QUANG BÁO GIAO TIẾP BÀN PHÍM MÃ HEX Chương CHƯƠNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH 5.1 SƠ ĐỒ KHỐI Bộ dao động Khối giải mã cột Bộ reset BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM Bàn phím Khối hiển thị Khối giải mã hàng Khối nguồn Hình 5.1.1: Sơ đồ khối mạch GVHD: Trương Hoàng Hoa Thám 42 SVTH: Mai Văn Thuận Nguyễn Văn Thắng QUANG BÁO GIAO TIẾP BÀN PHÍM MÃ HEX Chương 5.2 MẠCH KÉO DÒNG 5.2.1 SƠ ĐỒ MẠCH 5V R 330 ULN 2803 R Q 4K7 B562 D LED Hình 7.1: Mạch kéo dòng Về phương diện công suất việc nâng dòng cho liệu hàng cột nhằm đảm bảo yêu cầu dòng qua led ma trận Mạch kéo dòng dùng Transistor để kéo dòng cho mạch dùng led ma trận, led ma trận có hàng điểm ảnh có led màu đỏ nên có: x 8=64 Mạch dùng quang báo 8x64 ( tức hàng, 64 cột) Như mạch dùng mạch kéo dòng 5.2.2 TÍNH TOÁN Tính R1, R2: Led có dòng làm việc từ 5mA đến 20mA , tính toán ta chọn I Led=10mA Để Led làm việc lâu dài Điện áp rơi ngang qua Led dẫn điện khoảng 1.7V đến 2.4V tùy màu Khi tính toán ta chọn VLed=2V Ta có IC=IR=Iled R1 = VCC − VCE − VLED + 0.2 − = = 320Ω I LED 10 GVHD: Trương Hoàng Hoa Thám 43 SVTH: Mai Văn Thuận Nguyễn Văn Thắng QUANG BÁO GIAO TIẾP BÀN PHÍM MÃ HEX Chương Ta chọn R1=330 Ω R2 = VCC − I E RE + 0.8 ≈ 4700Ω − IB Ta chọn R2= 4K7 5.3 MẠCH NGUỒN 5.3.1 SƠ ĐỒ MẠCH 5V D1 2 V /5 H Z -1 V /5 H Z - + VOUT VCC R1 330 2 V /5 H Z V IN GND U 7805 C1 0 m F /5 V C2 m F m F D2 LED Hình 5.1.2.2:Sơ đồ mạch nguồn Do yêu cầu mạch, vi điều khiển PIC16F877A hoạt động bình thường không thúc tải ngõ ra: 4mA, thúc tải giao tiếp với ngoại vi, dòng điện khoảng 10mA IC 74HC595 tiêu thụ dòng 5mA Có IC 74HC595 tổng dòng tiêu thụ IC 74HC595 là: x 5mA = 40mA IC ULN2803 tiêu thụ dòng 5mA có ULN2803 tổng dòng tiêu thụ Của IC ULN2803 là: 9x5mA=45mA Bộ đệm tiêu thụ dòng 1.33mA Có Transistor đệm tổng dòng là: x 1.33 = 10.64mA GVHD: Trương Hoàng Hoa Thám 44 SVTH: Mai Văn Thuận Nguyễn Văn Thắng QUANG BÁO GIAO TIẾP BÀN PHÍM MÃ HEX Chương Vậy, nguồn cung cấp 5V phải chịu dòng điện lớn 95.64mA Nhằm đảm bảo tính ổn định mạch, đề tài thiết kế mạch nguồn sử dụng IC ổn áp dương 7805 (ổn áp dương có điện áp ngõ cố định 5V, dòng điện ngõ từ 100mA đến 1A) 5.3.2 THIẾT KẾ Để an toàn IC 7805 cung cấp dòng cho tải là: 100mA - 1A Điện áp ngõ vào tối thiểu phải cao điện áp ngõ 2V để mạch hoạt động tốt Trong C1, C2 dùng để lọc (nguồn DC chưa ổn định) để ổn định điện áp ngõ vào, C3 dùng để lọc nhiễu cao tần 5.4 khối bàn phím 5.4.1 cấu tạo Khối bàn phím thiết kế dựa vào cấu trúc hàng cột ma trận Bàn phím gồm 16 phím xếp theo ma trận 4x4 (4 hàng x cột) Các hàng cột ma trận phím kết nối với vi điều khiển thông qua đầu nối jack H1-H4 hàng ma trận phím C1-C4 cột ma