Thiết kế thi công thiết bị thực hành điện tử số

Nội dung text: Thiết kế thi công thiết bị thực hành điện tử số

1. Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 5(30)-2016 THIẾT KẾ THI CÔNG THIẾT BỊ THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ SỐ Đỗ Đắc Thiểm, Ngô Sỹ Trường Đại học Thủ Dầu Một TÓM TẮT Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu và ứng dụng điện tử số đang phát triển mạnh mẽ. Đó là cơ sở để phát triển công nghệ số, một công nghệ mang tính đột phá của thời đại. ng v i th gi i, iệt Nam c ng đang hội nh p r t tốt vào công nghệ m i này, những công tr nh nghiên cứu của những nhà hoa học, các sư, đang làm việc trong l nh v c điện tử số c ng đang phát triển r t mạnh. u t phát t yêu cầu th c t , đáp ứng tốt cho quá tr nh dạy và học điện tử số của gi ng viên và sinh viên ngành Điện – Điện tử ở Trường Đại học Thủ Dầu Một, ch ng tôi th c hiện đ tài Thi t , thi công mô h nh th c hành điện tử số”. Đ tài được th c hiện qua các bư c: h o sát và phân tích đ cương học phần, phân tích và so sánh để ti p thu các ưu điểm và tránh các huy t điểm trong quá tr nh th c hiện đ tài qua việc tham h o các s n phẩm và các công tr nh nghiên cứu liên quan, mô phỏng và thi t - thi công mô h nh thi t bị, xây d ng tài liệu th c hành èm theo mô h nh. Từ khóa: thi t , mô h nh, điện tử số 1. GIỚI THIỆU Mục tiêu của của việc thiết kế, thi c g h h th c h h iệ t là cu g c ch i h viê thiết th c h h th thiệ ụ g i g c ủ c c i u g t g h c t v ghiê c u h c h iệ t ; gi i h viê v g c c i u g cơ ả v chu ê u của iệ t ; gi giả g viê c i u kiệ ghiê c u u hơ g ca g c chu ê tiế t i chủ c c c g ghệ t ti hơ t g giả g ; h t t i kết uả thiết hục vụ việc giả g h c h iệ t 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU – Khả t h tích c ơ g h c h Điệ t của T ờ g Đ i h c Thủ D u M t x c h c c ch th c h h c th c hiệ của h h – Ph tích h tiế thu c c u i v t h c c khu ết i t g u t h th c hiệ t i ua việc tha khả c c ả hẩ v c c c g t h ghiê c u iê ua – M hỏ g thiết kế – thi c g h h thiết v x g t i iệu th c h h kè theo mô hình. Các thành phần của thiết bị The c ơ g chi tiết h c h iệ t của T ờ g Đ i h c Thủ D u M t, mô hình thiết th c h h iệ t c g ủ c c i u g c c i th c h h: c c cổ g L gic ch tổ h c c ch ế kh g ồ g c c ch ế ồ g ch ghi ch ch iế ổi ADC DAC Ng i a g c c i th c h h the c ơ g h c 105
2. Đỗ Đ c Thi Thi t thi công thi t bị th c hành điện tử số thiết th c h h c c ủ c c kh i ch c g: m ch t a g ch thiết c c c gic g v ch hi th h h ch hi th th h kh i ồ g hồ iệ ch c guồ a t . – ác cổng logic:  IC 74LS00: Cổ g NAND 2 ngõ vào.  