Quá trình nghiên cứu và sáng tạo mạch quang truyền dẫn định hướng Viba dùng EPROM

ỉ không xóa được EPROM chứ không ảnh hưởng gì tới sự hoạt động của nó sau này). Thời gian gần đây có xuất hiện thêm loại IC nhớ mới: bộ nhớ Flash (có người gọi là Flash ROM). Nguyên lý hoạt động của bộ nhớ Flash cũng giống như E-EPROM, chỉ có điện thế xóa thấp hơn và tốc độ làm việc của nó nhanh hơn so với E-EPROM. Bộ nhớ Flash này thường được sử dụng thay thế cho các ổ đĩa mềm và cứng trong các máy tính xách tay (Notebook). Bộ nhớ Flash có thể hoạt động gần mềm dẻo như RAM nhưng lại không bị mất dữ liệu khi bị mất điện. Các EPROM thường được ký hiệu bắt đầu bằng 27xxx, với x là các số chỉ dung lượng của EPROM và tính bằng Kbit. Chẳng hạn như EPROM 2708 có dung lượng bộ nhớ là 8 Kbit (tương đương 1 Kbyte do EPROM 2708 có bus dữ liệu dài 8 bit), EPROM 2764 có dung lượng là 64 Kbit (8 Kbyte), EPROM 27256 có dung lượng là 256 Kbit (32 Kbyte) II. CÁCH TRUY XUẤT DỮ LIỆU CỦA EPROM: Các EPROM đều có cách truy xuất dữ liệu như sau: Nguyên lý hoạt động của EPROM khi ở chế độ đọc dữ liệu như sau (giải thích dựa vào hình vẽ trên): địa chỉ đặt vào EPROM sẽ được giải mã thành các địa chỉ hàng và địa chỉ cột riêng biệt bên trong nó (do ma trận nhớ được tổ chức theo cách chọn trùng phùng) nhờ các mạch X DECODER và Y DECODER. Dữ liệu ứng với địa chỉ này sẽ được đưa đến bộ đệm ngõ ra (OUTPUT BUFFER) và chỉ được phép xuất ra khi được sự cho phép của bộ điều khiển xuất dữ liệu (OUTPUT CONTROL). Do đó các chân OE, CE phải ở mức logic thấp (0V); các chân PGM, VPP phải ở mức logic cao (VCC) khi EPROM đang ở chế độ đọc dữ liệu. Tổ chức ma trận nhớ theo cách chọn trùng phùng: địa chỉ của một tế bào nhớ được quy định bởi địa chỉ hàng và địa chỉ cột, chỉ có những tế bào nhớ mà địa chỉ hàng OUTPUT CONTROL Y DECODER X DECODER OUTPUT BUFFER Y GATING MATRIX MEMORY ADDRESS INPUTS DATA OUTPUTS OE\ CE\ PGM\ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 24 và địa chỉ cột đều ở mức logic cao thì mới được chọn để đưa dữ liệu ra ngoài. Để hiểu rõ hơn về cách tổ chức ma trận nhớ theo cách chọn trùng phùng, ta hãy xem hình vẽ sau: TỔ CHỨC MA TRẬN NHỚ THEO CÁCH CHỌN TRÙNG PHÙNG Ta nhận thấy trong hình vẽ trên thì tế bào nhớ chỉ có một bit. Khi muốn số lượng bit ở ngõ ra tăng lên thì số lượng bit trong một tế bào nhớ phải tăng lên theo, và lúc này số lượng đường bit cũng phải tăng lên tương ứng, kéo theo số cổng đệm ngõ ra cũng phải tăng lên theo. Chẳng hạn như EPROM 2764 có 8 bit ở ngõ ra thì tế bào nhớ của nó phải là 8 bit, 8 bit này được đưa đến 8 đường bit riêng biệt, mỗi đường bit cũng được nối đến một bộ đệm ngõ ra riêng biệt. III. KHẢO SÁT VÀI EPROM THÔNG DỤNG: 1. EPROM 2732: EPROM 2732 là một IC nhớ có dung lượng 4 Kbyte, gồm 12 đường địa chỉ, 24 chân. Các chân được sắp xếp như sau: GIẢI MÃ Y ( GIẢI MÃ CỘT ) 1 TRONG N GIẢI MÃ X (GIẢI MÃ HÀNG) 1 TRONG M ĐỆM NGÕ RA Các đường từ Y (cột) Các đường từ X (hàng) Tế bào nhớ (1 bit) Đường bit Dữ liệu ra Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 25 SƠ ĐỒ CHÂN EPROM 2732 EPROM 2732 có bảng trạng thái hoạt động như sau: Pins MODE CE (18) OE/VPP (20) VCC (24) Outputs (9 ~11, 13 ~17) Read VIL VIL +5V Dout Standby VIH Don’t Care +5V High Z Program VIL VPP +5V Din Program Verify VIL VIL +5V Dout Program Inhibit VIH VPP +5V High Z Chức năng các chân: VCC, GND: là hai chân cấp nguồn cho EPROM, VCC nối với +5V, GND nối mass (0V). Nguồn nuôi cho EPROM cần có độ ổn định cao. Khi cấp nguồn thì phải luôn luôn đúng cực tính, không được phép sai. CE: chip enable, chân chọn IC. Chỉ ở trạng thái chờ và cấm nạp trình thì chân này mới ở mức logic cao, các trạng thái còn lại thì nó phải ở mức logic thấp. Khi CE được đưa lên mức logic cao thì các ngõ ra của EPROM sẽ ở trạng thái tổng trở cao, bất chấp trạng thái logic ở các ngõ vào còn lại. OE/VPP: chân này có hai chức năng là cho phép xuất dữ liệu và điều khiển nạp trình. Khi EPROM đang đọc dữ liệu thì chân này phải ở mức logic thấp, còn khi nạp chương trình thì chân này phải ở mức logic cao (VPP, giá trị VPP này được nhà sản xuất quy định). A0 ~ A11: các đường địa chỉ của EPROM, khi nạp chương trình hoặc truy xuất dữ liệu thì đều cần các đường địa chỉ này. Khi áp địa chỉ ô nhớ cần truy xuất hoặc cần nạp chương trình vào thì các bộ giải mã hàng và giải mã cột bên trong EPROM sẽ chọn lấy 1 2 3 5 16 4 6 7 8 15 14 13 12 21 9 10 VCC GND D2 D1 A1 A2 A3 D3 A8 D0 D7 A7 A6 D6 D5 2732 20 19 17 18 D4 A4 A5 3 2 1 5 11 23 24 22 A9 A11 A10 A0 OE/VPP CE Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 26 tế bào nhớ ở đúng địa chỉ cần truy xuất hoặc nạp trình để từ đó dữ liệu được lấy ra (lúc truy xuất) hoặc nạp vào (khi nạp trình). D0 ~ D7: các đường dữ liệu của EPROM. Khi EPROM đang nạp trình thì nó có nhiệm vụ đưa dữ liệu vào bên trong EPROM, còn khi đang đọc thì nó lại lấy dữ liệu từ bên trong EPROM đưa ra ngoài. Do khi ở trạng thái chờ thì các đường dữ liệu này sẽ ở trạng thái tổng trở cao nên ta có thể mắc song song các ngõ ra của nhiều EPROM lại với nhau được, điều này rất thiết thực với những ứng dụng cần nhiều bộ nhớ. 2. EPROM 2764: EPROM 2764 có dung lượng nhớ lớn gấp đôi EPROM 2732 (8 Kbyte), nó có tất cả là 28 chân. Trong đó có 13 chân được dùng làm đường địa chỉ, 8 chân làm đường dữ liệu, các chân còn lại dùng cấp nguồn và điều khiển. EPROM 2764 có sơ đồ chân như sau: SƠ ĐỒ CHÂN EPROM 2764 EPROM 2764 có bảng trạng thái như sau: Mode Pins CE (20) OE (22) PGM (27) VPP (11) VCC (28) Outputs (11~13, 15~19) Read Standby Program Program Verify Program Inhibit VIL VIH VIL VIL VIH VIL X X VIL X VIH X VIL VIH X VCC VCC VPP VPP VPP VCC VCC VCC VCC VCC Dout High Z Din Dout High Z Chức năng các chân của EPROM: VCC, GND: cấp nguồn cho EPROM, +5V cho VCC, GND nối mass. 1 2 3 5 16 4 6 7 8 15 14 13 12 21 9 10 VCC GND D2 D1 A1 A2 A3 D3 A8 D0 D7 A7 A6 D6 D5 2764 20 19 17 18 D4 A4 A5 PGM\ 3 2 1 5 11 23 26 27 24 28 22 