Mạch Chuyển Đổi ADC Dùng IC 0804 hiển thị 8 led.

ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC II
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ADC

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: LÝ VĂN ĐẠT
SINH VIÊN THỰC HIỆN NGUYỄN VĂN HƯỞNG
NGUYỄN TÁ HIỀN
LỚP

: 112152.A

1


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

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

..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
Hưng Yên, Ngày.....Tháng....Năm 2016
Giảng viên hướng dẫn

2


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học
MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................................................6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI..................................................................................................................7

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT....................................................................................................................8
-Chân số 3(outpt): ngõ ra trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức áp cao (gần bằng mức áp chân 8) và
thấp (gần bằng mức áp chân số 1 )...........................................................................................................16
-Chân số 5: dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng điện
trở ngoài cho nối mass.Tuy nhiên hầu hết các mạch điện chân số 5 nối qua 1 tụ không phân cực
0.01uf-0,1uf, các tụ có tác dụng lọc bỏ.....................................................................................................17
-Chân số 6: là ngõ và cưa 1 tầng so áp khác .mức áp chuẩn là Vcc/3......................................................17
-Chân số 7: có thể xem như là một khóa điện và chịu điều khiển bởi tầng logic .khi chân số 3 ở mức áp
thấp thì khóa này đóng lại ,ngược lại thì nó mở ra .chân số 7 tự nạp xả điện cho mach R –C như 1 tầng
dao động....................................................................................................................................................17
CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH..............................................................................................30
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI........................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................................43

BẢNG NHẬN XÉT
QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN BÀI TẬP, TIỂU LUẬN
I.NHỮNG THÔNG TIN CHUNG
1. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hưởng
Nguyễn Tá Hiền
2. Lớp:

ĐTCN-K13.2A

3.Tên đề tài
Nghiên cứu, chế tạo mạch chuyển đổi ADC dùng IC0804 hiển thị 8 led.
4.Thời gian thực hiện : từ ngày / /2016 đến ngày
/
/ 2016
II. NHẬN XÉT QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.
1. Tinh thần thần thái độ làm việc của học viên:................................................

.............................................................................................................................
2.Chấp hành nội dung của bài tập được duyệt:.....................................................

3


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

.............................................................................................................................
3.Số lượng và chất lượng số liệu thu thập được:..................................................
.............................................................................................................................
4. Tình hình xử lý,phan tích sồ liệu ,giải quyết vấn đề của học viên: .................
.............................................................................................................................
5. Giải pháp và đề xuất của học viên: ..................................................................
............................................................................................................................
6. Đánh giá chung

Điểm chấm
(thang điểm 10)

Hưng Yên, ngày … tháng … năm 2016
Người hướng dẫn
(ký ,ghi rõ họ tên)

4

ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học
ĐỒ ÁN MÔN
(Mạch và thiết bị điện,điện tử)

Sinh viên thực hiện:

Lớp:

Nguyễn Văn Hưởng
Nguyễn Tá Hiền
ĐTCN-K13.2A

1.Tên đề tài:
Mạch Chuyển Đổi ADC Dùng IC 0804 hiển thị 8 led.
2. Số liệu cho trước:
Nguồn cấp 5v DC
Hiển thị 8 led
3. Nội dung cần hoàn thành:
Thiết kế, chế tạo mô hình .
Sản phẩm đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật.
Quyển thuyết minh đề tài, các bản vẽ, sơ đồ, … mô tả đầy đủ nội dung đề tài.
Giáo viên hướng dẫn

Ngày giao đề tài:
Ngày hoàn thành:

/ /2016.

/ /2016.

Chủ tịch hội đồng

5


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học
LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật,kỹ thuật
điện tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực
khoa học kỹ thuật,quản lý, tự động hóa...do đó chúng ta phải nắm bắt và vận
dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển của khoa học kỹ
thuật thế giới nói chung và sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng.
Xuất phát từ những đợt đi thực hành ,thăm quan các xí nghiệp sản xuất và
các nhà máy,và trong cuộc sống.Chúng em đã thấy được nhiều khâu tự động hóa
trong quá trình sản xuất,sinh hoạt.Một trong những khâu đơn giản trong dây
chuyền sản xuất tự động hóa đó là chuyển đổi dạng tín hiệu tương tự sang dạng
số.
Chúng em là những sinh viên năm thứ 2 của trường ĐH SPKT Hưng
Yên.Từ những điều đã được thấy đó và những kiến thức đã được thầy cô dạy
bảo,tìm tòi học hỏi trong thực tế...chúng em muốn làm một điều gì đó để góp
phần đơn giản hóa công nghệ,đồng thời đảm bảo độ chính xác cao.Nên chúng
em quyết định thiết kế một mạch ADC vì nó rất gần gũi với thực tế đồng thời
cũng là một lần chúng em thực tập,vận dụng kiến thức đã được học để thiết kế
và chế tạo ra một sản phẩm có thể được đem ứng dụng rộng rãi,đóng góp một

phần nhỏ cho xã hội.
Dưới sự hướng dẫn của thầy Lý Văn Đạt nhóm sinh viên chúng em thực
hiện đề tài: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch ADC. Trong quá trình hoàn
thành đề tài này chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô trong khoa Điện –
Điện tử và đặc biệt là thầy Lý Văn Đạt đã giúp đỡ chúng em. Do thời gian hoàn
thành và kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót
và chưa hợp lý, chúng em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và
bạn bè để đề tài này được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin trân thành cám ơn.

