Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ 0O0 ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY TÍNH Đề tài: Thiết kế mô hình bảng LED điện tử gồm 2 ma trận LED đơn sắc sử dụng cổng song song Sinh viên: Nguyễn Quang Hưng Đỗ Vương Hưng Vũ Văn Bách Lớp : Liên thông CĐ – ĐH Điện tử 1 – K4 Giáo viên: Vũ Thị Thu Hương Hà Nội, tháng 52011 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 03 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 04 I Cổng song song 04 II IC 8255 Giao tiếp song song 06 III Led ma trận đơn sắc 11 PHẦN II: NỘI DUNG THIẾT KẾ 12 I Phần cứng 12 II Lập trình 13 PHẦN III: KẾT LUẬN 21 I Ưu nhược điểm của mạch 21 II Tính thực tế của sản phẩm 21 III Hướng cải tiến và phát triển 21 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khi công nghiệp tự động hóa ngày càng phát triển thì việc sử dụng máy tính để điều khiển các hệ thống tự động đẫ trở nên rất phổ biến. Với một chiếc máy tính và một số thao tác chúng ta có thể điều khiển được cả một dây truyền sản xuất tự động, các hệ thống đèn điện… Máy tính có thể giao tiếp với các thiết bị ngoài thông qua cổng RS232 ( cổng nối tiếp), cổng LPT ( cổng song song ), qua các khe cắm mở rộng… Trong công nghiệp thông dụng nhất hiện nay là sử dụng RS232 và LPT để máy tính giao tiếp với mạch ngoài. Ngôn ngữ lập trình được sử dụng có thể là Visual Basic, Turbo Pascan, hay ngôn ngữ lập trình C… Để đưa kiến thức học được trên lớp vào thực tế, và để hiểu rõ hơn về kiến thức môn học, nhóm chúng em xin làm đề tài số 19: “Thiết kế mô hình bảng LED điện tử gồm 2 ma trận LED đơn sắc sử dụng cổng song song”. Song đây là lần đầu tiên nhóm làm đề tài môn ghép nối máy tính nên nhóm đã gặp không ít những khó khăn trong quá trình làm đề tài. Tuy đã hoàn thành được đề tài nhưng sẽ không tránh khỏi những thiếu sót , vì vậy nhóm xin nhận được sự góp ý của các các thầy cô và các bạn để đề tài của nhóm có thể hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ 0O0 ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY TÍNH Đề tài: Thiết kế mô hình bảng LED điện tử gồm 2 ma trận LED đơn sắc sử dụng cổng song song Sinh viên: Nguyễn Quang Hưng Đỗ Vương Hưng Vũ Văn Bách Lớp : Liên thông CĐ – ĐH Điện tử 1 – K4 Giáo viên: Vũ Thị Thu Hương Hà Nội, tháng 5/2011 1 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 03 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 04 I Cổng song song 04 II IC 8255 Giao tiếp song song 06 III Led ma trận đơn sắc 11 PHẦN II: NỘI DUNG THIẾT KẾ 12 I Phần cứng 12 II Lập trình 13 PHẦN III: KẾT LUẬN 21 I Ưu nhược điểm của mạch 21 II Tính thực tế của sản phẩm 21 III Hướng cải tiến và phát triển 21 2 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khi công nghiệp tự động hóa ngày càng phát triển thì việc sử dụng máy tính để điều khiển các hệ thống tự động đẫ trở nên rất phổ biến. Với một chiếc máy tính và một số thao tác chúng ta có thể điều khiển được cả một dây truyền sản xuất tự động, các hệ thống đèn điện… Máy tính có thể giao tiếp với các thiết bị ngoài thông qua cổng RS232 ( cổng nối tiếp), cổng LPT ( cổng song song ), qua các khe cắm mở rộng… Trong công nghiệp thông dụng nhất hiện nay là sử dụng RS232 và LPT để máy tính giao tiếp với mạch ngoài. Ngôn ngữ lập trình được sử dụng có thể là Visual Basic, Turbo Pascan, hay ngôn ngữ lập trình C… Để đưa kiến thức học được trên lớp vào thực tế, và để hiểu rõ hơn về kiến thức môn học, nhóm