MẠCH NGUỒN RESET: Mạch dùng để thiết lập lại trạng thái ban đầu cho hệ thống, gọi tắt là reset hệ thống.. Sau đó tụ nạp điện do đó chân reset của PIC luôn ở mức cao, PIC được phép hoạt
Trang 1CHƯƠNG IV_THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH
IV.1_Sơ đồ nguyên lý mạch điện.
IV.1.1 Mạch điều khiển trung tâm.
iV.1.1.1 Module giao tiếp giữa vi điều khiển và máy tính.
0
R X V
T X V
U 3
M A X 2 3 2
1
5
2 6
1 2 9
1 1
1 0
1 3 8
1 4 7
C 1 +
C 2
V +
V
-R 1 O U T
R 2 O U T
T 1 I N
T 2 I N
R 1 I N
R 2 I N
T 1 O U T
T 2 O U T
V C C
T X M A X
R X M A X
0
R X M A X
C 5
1 0 m f
V C C
C 3
1 0 m f / 6 3 v
0
C 6
1 0 m f
C 4
1 0 m f / 6 3 v
P 1
c o m 1
5
9
4
8
3
7
2
6
1
C 7
0 1 m f
T X M A X
Trang 2IV.1.1.2 Module vi điều khiển pic
R A 4
0
S W 3
r e s e t
R C 2
R B 3
T X V
S D A
R 2
1 k
U 2
T H A C H A N H
R B 6
D 1
4 0 0 7
S C L
R 4
2 5 0
J 6
C O N 2
1
R D 7
R C 2
D 4
L E D
D 3
L E D
R C 5
0
R D 1
R D 7
R C 5
J 3
C D
1
3
4
6
R B 0
T 1
R A 1
R B 4
R A 1
R D 0
R B 2
V C C
0
R A 3
R D 2
R B 4
0
R C 0
R D 3
R 1
1 0 k
R A 0
R D 6
R B 1
R B 0
C 2
3 3 p
R A 3
R E S E T
R D 4
R B 1
U 1
P I C 1 6 L C 7 4
1
1 3
2 4 6
3 3
3 5
3 7
3 9
1 5
1 7
2 3
2 5
1 9
2 1
2 7
2 9 8
1 0
1 4
1 1
M C L R / V P P
O S C 1 / C L K
R A 0 / A N 0
R A 2 / A N 2
R A 3 / A N 3 / R E F
R A 4 / T 0 C L K
R A 5 / A N 4 / S S
R B 0 / I N T
R B 1
R B 3
R B 5
R B 7
R C 0 / T 1 O S O / T 1 C L K
R C 1 / T 1 O S I / C C P 2
R C 2 / C C P 1
R C 3 / S C K / S C L
R C 4 / S D I / S D A
R C 5 / S D O
R C 6 / T X / C K
R C 7 / R X / D T
R D 0 / P S P 0
R D 2 / P S P 2
R D 4 / P S P 4
R D 6 / P S P 6
R E 0 / R D / A N 5
R E 1 / W R / A N 6
R E 2 / C S / A N 7
O S C 2 / C L K O U T
V D D
R D 4
R B 5
R D 2
R A 5
D 2
L E D
R B 6
R C 1
R D 0
S C L
R B 3
J 1
A
1 3 4 6
R D 1
S D A
R B 5
T 2
R D 5
R B 7
V C C
R D 3
V C C
R 3
2 5 0
J 5
I 2 C
1 3
T 2
R D 5
R A 2
0
R C 0
C 8
1 0 4
R A 0
R A 4
R A 2
C 1
3 3 p
V C C
0
J 2
R O L E
1 3 5 7 8
R C 1
R B 2
J 4
L E D 7
1 3 5
T 1
R X V
R 5
2 5 0
R A 5
R B 7
R E S E T
0
R D 6
Trang 3IV.1.2 Mạch Relay
V C C _ B A R
R 1 0 R
J 9
C O N 2
1
D 1 4
D I O D E
V C C
v x l 5
v x l 8
V C C _ B A R
L S 6
2 0 - 1 0 5 1 - S P D T
3 5 4 1
L S 8
2 0 - 1 0 5 1 - S P D T
3 5 4 1
Q 3
2 N 1 0 6 9
v x l 3
U 8
H 2 1 A 1
1
4
v x l 5
D 1
L E D
V C C
J 1 2
C O N 8
1
3
5
7
U 1
H 2 1 A 1
1
4
U 5
H 2 1 A 1
1
4
D 1 2
D I O D E
V C C _ B A R
v x l 1
Q 2
2 N 1 0 6 9
v x l 1
D 1 1
D I O D E
U 6
H 2 1 A 1
1
4
v x l 6
V C C
R 4 R
R 1 4 R
U 2
H 2 1 A 1
1
4
J 4
C O N 2
1
R 1 8
R
Q 8
2 N 1 0 6 9
V C C _ B A R
V C C _ B A R
D 4
L E D
v x l 6
V C C _ B A R
J 2
C O N 2
1
J 1 0
C O N 2
1
D 9
D I O D E
V C C
D 5
L E D
v x l 7
