
Libraries
Part
IC 555
Misclinear
LM555
IC 74164
Shiftregistes
74HC164
IC 7404
Gate
HD74HC04
Tụ phân cực
Discrete
Cap
Điện trở
Discrete
Resistor
Đèn LED
Discrete
Led
Nguồn J1
Connector
Con2
Một số linh kiện, chân bị ẩn hoặc ở vị trí không mong muốn, ta nhấp và linh kiện,
chọn Edit Part, trong hộp thoại này giúp bạn chỉnh sửa thông số của linh kiện.
Hình dạng chân của nó trong cửa sổ Shape, trong cửa sổ này chân được lựa chọn
là zero length chính vì vậy ta chọn Line (short), sau đó nhấp vào ô Pin Visible. Nhấp
OK → Update

Page 12


4.Sắp xếp linh kiện và vẽ mạch nguyên lý
Sau khi chọn hết linh kiện ta đưa ra màn hình và sắp xếp như hình vẽ.

Nhấp Place Wire (hoặc Phim W) để nối dây các linh kiện. Sau khi nối dây ta
được mạch như hình bên dưới.

Page 13


1.5. Kiểm tra lỗi và chuyển sang layout

Page 14


Để kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý ,nhấp chuột vào Project Manager, xuất hiện cửa
sổ làm việc như hình vẽ.
Tại khung bên trái chọn trang PAGE1, sau đó nhấp chuột vào biểu tượng Design
rules check trên thanh công cụ để kiểm tra.
Hộp thoại Design rules check xuất hiện, nhấp chuột chọn OK để kiểm tra.
Không thấy thông báo gì là mạch không có lỗi.

Sau khi bản vẽ không có lỗi tiếp tục tạo tập tin Nestlish, nhấp chuột vào biểu
tượng Create netlist trên thanh công cụ.
Tại hộp thoại Create netlist,nhấp chuột vào layout. Nhấp Browse tại khung
Netlist File để chọn đường dẫn lưu tập tin và nhấp OK.
2. THIẾT KẾ MẠCH IN BẰNG LAYOUT

2.1. Vào chương trình vẽ mạch in bằng Layout Plus
Để chuyển sang chế độ thiết kế mạch in bằng cách chọn Start Program →
Orcad 9.2 → Layout Plus.

Page 15


Màn hình thiết kế mạch in xuất hiện,chọn File New để mở một file mới

Cửa

sổ

Load

Template

File,chọn DEFAULT.TCH ,sau đó
nhấp OPEN.

Page 16


Xuất hiện cửa sổ Load Netlist Source.Trong khung file name chọn file
mach74164.MNL,sau đó nhấp OPEN.
Sau khi saveFile xuất hiện nơi mà ta lưu bản layout ta chọn save như hình vẽ:

2.2. Chọn chân cho linh kiện và sắp xếp linh kiện
Khi save thì hộp thoại

Link

Footprint to component xuất hiện có
thông báo là không tìm thấy chân mạch
in của U1 có tên là LM555_4, vì thế để
tìm chân cho linh kiện này bằng cách
nhấp đúp chuột vào nút nút link existing
footprint to component...

Page 17


Trong mục Libraries chọn DIP100T, trong mục Pootpints ta chọn chân mạch in
như hình bên.
Việc chọn chân linh kiện rất mất nhiều thời gian và không đảm bảo được độ
chính xác khi ta làm mạch in sau này, vì thế
mà ta có thể add thêm một số thư viện chuẩn
được tạo sẵn và đưa từ bên ngoài vào. Add
thêm thư viện mới bằng cách click Add trong
mục Libraries.
Xuất hiện của sổ Add Libraries như hình
bên. Trong mục File name ta chọn tất cả các
thư viện mà ta định đưa vào như hình bên dưới,
sau đó nhấp Open và tiếp tục công việc.

