Chương 2 - Linh kiện điên tử CDA Training

Giáo trình linh kiện điện tử và vi điều khiển 8051 tại CDA Training.

Mục Lục

Mục Lục 1

I Opto: 2

1 Công dụng: 2

2 Ký hiệu và hình ảnh thực tế Opto PC817: 2

3 Nguyên lý hoạt động: 2

4 Mô phỏng (Proteus): 2

II Rơ-le: 3

1 Công dụng: 3

2 Ký hiệu và hình ảnh thực tế: 3

3 Nguyên lý hoạt động: 4

4 Mô phỏng (Proteus): 4

III IC: 5

1 IC là gì: 5

2 Cách xác định chân IC: 5

3 Đế IC: 6

IV Một số mạch ổn áp thông dụng: 7

1 Mạch ổn áp dùng Diode Zener: 7

2 Mạch ổn áp dùng IC họ 78xx: 7

3 Mạch ổn áp xung dùng IC LM2576 và 34063: 8

V Opamp: 11

1 Công dụng: 11

2 Ký hiệu và hình ảnh thực tế: 11

3 Nguyên lý hoạt động: 11

4 Một mạch ứng dụng cơ bản: 11

5 Mô phỏng: 11

VI Một số IC số thông dụng: 12

1 74HC138: 12

2 74HC595: 14

3 74HC151: 16

4 74HC165: 18

5 Một số IC Logic khác: 20

VII Thạch anh: 21

1 Công dụng: 21

2 Ký hiệu và hình ảnh thực tế: 21

3 Mạch dao động thạch anh cơ bản: 22

I Opto:

1 Công dụng:

- Opto dùng để cách ly quang giữa module tín hiệu và module công suất hoặc giữa module xử lý với các thiết bị ngoại vi

- Opto cách ly hoàn toàn 2 nguồn giữa ngõ ra và ngõ vào nên tranh hư hỏng bộ

xử lý và tránh hiện tượng sụt áp module xử lý khi điều khiển mạch công suất

2 Ký hiệu và hình ảnh thực tế Opto PC817:

U5 PC817

- Ngược lại, khi không có dòng điện qua diode quang,

transistor không được kích dẫn nên Led tắt

Hình 1.3: Mạch kết nối đơn giản với Opto

4 Mô phỏng (Proteus):

U5 PC817

C

D22 LED

12V 5V

R48 270

R49 1k

SW13

A

II Rơ-le:

1 Công dụng:

- Dùng một năng lượng nhỏ để điều khiển một năng lượng lớn

Ví dụ: có thể dùng Rơ-le 5V với dòng 50mA để điều khiển dòng điện có điện áp 220V-2A

- Rơ-le điều khiển dễ dàng và ứng dụng rộng rãi trong điều khiển động cơ, chiếu sáng và bật tắt thiết bị

6

8 7 1

2

Hình 2.1: Rơ-le 12V 5 chân Hình 2.2: Rơ-le 12V 8 chân

Hình 2.3: Hình ảnh thực tế Rơ-le 5 chân loại hàn mạch

Hình 2.5: Hình ảnh thực tế Rơ-le loại cắm đế

Hình 2.6: Đế cắm Rơ-le

3 Nguyên lý hoạt động:

Hình 2.7: Cấu tạo Rơ-le

- Bình thường, khi cuộn coil Rơ-le không được cấp điện, chân COM và chân

NC (Normally Close) sẽ được nối với nhau và hở với NO (Normally Open)

- Khi cuộn coil Rơ-le có điện sẽ tạo thành nam châm điện, hút chân COM nối với chân NO và hở chân NC

4 Mô phỏng (Proteus):

III IC:

1 IC là gì:

- IC (Chip) là một vi mạch điện tử bao gồm các linh kiện bán dẫn (transistor, diode…) và các linh kiện thụ động (Điện trở) đươc kết nối với nhau với kích

cỡ nm đến mm và được đóng gói trong một kiểu chân nào đó

- IC có loại chỉ có 1 chức năng nhất định như ổn áp nguồn họ 78xx, 79xx… hay họ IC số 74xx, 40xx… Cũng có loại có Chức năng thay đổi được nhờ lập

trình như vi điều khiển (họ 8051, AVR, PIC, ARM…) hay vi xử lý

đó

Hình 3.1: IC đóng gói dạng DIP

- Đối với chân dạng SMD cũng đọc tương tự

Hình 3.2: IC đóng gói dạng SMD

IV Một số mạch ổn áp thông dụng:

1 Mạch ổn áp dùng Diode Zener:

D23 5.1V

J18

OUT

1 2

Hình 4.1: Mạch ổn áp dung diode Zener

J20

OUT

1 2

C4 100uF/16V

R51 330

D24 LED

C5 1000uF/25V

Hình 4.3: Mạch ổn áp dùng 78xx

330uF/50V

R57 3k

D57 RED LED

VCC

VCC

J23

OUT 1

Hình 4.5: Mạch nguồn sử dụng LM2576 ADJ

Điện áp ngõ ra điều chỉnh được

U27 LM2576 VIN

D54 1N5822

C17 1000uF J8

Hình 4.6: Mạch nguồn sử dụng LM2576 5V

U3 MC34063A

COMP 5TCAP

R3 3k

R4 1k

D4 SS14

L2 220uH

C6 221

R5 0.5

R6 0.5

5V

R7 1k D5 GREEN LED

- Nếu Vin+ > Vin- thì Vout ~ Vcc

- Nếu Vin+ < Vin- thì Vout = 0

4 Một mạch ứng dụng cơ bản:

R1 47k

R2 Quang Tro R3

10k

+

-U1A

LM358

3 2

R6 680

D1 LED

Q1 C1815

J1

Nguon 1 2

9V

OUT IN+

IN-Hình 5.3: Mạch tự động sáng khi trời tối

Hình 6.3: Bảng thông số tối đa mà 74HC138 chịu được

Hình 6.4: Bảng thông số lý tưởng để 74HC138 hoạt động

- Ngoài ra: cần xem thêm tốc độ đáp ứng của IC khi hoạt động ở tốc độ cao

ii Hoạt động:

