Tiểu luận thiết kế hệ thống đèn điều khiển giao thông

GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Lời Mở Đầu

Trong hệ thống giao thông hiện nay ở nước ta, vấn đề về an toàn giao thông và tránh ùn tắc tại các đô thị
và thành phố lớn là một trong những vấn đề hết sức cấp bách và được toàn xã hội quan tâm. Vì vậy các
phương tiện hướng dẫn giao thông đóng vai trò rất quan trọng, nó góp phần hạn chế những xung đột xảy
ra khi tham gia giao thông. Tại các đô thị thì hệ thống đèn điều khiển giao thông là rất quan trọng. Hệ
thống đèn điều khiển giao thông không những có tác dụng hạn chế những xung đột trong giao thông
thành phố mà còn là công cụ điều khiển các luồng giao thông nhằm hạn chếùn tắc - một vấn đề nan giải
tại các thành phố lớn. Vì lí do trên, chúng em quyết định chọn đề tài “Thiết kế hệ thống đèn điều khiển
giao thông”cho bài tập lớn môn học “Vi xửlý”.

LỜI CẢM ƠN

1


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Trước hết em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Thanh Phong người đã nhiệt tình giúp đỡ và
hướng dẫn cho chúng em thực hiện đề tài này

Đề tài này được hoàn thành đúng theo thời gian yêu cầu của nhà trường cũng như của khoa…và đạt
dược kết quả trên không chỉ sự nỗ lực của bản thân em mà còn có sự giúp đỡ của gia đình, sự chỉ bảo
của của thầy cô giáo và các bạn sinh viên trong lớp.

Em xin cám ơn các thầy cô giáo đã dạy chúng em, đặc biệt là các thày cô giáo trong khoa Kỹ Thuật Công
Nghệ.
Xin cám ơn các bạn sinh viên trong lớp Điện-Điện Tử đã giúp đỡ tôi rất nhiều mặt như phương tiện sách
vở và ý kiến…

Trong quá trình thực hiên đề tài này ,mặc dù em đã rất cố gắng, song cũng không tránh khỏi thiếu sót,
mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài của em thành công hơn nữa..

Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

CHÂU HOÀNG HẠNG

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Với mỗi một dân tộc, để kinh tế phát triển thì sự phát triển về khoa hoc, kỹ thuật là thật sự cần thiết
và đặc biệt quan trọng. Với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế như hiện nay, giao thông đang là một
bài toán khó đòi hỏi nhiều ngành, nhiều cấp phải quan tâm, và tìm ra các hưóng giải quyết
2. Mục đích
Mạch này điều khiển hai trụ đèn tại một ngã tư. Mục đích là để phân luồng giao thông, điều

2


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

khiển đèn đỏ sáng trong vòng 30 giây, đèn xanh sáng trong 25 giây, và đèn vàng sáng trong 5
giây. Đèn xanh, đèn vàng, và đèn đỏ của 2 trụ đèn trên 2 con đường sáng xen kẽ nhau. Đèn xanh

đèn vàng của trụ đèn bên này sáng thì đồng thời đèn đỏ của trụ đèn bên kia cũng sáng
3. Hướng khắc phục
Mô hình ứng dụng kỹ thuật xử lý ảnh để điều khiển đèn tín hiệu giao thông đạt được kết quả tin
cậy. Với độ phân giải của video ngõ vào đủ lớn và lưu lượng xe trên đường ở mức độ trung bình
thì kết quả đếm được tương đối chính xác, thời gian sáng các đèn được điều khiển hợp lý theo
yêu cầu chung là: tuyến đường nào có lưu lượng xe lưu thông lớn thì tuyến đường đó ưu tiên
sáng đèn xanh lâu hơn. Đây chính là ưu điểm lớn so với hệ thống điều khiển thời gian cố định
như hiện nay. Khi hình ảnh video rõ ràng, mô hình xử lý ảnh đã dự đoán đúng hình nền, và kết
quả dự đoán không chịu ảnh hưởng bởi cường độ sáng khác nhau ở các thời điểm khác nhau
trong ngày.
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỂN TỬ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH

1.Điện Trở
1.1.khái niệm điện trở
Điện trở là gì? Ta hiểu một cách đơn giản – Điện trở là sự cản trở của một vật dẫn điện. Nếu một vật
dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ,vật dẫn điện kém thì điện trở lớn vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn
Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào độ dài chất liệu và tiết diện của dây được tính bằng công thức sau:

R= ρ.l/S
Trong đó :
P là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu
L là chiều dài dây dẫn
S là tiết diện của dây dẫn
R là điện trở đơn vị là Ohm

1.2 Điện trở trong thiết bị điện tử.
a) Hình dáng và ký hiệu : Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ
hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số
khác nhau.

3


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Hình dạng của điện trở
trong thiết bị điện tử.

Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.

b) Cách ghi trị số của điện trở
•

Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch mầu theo một quy ước chung của thế giới
trên
•

Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như
các điện trở công xuất, điện trở sứ.

Trở sứ công xuất lớn , trị số được
ghi trực tiếp

1.3: Cách đọc trị số điện trở .

Mầu sắc
Đen

Giá trị
0

Mầu sắc
Xanh lá
4

Giá trị
5


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG
Nâu
Đỏ
Cam
Vàng

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT
1
2
3
4

Xanh lơ
Tím
Xám
Trắng
Nhũ vàng
Nhũ bạc

6
7
8
9
-1
-2

Điện
trở
thường được ký
hiệu bằng 4 vòng
mầu , điện trở
chính xác thì ký
hiệu bằng 5 vòng
mầu.
* Cách đọc trị số
điện trở 4 vòng
mầu :

Cách đọc điện trở 4
vòng mầu
•

Vòng số 4 là vòng ở
cuối luôn luôn có
mầu nhũ vàng hay
nhũ bạc, đây là
vòng chỉ sai số của
điện trở, khi đọc trị
số ta bỏ qua vòng

này.
Đối diện với vòng
cuối là vòng số 1,
tiếp theo đến vòng
số 2, số 3
Vòng số 1 và vòng số 2 là hàng chục và hàng đơn vị
Vòng số 3 là bội số của cơ số 10.
Trị số = (vòng 1)(vòng 2) x 10 ( mũ vòng 3)
5


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Có thể tính vòng số 3 là số con số không "0" thêm vào
Mầu nhũ chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3, nếu vòng số 3 là nhũ thì số mũ của cơ số 10 là số âm.
1.4 Phân loại điện trở.
•
•

Điện trở thường : Điện trở thường là các điện trở có công xuất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W
Điện trở công xuất : Là các điện trở có công xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W.

•

Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cách gọi khác của các điện trở công xuất , điện trở này có vỏ bọc sứ, khi
hoạt động chúng toả nhiệt.

Các điện trở : 2W - 1W

- 0,5W - 0,25W

Điện trở sứ hay trở nhiệt
1.5 - Công xuất của điện trở.
Khi mắc điện trở vào một đoạn mạch, bản thân điện trở tiêu thụ một công xuất P tính được theo công
thức
P = U . I = U2 / R = I2.R
Theo công thức trên ta thấy, công xuất tiêu thụ của điện trở phụ thuộc vào dòng điện đi qua điện trở
hoặc phụ thuộc vào điện áp trên hai đầu điện trở.
Công xuất tiêu thụ của điện trở là hoàn toàn tính được trước khi lắp điện trở vào mạch.
Nếu đem một điện trở có công xuất danh định nhỏ hơn công xuất nó sẽ tiêu thụ thì điện trở sẽ bị cháy.
Thông thường người ta lắp điện trở vào mạch có công xuất danh định > = 2 lần công xuất mà nó sẽ tiêu
thụ.
2. LED

