Tập bài giảng Thực hành điện tử cơ bản

rd nguồn vào đường dương nguồn và đường mass trên Board mạch. - Điều khiển SW. - Quan sát sự hoạt động của mạch. - Đảm bảo cấp nguồn đúng cực tính, đúng vị trí trên Board mạch. - Các SW đặt đúng trạng thái logic như sơ đồ khảo sát. - 4 Đèn hiển thị sáng dần sau mỗi xung và sau đó tắt dần.(xem bảng trạng thái dưới). Board cắm, ĐHVN, Board nguồn. Bước 5: Kiểm tra mạch điện: - Dùng ĐHVN đo các mức điện áp vào chân IC và điện áp ra chân IC. - Đo chính xác, xác định đúng giá trị. Board cắm, ĐHVN, Board nguồn. 2.3.3 Lắp mạch đếm bất kỳ dùng IC 4029-7447 1. Sơ đồ nguyên lý 221 D1D2D3D4 SW2 R 470 A 7 QA 13 B1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT3 QG 14 74LS47 A 4 QA 6 B 12 QB 11 C 13 QC 14 D 3 QD 2 CI 5 CO 7 CLK 15 PE 1 B/D 9 U/D 10 4029 SW1 SW3 1 2 3 7408 R 470 U2 U4:A U5 SEG Hình 10.12a: Mạch đếm lên mod 6 dùng IC 4029 2. Sơ đồ lắp ráp 7408 4029 7447 R SW2SW1SW3 D1 Hình 10.12b: Sơ đồ lắp ráp mạch đếm Mod 6 dùng IC 4029 3. Trình tự lắp ráp Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như mục 2.3.1 phần 3. - Chuẩn bị các linh kiện. - Kiểm tra Board mạch. - Xác định vị trí đặt linh kiện trên Board cắm ĐHVN, Board cắm, Panh kẹp, Kìm và kéo. 222 Bước 2: Lắp ráp linh kiện trên Board cắm. Cắm linh kiện theo trình tự: (dựa theo sơ đồ lắp ráp hình 10.12b) - Gắn IC 4029, 7447, led 7 thanh vào Board cắm. - Nối chân VCC, GND của IC lên đường dương nguồn, đường mass được xác định trên Board cắm. - Nối lần lượt IC 4029, IC 7447, IC 7408. Đầu ra nối với đầu vào PE IC 4029. - Nối đầu ra 7447 lần lượt vào các thanh của led 7 thanh (dùng ĐHVN đo xác định các thanh). - Đúng thứ tự chân IC. - Nối chính xác chân nguồn, đúng cực tính. - Mỗi chân linh kiện một lỗ cắm trên Board. - Các linh kiện cắm đúng vị trí tiếp xúc chắc chắn, tạo dáng đẹp. Các dây nối ít chồng chéo nhau. - Nối chính xác các chân linh kiện theo sơ đồ lắp ráp. - Board cắm, Board nguồn và linh kiện, Panh, kéo. - Kết nối SW vào Board mạch. - Nối xung từ Board nguồn vào đúng chân CLK của IC 4029. - Cắm dây liên kết mạch. - Cắm dây cấp nguồn. Các chân linh kiện phải được cắm thẳng xuống Board. Bước 3: Đo kiểm tra nguội. - Đo kiểm tra liên kết mạch - Kiểm tra an toàn Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như mục 2.3.1 phần 3. Board mạch, ĐHVN. Bước 4: Cấp nguồn cho mạch - Cấp nguồn 5V từ Board nguồn vào đường dương nguồn và đường mass trên Boardard mạch. - Điều khiển SW. - Quan sát sự hoạt động của mạch. - Đảm bảo cấp nguồn đúng cực tính, đúng vị trí trên Board mạch. - Các SW đặt đúng trạng thái logic như sơ đồ khảo sát. - 4 Đèn hiển thị sáng dần sau mỗi xung và sau đó tắt dần.(xem bảng trạng thái dưới). Board cắm, ĐHVN, Board nguồn. 223 Bước 5: Kiểm tra mạch điện. + Dùng ĐHVN đo các mức điện áp vào chân IC và điện áp ra chân IC. - Đo chính xác, xác định đúng giá trị. Board mạch, ĐHVN 2.3.2 Lắp mạch đếm từ 00 - 40 dùng IC 4520-7447 1. Sơ đồ nguyên lý CLK 1 E 2 MR 7 Q0 3 Q1 4 Q2 5 Q3 6 U3:A 4520 CLK 9 E 10 MR 15 Q0 11 Q1 12 Q2 13 Q3 14 U3:B 4520 SW2 1 2 3 74LS08 4 5 6 U4:B 1 2 3 74LS32 A QA 13 B QB 12 C QC 11 D QD 10 BI/RBO QE 9 RBI QF 15 LT QG 14 U4 74LS47 A QA 13 B QB 12 C QC 11 D QD 10 BI/RBO QE 9 RBI QF 15 LT QG 14 U4 74LS47 7 1 2 6 4 5 3 R 470 U4:A 7 1 6 3 4 5 2 SEG SEG Hình 10.13a: Sơ đồ nguyên lý mạch đếm từ 00 đến 40 2. Sơ đồ lắp ráp Tương tự vẽ sơ đồ lắp ráp trên mô hình sau: 224 7432 4520 7408 74477447 SW1 Hình 10.13b: Sơ đồ lắp ráp mạch đếm Mod 40 3. Trình tự lắp ráp Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như phần trước (mục 2.3.1). - Chuẩn bị các linh kiện. - Kiểm tra Board mạch. - Xác định vị trí đặt linh kiện trên Board cắm ĐHVN, Board cắm, Panh kẹp, Kìm và kéo. Bước 2: Lắp ráp linh kiện trên Board cắm. Cắm linh kiện theo trình tự: (dựa theo sơ đồ lắp ráp hình 10.13b) - Gắn IC 4520, 7447, led 7 thanh vào Board cắm. - Nối chân VCC của IC lên dương nguồn, nối chân GND của IC xuống mass. - Nối lần lượt đầu ra của IC 4520 vào đầu vào IC 7447. - Nối đầu ra 7447 lần lượt vào các thanh của led 7 thanh. - Đúng thứ tự chân IC. -Nối chính xác chân nguồn, đúng cực tính. - Mỗi chân linh kiện một lỗ cắm trên Board. - Các linh kiện cắm đúng vị trí tiếp xúc chắc chắn, tạo dáng đẹp. Các dây nối ít chồng chéo nhau. - Board cắm, Board nguồn và linh kiện, Panh, kéo. 225 - Nối mạch điều khiển 7432, 7408 vào IC 4520 và với SW từ Board nguồn. - Nối xung từ Board nguồn vào đúng chân CLK của IC 4520. - Cắm dây liên kết mạch. - Cắm dây cấp nguồn. Các chân linh kiện phải được cắm thẳng xuống Board. - Nối chính xác các chân linh kiện theo sơ đồ lắp ráp. Bước 3: Đo kiểm tra nguội. - Đo kiểm tra liên kết mạch - Kiểm tra an toàn Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như mục 2.3.1 phần 3. Board mạch, ĐHVN. Bước 4: Cấp nguồn cho mạch - Cấp nguồn 5V từ Board nguồn vào đường dương nguồn và đường mass trên Board mạch. - Điều khiển SW. - Quan sát sự hoạt động của mạch. - Đảm bảo cấp nguồn đúng cực tính, đúng vị trí trên Board mạch. - Các SW đặt đúng trạng thái logic như sơ đồ khảo sát. - Led 7 thanh hiển thị số đếm tương ứng từ 00 đến 40 sau mỗi xung đồng bộ. Board cắm, ĐHVN, Board nguồn. Bước 5: Kiểm tra mạch điện. Dùng ĐHVN đo các mức điện áp vào chân IC và điện áp ra chân IC. - Đo chính xác, xác định đúng giá trị yêu cầu. Board cắm, ĐHVN, Board nguồn. 