Vi xử lý Led ma trận 8x16 Mục lục Trang Lời giới thiệu_________________________________________________2 Chương 1: Khái quát chung về đề tài_____________________________3 Chương 2: Sơ đồ kết nối phần cứng:_____________________________ 4 2.1.Giới thiệu về led ma trận ___________________________________4 2.2.Sơ đồ của mạch _________________________________ ___________5 2.2.1. Sơ đô khối ____________________________________________ 5 2.2.2. Sơ đồ nguyên lý ________________________________________6 2.2.3. Sơ đồ mạch in___________________________________________8 2.3.Chức năng từng khối ______________________________________ 9 2.3.1.Khối vi điều khiển ______________________________________ 9 2.3.2.Khối led ma trận_________________________________________ 9 2.3.3. Khối mạch nguồn 5V_____________________________________10 2.4.Nguyên lý hoạt động _____________________________________ __10 2.4.1.Khối vi điều khiển ______________________________________ 10 2.4.2.Khối led ma trận _________________________________________11 Chương 3: Chương trình điều khiển và mạch thật: 3.1.Chương trình_______________________________________________13 3.1.1.Chương trình chính _______________________________________13 3.1.2.Cách tạo chữ và quét led ma trận_____________________________21 3.2. Kết quả đạt được.___________________________________________23 3.3. Nhận xét và mong muốn._____________________________________24 Tài liệu tham khảo_____________________________________________25 Lời kết______________________________________________________26 LÊ VĂN QUẢNG 1 Vi xử lý Led ma trận 8x16 LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay cùng với sự phát triển của nhân loại. Từ thế kỉ XIX trở lại đây đã nổ ra rất nhiều cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật. Đánh dấu sự phát triển của một nền văn minh mới, nến văn minh của khoa học trí tuệ nhân tạo ra đời. Thuật ngữ trí tuệ nhân tạo không còn gì xa lạ với mọi người. Hàng loạt các robot thông minh ra đời và rất nhiều sản phẩm của công nghệ này được ứng dụng vào thực tế cuộc sống hàng ngày. Tất cả chúng ta là sản phẩm, thành tựu của công nghệ Vi Điện Tử, Vi Điều Khiển. Từ việc tìm ra tính chất của vật liệu bán dẫn và công nghệ đóng gói Chip mà chúng ta được thừa hưởng những thành tựu công nghệ vượt bậc như ngày nay. Từ việc đóng gói Chip mm cho tới um cho tới ngày nay thì chúng ta không còn xa lạ với các thế hệ loại Chip này. Cho tới nay người ta đã phát triển công nghệ mới là công nghệ nano được tích hợp trong nhiều thiết bi vi điện tử, đặc biệt là IC sử dụng trong vi điều khiển, vi xử lý… Khái niệm vi điều khiển đã trở thành quen thuộc với nhiều người, bởi vì sự phát triển của ngành Điện Tử đã có ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế toàn cầu. Có người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “nền kinh tế kỹ thuật số”, “số hóa” đã gần như vượt khỏi ranh giới của thuật ngữ kỹ thuật. Số hóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều lĩnh vực kỹ thuật và kinh tế khác nhau, không chỉ trong lĩnh vực thông tin liên lạc và tin học. Ngày nay, kỹ thuật số, vi điều khiển đã và đang thâm nhập mạnh mẽ vào kỹ thuật điện tử, điều khiển tự động, truyền thanh truyền hình, y tế, nông nghiệp … và ngay cả trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình. Ngay từ những ngày đầu khai sinh, kỹ thuật số nói riêng, vi điều khiển nói chung và ngành điện tử đã tạo ra nhiều bước đột phá mới mẻ cho các ngành kinh tế khác mà còn đảm bảo được yêu cầu của người dùng cả về chất lượng và dịch vụ. Vì vậy, kiến thức về kỹ thuật số, vi điều khiển