NHĨM 1

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC
ĐỀ TÀI :
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ
PHẦN THUYẾT MINH :
Yêu cầu về bố cục nội dung :
Chương 1: Tìm hiểu chung về mạch tổ hợp, mạch dãy và mạch dao động.
Chương 2: Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thơng.
Chương 3: Xây dựng chương trình mơ phỏng.
u cầu về thời gian :
Ngày giao đề : 10/11/2012
Ngày hoàn thành :…. 20/12/2012
Thời gian bảo vệ dự kiến : 30/12/2012

Ngày … tháng … năm 2012
Khoa

Điện

Bộ môn

Giáo viên hướng dẫn

NGUYỄN VĂN VINH

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 1

NHÓM 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
eee

________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Giáo viên hướng dẫn
GVC.Th.S NGUYỄN VĂN VINH


THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 2


NHÓM 1
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................5
1.Mạch tổ hợp..........................................................................................................................................6
1.1. Khái quát.......................................................................................................................................6
1.2. Các phương pháp tối thiểu hoá hàm logic......................................................................................6
1.3. Tổng hợp hàm logic ràng buộc..........................................................................................................6
1.3.1. Khái niệm về hàm logic ràng buộc.............................................................................................6
1.4. Bộ mã hoá và bộ giải mã...................................................................................................................7
2.1. Khái niệm mạch dãy....................................................................................................................11
2.2. Thanh ghi và thanh ghi dịch........................................................................................................11
2.3. Bộ đếm ...........................................................................................................................................11
2.3.1. Bộ đếm nối tiếp và bộ đếm song song......................................................................................11
2.3.2. Bộ đếm bất kì...........................................................................................................................12
2.3.3. Ghép các hệ đếm......................................................................................................................13
3.Mạch dao động....................................................................................................................................13
3.1. Nguyên lý tạo dao động...................................................................................................................13
3.1.1. Các vấn đề chung......................................................................................................................13
3.1.2. Điều kiện dao động...................................................................................................................14
3.1.3. Kết luận....................................................................................................................................15
I.Khối tạo xung.......................................................................................................................................16
1.1. IC 555..........................................................................................................................................16
II.Khối đếm............................................................................................................................................19
1.IC4017.............................................................................................................................................19
2.IC 74ls90.........................................................................................................................................21

III. Khối giải mã.....................................................................................................................................23
IV. Khối hiển thị.....................................................................................................................................27

PHẦN III:XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG............................................................28
I.Mạch tạo xung......................................................................................................................................28
II.Mạch điều khiển thời gian sáng của đèn.............................................................................................29
III.Mạch hiển thi thời gian bằng led 7 thanh...........................................................................................29
VI.Mạch chung.......................................................................................................................................30
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 3


NHĨM 1
PHẦN IV:NGUN LÍ HOẠT ĐỘNG........................................................................................31
KẾT LUẬN....................................................................................................................................32

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 4


NHÓM 1
LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số đã trở thành quen thuộc với nhiều người, bởi
vì sự phát triển của ngành kỹ thuật số này đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh
tế toàn cầu. Nhờ có ưu điểm của xử lý số như độ tin cậy trong truyền dẫn, tín đa
thích nghi và kinh tế của nhiều phần mềm khác nhau, tín tiện lợi trong điều khiển
và khai thác mạng.

Số hóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều lĩnh vực kỹ thuật và kinh
tế khác nhau.Không chỉ trong lĩnh vục thông tin liên lạc và tin học. Ngày nay, kỹ
thật số đã và đang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử, Điều khiển tự động,
phát thang truyền hình, y tế, nông nghiệp…và ngay cả trong các dụng cụ sinh hoạt
gia đình.
Ngay từ những ngày đầu khai sinh, kỹ thuật số nói riêng và ngành điện tử nói
chung đã tạo ra nhiều bước đột phá mới mẽ cho các ngành kinh tế khác và còn đảm
bảo được yêu cầu của người dùng cả về chất lượng và dịch vụ. Đồng thời kiến thức
về kỹ thuật số là không thể thiếu đối với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên điện tử.
Và như mọi người nhận thấy rằng, ngày nay trật tự giao thơng nước ta đang
rối ren. Vì vậy việc sử dụng đèn giao thông tại những giao lộ là rất cần thiết và để
hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động và muốn phát triển thêm về vấn đề này, bọn em
đã thiết kế và nghiên cứu hệ thống điều khiển đèn giao thơng tại ngã tư.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng đây là lần làm đồ án đầu tiên nên cuốn
“Đồ án mơn học” khó tránh khỏi những sai sót, nhóm chúng em rất mong nhận
được nhiều sự ủng hộ và góp ý của các thầy và các bạn đọc để lần sau nhóm em sẽ
cố gắng và hoàn thiện hơn.

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 5


NHÓM 1
PHẦN I:LÝ THUYẾT LIÊN QUAN
1.Mạch tổ hợp.
1.1. Khái quát.
*Mạch logic tổ hợp là mạch logic ở đó giá trí logic của các tín hiệu ra khơng
phụ thuộc vào trạng thái cũ của mạch, mà hoàn toàn xác định bởi giá trị logic của
các cửa vào của mạch ở thời điểm đó.

* Khi tổng hợp mạch logic tổ hợp ta cần tuân thủ các bước dưới đây:
- Lập bảng chức năng logic của mạch. Đó là bảng chân lí hay bảng trạng
thái, là bảng giá trị các biến ra tương ứng với tong tổ hợp của các biến
vào.
- Từ bảng trạng thái xác định biểu thức hàm logic hoặc bảng Các nơ.
- Tiến hành tối thiểu hố hàm logic và đưa về dạng thuận lợi để triển khai
hàm thông qua các mạch logic cơ bản.

1.2. Các phương pháp tối thiểu hoá hàm logic.
- Tối thiểu hoá hàm logic bằng cách sử dụng các định luật cơ bản của đại số
logic.
- Tối thiểu hố hàm logic bằng biểu đồ Các nơ.
1.3. Tổng hợp hàm logic ràng buộc.
1.3.1. Khái niệm về hàm logic ràng buộc.
-Hàm số n biến có 2n tổ hợp biến, tương ứng với mỗi tổ hợp biến đó hàm số có
giá trị 1 hoặc 0. Nhưng cũng có những trường hợp với một số tổ hợp biến số hàm
số của các biến đó khơng xác định được giá trị theo một điều kiện nào đó.
-Phần tử ràng buộc hay số hạng ràng buộc là tổ hợp biến tương ứng với trường
hợp hàm số không xác định, số hạng ràng buộc luôn bằng 0.
-Điều kiện ràng buộc là biểu thức logic tạo bởi tổng các phần tử ràng buộc. Vậy
điều kiện ràng buộc cũng luôn bằng 0.
-Hàm logic ràng buộc là hàm số logic xác định với điều kiện ràng buộc.
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 6


NHĨM 1
-Tối thiểu hố hàm logic ràng buộc có 2 cách: tối thiểu hố bằng cơng thức hoặc
bằng bảng các nơ.

1.4. Bộ mã hố và bộ giải mã.
* Hệ chuyển mã:

Hệ chuyển mã
-Hệ chuyển mã là hệ tổ hợp có nhiệm vụ làm cho 2 hệ thống tương thích nhau,
mặc dù 2 hệ thống sử dụng2 mã nhị phân khác nhau. Hệ chuyển mã có số lượng
ngõ vào và ngõ ra bằng nhau.
* Hệ giải mã
-Hệ giải mã là hệ chuyển mã có nhiệm vụ chuyển từ số nhị phân cơ bản n bit ngõ
vào sang mã nhị phân 1 trong m ở ngõ ra.

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 7


NHÓM 1

- Với các giá trị i ở tổ hợp ngõ vào thì ngõ ra Yi sẽ tích cực và các ngõ cịn lại
khơng tích cực. Có 2 dạng: tích cực mức cao và tích cực mức thấp.
*Giải mã số BCD sang mã LED 7 thanh:
Led 7 thanh: là loại đèn LED ding để hiển thị các số thập phân (từ 0 đến 9).

Các số thập phân được hiển thị bởi LED 7 thanh
-Ngồi ra LED 7 thanh cịn hiển thị được 1 số chữ cái và các kí tự đặc biệt.
* Có 2 loại LED 7 thanh: Anot chung và Katot chung.

LED Katot chung và Anot chung
*Mạch giải mã số BCD sang led 7 thanh:
- Mạch có 4 ngõ vào tương ứng với tổ hợp BCD và 7 ngõ ra tương ứng 7 thanh

của LED.
-Xây dung hệ giải mã cho led 7 thanh anode chung.