2.4 Các dạng sai hỏng và biện pháp khắc phục STT Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục 1 Mạch không làm việc, các đầu ra không có tín hiệu - Nguồn cấp không đủ. - Dây cấp nguồn đứt - Lắp mạch sai - Đo kiểm tra nguồn cấp - Kiểm tra dây cấp nguồn - Kiểm tra kỹ mạch lắp ráp. 2 Mạch làm việc đúng nguyên lý nhưng không ổn định (lúc đúng, lúc sai) - Nguồn cấp không ổn định. - Dây nối tín hiệu tiếp xúc kém. - Chân cắm Board mạch tiếp xúc không tốt. - Cấp nguồn ổn định và đúng mức. - Nối dây cho tiếp xúc tốt. - Dò tìm chân cắm Board và đổi vị trí cắm. 226 3 Mạch làm việc không đúng nguyên lý. - Mạch lắp sai. - Xung đếm chưa đến được IC đếm đó. - Kiểm tra kỹ lại mạch. - Nối đầu vào xung đếm của IC đếm cho tiếp xúc. V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: - Nội dung báo cáo: 1. Tra cứu 1.1 Tra cứu IC 7490 1.2 Tra cứu IC 4029 1.3 Tra cứu IC 4520 1.3 Tra cứu IC 7447 Sinh viên sử dụng phiếu tra cứu IC trong phụ lục 5 2. Khảo sát IC 2.1 Khảo sát IC 7490 2.1.1 Sơ đồ nguyên lý hình 10.7a 2.1.2 Vẽ sơ đồ lắp ráp (tham khảo sơ đồ hình 10.7b) 2.1.3 Lắp ráp mạch và ghi kết quả - Ghi chính xác kết quả vào bảng trạng thái: Input Output CLK MS1 (SW1) MS2 (SW1) Q3 Q2 Q1 Q0  0 0 0 0 0 0  0 0  0 0  0 0  0 0  0 0  0 0  0 0  0 0  0 0  0 0 227 2.1.4 So sánh với bảng sau: RESET/SET INPUT Trình tự đếm BCD MR1 MR2 MS1 MS2 CKA Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0  0 0 0 0 0 0 0 0  0 0 0 1 0 0 0 0  0 0 1 0 0 0 0 0  0 0 1 1 0 0 0 0  0 1 0 0 0 0 0 0  0 1 0 1 0 0 0 0  0 1 1 0 0 0 0 0  0 1 1 1 0 0 0 0  1 0 0 0 0 0 0 0  1 0 0 1 0 0 0 0  0 0 0 0 2.2 Khảo sát IC 4029 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý hình 10.8a 2.1.2 Vẽ sơ đồ lắp ráp (tham khảo sơ đồ hình 10.8b) 2.2.3 Lắp ráp mạch và ghi kết quả - Ghi chính xác kết quả vào bảng trạng thái: Input Output CLK B/ D (SW2) U/ D (SW3) CI (CE ) (SW4) PE (SW1) Q3 Q2 Q1 Q0  0 1 0 0  0 1 0 0  0 1 0  0 1 0  0 1 0 0  0 1 0 0  0 1 0  0 1 0  0 1 0  0 1 0 3. Lắp ráp mạch 3.1 Lắp đếm mod 6 dùng IC 7490 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý hình 10.11a 3.1.2 Lắp ráp mạch - Đo kiểm tra thông số mạch CKA Q3 Q2 Q1 Q0      228       - So sánh và đánh giá kết quả với bảng chân lý đã lập. ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 3.2 Mạch đếm lên Mod 6 dùng IC 4029 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý hình 10.12a 3.2.2 Vẽ sơ đồ lắp ráp (tham khảo sơ đồ hình 10.12b) 7408 7429 7447 Hình 10.14: Kết cấu Board hàn vẽ sơ đồ lắp ráp mạch đếm Mod6 IC 4029 3.2.3 Lắp ráp và đo kiểm tra thông số mạch CKA Q3 Q2 Q1 Q0            - So sánh và đánh giá kết quả với bảng chân lý đã lập. 229 ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 3.3 Mạch đếm lên Mod 00-40 dùng 4520 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý hình 10.13a 3.3.2 Vẽ sơ đồ lắp ráp 7432 4520 7408 74477447 SW1 Hình 10.15: Kết cấu Board hàn vẽ sơ đồ lắp ráp mạch đếm 00- đến 40 dùng IC 4520 3.3.3 Lắp ráp mạch Quan sát hoạt động. VI. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Kiểm tra đánh giá kết quả thực hành được tiến hành theo phiếu đánh giá sau đây: PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH Giáo viên sử dụng phiếu đánh giá kết quả trong phụ lục 8 230 BÀI 11: LẮP MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG IC CHUYỂN ĐỔI ADC VÀ DAC I. MỤC TIÊU Sau khi học xong bài này sinh viên có khả năng: 1. Kiến thức - Phân tích được nguyên lý làm việc mạch chuyển đổi ADC, DAC dùng IC 0809, 0808. - Biết được phương pháp tra cứu, khảo sát IC ADC, DAC và trình bày được trình tự lắp ráp mạch ứng dụng. 2. Kỹ năng - Tra cứu và khảo sát được nguyên lý hoạt động của các IC ADC, DAC. - Vẽ sơ đồ lắp ráp, lắp ráp được mạch đúng trình tự đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật và thời gian. - Sử dụng dụng cụ, thiết bị đo kiểm tra thông số đúng kỹ thuật, hiệu chỉnh mạch và khắc phục các hiện tượng sai hỏng. 3. Thái độ - Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập. - Thao tác cẩn thận chính xác, sắp xếp vị trí thực hành gọn gàng, ngăn nắp. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. II. KIẾN THỨC LIÊN QUAN CHO BÀI THỰC HÀNH 1. Sơ đồ khối thiết bị chuyển đổi ADC-DAC Thiết bị tương tự ADC Thiết bị số DAC Thiết bị tương tự Hình 11.1: Sơ đồ khối thiết bị chuyển đổi ADC-DAC 2. Mạch chuyển đổi số -tương tự (DAC) 2.1 Mạch chuyển đổi DAC Mạch chuyển đổi số - tương tự (Digital-Analog Converter: DAC) là một mạch dùng để chuyển đổi các tín hiệu số thành tín hiệu tương tự. Nói cách khác mạch DAC là bộ chuyển đổi số - tương tự tiếp nhận một mã số n bit song song ở nối vào và biến đổi ra dòng điện hoặc điện áp tương ứng ở nối ra. Dòng điện hoặc điện áp ra từ DAC là hàm số của mã số đầu vào và có biến thiên phù hợp với sự biến thiên của mã số này. Với một mã nhị phân tự nhiên ở nối vào một DAC ta có nối ra: Vout = VREF (B1.2-1 +B2.2-2 + +Bn.2-n). 231 Trong đó: B1 là bit cao nhất, Bn là bit thấp nhất, VREF là điện áp chuẩn. DAC Mã số nhị phân vào Điện thế đầu ra tương ứngD2 D0 D1 Dn Vout VREFVCC Hình 11.2a: Sơ đồ khối mạch chuyển đổi DAC Hình 11.2b: Bảng trạng thái và biểu đồ dạng sóng ngõ ra DAC 3 bit - Sử dụng 3 phương pháp chính trong các mạch DAC là: + Phương pháp tạo ra điện thế. + Phương pháp tạo ra dòng điện. + Phương pháp nhân. Trong đó DAC chế tạo theo phương pháp tạo ra điện thế có hai dạng: Dạng mạch với điện trở có trọng số khác nhau (weighted resistor D/A converter). Dạng mạch với điện trở hình thang (R-2R ladder DAC).  