6


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

viết tắt của cụm từ Light Emitting Diode, tạm dịch là Điốt phát quang. Là các điốt có khả năng
phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một bán
dẫn loại P ghép với một bán dẫn loại N. Tương tự như bóng đèn tròn dùng sợi đốt nhưng không
phải chiếu sáng bằng sợi đốt, đèn LED được coi là loại đèn tiết kiệm điện năng nhất, tạo ra hiệu
suất ánh sáng tốt nhất , tỏa nhiệt ít hơn so với các thiết bị chiếu sáng thông thường.
Sự xuất hiện của
LED:
Đèn LED ra đời từ

những năm 60 của
thế kỷ trước, được
ứng dụng để hiển thị
thời gian của đồng hồ
báo thức hay dung
lượng pin của máy
ghi hình thông qua
ánh sáng đỏ, xanh lá
cây, vàng mà chưa có
màu trắng.
Năm 1993, Công ty
Hóa chất Nichia của
Nhật Bản đã nghiên
cứu hoàn chỉnh công
nghệ chế tạo loại đèn LED cho ánh sáng trắng. Ðó là sự kết hợp giữa ánh sáng đỏ và xanh lá cây
để cho ra ánh sáng trắng. Kết quả nghiên cứu nói trên đã mở ra cơ hội mới để ứng dụng đèn LED
vào cuộc sống.
Hoạt động của LED:
- Giống như nhiều loại điốt bán dẫn khác
- Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau
(tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ
thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn
- Tùy vào từng loại LED mà điện áp phân cực thuận khác nhau. Đối với LED thường thì điện áp
phân cực thuận khoảng 1,5V đến 2,5V; còn đối với LED siêu sáng thì điện áp phân cực thuận có
thể lên tới 5V
- Khi LED hoạt động bình thường thì cường độ dòng điện từ 10mA đến 50mA
Lợi ích của LED:
- Có nhiều kích
thước, hình dáng ,
màu sắc

- Giá thành chấp
nhận được, tiết kiệm
được chi phí
- Được chế tạo từ
vật liệu polyme,
LED có độ bền cao,
dễ vận chuyển mà
7


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

không lo bị vỡ.
- LED cho nhiều ánh sáng, một số loại có tuổi thọ lên tới 70 nghìn giờ (trung bình khoảng 30000
> 50000 giờ).
- Tiết kiệm điện năng 70 đến 80% so với loại đèn thông thường
- Nhiệt năng sinh ra trong quá trình hoạt động không đáng kể
- Hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp
- Sử dụng dòng điện một chiều với hiệu điện thế nhỏ
- Thân thiện với môi trường vì không sinh ra tia cực tím, không có thủy ngân…
Ứng dụng của LED:
Đèn LED được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như trang trí, đọc sách báo, chiếu sáng, quảng cáo…
Đặc biệt là quảng cáo ngoài trời, những nơi khó thay lắp, do có tuổi thọ cao hơn nhiều lần so với
bóng đèn Neon đồng thời có nhiều màu sắc phong phú như: đỏ, xanh lá, xanh da trời, màu hổ
phách… Theo đánh giá của các nhà sản xuất, đèn LED có tiềm năng rất lớn và họ cũng xem đó là
giải pháp chiếu sáng mới trong thế kỷ 21

3.TÌM HIỂU IC 4017

Sơ đồ chân:
IC đếm thập phân 4017 có 10
ngõ ra ở mức cao.
Bộ đếm thập phân là gì?
IC 4017 có 10 ngõ ra ở mức
cao liên tục nhau như hình
dưới đây:

8


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Chỉ có một ngõ ra được kích mức cao tại một thời điểm.
Bạn có thể thấy được ra ngõ ra ÷10 output sẽ mức cao cho lượt đếm 0 > 4 và ở mức thấp khi đếm 5 > 9.
IC này rất hữu dụng khi bạn tạo những ứng dụng liên quan đến Timer, khi bạn đã quen dùng nó, bạn sẽ
nghĩ được khá nhiều ứng dụng hay đó.
Cùng khám phá IC 4017:
Đây là 1 mạch thí nghiệm để chạy 4017
Khi lắp ráp mạch chạy thực tế, bạn nên lắp từng phần, sau khi chạy thử phần đó đã chạy tốt rồi thì mới
nên lắp phần tiếp theo.
Như ở đây, mình lắp mạch tạo xung clock trước, và để đơn giản mình dùng IC 4093 có cổng NAND (Xem
datasheet 4093). Đây là mạch sau khi đã gắn trên Bread board, nếu bạn chưa biết dùng Bread – board thì