IC 74LS02: Cổ g NOR 2 g v  IC 74LS04: C c cổ g NOT  IC 74LS05: C c cổ g NOT  IC 74LS08: Cổ g AND 2 g v  IC 74LS32: Cổ g NOR 2 g v  IC 74LS86: NOR 2 ngõ vào. – ác chức năng mạch tổ hợp:  74LS42: M ch giải ã BCD a g DEC  74LS47: M ch giải ã BCD a g LED 7 A e chu g  74LS48: M ch giải ã BCD a g LED 7 Cath e chu g  74LS85: M ch h 4 it  74LS138: M ch giải a h 1 a g 8  74LS147: Giải ã 10 ờ g a g BCD t c g c th p.  74LS151: IC ghép kênh 8: 1 – Nhóm chức năng các lip- lop và mạch đ m:  74LS73: Hai Flip-F JK t c g c h xu g  74LS74: Hai Flip-F D t c g c h xu g  74LS76: Hai Flip-F JK t c g c th  74LS90: M ch ế th h kh g ồ g  74LS93: M ch ế 4 it kh g ồ g  74LS164: Tha h ghi ch 8 it  74LS190: M ch ế th h ồ g  74LS192: M ch ế ê /xu g th h c th t h t c  74LS194: M ch ghi ch 4 it  HEF 4017: M ch ế J h – Mạch bi n đổi AD , DA .  IC DAC 0800: Chu ổi 8- it a g t ơ g t  IC DAC 0808: Chu ổi 8- it a g t ơ g t  IC ADC 0804: Chu ổi t ơ g t a g 8-bit.  IC ADC 0808: Chu ổi t ơ g t a g 8-bit.  IC HA 741: Khuếch i thu t t Khảo sát các công trình nghiên cứu liên quan S n phẩm của Lab-Volt: Giải h của La -V t c th c hiệ t ê hai ch v ch hé th c hiệ c c i th c h h: tha h ghi ch 4- it ch ế kh g ồ g ch ế ồ g ch c g 4- it ch h 4- it ch ã h a v giải ã BCD ch ghép kênh- h kê h ch giải ã hi th e 7 ch ki t a chẵ ẻ S v i c ơ g ch ơ g t h cò thiếu h c c cổ g gic cơ ả v h ch ế u g c c IC 106
3. Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 5(30)-2016 chu ê ụ g Ng i a c c ch ch a c guồ v v c hải t a g thê guồ khi ụ g S n phẩm của hãng eedbac : Giải h của Fee ack c th c hiệ t ê hai ch v ch hé th c hiệ c c i th c h h: c c cổ g gic ch ã h a ch hi th e ả ch c g ch ghép kênh- h kê h ki t a ỗi c c F i -f ch a g sch itt kích ch chia t ch ế ch ghi ch ch chu ổi g song- i tiế S v i i u g ch ơ g t h thừa h ch kích h g i thiếu h h ch ế u g c c IC chu ê ụ g Ng i a c c ch ch a c guồ v v c hải t a g thê guồ khi ụ g S n phẩm của Trường Đại học Sư phạm K thu t inh: Giải h c th c hiệ t ê t ch v c h guồ C c i th c h h của ch v i ch ơ g t h thiếu c c i u g v ch ch ế h g i thừa c c i u g v h v ch kích S n phẩm của Trường Đại học Sư phạm K thu t thành phố Hồ hí Minh: Giải h c th c hiệ t ê t ch v c h guồ Ch hé th c hiệ c c i th c hành: c c cổ g gic ch ã h a ch hi th e ả ch c g ch ghé kênh – phân kênh, các Flip-f ch a g ch ế ch ghi ch S v i i u g ch ơ g t h thiếu h ch ế ù g c c IC chu ê ụ g v m ch chu ổi ua i gi a v t ơ g t Khả t c c ả hẩ của c c hã g La -V t v Fee ack cũ g h c c thiết th c h h của T ờ g Đ i h c S h Kỹ thu t Vi h v T ờ g Đ i h c S h Kỹ thu t th h h Hồ Chí Mi h ta t a c c i h c ki h ghiệ từ c c u v khiế khu ết của c c ả hẩ ch việc thiết kế h h thiết th c h h iệ t gồ : – M h h c thiết c guồ a t cu g c ch c c ch th c h h – T a g ủ c c ch ch c g: M ch t xu g a g ch hi th h phâ ch hi th th h ch thiết c c c gic g v – C c ch th c h h the êu c u: C c cổ g L gic ch tổ h ch ế kh g ồ g ch ế ồ g ch ghi ch ch chu ổi ua i gi a v t ơ g t Mô phỏng, thiết kế Phần m m Proteus: P teu ch ơ g t h thiết kế ch gu ê ý hỏ g ch th thiết kế ch i t t c ua v ụ g Khi th c hiệ t i P teu ã c hiê ả 8 1 SP1 v i hi u tha ổi gi c g việc hỏ g v thiết kế ch t ở ê g v thu tiệ S v i c c h hỏ g ch iệ t kh c P teu 8 1 c hi u u i ổi t i h : hỏ g c t hi u i h kiệ iệ t v c c thiết hi th kết uả hỏ g t t c ua h t ch iệ t th t C c i h kiệ c thiết thiết kế M h h th c h h iệ t P teu 8 1 u g ủ Ng i a P teu 8 1 ch ơ g t h ch hé thiết kế ch i t t c ua v ụ g V v ghiê c u gu ê ý h t g c c ch ch c g v ụ g h P teu 8 1 giải h c g ghệ gi ta hỏ g, thiết kế ch v x c h c c th g kỹ thu t t i u t g i u kiệ c th của t i 107