6


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1: Giới thiệu chung
Từ những thực tế tại các nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản
xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình
sản xuất. Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền tự động hóa đó
là số lượng xe vào, ra trong gara được đếm một cách tự động. Tuy nhiên đối
với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa
được áp dụng trong mà vẫn còn 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 suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo
được độ chính xác cao. Đối với các nơi có nhiều dịch vụ tiện ích cho con

người như các xe bus , cửa hàng... . Vậy nên chúng em quyết định thiết kế:
Nghiên cứu, chế tạo mạch chuyển đổi ADC dùng IC0804
1.2: Ý tưởng thực hiện.
Trong thời đại hiện nay,dưới sự bùng nổ và phát triển của công nghệ. Đặc
biệt là ngành công nghệ điện tử kỹ thuật số thì những mạch ứng dụng vào thực
tế càng nhiều. Các thiết bị điện tử số dù đơn giản hay là hiện đại đến đâu đi nữa
thì đều hướng tới sự tiện lợi cho người sử dụng. Trước những yêu cầu đòi hỏi
cấp thiết của cuộc sống. Nhóm đồ án chúng em đã bắt tay vào tìm hiểu và thiết
kế “mạch chuyển đổi ADC dùng IC0804” .
Dưới sự hướng dẫn của thầy LÝ VĂN ĐẠT và các thầy cô giáo trong khoa
đã giúp đỡ chúng em thực hiện ý tưởng
1.3: Ứng dụng của mạch
Điều khiển động cơ, đồ điện tử, máy móc thiết bị trong công nghiệp và ứng
dụng rộng dãi trong đời sống xã hội.

7


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1: Giới thiệu linh kiện sử dụng trong mạch
2.1.1: Điện trở
** Khái niệm, ký hiệu điện trở:
Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động, có khả năng cản trở dòng điện, tạo sự
sụt áp.
Ký hiệu điện trở: R (Resistor)

+ Điện trở được xá định bằng biểu thức:
R=

U
I

+ Đơn vị tính:
ohm (Ω).
( 1Ω = 10-3 KΩ = 10-6 MΩ)
+ Điện trở được chia làm 2 loại đó là điện trở cố định và điện trở biến đổi

R

A, General resistor

B, Variable resistor

C, Preset resistor

Hình 2.1: Ký hiệu điện trở
A, điện trở thông dụng B, biến trở (chiết áp) C, biến trở (hiệu chỉnh)
** Các thông số cơ bản của điện trở.
Giá trị của điện trở phụ thuộc vào vật liệu, kích thước, và độ dài của điện trở.
Bên cạnh giá trị của điện trở và sự sai lệch cho phép với các giá trị tiêu chuẩn, là
đặc tính cần thiết bao gồm khả năng chịu tải và hệ số nhiệt độ.
** Giá trị giới hạn
Các giá trị giới hạn đưa ra bởi các nhà sản xuất là các giá trị, nếu vượt quá có
thể làm thay đổi tham số của linh kiện hoặc thậm chí phá hỏng linh kiện. Các giá
trị giới hạn này không được vượt quá. Các giá trị giới hạn này gồm có:
+ công suất cực đại cho phép Pmax

+ điện áp làm việc cực đại cho phép Umax
+ nhiệt độ cực đại cho phép.

8


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

** Phân loại điện trở
-Phân loại theo cấu tạo có 3 loại:
+ Than ép: loại này có công suất < 3W và hoạt động ở tần số thấp
+ Màng than: loại này có công suất >3W và họt động ở tần số cao
+ dây quấn: loại này có công suất >5W và hoạt động ở tần số thấp.
-Phân loại theo công suất
+ Công suất nhỏ: kích thước nhỏ
+ Công suất trung bình: kích thước lớn hơn
+ Công suất lớn: kích thước lớn
** 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 trên than điện trở có chỗ nào bị đổi
màu hay không. Nếu có thì giá trị của điện trở có thể bị thay đổi khi làm việc
+ Dùng đồng hồ vạn năng 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

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 điện trở dây quấn là do bị chạm 1 số vòng
dây.
** Biến trở ( Variable resistor)
-Công dụng: dùng để biến đổi ( thay đổi giá trị điện trở, qua đó làm thay đổi
điện áp hoặc dòng điện ra trên biến trở

Biến trở vi chỉnh

Biến trở vi chỉnh

Hình 2.2: Ký hiệu biến trở
+ Biến trở thường: đòi hỏi sự điều chỉnh với độ chính xác không cao
+ Biến trở vi chỉnh: để điều chỉnh độ chính xác của mạch điện.