v x l 2
R 2 R
J 1 1
C O N 2
1
V C C _ B A R
D 1 6
D I O D E
R 1 R
V C C
R 2 1 R
J 8
C O N 2
1
D 3
L E D
L S 2
2 0 - 1 0 5 1 - S P D T
3 5 4 1
R 8 R
V C C _ B A R
v x l 7
D 6
L E D
Q 4
2 N 1 0 6 9
D 1 3
D I O D E
D 8
L S 3
2 0 - 1 0 5 1 - S P D T
3 5 4 1
V C C
D 1 0
D I O D E
J 5
C O N 2
1
R 6 R
R 1 6 R
J 6
C O N 2
1
v x l 4
R 3 R
R 1 3 R
Q 1
2 N 1 0 6 9
V C C _ B A R
V C C _ B A R
R 2 2 R
R 5 R
Q 5
2 N 1 0 6 9
V C C _ B A R
L S 5
2 0 - 1 0 5 1 - S P D T
3 5 4 1
D 7
L E D
Q 7
2 N 1 0 6 9
D 1 5
D I O D E
V C C
D 2
L E D
J 1
C O N 2
1
V C C _ B A R
R 7 R
R 1 7
R
Q 6
2 N 1 0 6 9
v x l 3
L S 4
2 0 - 1 0 5 1 - S P D T
3 5 4 1
V C C
J 7
C O N 2
1
V C C _ B A R
R 2 0 R
U 4
H 2 1 A 1
1
4
V C C _ B A R
L S 1
2 0 - 1 2 4 1 - S P D T
3 5 4 1
v x l 8
V C C _ B A R
0
V C C _ B A R
U 3
H 2 1 A 1
1
4
v x l 4
U 7
H 2 1 A 1
1
4
v x l 2
V C C _ B A R
L S 7
2 0 - 1 0 5 1 - S P D T
3 5 4 1
Trang 4V.2.3 Mạch đo nhiệt độ LM335
V.2.4 Mạch nguồn.
C 1 0
1 0 4
C 8
1 0 4
R 1
2 7 0
C 2
L E D
C 5
1 0 4
U 2
7 8 1 2 1
3
V I N
V O U T
J 2
5 v 1
J 5
5 v
1
C 6
1 0 4
C 3
1 0 m f
0
C 9
4 7 0 m f / 5 0 v
U 1
7 8 0 5 1
3
V I N
V O U T
C 1
J 3
5 v
1
C 4
1 0 4
0
J 1
a c
1
J 6
1 2 v 1
J 4
5 v 1
D 1
1 0 4
V.2_Phân tích và tính toán mạch
MẠCH NGUỒN RESET:
Mạch dùng để thiết lập lại trạng thái ban đầu cho hệ thống, gọi tắt là reset hệ thống 16f877A được reset bằng cách giữ chân MCLR ở mức thấp MCLR có thể được tác động bằng tay hoặc được tác động khi cấp nguồn (reset máy) Dưới đây là 2 dạng mạch reset:
R 2
R
M C L R
R 1 R
V C C
C 2 C
S W 1
D 1
D I O D E
R 2
R
M C L R
R 1 R
V C C
C 2 C
Hình 6.2: mach reset tự động mạch reset bằng tay
Giải thích mạch: Khi vừa cấp nguồn, điện áp trên tụ là 0V ngõ ra đưa đến chân reset ở mức cao, PIC bắt đầu hoạt động ở chế độ này Sau đó tụ nạp điện do đó chân reset của PIC luôn ở mức cao, PIC được phép hoạt động Hoặc khi mạch đang hoạt động mà nhấn nút SW làm IC ngưng hoạt động (do tụ phóng điện), PIC chỉ hoạt động trở lại khi
Trang 5nút nhấn SW được thả ra và tụ nạp đến một giá trị nào đó để chân reset của PIC không còn bị tác động
Tính toán: nguồn cung cấp cho mạch là 5V nên các IC thuộc họ CMOS sẽ hiểu mức logic cao khi điện áp các chân ngõ vào là 3.5V, mức thấp là 1V Do đó, để IC thoát khỏi trạng thái reset (mức thấp) thì điện áp ở chân reset (điện áp trên R2) phải ≤ 1V
Ta có: VCC = 5V mà Vcc= VC + VR = VC + 1V
VC = 4V ; ( chọn VR=1V khi IC thoát khỏi trạng thái Reset )
Giả sử lúc chưa có điện áp cung cấp, Vcc = 0V, Vc = 0V
Khi có điện áp Vcc =5V, tụ được nạp điện với phương trình nạp:
t CC
t: thời gian tụ nạp đầy
4 5(1 RC)
t
−
=
eRC
t
−
= 1 -
5
4 = 0.2
RC
t