chúng em xin làm đề tài số 19: “Thiết kế mô hình bảng LED điện tử gồm 2 ma trận LED đơn sắc sử dụng cổng song song”. Song đây là lần đầu tiên nhóm làm đề tài môn ghép nối máy tính nên nhóm đã gặp không ít những khó khăn trong quá trình làm đề tài. Tuy đã hoàn thành được đề tài nhưng sẽ không tránh khỏi những thiếu sót , vì vậy nhóm xin nhận được sự góp ý của các các thầy cô và các bạn để đề tài của nhóm có thể hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2011 3 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. CỔNG SONG SONG (LPT) Cổng song song (LPT) lần đầu tiên được thiết kế đầu tiên bởi công ty Centronics nhằm mục đích ghép nối máy tính với máy in. Cấu trúc của cổng song song gồm 8 đường dữ liệu, 4 đường dẫn điều khiển và 5 đường dẫn trạng thái. Các đường dẫn này đều tương thích mức TTL(0V;5V) do vậy khá thuận tiện, đơn giản cho việc ghép nối vì nhiều linh kiện, mạch điện tương thích với mức logic trên. Khoảng cách truyền của cổng song song bị hạn chế do điện dung ký sinh, hiện tượng cảm ứng và bị suy giảm công suất. Khoảng cách này bị giới hạn trong khoảng 2m. Trao đổi với các đường dẫn tín hiệu LPT1: Gồm có 3 thanh ghi: thanh ghi dữ liệu, thanh ghi trạng thái và thanh ghi điều khiển 1. Thanh ghi dữ liệu: gồm có 8 bit dữ liệu, có địa chỉ là 378h. Thanh ghi dữ liệu truyền các byte kí tự cần in. 2. Thanh ghi trang thái: có địa chỉ là 379h. 4 Các đường dẫn tín hiệu đưa các thông báo ngược lại từ máy tính được gọi là các đường dẫn trạng thái 3. Thanh ghi điều khiển có địa chỉ: 37A Các đường dẫn tín hiệu xuất ra từ máy tính và điều khiển máy in được gọi là các đường dẫn điều khiển. 5 II. IC 8255 GIAO TIẾP SONG SONG Trong hệ thống Vi xử lý hay máy vi tính nếu chỉ giao tiếp với bộ nhớ trong ROM, RAM thì chưa đủ, máy tính còn phải giao tiếp với các thiết bị ngoại vi như bàn phím, màn hình, máy in, để con người có thể đối thoại được máy tính cũng như dùng máy tính để điều khiển các thiết bị khác. Để giao tiếp với nhiều thiết bị như vậy, máy tính có thể giao tiếp qua nhiều đường và giao tiếp với nhiều hình thức khác nhau như giao tiếp nối tiếp, giao tiếp song song. Trong giao tiếp song song, cổng LPT chỉ có 8 đường dữ liệu làm hạn chế khả năng giao tiếp,vì vậy trong những ứng dụng đòi hỏi nhiều đường dữ liệu hơn thì ta phải dùng phương pháp mở rộng cổng LPT, một trong những phương pháp đơn giản là dùng IC8255. 1. Sơ đồ chân 8255 Trong đó: Chân 1 đến 4, 37 đến 40 (PA0 – PA7): là các đường xuất nhập có tên là cổng A. Chân 18 đến 25 (PB0 – PB7): là các đường nhập xuất có tên cổng B. Chân 10 đến 13, 14 đến 17 (PB0 – PB7): là các đường nhập xuất có tên cổng C. Chân 27 đến 34 (D0 – D7): là các đường dữ liệu (data) hoạt động hai chiều, dẫn tín hiệu điều khiển từ vi xử lý ra các thiết bị bên ngoài đồng thời nhận các dữ liệu từ các thiết bị điều khiển bên ngoài vào vi xử lý. Chân 35 (Reset input): ngõ vào xóa, chân reset phải được nối với tín hiệu reset out của vi xử lý để không làm ảnh hướng đến mạch điều khiển. Khi reset, các cổng của 8255A là 6 các ngõ vào, đồng thời tất cả các dữ liệu trên thanh ghi bên trong 8255A đều bị xóa, 8255A trở về trạng thái ban đầu săn sàng làm việc. Chân 6 (CS\): tín hiệu ngõ vào chip select (CS\) được điều khiển bởi vi xử lý, dùng để lựa chọn 8255A làm việc khi vi xử lý giao tiếp với nhiều thiết bị. Chân 5 (RD\): ngõ vào đọc dữ liệu (Read Input). Chân 36 (WR\) : ngõ vào ghi dữ liệu (Write