25 VPP NC A12 A9 A11 A10 A0 OE CE Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 27 CE: chân chọn IC. Cũng giống như EPROM 2732, chân này chỉ ở mức logic cao khi ở trạng thái chờ hoặc cấm nạp trình. Khi EPROM ở các trạng thái còn lại thì chân này ở mức logic thấp. OE: chân cho phép xuất dữ liệu ra ngoài. Khi ở trạng thái đọc hoặc kiểm chương trình (ở cả hai trạng thái này EPROM đều xuất dữ liệu) thì chân OE phải ở mức logic thấp. Ở các trạng thái còn lại của EPROM thì mức logic của chân này không quan trọng (mức logic thấp hay cao đều không ảnh hưởng đến quá trình làm việc của EPROM). PGM: chân điều khiển việc nạp trình của EPROM. Khi EPROM đang đọc dữ liệu thì PGM ở mức logic cao (VCC). Khi đang nạp chương trình thì PGM được hạ xuống mức thấp trong khoảng thời gian 50 ms. Mỗi lần có xung này thì dữ liệu được đưa vào ô nhớ có địa chỉ tương ứng với địa chỉ đang đặt vào EPROM. VPP: ở trạng thái đọc (Read) hoặc chờ (Standby) thì VPP = VCC, khi ở trạng thái nạp chương trình (Program), kiểm chương trình (Program Verify) hoặc cấm nạp chương trình (Program Inhibit) thì VPP = VPP, giá trị VPP này tùy thuộc từng loại EPROM và được nhà sản xuất cung cấp. A0 ~ A12: các đường địa chỉ của EPROM. Lúc nạp trình cũng như truy xuất dữ liệu đều cần địa chỉ cho EPROM. Chính nhờ các đường địa chỉ này mà dữ liệu bên trong EPROM được tổ chức một cách có trật tự, giúp cho việc truy xuất dữ liệu này được thực hiện một cách dễ dàng. D0 ~ D7: các đường dữ liệu của EPROM, nhận dữ liệu đưa vào EPROM khi nạp chương trình và đưa dữ liệu ra khi EPROM ở trạng thái đọc. NC: No internal Conection, chân này được để trống (không nối với bất kỳ chân nào khác). 3. EPROM 27128: EPROM 27128 có dung lượng nhớ là 16 Kbyte, số lượng chân cũng như cách bố trí các chân giống hệt như EPROM 2764, chỉ có chân NC của EPROM 2764 được thay bằng chân A13 (đường địa chỉ cuối cùng) của EPROM 27128. EPROM 27128 có sơ đồ chân như sau: SƠ ĐỒ CHÂN EPROM 27128 1 2 3 5 16 4 6 7 8 15 14 13 12 21 9 10 VCC GND OE\ D2 D1 A1 A2 A3 D3 A8 D0 D7 A7 A6 D6 D5 27128 20 19 17 18 D4 A4 A5 PGM\ 3 2 1 5 11 23 26 27 24 28 22 25 VPP CE\ A12 A9 A11 A10 A0 A13 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 28 Bảng trạng thái, chức năng các chân, cách truy xuất dữ liệu cũng như nạp trình của EPROM 27128 đều giống với EPROM 2764. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 29 CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT LỚN Do đề tài này là mạch quang báo nên các ứng dụng của những linh kiện điện tử công suất lớn trên được giới thiệu ở đây chỉ xoay quanh vấn đề hiển thị các bảng đèn. Để đáp ứng cho các yêu cầu về hiển thị lớn như các bảng quang báo đặt ở quảng trường thì cần phải dùng đến các thiết bị điện tử công suất lớn. Có nhiều loại linh kiện có thể dùng được như : SCR, các loại opto (bộ ghép quang), Solid State Relay I. DIODE CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN SCR: SCR (Silicon Control