PHẦN II : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN
I/ Mạch phát hồng ngoại :
1. Sơ đồ nguyên lý :
3Vdc + 47uF
A1015
C1815
R4
0 0
10
0
R3
10K
T3
T2
T1
K6
C OD E
T Xout
T es t
Vc c
BL9148
Vs s
XT
XT
K1
K2
K3
K4
K5
XTAL
455khz C4 C5
0 101 101
C1 C2
150p 150p 0 0
SW1 SW2
0 0
SW3 SW4
2. Tính toán :
a) Bộ tạo dao động tần số sóng mang :
R6
1k
1 2
XTAL
2 3
455khz
C1 C2
150p 150p
- Chọn tần số dao động : tần số sóng mang mang mã truyền là tần số thu được do
vi mạch mã hóa sau khi tiến hành chia 12 lần đối với tần số dao động của bộ
cộng hưởng bằng thạch anh được đấu ở bên ngoài . Cho nên mức độ ổn định
của tần số này phụ thuộc vào chất lượng và quy cách của thạch anh .Tần số dao
động của mạch phát thường là 400-500Khz . Đối với mạch phát trên thì em
chọn tần số của thạch anh là 455Khz .
- Tần số của sóng mang được tính bởi công thức :
fosc
fC =
12
Từ đó suy ra : fc = 455khz/12 ≅ 38khz
Do cấu tạo bên trong IC BL9148 có 1 cổng đảo dùng để phối hợp với các linh kiện
ngoài bằng thạch anh hoặc bằng mạch LC để tạo thành mạch dao động . Vì mạch
LC khá cồng kềnh và độ ổn định không cao so vói thạch anh nên em đã quyết định
chọn bộ dao động thạch anh .
b) Mạch khuếch đại phát :
R1 3Vdc
A1015
TXout
10k
0
C1815
R4
10
0
- Do tín hiệu phát ở ngõ ra của IC phát có dòng bé : -0.1mA ÷ 1.0mA nên ta phải
khuếch đại chúng lên . Vì thế , em dùng hai transistor ghép Darlington để
khuếch đại tín hiệu cấp dòng cho LED hồng ngoại phát đi .
• Khi không nhấn phím : V15 =
Theo sơ đồ mạch ta có : VBE1 = VCC – VB1 = < Vγ =
Q1 off ⇒ Q2 off ⇒ không có dòng qua LED hồng ngoại
• Khi nhấn 1 phím : : V15 = VB1 = ⇒VBE1 = > Vγ =
Q1 dẫn bão hòa ⇒VCE1 = VCE bão hòa = 0.2V
VB2 = VCC - VEC1 =
VE2 = VB2 - Vγ =
- Tính R4 : LED hồng ngoại có điện áp cho phép trong khoảng 1.2÷3.3 V , dòng
làm việc 30mA ÷ 1A , RIR LED = 10 ÷ 30Ω
1.2V ≤ VIRLED ≤ 3.3V
R *V R *V
IRLED E2 − R ≤ R1≤ IRLED E2 − R
V IRLED V IRLED
MAX MIN
V
1.2V ≤ R * E2 ≤ 3.3V
IRLED R +R
IRLED 1
c) Cài mã cho mạch phát :
- Vì em dùng IC thu BL9149 nên theo lý thuyết thì IC thu không có chân C1. Do
đó chân C1 của IC phát luôn ở mức logic ‘1’ . Nhiệm vụ còn lại là xác định tổ
hợp mã cho C2 và C3 .
- Ở mạch trên thì cách cài mã như sau :
• Đầu tiên , em xác định mã mong muốn là C2 = ‘1’ , C3 = ‘0’ .
• Từ đó , tại chân C2 , em nối một diode với chân CODE , còn chân C3 thì bỏ
trống .
• Như vậy để IC thu nhận biết đúng thì ta cũng phải cài đúng như vậy .
Bảng mã hệ thống (tóm tắt)
BL9148 BL9149
C1 C2 C3 C2 C3
1 1 0 1 0
- BL9148 : ‘1’ _ nối diode
‘0’ _ bỏ trống
- BL9149 : ‘1’ _ nối tụ xuống mass
‘0’ _nối xuống mass
d) Chọn tổ hợp phím nhấn :
- Xuất phát từ ý định muốn tìm hiểu sự khác nhau giữa các chân K với nhau nên
em đã chọn tượng trưng 4 phím , trong đó có hai phím ở trạng thái liên tục và
hai phím khác ở trạng thái không liên tục .