9


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

hãy xem bài viết này: Hướng dẫn sử dụng Bread-board.
Tiếp
theo
bạn
hãy
thêm IC 4017
vào, chân tạo
xung Clock
từ IC 4093 sẽ
nối vào Clock
input
của
4017. Thông
thường thì
chân RESET
và ENABLE
được
nối
đất.
Đừng
quên
cấp
nguồn cho 2 IC nhé.
Bây giờ bạn thử gắn output 0 ra 1 LED nối tiếp với 1 con trở 680 ohm.
Tiếp đến bạn
gắn thêm trở
và LED vào

output 1 và
2. Đừng tháo
nguồn cung
cấp ra nhé,
như vậy bạn
mới
thấy
được là LED
sẽ sáng ở
mối nối mới
khi đến lượt
mức cao của
nó.
Nối thêm cho đủ 10 output,
nếu Bread-board không đủ
thì có thể gắn thêm, bạn để
ý ở chiều rộng Bread-board
có 2 cái khấc để kết nối

10


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

nhiều Bread-board.
Bạn có thể tham khảo cách sắp xếp linh kiện ở hình dưới đây.

Điều chỉnh bộ đếm:

Bây giờ thay đổi mạch 1
chút, 2 chân RESET và
ENABLE nối xuống đất
qua trở 10k ohm. Ban
đầu, trạng thái của mạch
không thay đổi. Bạn hãy
tạo 2 dây nối rời ở 2 chân
đó ra ngoài rồi tiếp tục
làm theo hướng dẫn.

11


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Điều gì sẽ xảy ra khi bạn nối chân RESET vào +9V? IC sẽ quay lại đếm từ 0 và LED ở output 0 sẽ sáng. Mặc
dù xung CLOCK vẫn kích nhưng mạch đếm của bạn sẽ dừng lại.
Thử nối chân RESET vào output 5 (chân 1) của 4017. Mạch đến sẽ bắt đầu lại nhưng không phải tất cả các
output được kích. Các LED của các output 0 đến 4 sẽ chạy như trước. Và bạn sẽ không thấy điều gì xảy ra
tại output 5, bởi vì khi mức cao xuất hiện ở output 5 thì lập tức chân RESET được kích hoạt, và mạch sẽ
chạy lại từ 0.
Như vậy bạn có thể rút ngắn bộ đếm theo ý muốn của mình.
Bây giờ hãy rút chân RESET ra, đặt lại như cũ, để mạch đếm chạy như lúc đầu. Và hãy xem nào, đều gì sẽ
xảy ra khi bạn nối chân ENABLE lên +9V? Bộ đếm sẽ dừng lại, nhưng mà LED cuối cùng vẫn sáng. Mạch
đếm sẽ dừng lại bất cứ khi nào chân ENABLE ở mức cao.
Bạn gắn chân ENABLE vào output 7 (chân 6) của 4017. Mạch đếm sẽ chạy và dừng lại khi đến 7. Bây giờ
bạn thử gắn chân RESET vào +9V. IC 4017 sẽ trở về 0 và bắt đầu đếm lên, dừng lại lần nữa khi đếm 7.
12

GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Đếm liên tục theo quy định trước:
Bạn có thể dùng 4017 để điều khiển những sự kiện liên tục xảy ra, ví dụ như đèn giao thông.
VD bạn làm mạch điện có 3 đèn tín hiệu và sẽ sáng theo quy định:
Đây là mạch nguyên
lý:

4.Tìm hiểu về vi mạch IC 555
Thứ năm, 08 Tháng 7 2010 13:37 Quản trị viên

IC thời gian 555 được du nhập vào những năm 1971 bằng công ty Signetics
Corporation bằng 2 dòng sản phẩm SE555/NE555 và được gọi là máy thời gian
và cũng là loại có đầu tiên. Nó cung cấp cho các nhà thiết kế mạch điện tử với
chi phí tương đối rẻ, ổn định và những mạch tổ hợp cho những ứng dụng cho
đơn ổn và không ổn định.
Từ đó thiết bị này được làm ra với tính thương mại hóa. 10 năm qua một số
nhà sản suất ngừng sản suất loại IC này bởi vì sự cạnh tranh và những lý do
khác. Tuy thế những công ty khác lại sản suất ra những dòng này. IC 555 hiện
nay được sử dụng khá phổ biến ở các mạch tạo xung, đóng cắt hay là những

13


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

mạch dao động khác.

4.1 Thông số
+ Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555, NE7555..)
+ Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA
+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V
+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V
+ Công suất tiêu thụ (max) 600mW
4.2 Chức năng của 555
+ Tạo xung
+ Điều chế được độ rộng xung (PWM)
+ Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại)
...
4.3 Bố trí chân và sơ đồ nguyên lý
Hình dạng của 555
ở trong hình 1 và
hình 2. Loại 8 chân
hình tròn và loại 8
chân hình vuông.
Nhưng
ở
thị
trường Việt Nam
chủ yếu là loại chân vuông.

14

GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Nhìn trên hình 3 ta thấy cấu trúc của 555 nó tương đương với hơn 20 transitor , 15 điện trở và 2 diode và
còn phụ thuộc vào nhà sản xuất. Trong mạch tương đương trên có : đầu vào kích thích , khối so sánh,
khối điều khiển chức năng hay công suất đầu ra.Một số đặc tính nữa của 555 là : Điện áp cung cấp nằm
giữa trong khoảng từ 3V đến 18V, dòng cung cấp từ 3 đến 6 mA.
Dòng điện ngưỡng xác định bằng giá trị lớn nhất của R + R . Để điện áp 15V thì điện trở của R + R .phải là
20M
Tất cả các IC thời gian đều cần 1 tụ điện ngoài để tạo ra 1 thời gian đóng cắt của xung đầu ra. Nó là một
chu kì hữu hạn để cho tụ điện (C) nạp điện hay phòng điện thông qua một điện trở R. Thời gian này được
xác định thông qua điện trở R và tụ điện C

Đường cong nạp của
tụ điện

15


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Mạch nạp RC cơ bản như
trên hình 4. Giả sử tụ
ban đầu phóng điện. Khi
mà đóng công tắc thì tụ
điện bắt đầu nạp thông
qua điện trở. Điện áp

qua tụ điện từ giá trị 0
lên đến giá trị định mức
vào tụ. Đường cong nạp
được thể hiện qua hình
4A.Thời gian đó nó để
cho tụ điện nạp đến
63.2% điện áp cung cấp
và hiểu thời gian này là 1
hằng số. Giá trị thời gian
đó có thể tính bằng công thức đơn giản sau:
t = R.C
4.4 Chức năng từng chân:

IC NE555 N gồm có
8 chân
+ Chân số 1(GND):
cho nối GND để lấy
dòng cấp cho IC hay
chân còn gọi là
chân chung.
+
Chân
số
2(TRIGGER): Đây là
chân đầu vào thấp
hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây
dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc.
+ Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng thái của tín hiệu ra được xác
định theo mức 0 và 1. 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần bằng Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0
tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35

->0.75V) .
+ Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp. Còn
khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong
mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này lên VCC.
+ Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp
ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND. Chân này có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm

16


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này
lọc nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn được ổn định.
+ Chân số 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng
như 1 chân chốt.
+ Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều khiển bỡi tầng logic của
chân 3 .Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho
1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .
+ Chân số 8 (Vcc): Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động. Không có
chân này coi như IC chết. Nó được cấp điện áp từ 2V -->18V (Tùy từng loại 555 nhé thấp nhất là con
NE7555)
Nguyên lý hoạt động
Ở trên mạch trên H: mức
cao và gần bằng Vcc; L là
mức thấp và bằng 0V. Sử
dụng FF - RS
Khi S = [1] thì Q = [1] và =