4. Đỗ Đ c Thi Thi t thi công thi t bị th c hành điện tử số Hình 1: Giao diện phần m m mô phỏng Proteus phiên b n 8.1. Thiết kế mô hình mô phỏng Sơ đồ khối mô hình: Thiết b Th c h h iện t s gồm 3 nhóm chính: nhóm các kh i ch c g h c c IC ch c g v h ch nguồn và thiết l p các m c logic. Hình 2: Sơ đồ hối thi t bị Nhóm các kh i ch c g: M ch t a g ch hi th h h ch hi th th h ồng hồ iện áp. Nhóm các IC ch c g: C c IC ch c g c c cổ g l gic c c IC ch ếm và m ch ghi d ch, các IC mã hóa, giải ã v h c c IC ch c g ch chu ổi AD DA M ch nguồn và m ch thiết l p các m c logic. 108
5. Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 5(30)-2016 Bảng vẽ mạch in bo mạch: S dụng Proteus 8.1 vẽ m ch in cho bo m ch chính: Hình 3: Sơ đồ thi t mạch bằng Proteus 8.1 Hình 4: Kích thư c bo mạch chính: 3. CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 3.1. Mô hình thiết bị Thiết b th c h h iện t s gồm 3 nhóm chính: nhóm các kh i ch c g hóm các IC ch c g v h ch nguồn và m ch thiết l p các m c logic. – Nh c c kh i ch c g: M ch t a g ch hi th h h ch hi th th h ồ g hồ iệ – Nh c c IC ch c g: C c IC ch c g c c cổ g logic c c IC ch ế v ch ghi ch c c IC ã h a giải ã v h c c IC ch c g ch chu ổi AD DA – M ch guồ v ch thiết c c c gic:  M ch guồ c th cu g c c c c iệ cụ th : ± 5 V; ± 12 V; v guồ DC c th tha ổi từ: -12 V ÷ +12 V Tù êu c u của c c i th c h h v cụ th từ g ch th c h h ta cu g c guồ ch g 109
6. Đỗ Đ c Thi Thi t thi công thi t bị th c hành điện tử số  M ch thiết c gic cu g c c c c iệ 0V h ặc 5V ch c c g v của c c ch th c h h tù thu c v t í của c c c g t c. Hình 5: Thi t bị th c hành điện tử số 3.2. Qui trình lắp mạch thực nghiệm Đ ả ả a t v iệ ch g ời ụ g v thiết ui t h v v h h th c ghiệ c khu ế gh h au: 110
7. Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 5(30)-2016 1) C guồ ch thiết t c g t t v v t í OFF 2) C guồ ch h IC ch c g của i th c h h 3) D a v ơ ồ ch của i thí ghiệ i ch c c i h kiệ 4) Ki t a i ch t c khi t c g t t guồ v ON 5) Chu c c kh a v c ch c gic khả t v ghi h kết uả 6) Khi c thê ha tha ổi c u t c ch iệ c t c g t t v v t í OFF t c khi ch (th c hiệ i từ c 1) 3.3. Tài liệu hướng dẫn thực hành T i iệu h g ẫ th c h h Điệ t kè the h h c thiết kế gồ 7 i th c h h từ cơ ả ế g ca the th t c c i u g của c ơ g h c h Điệ t c ụ g của T ờ g N i u g cụ th c h au: – B i 1: C c cổ g gic - i B e – B i 2: M ch tổ h – B i 3: M ch ế h h kh g ồ g – B i 4: M ch ế ê kh g ồ g ù g IC chu ê ụ g – B i 5: M ch ế h h ồ g – B i 6: Tha h ghi ch – B i 7: M ch chu ổi s – t ơ g t v t ơ g t – s Mỗi i th c h h t h ủ c c i u g: Mục tiêu i thí ghiệ ồ ù g v t a g thiết kè