thiết kế Mạch báo giờ dùng EPROM, chương 4

Chương 4: THIẾT KẾ KHỐI DAO ĐỘNG VÀ CHIA
XUNG
1. Mục đích thiết kế khối dao động và chia xung:
Đối với các thiết bò điện nói chung và các thiết bò số nói
riêng. Bộ dao động đóng vai trò hết sức quang trọng để tạo
xung điều khiển các thiết bò họat động.Tùy thuộc vào yêu cầu
kỹ thuật ma có các mạch dao động tương ứng .Đối với những hệ
thống không cần sự chính xác qúa cao và tần số thấp có thể sử
dụng những linh kiện rời như: R,L,C, BTT để tạo mạch dao
động hoặc là sử dụng IC 555…Đối với những hệ thống cần sự
chính xác cao như máy tính ,hệ thống điều khiển, đồng
hồ…,không thể sử dụng những mạch dao động trên vì độ chính
xác không cao, độ sai số của linh kiện lớn, tần số không đáp ứng
được. Do đó phải sử dụngnhững mạch có độ chính xác cao hơn,
mà thông dụng hiện nay làsử dụng mạch dao động thạch anh.
2. Các mạch dao động căn bản:

Dao động dòch pha:
+Tần số dao động: fo=
6nRC2
1
+Điều kiện dao động: Av 29

Dao độfg cầu viên(wien):
Tần số dao động: fo=
nRC2
1
A
Điều kiện dao động: 1 +
R
RT

>3

Dao động cộng hưởng LC:
Tần số dao động: fo=
LCn2
1

Dao động Colpilts:
Tần số dao động: fo=
LC
2
n2
1

Dao động Hartley:
Tần số dao động: fo=
LC2
1
2
1

Dao động vùng trở âm:
Tần số dao động: fo =
2
I
LC
r/)R+Rb_(1
n2
1


Dao động thạch anh:
Tần số dao động fo: được ấn đònh sẳn.
Ngày nay thạch anh rất phổ dụng nhất là trong các mạch
đòi hỏi độ chính xác cao.
Do yêu cầu của đề tài đòi hỏi phải có sự chính xác cao nên
người viết chọn bộ dao động ở đây là thạch anh để làm xung
chuẩn.
 Sơ lược đặc tính cơ bản của thạch anh.
Cắt tinh thể thạch anh theo một phương vò góc xác đònh,
chúng ta được các iếng thạch anh (dạng
tròn,vuông,dài,thanh…).Sau đó mạ lên hai mặt thạch anh lớp kim
loại và gắn lên các điên cực để tạo thành các bộ dao động thạch
anh.
Thạch anh có đặc tính là khi chòu kích thích bởi một điện
trường thì bò biến dạn. Ngược lại khi thạch anh chòu kích thích cơ
học thì lại phát ra điện trường,đó là hiệu ứng điện áp.Vậy nếu
kích thích thạch anh bằng nguồn điện thạch anh dao động và lại
phát ra điện trường. Biên độ điện áp chỉ ra đủ lớn đối với tần số
cộng hưởng riêng của hệ.
3. Mạch dao động tạo xung 1 phút sử dụng thạch anh
32768 Hz:
Thạch anh 32768 Hz sau khi được chia 15tần FF sẽ cho ra
tần số 1Hz để tạo được xung 1 phút phải qua 6 tầng Flip-Flop
nữa kết hợp với cổng logic để được xung 1 phút (1/ 60 Hz).
*Sợ đồ mạch:
*Ưu điểm:
Tạo được xung 1s mà không cần dùng cổng logic, sử dụng các
ngõ ra còn trống để kích các khối khác: chỉnh giờ, đa hợp chọn
kênh…
*Nhược điểm:

Phải sử dụng cổng logic để tạo tín hiệu xung 1 phút.
4. Mạch tạo xung 1 phút sử dụng thạch anh 1M:
Thạch anh 1MHz sau khi được chia 20 tần FF sẽ cho ra tần
số 1Hz để tạo được xung 1 phút phải thêm 6 tần ff nữa kết hợp
với cổng logic .
2
20
= 1048
2
6
=64
 Sơ đồ mạch:
11
4060
4040
Cp
10
9
10
11
12
10
9
RES
RES
Xung 1 phút
32768HZ
+V
5V
S

J
CP
K
R
QN
Q
4040
CP
MR
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
4060
10
11
9
7
6
5
3
2

4
13
12
14
15
1
100K

 Ưu điểm:
Chia thạch anh có tần số càng cao thì độ chín` xác tăng
lên.
 Nhược điểm:
Khó khăn trong việc tạo tín hiệu Reset bộ điếm.
5. Mạch dao động tạo xung 1 phút sử dụng mạch dao
động của đồng hồ treo tường:
Mạch dao động của đồng hồ treo tường tạo ra dao động tần
số 1Hz vói biên độ và dòng điện thấp. Do đó để kích qua mạch
chia phút phải qua cần phải qua Tranzitor đệm.
 Sơ đồ mạch:
Xung 1 phút
Xung 1 giây
+V
5V
NPN
4040
CP
MR
Q0
Q1
Q2

Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
330
 Ưu điểm:
Đơn giản tương đối chính xác.
 Nhược điểm:
Cần cấp nguồn riêng cho cuộn dao động tạo xung, không
thích hợp đối với môi trường công nghiệp và ngoài trời.
6. Mạch tạo xung 1 phút sử dụng IC 555:
Ta có: T
1
=0,7(R
1
+R
2
)C
T
2
=0,7R
2
C
T=0,7(2R
2

+R
1
)C
T=T
1
+T
2
= 1phút.
Chọn C=100
F
R
1
=100 K
Xung ra
+V
5V
Gnd
Trg
Out
Rst Ctl
Thr
Dis
Vcc
555
10k
100uF
378k