Bản thuyết minh đồ án hiển thị led matrix

Chia sẻ: Pham Tuan | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:38

1
596
lượt xem
249
download

Bản thuyết minh đồ án hiển thị led matrix

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

đây là bản thuyết minh đồ án hiển thị led ma trận đã hoàn thiện mạch đã được bảo vệ thành công

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bản thuyết minh đồ án hiển thị led matrix

  1. LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển của nền kinh tế thị trường ngày nay của nước ta tới nh ững năm gần đây có nhiều sự thay đổi, các mặt hàng ph ục v ụ cho đời s ống c ủa con người ngày càng đa dạng và phong phú, trong đời sống sinh hoạt, các ho ạt đ ộng kinh tế kết hợp với sự phát triển của công ngh ệ hiện đại đã làm cho cu ộc s ống đầy đủ tiện nghi hơn.Việc đưa thông tin quảng cáo đến v ới ng ười tiêu dùng thông qua nhiều hình thức khác nhau. Trong nhiều hình thức đa dạng của Thông tin quảng cáo như: báo, đài, tivi, tờ rơi, áp phích… thì việc dùng Bảng thông tin điện tử là m ột cách đ ơn gi ản và hiệu quả để quảng cáo. Chúng ta bắt gặp rất nhiều bảng thông tin nh ư v ậy trong thực tế. Bảng thông tin điện tử đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: giới thiệu sản phẩm, thông báo tin tức, làm biển hiệu… Và để làm được như vậy có rất nhiều cách như dùng kĩ thuật số nhưng vi ệc x ử d ụng các vi điều khiển ngày càng chiếm ưu thế hơn so với các bộ điều khiển khác. Tính ưu việt của nó thể hiện ở chỗ: - Dễ dàng sử dụng trong các thiết bị điện tử hoặc hệ thống điện tử số. - Chi phí nâng cấp thấp và cần rất ít linh kiện cho việc bảo dưỡng bảo hành. - Mang lại hiệu quả kinh tế cao. Vi điều khiển mang lại nhiều lợi nhuận lại có sức cạnh tranh cao do ch ất l ượng cao mang lại được sử dụng rộng dãi, càng tăng tính hấp d ẫn v ề ng ười dùng đồng thời cũng mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà sản xuất. Đó là đ ộng lực để vi điều khiển tăng trưởng cả về số lượng và chất lượng. Trong thời gian làm đồ án, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình c ủa thầy Nguyễn Tiến Dũng , cùng với sự nỗ lực của cả nhóm chúng em đã hoàn thành được để tài của mình và về cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu của đề tài. Đó là thiết kế chế tạo ra mạch chạy chữ dùng trong quang báo.Quá trình làm đ ồ án môn học chúng em đã cố gắng tìm hiểu thông tin và h ọc h ỏi nh ưng không tránh khỏi thiếu sót , chúng em rất mong nhận được sự gióp ý của các th ầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện: Đinh Văn Trung Đỗ Ngọc Tú Phạm Minh Tuân Page 1