Dạng mạch với điện trở hình thang (R-2R ladder DAC). R 2R RF S0 ERFF 2R 2R 2R 2R S1 S2 S3 R R Ur Hình 11.3: Mạch chuyển đổi DAC dùng mạng điện trở hình thang 232 2.2 Giới thiệu IC DAC 0808 DAC 0808 là bộ chuyển đổi dựa trên nguyên tắc R-2R Sơ đồ chân Hình dạng: Chức năng các chân IC Ứng dụng điển hình A1-A8 : 8 bit ®Çu vµo. COMP : bï ®iÖn ¸p, cã thÓ nèi ®Êt hoÆc kh«ng nèi. VR+ : nèi lªn 5V. VR- : nèi ®Êt. IOUT :nèi ®Êt. IOUT : Dßng ra Bảng 11.1: Bảng tra trứu IC DAC0808 3. Mạch chuyển đổi tương tự - số (ADC) 3.1 Tổng quan mạch chuyển đổi ADC - Mạch dùng để chuyển đổi các tín hiệu tương tự thành các tín hiệu số tương ứng (dưới dạng nhị phân hay BCD) gọi là mạch chuyển đổi tương tự - số (Analog- Digital converter:ADC) ADC Mã số nhị phân n bit Tín hiệu tương tự VA D2 D0 D1 Dn VREFCK Hình 11.4a: Sơ đồ khối mạch chuyển đổi ADC 233 Hình 11.4b: Bảng trạng thái và biểu đồ dạng sóng vào ra của ADC + CK chuỗi xung đồng hồ có tần số xác định. + VREF điện thế tham chiếu phục vụ cho chuyển đổi ADC. Có nhiều phương pháp để thực hiện một mạch ADC: - Biến đổi song song. - Biến đổi nối tiếp mã nhị phân. - Biến đổi nối tiếp theo mã đếm. - Biến đổi song song - nối tiếp kết hợp. - ADC có các dạng mạch sau: - Mạch ADC gần đúng lấy liên tiếp. - Mạch ADC dùng điện thế tham chiếu nấc thang - Mạch ADC chuyển đổi song song Hình 11.5: Mạch chuyển đổi ADC gần đúng lấy liên tiếp 3.2 Giới thiệu IC ADC 0809 Bộ ADC 0809 là thiết bị CMOS tích hợp với một bộ chuyển đổi từ tương tự sang số 8 bit, bộ chọn 8 kênh và bộ logic điều khiển tương thích. Bộ chuyển đổi ADC 8 bit dùng phương pháp chuyển đổi xấp xỉ liên tiếp. Bộ chọn kênh có thể truy xuất bất kỳ kênh nào trong các ngõ vào tương tự một cách độc lập. IC này loại trừ khả năng cần thiết điều chỉnh điểm 0 bên ngoài và khả năng điều chỉnh tỉ số làm tròn. IC ADC 0809 dễ dàng giao tiếp với các bộ vi xử lý. 234 Sơ đồ chân Hình dạng - IN0-IN7: ngõ vào tương tự - A, B, C giải mã chọn 1 trong 8 ngõ vào - 2-1  2-8(D0D7): Ngõ ra song song 8 bit - ALE cho phép chốt địa chỉ - Start: xung bắt đầu chuyển đổi - Clock: xung đồng bộ - VREF(+) điện áp tham chiếu dương - VREF(-) điện áp tham chiếu âm - Vcc nguồn cấp.  Đặc điểm kỹ thuật + Độ phân giải 8 bit. (8 đường dữ liệu ra xếp theo các bit từ MSB đến lsb là : 21, 20, 19, 18, 8, 15, 14, 17 ). + Không cần điều chỉnh đòi hỏi điểm 0. + Quyết động 8 kênh bằng logic điều khiển. + Giải tín hiệu nối vào Alanog theo điện áp nguồn nuôi là +5v. + Tất cả tín hiệu tương thích TTL. + Thời gian chuyển đổi 100s với tần số 640Khz. + Nguồn cấp5V. + Điện áp từ 0V đến 5V là giới hạn đầu vào analog. + Nguồn điện tiêu thụ thấp 0,3 mA. + Có chốt 3 trạng thái ở đầu ra (Các chân 23, 24, 25). + Giới hạn nhiệt độ từ -400C đến +850C hoặc từ -550C đến +1250C. + Xung clock: 10KHz-1MHz (vào chân số 10). Các ngõ vào được chọn bằng cách giải mã chọn 1 trong 8 ngõ vào tương tự nhờ chân A, B, C như bảng trạng thái sau: 235 C A Chọn kênh 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 IN0 0 1 IN1 1 0 IN2 1 1 IN3 0 0 IN4 0 1 IN5 1 0 IN6 1 1 IN71 B Địa chỉ vào Bảng 11.2: Bảng tra cứu IC ADC 0809 III. THIẾT BỊ, VẬT TƯ THỰC HÀNH (Thiết bị, vật tư cho một bàn thực tập/ 2SV) STT TÊN THIẾT BỊ MÔ TẢ KỸ THUẬT SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ TÍNH GHI CHÚ A Thiết bị, dụng cụ 1 Board nguồn Board TT số, tương tự 01 Cái 2 Board cắm số 01 Cái 3 ĐHVN 01 Cái 4 Panh kẹp 01 Cái 5 Kìm cắt (hoặc kéo) 01 Cái 6 Kìm uốn 01 Cái 7 Mỏ hàn xung 01 Cái B Vật tư, linh kiện 1 IC U1 ADC0809 01 Con 2 IC U2 DAC0808 01 Con 3 IC U3 7414 01 Con 4 IC U4 741 01 Con 5 IC U5 LM324 01 Con 6 IC U6 7447 7 IC U7 4520 01 Con 8 U8 Cảm biến nhiệt LM35 01 Con 9 VR 10K 02 Con 10 Điện trở 470; 1k; 4,7k; 07 Con 11 Tụ 0,1uF 03 Con 12 Nút bấm Nhấn nhả 01 Con 13 Led Led đơn 10 Con 14 SEG Led 7thanh anot chung 15 Dây nối cáp điện thoại 0,4 kg 236 IV. THỰC HÀNH 1. Công tác chuẩn bị: - Kiểm tra vật tư: Vật tư phải đầy đủ, đúng chủng loại yêu cầu. - Kiểm tra tình trạng dụng cụ: Đầy đủ, đúng yêu cầu kỹ thuật - Kiểm tra tình trạng thiết bị: Các thiết bị Board nguồn, ĐHVN, máy hiện sóng làm việc bình thường. Board cắm có lỗ cắm phải chắc chắn đảm bảo tiếp xúc. - Kiểm tra vị trí nơi làm việc: Đảm bảo các thiết bị, dụng cụ đặt đúng vị trí dễ thao tác, an toàn, vệ sinh công nghiệp. 2. Hướng dẫn thực hành 2.1 Tra cứu chuyển đổi ADC-DAC 2.1.1 Tra cứu IC 0809 Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: - Vẽ sơ đồ chân IC 0809. - Vẽ đúng sơ đồ chân. Tài liệu tra cứu, giấy, bút. Bước 2: - Giải thích chức năng từng chân IC. - Nêu đặc điểm và trình bày nguyên lý làm việc của IC. - Giải thích đúng chức năng từng chân IC. - Nêu đúng, đầy đủ đặc điểm và trình bày chính xác nguyên lý làm việc. 2.1.2 Tra cứu IC 0808 Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: - Vẽ sơ đồ chân IC 0808. - Vẽ đúng sơ đồ chân. Tài liệu tra cứu, giấy, bút. Bước 2: - Giải thích chức năng từng chân IC. - Nêu đặc điểm và trình bày nguyên lý làm việc của IC. - Giải thích đúng chức năng từng chân IC. - Nêu đúng, đầy đủ đặc điểm và trình bày chính xác nguyên lý làm việc. 2.2 Khảo sát vi mạch 2.2.1 Khảo sát IC 0809 1. Sơ đồ nguyên lý 237 R1 1k C1 0.1uF 3 4 U3:B 74LS14 1 2 U3:A OUT1 21 ADD B24 ADD A25 ADD C23 VREF(+)12 VREF(-)16 IN31 IN42 IN53 IN64 IN75 START 6 OUT5 8 EOC 7 OE 9 CLOCK 10 OUT2 20 OUT7 14 OUT6 15 OUT8 17 OUT4 18 OUT3 19 IN228 IN127 IN026 ALE22 U1 ADC0809 VR1 10k +5V VR2 10k BUTTON R2 1k +5V D1R3 330 SW1 SW2 +5V +5V +5V +5V D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 R4 470 Hình 11.6a: Sơ đồ khảo sát nguyên lý mạch ADC 0809 2. Sơ đồ lắp ráp D1 R3 SW1SW2 R2 R4 VR1 VR2 C1 D9 ADC0809 7414 Hình 11.6b: Sơ đồ lắp ráp mạch điện khảo sát IC ADC 0809 238 3. Trình tự lắp ráp Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: - Chuẩn bị các linh kiện. - Xác định thứ tự chân IC ADC 0809. - Kiểm tra chất lượng và xác định cực tính các linh kiện còn lại. - Xác định đúng chân linh kiện. - Các linh kiện phải đảm bảo chất lượng, xác định đúng