the c c ơ ồ ch th c ghiệ êu c u khả t v ả g kết uả t thu c của i h viê t i t th c tế ch i h viê Khi th c h h i h viê c tha t c c c ch th c ghiệ t ê c c i h kiệ iệ t th c Đ h th h i th c h h i h viê hải th c ghiệ v v ụ g c c kiế th c ý thu ết ã h c ki ch g kết uả B t i iệu h g ẫ th c h h tổ g h của c c i th c h h c t í t c ch c hệ th g v kh a h c gi i h viê hi u c c i u g kiế th c iệ t từ cơ ả ế g ca (c c i th c h h chi tiết t h ở T i iệu h g ẫ th c h h t i Kh a Điệ – Điệ t T ờ g Đ i h c Thủ D u M t. 4. KẾT LUẬN M h h th c h h iệ t c thiết kế the c ơ g h c Điệ t t g ch ơ g t h t g h Điệ – Điệ t của T ờ g Đ i h c Thủ D u M t Sả hẩ kh g h g g c c c êu c u kỹ thu t a u cò c tí h thẩ ỹ ca Tài iệu th c h h kè the h h gi ch i h viê c c c c i th c h h iệ t c t í t c ch c hệ th g v kh a h c Từ kết uả t c h t ê ch g t i kiế gh ch t i khai ả hẩ v u t h giả g h c h Điệ t của T ờ g Đ i h c Thủ D u M t. Sả hẩ c th c th ơ g i, cu g c ch c c t ờ g ca ẳ g v i h c c t g h kỹ thu t iệ – iệ t 111
8. Đỗ Đ c Thi Thi t thi công thi t bị th c hành điện tử số DESIGN AND CONSTRUCT A MODEL USED FOR PRACTICE DIGITAL CIRCUITS Do Dac Thiem, Ngo Sy ABTRACT In recent years, research and application of digital electronic are thriving. That is the basis for the development of digital technology, which is a breakthrough technology of the times. Along with the world, Vietnam is also very good integration into this new technology, researchs of scientists and engineers, who are working in the field of digital electronics are also growing strongly. Derived from actual requirements, responding well to the process of teaching and learning digital electronics for lecturers and students of Electrical - Electronics at the Thu Dau Mot University, we implement the project "Design And Construct A Model Used For Practice Digital Circuits". This study was carried out through steps: First, surveying and analysising digital electronic syllabus of TDMU to determine the practical circuit to implement the model. Second, analysising and comparising to absorb the strengths and avoid the weaknesses in the implementation process through topics refer to the product and the related research projects. Third, simulating and designing – constructing equipment model. Finally, constructing practice documents enclosed model. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngu Nh A h (2016), K thu t số, NXB Đ i h c Qu c gia TP.HCM. [2] T Th Th H (2006), Điện tử số, NXB H c Việ B u chí h Vi thông. [3] Ngu T u g L (2010), K thu t số, T ờ g Đ i h c C Thơ [4] Ngu Th V (1996), K thu t số, NXB Khoa h c Kỹ thu t [5] Charles H. Roth (1992), Fundamentals of logic design, Prentice Hall. [6] Ronald J. Tocci and Neal Widmer (1997), Digital Systems Printciples and Applications, Prentice Hall. [7] [8] [9] Ngày nh n bài: 8/8/2016 h p nh n đăng: 25/9/2016 Liên hệ: Đỗ Đắc Thiểm T ờ g Đ i h c Thủ D u M t Email: thiemdd@tdmu.edu.vn 112