9


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

-Biến trở có 2 loại cơ bản là loại than và loại dây quấn.
+ Biến trở dạng dây quấn với công suất cao, thường chỉ được sử dụng trong
trường hợp đòi hỏi khả năng chịu tải lớn. Các biến trở loại màng mỏng thì
ngược lại được sử dụng với số lượng lớn. Chúng là các “chiết áp” (potention

metter) được điều chỉnh bằng tay, không dùng dụng cụ.
+ Đối với biến trở loại than: thực tế có 2 loại A và B.
Loại A: chỉnh thay đổichậm đều được sử dụng để thay đổi âm lượng lớn, nhỏ
trong amply, cassette, radio, tv…..hoặc chỉnh độ tương phản (contrass), chỉnh độ
sáng (brightness) ở tivi….. biến trở loại A còn có tên gọi là biến trở tuyến tính.
Loại B: chỉnh thay đổi đột biến nhanh, sử dụng chỉnh âm sắc trầm, bổng ở
amply, biến trở loại B còn có tên gọi là biến trở phi tuyến hay trở loga.
Cách đo biến trở để xá định giá trị hoặc cá định loại A,B:
Vặn đồng hồ vạn năng về thang đo ohm (Ω)
Đo cặp chân 1,3 rồi chiếu với giá trị trên than biến trở
Đo tiếp cặp chân 1,2 rồi dùng tay vặn thử biến trở xem giá trị hiển thị trên đồng
hồ có thay đổi hay không.
Nếu thay đổi chậm: ta xác định VR là loại A
Nếu thay đổi nhanh: ta xác định VR là loại B
Chú ý:
Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi lại chuyển về vị trí ∞ là biến trở bị đứt
Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi chuyển về vị trí ∞, sau đó lại trở lại vị trí gần đó
là biến trở bị bẩn, rỗ mặt than.
Ứng dụng của điện trở:
Điện trở có mặt ở khắp mọi nơi trong các mạch điện, điên tử và như vậy điện trở
là 1 linh kiện quan trọng không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử. Trong
mạch điện, điện trở còn có tác dụng như trở hạn dòng, phân áp……..
Ngoài ra điện trở còn rất nhiều ứng dụng khác trong mạch điện hàng ngày.
2.1.2: Tụ điện
** Khái niệm, ký hiệu của tụ điện
Khái niệm: tụ điện là linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm phần tử tích trữ và
giải phóng năng lượng trong mạch điện.
Ký hiệu của tụ điện: C

10

ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

Được xác định bằng biểu thức: C

(Xc

)

Đơn vị tính: Fara (F)
+ Ký hiệu của tụ trong mạch điện:

Tụ
không Tụ hóa có Tụ hóa có Tụ hóa không Tụ biến dung hay
phân cực
phân cực
phân cực
phân cực
tụ biến đổi
Hình 2.3: Ký hiệu một số loại tụ điện
Đối với tụ không phân cực, khi mắc vào mạch điện không cần phải lưu ý đến
cực. Nhưng đối với tụ phân cực thì ta phải chú ý cực dương (+) phải nối vào
điểm có điện áp cao hơn, cực âm (-) nối với điểm có điện áp thấp hơn.
** Cấu tạo và phân loại tụ điện
*cấu tạo:
Bản cực

+
+
+
+

-

Điên
môi

+

-

Hình 2.4: Cấu tạo tụ không phân cực
Về cấu tạo, tụ không phân cực gồm các lá kim loại xen kẽ với các lá làm
bằng chất cách điện gọi là chất điện môi. Tên của tụ được đặt theo tên chất điện
môi như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica, tụ dầu…
Giá trị của tụ thường có điện dung từ 1,8pF tới 1µF. khi giá trị điện dung lớn
hơn thì kích thước của tụ khá lớn nên khi đó chế tạo loại phân cực tính sẽ giảm
kích thước 1 cách đáng kể.
Tụ điện phân: màng oxide nhôm

11


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

+

Đồ Án Môn Học

Điệ
n
Cực
nhô
m

Chât
điên
phân

*
* Điệ
* n
* Cực
nhô
m

-

Hình 2.5: Cấu tạo tụ điện phân cực
Tụ điện phân có cấu tạo gồm 2 điện cực tách rời nhau nhờ 1 màng mỏng
chất điện phân, khi có một điện áp tác động lên 2 điện cực sẽ suất hiện 1 màng
oxit kim loại không dẫn điện đóng vai trò như chất điện môi. Lớp điện môi càng
mỏng, kích thước của tụ càng nhỏ mà điện dung càng lớn. Đây là loại tụ có cực
tính được xác định và đánh dấu trên thân tụ, nếu nối gược cực tính, lớp điện môi
có thể phá hủy và làm hỏng tụ ( nổ tụ). Loại này dễ bị dò điện do lượng điện