Rectifier) có cấu trúc 4 lớp P-N-P-N được chế tạo từ Silic. SCR có 3 cực được ký hiệu như sau: A (Anode), K (Cathode), G (Gate: cổng). SCR thường được dùng trong mạch khống chế điều khiển, chịu được công suất lớn, dòng điện lớn cũng như làm việc được ở nhiệt độ cao. Đặc tuyến Volt-Ampe của SCR VAK0: điện áp cắt thuận. IH: dòng điện duy trì. IAK: dòng điện qua SCR. VAK: điện áp đặt trên hai cực SCR. Thông qua cực G để điều khiển tác dụng chỉnh lưu của SCR. Chế độ làm việc của SCR có thể phân ra 3 trường hợp sau: A K G P P N N A G K VAK IAK IH > Ig1 Ig= 0 Ig2 VAK0 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 30 1. Phân cực ngược: Anode âm so với Cathode, SCR ngắt điện theo chiều ngược và chỉ có dòng điện rà rất nhỏ chạy qua vì có hai mặt tiếp giáp đều bị phân cực ngược. 2. Phân cực thuận: Anode dương so với Cathode nhưng không có tín hiệu điều khiển ở cực G, SCR ngắt điện theo chiều thuận và có tác dụng như một điện trở lớn, và chỉ có dòng điện rò rất nhỏ chạy qua vì có một mặt tiếp giáp bị phân cực ngược. Tuy nhiên, khi điện áp đặt trên SCR đạt đến giá trị điện áp cắt thuận (VAK0) thì SCR sẽ tự động dẫn điện mặc dù không có dòng điện kích Ig. 3. Phân cực thuận đồng thời có tín hiệu điều khiển ở cực G: Nếu có một xung phân cực thuận tác động vào giữa cực G và Cathode trong khi Anode dương so với Cathode thì SCR dẫn điện. Thời gian chuyển từ ngắt sang dẫn nhanh (cỡ micro giây). Dòng điện chạy qua SCR chỉ bị hạn chế bởi điện trở mạch ngoài do điện trở trong của SCR rất nhỏ (sụt áp trên A – K chỉ khoảng 1V). Xung dòng điện tác dụng vào cực G (Ig) càng lớn thì điện áp phân cực dương cho A-K cần thiết để mở thông SCR càng nhỏ, tức SCR càng dễ mở thông. Điều quan trọng là khi tín hiệu kích trên cực G đã mất thì SCR vẫn còn dẫn điện bằng dòng duy trì. SCR chỉ bị ngắt hoàn toàn khi dòng qua SCR (IAK) thấp hơn giá trị dòng duy trì (thường có giá trị khoảng vài % giá trị của dòng thuận cực đại). Trong những mạch cung cấp bằng điện xoay chiều (AC) thì SCR sẽ tự ngắt ở thời điểm điện áp = 0V, kéo dài suốt bán kỳ âm và chỉ có khả năng dẫn lại ở bán kỳ dương nếu có tín hiệu điều khiển đồng bộ đưa vào cực G. Như vậy nó có tác dụng như một Diode chỉnh lưu. II. BỘ GHÉP QUANG (Opto-Couplers): Để giữa mạch điều khiển và tải được cách li hoàn toàn về điện thì người ta thường dùng bộ ghép quang để thúc công suất do bộ ghép quang có điện thế cách li giữa sơ cấp và thứ cấp rất lớn (hàng KV). Có rất nhiều loại linh kiện ghép quang như: opto-transistor (phần tử điều khiển công suất là Transistor), opto-triac, opto-SCR Tùy theo yêu cầu và chức năng của mạch mà ta có thể lựa chọn bộ ghép quang thích hợp. Ơû đây chỉ giới thiệu cơ bản về cơ chế hoạt động của loại opto-transistor, các loại khác cũng có cách hoạt động tương tự. Phần phát ở đây là một LED phát hồng ngoại, phần thu là một Phototransistor. Đầu tiên, tín hiệu điện điều khiển đưa đến được phần phát trong bộ ghép quang và biến thành tín