Chương I. Thiết kế phần cứng 112 1. Mục đích yêu cầu khi thiết kế 112 IL. Phuong án thực hiện 112 II.
Sơ đồ khối hệ thống 113 IV. Sơ đổ nguyên lý mạch điện 113 Chương II. Thi công mạch 114 L Sơ đồ mạch in 115 II. Sơ đồ bố trí linh kiện 117 Chương II.
Kết luận - Hướng phát triển đề tài 118 1 Kết luận 118 II. Hướng phát triển để tài 118 Tài liệu tham khảo 119 Phần IV. Phụ lục 120 PHANI GI6l THEU BE TAI ChươngI: Ý TƯỞNG THIẾT KẾ MẠCH KIỂM TRA IC I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT; Khi khảo sát về các loại IC lôgic (còn gọi là IC số), ta nhận thấy rằng: Tất cả các IC này đều có những đặc điểm chung đó là bang sự thật và các ngõ vào , ngõ ra tương ứng cho mỗi loại , những IC này chỉ làm việc ở mức lôgic 0 hoặc 1.
IC số chỉ còn tốt khi trong trạng thái hoạt động mà có mức lôgic ở ngõ vào và ngõ ra giống như trong bắng sự thật. Mặt khác, tùy theo từng loạt IC là TTL hay CMOS mà chúng có những thông số kỹ thuật khác nhau như : Nguồn cung cấp, điện thế ngõ vào £ Min-Max ), dòng điện ngõ vào ( Min-Max ), điện thế ngõ ra ( Min-Max ), dồng điện ngõ ra CMÍn) ). công suất tiêu tán, hệ số FANOUT vv. H Ý TƯỞNG THIẾT k Dựa trên những cơ sở đã nói trên, mịa ta tiến hành thiết kế một mạch điện sao cho ứng với mỗi ÍC khi đặt vào socxet để kiểm tra, thì sẽ có một chương trình nguồn vũa mạch đã được cài đặt sẵn đữ liệu thóng tín về IC đó chẳng hạn như : Vị trí chân nguồn, chân mass, chân ngõ vào.
chán ngõ ra, dữ liệu vào và dữ liệu ra tương ứng với bằng sự thật. Để làm được chuyện này thì sẽ có nhiều phương án thực hiện, giả sử dùng chuyển mạch cơ khí, dùng bộ nhớ ROM vv. Trong để tài này, nhóm sinh viên sử dụng vi điều khiển 89C51 kết hợp sự giao tiếp với máy tính PC. Để thực hiện việc kiểm tra IC thì người sử dụng chỉ việc chọn mã IC tương ứng với IC cân kiểm tra, thông qua bàn phím máy tính rồi nhấn lệnh cho kiểm tra.
Nhận được lệnh này, mạch sẽ cung cấp nguồn, cấp mass và lần lượt cấp các trạng thái dữ liệu ngõ vào, đọc dữ liệu từ ngõ ra đem so sánh với dữ liệu đã được cài đặt sẵn theo bắng trạng thái của IC. Nếu quá trình so sánh thấy đúng thì lặp lại cho đến hết rồi thông báo kết quả IC tốt và ngược lại thì sẽ báo kết quả IC bị hư. Chuong I : NHUNG YEU cAU CO BAN VA GIGI HAN CUA DE TAI I. NHỮNG YÊU CÂU CƠ BẢN : Như ta đã biết, từ giữa những năm 1980 trở lại đây thì công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn có những bước phát triển rất mạnh để hỗ trợ cho sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật như : Công nghệ thông tin, điện tử , tự động hóa vv.theo dự đoán thì những năm đâu của thế kỷ 2I, linh kiện điện tử và vi điện tử sẽ là “ chiếc chìa khoá của kỹ thuật”.