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 8


NHÓM 1

Bảng chân lý:
Input

Output

D

C

B

A

a

b

c

d


e

f

g

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0


0

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

1

0

0


0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1


1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1


0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1


0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

1

1

1


1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0


1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

X

X

X


X

X

X

X

1

0

1

1

X

X

X

X

X

X

X


1

1

0

0

X

X

X

X

X

X

X

1

1

0

1


X

X

X

X

X

X

X

1

1

1

0

X

X

X

X


X

X

X

1

1

1

1

X

X

X

X

X

X

X

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ


Page 9


NHÓM 1
Các hiển thị tương ứng của LED 7 thanh với lần lượt các đầu vào:

*Sơ đồ logic:

*Phương trình logic
a DC BA  CA

b C BA  CB A C ( B  A)

d C BA  C B A  CBA C BA  C ( B  A)
f BA  CB  DCA

c CB A

e C B  A
g DC B  CBA

-Từ các kết quả ta có thể kết hợp các cổng logic để tạo mã cho LED 7 thanh.Trong
bài ta sẽ sử dụng IC 74ls47 để giải mã cho LED 7 thanh.
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 10


NHÓM 1

2.Mạch dãy.
2.1. Khái niệm mạch dãy.
-Mạch dãy là mạch logic có các phần tử nhớ được tạo bởi các mạch lật, các
mạch cơ bản và các biến ra của mạch không chỉ phụ thuộc vào tổ hợp biến vào mà
còn phụ thuộc cả vào trạng thái hiện tại của mạch.
2.2. Thanh ghi và thanh ghi dịch.
- Thanh ghi là dãy mạch nhớ có chức năng lưu giữ dữ liệu hoặc biến đổi dữ
liệu số từ nối tiếp sang song song và ngược lại. Mỗi mạch lật chỉ lưu giữ được một
bit. Vậy thanh ghi dài bao nhiêu bit phải được tạo tử bấy nhiêu mạch lật.
2.3. Bộ đếm .
-Bộ đếm là thiết bị đếm được số xung đến cửa vào, đầu ra của bộ đếm là số
lượng xung đếm được. Bộ đếm rất đa dạng. Bộ đếm có thể phân loại theo cách thức
hoạt động làm bộ đếm đồng bộ và bộ đếm không đồng bộ ( bộ đếm dị bộ) hoặc
phân loại theo hệ số đếm của nó làm bộ đếm nhị phân, bộ đếm thập phân và bộ
đếm N phân.
2.3.1. Bộ đếm nối tiếp và bộ đếm song song.
-Bộ đếm nối tiếp xung đếm chỉ đưa vào một FF.
-Bộ đếm song song: xung đếm được đưa vào tất cả các phần tử đếm.
-Để thành lập một hệ đếm ta sử dụng JK - FF. Nếu có n FF thì thành lập được hệ
đếm có dung lượng tối đa là 2n.
VD: 2FF thành lập hệ đếm 4
3FF thành lập hệ đếm 8
Xét hệ đếm nối tiếp 3 bit:

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 11


NHĨM 1

2.3.2. Bộ đếm bất kì.
- Gọi N là số trạng thái của 1 hệ đếm bất kì
-N là số bit đếm
Ta có: 2n-1 < N <2n
VD: thành lập hệ đếm 6 đếm lên.
Ta có: 22 < 6 < 23

sử dụng 3FF.

Bảng trạng thái:

Số Q3

Q2

Q1

0

0

0

0

1

0

0


1

2

0

1

0

3

0

1

1

4

1

0

0

5

1


0

1

1

1

0

Xoỏ bit nhớ về
000

2.3.3. Ghép các hệ đếm.
-Có hai hệ đếm N và M, ta có thể ghép nối tiếp thành hệ đếm có N*M trạng thái.
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 12


NHÓM 1
Nguyên tắc ghép:
- Đặt xung clock vào bộ đếm M
- Lấy tín hiệu từ bit có trọng số cao nhất của bộ đếm M làm xung clock cho
bộ đếm N.
VD: Hệ đếm 10 ghép với hệ đếm 6 thành hệ đếm 60
MSB