  2. CHƯƠ NG I : GI Ớ I THI Ệ U Đ Ề TÀI M Ạ CH QUANG BÁO Trong th ời bu ổi khoa hoc công ngh ệ phát tri ện không ng ừng v ới s ức sang tạo không gi ới h ạn con ng ười đã làm ra nh ững u ộc đ ại cách m ạng v ề công nghệ.Đã tạo ra nh ững phát minh thành qu ả trong s ản xu ất và đ ời s ống nhàm phục vụ nh ững nhu c ầu c ủa con ng ười đ ược th ỏa mãn.Ngành đi ện t ử cũng là một ngành khoa h ọc nên cũng không th ể n ằm ngoài s ự phát tri ển đó .Các thiết bị điện t ử không còn quá xa v ời v ới con ng ười mà nó ngày càng đ ược sử dụng vào các nhu c ầu c ủa con ng ười.Chúng ta s ẽ không ph ải th ấy nh ững biển quảng cáo thô c ứng th ụ đ ộng b ằng vi ệc c ắt dán ch ữ mà thay vào đó là những biển qu ảng cáo sinh đ ộng và đ ặc bi ệt có th ể linh đ ộng trong qu ảng cáo. Để thiết kế m ột m ạch quang báo thì có nhi ều ph ương án đ ể l ựa ch ọn như: dùng EEPROM, dùng máy tính đi ều khi ển tr ực ti ếp, dùng vi x ử lý, vi điều khiển. Khi s ử d ụng EEPROM đ ể l ưu tr ữ thông tin hi ển th ị k ết h ợp v ới các IC giải đa hợp (Demultiplexer) đ ể đi ều khi ển qua trình hi ển th ị trên màn hình. ưu điểm của EEPROM là thông tin không b ị m ất khi không có ngu ồn c ấp và khi muốn thay đ ổi n ội dung b ản tin ta ch ỉ vi ệc l ập trình l ại cho EEPROM (thay đổi ph ần m ềm). Vi ệc thay đôi nh ư v ậy xem ra có v ẻ đ ơn gi ản, nh ưng ta cần có mạch n ạp và ph ần m ềm đi ều khi ển. Vi ệc tháo l ắp nhi ều s ẽ d ẫn đến h ỏng hóc không đáng có. Khi vi x ử lý đ ược s ử d ụng trong m ạch thì m ạch s ẽ có thêm nhi ều tính năng hơn nh ưng giá thành cho m ột s ản ph ẩm cũng vì th ế mà tăng lên. M ột mạch vi xử lý c ần có thêm EEPROM(đ ể l ưu ch ương trình đi ều khi ển), RAM và các IC giao ti ếp ngo ại vi khác(8255, 74373…). M ột kít vi x ử lý nh ư v ậy sẽ đem lại cho b ảng thông tin nh ững tính năng nh ư: vi ệc c ập nh ật n ội dung hiển thị sẽ dễ dàng h ơn(không c ần tháo IC ra) b ằng các nh ập ch ương trình mới vào RAM, các hi ệu ứng đ ặc bi ệt v ề màu s ắc cũng đ ược th ực hi ện d ễ dàng. Tuy nhiên nh ư đã nói ở trên, do v ấn đ ề giá thành cao nên ph ương án này không đượ c ch ọn. Dùng máy tính đ ể đi ều khi ển b ảng tin cũng là m ột ph ương án. Nh ưng do kích thướ c máy tính l ớn chi ếm nhi ều di ện tích, l ại đ ắt ti ền nên ta không s ử dụng. Phươ ng án đượ c lựa ch ọn là dùng Vi Đi ều Khi ển. Vì sao l ại ch ọn Vi Đi ều Khiển? Thứ nhất: Ngày nay Vi Đi ều Khi ển đ ược s ử d ụng r ộng rãi trong các ứng dụng hướng đi ều khi ển do kích th ước g ọn, kh ả năng tích h ợp cao Page 2
  3. nhiều tính năng trong m ột con Vi Đi ều Khi ển khi ến cho m ạch đi ện t ử tr ở nên đơn gi ản h ơn nhi ều. Thứ hai: Giá thành của Vi Đi ều Khi ển không quá đ ắt nh ư Vi x ử lý. Trên thế giới hiện có rất nhi ều nhà s ản xu ất Vi Đi ều Khi ển (ATMEL, ZILOG, MicroChip, Motorola, Cypress…). S ự c ạnh tranh c ủa các nhà s ản xu ất v ề giá thành và kh ả năng tích h ợp đem l ại l ợi ích cho ng ười s ử d ụng. Thứ ba: Vi Điều Khiển đượ c coi nh ư m ột “small computer” hay System On Chip (SoC). Bên trong vi đi ều khi ển bao g ồm CPU, ROM , RAM, EEPOM, các giao ti ếp ngo ại vi, các kh ối s ố h ọc và t ương t ự (ADC,DAC, op- amp, bộ so sánh…) tuỳ theo t ừng lo ại. Tại Viêt Nam, th ị tr ường Vi Đi ều Khi ển khá sôi đ ộng. Ch ỉ c ần vào m ột của hàng đi ện tử b ất kỳ ta đ ều có th ể mua đ ược m ột con Vi Đi ều Khi ển ưng ý. V ề công c ụ phát tri ển cho Vi Đi ều Khi ển ta có th ể tìm th ấy r ất nhi ều trên mạng Internet, trên các di ễn đàn v ề đi ện t ử trong và ngoài n ước, h ầu h ết đều là các ti ện ích mi ễn phí dành cho ng ười s ử d ụng … Sau một th ời gian nghiên c ứu v ề Vi Đi ều Khi ển, mà c ụ th ể là dòng Vi Điều Khiển, em quy ết đ ịnh ch ọn Vi Đi ều Khi ển 89C51 đ ể th ực hi ện đ ề tài “thiết kế ,ch ế t ạo mạch quang báo”. Mục đích của thi ết k ế: Phát huy nh ững thành qu ả ứng d ụng c ủa k ỹ thu ật vi đi ều khi ển t ạo ra những s ản ph ẩm có tính ứng d ụng cao vào đ ời s ống xã h ội đang phát tri ển. Việc thực hiện đề tài giúp chúng em rèn luy ện k ỹ năng th ực hành ti ếp c ận với th ực tế và đây cũng là c ơ h ội đ ể ki ểm ch ứng nh ững ki ến th ức đã đ ược học. Page 3
  4. CHƯƠNG II:LINH KIỆN CƠ BẢN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 2.1.GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 2.1.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ VI XỬ LÝ 89C51 Vi điều khiển (VĐK) là một hệ vi xử lý được tổ chức trong một chíp. Bao gồm: + 40 chân + 4 kbyte ROM. 1, có thể ghi xoá được 1000 lần + 4 kbyte EPROM. + Dải tần số hoạt động từ 0MHz đến 24Mhz + 4 port xuất nhập (I/O) 8 bit + 128 byte RAM + Mạch giao tiếp nối tiếp + Không gian nhớ Data ngoài 64k byte. + Bộ xử lý bit thao tác trên các bit riêng. + 210 vị trí nhớ định địa chỉ, mỗi vị trí một bit. + Các thanh ghi chức năng, cơ chế điều khiển ngắt . + Các bộ thời gian dùng trong limh vực chia tần số và tạo thời gian thực. + Bộ vi điều khiển có thể nạp chương trình để đi ều khi ển các thi ết b ị thông tin, viễn thông thiết bị đo lường,thiết bị điều chỉnh cũng như các ứng dụng trong công nghệ thông tin và kỹ thuật điều khiển tự động. có th ể xem bộ VĐK như một hệ VXL on-chíp đối với AT89C51, nó có đầy đủ chức năng của một hệ VXL 8 bit, được điều khiển bởi một h ệ lệnh, có số l ệnh đ ủ m ạnh, cho phép lập trình bằng hợp ngữ (Assemply). 2. 1.2 CƠ BẢN VỀ CẤU TẠO CỦA AT89C51 Page 4
  5. Hình1.1 : Sơ đồ chân của 89C51 Page 5
  6. Hình 1.2 : Sơ đồ khối của 89C51 + GND(chân 20): Chân nối với 0v + Port 0(chân 32 – chân 29) + Port 0 là port xuất nhập 8 bit hai chi ều. Port 0 còn đ ược c ấu hình làm bus địa chỉ( byte thấp) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xu ất b ộ nh ớ d ữ li ệu ngoài và bộ nhớ chương trình ngoài. Port cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho. Flash và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chương trình ( các đi ện trở kéo lên bên ngoài được cần đến trong khi kiểm tra chương trình). + Port 1( chân 1- 8): port 1 là port xuất nh ập 8 bit hai chi ều. Port1 cũng nh ận byte địa