là không thể thiếu đối với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên ngành điện tử. Để góp phần tạo nền tảng ban đầu cho việc học tập, tìm hiểu kĩ thuật số, vi điều khiển và góp phần nâng cao kiến thức chuyên ngành trong quá trình học tập tại trường và đáp ứng được kiến thức cơ bản trước khi ra trường, em xin đề nghị thực hiện đề tài trong môn học là: Thiết kế bảng chữ điện tử dùng ma trận LED cập nhật thông tin từ máy tính. LÊ VĂN QUẢNG 2 Vi x lý Led ma trn 8x16 Chng 1: Khỏi quỏt chung v ti 1.1. Gii thiu chung: Ngày nay khi nhu cầu về thông tin quảng cáo rất lớn, việc áp dụng các phơng tiện kĩ thuật mới vào các lĩnh vực trên là rất cần thiết .Khi bạn đến các nơi công cộng, bạn dễ dàng bắt gặp những áp phích quảng cáo điện tử chạy theo các hớng khác nhau với nhiều hình ảnh và màu sắc rất ấn tợng. Từ yêu cầu của môn học kĩ thuật vi xử lý và thực tiễn nh trên, em quyết định chọn đề tài cho bài tập lớn môn học là: Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận LED Khi đề tài đợc mở rộng thì sẽ có khả năng ứng dụng thực tiễn rất lớn .Nói tóm lại, trong thời đại bùng nổ thông tin hiện nay, khả năng ứng dụng và tiềm lực phát triển của hệ thống này là rất lớn, đặc biệt ở Việt Nam, các hệ thống nh vậy còn rất ít, hầu hết đều đợc nhập từ nớc ngoài với giá thành khá cao. 1.2. Phm vi ti: ti ỏn mụn hc c tin hnh, nghiờn cu ch yu nh v trng. trong khang thi gian ú em ó tho lun , tham kho ý kin ca thy cụ bn bố ng thi tỡm kim ti liu, lm mch tht. 1.3. Kt qu nghiờn cu Sau mt thi gian tin hnh nghiờn cu, tỡm hiu v mụn hc in t s v mụn hc Vi iu Khin núi riờng, cỏc mụn hc trong chuyờn ngnh in T núi chung. Mụ hỡnh hin th ch dựng Led ma trn ó giỳp em nm c cỏc khỏi nim c bn ca cỏc linh kin, c tớnh, chc nng v nguyờn lý hat ng ca cỏc linh kin, hiu c s khi, chng trỡnh iu khin vi x lý v hiu hn vai trũ mụn hc trong h thng mụn hc, nhm trao di kin thc chỳng em hon thnh tt mụn hc. Qua ú trang b kin thc c bn cú th t hc tp v cng l hnh trang em mang theo khi ra trng. Lấ VN QUNG 3 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Chương 2: Sơ đồ kết nối phần cứng: 2.1. Giới thiệu về led ma trận Led ma trận gồm các led phát quang được bố trí thành hàng và cột trong một vỏ. Các tín hiệu điều khiển cột được nối với Cathode của tất cả các led trên cùng một cột. Các tín hiệu điều khiển hàng cũng được nối với Anode của tất cả các led trên cùng một hàng như hình vẽ sau: Hình 2.1: Sơ đồ chân Led ma trận một màu Hình 2.2. Sơ đồ chân Led ma trận nhiều màu Khi có một tín hiệu điều khiển ở cột và hàng, các chân Anode của các Led trên hàng tương ứng được cấp điện áp cao, đồng thời các chân Cathode các Led trên cột được cấp điện áp thấp. Tuy nhiên lúc đó chỉ có một Led sáng, vì nó có đồng thời điện thế cao trên Anode và điện thế thấp trên Cathode. Như vậy, khi có một tín hiệu điều khiển hàng và cột, thì tại một thời điểm chỉ có duy nhất một Led tại chỗ gặp nhau của hàng và cột là sáng. LÊ VĂN QUẢNG 4 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Các bảng quang báo với số lượng Led lớn hơn cũng được kết nối theo cấu trúc như vậy. Trong trường hợp ta muốn cho sáng đồng thời một số Led rời rạc trên ma trận, để hiển thị một kí tự nào đó, nếu trong hiển thị tĩnh ta cấp áp cao cho Anode và áp thấp cho Cathode, cho các Led tương ứng mà ta muốn sáng. Nhưng khi đó một số Led ta không mong muốn sáng cũng sẽ sáng, miễn là nó nằm tại vị trí gặp nhau của các cột và hàng mà ta cấp nguồn. Vì vậy trong điều khiển Led ma trận ta không thể sử dụng phương pháp hiển thị tĩnh mà phải sử dụng phương pháp quét (hiển thị động), có nghĩa là ta phải tiến