phân còn dư.
** Phân loại tụ điện
Phân loại theo tính chất: ( tính chất phân cực) : gồm có:
+ Tụ không phân cực: gồm các lá kim loại xen kẽ với lớp cách điện mỏng, giá trị
của nó thường từ 1,8pF ÷ 1µF.
+ Tụ phân cực : có cấu tạo gồm 2 điện cực cách li nhau nhờ 1 lớp chất điện phân
mỏng làm điện môi. Lớp điện môi càng mỏng thì trị số điện dung càng cao. Loại
tụ này có sự phân cực và ký hiệu các cực được ghi trên thân của tụ.
Phân loại theo cấu tạo:
+ Tụ gốm : Điện môi làm bằng gốm, thường có kích thước nhỏ, dạng ống hoặc
dạng đĩa có tráng lk lên bề mặt, trị số từ 1pF ÷ 1µF và có điện áp làm việc tương
đối cao.
+ Tụ mica: Điện môi làm bằng mica có trngs bạc, trị số từ 2,2pF đến 10nF.
Thường làm việc ở tần số cao. Tụ này có chất lượng cao, sai số nhỏ, đắt tiền.
+ Tụ polycacbonat: có dạng tấm chữ nhật, kích thước nhỏ gọn phù hợp với các
Board mạch in, điện dung lớn( tới 1µF)
+ Tụ giấy polysie: chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polysie có dạng hình trụ,
có trị số từ 1nF÷ 1µF

12


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

+ Tụ hóa ( tụ điện phân): có cấu tạo là các lá nhôm cùng bột dung dịch điện
phân cuộn lại đặt trong vỏ nhôm, loại này có điện áp làm việc thấp, kích thước
và sai số lớp. Trị số điện dung khoảng 0,1µF÷470µF.

+ Tụ tantan: loại này được chế tạo ở 2 dạng hình trụ có đầu ra dọc theo trục và
dạng hình viên tantan. Tụ này có kích thước nhỏ. Nhưng trị số điện dung khá lớn
khoảng 0,1µF÷ 100µF.
+ Tụ biến đổi: chính là tụ xoay trong radio hay tụ tinh chỉnh.
** Xác định chất lượng của tụ điện.
Dùng thang đo Ohm (

của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim.

+ Khi đo tụ >100µF chọn thang đo X1
+ Khi đo tụ từ 10µF đến 100µF chọn thang đo X10
+ Khi đo tụ từ 0,1µF đến 10µF chọn thang đo X 1k
+ Khi đo tụ từ 0,001µF đến 0,1µF chọn thang đo X10
+ Khi đo tụ từ 100pF đến 0.001µF chọn thang đo X 1M
+ Khi đo tụ < 100pF chọn thang đo X10M.
Đo 2 lần, có đảo chiều que đo
+ Nếu kim vọt lên rồi trả về hết thì khả năng nạp, xả của tụ còn tốt.
+ Nếu kim vọt lên 0Ω: tụ bị nối tắt( bị đánh thủng, chạm, chập…).
+ Nếu kim vọt lên nhưng trả về không hết: tụ bị rò rỉ
+ Nếu kim vọt lên rồi trả về lờ đờ: tụ bị khô
+ Nếu kim không lên: tụ bị đứt.
** Ứng dụng của tụ điện
Đối với tụ phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để san phằng điện áp 1
chiều, lọc tín hiệu xoay chiều.
Tụ không phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để lọt các tín hiệu tần số
cao.
Tụ còn được ứng dụng trong các mạch dao động
2.1.3: Máy biến áp
** Khái niệm:
Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện

từ, biến đổi 1 hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành 1 hệ thống
dòng điện ở điện áp khác với tần số không thay đổi.

13


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

Do vậy máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ
không biến đổi năng lượng.
Nếu 1 cuộn dây được đặt vào 1 nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây sơ
cấp), thì sẽ có 1 từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và số
vòng dây quấn sơ cấp.
Từ thông này sẽ mắc vào các cuộn dây quấn khác: (cuộn dây thứ cấp) và cảm
ứng trong cuộn dây thứ cấp có 1 sức điện động mới, có giá trị phụ thuộc vào số
vòng dây quấn thứ cấp.
Với tỷ số tương ứng giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp, chúng ta sẽ có tỉ
lệ tương ứng giứa điện áp sơ cấp và thứ cấp.
**Cấu tạo máy biến áp
Máy biến áp có những bộ phận chính sau:
+ Lõi thép (mạch từ), dây quấn và vỏ máy.
Lõi máy biến áp dùng làm mạch từ, để dẫn từ thông, đồng thời làm khung để đặt
dây quấn. Thông thường để giảm tổn haodo dòng điện xoáy sinh ra, lõi thép cấu
tạo gồm các lá thép kỹ thuật điện (tole silic) dày 0.35mm ghép lại đối với máy
biến áp hoạt động ở tần số đến vài trăm HZ.