Input). Chân 8,9 (A1, A0): ngõ vào địa chỉ (Address Input), dùng nhận địa chỉ vào để lựa chọn thanh ghi và các cổng. Chân 26 (Vcc) : nguồn 5 VDC. Chân 7 (GND) : GND 0 VDC. Tính linh hoạt của vi mạch thể hiện ở khả năng lập trình. Qua một thanh ghi điều khiển, người sử dụng xác định chế độ hoạt động và cổng nào cần được sử dụng như là lối vào hoặc lối ra. Các chân ra D0 D7 tạo nên bus dữ liệu hai chiều có độ rộng là 8 bit. 8255 được chọn bởi tín hiệu mức thấp ở ngõ vào chọn chíp CS\. Khi 8255 không được chọn, bộ đệm bus dữ liệu nối 8255 với hệ thống được thả nổi. Khi được chọn, các ngõ vào A0 và A1 được dùng để chọn thanh ghi điều khiển hoặc một trong các cổng vào/ra để trao đổi dữ liệu. Các hoạt động cơ bản của 8255 được tóm tắt trong bảng sau: 7 Cấu trúc từ điều khiển: Các trạng thái làm việc của 8255: 2. Các chế độ hoạt động của IC 8255 8 Các cổng A, B, C được phân thành hai nhóm. Nhóm A gồm cổng A và nửa cao của cổng C, nhóm B gồm cổng B và nửa thấp còn lại của cổng C. Có 3 chế độ hoạt động khác nhau: - Chế độ 0: vào/ra thông thường. - Chế độ 1: chốt vào/ra. - Chế độ 2: bus hai chiều. a) Chế độ 0 Đây là chế độ vào ra cơ bản của vi mạch, nó đảm bảo dữ liệu được đưa ra hoặc ghi vào các cổng riêng biệt. Trong chế độ này, vi mạch có các chức năng sau: - Vi mạch hoạt động gồm hai cổng 8 bít và hai cổng 4 bit - Các cổng có thể là cổng vào hoặc ra - Các tín hiệu ra được chốt lại. - Các tín hiệu vào không được chốt. 9 b) Chế độ 1 Trong chế độ này cổng A và cổng B sử dụng các đường dây tín hiệu của cổng C để tạo hoặc tiếp nhận tín hiệu hội thoại ( hanshking signal ) nghĩa là mọi quá trình trao đổi dữ liệu của từng cổng đều dùng các tín hiệu hội thoại. Các chức năng cơ bản của chế độ 1 là - Vi mạch hoạt động gồm hai nhóm, nhóm A và nhóm B. - Mỗi nhóm chứa một cổng 8 bit và một cổng điều khiển 4 bit. - Cổng 8 bit có tgheer là cổng vào, hoặc cổng cổng ra, cả hai cổng vào ra đều là cổng chốt. - Các cổng 4 bit được sủ dụng để điều khiển và xác định trạng thái của các cổng 8 bit c) Chế độ 2 Chế độ hoạt động này cung cấp khả năng trao đổi dữ liệu với các thiết bị ngoại vi sử dụng một đường truyền 8 bit để vừa truyền vừa nhận dữ liệu (Bú vào/ra hai chiều). Các tín hiệu hội thoại được dùng trong chế độ này để điều khiển việc truyền dữ liệu cũng tương tụ như chế độ 1. Các chức năng cơ bản của chế độ hai: - Trong chế độ này chỉ có nhóm A được sử dụng. - Cổng A là cổng vào/ra hai chiều 8 bit - Các tín hiệu vào ra đều được chốt lại - bit của cổng C được sử dụng làm cổng điều khiển, trạng thái cho cổng A 8 bit 10 [...]... phẩm Mô t hướng cải tiến của ma ch là phải tăng số LED ma trận của ma ch lên để tăng khả năng hiển thị của ma ch Với sơ đồ ma ch phía dưới có thể tăng số LED ma trận lên 5 LED ma trận đảm bảo ma ch hiển thị tốt Ma ch sẽ mở rộng cổng LPT lên 48 bit ra, bằng cách dùng 2 IC 825 5, như vậy sẽ có 6 Port dữ liệu để điều khiển 5 LED ma trận Hoạt động của ma ch:... 