trận phím P H IM 4 P H IM -2 -3 4 P H IM 3 4 3 4 3 4 C H ANGE 2 P H IM CASE P H IM P H IM SPACE P H IM EN TE R P H IM Y -Z -0 P H IM P H IM 1 -5 -6 P H IM -8 -9 M -N -O P -Q -R S -T -U P H IM V -W -X P H IM 4 P H IM 3 1 P H IM 2 A -B -C - P H IM D -E -F G H -I J -K -L VCC 5V 10K J1 HANG1 HANG2 HANG3 HANG4 COT1 COT2 COT3 COT4 H EADER 5.4.2 Nguyên tắt hoạt động : GVHD: Trương Hoàng Hoa Thám 45 SVTH: Mai Văn Thuận Nguyễn Văn Thắng NOI PORTD CUA PIC QUANG BÁO GIAO TIẾP BÀN PHÍM MÃ HEX Chương U 12 U 11 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 U 10 U9 U9 U9 U9 h8 h7 h6 h5 h4 h3 h2 h1 h8 h7 h6 h5 h4 h3 h2 h1 h8 h7 h6 h5 h4 h3 h2 h1 h8 h7 h6 h5 h4 h3 h2 h1 h8 h7 h6 h5 h4 h3 h2 h1 h8 h7 h6 h5 h4 h3 h2 h1 h8 h7 h6 h5 h4 h3 h2 h1 h8 h7 h6 h5 h4 h3 h2 h1 U 13 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 - Được thiết kế dựa cấu trúc hàng cột ma trận Bàn phím gồm 16 phím xếp theo ma trận x (tức hàng cột) Các hàng cột ma trân phím kết nối với vi điều khiển thông qua Port D H1-H4 : hàng ma trận phím, C1-C4 : cột ma trận phím Để điều khiển bàn phím ma trận ta sử dụng phương pháp quét phím Để điều khiển quét phím ta xuất liệu bit ( bit mức logic thấp bit mức logic cao) hàng ma trận phím, đọc bit liệu cột ma trận phím vào để kiểm tra xem có phím ấn không Nếu có phím ấn bit đọc vào có bit mức logic thấp dựa sở để thiết lập mã ấn phím Nếu phím ấn bit đọc vào mức logic cao, ta chuyển mức logic thấp sang cột để dò tìm phím khác 5.5 Khối hiển thị Gồm led matrix hàng nối song song với cho có hàng 64 cột Led_0 Led_0 Led_0 C64 C63 C62 C61 C60 C59 C58 C57 C56 C55 C54 C53 C52 C51 C50 C49 C48 C47 C46 C45 C44 C43 C42 C41 C40 C39 C38 C37 C36 C35 C34 C33 C32 C31 C30 C29 C28 C27 C26 C25 C24 C23 C22 C21 C20 C19 C18 C17 C16 C15 C14 C13 C12 C11 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 c8 c7 c6 c5 c4 c3 c2 c1 c8 c7 c6 c5 c4 c3 c2 c1 c8 c7 c6 c5 c4 c3 c2 c1 c8 c7 c6 c5 c4 c3 c2 c1 c8 c7 c6 c5 c4 c3 c2 c1 c8 c7 c6 c5 c4 c3 c2 c1 c8 c7 c6 c5 c4 c3 c2 c1 c8 c7 c6 c5 c4 c3 c2 c1 Led_0 5.6 Khối giải mã cột Khối giải mã cột gồm IC 74HC595 IC ULN2803 để giải mã cột cho led ma trix nối với Pic thông qua pin ( RC4, RC5,RC6) hình GVHD: Trương Hoàng Hoa Thám 46 SVTH: Mai Văn Thuận Nguyễn Văn Thắng QUANG BÁO GIAO TIẾP BÀN PHÍM MÃ HEX Chương VC C VC C 10 13 C I LK C LK C LR G G N D SW 10M H Z SD O Q Q Q Q Q Q Q Q A B C D E F G H J1 15 U 14 30 29 28 27 22 21 20 19 VC C 13 14 10 11 32 31 12 M R R R R R R R R O O R R R C D D D D D D D D S S E E E R L /V P P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P C /C C /C /E N /A N /A N VD D VD D VSS1 VSS LK1 LK0 R B /P G D R B /P G C R B5 R B4 R B /P G M R B2 R B1 R B O /IN T R A /A R R A /A