Hình 2.7: Cấu tạo máy biến áp

**Phân loại máy biến áp:
Máy biến áp có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào:
+ Cấu tạo: như máy biến áp 1 pha, 3 pha, tự ngẫu…
+ Chức năng: biến đổi điện áp, cách ly, ghép…
+ Cách thức cách điện
+ Công suất hay hiệu điện thế

14


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

+ Tần số: âm tần, trung tần hay cao tần
**Ứng dụng của máy biến áp:
+ Truyền tải điện năng: dùng các máy biến áp (biến thế) tăng áp và giảm áp để
truyền tải điện từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ.
+ nấu chảy kim loại: như mỏ hàn là dụng cụ tiêu biểu cho ứng dụng này, phục
vụ hữu ích cho ngành điện.
2.1.4: IC 7805
Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử
dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn
giản.Các loại ổn áp thường được sử
dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp.

Hình 2.8: ic 7805
Sơ đồ phía dưới IC 7805 có 3 chân (IC 7812 tương tự)
Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên)

Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên)
Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên)
Một số thông số kỹ thuật
- Dòng cực đại có thể duy trì 1A.
- Dòng đỉnh2.2A.
- Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W.
- Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W
+ )Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7805 sẽ bị cháy.
+) Thực tế ta nên chỉ dùng công suất tiêu tán =1/2 giá trị trên. Các giá trị
cũng không nên dùng gần giá trị max của các thông số trên. Tốt nhất nên

15


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

dùng ≤ 2/3 max. Hơn nữa các thống số trên áp dụng cho điều kiện chuẩn
nhiệt độ 25 độ C.
+) Ta nên hạn chế áp lối vào 7805 để giảm công suất tiêu tán trên tản nhiệt.
IC 7805 còn phụ thuộc vào áp rơi trên nó.
*Một số điểm lưu ý khác:
+) Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó trong khoảng 4.8--5.2 V. Nên
nếu đo được áp là 4.85V thì ta không vội kết luận là IC bị hỏng.
+) Độ trôi nhiệt của 7805 xấp xỉ: 1mv/1 độ C. Nó có hệ số trôi nhiệt âm, nên
nhiệt độ tăng, điện áp ra sẽ giảm.
VD:Nếu ở 25 độ C, điện áp lối ra là 4.98V, thì rất có thể tại 65 độ, ta đo
được thế lỗi ra cỡ: 4.94 độ C.

+) IC 7805 có bảo vệ chập tải.
2.1.5 IC NE555
Sơ đồ chân

Hình 2.11: Sơ đồ chân IC NE555
-Ic NE555 gồm có 8 chân.
-Chân số 1(GND): cho nối mát để cấp dòng cho IC
-Chân số 2 (trigger): ngõ vào của một tần số áp .mức áp chuẩn là 2/3*vcc
-Chân số 3(outpt): ngõ ra trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức áp cao (gần
bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân số 1 ).
-Chân số 4(reset):dùng làm định mức trạng thái ra .khi chân số 4 nối mát thì ngõ
ra ở mức thấp .khi chân 4 ở mức cao thì trạng thái ngõ ra theo điện áp chân số 2
và 6 .

16


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

-Chân số 5: dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp
ngoài hay dùng điện trở ngoài cho nối mass.Tuy nhiên hầu hết các mạch điện
chân số 5 nối qua 1 tụ không phân cực 0.01uf-0,1uf, các tụ có tác dụng lọc bỏ
-Chân số 6: là ngõ và cưa 1 tầng so áp khác .mức áp chuẩn là Vcc/3.
-Chân số 7: có thể xem như là một khóa điện và chịu điều khiển bởi tầng logic
.khi chân số 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại ,ngược lại thì nó mở ra .chân
số 7 tự nạp xả điện cho mach R –C như 1 tầng dao động
-Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp nguồn nuôi IC .nguồn nuôi cho

IC555 trong khoảng từ +5v+15v.
2.1.6 IC ADC0804
2.1.6.1 Bộ chuyển đổi tương tự -số ADC
a, Sơ đồ khối
Bộ chuyển đổi tương tự sang số – ADC (Analog to Digital Converter) lấy mức
điện thế vào tương tự sau đó một thời gian sẽ sinh ra mã đầu ra dạng số biểu
diễn đầu vào tương tự. Tiến trình biến đổi A/D thường phức tạp và mất nhiều
thời gian hơn tiến trình chuyển đổi D/A. Do đó có nhiều phương pháp khác nhau
để chuyển đổi từ tương tự sang số.
Hình vẽ 5.16 là sơ đồ khối của một lớp ADC đơn giản.

Hình 2.12: Sơ đồ tổng quát của một lớp ADC
-Hoạt động cơ bản của lớp ADC thuộc loại này như sau:
- Xung lệnh START khởi đôïng sự hoạt động của hêï thống.