= 1,6 Chọn t = 0.13 s RC= 0.0812 s
Chọn C = 10 uF R =
C
τ
= 8.12 KΩ
Vậy, ta chọn R2 = 8.2 KΩ
Tính R1: Nhấn nút SW , tụ bắt đầu xã điện: VCC = 5V, (3V>VRESET =VR2)
Ta có: VRESET = (VCC /(R1 + R2) x R1
R1 = (VCC R2 – VRESET R2)/VRESET = 10K
MACH ROLE
:
Bộ đóng ngắt dùng transistor:
Để đóng ngắt các mạch điện tử, người ta dùng các khóa đếm điện tử Các khóa này có 2 trạng thái phân biệt, trạng thái đóng (còn gọi là trạng thái dẫn) khi điện trở giữa 2 cực của khóa rất nhỏ; và trạng thái ngắt (còn gọi là trạng thái tắt) khi điện trở của khóa rất lớn, coi như hở eạch Việc chuyển đổi khóa từ trạng thái này sang trạng thái khác là do tác động
Trang 6của tín hiệu điều khiển ngõ vào, đồng thời quá trình chuyển trạng thái được thực hiện với một vận tốc nhất định, gọi là tốc độ đóng mở của khóa
Để làm khóa điện tử ta có thể dùng transistor BJT hoặc FET, tùy theo điện áp phân cực
mà transitor có thể làm việc ở trạng thái tắt hoặc dẫn (sử dụng ở chế độ khuếch đại hay bảo hòa) Thông thường người ta sử dụng mạch khóa dùng transistor BJT mắc EC (cực phát chung), bởi vì nó đòi hỏi công suất điều khiển thấp
Sơ đồ mạch tiêu biểu:
Hình b Hình c
VF: điện áp mở
Ics: dòng I¬c bão hòa
VCES : điện áp bão hòa
Muốn cho transistor T1 nằm ở trạng thái ngắt thì điện áp UBE của chuyển tiếp JE phải nhỏ hơn điện áp ngưỡng VF
VBE< VF
Do đó phải thỏa mãn điều kiện :
VI +ICBO x R < VF (IBCO :Dòng rĩ )
Transistor T1 làm việc ở trạng thái dẫn khi VI tác động xung dương, lúc này tùy theo dòng ngõ vào IB mà transistor dẫn có thể làm việc ở vùng khuếch đại hoặc vùng bão hòa Trong mạch khuếch đại: chuyển tiếp JE phân cực thuận, chuyển tiếp Jc phân cực nghịch Dòng IB có giá trị dương và thỏa mãn các hệ thức sau
IC = IB + ICEO
IE = IB + IC
Điện áp cực thu VO = VCE = VCC -ICRC (1)
V i
V C C
R
R 1
Q
VC
C VCE
VCC/R
Vces
Ics
VBE IB
Vγ
Trang 7Điện áp ngõ ra phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển ở ngõ vào Tuy nhiên để tăng khả năng chống nhiễu của khĩa chọn transistor làm việc ở vùng bão hịa (ví dụ như điểm B trên màn hình b) Trong vùng này VI lớn nên dịng IB và dịng IC cũng lớn
Từ cơng thức(1) do IC lớn, suy ra:
VO = VCE rất nhỏ (điện áp bão hịa)
V CES = 0,1V đến 0,2V
Điều này tương ứng với tình trạng cả 2 chuyển tiếp JE và JC đều phân cực thuận
Do VCES rất nhỏ nên giá trị IC được xem như VCC và RC quyết định
IC ? ICS = (VCC – VCES)/ RC
IC = VCC /RC
VCC =12v
VI 5 5v
VI = IBRB +VBE suy ra: IB = (VI -VBE )/RB Trans bão hịa:
IB ≥ ICmax /βsat ≈ IC sat /βsat vơí βsat =20 ÷ 25
⇒ VCC/RB ≥ (VCC -VCesat )/(βsat × Rreley)
⇒ βsat × Rreley ≥ RB
Chọn β = 20
V i
V C C
R 1
Q
T
R E L A Y
V i
V C C
R 1
Q T
R E L A Y