R A /A R A /A R A /A N A N N N N 4 R C /R X/D T R C /TX/C K R C /S D R C /S D I/S D A R C /S C K /S C L R C /C C P R C /C C P R C /T1 C K 40 39 38 37 36 35 34 33 26 25 24 23 18 17 16 15 P IC F 7 A 10 13 V S R S C D C R C I LK C LK C LR G G N D 10 13 V S R S C D C R C I LK C LK C LR G G N D SD O Q Q Q Q Q Q Q Q A B C D E F G H 15 10 13 V S R S C D C R C I LK C LK C LR G G N D IN IN IN IN IN IN IN IN G N D 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 13 C D C R C I LK C LK C LR G G N D SD O Q Q Q Q Q Q Q Q A B C D E F G H 15 IN IN IN IN IN IN IN IN G N D H EAD ER J1 VC C O U T8 O U T7 O U T6 O U T5 O U T4 O U T3 O U T2 O U T1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 13 V S R S C D C R C I LK C LK C LR G G N D 10 13 V S R S C D C R C I LK C LK C LR G G N D Q Q Q Q Q Q Q Q A B C D E F G H 15 IN IN IN IN IN IN IN IN G N D H EAD ER J1 VC C O U T8 O U T7 O U T6 O U T5 O U T4 O U T3 O U T2 O U T1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 SD O Q Q Q Q Q Q Q Q A B C D E F G H 15 10 13 V S R S C D C R C I LK C LK C LR G G N D H C /S O GVHD: Trương Hoàng Hoa Thám 47 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 VC C H EAD ER J1 9 IN IN IN IN IN IN IN IN G N D O O O O O O O O VC C U T8 U T7 U T6 U T5 U T4 U T3 U T2 U T1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 VC C U LN 2803 SD O Q Q Q Q Q Q Q Q A B C D E F G H H EAD ER J1 15 IN IN IN IN IN IN IN IN G N D VC C O U T8 O U T7 O U T6 O U T5 O U T4 O U T3 O U T2 O U T1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C41 C42 C43 C44 C45 C46 C47 C48 VC C U LN 2803 SD O Q Q Q Q Q Q Q Q A B C D E F G H H EAD ER J1 15 IN IN IN IN IN IN IN IN G N D O O O O O O O O VC C U T8 U T7 U T6 U T5 U T4 U T3 U T2 U T1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 C60 C61 C62 C63 C64 VC C H C /S O 16 14 12 11 U LN 2803 H C /S O 16 14 12 11 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 VC C SD O H C /S O 16 14 12 11 VC C U LN 2803 V S R S C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 H EAD ER J1 VC C O U T8 O U T7 O U T6 O U T5 O U T4 O U T3 O U T2 O U T1 H C /S O 16 14 12 11 U LN 2803 H C /S O 16 14 12 11 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 U LN 2803 H C /S O 16 14 12 11 10 11 12 13 14 15 16 17 18 VC C H C /S O 16 14 12 11 IN IN IN IN IN IN IN IN G N D VC C O U T8 O U T7 O U T6 O U T5 O U T4 O U T3 O U T2 O U T1 KHOI HIEN THI 10K C D C R KHOI HIEN THI 5V V S R S SD O Q Q Q Q Q Q Q Q A B C D E F G H U LN 2803 15 IN IN IN IN IN IN IN IN G N D U LN 2803 H EAD ER J1 VC C O U T8 O U T7 O U T6 O U T5 O U T4 O U T3 O U T2 O U T1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 H EAD ER SVTH: Mai Văn Thuận