cực tính. ĐHVN, Board cắm, linh kiện. - Kiểm tra Board mạch. - Làm vệ sinh linh kiện: Bằng cách láng thiếc mỏng vào chân linh kiện (đối với linh kiện cũ). - Đo sự liên kết giữa các lỗ cắm trên Board. - Chân linh kiện phải sáng bóng, thẳng hàng. - Đảm bảo sự liên kết giữa các lỗ cắm và chặt chẽ theo quy định. ĐHVN, Board cắm, Panh kẹp, Kìm và kéo. - Xác định vị trí đặt linh kiện trên Board cắm - Xác định vị trí đặt linh kiện, các đường nối dây, đường cấp nguồn. - Uốn nắn chân linh kiện cho phù hợp vị trí lắp ráp. - Vị trí đặt linh kiện phải phù hợp đảm bảo đúng kỹ thuật và mỹ thuật. - Chân linh kiện không được uốn sát vào thân và không được uốn vuông góc. ĐHVN, Board cắm Panh kẹp, kìm và kéo. Bước 2: Lắp ráp linh kiện trên Board cắm. Cắm linh kiện theo trình tự: (dựa vào sơ đồ lắp ráp hình 11.6b) - Cắm lần lượt hai IC 0809, 74LS14. - Nối chân VCC của IC lên dương nguồn, nối chân GND của IC xuống mass. - Cắm triết áp. - Cắm LED hiển thị. - Cắm linh kiện phụ trợ kết hợp IC 7414, kết hợp IC 0809. - Nối SW từ Board nguồn vào chân IC 0809. - Cắm dây liên kết mạch. - Cắm dây cấp nguồn. Các chân linh kiện phải được cắm thẳng xuống Board. - Đúng thứ tự chân IC. - Nối chính xác chân nguồn, đúng cực tính. - Mỗi chân linh kiện một lỗ cắm trên Board. - Các linh kiện cắm đúng vị trí tiếp xúc chắc chắn, tạo dáng đẹp. Các dây nối ít chồng chéo nhau. - Nối chính xác các chân linh kiện theo sơ đồ lắp ráp Board cắm, Board nguồn và linh kiện, Panh, kéo. 239 Bước 3: Đo kiểm tra nguội. - Đo kiểm tra liên kết mạch: Dò lại mạch từ sơ đồ đã lắp sang sơ đồ nguyên lý và ngược lại. - Kiểm tra an toàn: Dùng ĐHVN để thang đo điện trở X1(hoặc X10) đo kiểm tra hai đường nguồn cấp trên Board mạch và đảo cực tính que đo. - Mạch điện đảm bảo liên kết đúng, các linh kiện đúng cực tính. - Phải đảm bảo giá trị điện trở thuận, ngược cách xa nhau. Board mạch, ĐHVN. Bước 4: Cấp nguồn cho mạch. - Cấp nguồn 5V từ Board nguồn vào đường dương nguồn và đường mass trên Board mạch. - Điều khiển SW. - Quan sát sự hoạt động của mạch. - Đảm bảo cấp nguồn đúng cực tính, đúng vị trí trên Board mạch. - Các SW đặt đúng trạng thái logic như sơ đồ khảo sát. - Mạch sẽ làm việc theo nguyên lý sau: Board nguồn, Board mạch, ĐHVN. Khi có tín hiệu chọn cổng tương tự thì xung ALE sẽ chốt giá trị địa chỉ chọn cổng này. Sau khi có xung START thì quá trình chuyển đổi tương tự – số sẽ bắt đầu, trong quá trình chuyển đổi EOC ở mức low. Sau một khoảng thời gian cỡ 100s, quá trình chuyển đổi hoàn tất thì ADC0809 sẽ phát ra một xung ở chân EOC (EOC ở mức high) báo quá trình chuyển đổi đã xong. Muốn đọc dữ liệu từ ADC phải gửi một xung (ở mức cao) vào chân ENABLE (chân 9). Khi đó dữ liệu đặt trong buffer sẽ được đưa ra ngoài. Để cho ADC chuyển đổi đúng thì phải luôn có một điện áp chuẩn làm cơ sở cho việc lấy mẫu đặt vào các chân 16 (Ref(-) nối đất) và chân 12 (Ref(+) nối + 5V). Bước 5: Kiểm tra mạch điện. Dùng ĐHVN đo các mức điện áp vào chân IC và điện áp ra chân IC. - Đo chính xác, xác định đúng giá trị. Board nguồn, Board mạch, ĐHVN. Ghi chính xác kết quả vào bảng trạng thái: ALE (SW1) OE (SW2) CLK IN1 (RV2) VREF+ (RV1) VREF- EOC OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 240 2.2.2 Khảo sát IC DAC 0808 1. Sơ đồ nguyên lý A2 6 VREF+ 14 VEE 3 A1 5 IOUT 4 A3 7 A4 8 A5 9 A6 10 A7 11 A8 12 VREF- 15 COMP 16 U2 DAC0808 3 2 6 7 4 1 5 741 R1 4.7k R2 1k R3 4.7k +5v C1 0.1uF +5v -5v A B C D SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 SW7 SW8 LED R4 470 -5 v U4 Uo Hình 11.7a: Sơ đồ khảo sát nguyên lý mạch DAC 0808 Dòng ra I = - 1 1 R UV(A1.2-1 +A2.2-2 + +A8.2-8). UV = 5V Uo = -I.R3 = UV(A1.2 -1 +A2.2 -2 +. +A8.2-8). 2. Sơ đồ lắp ráp DAC0808 741 R2 SW8 R4 R3 R1 C1 LED SW1 Hình 11.7b: Sơ đồ lắp ráp mạch khảo sát IC 0808 3. Trình tự lắp ráp 241 Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như phần trên (mục 2.2.1). - Chuẩn bị các linh kiện. - Kiểm tra Board mạch. - Xác định vị trí đặt linh kiện trên Board cắm ĐHVN, Board cắm, Panh kẹp, Kìm và kéo. Bước 2: Lắp ráp linh kiện trên Board cắm. Cắm linh kiện theo trình tự: - Cắm lần lượt hai IC 0808, 741. - Nối chân VCC của IC lên dương nguồn, nối chân GND của IC xuống mass. - Cắm linh kiện phụ trợ kết hợp IC 741, kết hợp IC 0808. - Nối SW từ Board nguồn vào chân IC 0809. - Cắm dây liên kết mạch. - Cắm dây cấp nguồn. Các chân linh kiện phải được cắm thẳng xuống Board. - Đúng thứ tự chân IC. - Nối chính xác chân nguồn, đúng cực tính. - Mỗi chân linh kiện một lỗ cắm trên Board. - Các linh kiện cắm đúng vị trí tiếp xúc chắc chắn, tạo dáng đẹp. Các dây nối ít chồng chéo nhau. - Nối chính xác các chân linh kiện theo sơ đồ lắp ráp. Board cắm, Board nguồn và linh kiện, Panh, kéo. Bước 3: Đo kiểm tra nguội. - Đo kiểm tra liên kết mạch. - Kiểm tra an toàn. Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như phần trước (mục 2.2.1). Board mạch, ĐHVN. Bước 4: Cấp nguồn cho mạch. - Cấp nguồn 5V từ Board nguồn vào đường dương nguồn và đường mass trên Board mạch. - Điều khiển SW. - Quan sát sự hoạt động của mạch. - Đảm bảo cấp nguồn đúng cực tính, đúng vị trí trên Board mạch. - Các SW đặt đúng trạng thái logic như sơ đồ khảo sát. - Mạch sẽ làm việc theo nguyên lý sau: Board nguồn, Board mạch, ĐHVN. 242 Quá trình chuyển đổi được bắt đầu khi ta đưa dữ liệu số vào các chân A1 đến A8 (Điều khiển SW). IC căn cứ vào dữ liệu nhận được và mức điện áp chuẩn để xuất dòng điện tương tự ở chân Iout. Ta dùng 1 opamp LM741 để chuyển tín hiệu dòng điện thành điện áp ngõ ra. Bước 5: Kiểm tra mạch điện. Dùng ĐHVN đo các mức điện áp vào chân IC và điện áp ra chân IC. - Đo chính xác, xác định đúng giá trị điện áp ra tại các chân IC 741. Board nguồn, Board mạch, ĐHVN. 2.3 Lắp ráp mạch ứng dụng 2.3.1 Lắp mạch ứng dụng IC 0809 1. Sơ đồ nguyên lý a b c d e f g a g b c d f e R1 1k C1 0.1uF 3 4 U2 74LS14 1 2 U3:B OUT1 21 ADD B 24 ADD A 25 ADD C 23 VREF(+) 12 VREF(-)16 IN31 IN4 2 IN5 3 IN6 4 IN75 START 6 OUT5 8 EOC 7 OE 9 CLOCK 10 OUT2 20 OUT7 14 OUT6 15 OUT8 17 OUT4 18 OUT3 19 IN228 IN1 27 IN0 26 ALE22 ADC0809 R2 1k 3 2 1 4 11 U5:A LM324 3 1 VOUT 2 U8 LM35 -5V R3 1k R4 1k A7 QA 13 B1 QB 12 C2 QC 11 D6 QD 10 BI/RBO4 QE 9 RBI5 QF 15 LT3 QG 14 74LS47 R5 100 D1 SW1 SW2 +5V D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 R6 470 +5V +5V U3:A U6 SEG Hình 11.8a: Sơ đồ nguyên lý mạch đo nhiệt độ 243 2. Sơ đồ lắp ráp SV hãy vẽ tiếp sơ đồ lắp ráp trên Board cắm sau: D1 R5 SW1 SW 2 R2 R1 R6 ADC0809 7414 C1 Chan 1(LM324) LM324 LM324 LM35 Chan 26 (0809) Hình 11.8b: Sơ đồ lắp ráp mạch đo nhiệt độ 3. Trình tự lắp ráp Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như phần trước (mục 2.2.1). - Chuẩn bị các linh kiện. - Kiểm tra Board mạch. - Xác định vị trí đặt linh kiện trên Board cắm - ĐHVN, Board cắm, Panh kẹp, Kìm. Bước 2: Lắp ráp linh kiện Cắm linh kiện theo trình tự: (dựa theo sơ đồ lắp ráp hình 11.8b) - Đúng thứ tự chân IC. - Board cắm, 244 trên Board cắm. - Cắm lần lượt hai IC 0809, 74LS14, LM324, LM35 - Nối chân VCC của IC lên dương nguồn, nối chân GND của IC xuống mass. - Cắm triết áp, LED hiển thị. - Cắm linh kiện phụ trợ kết hợp IC 7414, kết hợp IC 0809. - Nối SW từ Board nguồn vào chân IC 0809. - Cắm dây liên kết mạch. - Cắm dây cấp nguồn. Các chân linh kiện phải được cắm thẳng xuống Board. - Nối chính xác chân nguồn, đúng cực tính. - Mỗi chân linh kiện một lỗ cắm trên Board. - Các linh kiện cắm đúng vị trí tiếp xúc chắc chắn, tạo dáng đẹp. Các dây nối ít chồng chéo nhau. - Nối chính xác các chân linh kiện theo sơ đồ lắp ráp. Board nguồn, linh kiện, Panh, kéo. Bước 3: Đo kiểm tra nguội. - Đo kiểm tra liên kết mạch. - Kiểm tra an toàn. Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như phần trước (mục 2.2.1). - Board mạch, ĐHVN. Bước 4: Cấp nguồn cho mạch. - Cấp nguồn 5V từ Board nguồn vào đường + nguồn và đường mass trên Board mạch. - Điều khiển SW. - Quan sát sự hoạt động của mạch. - Đảm bảo cấp nguồn đúng cực tính, đúng vị trí trên Board mạch. - Các SW đặt đúng trạng thái logic như sơ đồ khảo sát. - Mạch sẽ làm việc theo nguyên lý sau: - Board nguồn, Board mạch, ĐHVN. Cảm biến LM35 báo giá trị nhiệt độ đưa qua mạch opam chuyển thành tín hiệu tương tự dạng điện áp đưa vào chân 26 IC. Khi có tín hiệu chọn cổng tương tự thì xung ALE sẽ chốt giá trị địa chỉ chọn cổng này. Sau khi có xung START thì quá trình chuyển đổi tương tự – số sẽ bắt đầu, trong quá trình chuyển đổi EOC ở mức low. Sau một khoảng thời gian cỡ 100s, quá trình chuyển đổi hoàn tất thì ADC0809 sẽ phát ra một xung ở chân EOC (EOC ở mức high) báo quá trình chuyển đổi đã xong. Muốn đọc dữ liệu từ ADC phải gửi một xung (ở mức cao) vào chân ENABLE (chân 9). Khi đó dữ liệu đặt trong buffer sẽ được đưa ra ngoài. Để cho ADC chuyển đổi đúng thì phải luôn có một điện áp chuẩn làm cơ sở cho việc lấy mẫu đặt vào các chân 16 (Ref(-) nối đất) và chân 12 (Ref(+) nối + 5V). 245 Bước 5: Kiểm tra mạch điện. Dùng ĐHVN đo các mức điện áp vào chân IC và điện áp ra chân IC. - Đo chính xác, xác định đúng giá trị. Board nguồn, Board mạch, ĐHVN Ghi chính xác kết quả vào bảng trạng thái: ALE (SW1) OE (SW2) CLK IN1 (RV2) VREF+ (RV1) VREF- EOC OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 2.3.2 Lắp ráp mạch chuyển đổi số tương tự sử dụng vi mạch DAC 0808 1. Sơ đồ nguyên lý A2 6 VREF+ 14 VEE 3 A1 5 IOUT 4 A3 7 A4 8 A5 9 A6 10 A7 11 A8 12 VREF- 15 COMP 16 U2 DAC0808 3 2 6 7 4 1 5 U4 741 R1 5.6k +5v -5v C1 0.1uF R2 1k R3 4.7k +5v -5v R4(1) ??????? ? LED R4 470 CLK 1 E 2 MR 7 Q0 3 Q1 4 Q2 5 Q3 6 U7:A 4520 CLK 9 E 10 MR 15 Q0 11 Q1 12 Q2 13 Q3 14 U7:B SW1 SW2 8 bit logic display Hình 11.9a: Mạch chuyển đổi tín hiệu số 8 bit sang tín hiệu tương tự 2. Sơ đồ lắp ráp Sinh viên hãy vẽ sơ đồ lắp ráp trên Boardard cắm: Hình 11.9b: Sơ đồ lắp ráp mạch chuyển đổi tín hiệu DAC 3. Trình tự lắp ráp 246 Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như phần trước (mục 2.2.1). - Chuẩn bị các linh kiện. - Kiểm tra Board mạch. - Xác định vị trí đặt linh kiện trên Board cắm - ĐHVN, Board cắm, Panh kẹp, Kìm và kéo. Bước 2: Lắp ráp linh kiện trên Board cắm. Cắm linh kiện theo trình tự: - Cắm lần lượt hai IC 0808, 4520. - Nối chân VCC của IC lên dương nguồn, nối chân GND của IC xuống mass. - Cắm linh kiện phụ trợ kết hợp IC 741, kết hợp IC 0808, 4520. - Nối SW từ Board nguồn vào chân IC 0808. - Nối xung từ Board nguồn vào IC 0808. - Cắm dây liên kết mạch. - Cắm dây cấp nguồn. Các chân linh kiện phải được cắm thẳng xuống Board. - Đúng thứ tự chân IC. - Nối chính xác chân nguồn, đúng cực tính. - Mỗi chân linh kiện một lỗ cắm trên Board. - Các linh kiện cắm đúng vị trí tiếp xúc chắc chắn, tạo dáng đẹp. Các dây nối ít chồng chéo nhau. - Nối chính xác các chân linh kiện theo sơ đồ lắp ráp. - Board cắm, Board nguồn và linh kiện, Panh, kéo. Bước 3: Đo kiểm tra nguội. - Đo kiểm tra liên kết mạch. - Kiểm tra an toàn. Thực hiện các thao tác thực hành và đạt được các yêu cầu kỹ thuật như phần trước (mục 2.2.1). Board mạch, ĐHVN. Bước 4: Cấp nguồn cho mạch. - Cấp nguồn 5V từ Board nguồn vào đường (+) nguồn và đường mass trên Board mạch. - Điều khiển SW. - Quan sát sự hoạt động của mạch. - Đảm bảo cấp nguồn đúng cực tính, đúng vị trí trên Board mạch. - Các SW đặt đúng trạng thái logic như sơ đồ khảo sát. - Mạch sẽ làm việc theo dạng sóng sau: Board cắm, ĐHVN, Board nguồn. 