17


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

- Xung Clock quyết định bộ điều khiển liên tục chỉnh sửa số nhị phân lưu trong
thanh ghi.
- Số nhị phân trong thanh ghi được DAC chuyển đổi thành mức điện thế tương
tự VAX.
- Bộ so sánh so sánh VAX với đầu vào trương tự VA. Nếu VAX < VA đầu ra của
bộ so sánh lên mức cao. Nếu VAX > VA ít nhất bằng một khoảng VT (điện thế
ngưỡng), đầu dra của bộ so sánh sẽ xuống mức thấp và ngừng tiến trình biến đổi

số nhị phân ở thanh ghi. Tại thời điểm này VAX xấp xỉ VA. giá dtrị nhị phân ở
thanh ghi là đại lượng số tương đương VAX và cũng là đại lượng số tương
đương VAX , trong giới hạn độ phân giải và độ chính xác của hệ thống.
- Logic điều khiển kích hoạt tín hiệu ECO khi chu kỳ chuyển đổi kết thúc.
Tiến trình này có thể có nhiều thay dổi đối với một số loại ADC khác, chủ yếu là
sự khác nhau ở cách thức bộ điều khiển sửa đổi số nhị phân trong thanh ghi.
b, Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của ADC
- Độ phân giải
Độ phân gải của một ADC biểu thị bằng số bit của tín hiệu số đầu ra. Số lượng
bit nhiều sai số lượng tử càng nhỏ, độ chính xác càng cao.
- Dải động, điện trở đầu vào.
Mức logic của tín hiệu số đầu ra và khả năng chịu tải (nối vào đầu vào).
- Độ chính xác tương đối
Nếu lý tưởng hóa thì tất cả các điểm chuyển đổiphải nằm trên một đường thẳng.
Độ chính xác tương đối là sai dsố của các điểm chuyển đổi thực tế so với đặc
tuyến chuyển đổi lý tưởng. Ngoài ra còn yêu cầu ADC không bị mất bit trong
toàn bộ phạm vi công tác.
-Tốc độ chuyển đổi
Tốc độ chuyển đổi được xác định thời gian bởi thời gian cần thiết hoàn thành
một lần chuyển đổi A/D. Thời gian này tính từ khi xuất hiện tín hiệu điều khiển
chuyển đổi đến khi tín hiệu số đầu ra đã ổn định.
- Hệ số nhiệt độ
Hệ số nhiệt độ là biến thiên tương đối tín hiệu số đầu ra khi nhiệt độ biến đổi
10C trong phạm vi nhiệt độ công tác cho ph ép với điều kiện mức tương tự đầu
vào không đổi.
- Tỉ số phụ thuộc công suất

18

ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

Giả sử điện áp tương tự đầu vào không đổi, nếu nguồn cung cấp cho ADC biến
thiên mà ảnh hưởng đến tín hiệu số đầu ra càng lớn thì tỉ số phụ thuộc nguồn
càng lớn.
- Công suất tiêu hao.
c, Các bước chuyển đổi AD
Quá trình chuyển đổi A/D nhìn chung được thực hiện qua 4 bước cơ bản, đó là:
lấy mẫu; nhớ mẫu; lượng tử hóa và mã hóa. Các bước đó luôn luôn kết hợp với
nhau trong một quá trình thống nhất.
+, Định lý lấy mẫu
Đối với tín hiệu tương tự VI thì tín hiệu lấy mẫu VS sau quá trình lấy mẫu có thể
khôi phục trở lại VI một cách trung thực nếu điều kiện sau đây thỏa mản:
fS ³ 2fImax
(10)
Trong đó fS : tần số lấy mẫu
fImax : là giới hạn trên của giải tần số tương tự
Hình 5.17 biểu diển cách lấy mẫu tín hiệu tương tự đầu vào. Nếu biểu thức (10)
được thỏa mản thì ta có thể dùng bộ tụ lọc thông thấp để khôi phục VI từ VS.
Vì mỗi lần chuyển đổi điện áp lấy mẫu thành tín hiệu số tương ứng đều cần có
một thời gian nhất định nên phải nhớ mẫu trong một khoảng thời gian cần thiết
sau mỗi lần lấy mẫu. Điện áp tương tự đầu vào được thực hiện chuyển đổi A/D
trên thực tế là giá trị VI đại diện, giá trị này là kết quả của mỗi lần lấy mẫu.

+, Lượng tử hóa và mã hóa
Tín hiệu số không những rời rạc trong thời gian mà còn không liên tục trong
biến đổi giá trị. Một giá trị bất kỳ của tín hiệu số đều phải biểu thị bằng bội số

19


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

nguyên lần giá trị đơn vị nào đó, giá trị này là nhỏ nhất được chọn. Nghĩa là nếu
dùng tín hiệu số biểu thị điện áp lấy mẫu thì phải bắt điện áp lấy mẫu hóa thành
bội số nguyên lần giá trị đơn vị. Quá trình này gọi là lượng tử hóa. Đơn vị được
chọn theo qui định này gọi là đơn vị lượng tử, kí hiệu D. Như vậy giá trị bit 1
của LSB tín hiệu số bằng D. Việc dùng mã nhị phân biểu thị giá trị tín hiệu số là
mã hóa. Mã nhị phân có được sau quá trình trên chính là tín hiệu đầu ra của
chuyên đổi A/D.
+, Mạch lấy mẫu và nhớ mẫu
Khi nối trực tiếp điện thế tương tự với đầu vào của ADC, tiến trình biến đổi có
thể bị tác động ngược nếu điện thế tương tự thay đổi trong tiến trình biến đổi. Ta
có thể cải thiện tính ổn định của tiến trình chuyển đổi bằng cách sử dụng mạch
lấy mẫu và nhớ mẫu để ghi nhớ điện thế tương tự không đổi trong khi chu kỳ
chuyển đổi diễn ra.