Nguyễn Văn Thắng KHOI HIEN THI 16 14 12 11 QUANG BÁO GIAO TIẾP BÀN PHÍM MÃ HEX Chương Hình 5.1.3: Sơ đồ kết nối Pic với khối giải mã cột 5.8 Khối giải mã hàng Khối giải mã hàng gồm IC ULN2803 kết nối với Pic thông qua port B ( RB0 – RB8) Và nối với khối hiển thị thông qua jack VC C 9 13 14 10 11 32 31 12 M R R R R R R R R O O R R R C D D D D D D D D S S E E E R L /V P P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P C /C C /C /E N /A N /A N VD D VD D VSS1 VSS LK1 LK0 R B /P G D R B /P G C R B5 R B4 R B /P G M R B2 R B1 R B O /IN T R A /A R R A /A R A /A R A /A R A /A N A N N N N 4 R C /R X/D T R C /T X/C K R C /S D R C /S D I/S D A R C /S C K /S C L R C /C C P R C /C C P R C /T C K 3 3 3 3 2 2 1 1 IN IN IN IN IN IN IN IN G N D O O O O O O O O U U U U U U U U T T T T T T T T 1 1 1 1 4 4 7 7 K K K K K K K H EAD ER U LN 2803 P IC F 7 A Hình 5.1.4: Sơ đồ kết nốt Pic với khối giải mã hàng GVHD: Trương Hoàng Hoa Thám K H O I H IE N T H I 2 2 2 J1 10 U 14 VC C U 15 48 SVTH: Mai Văn Thuận Nguyễn Văn Thắng QUANG BÁO GIAO TIẾP BÀN PHÍM MÃ HEX Chương 5.9 KHỐI ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM Khối xử lý trung tâm sử dụng pic 16F877A , có mạch tạo xung mạch reset, đồng thời khối nhận tín hiệu điều khiển từ bàn phím thông qua portD, xuất liệu cho khối giải mã địa hàng thông qua portB để quét hàng xuất liệu để hiển thị cột thông qua portC (RC4,RC5,RC6) hình bên VC C 5V 10K J2 U 14 K H O I B A N P H IM C 2 2 2 1 9 13 14 10 33P 12M VC C M R R R R R R R R O O R R R C D D D D D D D D S S E E E R L /V P P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P /P S P C /C C /C /E N /A N /A N C 33P 11 32 31 12 VD D VD D VSS1 VSS LK1 LK0 R B /P G D R B /P G C R B5 R B4 R B /P G M R B2 R B1 R B O /IN T R A /A R R A /A R A /A R A /A R A /A N A N N N N 4 R C /R X /D T R C /T X/C K R C /S D R C /S D I/S D A R C /S C K /S C L R C /C C P R C /C C P R C /T C K 3 3 3 7 2 2 1 1 J4 SCK S E R _ I 2N RCK K H O I G IA I M A C O T J3 K H O I G IA I M A H A N G SW 10M H Z P IC F 7 A GVHD: Trương Hoàng Hoa Thám 49 SVTH: Mai Văn Thuận Nguyễn Văn Thắng ... hàng cột ma trận Bàn phím gồm 16 phím xếp theo ma trận x (tức hàng cột) Các hàng cột ma trân phím kết nối với vi điều khiển thông qua Port D H1-H4 : hàng ma trận phím, C1-C4 : cột ma trận phím Để... khối bàn phím 5.4.1 cấu tạo Khối bàn phím thiết kế dựa vào cấu trúc hàng cột ma trận Bàn phím gồm 16 phím xếp theo ma trận 4x4 (4 hàng x cột) Các hàng cột ma trận phím kết nối với vi điều khiển... điều khiển bàn phím ma trận ta sử dụng phương pháp quét phím Để điều khiển quét phím ta xuất liệu bit ( bit mức logic thấp bit mức logic cao) hàng ma trận phím, đọc bit liệu cột ma trận phím vào