Như vậy điện tử và vi điện tử sẽ đóng vai trò quyết đình sự thành công của sự cạnh tranh thương nghiệp rất quyết liệt giữa các nước trên thế giới trong những nám sắp tới. Linh kiện điện tử sẽ trở thành “nguồn nguyên vật hệu” chiến lược cho các cương quốc kinh tế, theo đó thì trong tương lai sẽ có nhiều loại hình kiện được ra đơi, rất phong phú và đa dạng. Từ những nhận định ưén mã uá trình thiết kế mạch kiểm tra IC cần phải được tình toàn sao cho phù hợp với lzại IC hoặc có khả năng mở rộng phạm vi kiểm tra. Đồng thời mạch phải đầm báo được một số yêu cầu cơ bần như : - Mach kiém tra IC phái thực hiện nhanh và chính xác.
- Mạch phải dễ sử dụng, gọn nhẹ và giá thành thấp. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI : Với dé tài thiết kế mạch kiểm tra IC, nhóm sinh viên đã phải đầu tư khá nhiều thời gian cũng như phải học hỏi rất nhiều về kiến thức chuyên môn, kiến thức về giao tiếp với máy tính. Tuy nhiên đáy là đẻ tài có tính chất mới đối với sinh viên, do đó trong quá trình thực hiện còn có nhiều hạn chế và thiếu sót. Mặt khác do kiến thức cũng như thời gian có hạn, nên trong mạch điện khi thiết kế chỉ đáp ứng cho việc kiểm tra những IC số thông dụng họ 74XX mà có số lượng chân từ l6 trở xuống.
PHAN I NOI DUNG ĐỂ TÀI ChuongI: GIGI THIEU VE VI MACH TICH HOP 1. Dinh nghia : Trong những năm gần đây, công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn đã có sự phát triển vượt bậc cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp. Việc sử dụng những linh kiện bán dẫn có kích thước lớn ngày nay không còn được dùng rộng rãi nữa mà thay vào đó là những linh kiện có kích thước nhỏ bé nhưng lại có nhiều chức năng thông dụng, đó chính là Vi mạch hay IC. Như vậy Ví mạch chính là những linh kiện điện tử rất nhỏ bé được tích hợp từ nhiều phần tử hoặc lôgic chế tạo trên cùng một đế chất bán dẫn.
Những Vi mạch hiện đại và đa chức năng đã được sử dụng linh hoạt ở nhiều thiết bị khác nhau trong đời sống sinh hoạt cũng như trong các ngành công nghiệp Những Vì mạch được tích hợp ở mức độ cao đã làm đơn giản cho quá trình lắp cáp mạch, đồng thời lam giám diện tích cân thiết và dé dang cho việc bố trí sắp xếp linh kiện.2 loại ví mạch : tùy theo mức độ tích hợp cũng như cấu trúc của từng loại Vi mạch mà người ta phân ra thành nhiều loại Vị mạch có số lượng chân, sơ đổ chân và kích thứơc chân khác nhau, chẳng hạn như: - Vi mạch cỡ nhồ SSI (Small Scale Intergration ). - Vi mach cỡ vừa MSI (Medium Scale Intergration ). - Vi mach cd 16n LSI (Large Scale Intergration ). - Vi mạch cực lớn VLSI (Very Large Scale Intergration ).
Loai Vi mạch này chứa tới hàng ngàn cổng Lôgic và thường là loại Vi mạch xử lý. CHỨC NĂNG TỪNG LOẠI VI MẠCH : 1. Vi mạch tương tự ( Analog IC ): Vi mạch tương tự là những mạch tổ hợp mà điện áp ngõ ra là một hàm liên tục đối với ấp ngõ vào. Những Vi mạch tương tự được chế tạo để xử lý tín hiệu tương tự và đôi khi người ta còn gọi là Vi mạch tuyến tính.
Trong thực tế có rất nhiều loại IC tuyến tính được sử dụng vào nhiều chức năng khác nhau chẳng hạn như một số IC sau : -Vi mach TDA 2009 : Dùng trong mạch khuếch đại công suất. -Vi mạch UP 78XX : Dùng trong mạch ổn áp tuyến tính. -Vi mach LM 317: Ding trong mạch ổn áp điều chỉnh. -Vi mạchLM31I : Là những OPAM so sánh vv.
