ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN: Mạch kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại

Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước đang trên con đường phát triển và đang hòa nhập
vào sự phát triển của “WTO” tạo ra thay đổi về mặt kinh tế xã hội của nước
ta. Tạo cơ hội cho học sinh – sinh viên chúng em tiếp cận và nắm bắt được
nhiều thành tựu vĩ của thế giới, đặc biệt là về các lĩnh vực khoa học kỹ thuật
nói chung và ngành Điện Tử nói riêng.
Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi thì chúng ta sẽ
sớm lạc hậu và nhanh chống bị đẩy lùi. Nhìn thấy được điều đó trường:
“ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH” đã sớm
chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao. Để tăng chất lượng
học tập của sinh viên nhà trường nói chung và trung tâm Điện Tử nói riêng
đã tổ chức cho sinh viên làm đồ án môn học nhằm tạo nền tảng vửng chắc
cho sinh viên khi ra trường, đáp ứng nhu cầu tuyển dụng việc làm. Chính vì
vậy chúng em đã chọn đề tài: “Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào
dùng IC và hồng ngoại”
1
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đồ án được sự tận tình hướng dẫn của
thầy cô khoa Khoa Điện Tử, đặc biệt là thầy : Trương Năng Toàn
Và do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện đồ án , chúng
em không thể tránh những sai sót. Rất mong quý thầy cô trong hội đồng
khảo thi bỏ qua và có hướng giúp đỡ để chúng em có thể hoàn chỉnh đồ án
của mình hơn.
Chúng em xin chân thành cám ơn.
2
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
3
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
4
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Phần A:
GIỚI THIỆU VÀI LINH KIỆN ĐIỂN HÌNH SỬ DỤNG TRONG
MẠCH
1. IC 74LS247
Chức năng IC 74LS247:
5
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Đây là IC chuyển từ mã nhị phân sang các số tương ứng được hiển
thị trên led 7 đoạn. IC có ngõ ra tích cực mức thấp. Mmạch logic của IC như
hình vẽ.
IC có 8 ngõ ra từ QO-Q7 , 4 ngõ vào dữ liệu IC là loại Decorder.
Nhìn hình vẽ ta thấy ở mgõ ra các tín hiẹu đươc nối với nhau qua cổng
NAND do đó ngõ ra luôn mức thấp.

6
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Bảng hoạt của IC 74LS247.
7
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
2. IC 40192
- Hình dạng IC
- Sơ đồ khối IC

- Chức năng IC 40192:
Đây là IC vừa có khả năng đếm lên vừa có khả năng đếm xuống với
ngõ ra là số BCD. Đếm lên hay đếm xuống là tùy vào kết nối xung clock vào
chân CKLU hay chân CKLD. Do đó trên mạch , đối với IC 40192 chân
8
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
CKLU được nối với dữ liệu lấy từ cửa vào còn chân CKLD được nối với dữ
liệu lấy từ cửa ra.
8
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
3. IC 4093
- Các cổng ic 4093 .
-Hình dạng ic 4093.

9
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
-Chức năng IC 4093:
Là IC tạo dao động theo trạng thái nạp xả của tụ điện.
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
-Bảng sự thật.ic 4093
4. Led 7 thanh(led 7 đoạn).
Led 7 thanh được ứng dụng khá phổ biến khi cần hiển thị số tự nhiên
hoặc vài chữ cái nhất định.
Led 7 thanh có thể có kích thước lớn nhỏ khác nhau, màu sắc khác
nhau nhưng về hình dáng cơ bản như hình trên.
Led 7 thanh bao gồm nhiều led tích hợp bên trong, các led được nối
10
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
chung nhau 1 chân. Trong thực tế có 2 loại led 7 thanh là led 7 thanh A-nốt
chung và led 7 thanh Ka-tốt chung. Led loại A-nốt chung, các led sẽ có

chung nhau chân nguồn (chân dương), chân còn lại của led nào được nối đất
thì led đó sẽ sáng. Led loại Ka-tốt chung, các led sẽ nối chung nhau chân đất
(chân âm), chân còn lại của led nào được nối nguồn thì led đó sẽ sáng.
5. Led thường.
a.Hình dạng led.
LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa 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 khối bán dẫn loại p ghép với một
khối bán dẫn
b.Hoạt động.
11
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.
Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương
nên khi ghép với khối bán dẫn n (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này
có xu hướng chuyễn động khuếch tán sang khối n. Cùng lúc khối p lại nhận
thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang. Kết quả là khối p tích
điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối n tích điện
dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp
giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng
có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình
này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện
từ có bước sóng gần đó).
c.ứng dụng.
LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử,
đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thông.
Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng tương đương với bóng đèn
bằng khí neon.
Đèn chiếu sáng bằng LED được cho là có các ưu điểm như gọn nhẹ, bền,
tiết kiệm năng lượng.

Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị điều khiển từ
xa cho đồ điện tử dân dụng
6. Điện trở
Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của
12
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
một vật thể dẫn điện . Nó được định nghĩa là tỷ số của hiệu điện thế giữa hai
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dung IC và hồng ngoại
đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó:
R=U/I
Trong đó:
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn, đo bằng vôn(V).
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện , đo bằng ampe(A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm(Ω).
Ký hiệu:

7.Led hồng ngoại.
led phát led thu
a. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại:
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy
được bằng mắt thường có bước sóng khoảng từ 0.86µm đến 0.98µm . Tia
hồng ngoại có vận tốc tuyền sóng bằng vận tốc ánh sang.
13
D 1 9
L T R - 5 1 6
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại

b. K hái niệm .
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu . nó được ứng
dụng rộng rãi Trong công nghiệp . lượng thông tin có thể đạt được 3

mega bit /s. Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp
nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta vẫn dùng.
Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả năng xuyên kém . Trong điều khiển từ
xa bằng hồng ngoại chum tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó khi thu
phải đúng hướng.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng (sự
hội tụ qua thấu kính, tiêu cự …).Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại
khác nhau rất rõ trong sư xuyên suốt qua vật chất .Có những vật chất ta thấy
dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên
suốt . Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại không bị
yếu đi khi nó vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài.
c.nguyên tắc thu phát hồng ngoại.
-phần phát:
+sơ đồ phát.
14
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
+giải thích:
Khối chọn chức năng và khối mã hóa :Khi người sử dụng bắm vào các
phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình , mỗi phím chức năng tương
ứng với một số thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân
tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã
lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit… tùy theo số lượng các phím chức
năng nhiều hay ít.
Khối dao động có điều kiện:Khi nhấn 1 phím chức năng thì đồng thời
khởi động mạch dao động tao xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định
thời gian của mỗi bit.
Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị
phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu
song song ra nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được
điều khiển bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng

lúc việc chuyển đổi đủ số bit của một mã lệnh.
15
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Khối điều chế và phát FM: mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa
qua mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số
38Khz đến 100Khz, nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn,
nghĩa là tăng cự ly phát.
Khối thiết bị phát: là một LED hồng ngoại. Khi mã lệnh có giá trị bit
=’1’ thì LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó. Khi mã
lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng. Do đó bên thu không nhận được
tín hiệu xem như bit = ‘0’ .
b. Phần thu :
- Sơ đồ khối :
-Giải thích :
Khối thiết bị thu: Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi
LED thu hồng ngoại hay các linh kiện quang khác .
Khối khuếch đại và Tách sóng: trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận
16
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
rồi đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu
cần thiết là mã lệnh.
Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã: mã lệnh
được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối
giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra
tương ứng để kích mở mạch điều khiển .
18
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên
phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ , đảm bảo cho mạch
tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác .

8.Tụ điện
Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song và
cách nhau một khoảng d
Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số:
E= δ/ε
0
ε
Trong đó:
ε
0=8.86.10
-12
C
2
/N.m
2
là hằng số điện môi của chân không.
Ε là hằng số điện môi tương đối của môi trường; đối với chân không ε=1,
giấy tẩm dầu =3,6;mica=4÷5
17
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Kí hiệu:
19
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
miền thu (collecter).Miền giữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu p,gọi là
miền gốc (base).Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba cực
emitter (E), base (B), collecter (C) của transistor
Kí hiệu:
9.Diode
Diode là một linh kiện bán dẫn có hai cực và cấu tạo bởi một lớp dẫn N và
một lớp dẫn P. Trong lớp dẫn N chứa nhiều điện tử và trong lớp dẫn P chứa

nhiều lỗ trống và gọi là các hạt mang điện tự do. Ở giữa nó tồn tại một lớp
tiếp giáp PN và có một điện áp khuếch tán. Điện áp này ngăn cản các hạt
mangđiện tự do qua lại vì thế mà Diode không dẫn. Qua việc đặt thêm điện
áp bên ngoài, tác dụng cản trở sẽ tăng lên hoặc mất đi.
Cấu tạo và kí hiệu:
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
18
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Đặc tính Vôn – Ampe:
a) Phân cực thuận:
Khi được phân cực thuận ta thấy Diode chỉ bắt đầu dẫn khi điện áp phân
cực lớn hơn
b) Phân cực nghịch:
Khi phân cực ngược Diode rồi tăng điện thế VDC từ 0V lên theo trị số
âm chỉ có dòng rỉ IS đi qua Diode. Nếu tăng cao mức điện áp nghịch thì
dòng điện rỉ qua Diode tăng lên rất lớn sẽ làm hư Diode.
19
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Theo chế tạo:
Các thông số kỹ thuật
Mã số Chất I
Fmax
I
S
V
rmax
1N4004 Si 1A
5µA
500V
1N4007 Si 1A

5µA
1000V
1N5408 Si 3A
5µA
1000V
10.Biển trở
Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý
muốn. Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt
động của mạch điện.
Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài
của dây dẫn điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác động khác như nhiệt độ
thay đổi, ánh sáng hoặc bức xạ điện từ,
Ký hiệu của biến trở :
20
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Hình dạng của biến trở.
23
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
PHẦN B:
21
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
NỘI DUNG
1. SƠ ĐỒ KHỐI.
2.CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI.
22
KHỐI NGUỒN
KHỐI GIẢI MÃ
KHỐI HIỂN THỊ
KHỐI PHÁT HỒNG NGOẠI
KHỐI ĐẾM

KHỐI THU HỒNG NGOẠI
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
a.) Khối nguồn .
Tạo ra dòng điện ổn địng cung cấp cho toàn mạch. Mạch dùng
nguồn 9v cấp cho led 7 đoạn, riêng IC7805 dùng để ổn định dòng 5v
cấp cho IC.

b.) Khối phát hồng ngoại .
Chủ yếu phát ra ánh sáng hồng ngoại cấp cho mạch thu hồng ngoại.
c.) Khối thu hồng ngoại .
23
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Thu ánh sáng hồng ngoại từ mạch phát hồng ngoại để điều khiển
khối điếm
d.) Khối đếm .
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
24
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Nhận xung clock từ khối thu hồng ngoại và tiến hành đếm, đồng thời
xuất ra giá trị mã BCD chuyển đến khối giải mã.
e.) Khối giải mã .
27
Mạch đếm sản phẩm kiểm tra xe ra vào dùng IC và hồng ngoại
Nhận giá trị BCD từ khối đếm và chuyển đến khối hiển thị.
f.) Khối hiển thị.
Nhận giá trị đã chuyển đổi từ khối giải mã và xuất ra hình ảnh.
25