Bảng tổ hợp phím nhấn
Số phím Ngõ
bên phát ra
1 HP1
2 HP2
6 SP1
7 SP2
II/ M¹ch thu hång ngo¹i
1. Sơ đồ nguyên lý :
5Vdc
39K
R1 7404
10K 1 2
CLR PR
D Q
CK 0
102 Q
2
2
2
2
Vcc
Vss
7404 7404 7404 7404
in
BL9149 0
Vss Vcc 7404
0 1 2
1
1
1
1
CLR PR
RXin OSC D Q
102 HP1 CODE2 CK
Q
HP2 CODE3
C1815 0
B
A
D
C
HP3 SP1
0 Vcc 74147 Vss
HP4 SP2
7404 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
HP5 SP3 1 2
CLR PR
D Q
SP5 SP4
CK
Q
0
102
7404
4
1 2
BI/RBO
A
B
RBI
CLR PR
LT
C
D
D Q
CK
Q Vss 7447 Vcc
0 0
g
e
d
b
a
c
f
0
SEGMENT
e
d
h
c
com com
LED 7
g
a
b
f
2. Tính toán và giải thích hoạt động của mạch :
a) Mạch khuếch đại và tách sóng :
5Vdc
0
10K
1
RXin
Input
signal 1 C1815
102
0 0
- Q1 ở trạng thái bão hòa VCEBH = 0.1V
- Khi chưa nhận tín hiệu : VIN = 0.8V
I = 0.02mA
BH
V =V +V
IN Rb BE
V −V
R = IN BE
B I
B
0.8 − 0.7
R = = 5KΩ
B
0.02 × 10 −3
Từ đó , dựa vào thực tế thì ta chọn RB = 4.7 kΩ .
mặt khác , ta có :
V = V +V
CC Rc CEBH
V =V −V
Rc CC CEBH
V −V
R = CC CEBH
C I
CBH
5 − 0.1
R = ≈ 5KΩ
C
10 −3
I
β = CBH ⇒ I =β ×I = 50 × 0.02 = 1mA
min I CBH min BBH
BBH
Từ đó , dựa vào thực tế thì ta chọn RC = 4.7 kΩ
- Khi nhận tín hiệu : VIN = 705 mV
V −V
I = IN BE = 0.705 − 0.7 = 1µA
5 × 10 3
B R
B
⇒V =V −V = V − R × I × hfe = 5 − 5 × 10 3 × 10 − 6 × 100 = 4.5V
C CC Rc CC C B
Để IC thu BL9149 hoạt động tốt thì VIN = 2V÷ 3V
Với VIN ≥ 2V
V ×Z
C INIC ≥ 2V
Z +R
INIC L
V ×Z 4.5 × 25 × 10 3
⇒R ≤ C INIC − Z = − 25 × 10 3
L 2 INIC 2
⇒ R ≤ 30 KΩ
L
Từ đó , dựa vào thực tế ta chọn RL = 10kΩ .
⇒ Tuy nhiên, những số liệu trên là tính toán theo lý thuyết . Còn trên thực tế , sau
khi thử mạch trên testboard thì em nhận thấy là hai điện trở RB và RC không cần
gắn . Nếu làm như vậy thì khả năng thu của mạch tăng lên .
b) Mạch chốt dữ liệu :
CLR PR
D Q
CK
QN
0
- Khi chưa có xung CK ( chưa nhấn phím ) : ngõ ra Q = ‘0’ , QN = ‘1’ . Dữ liệu
tại D là ‘1’ vì ta nối D với QN .
- Khi có xung CK(nhấn một phím),dữ liệu tại D sẽ được nạp vào và ngõ ra
Q=‘1’, QN=’0’ . Lúc này trạng thái ngõ sẽ được chốt lại và chỉ thay đổi khi có
thêm một xung CK .
c) Mạch mã hóa và mạch giải mã :
- Mạch mã hóa : Để tiện lợi cho việc thiết kế mạch , em đã chọn 4 số ngõ vào là
1,2,3,9 . Do đó , mỗi ngõ ra 4 bit nhị phân của mạch sẽ tương ứng với mỗi ngõ
vào thập phân .
- Mạch giải mã : Để hiện thị được LED 7 đoạn , ta cần phải có một IC để giải mã
các dữ liệu đã được mã hóa . Vì vậy , sau khi dữ liệu đã được mã hóa thì nó sẽ
được đưa qua IC giải mã .
Copyright by webtailieu.net