Sau khi Add thêm thư viện và chọn chân linh kiện tương ứng,trên màn hình của
chương trình layout xuất hiện toàn bộ chân linh kiện và dây nối liên quan giữa chúng
như hình dưới
Page 18

Sau khi chọn hết chân linh kiện xong, nhưng một số linh kiện có chân không phù
hợp với thực tế. Vì thế ta phải tiến hành chọn lại chân linh kiện. Để chọn lại chân cho
linh kiện nào, nhấp chuột vào linh kiện đó. Xuất hiện hộp thoại Edit Component,
chọn Footprint, sau đó chọn chân cắm phù hợp với linh kiện. Ví dụ IC 74164

Page 19


Để tiến hành sắp xếp các linh kiện vào vị trí trên mạch như mình mong muốn, ta
chọn Component tool, đồng thời dùng phím R để xoay linh kiện. Sau khi sắp xếp ta
được vị trí các linh kiện trên mạch như hình bên dưới.

Sau đó ta có thể ấn phím M, các đường dây nối các linh kiện sẽ đượi tối
ưu,mạch của chúng ta sẽ thoáng hơn trước.
2.3. Xây dựng các thiết lập cho mạch in
Để

chọn

lớp

mạch

in, nhấp vào biểu tượng View

Spreadsheet→Strategy→Route Layer

Xuất hiện hộp thoại Route Layer, tại mục Enabled nhấn giữ phím Ctrl nhấp
chọn các các lớp không vẽ mạch in. Sau đó nhấp chuột phải và chọn lệnh

Properties… (Ctrl+E) như hình dưới.

Page 20


Page 21


Hộp thoại Edit Layer Strategy
xuất hiện, nhấp bỏ chọn tại khung phía
trước mục Routing Enabled sau đó nhấp
OK để chuyển tất cả các ô Yes thành No.
Để thay đổi đơn vị các kích thước
nhấp

chuột

vào

Opitions→System

Settings trên thanh công cụ, hộp thoại
Sytem Settings xuất hiện. Trong hộp thoại
Sytem Settings ta nhấp chuột chọn đơn vị là Milimeters(mm). Nhấp OK để hoàn tất.

Sau khi thay đổi đơn vị đo của bản vẽ,để thiết lập độ rộng đường mạch, trên
thanh công cụ chọn Tool→Net→Select From Spreadsheet.
Cửa sổ Nets bôi đen cột
With Min Con Max sau đó nhấp
chuột

phải

chọn

Properties

(Ctrl+E). Hộp thoại Edit net xuất
hiện, tại mục Min Width, Conn
Width và Max Width, nhập các giá
trị lần lượt là 0.65, 0.70, 0.75 đơn
vị là Milimeter.
Page 22


Ta được như hình dưới:

Để thiết lập những khoảng cách cho pad, tracks và vias chọn Spreedsheet→
Strategy→ Route Spacing rồi điền các giá trị tương ứng như sau:

2.4. Đi dây và hoàn thiện mạch in
Sau khi hoàn thành các thiết lập, nhấp chuột vào Auto→AutoRoute→Board để
đi dây tự động. Sau khi việc chạy mạch hoàn tất ta được mạch như hình sau:

Page 23


Sau

đó sử dụng công cụ Edit Segment Mode trên thanh

công, đồng thời sử dụng phím E để tạo thêm lỗ (via) để chỉnh sửa
đường mạch mà đi jumper mạch bằng tay. Kết thúc đi dây và
chỉnh sửa ta có mạch in như hình sau:

2.5.Phủ đồng và dán nhãn cho mạch in
Page 24


Để đặt nhãn cho mạch in, nhấp chuột vào biểu tượng Text Tool trên thanh công
cụ, nhấp chuột phải vào mạch in chọn New. Hộp thoại Text Edit xuất hiện
Tại khung Text String nhập tên cần đặt cho mạch và nhấp OK.
Để phủ đồng cho mạch chọn
công cụ ObstacleTool. Vẽ khung bao
lấy mạch, sau đó nhấp chuột vào
khung chọn Properties (Ctrl+E).
Hộp thoại Edit Obstacle xuất hiện
như hình.
Tại mục Obstacle Type chọn
Copper pour.
Tại mục Obstacle Layer chọn
lớp mạch in để phủ là lớp TOP.
Tại mục Net Attachment chọn
GND là phần cần phủ đồng.
Sau khi chọn các mục như
hình,nhấp OK → End Command để
hoàn thành việc phủ đồng.

Sau khi hoàn thành các thao tác ta có mạch in như hình vẽ

Page 25


Page 26