hành cấp tín hiệu điều khiển theo dạng xung quét trên các hàng và cột có Led cần hiển thị. Để đảm bảo cho mắt nhìn thấy Led không bị nháy, thì tầng số quét nhỏ nhất cho mỗi chu kì đi hết các cột là 20Hz (50ms). Trong lập trình vi điều khiển cho Led ma trận bằng vi xử lý ta cũng phải sử dụng phương pháp quét Led như vậy. Ma trận Led có thể là loại chỉ hiển thị được một màu hoặc hiển thị được hai màu trên một điểm, khi đó Led có số chân ra tương ứng: + Đối với Led ma trận 8x8 hiển thị một màu, thì số chân ra là 16, trong đó 8 chân dùng để điều khiển hàng và 8 chân còn lại đề điều khiển cột. + Đối với loại 8x8 có hai màu thì số chân ra của Led là 24 chân, trong đó 8 chân dùng để điều khiển hàng chung cho cả hai màu, 16 chân còn lại thì 8 chân dùng để điều khiển cột của màu thứ nhất và 8 chân còn lại dùng để điều khiển màu thứ hai. Ngoài Led ma trận maxtric, dựa trên cơ sở ghép nối ta có thể tự tạo thủ công bằng các led đơn. 2.2 Sơ đồ của mạch : 2.2.1 Sơ đồ khối LÊ VĂN QUẢNG 5 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Hình 2.3: Sơ đồ khối của mạch 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý. LÊ VĂN QUẢNG 6 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Hình 2.4: mạch nguyên lý led ma trận 8x16 LÊ VĂN QUẢNG 7 Vi xử lý Led ma trận 8x16 2.2.3 Sơ đồ mạch in. Hình 2.5: Mạch in led ma trận 8x16 LÊ VĂN QUẢNG 8 Vi xử lý Led ma trận 8x16 2.3. Chức năng của từng khối : 2.3.1.Khối vi điều khiển: Hình 2.6: Khối vi điều khiển IC 89C51 là khối điều khiển trung tâm ,khối này chứa chương trình thực thi. Có 4 port trong đó: Port 0 dùng để xuất dữ liệu hiển thị hàng cho Led ma trận. Port 1, Port 2, Port 3 để xuất dữ liệu quét cột cho Led ma trận. Các linh kiện và thông số linh kiên được mô tả trên hình. 2.3.2. Khối Led ma trận: LÊ VĂN QUẢNG 9 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Hình 2.7: bảng ma trận 8x16 Các Led ma trận được thiết kế theo kiểu hàng nối chung được nối với Port 0 để hiển thị ký tự, còn các cột đuợc nối với Port 1, Port 2, Port 3 để cấp tín hiệu quét cột. Các linh kiện và thông số linh kiên được mô tả trên hình. 2.3.3. Khối mạch nguồn 5V 2.4. Nguyên lý hoạt động: 2.4.1. Khối vi điều khiển. LÊ VĂN QUẢNG 10 [...]... port 3 _Cách tạo mã và quét Led ma trận sẽ được tính như sau: Vào giao diện và đánh dấu vào ô dữ liệu tích cực mức 1, chọn chế độ 8 hàng, chọn chế độ 16 cột LÊ VĂN QUẢNG 21 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Hình 3.2: Giao diện phần mềm với khổ 8x24 Giả sử ta thiết kế chữ LED để tạo ra mã Hex và xuất ra Led ma trận thì ban đầu ta sẽ đánh dấu vào những ô mà ta muốn tích cực để tạo chữ Hình 3.4: Ký tự em chọn... xử lý Led ma trận 8x16 3.1.2.Cách tạo chữ và quét led ma trận Phần mềm hỗ trợ em trong việc tạo font chữ và lấy code là Matrix Ver 1.0 Giao diện như sau: Hinh 3.1 Giao diện phần mềm lấy code _Trong đó sơ đồ chân nối với vi xử lý để hiển thị 8 hàng được hiển thị tuần tự từ trên xuống được đánh số như sau: Hàng 1 được P0.0 điều khiển – Hàng 8 được P0.7 điều khiển Trong đó cột sẽ được quét lần lượt từ trái... 22 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Tương tự như vậy ta có thể tạo ra các chữ cái khác hoặc các biểu tượng phù hợp với khuôn hình 8x24 3.2 Kết quả đạt được: 3.5(a) 3.5(b) Hình 3.5 Mạch thật sau khi hoàn thành, chưa cho chạy 3.5(a): mặt trước 3.5(b): mặt sau LÊ VĂN QUẢNG 23 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Hình 3.5 Mạch thật khi cho chạy 3.3 Nhận xét và mong muốn - Hiển thị thành công tuy nhiên Led ma trận sáng chưa... xung quét p0 cho nối với cột để xuất xung quét p3 cho nối với cột để xuất