hiệu ánh sáng, sau đó tín hiệu ánh sáng này được phần nhận biến lại thành tín Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 31 hiệu điện để điều khiển tải. Tín hiệu ánh sáng này thay thế cho dòng điều khiển Transistor (IB). III. SOLID STATE RELAY (RƠ-LE BÁN DẪN): Rơ-le bán dẫn là loại linh kiện bán dẫn hoạt động được với tín hiệu điện xoay chiều. Loại linh kiện này thường được chế tạo với công suất lớn (dòng tải có thể chịu được lên đến hàng chục Ampe hoặc có thể lớn hơn). Linh kiện này dược kết nối như sau để làm mạch điều khiển: Ta nhận thấy rằng ở mạch trên, tải xoay chiều được điều khiển bằng nguồn một chiều (hoặc tín hiệu một chiều) thông qua linh kiện Solid State Relay. Loại Rơ-le này làm việc ở tần số cao tốt hơn rất nhiều so với loại Rơ-le dùng cuộn dây điều khiển. Ta có thể sử dụng loại Rơ-le bán dẫn này thay thế các opto để thúc cho các bảng đèn có công suất lớn. + - ~ Điều khiển Tải xoay chiều Solid State Relay Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 32 PHẦN III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CHƯƠNG 1: BỘ NGUỒN VÀ MẠCH AUTO RESET I. BỘ NGUỒN: Trong một mạch điện tử thì bộ nguồn là quan trọng nhất, nó quyết định sự hoạt động hay ngưng hoạt động của mạch. Một bộ nguồn không tốt sẽ làm cho mạch hoạt động không ổn định và sẽ làm hỏng linh kiện một cách nhanh chóng (điều này rất thường xảy ra đối với những mạch điện tử không được ổn áp tốt mà phải hoạt động ở những vùng có lưới điện không ổn định). Đối với các IC số thuộc họ TTL thì điều này luôn luôn đúng. Vì vậy một bộ nguồn ổn áp tốt thì rất cần thiết cho các mạch điện tử (thường là các mạch dùng IC số). Nhưng trước khi đi vào thiết kế bộ nguồn ổn áp, ta hãy tìm hiểu sơ bộ về chức năng cũng như nguyên tắc hoạt động chung của các mạch nguồn ổn áp DC. Chức năng của mọi ổn áp DC là biến đổi điện áp vào DC chưa ổn định thành điện áp ra DC ổn định và giá trị điện áp này phải đúng với giá trị khi tính toán lý thuyết. Điện áp ra này phải được duy trì liên tục và không được thay đổi khi điện áp ngõ vào hoặc dòng tải thay đổi (ở một giới hạn cho phép của mạch). Để thực hiện được việc này thì một mạch ổn áp thường gồm có các phần sau đây: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MỘT ỔN ÁP CƠ BẢN - Phần tử chuẩn (REF: Reference): cung cấp một mức điện áp ổn định biết trước (VREF). - Phần tử lấy mẫu:lấy điện áp ngõ ra để làm mẫu. - Phần tử khuếch đại sai biệt: so sánh mẫu điện áp ra với mức chuẩn và tạo ra tín hiệu sai biệt. PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT PHẦN TỬ LẤY MẪU R E F KHUẾCH ĐẠI SAI BIỆT Điện áp hồi tiếp Điện áp vào Điện áp ra PHẦN TỬ CHUẨ N VREF Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 33 - Phần tử điều khiển công suất:biến đổi điện áp vào thàn múc điện áp ra mong muốn khi điều kiện tải thay đổi. Khối này được điều khiển bằng tín hiệu sai biệt từ bộ khuếch đại sai biệt đưa đến. Có 2 loại ổn áp cơ bản là: ổn áp liên tục và ổn áp