chỉ thấp trong thời gian lập trình cho Flash. + Port 2 ( chân 21 – 28): Port 2 là port xu ất nh ập 8 bit hai chi ều. Port 2 t ạo ra các byte cao của bus địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nh ớ ch ương trình ngoài và trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài, sử dụng các địa chỉ 16 bit. Trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài s ử d ụng các đ ịa ch ỉ 8 bit, port 2 phát các nội dung của các thanh ghi đặc biệt, port 2 cũng nh ận các bits địa chỉ cao và vài tín hiệu điều khiển trong thời gian l ập trình cho Flash và ki ểm tra chương trình. + Port 3 ( chân 10- 17): Port 3 cũng nhận m ột vài tín hiêu đi ều khi ển cho vi ệc lập trình Flash và kiểm tra chương trình. Port 3 là port xu ất nh ập 8 bit hai chi ều, port 3 cũng còn làm các chức năng khác của AT89C51. các chức năng này được nêu như sau: Chức năng Chân Tên Page 6
  7. Ngõ vào port nối tiếp P3.0 RxD Ngõ ra port nối tiếp P3.1 TxD Ngõ vào ngắt ngoài 0 P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt ngoài 1 P3.3 INT1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1 P3.4 T0 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0 P3.5 T1 Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.6 WR Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD + RST ( chân 9) Ngõ vào reset. Mức cao trên chân này trong hai chu kỳ máy trong khi bộ dao động đang hoạt động sẽ reset AT89C51 + ALE/PROG( chân 30) ALE là một xung ngõ ra để ch ốt byte th ấp c ủa đ ịa ch ỉ trong khi xuất bộ nhớ ngoài. Chân này cũng làm ngõ vào chân lập trình (PROG) trong thời gian lạp trình cho Flash. Khi hoạt động bình th ường xung ngõ ra luôn có tần số không đổi là 1/6 tần số của mạch dao động, có thể được dùng cho các mục đích định thời bên ngoài. Khi cần, hoạt động chân ALE có th ể được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của thanh ghi chức năng đặc biệt có địa ch ỉ 8Eh. Khi bit này được set, ALE chỉ tích cực trong thời gian th ực hi ện l ệnh MOVX hoặc MOVC. Ngược lại chân này sẽ được kéo lên cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chôt byte thấp của địa chỉ sẽ không có tác d ụng n ếu b ộ vi đi ều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình ngoài. + PSEN(chân 29): PSEN (program Store Enable) là xung điều khi ển truy xu ất chương trình ngoài. Khi AT89C51 đang thực thi chương trình t ừ b ộ nh ớ ch ương trình ngoài, PSEN được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nh ưng hai ho ạt đ ộng PSEN sẽ bị bỏ qua mỗi khi truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài. + EA vpp(chân 31): Là chân cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài ( địa chỉ từ 0000h tới ffffh). EA = 0 cho phép truy xuát b ộ nh ớ ch ương trình ngoài, ngược lại EA = 1 sẽ thực thi chương trình bên trong chip. Tuy nhiên, l ưu ý r ằng nếu bít khoá 1 được lập trình EA được chốt bên trong khi reset + XTAL1& XTAL2: Là hai ngõ vào ra của hai bộ khuyếch đại đảo của mạch dao động, được cấu hình để dùng như một bộ tạo dao động trên chip Page 7