Hình 2.13 là một sơ đồ của mạch lấy mẫu và nhớ mẫu.
Khi đầu vào điều khiển = 1 lúc này chuyển mạch đóng mạch ở chế độ lấy mẫu
Khi đầu vào điều khiển = 0 lúc này chuyển mạch hở mạch chế độ giữ mẫu
Chuyển mạch được đóng một thời gian đủ dài để tụ Ch nạp đến giá trị dòng điện
của tín hiệu tương tự. Ví dụ nếu chuyển mạch được đóng tại thời điểm t0 thì đầu
ra A1 sẽ nạp nhanh tụ Ch lên đến điện thế tương tự V0. khi chuyển mạch mở thì
tụ Ch sẽ duy trì điện thế này để đầu ra của A2 cung cấp mức điện thế này cho

ADC. Bộ khuếch đại đệm A2 đặt trở kháng cao tại đầu vào nhằm không xả điện
thế tụ một cách đáng kể trong thời gian chuyển đổi của ADC do đó ADC chủ
yếu sẽ nhận đựơc điện thế DC vào, tức là V0.

20


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

Trong thực tế người ta sử dụng vi mạch LF198 (hình 5.19) là mạch S/H tích hợp
có thời gian thu nhận dữ liệu tiêu biểu là 4ms ứng với Ch = 1000pF, và 20ms
ứng với Ch = 0.01mF. Tín hiệu máy tính sau đó sẽ mở chuyển mạch để cho phép
Ch duy trì giá trị của nó và cung cấp mức điện thế tương tự tương đối ổn định tại
đầu ra A2.

Hình 2.14 Sơ đồ chân của LF198
2.1.6.2 Các dạng mạch ADC
a, Dạng sóng bậc thang
+, Sơ đồ khối
Phiên bản đơn giản nhất của lớp ADC ở hình 5.16 sử dụng bộ đếm nhị phân làm
thanh ghi và cho phép xung nhịp đẩy bộ đếm tăng mỗi một bước, cho đến khi
VAX > VA. Đây gọi là ADC sóng dạng bậc thang, vì dạng sóng tại VAX có từng
bậc đi lên. Người ta còn gọi là ADC loại bộ đếm.

21

ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

Hình 2.15 Sơ đồ biểu diễn một ADC dạng sóng bậc thang
Các thành phần của DAC dạng sóng bậc thang hình 5.20 gồm: một bộ đếm, một
DAC, một bộ so sánh tương tự, một cổng NAND 3 ngõ vào điều khiển. Đầu ra
của bộ so sánh dùng làm tín hiệu
(End Of Conversion – kết thúc chuyển
đổi).
+, Hoạt động của bộ ADC dạng sóng bậc thang
Giả sử VA, tức mức điện thế cần chuyển đổi là dương thì tiến trình hoạt động
diển ra như sau:
- Xung Khởi Động được đưa vào để Reset bộ đếm về 0. Mức cao của xung Khởi
Động cấm không cho xung nhịp đi qua cổng AND vào bộ đếm.
- Nếu đầu của DAC toàn bit 0 thì đầu ra của DAC sẽ là VAX =
0V. Vì VA>VAX nên đầu ra bộ so sánh
sẽ lên mức cao.
-Khi xung Khởi Động về thấp thì cổng AND cho phép xung nhịp đi qua cổng
này và vào bộ đếm.
- Khi giá trị bộ đếm tăng lên thì đầu ra DAC là VAX sẽ tăng mỗi lần mỗi bậc, như
minh họa hình 2.15.
-Tiến trình cứ tiếp tục cho đến khi VAX lên đến bậc vượt quá VA một khoảng
VT. Tại thời điểm này ngõ ra của bộ so sánh
về thấp và cấm không cho
xung nhịp đi vào bộ đếm nên bộ đếm sẽ ngừng đếm.
Tiến trình chuyển đổi hoàn tất khi tín hiệu

