Thiết kế mạch chống dội bàn phím dùng hai cổng nor | Môn Mạch số - Đại học Cần Thơ

lOMoAR cPSD| 58493804
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TRƯỜNG BÁCH KHOA ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠMẠCH XUNGTRƯỜNG BÁCH KHOA KC119E
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA ĐỒ ÁN 2
THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG DỘI BÀN PHÍM DÙNG HAI CỔNG NOR
NHÓM: ST3 – TIỂU NHÓM: 19
Nhóm sinh viên thực hiện:
Giảng viên hướng dẫn: Đinh Công Lành B2204568 Ths. Dương Thái Bình Nguyễn Vũ Linh B2204569 Hồ Nguyễn Duy Thiện B2204594 Phạm Minh Phát B2207417
Cần Thơ, tháng 11 năm 2024 lOMoAR cPSD| 58493804
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TRƯỜNG BÁCH KHOA ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠMẠCH XUNGTRƯỜNG BÁCH KHOA KC119E
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA ĐỒ ÁN 2
THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG DỘI BÀN PHÍM DÙNG HAI CỔNG NOR
NHÓM: ST3 – TIỂU NHÓM: 19
Nhóm sinh viên thực hiện:
Giảng viên hướng dẫn: Đinh Công Lành B2204568 Ths. Dương Thái Bình Nguyễn Vũ Linh B2204569 Hồ Nguyễn Duy Thiện B2204594 Lê Hữu Tuyền B2207417 lOMoAR cPSD| 58493804
Cần Thơ, tháng 11 năm 2024 LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Dương Thái Bình - Giảng viên
học phần Mạch xung đã trang bị giúp em có những kỹ năng cơ bản và kiến thức cần
thiết để hoàn thành được đồ án này.
Tuy nhiên, trong quá trình làm đồ án do kiến thức chuyên ngành của chúng em còn hạn
chế nên không thể tránh khỏi một vài thiếu sót khi trình bày và đánh giá
vấn đề. Rất mong nhận được sự góp ý, đánh giá của Thầy và các bạn để đề tài thêm hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn! lOMoAR cPSD| 58493804 MỤC LỤC
Chương 1: TỔNG QUAN...................................................................................1 I.
MỤC TIÊU, YÊU CẦU................................................................................1
II. GIỚI HẠN...................................................................................................1
III. HƯỚNG GIẢI QUYẾT............................................................................1
Chương 2: NỘI DUNG.......................................................................................2
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................................2
1. Đặc điểm của mạch chống dội dùng cổng logic......................................2
2. Sơ lược về IC 74HC02...............................................................................2
3. Sơ lược về IC 74HC164.............................................................................3
II. THIẾT KẾ MẠCH.....................................................................................3
1. Chọn dạng mạch thiết kế..........................................................................3
2. Nguyên lý hoạt động.................................................................................4
2.1. Mạch chống dội................................................................................4
2.2. Mạch ghi dịch...................................................................................4
3. Chọn linh kiện thực tế..............................................................................5
III. MÔ PHỎNG VÀ RÁP MẠCH THỰC TẾ..............................................5
1. Tiến hành ráp mạch mô phỏng................................................................5
2. Tiến hành ráp mạch thực tế.....................................................................6
2.1. Thiết kế mạch in...............................................................................6
2.2. Kết quả mạch thực tế.......................................................................7
Chương 3: KẾT LUẬN.......................................................................................8 I.
KẾT QUẢ......................................................................................................8
II. NHẬN XÉT..................................................................................................8 1. Ưu
điểm......................................................................................................8 2. Khuyết
điểm...............................................................................................8 TÀI LIỆU
THAM KHẢO..................................................................................9 lOMoAR cPSD| 58493804
Chương 1: TỔNG QUAN
I. MỤC TIÊU, YÊU CẦU
Thiết kế mạch chống dội bàn phím dùng 2 cổng NOR.
Sử dụng mạch đếm hoặc mạch ghi dịch.
Chứng tỏ rằng khi sử dụng mạch này thì không có xung dội contact.
Có khả năng phân tích, ứng dụng các kiến thức đã học để thiết kế mạch theo yêu cầu của đề tài đồ án.