Hình 6.5: Bảng hoạt động của 74HC138

Theo datasheet hãng ON Semiconductor

- 74138 là IC giải mã ngõ ra với 3 ngõ vào và 8 ngõ ra

- 74138 được sử dụng trong quét Led 7 đoạn, Led mà trận và một số ứng dụng

Hình 6.8: Bảng thông số tối đa mà 74HC595 chịu được

Hình 6.9: Bảng thông số lý tưởng để 74HC595 hoạt động

Ngoài ra: Cần quan tâm đến tốc độ đáp ứng của IC khi hoạt động ở tần số cao

ii Hoạt động:

Hình 6.10: Giản đồ xung của 74HC595

- IC 74595 là IC ghi dịch, chuyển từ nối tiếp sang song song Có chốt dữ liệu

Sử dụng rộng rãi trong việc mở rộng chân vi điều khiển do có thể điều khiển trạng thái từng chân độc lập Như quét Led ma trận hoặc Led đơn…

- Sử dụng chân 14 để đưa dữ liệu và đưa 1 xung vào chân 11 để 74595 nhận dữ liệu Mỗi lần như vậy, 74595 nhận được 1 bit dữ liệu Và Bit này được ẩn dưới chân Q0 Nhưng vẫn chưa được xuất ra do chưa tạo xung chốt ở chân

12

- Nếu đưa tiếp bit thứ 2 vào thì bit đưa vào trước đó sẽ dịch chuyển sang dưới chân Q1 và bit đưa vào thứ 2 sẽ dịch chuyển vào chân Q0 Cứ như vậy, bit tới trước sẽ được đẩy lui các chân cao hơn

- Các ngõ ra của 74595 chỉ nhận được dữ liệu khi nhận được xung chốt ở chân

12

- Có thể ghép nối tiếp nhiều IC 74595 lại với nhau bằng cách:

o Nối chung chân dịch dữ liệu 11 của các IC 74595 lại với nhau

o Nối chung chân chốt dữ liệu 12 của các IC 74595 lại với nhau

o Nối ngõ ra nối tiếp 9 của IC 74595 trước với ngõ vào nối tiếp 14 của

Ký hiệu Chân Chức năng

Hình 6.13: Bảng thông số tối đa mà 74HC151 chịu được

Hình 6.14: Bảng thông số lý tưởng để 74HC151 hoạt động

ii Hoạt động:

Hình 6.5: Bảng hoạt động của 74HC151

Theo datasheet hãng NXP

- IC 74151 là IC giải mã ngõ vào, giúp giảm bớt số lượng chân vi điều khiển

mà vẫn có thể đọc được nhiều ngõ vào

- Ghép nối 74151 đầu tiên ta cần ít nhất 4 chân vi điều khiển Mỗi một IC74151 tiếp theo ta chỉ cần thêm 1 chân của vi điều khiển do các chân giải

mã ta sử dụng chung, chỉ tách biệt chân ngõ ra Y (hoặc \Y) của 74151

4 74HC165:

i Cấu tạo:

Hình 6.15: Sơ đồ chân IC 74165

Hình 6.16: Hình ảnh 74165 thực tế

Bảng 6.3: Chức năng các chân 74165

Hình 6.17: Bảng thông số tối đa mà 74HC165 chịu được

Hình 6.18: Bảng thông số lý tưởng để 74HC165 hoạt động

ii Hoạt động:

- IC 74165 là IC ghi dịch, chuyển dữ liệu song song sang nối tiếp Tiết kiệm chân vi điều khiển Chỉ với 3 chân vi điều khiển có thể đọc rất nhiều ngõ vào Nhưng bù vào đó, thời gian xử lý sẽ chậm hơn

- Để đọc được tín hiệu ngõ vào, ta cần:

o Tạo xung trên chân dịch bit 2 để đọc dữ liệu trên chân dữ liệu ra nối tiếp 9 (hoặc 7)

o Sau khi chốt dữ liệu thì trạng thái chân D7 được xuất ra luôn trên chân

dữ liệu ra nối tiếp nên khi đọc chân D7 không cần tạo xung dịch bit

- Để đọc dữ liệu từ nhiều IC 74165 ta chỉ cần đấu ngõ ra nối tiếp IC sau vào ngõ vào nối tiếp IC trước Các chân chốt dữ liệu ngõ vào và dịch bit ta nối chung với nhau theo từng chân tương ứng

5 Một số IC Logic khác:

- 7400: Cổng NAND với 2 ngõ vào

- 7402: Cổng NOR với 2 ngõ vào

3 Mạch dao động thạch anh cơ bản:

Y 1

12MHz C5 33pF

C6 33pF

Hình 7.3: Mạch dao động thạch anh cơ bản

HẾT Chương 2