  8. Hình1.2.3: Bộ tạo dao động Bộ nhớ bên trong chip bao gồm ROM, RAM va EPROM. RAM trên chip bao gồm vùng RAM đa chức năng, vùng RAM với từng bit được định địa chỉ, các dây thanh ghi (bank) và các thanh ghi chức năng đặc biệt. Có 2 đặc tính đáng lưu ý: + Các thanh ghi và các port I/O đ ược đ ịnh đ ịa ch ỉtheo ki ểu ánh x ạ b ộ nh ớ và được truy xuất như một vị trí nhớ trong bộ nhớ. + Vùng track thường trú trong RAM trên chip thay vì ở trong RAM ngoài như đối với các bộ vi xử lý. Vùng RAM đa mục đích: Có 80 byte, địa chỉ từ 30H đến 7FH Bất cứ vị trí nào trong vùng RAM ta đều có thể truy xu ấtt ụ do bằng cách s ử dụng định địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp. Ví dụ: + Kiểu định địa chỉ trực tiếp: MOV A,5FH ;Đọc nội dung tại địa chỉ 5FH của RAM + Kiểu định địa chỉ gián tiếp: (Qua các thanh ghi R0,R1) MOV R0,#5FH ; Di chuyển giá trị5FH vào thanh ghi R0 MOV A,@R0 ; Di chuyển dữ liệu trỏ tới R0 và thanh chứa A Vùng RAM định địa chỉ: Chip 8951 chứa 210 vi trí định địa chỉ in đó có 128 byte ch ứa trong các byte ở địa chỉ 20H đến 2FH (16 byte x 8 = 128 bits), ph ần còn l ại ch ứa trong các thanh ghi chức năng đặc biệt. Công dụng: + Truy xuất các bit riêng rẽ thông qua các phần mền. + Các port có th ể đ ịng đ ịa ch ỉ t ừng bit, làm đ ơn gi ản vi ệc giao tiếp băng phần mền với các thiết bị xuất nhập đơn bit. Ví dụ: + Set bit trực tiếp: SETB 67H; lệnh làm nhiệm vụ set bit 67H bằng 1 + Hoặc ta có th ẻ sử dụng lệnh sau đ ể set bít 67H là bit l ớn nh ất c ủa byte 2CH: ORL A,#10000000B ;Tác dung set bit Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR) Không phải tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH đều được định nghĩa mà chit có 21 địa chỉ được định nghĩa. Các thanh ghi chức năng đặc biệt bao gồm: + Tử trạng thái chương trình PSW: có địa chỉ là D0H Page 8
  9. + Thanh ghi B: Có địa chỉ F0Hđược dùng chung với thanh chứa A trong các phếp toán nhân và chia. + Con trỏ Stack (SP) : là thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H, nó chứa địa chỉ của dữ liệu hiện đang ở đỉnh của stack. + Con trỏ dữ liệu DPTR: Dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu ngoài. DPTR là thanh ghi 16 bit có địa chỉ 82H (byte thấp ) và 83H (byte cao). Ví dụ: MOV A,#55H ;Nạp hằng dữ liệu 55H và thanh chứa A MOV DPTR,%1000 ;Nạp hằng địa chỉ 16 bit 1000H cho ; con trỏ DPTR MOV @DPTR,A ; Chuyển dữ liệu từ A vao RAM ngoài ; tai địa chỉ DPTR trỏ tới. + Các thanh ghi port: - Port 0 : địa chỉ 80H - Port 1 : địa chỉ 90H - Port 2 : địa chỉ A0H - Port 3 : địa chỉ B0H + Các thanh ghi định thời: IC 8951 có 2 bộ định thời/đếm dùng để định khoảng th ời gian ho ặc đ ếm các sự kiện. - Bộ định thời 0: địa chỉ 8AH (TL0 ) va 