Q- = [ 0].
Sau đó, khi S = [0] thì Q =
[1] và =Q- = [0].
Khi R = [1] thì = [1] và Q =
[0].
Khi S = [1] thì Q = [1] và
khi R = [1] thì Q = [0] bởi
vì Q-= [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không
vượt quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.
Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C.
* Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3:
- Lúc này V+1(V+ của Opamp1) > V-1. Do đó O1 (ngõ ra của Opamp1) có mức logic 1(H).
- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0(L).
- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.
- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.
- /Q = 0 --> Transistor hồi tiếp không dẫn.
* Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.
- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.
- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0).
- Transistor vẫn ko dẫn !
* Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.
- V+2 > V-2. Do đó O2 = 1.
- R = 1, S = 0 --> Q=0, /Q = 1.
- Q = 0 --> Ngõ ra đảo trạng thái = 0.
- /Q = 1 --> Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V !
- Tụ C xả qua Rb. Với thời hằng Rb.C
17

GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

- Điện áp trên tụ C giảm xuống do tụ C xả, làm cho điện áp tụ C
nhảy xuống dưới 2Vcc/3.
* Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 --> Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.
- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.
- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1).
- Transistor vẫn dẫn !
* Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3:
- Lúc này V+1 > V-1. Do đó O1 = 1.
- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0.
- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.
- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.
- /Q = 0 --> Transistor không dẫn -> chân 7 không = 0V nữa và tụ C lại được nạp điện với điện áp ban đầu
là Vcc/3.
==>Tóm lại:
Trong quá trình hoạt động bình thường của 555, điện áp trên tụ C chỉ dao động quanh điện áp Vcc/3 ->
2Vcc/3. (Xem dường đặc tính tụ điện phóng nạp ở trên)
- Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3, và kết thúc nạp ở thời điểm điện áp trên C
bằng 2Vcc/3.Nạp điện với thời hằng là (Ra+Rb)C.
- Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu là 2Vcc/3, và kết thúc xả ở thời điểm điện áp trên C bằng
Vcc/3. Xả điện với thời hằng là Rb.C.
- Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện, mức 0 là xả điện.
4.5 Tính tần số điều chế độ rộng xung của 555

Nhìn vào sơ đồ mạch

trên ta có công thức
tính tần số , độ rộng
xung.
+ Tần số của tín hiệu
đầu ra là
f = 1/(ln2.C.(R1 +
2R2))
+ Chu kì của tín hiệu
đầu ra : t = 1/f
+ Thời gian xung ở
mức H (1) trong một
chu kì
t1 = ln2 .(R1 + R2).C
+ Thời gian xung ở
mức L (0) trong 1
chu kì
t2 = ln2.R2.C
Như vậy trên là công
thức tổng quát của
18


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

555. Tôi lấy 1 ví dụ nhỏ là : để tạo được xung dao động là f = 1.5Hz . Đầu tiên tôi cứ chọn hai giá trị đặc
trưng là R1 và C2 sau đó ta tính được R1. Theo cách tính toán trên thì ta chọn : C = 10nF, R1 =33k --> R2 =
33k (Tính toán theo công thức)
4.6 Một số mạch ứng dụng dùng 555

 Mạch báo động dùng SCR

 Trigger






Âm thanh dùng 2 IC 555

CHUONG
2:
MẠCH THIẾT
KẾ VÀ SẢN
PHẨM

1. MẠCH THIẾT KẾ

19


GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

2.SẢN PHẨM

20

GVHD: NGUYỄN THANH PHONG

SVTH: PHẠM VĂN NHẤT

Tài liệu tham khảo
V.
S.
Tung's
Blog:
/>Điện
tử
Việt
Nam
:
PIC Việt Nam : Học AVR :
Tài liệu hướng dẫn làm bài tập lớn của khoa. Page 1

21