xung. Ổn áp liên tục được chia ra làm hai loại nữa là ổn áp nối tiếp và ổn áp song song. Tuy mạch điện thật sự của các loại ổn áp này khác nhau nhưng về cơ bản đều phải có đủ cả bốn thành phần trong sơ đồ khối trên. Sau đây là các sơ đồ khối của các loại ổn áp cơ bản trên. * Sơ đồ khối của mạch ổn áp nối tiếp: Tên gọi ổn áp nối tiếp là do phần tử điều khiển mắc nối tiếp với tải (phần tử điều khiển thường là một Transistor có chức năng như một biến trở, ở đây ký hiệu là RS). Nguyên lý hoạt động của mạch như sau: giả sử điện áp ngõ vào bị sụt áp thì tại thời điểm tức thời (ngay lúc vừa sụt áp) điện áp ngõ ra cũng bị sụt theo. Điện áp sụt này (điện áp mẫu) được phản ánh đến bộ khuếch đại sai biệt nhờ cặp điện trở lấy mẫu R1, R2. Khối khuếch đại sai biệt sẽ so sánh điện áp mẫu này với điện áp chuẩn từ khối REF (Reference) đưa đến và sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển đến cực B của Transistor, điều chỉnh lại điện áp phân cực của nó (cụ thể là làm Transistor dẫn mạnh hơn). Giải thích tương tự cho trường hợp tăng áp ở ngõ vào. * Sơ đồ khối của mạch ổn áp song song: REF RS VI R1 R2 VO VI RS VO R1 R2 RSHUNT REF Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 34 Tên gọi ổn áp song song cũng do phần tử điều khiển mắc song song với tải. Nguyên lý hoạt động của mạch cũng được giải thích tương tự như mạch ổn áp nối tiếp. Sự thay đổi điện áp vào sẽ làm điện áp ngõ ra cũng thay đổi theo tại thời điểm tức thời, cặp điện trở lấy mẫu R1, R2 sẽ truyền sự thay đổi này về bộ khuếch đại sai biệt. Bộ khuếch đại sai biệt cũng so sánh điện áp chuẩn với điện áp mẫu này và sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển tương ứng làm cho điện áp ra ổn định trở lại. * Sơ đồ khối của mạch ổn áp xung: Ổn áp xung dùng một khóa tích cực để làm phần tử điều khiển. Khóa này được dùng để ngắt điện áp vào theo một chu kỳ làm việc thay đổi theo các yêu cầu của tải. Một bộ lọc (thường là lọc LC) dùng lấy trung bình điện áp hiện diện ở ngõ vào của nó và đưa điện áp đó đến tải ra. Do Transistor điều khiển hoặc mở (dẫn bão hòa) hoặc tắt nên công suất tiêu tán ở phần tử điều khiển sẽ tối thiểu. Vì lẽ đó, ổn áp xung hưũ hiệu hơn ổn áp nối tiếp hoặc song song. Do nguyên nhân này, ổn áp xung đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng có sai biệt điện áp vào ra lớn hay các yêu cầu dòng tải lớn. Sự biến đổi chu kỳ nhiệm vụ thường đạt được bằng cách duy trì một tần sốkhông đổi và thay đổi thời gian tắt mở. Phương pháp này được gọi là biến điệu độ rộng xung (PWM: Pulse Width Modulation). Một kỹ thuật khác là duy trì thời gian mở không đổi và thay đổi thời gian tắt (thay đổi tần số). Tất cả các loại ổn áp trên đều có thể ráp được từ các linh kiện rời như Transistor, Op-Amp, hoặc từ các mạch tích hợp sẵn. Tuy nhiên, để mạch điện đơn giản nên ở đây dùng IC ổn áp (các mạch ổn áp được tích hợp sẵn). Có nhiều loại IC ổn áp, trong đó loại IC ổn áp 3 chân thường được sử dụng rộng