8CH (TH0) - Bộ định thời 1: địa chỉ 8bH (TL1 ) va 8DH (TH1) Hoạt động của bộ định thời được thiết lậpbởi thanh ghi ch ế độ đ ịnh th ời TMOD ở địa chỉ 89H và thanh ghi đieèu khiển bộ định thời TCON ở địa ch ỉ 88H (chỉ có TCON được định địa chỉ từng bit) + Các thanh ghi của port nối tiếp: Chip 8951 có 1 port nối ti ếp đ ể truy ền thông với các thiết bị như các thiết bị đầu cuối hoặc model... + Các thanh ghi ngắt: có một cấu trúc ngắt với 2 m ức ưu tiên và 5 nguyên nhân ngắt. Các ngắt bị vô hiệu hoá sau khi Reset h ệ th ống và được phép bằng cách vào thanh ghi IE ở địa chỉA8H. Mức ưu tiên ngắt được thiết lập bơit thanh ghi IP ở địa chỉ B8H. + Thanh ghi điều khiển nguồn: PCON có địa chỉ 87H Page 9
  10. 2.2 GIỚI THIỆU VỀ LED MA TRẬN 2.2.1 SƠ ĐỒ CẤU TẠO CỦA LED MA TRÂN Bảng hiển thị ma trận LED (diot-matrix display) có rất nhiều loại và đủ kích cỡ to nhỏ khác nhau, mỗi bảng gồm có rất nhiều LED đơn được ghép lại với nhau trong một khối. Trong khối đó các LED đơn được sắp sếp theo các hàng và các cột, tại mỗi giao điểm của hàng với cột là một LED đơn, và người ta thường phân biệt các loại bảng LED theo số hàng và cột. Một bảng LED 5x7 tức là có 5 cột dọc và 7 hàng ngang, tổng cộng sẽ có 5x7=35 LED đơn được ghép lại. Cũng như vậy một bảng 8x8 là có 8 hàng và 8 cột, do 64 LED đơn ghép lại. Và nhiều loại cỡ to hơn như 16x16 hay 32x32… Hình2.1.1: Minh họa một bảng led matrix 8x8: Sơ đồ cấu tạo: một ma trận led có 16 chân được sắp xếp theo thứ tự 8 hàng 8 cột được đánh số từ 1 đến 8, số chân của led được đánh từ 1 đến 16 theo sơ đồ hình vẽ. Page 10
  11. Hình 2.1.2: Sơ đồ ghép nối của bảng led matrix 8x8: Khi đóng vỏ, sự phân bố chân các hàng và cột là không theo thứ tự (do tính phức tạp trong ghép nối), do đó ta cần tìm hi ểu k ỹ đ ể m ắc m ạch cho đúng, nên theo thứ tự đó ta có các chân số cột gồm: 13,3,4,10,6,11,15,16;các chân số hang theo thứ tự là: 9,14,8,12,1,7,2,5. Bảng ma trận LED có hai loại, loại có các cột là các chân Anode, còn hàng là các chân Cathode và loại kia thì ng ược lại các cột là Cathode, hàng là Anode. Khi sử dụng LED ta cần chú ý đi ều này đ ể đi ều khi ển cho đúng. 2.2.2 NGUYÊN TẮC LÀM SÁNG DỀN TRÊN BẢNG LED Khi muốn làm sáng LED đơn, ta cần đưa điên áp dương vào chân Anode và điện áp âm vào chân Cathode với giá trị thích hợp, khi đó LED sáng. Giá trị điện áp và dòng điện tuỳ thuộc vào màu sắc từng loại LED. Dòng chảy qua các LED để đảm bảo độ sáng bình thường là từ 10mA cho đến 25mA. Khi ta muốn làm sáng một điểm trên bảng ma trận LED ta cũng làm tương tự. 2 .2.3 NGUYÊN TẮC QUÉT BẢNG MA TRẠN LED Trong đề tài này em sử dụng 4 bảng LED 8x8 ghép lại thành một b ảng c ỡ 8x32 (8 hàng và 32 cột). Để hiển thị ký tự lên bảng LED, ở đây ta dùng ph ương pháp quét cột và xuất dữ liệu hàng. Quá trình quét cột là ta g ửi tín hi ệu cho phép đến từng cột trong từng thời điểm. Cùng lúc đó ta g ửi dữ li ệu hàng đ ến 7 hàng. Trong đề tài này tín hiệu cho phép cột là mức logic ‘0’, và dữ liệu hàng t ương Page 11