LSB


CK A4 A3 A2 A1
Đếm 10

B3 B2 B1

CK

Đếm 6

3.Mạch dao động.
3.1. Nguyên lý tạo dao động.
3.1.1. Các vấn đề chung.
-Mạch dao động là mạch điện tử tạo ra tín hiệu đổi theo chu kỳ. Dựa vào dạng
tín hiệu do mạch dao động tạo ra, người ta chia mạch dao động ra làm: mạch dao
động hình sin (dao động điều hoà) và mạch dao động tạo xung. Mạch dao động tạo
được tín hiệu có tần số từ vài Hz đến hàng nghìn MHz.
Các mạch dao động sử dụng các phần tử tích cực là: tranzitor ( loại lưỡng cực
hoặc FET), đi ốt tuy nen, mạch tích hợp KĐTT hoặc các mạch tích hợp với các
chức năng khác.
Các tham số cơ bản của mạch dao động gồm: tần số tín hiệu ra, cụng suất ra
và hiệu suất của mạch.
Ta thường gặp các nguyên tắc dao động như: tạo dao động bằng hồi tiếp
dương và tào dao động bằng phương pháp tổng hợp mạch.
3.1.2. Điều kiện dao động.
Ta xét sơ đồ khối mạch dao động mô tả như trên hỡnh 1.1. Trong đó, ta kí hiệu
và gọi X’I - tớn hiệu vào dạng phức, X’O – tớn hiệu ra dạng phức và X’F – tớn hiệu
phản hồi dạng phức.

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ


Page 13


NHĨM 1
X’I a

1
X ’F

a’

X’O

2
Hình 1.1: Mơ tả cách xác định điều kiện dao động

- Khối 1: khối khuếch đại có hàm truyền đạt dạng phức:
K’ = KejααK
- Với K là mô đun hàm truyền đạt khối khuếch đại và ỏ K là góc pha đầu hàm
truyền đạt khối khuếch đại. Khối 2 là khối hồi tiếp đại có hàm truyền đạt dạng
phức:
K’ = KFejααF
-Với KF là mô đun hàm truyền đạt khối phản hồi và ỏF là góc pha đầu hàm
truyền đạt khối phản hồi.
-Giả định có tín hiệu vào dạng phức là X ’I, tích các hệ số khuếch đại vịng
K’K’F =1, thì tín hiệu phản hồi và tín hiệu vào bằng nhau cả về biên độ góc pha,
nghĩa là: X’F = X’I. Khi đó 2 điểm a và a ’ có thể nối được với nhau mà tín hiệu ra
X’O không thay đổi. Vậy mạch tạo dao động được tín hiệu ra mà khơng cần có kích
thích cửa vào. Ta suy ra điều kiện để duy trì dao động là tích các hệ số khuếch đại

dạng phức vịng kín bằng 1.
-Hay có thể viết:
K’K’F =KKFejα(αK + αF)

(1.1)

Có thể tách điều kiện (1.1) ra làm 2 biểu thức:
Điều kiện cân bằng biên độ:

KKF = 1

Điều kiện cân bằng các góc pha: αK + αF = 2ðn với 0,+1,-1,…
3.1.3. Kết luận.
Mạch dao động là mạch khuếch đại tự điều khiển bằng phản hồi dương ra quay
lại đậu vào. Năng lượng tự dao động lấy từ nguồn một chiều được cung cấp. Mạch
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 14


NHÓM 1
phải bảo đảm cân bằng biên độ và cân bằng pha. Mạch dao động chứa ít nhất một
phần tử tích cực làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng một chiều thành xoay chiều.
Mạch dao động chứa một phần tử phi tuyến hay một khâu điều chỉnh để bảo đảm
cho biên độ dao động không đổi ở trạng thái xác lập.

PHẦN II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THễNG

*S khi.


Mạch đếm
giây dùng
IC74ls90

Mch
to xung

Mch gii
mó dựng
IC 7447

Mch
m dựng
IC4017

Hin thị
bằng led
7 thanh

Hiển thị
bằng led
đơn

*Nhiệm vụ của các khối.
-Khối tạo xung:IC 555-Tạo xung vuông với T=1s.
-Mạch đếm:+IC4017:dùng để đếm số giây điều khiển đèn led.
+IC74Ls90:dùng để đếm số xung để hiển thị ra led 7 thanh.
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 15



NHÓM 1
-Khối giải mã:Gồm các IC74ls47để giải mã BCD và đưa ra khối hiển thị.
-Khối hiển thị:+led 7 thanh:dùng để hiển thị số xung đếm được.
+led màu:hiển thị tín hiệu điều khiển giao thông.
Nút ấn dùng để reset và thay đổi thời gian.
I.Khối tạo xung.
1.1. IC 555.