rãi vì chúng nhỏ và chỉ cần một số ít linh kiện bên ngoài. IC ổn áp 3 chân đặc biệt có lợi cho việc thiết kế các bộ nguồn nhỏ ổn định hay các ổn áp trên các card. IC ổn áp 3 chân loại có điện áp ra cố định (không điều chỉnh được) có hai loại là ổn áp dương và ổn áp âm. Có nhiều họ IC ổn áp nhưng ở đây ta chỉ xét đến họ 78xx tương ứng với IC ổn áp dương, hai số sau chỉ điện áp ra cố định của nó, cụ thể là 7805: ổn áp dương có điện áp ngõ ra là 5V, 7812: có điện áp ra là 12V. Tùy theo dòng điện ở ngõ ra, người ta thêm chữ để chỉ, thí dụ: 78Lxx: dòng điện ra danh định là 100mA. REF OSC VI VO R1 R2 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 35 78xx: dòng điện ra danh định là 1A. 78Hxx: dòng điện ra danh định là 5A. Chú ý: 78L62: ổn áp 6,2V. Sau đây là một mạch ổn áp có điện áp ngõ ra cố định 5V sử dụng IC ổn áp 7805 (ổn áp dương có điện áp ngõ ra là 5V, dòng điện ngõ ra đến 1A). Các tụ 0,33 µF và 0,1 µF dùng chống nhiễu và cải thiện đáp ứng quá độ của ổn áp. Các tụ này đặt càng gần chân IC càng tốt. Phần tử tiêu thụ công suất chủ yếu của mạch này là bảng đèn (các IC số cũng tiêu thụ công suất nhưng không đáng kể), do dùng phương pháp quét nên tại mỗi thời điểm chỉ có một cột LED được phép sáng. Theo tính toán, nếu cả 7 LED trong cột cùng sáng thì dòng điện tức thời khoảng 2,7A nhưng dòng trung bình chỉ khoảng hơn 80mA. (theo như kết quả tính toán của phần thiết kế mạch thúc công suất). IC ổn áp 7805 chịu được dòng ngõ ra đến 1A nên bảo đảm cung cấp đủ dòng cho toàn mạch mà bản thân nó không bị quá dòng. Tuy nhiên, ta cũng cần gắn tản nhiệt cho IC để nó hoạt động ở điều kiện tốt nhất. II. MẠCH AUTO RESET: Mạch Auto Reset thường dùng để xác định trạng thái đầu tiên của mạch ngay khi vừa cấp nguồn để mạch luôn hoạt động đúng như yêu cầu thiết kế. Có hai loại mạch Auto Reset là reset ở mức cao và ở mức thấp (tùy vào mức logic ở chân reset của các IC. IC 4060 và 4040 sử dụng trong mạch đều có chân reset tác động ở mức logic cao nên ở đây chỉ giải thích nguyên tắc hoạt động của mạch Auto Reset ở mức cao. Nguyên tắc hoạt động của mạch Auto Reset mức thấp cũng tương tự nên không cần thiết phải giải thích lại. Sau đây là hai dạng mạch Auto Reset thường gặp (một mạch tác động ở mức cao, mạch còn lại tác động mức thấp): VI 0,33µ F 0,1µF 7805 VO 1 2 3 7805 1 3 2 SƠ ĐỒ CHÂN IC 7805 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Nguyễn Phương Quang Svth: Vương Kiến Hưng 36 Giải thích và tính toán các thông số (chỉ với mạch Auto Reset tác động ở mức cao): khi vừa cấp nguồn, điện áp trên tụ = 0V nên ngõ ra đưa đến chân reset ở mức cao, tác động làm các IC không hoạt động được. Sau đó điện áp trên tụ tăng lên và chân reset của IC được đưa xuống mức thấp, IC được phép hoạt động. Hoặc khi mạch đang hoạt động, ta nhấn nút S làm tụ phóng hết điện (do bị nối tắt), lúc này áp trên tụ = 0V nên ngõ ra của nó tác động tiếp làm IC ngưng hoạt động. IC chỉ hoạt động trở lại khi nút nhấn