Hiểu biết về phần mềm Proteus để vẽ mạch in dựa trên mạch đã mô phỏng.
Có kỹ năng vẽ mạch in và hàn linh kiện thích hợp theo sơ đồ mạch đã thiết kế.
Tiểu nhóm trưởng phân chia công việc hợp lí cho từng thành viên trong tiểu nhóm
để ai cũng phải tham gia làm và hiểu rõ về đề tài đang làm, tạo thói quen làm việc nhóm. II. GIỚI HẠN
Do chưa có nhiều kinh nghiệm, kiến thức chuyên ngành chưa ổn định nên còn nhiều sơ suất mắc phải.
Do thiếu kinh nghiệm nên chưa thể biết cách đơn giản hóa mạch thực tế, mạch còn
khá rườm rà và chưa được thẩm mĩ.
Do vẫn còn bận việc học, việc cá nhân, nên thời gian làm bài bị kéo dài, không đúng như dự kiến.
III. HƯỚNG GIẢI QUYẾT
Xem lại các ví dụ, bài tập đã được học và làm bài tập thêm để củng cố kiến thức đã học.
Tham khảo thêm kiến thức từ giảng viên, giáo trình, sách từ thư viện trường Bách
Khoa, Trung tâm Học liệu, Internet để hiểu rõ cách hoạt động của các loại IC sử dụng trong mạch. Chương 2: NỘI DUNG
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Đặc điểm của mạch chống dội dùng cổng logic
Hiệu quả chống dội cao: loại bỏ các xung dội không mong muốn, phản hồi tín
hiệu hiệu gần như tức thì, giúp giảm thiểu độ trễ trong việc nhận dạng trạng thái của công tắc.
Trạng thái ổn định: sử dụng các cổng logic thích hợp như flip-flop giúp mạch giữ
trạng thái ổn định, bất kể số lần xung dội xảy ra.
Dễ thiết kế: các linh kiện như cổng logic NOR, NAND, … rất phổ biến và dễ tìm. lOMoAR cPSD| 58493804
Ứng dụng rộng rãi: trong các thiết bị điện tử tiêu dùng, công nghiệp và các hệ thống điều khiển.
2. Sơ lược về IC 74HC02
IC 74HC02 bao gồm bốn cổng NOR 2 đầu vào, mỗi cổng có hai đầu vào (A và B) và một đầu ra (Y).
Mỗi cổng NOR thực hiện phép toán logic Y = A+B
IC 74HC02 hoạt động với tín hiệu CMOS, có thể hoạt động trong khoảng điện áp từ 2V đến 6V.
IC 74HC02 có khả năng chống nhiễu cao và độ phức tạp thấp, giúp tăng cường
độ ổn định của hệ thống.
IC 74HC02 tiêu thụ ít năng lượng so với các IC logic TTL truyền thống, giúp tiết kiệm năng lượng.
3. Sơ lược về IC 74HC164
IC 74HC164 bao gồm hai đầu vào dữ liệu đơn hàng (DSA và DSB) và tám đầu ra
dữ liệu song song (Q0 đến Q7).
Mỗi bit trong bộ đếm được lưu trữ và chuyển đổi dữ liệu theo từng dãy đơn hàng.
IC 74HC164 hoạt động với tín hiệu CMOS, có thể hoạt động trong khoảng điện áp từ 2V đến 6V.
IC 74HC164 có khả năng chống nhiễu cao và độ phức tạp thấp. lOMoAR cPSD| 58493804
IC 74HC164 tiêu thụ ít năng lượng so với các IC logic TTL truyền thống, giúp tiết kiệm năng lượng.
II. THIẾT KẾ MẠCH
1. Chọn dạng mạch thiết kế
Mạch chống dội dùng công tắc 2 vị trí, có moment. Loại contact được sử dụng
phải có 2 tiếp điểm và có moment.
Mạch ghi dịch sử dụng IC 74HC164
Tín hiệu xung Clock sẽ được lấy từ chân (1) của mạch chống dội.