247 VA Din Bước 5: Kiểm tra mạch điện. Dùng ĐHVN đo các mức điện áp vào chân IC và điện áp ra chân IC. Dùng máy hiện sóng do dạng sóng đầu ra IC 741 - Đo chính xác, xác định đúng giá trị. Board nguồn, Board mạch, ĐHVN 2.4 Các hiện tượng sai hỏng và biện pháp khắc phục STT Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục 1 Mạch ADC, DAC không làm việc. - Không có nguồn cấp - Kiểm tra nguồn và đường cấp nguồn 2 Tín hiệu đưa vào có thay đổi tín hiệu ra không đổi. - Mạch chuyển đổi bị hỏng. - Đấu mạch sai - Kiểm tra IC chức năng. - Kiểm tra và đấu đúng vị trí tín hiệu. 3 Mạch làm việc không ổn định Nguồn cung cấp yếu. Dây cấp nguồn và dây cấp tín hiệu tiếp xúc kém. - Cấp nguồn đủ. - Nối các dây tiếp xúc tốt. V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: . - Nội dung báo cáo: 1. Tra cứu 1.1 Tra cứu IC 0809 1.2 Tra cứu IC 0808 Sinh viên sử dụng phiếu tra cứu IC trong phụ lục 5 2. Khảo sát IC 2.1 IC ADC 0809 1. Lắp ráp mạch điện hình 11.6a 2. Đo thông số mạch điện ghi vào bảng 248 ALE (SW1) OE (SW2) CLK IN1 (RV2) VREF+ (RV1) VREF- EOC OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 - So sánh với bảng trạng thái của IC và đưa ra kết luận ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 2.2 IC DAC 0808 1. Lắp mạch điện hình 11.7a 2. Đo kiểm tra thông số mạch Vẽ dạng tín hiệu ra tại chân 6 IC 741 so với mass: 3. Lắp ráp mạch 3.1 Lắp mạch ứng dụng IC 0809 1. Lắp mạch điện hình 11.8a - Vẽ sơ đồ lắp ráp và lắp ráp mạch 2. Đo kiểm tra thông số mạch điện - Dùng ĐHVN đo điện áp: + Chân (26) IC ADC0809: + Đo điện áp tham chiếu chân (12) IC 0809: + Kiểm tra LM35 để biết được giá trị nhiệt độ. 3. Nêu các hiện tượng sai hỏng và biện pháp khắc phục Sinh viên sử dụng phiếu báo cáo xử lý hiện tượng sai hỏng trong phụ lục 3 3.2 Mạch chuyển đổi tín hiệu số 8 bit sang tín hiệu tương tự 1. Lắp mạch theo sơ đồ hình 11.9a 2. Vẽ sơ đồ lắp ráp Time/Div: CH1: .......... CH2:........... Volt/Div: CH1:.......... CH2:........... 249 Hình 11.10: Sơ đồ lắp ráp mạch chuyển đổi tín hiệu số 8 bit sang tín hiệu tương tự 3.2.3 Đo kiểm tra thông số mạch - Dùng đồng hồ đo: + Nguồn cấp cho IC: .. + Các mức điện áp vào ra IC DAC0808 và IC 741: . - Dùng máy hiện sóng đo và vẽ dạng sóng đầu ra IC 741: tại điểm chân (6) 4. Nêu các hiện tượng sai hỏng và biện pháp khắc phục Sinh viên sử dụng phiếu báo cáo xử lý hiện tượng sai hỏng trong phụ lục 3 VI. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Kiểm tra đánh giá kết quả thực hành được tiến hành theo phiếu đánh giá sau đây: PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH Giáo viên sử dụng phiếu đánh giá kết quả trong phụ lục 8 Time/Div: CH1: .......... CH2:........... Volt/Div: CH1:.......... CH2:........... 250 TÀI LIỆU THAM KHẢO + Giáo trình, tài liệu chính: [1]. Tài liệu thực hành điện tử cơ bản 1,2 Trường Đại học SPKT Thủ Đức tp HCM. [2]. Hệ thống thí nghiệm điện tử cơ bản Trường Đại học SPKT Thủ Đức tp HCM. 3. Chu Khắc Huy- Giáo trình Thực hành Kỹ thuật số - NXB Hà Nội - 2007. 4. Nghiêm Thị Thuý Nga (chủ biên) - Bài giảng thực tập điện tử cơ bản - Trường Đại học SPKT Nam Định. 5. Chu Khắc Huy- Giáo trình Thực hành Điện tử công nghiệp - NXB Hà Nội - 2007. 6. Nguyễn Thị Hoà – Bài giảng Điện tử cơ bản 2 – Trường ĐHSPKT Nam Định. 7. Trần Văn Hào- Giáo trình Kỹ thuật số - NXB Khoa học và kỹ thuật - 2003. + Tài liệu tham khảo: 8. Đinh Gia Huân - Bài giảng Kỹ thuật điện tử Trường Đại học SPKT Nam Định. 9. Vương Khánh Hưng - IC khuếch đại công suất 10. Cẩm nang ECG - cẩm nang tra cứu linh kiện điện tử. 11. Trần Thanh Mai - Giáo trình Vi mạch số Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh – 1998 12. Vũ Đức Thọ - Cơ sở kỹ thuật điện tử số- (tài liệu dịch) - NXB Giáo dục - 1996 13. Nguyễn Thuý Vân - Thiết kế logic số - NXB Khoa học và kỹ thuật - 2000 + Các phần mềm trang web: 1. Phần mềm Proteus 7 Professional 2. Phần mềm VBB – Virtual BreadBoard 3. Phần mềm Microsoft Office Visio 2003 4. Trang Web: www.alldatasheet.com 251 PHỤ LỤC Phụ lục 1 - Phiếu vẽ sơ đồ lắp ráp trên Board hàn V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: . . - Nội dung báo cáo: 1. Cho sơ đồ nguyên lý .. 2. Vẽ sơ đồ lắp ráp cho mạch điện trên Board hàn có kết cấu như hình sau: 252 Phụ lục 2 - Phiếu đo dạng sóng V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: . - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: . . - Nội dung báo cáo: 1. Cho sơ đồ nguyên lý :................. . 2. Vẽ dạng sóng tại các điểm đo: Điểm đo TP. Điểm đo TP. Time/Div: CH1: .......... CH2:........... Volt/Div: CH1:.......... CH2:........... Time/Div: CH1: .......... CH2:........... Volt/Div: CH1:.......... CH2:........... Time/Div: CH1: .......... CH2:........... Volt/Div: CH1:.......... CH2:........... 253 Phụ lục 3 - Phiếu báo cáo xử lý các hiện tượng sai hỏng V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: . - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: . . - Nội dung báo cáo: 1. Cho sơ đồ nguyên lý :................. . 2. Nêu các hiện tượng sai hỏng và biện pháp khắc phục và bảng sau: STT Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Pan 1 Pan 2 254 Phụ lục 4 - Phiếu đánh giá kết quả thực hành phần điện tử tương tự VI. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Kiểm tra đánh giá kết quả thực hành được tiến hành theo phiếu đánh giá sau đây: PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH Tên bài: Họ và tên học sinh:. Mã SV: Lớp: .. Ngày thực hiện: Giáo viên hướng dẫn: .. STT Tiêu chí đánh giá ĐIỂM Ghi chú Điểm chuẩn Điểm trừ (trừ đến hết điểm của tiêu chí) Điểm đánh giá 1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, linh kiện - Đúng chủng loại - Phù hợp yêu cầu luyện tập - Vị trí thực tập gọn gàng ngắn nắp, an toàn, vệ sinh. 05 2 Kỹ năng vẽ sơ đồ lắp ráp trên Board hàn - Đúng sơ đồ nguyên lý - Sắp xếp linh kiện phù hợp đúng yêu cầu kỹ thuật và mỹ thuật. (Đúng loại linh kiện, đúng ký hiệu linh kiện, đúng vị trí đặt linh kiện, đúng vị trí đường nguồn cấp, đường tín hiệu.) 10 3 Kỹ năng lắp ráp mạch - Đúng trình tự lắp ráp: Chọn, kiểm tra, vệ sinh chân linh kiện, uốn chân linh kiện và hàn theo trình tự. - Đấu nối mạch chính xác theo sơ đồ lắp ráp (vị trí linh kiện, vị trí của các đường dẫn nguồn vào, nguồn ra). 40 255 - Các chân linh kiện hàn đúng yêu cầu kỹ thuật, thao tác nhanh gọn. Mối hàn đảm bảo chắc chắn, tiếp xúc tốt. - Kiểm tra an toàn mạch sau lắp ráp bằng quan sát và bằng dụng cụ thiết bị đo. 4 Cấp nguồn cho mạch đo kiểm tra mạch điện - Vận hành cho mạch làm việc đúng nguyên lý (biết thay đổi các mức tín hiệu ở đầu vào một cách phù hợp; đo kiểm tra, xác định tín hiệu ở các đầu ra một cách chính xác. Giải thích hoạt động của mạch). - Đo kiểm tra được các thông số theo yêu cầu và ghi chép đầy đủ. 10 5 Xử lý các tình huống trong quá trình lắp ráp - Kiểm tra, xác định được lỗi - Khắc phục được hiện tượng và vận hành cho mạch làm việc. (Lắp sai vị trí, linh kiện bị hỏng, dây dẫn bị đứt ngầm, nguồn nuôi không chuẩn). 10 6 Thời gian thực hiện 3,5g (chỉ đánh giá khi nội dung thực hành hoàn chỉnh). - Hoàn thành trước hoặc đúng thời gian quy định. - Quá giờ 15 7 Báo cáo thực hành - Đầy đủ nội dung thực hành. - Kết quả báo cáo chính xác. 10 Tổng điểm 100 256 Phụ lục 5 - Phiếu báo cáo tra cứu IC số V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: . . - Nội dung báo cáo: Tra cứu IC cổng logic: . Sơ đồ chân Ký hiệu Bảng trạng thái V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: . . - Nội dung báo cáo: Tra cứu IC cổng logic: . Sơ đồ chân Ký hiệu Bảng trạng thái 257 Phụ lục 6 - Phiếu báo cáo khảo sát IC cổng logic V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: . . - Nội dung báo cáo: Khảo sát IC cổng . . 1. Vẽ sơ đồ khảo sát 2. Vẽ sơ đồ lắp ráp 3. Lắp ráp mạch và kiểm tra thông số Ghi chính xác kết quả vào bảng trạng thái Cổng 1 Cổng 2 Cổng 3 Cổng 4 SW1 SW2 LED1 SW1 SW2 LED1 SW1 SW2 LED1 SW1 SW2 LED1 Thông kê cổng logic: STT cổng 1 2 3 4 Tốt Hỏng 258 Phụ lục 7 - Phiếu vẽ sơ đồ lắp ráp mạch điện trên Board cắm V. PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH - Tên bài: - Họ và tên học sinh:. Mã SV: - Lớp: .. Ngày thực hiện: - Giáo viên hướng dẫn: . . - Nội dung báo cáo: 1. Cho sơ đồ nguyên lý . . 2. Vẽ sơ đồ lắp ráp cho mạch điện trên Board cắm có kết cấu như hình sau: 259 Phụ lục 8 - Phiếu đánh giá kết quả phần thực hành số VI. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Kiểm tra đánh giá kết quả thực hành được tiến hành theo phiếu đánh giá sau đây: PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH Tên bài: Họ và tên học sinh:. Mã SV: Lớp: .. Ngày thực hiện: Giáo viên hướng dẫn: .. STT Tiêu chí đánh giá ĐIỂM Ghi chú Điểm chuẩn Điểm trừ (trừ đến hết điểm của tiêu chí) Điểm đánh giá 1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, linh kiện - Đúng chủng loại - Phù hợp yêu cầu luyện tập - Vị trí thực tập gọn gàng ngăn nắp, an toàn, vệ sinh. 05 2 Kỹ năng vẽ sơ đồ lắp ráp trên Board cắm - Đúng sơ đồ nguyên lý - Sắp xếp linh kiện phù hợp đúng yêu cầu kỹ thuật và mỹ thuật. (Đúng loại linh kiện, đúng ký hiệu linh kiện, đúng vị trí đặt linh kiện, đúng vị trí đường nguồn cấp, đường tín hiệu.) 05 3 Kỹ năng tra cứu và khảo sát IC - Đúng chủng loại - Hiểu được chức năng IC - Đúng chế độ làm việc của IC. 10 4 Kỹ năng lắp ráp mạch - Đúng trình tự lắp ráp: Chọn, kiểm tra, vệ sinh chân linh kiện, uốn chân linh kiện và cắm theo trình tự. - Đấu nối mạch chính xác theo sơ đồ lắp ráp (vị trí linh kiện, vị trí của các đường dẫn nguồn vào, nguồn ra). 40 260 - Các chân linh kiện cắm đúng yêu cầu kỹ thuật, thao tác nhanh gọn. Chân linh kiện được cắm đảm bảo chắc chắn, tiếp xúc tốt. - Kiểm tra an toàn mạch sau lắp ráp bằng quan sát và bằng dụng cụ thiết bị đo. 5 Cấp nguồn cho mạch đo kiểm tra mạch điện - Vận hành cho mạch làm việc đúng nguyên lý (biết thay đổi các mức tín hiệu ở đầu vào một cách phù hợp; đo kiểm tra, xác định tín hiệu ở các đầu ra một cách chính xác. Giải thích hoạt động của mạch). - Đo kiểm tra được các thông số theo yêu cầu và ghi chép đầy đủ. 10 6 Xử lý các tình huống trong quá trình lắp ráp - Kiểm tra, xác định được lỗi - Khắc phục được hiện tượng và vận hành cho mạch làm việc. (Lắp sai vị trí, linh kiện bị hỏng, dây dẫn bị đứt ngầm, nguồn nuôi không chuẩn). 10 7 Thời gian thực hiện 3,5g (chỉ đánh giá khi nội dung thực hành hoàn chỉnh). - Hoàn thành trước hoặc đúng thời gian quy định. - Quá giờ 15 8 Báo cáo thực hành - Đầy đủ nội dung thực hành. - Kết quả báo cáo chính xác. 10 Tổng điểm 100 261 Phụ lục 9 MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHI SỬ DỤNG CÁC MẠCH TÍCH HỢP SỐ * Đặc điểm: IC số được cấu tạo từ các điện trở, diode, transistor, các linh kiện này được đặt trên một lớp bán dẫn nền. Để tránh tác động cơ học, hoá học, IC được đóng trong những vỏ silicon hoặc plastic. * Dạng cơ bản của IC số: - Dạng hai hàng chân song song: - Dạng vỏ hộp: - Để thuận tiện trong quá trình gá lắp thường sử dụng đế cắm IC 262 * IC tích hợp: * Phân loại: IC số được phân thành 2 loại - IC bipolar là những IC được tạo thành từ những transistor BJT (PNP hoặc NPN) còn được gọi là IC TTL - IC unipolar được tạo thành từ những transistor hiệu ứng trường (mosfet) được gọi là Tha m số Họ TTL Họ CMOS Ký hiệu Mức điện áp Mức nhiễu * Các lỗi hỏng IC: + Ngõ vào hoặc ra bị hở mạch + Ngắn mạch giữa hai chân: 263 + Ngõ vào hoặc ra bị nối mass hoặc nguồn: * Đặc tính kỹ thuật của các IC logic: + Các định trị tối đa tuyệt đối: đây là các trị tối đa mà ta không vượt qua vì sẽ làm hỏng IC. + Các điều kiện hoạt động khuyến cáo: thường chỉ liên quan đến điện thế cấp VCC , điện thế ra mức cao (VOH), điện thế ra mức thấp (VOL), khoảng nhiệt độ làm việc. Đây là các trị số mà ta không nên vượt qua vì sẽ không bảo đảm hoạt động logic bình thường cho các IC. + Các đặc tính điện: trong khoảng nhiệt độ cho phép nhiều đặc tính điện cần cho việc sử dụng thiết kế mạch logic. + Các đặc tính chuyển mạch: thường phát biểu ở điện thế cấp điện VCC = 5V và nhiệt độ phòng 200C. Đây là các đặc tính liên quan đến các trì hoãn cũng như các thời tăng, thời giảm khi chuyển mạch. Các thông số này phụ thuộc vào tải ở ngõ ra nhất là điện dung của tải.  + Các điều kiện hoạt động khuyến cáo: Th«ng sè kü thuËt Loạt 74 Loạt 74LS Đ. vị Min Nom Max Min Nom Max Điện thế cung cấp VCC 4,75 5 5,25 4,75 5 5,25 V Dòng ra mức cao IOH -400 -400 A Dòng ra mức thấp IOL 16 6 mA Khoảng nhiệt độ hoạt động TA 0 70 0 70 0C * Chó ý khi tra cøu: + Chữ viết tắt trong bảng sự thật: 264 Kí hiệu ý nghĩa L LOW : Mức Thấp H HIGH : Mức Cao X Trạng thái không có nghĩa  Xung dương chuyển từ mức logic thấp sang mức logic cao ở những ngã vào của xung đồng bộ  Xung âm chuyển từ mức logic cao sang mức logic thấp ở ngõ vào của xung đồng bộ Mức cao (H) Sườn dương Xung dương, mức logic cao Mức thấp (L) Xung âm, mức logic thấp J, K, S, R, D Tên ngõ vào của các FF Toggle Cả 2 ngõ ra của một FF thay đổi mức logic sau mỗi xung đồng bộ hay mỗi chuyển đổi tích cực của xung đồng bộ Q, Qn Những ngã ra của bộ nhớ, bộ đệm... Qo, Qno Mức logic của Q, Qn trước khi trạng thái ổn định được liên kết trong bảng sự thật của những ngã vào được thành lập. + Chữ viết tắt trong sơ đồ chân: Kí hiệu ý nghĩa NC No Internal Connection: Chân IC không có nối với mạch điện bên trong IC CK, CLK, CP Clock: Xung đồng bộ CLR, R; RD Clear: Xung xoá PR, S; SD Preset: Thiết lập + Chữ viết tắt đặc trưng kỹ thuật : Kí hiệu ý nghĩa Tham số Vcc Điện áp nguồn VI Input Voltage: Điện áp vào VIL Điện áp vào ở trạng thái thấp 0,8V VIH Điện áp vào ở trạng thái cao 2V VO Output Voltage: Điện áp ra VOL, VOH Điện áp ra ở trạng thái thấp, trạng thái cao 0,4V(74); 2,4V(74) GND Ground: Đất * Thiết kế mạch họ IC 74XXX cần chú ý : + Nguồn nuôi: Để tổng trở của nguồn nuôi được giữ thấp, cần phải có những tụ 265 điện mắc giữa 2 cực. Đó là những tụ gốm có trị số 1F  100 F . Để các tụ đạt hiệu quả cao nên nối gần mạch in. Cứ 4  6 IC cần 1 tụ, các tụ này cần có tính cao tần tốt, góc hao của tụ khá lớn để các dao động được hình thành bởi các tụ và độ tự cảm của mạch in được suy giảm mạnh. + Tải điện dung: Không được vượt quá 100 pF, mục đích để những ngã ra không quá tải với dòng nạp và phóng điện, các mức logic được đảm bảo. + Diode khoá ở ngã vào (Input Clamping Diode): ở ngã vào cổng TTL đều có Diode khoá trừ loại 74L. Mục đích triệt tiêu bớt các điện áp âm từ các tín hiệu phản hồi, do đó nhiễu của hệ thống logic được ngăn chặn + Cách nối song song các ngả ra: Để biết chính xác sự phân bố dòng điện chỉ nên nối 2 cổng song song với nhau khi cả 2 cổng ở trong cùng một IC. + Dây đất: Để tránh sụt áp trên dây đất mạch điện phải được thiết kế sao cho mạch đất có điện trở bé và độ tự cảm bé. Mạch đất và mạch nối điện áp nguồn (Vcc) phải có độ rộng ít nhất 2,5mm để sự ảnh hưởng của sự hiệu ứng ngoài da được giữ thật thấp. + Những ngã vào không dùng tới :  Những ngã vào của cổng AND và cổng NAND nên nối vơi Vcc qua một điện trở R = 1 K  Những ngã vào của cổng OR và cổng NOR nên nối với đất ( GND )  Những ngã vào của các cổng logic khác FF bộ đệm... nên nối với đất. * IC số CMOS do hãng RCA (mỹ) sản xuất: + Loạt đầu tiên mang tên CD4000 (CD4000A) + Loạt công nghiệp tên CD4000B có thêm tầng đệm ra + Loạt CD4500 và CD4700 - Hãng Motorola sản xuất: MC14000, MC14000B, MC14500 - Loạt 74HC và 74HCT loại Cmos tốc độ cao có khả năng thay thế tương đương loạt TTL 74, 74LS (74HC có tốc độ giống loạt 74LS). - Đặc tính điện của CMOS: gồm các đặc tính giống loại TTL: + Điện thế cấp điện VDD của các loạt rất khác nhau: Loạt CMOS Điện thế VDD CD4000A, B, CD4500 3v đến 15V(max 18V) MC14000A,B, MC14500 3v đến 15V(max 18V) 74HC 2V đến 6V 74HCT 4,5 đến 5,5V Sử dụng điện thế 5V các loạt IC cmos. + Điện thế logic ngõ vào VI: Thông số 4000B 74HC 74HCT 266 VIH(min) 3,5 3,5 2 VIL(max 1,5 1 0,8 VOH(min) 4,95 4,9 4,9 VOL(max) 0,05 0,1 0,1 + Điện thế ngõ ra: V0 + Dòng điện vào và dòng ra: + Công suất tiêu tán + CMOS chống nhiễu tốt hay tính miễn nhiễu: là khả năng của mạch logic không bị nhầm lẫn logic khi điện thế ngõ vào của mạch có lẫn nhiễu. + Khoảng nhiệt độ làm việc: - 400C  + 850C - 550C  + 1250C * Những chú ý khi sử dụng CMOS: + IC COMS chưa dùng nên để trong ống nhựa hay bọc trong ống nhôm. Không để nơi ẩm ướt. + Mỏ hàn nên dùng có nối đất + Bàn làm việc, người làm việc nên được nối đất qua một điện trở 1M để đảm bảo an toàn lao động. + Không nên tháo và ráp IC vào mạch điện đang có điện áp. Không đụng tay vào chân IC. Cắm ngay vào mạch khi lấy ra khỏi bao bảo vệ. + Những ngả vào không dùng tới nên nối với VSS hoặc VDD hay ngả ra của một mạch logic. + Nên dùng nguồn cung cấp điện < 12V nếu có thể được giảm tỉ số IC CMOS bị hư hỏng. Không áp tín hiệu ở ngõ vào lớn hơn điện thế cấp điện.