Các IC có cùng sơ đồ chân nhưng có thể có những chức năng khác biệt : Ví dụ như LM 324 và TL084 có sơ đồ chân hoàn toàn giống nhau, nhưng TL 084 là loại IC khuếch đại thuật toán có ngõ vào JFET với trở kháng vào khoảng 105 MO trong khi LM.324 thì trở kháng vào chỉ khoảng 2M. Các IC có chức năng và sơ đổ chân hoàn toàn như nhau nhưng tùy theo từng hãng sản xuất mà có ký hiệu khác nhau. Ngày nay nói đến IC tuyến tính thì rất phong phú và đa đạng , nhưng đo giới hạn của để tài nên ta chỉ đi sâu tìm hiểu về IC số mà thôi. Vi mạch số (DigitalIC) : Vi mạch số là loại vi mạch được tích hợp từ những phần tử chất bán dẫn tương đương với hàng ngàn hoặc hàng triệu transistor , dic điểm của Vi mạch số là nó chỉ hoạt động dựa trên 2 mức lôgic 0 và 1.
Vi mạch số đơn giản thì chỉ gồm các cổng lôgic như : céng AND , cổng NAND, cổng OR , céng NOR , céng NOT , cổng EX-OR , cổng EX-NOR , cổng đệm vv. Từ đó người ta chế tạo ra các mach flip flop, mach dém , thanh ghi dich,. Chúng ta thudng nghe nói ngày nay là “ thời đại kỹ thuật số “. Có lẽ đúng như vậy bởi vì ngoài máy tính và máy tính bỏ túi rất quen thuộc ra thì còn biết bao nhiều thiết bị và thống kỹ thuật số khác như: Đồng hỗ đeo tay, đầu máy DVD, điệu thoại số, hệ thống điều khiến tự đóng trong công nghiệp , truyền hình số ,thiết ty khoa , điện thoại di động, máy ánh kỹ thuật số vv.
Thật ra tầm quan trọng và mức độ phổ biến của ngành điện tứ phán lớn là do công lao của kỹ thuật số. Kỹ thuật số có được vai trò và vị trí náy Ìä do nó có rất nhiều những ưu điểm nổi bật chẳng hạn như : e Dễ thiết kế: Sự hoạt động của mạch điện tứ số không đòi hỏi các mức điện thế phải chính xác mà chỉ cần chúng rơi vào một trong hai vùng điện thế tách biệt nhau gọi là mức cao và mức thấp. e Dễ hiểu : Dù kỹ thuật số có những chức năng tính vi phức tạp nhưng được xây dựng trên một số phần tử mạch cơ bản đơn giản dễ hiểu. e Có độ chính xác cao, ít bị ảnh hưởng do nhiễu : Tuy rằng các mức điện thế trong mạch không cân chính xác nhưng kỹ thuật số lại chính xác hơn kỹ thuật tương tự.
Kỹ thuật số ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu tức là các biến động điện ngoài ý muốn thâm nhập vào. e Dễ lưu trữ và truyền tải : Do tính chất của mức logic (mức cao và mức thấp) nên các dữ liệu số được lưu trữ và truyền tải thuận lợi với dung lượng lớn và ít bị sai SỐ. e Dễ tạo mạch tích hợp : Do chỉ được tạo nên bởi một số phân tử cơ bản mà được lặp đi lặp lại hàng ngàn hàng triệu lần cho nên kỹ thuật số thích hợp với công nghệ mạch tích hợp. Vì vậy có nhiều loại IC số được thực hiện nhiều chức năng khác nhau từ đơn giản đến phức tạp , từ các cổng lôgic cho tới các bộ vi xử lý.
Hệ thống số có thể giao tiếp dễ dàng với một số chương trình phần mểm, do đó hoạt động của hệ thống số trở nên rất linh hoạt. Từ những ưu điểm nêu trên và nhiều ứng dụng thực tế cho thấy tương lai nhất định sẽ thuộc về kỹ thuật số.