Khi có sự thay đổi của xung nhịp từ mức logic thấp lên mức logic cao, dữ liệu sẽ được
dịch chuyển sang về phía bên phải và đưa vào Q0 bằng phép logic AND của hai đầu vào dữ liệu A và B. lOMoAR cPSD| 58493804
2. Nguyên lý hoạt động
2.1. Mạch chống dội
Trạng thái thường trực: Khóa K tiếp xúc ở vị trí 1. Kết quả: A = 0; B = 1.
Ấn K: Khi K tiếp xúc với vị trí 2, A = 1; B = 0.
Khi K bị hở ra khỏi các tiếp điểm, trạng thái logic của A và B ứng với K tiếp xúc
lần cuối cùng với tiếp điểm được giữ nguyên. 2.2. Mạch ghi dịch
Chân (MR) hoạt động ở mức logic thấp nên khi chân 9 ở mức logic thấp, chức
năng reset được thực hiện và cho dù có dữ liệu ở các chân đầu vào, nó cũng không xử
lý với bất kỳ đầu vào nào.
Khi A = logic cao, B = logic cao, A & B = logic cao, Q0 = 1 và xuất dữ liệu ở đầu
ra khi kích xung clock và các bit khác dịch sang phải.
Khi A = logic cao, B = logic thấp, A & B = logic thấp, Q0 = 0 và xuất dữ liệu ở
đầu ra khi kích xung clock.
Khi A = logic thấp, B = logic cao, A & B = logic thấp, Q0 = 0 và xuất dữ liệu ở
đầu ra khi kích xung clock.
Khi A = logic thấp, B = logic thấp, A & B = logic thấp, Q0 = 0 và xuất dữ liệu ở
đầu ra khi kích xung clock.
3. Chọn linh kiện thực tế IC 74HC02. IC 74HC164. Điện trở: 220Ω, 4,7kΩ. Công tắc hành trình. Dùng nguồn VCC = 5V.
III. MÔ PHỎNG VÀ RÁP MẠCH THỰC TẾ
1. Tiến hành ráp mạch mô phỏng Mô
phỏng trên phần mềm Multisim: lOMoAR cPSD| 58493804
Kết quả mô phỏng trên phần mềm Multisim:
2. Tiến hành ráp mạch thực tế
2.1. Thiết kế mạch in
Thiết kế mạch in trên phần mềm Proteus.Tiến hành vẽ mạch mô phỏng: lOMoAR cPSD| 58493804
Chuyển sang chế độ thiết kế mạch PCB, thêm linh kiện và vẽ đường kết nối cho các linh kiện
Tiến hành in mạch, khoan lỗ, hàn mạch và kiểm thử. lOMoAR cPSD| 58493804
2.2. Kết quả mạch thực tế lOMoAR cPSD| 58493804
Chương 3: KẾT LUẬN I. KẾT QUẢ
Đề tài đã thành công khi đã thiết kế mạch chống dội dùng 2 cổng NOR. Sử dụng mạch ghi dịch.
Độ ổn định: Mạch dao động hoạt động chưa được ổn định còn bị nhiễu.
Kết quả đo lường cho thấy mạch dao động hoạt động theo đúng thiết kế và có hiệu
suất tốt. Các giá trị đo lường có sai số so với giá trị lý thuyết. II. NHẬN XÉT 1. Ưu điểm
Mạch được thiết kế một cách đơn giản, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận, hiểu rõ.
Cách mô phỏng đơn giản, dễ hiểu, phù hợp cho người mới tìm hiểu, học tập. 2. Khuyết điểm
Mạch còn khá phức tạp, chưa đánh giá được hiệu suất, tính ổn định của hiệu ứng,
phần lắp ráp mạch còn chưa thẩm mỹ, mạch in thiết kế khá đơn giản, chưa cầu kỳ, bắt mắt. lOMoAR cPSD| 58493804
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] "ALLDATASHEET.COM," [Online]. Available: https://www.alldatasheet.com/.
[2] Giáo trình Mạch Xung (Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Chí Ngôn, TS. Nguyễn Chánh
Nghiệm, Nguyễn Khắc Nguyên: NXB, Đại học Cần Thơ, 2019.