8) + 20 8 End If ' kiem tra cac ky tu A-Z If ((Stt2 > 64) And (Stt2 < 98)) Then Stt2 = (Stt2 - 65) * 8 20 ' Kiem tra cac so 0-9 ElseIf ((Stt2 > 47) And (Stt2 < 59)) Then Stt2 = ((Stt2 - 48) * 8) + 20 8 End If quetLed End Sub Phần Module Public Declare Function InVal Lib "inpout 32. dll" _ Alias "Inp 32" (ByVal PortAddress As Integer) As Integer Public Declare Sub Out Lib "inpout 32. dll" _ Alias "Out 32" (ByVal...III LED MA TRẬN ĐƠN SẮC LED ma trận đơn sắc gồm có 8 hàng và 8 cột, chỉ hiển thị mô t ma u nhất định như đo ,xanh hoặc vàng Có 2 phương pháp quét LED ma trận • Quét theo hàng : dịch bit theo hàng còn đưa dữ liệu vào cột 11 • Quét theo cột : trái với quét... 32 hoặc >90 không? có không Tạo chuỗi ma các kí tự đã nhập vào Text 1 đưa vào mô t chuỗi ma Quét chuỗi ma lên 2 LED ma trận Nhấn nút trên ma ch 3 Chương trình 14 Code Private LptAdd, CRG, PortA, PortB, PortC, d As Integer Dim boNhoDem, soThuTu, Stt1, Stt2 As Integer Private Sub CmdExit_Click() ' Phim thoat chuong trinh tatMatrix Out LptAdd, 0 Out LptAdd + 2, 0 If TimerLpt.Enabled... PHẦN II: NỘI DUNG THIẾT KẾ I PHẦN CỨNG 12 Để quét được 2 LED ma trận đơn sắc thì cần phải có 24 đường dẫn dữ liệu, như vậy với 3 Port dữ liệu thì chỉ cần 1 IC 825 5 là có thể đáp ứng được yêu cầu điều khiển và như vậy ta có ma ch nguyên lý như trên Trong đo 8 bit dữ liệu của cổng LPT nối với Port D của IC 825 5, các chân điều khiển của IC 825 5 được nối với... "kernel 32" (ByVal dwMilliseconds As Long) PHẦN III: KẾT LUẬN I ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠCH 21 1 Ưu điểm - Ma ch thiết kế đơn giản, nguồn 5V cấp cho ma ch có thể lấy ngay trên cổng USB của ma y tính - Chương trình điều khiển đơn giản do chỉ phải viết chương trình cho ma y vi tính - Có thể hiển thị được dòng chữ rất dài 2 Nhược điểm - Khoảng cách từ sản phẩm tới ma y vi... cổng LPT LED ma trận có thể được quét theo 2 phương pháp: quét theo hàng hoặc quét theo cột Trong đồ án môn này, nhóm chọn phương pháp quét LED ma trận theo hàng, các chân tương ứng của hàng 2 LED được nối với nhau và nối với cực C của transistor A1015, cực E nối lên VCC, cực B của các transistor nối với các điện trở rồi nối tiếp đến Port A của IC 825 5 Mô i chân của 2 Port... Out LptAdd + 2, PortA 'xuat ra PORTA = data Out LptAdd + 2, &H7 End Sub Sub outPortB(data As Integer) ' Xuat du lieu ra PORTB - 825 5 - Quet Cot Matrix1 Out LptAdd + 2, &H6 Out LptAdd, data Out LptAdd + 2, PortB 'xuat ra PORTB = data Out LptAdd + 2, &H6 End Sub Sub outPortC(data As Integer) ' Xuat du lieu ra PORTC - 825 5 - Quet cot Matrix2 Out LptAdd + 2, &H5 Out LptAdd, data Out LptAdd + 2, PortC 'xuat... "" Stt1 = 28 8 ' tat Matrix Stt2 = 28 8 ElseIf (LenTxt = 1) Then ' Neu co 1 ki tu Str1 = " " Stt1 = 28 8 Str2 = Txt.Text Stt2 = Asc(Str2) ' chuyen string - asc ElseIf (LenTxt = 2) Then ' Neu co 2 ki tu Str1 = Mid(Txt.Text, 1, 1) Str2 = Mid(Txt.Text, 2, 1) Stt1 = Asc(Str1) ' chuyen string - asc Stt2 = Asc(Str2) ' chuyen string - asc End If ' kiem tra cac ky tu A-Z If ((Stt1 > 64) And (Stt1 < 98)) Then Stt1... TimerLpt.Enabled = False End End Sub Private Sub CmdStart_Click() ' Phim "Start" soThuTu = 0 TimerLpt.Enabled = True Txt.Enabled = True End Sub Private Sub CmdStop_Click() ' Phim "Stop" tatMatrix TimerLpt.Enabled = False Txt.Enabled = False 15 End Sub Private Sub Command3_Click() End Sub Private Sub Form_Load() Txt.Enabled = False LptAdd = &H378 PortA = &H3 PortB = &H2 PortC = &H1 CRG = &H0 caiDat 825 5 ' goi . trận Nhấn Start hoặc ấn ENTER 14 Code Private LptAdd, CRG, PortA, PortB, PortC, d As Integer Dim boNhoDem, soThuTu, Stt1, Stt2 As Integer Private Sub CmdExit_Click() ' Phim thoat chuong. &HFF, &HFF, &HFF, &HDE, &H80, &HFE, &HFF, &HFF, &HFF, _ &HFF, &HDE, &HBC, &HBA, &HB6, &HAE, &HDE, &HFF, &HFF, &HBE,. &HFE, &HFE, &HE1, &HFE, &HFE, &H81, &HFF, &HDE, &HED, &HF3, &HF3, &HED, &HDE, &HFF, _ &HFF, &HBE, &HDD, &HEB, &HF7, &HEF,