Lời nói đầuCùng với sự phát triển của xã hội , nhu cầu con người càng ngày càng nâng cao , để có thể đáp ứng những nhu cầu đó thì những thiết bị điện tử đóng vài trò vô cùng quan trọng đ
Trang 1HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HÀNG KHÔNG
KHOA: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
TIỂU LUẬN ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ
Đề tài :Thiết kế mạch tạo xung vuông với duty 45%
Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hữu Châu Minh
Sinh viên thực hiện : Phan Hồng Doanh
TP Hồ Chí Minh-2021
1
download by : skknchat@gmail.com
Trang 2Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển của xã hội , nhu cầu con người càng ngày càng nâng cao , để có thể đáp ứng những nhu cầu đó thì những thiết bị điện tử đóng vài trò vô cùng quan trọng đối với mỗi người mỗi nhà , khắp mọi nơi trên trái đất này đều có thể thấy sự hiện hữu của những thiết bị điện tử Vậy để tạo nên những thiết bị điện tử đó thì cần những gì ?
Trong bài tiểu luận này chúng ta sẽ đi tìm hiểu cách để tạo ra xung vuông (một thành phần rất quan trọng đối với rất nhiều bo mạch điện tử có điều khiển vi xử lý hoặc điều khiển mạch logic ) , cách để điều chỉnh chu kỳ làm việc hay còn gọi là duty cycle , cách để đo đạt tính toán các thông số
để có được tín hiệu đầu ra như mong muốn và cách để đo lường các tín hiệu ,các thành phần của mạch điện
Trang 3Mục lục
I Yêu cầu và ý tưởng giải quyết··· 5
II Thiết kế··· 5
1 Các thông số kỷ thuật của IC 555··· 5
2 Sơ đồ nguyên lý ··· 7
3 Nguyên lý hoạt động··· 7
4 Kết quả mô phỏng··· 8 III Kết luận···10
3
download by : skknchat@gmail.com
Trang 4Mục lục hình ảnh
Hình 1.0 - sơ đồ chân IC 555··· 5
Hình 1.1 - bảng thông số dòng áp của IC 555···6
Hình 1.2 - sơ đồ nguyên lý···7
Hình 1.3 - kết quả mô phỏng··· 8
Hình 1.4 - độ cao xung··· 9
Hình 1.5 - chu kỳ xung đo được··· 9
Trang 5I Yêu cầu và ý tưởng giải quyết
Yêu cầu : Thiết kế mạch tạo xung với duty cycle 45%
Đối với yêu cầu này thì ta sẽ dùng ic 555 để tạo xung vuông và tính
toán để điều chỉnh các thông số điện trở ,tụ để có đc duty như mong
muốn
II Thiết kế
1 Các thông số kỷ thuật của IC555
Hình 1.0 - Sơ đồ chân IC555 Chân 1(GND): cho nối GND để lấy nguồn cấp cho IC hay chân gọi là
chân chung
+ Chân 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 tấn so áp Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3 Vcc
+ Chân 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 Ở đây là mức cáo nó tương ứng gần bằng Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng tron thực tế nó không được ở mức 0V mà nó trong khoảng từ 0,35->0,75V + Chân 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 cao thì trạng
5
download by : skknchat@gmail.com
Trang 6thái ngõ ra phụ thuộc vào điện áp chân 2 và chân 6 Nhưng mà trong
mạch để tạo được đao động thường nối chân này lên Vcc
+ Chân 5(CANTROL VOLATAGE): dùng để thay đổi mức điện áp chuẩn trong IC555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài nối GND Chân này có thể không nối cũng được nhưng để giảm 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 6(THRESHOLD): là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt dữ liệu
+ Chân 7(DISCHAGER): có thể xem chân này như 1 khóa điện tử cà chịu điều khiển bởi tầng logic của chân 3 Khi chân 3 ở mức điện áp thấp thì khóa này đóng lại, ngược lại thì nó mở ra Chân 7 tự nạp xả điện cho mạch R_C lúc IC555 dùng như 1 tầng dao động
+ Chân 8(Vcc): đây là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động, không
có chân này thì IC chết Nó được cấp điện từ 2->18V
Hình 1.1 - Bảng thông số dòng áp của ic 555
Trang 72 Sơ đồ nguyên lý
Hình 1.2 - sơ đồ nguyên lý
3 Nguyên lý hoạt động
+ Ta mắc thêm 2 diode để cải tiến xung đều mục đích để thời gian tồn tại mức 1 bằng với mức 0 Dòng sẽ qua diode D1, vì D2 phân cực nghịch sẽ nạp cho tụ điện, tụ càng nạp thì diode trên tụ C2 sẽ tăng lên , tăng đến khi điện áp tại chân số 6 ≥ 2/3vcc thì ngõ ra ở chân số 3 sẽ đổi trạng thái từ mức 1 về mức 0 + Chuyển mức sang Q3, ngõ ra Q3 ở mức 0,lúc này tụ C2 sẽ xả điện qua diode D2, qua R2 qua chân số 7 tụ càng xả thì điện áp trên tụ sẽ giảm xuống cho đến khi điện áp tại chân số 6 (áp ngương) ≤ 1/3 vcc thì ngõ ra sẽ lật trạng thái tức là mạch sẽ trở về trạng thái ban đầu kết thúc một chu kì xung
+ Thời gian nạp : Ton = 0,7 R1.C2
+ Thời gian xả : Toff = 0,7 R2 C2
+ Chu kì : T = Ton + Toff
+ ta chọn tần số là 1kHz :
==> chu kì T = 1/f = 1/1 =1 ( ms)
7
download by : skknchat@gmail.com
Trang 8+ duty cycle D%= 45%
==> Ton = 45% * 1ms = 0.45ms
==>Toff = T-Ton = 0.55ms
+ Chọn C1 = 0.01uF , C2 = 10nF
==> R1 = 0.45.10 −3 = 64K chọn R1 = 65k
0.7.10.10−9
==> R2 = 0.55.10 −3 = 78.5K chọn R2 = 80k
68
1+ 2 = 68+80 ∗ 100 = 45%
4 Kết quả mô phỏng trên proteus
Hình 1.3 - kết quả mô phỏng + Bảng kết quả đo
Trang 9VR3=VLED 5V 0.02A 0,1W
Vì dòng đi qua các linh kiện vô cùng nhỏ (khoảng vài uA) nên đồng hồ k thể đo được Vì vậy có thể coi như bằng 0
Hình 1.4 - Độ cao xung
Hình 1.5 - Chu kỳ xung đo được
Nhận xét : chu kì tính toán được là 1ms trong khi đo được từ mô phỏng
là 1.22ms cho nên có sai số khoảng 0.2ms Từ đó dẫn đến chu kỳ sáng tắt cũng bị thay đổi theo tính toán thời gian sáng là 0.45ms thời gian tắt là 0.55ms thời gian sáng đo được trên mô phỏng là 555us thời gian tắt là 665us với chu kỳ là 1.22ms thì duty vẫn là bằng 45%
9
download by : skknchat@gmail.com
Trang 10III Kết luận
Qua bài tiểu luận này giúp ta hiểu hơn về cách để tạo xung với ic555 ,cách để tính toán chu kỳ làm việc theo như mong muốn của mình
và cách đo đạt các thông số dòng áp và sóng ra thu được từ đó có thể áp dụng vào các công trình nghiên cứu ,đồ án của mình sau này để có thể thu được kết quả tốt hơn