xung quét 2.4.2 Khối Led ma trận LÊ VĂN QUẢNG 11 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Hình 2.9 Khối Led ma trận 8x16 Trên cột lần lượt cho cấp xung quét, với transistor npn ( A1015 ), mức volt cao tức bit 1 trên chân B sẽ làm cho transistor dẫn điện (bit 0 sẽ làm cho nó ngưng dẫn), như vậy với xung quét như trong hình thì mỗi lần chỉ có... bit 0, transistor sẽ dẫn điện và nó sẽ cấp dòng cho các Led tương ứng sáng ( hàng tương ứng được nối vào nguồn 5v ) , nếu xuất bit 1 các Led tương ứng sẽ tắt Nếu cho xung quét quét đủ nhanh trên các cột và cùng với hiện tượng lưu ảnh của mắt, chúng ta sẽ nhìn thấy hình hiện ra trên bảng ma trận Led theo mã Code xuất trên trên 8 hàng, đó là nguyên lý dùng để in hình của các bảng quang báo Chương 3:...Vi xử lý Led ma trận 8x16 Hình 2.8 Khối vi điều khiển Hình vẽ cho thấy, chân 20 của ic AT89C51 cho nối mát và chân 40 nối với nguồn 5V Trên chân 18, 19 gắn thạch anh để định tần Trên chân 9 gắn tụ C1 (10uF) và điện trở 8.2K dùng làm mạch Reset Chân 31 cho nối vào nguồn 5V để xác định mạch sẽ chỉ làm việc với bộ nhớ trong 4 cảng của ic AT89C51 cho nối với bảng Led ma trận: P0 nối với hàng... setb p0.0 inc r0 ;dkled2 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p0.1 lcall doi_05s setb p0.1 inc r0 LÊ VĂN QUẢNG 13 Vi xử lý Led ma trận 8x16 ;dkled3 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p0.2 lcall doi_05s setb p0.2 inc r0 ;dkled4 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p0.3 lcall doi_05s setb p0.3 inc r0 ;dkled5 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p0.4 lcall doi_05s setb p0.4 inc r0 ;dkled6 mov a,r0 movc... setb p0.5 inc r0 ;dkled7 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p0.6 lcall doi_05s setb p0.6 inc r0 ;dkled8 mov a,r0 movc a,@a+dptr LÊ VĂN QUẢNG 14 Vi xử lý Led ma trận 8x16 mov p1,a clr p0.7 lcall doi_05s setb p0.7 inc r0 ;dkled9 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p2.7 lcall doi_05s setb p2.7 inc r0 ;dkled10 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p2.6 lcall doi_05s setb p2.6 inc r0 ;dkled11 mov a,r0 movc... p2.5 inc r0 ;dkled12 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p2.4 lcall doi_05s setb p2.4 inc r0 ;dkled13 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p2.3 lcall doi_05s LÊ VĂN QUẢNG 15 Vi xử lý Led ma trận 8x16 setb p2.3 inc r0 ;dkled14 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p2.2 lcall doi_05s setb p2.2 inc r0 ;dkled15 mov a,r0 movc a,@a+dptr mov p1,a clr p2.1 lcall doi_05s setb p2.1 inc r0 ;dkled16 mov a,r0 movc... rõ nét lắm - Em mong sẽ được sự chỉ bảo của thầy để sản phẩm hoàn thiện hơn, mở rộng trên led ma trận lớn hơn LÊ VĂN QUẢNG 24 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Tài liệu tham khảo: [1]: Trang web: http://www.dientuvietnam.net/forums/showthread.php/41538%C4%90%E1%BB%92-%C3%81n-8051-%C4%90i%E1%BB%80u-khi %E1%BB%82n-matran -led- %C4%90%C6%A0n [2]: Sách "Họ Vi điều khiển 8051" Tác giả: Tống Văn On, Hoàng Đức Hải [3]: . đề nghị thực hiện đề tài trong môn học là: Thiết kế bảng chữ điện tử dùng ma trận LED cập nhật thông tin từ máy tính. LÊ VĂN QUẢNG 2 Vi x lý Led ma trn 8x16 Chng 1: Khỏi quỏt chung v ti 1.1 kiên được mô tả trên hình. 2.3.2. Khối Led ma trận: LÊ VĂN QUẢNG 9 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Hình 2.7: bảng ma trận 8x16 Các Led ma trận được thiết kế theo kiểu hàng nối chung được nối với. cng l hnh trang em mang theo khi ra trng. Lấ VN QUNG 3 Vi xử lý Led ma trận 8x16 Chương 2: Sơ đồ kết nối phần cứng: 2.1. Giới thiệu về led ma trận Led ma trận gồm các led phát quang được