22

chuyển từ trạng thái cao xuống


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

thấp và nội dung của bộ đếm là biểu thị dạng số của điện áp tương tự vào VA.
Bộ đếm sẽ duy trì giá Trị số cho đến khi nào xung Khởi Động kế tiếp vào bắt
đầu tiến trình chuyển đổi mới.
+, Độ phân giải và độ chính xác của ADC dạng sóng bậc thang
Trong ADC dạng sóng bậc thang có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sai số của quá
trình chuyển đổi như: kích cở bậc thang, tức độ phân giải của DAC cài trong
đơn vị nhỏ nhất. Nếu giảm kích cở bậc thang ta có thể hạn chế bớt sai số nhưng
luôn có khoảng cách chênh lệch giữa đại lượng thức tế và và giá trị gán cho nó.
Đây gọi là sai số lượng tử.
Cũng như trong DAC, độ chính xác không ảnh hưởng đến độ phân giải nhưng
lại tùy thuộc vào độ chính xác của linh kiện trong mạch như: bộ so sánh, điện trở
chính xác và chuyển mạch dòng của DAC, nguồn điện quy chiếu,…Mức sai số
= 0.01% giá trị cực đại (đầy thang) cho biết kết quả ra từ ADC có thể sai biệt
một khoảng như thế, do các linh kiện không lý tưởng.
+, Thời gian chuyển đổi
Thời gian chuyển đổi là khoảng thời gian giữa điểm cuối của xung khởi động
đến thời điểm kích hoạt đầu ra của

. Bộ đếm bắt đầu đếm từ 0 lên cho đến

khi VAX vượt quá VA, tại thời điểm đó

xuống mức thấp để kết thúc tiến trình
chuyển đổi. Như vậy giá trị của thời gian chuyển đổi tC phụ thuộc vào VA. Thời
gian chuyển đổi cực đại xảy ra khi VAnằm ngay dưới bậc thang cao nhất. Sao
cho VAX phải tiến lên bậc cuối cùng để kích hoạt
.
Với bộ chuyển đổi N bit, ta có:
tC(max) = (2N – 1) chu kỳ xung nhịp
ADC ở hình 5.20 sẽ có thời gian chuyển đổi cực đại
tC(max) = (210 – 1)x1ms = 1023ms
Đôi khi thời gian chuyển đổi trung bình được quy định bằng ½ thời gian chuyển
đổi cực đại.
Với bộ chuyển đổi dạng sóng bậc thang, ta có:

Nhược điểm của ADC dạng sóng bậc thang là thời gian chuyển đổi tăng gấp đôi
với từng bit thêm vào bộ đếm. Do vậy ADC loại này không thích hợp với những
ứng dụng đòi hỏi phải liên tục chuyển đổi một tín hiệu tương tự thay đổi nhanh

23


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

thành tín hiệu số. Tuy nhiên với các ứng dụng tốc độ chậm thì bản chất tương
đối đơn giản của ADC dạng sống bậc thang là một ưu điểm so với các loại ADC
khác.
b, ADC dạng liên tiếp-xấp xỉ
Bộ chuyển đổi liên tiếp - xấp xỉ ( Successive Approximation Convetr-SAC) là

một trong những loại ADC thông dụng nhất. SAC có sơ đồ phức tạp hơn nhiều
so với ADC dạng sóng bậc thang. Ngoài ra SAC còn có giá trị tC cố định, không
phụ thuộc vào giá trị của đầu vào tương tự.
Hình 5.21 là một cấu hình cơ bản của SAC, tương tự cấu hình của ADC dạng
sóng bậc thang. Tuy nhiên SAC không sử dụng bộ đếm cung cấp đầu vào cho
DAC mà thay vào đó là thanh ghi. Logic điều khiển sửa đổi nội dung lưu trên
thanh ghi theo từng bit một cho đến khi dử liệu ở thanh ghi biến thành giá trị số
tương đương với đầu vào tương tự VA trong phạm vi độ phân giải của bộ chuyển
đổi.

Hình 2.16: Sơ đồ khối ADC liên tiếp xấp xỉ
+, ADC nhanh
Bộ chuyển đổi nhanh (flash converter) là ADC tốc độ cao nhất hiện nay có
mặt trên thị trường, nhưng sơ đồ mạch phức tạp hơn các loại khác. Ví dụ một
ADC nhanh 6 bit đòi hỏi 63 bộ so sánh tương tự, còn ADC nhanh 8 bit thì con

24


ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện_Điện Tử

Đồ Án Môn Học

số này lên đến 255, 10 bit thì lên đến 1023. Như vậy số lượng bộ so sánh quá
lớn đã giới hạn kích cỡ của ADC nhanh.

Hình 2.17 là sơ đồ của một ADC nhanh
ADC nhanh ở hình 2.17 có độ phân giải 3 bit. Kích thước bậc thang là 1V.
Bộ chia điện thế thiết lập mức quy chiếu cho từng bộ so sánh để có được 7 mức

ứng với 1V ( trọng số của LSB ), 2V, 3V, …7V (đầy thang). Đầu vào tương tự
VA được nối đến đầu vào còn lại của từng bộ so sánh.
Với VA < 1V thì tất cả đầu ra của bộ so sánh đều lên mức cao. Với VA > 1V thì
từ một đầu ra trở lên sẽ xuống mức thấp. Đầu ra của bộ so sánh được đưa vào bộ
mã hoá ưu tiên tích cực ở mức thấp, sinh đầu ra ứng với đầu ra có số thứ tự cao
nhất ở mức thấp của bộ so sánh. Lý luận tương tự ta sẽ có được bảng giá trị như
bảng 2.18

25