IC NE 555 là IC có ứng dụng rộng rãi. IC 555 có 8 chân, sơ đồ cho thấy công dụng
của các chân theo tên như sau:

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 16


NHÓM 1

Chân 1 (GND): chân cho nối mass để lấy dòng
Chân 2 (Trigger): Chân so áp với mức điện áp chuẩn là 1/3 mức nguồn
Chân 3 (Output): chân ngõ ra
Chân 4 (Reset): Chân xác lập trạng thái nghỉ
Chân 5 (Control Voltage): Chân làm thay đổi mức điện áp chuẩn trong IC555.
Chân 6 : chân so áp với mức áp chuẩn là 2/3 mức nguồn
Chân 7: chân có khố điện đóng masse, thường dùng cho tụ xả điện.
Chân 8: chân nối vào đường nguồn V+. IC 555 làm việc với mức nguồn từ 3 đến
15V.


-Nguyên lý làm việc của IC 555.

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 17


NHĨM 1

Hình vẽ cho thấy trong IC 555 có 2 tầng so áp. Tầng so áp dưới , điện áp vào trên
chân 2 so áp với mức ngưỡng là 1/3VCC, ngõ ra của tầng so áp tác động vào chân
Set của Flip Flop. Tầng so áp trên, điện áp vào trên chân 6 cho so áp với mức áp
ngưỡng là 2/3VCC, ngõ ra của tầng so áp tác động vào chân Reset của Flip Flop.
Như vậy trạng thái ngả ra của Flip Flop sẽ tuỳ thuộc vào tác động của tín hiệu vào
trên chân 2 và 3.
-Nếu mức áp chân 2 xuống thấp hơn 1/3VCC thì ngõ ra trên chân 3 sẽ tăng lên mức
ap cao.
-Nếu mức áp trên chân 6 lên cao hơn 2/3VCC thì ngõ ra trên chân 3 xuống mức áp
thấp.
-Khi chân 3 ở mức áp cao thì transistor T1 sẽ ngưng dẫn.
-Khi chân 3 ở mức áp thấp thì transistor T sẽ bão hồ.
-Khi chân 4 ở mức thấp, chân 3 bị chốt ở mức áp thấp, chỉ khi chân 4 ở mức áp
cao, lúc đó chân 3 mới có thể biến đổi theo Flip Flop. Do vậy trong các mạch dao
động, người ta cho chân 4 nối vào mức nguồn cao.
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 18


NHĨM 1

 Thơng thường trong mạch dao động ta có cơng thức tính thời gian ngưng dẫn
của transistor là:
T=RCln2=0.693(R1+2R2)C
 Thời gian ngưng dẫn ở mức áp cao cũng là lúc tụ C2 nạp dòng qua R1+R2:
Tn=0,693*(R1+R2)*C2
 Thời gian ngưng dẫn ở mức áp thấp cũng là lúc tụ C2 xả dịng qua R2:
Tx=0,693*R2*C2

II.Khối đếm.
1.IC4017.

*Ta có:
+ Từ chân 1,2,3,4,5,6,7,8,9,11 tương ứng với 10 xung đầu ra của CD4014. Các
chân này được xuất ra mức 1 khi số xung được đếm tương ứng với thứ tự các chân
đầu ra.
+ Chân 15 là chân Reset. Khi chân này tác động ở mức 1 thì đếm sẽ bị Reset về
đầu.
+ Chân 14 là chân xung đầu vào và đếm ở sườn dương.
+ Chân 13 là chân xung đầu vào và đếm ở sườn âm.
+ Chân 12 là chân xung báo hiệu là đã đếm xong 1 chu kì đếm (
-Có nghĩa là
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 19


NHĨM 1
khi CD4017 đếm từ 1 đến 5 thì chân 12 ở mức 1 và CD4017 đếm từ 6 đến 10 thì
chân 12 ở mức 0).
+ Chân 8 và 16 là chân nguồn

*Bảng trạng thái:

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯT KẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯN ĐÈN GIAO THÔNG TẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯI NGÃ TƯ

Page 20