  12. ứng là mức ‘1’ hay ‘1’ của từng hàng, mức ‘0’ ứng với LED sáng (on) và mức ‘1’ là tắt (off). • Đầu tiên ta đưa dữ liệu cần hiển thị đến 7 hàng, ví dụ 11100110 • Kích hoạt cột thứ nhất và các LED tương ứng s ẽ sáng. Tạo một th ời gian trễ, sau đó tắt cột thứ nhất. • Gửi tiếp giá trị dữ liệu 7 hàng của cột thứ 2, kích ho ạt c ột th ứ 2, t ạo tr ễ và lại tắt cột thứ 2. • Quá trình quét đó cứ tiếp diễn cho đến khi quét h ết 32 c ột c ủa b ảng LED. Việc quét hiển thị này diễn ra trong thời gian rất ngắn, cỡ vài ch ục ms, ta sẽ thấy hình ảnh hay chữ hiển thị trên bảng LED. Tuy rằng trong mỗi thời điểm chỉ có một cột được sáng nhưng do thời gian quét rất nhanh và do hiện tương lưu ảnh trong võng mạc của mắt nên ta thấy hình ảnh xuất hiện liên tục. Tần số quét cần phải đảm bảo sao cho đủ hoặc l ớn h ơn 24hình/s. Thường ta chọn tần số quét từ 40Hz đến 100Hz hoặc có th ể l ớn hơn. Dữ liệu hiển thị của hàng được lấy từ EEPROM hoặc từ Flash ROM c ủa Vi Điều Khiển hay từ ROM ngoài. Trạng thái của một LED sẽ được quyết định bởi tín hiệu điện áp đi vào đồng thời cả 2 chân. Ví dụ để LED sáng thì điện áp 5V phải đưa vào chân d ương và chân âm phải được nối mass, LED sẽ tắt khi chân âm nối v ới đi ện áp m ức cao. Với đề tài này, chúng em chọn loại ma trận LED 8x8 để hiển th ị.Ta có s ơ đ ồ nguyên lý của Ma trận LED 8x8: Hình 2.1.3: Sơ đồ nguyên lý led matric Để ma trận có thể sáng như hình vẽ (hiển thị một phần của chữ ABCD): Page 12
  13. Hình 2.1.4: hiển thị chữ trên Led matric Đèn LED thứ nhất Đèn LED thứ hai Đèn LED thứ ba 2.2.4. NGUYÊN TẮC TẠO HIỆU ỨNG CHẠY TỪ PHẢI SANG TRÁI Sau khi đã hiển thị được hình ảnh lên bảng LED. Bây gi ờ ta s ẽ tìm hi ểu cách tạo hiệu ứng chữ chạy trên bảng LED. Thủ thuật ở đây là quét và hiển th ị m ột hình ảnh trong một thời gian nhất định, sau đó ta dịch dữ liệu c ủa các c ột sang trái m ột v ị trí, khi đó ta sẽ tạo được hiệu ứng chữ chạy trên bảng LED. Đề tài này ta sử dụng mạch mẫu là bảng LED 8x32, sử dụng 32 byte RAM làm bộ đệm cho màn hình, lưu giá trị dữ liệu hàng của 32 cột. Bộ đệm được khai báo trong RAM nội của chip 89C2051 là một mảng gồm 32 phần tử. Chương trình hiển thị làm nhiệm vụ đọc dữ liệu từ các vị trí 0 đến 32 của bộ đệm và đưa ra màn hình hiển thị. Hiệu ứng chữ chạy được tạo ra bằng cách dịch giá trị các phần tử đi một vị trí (54, 43, 32,21,10 ) Sau mỗi lần dịch ta lại gọi chương trình hiển thị. Khi đó trên bảng LED ta sẽ quan sát được hiệu ứng chữ chạy. VD:Di chuyển ký tự trên ma trận Led Di chuyển chuỗi “AB” trên ma trận Led từ trái sang phải: - Tính toán dữ liệu hiển thị Giả sử cần hiển thị chuỗi “AB”: Chữ ‘A’: 7Eh, 09h, 09h, 09h, 7Eh Chữ ‘B’: 7Fh, 49h,49h,49h, 36h Giữa chữ A và B có một cột trống để phân biệt. Chuỗi “AB”: 7Eh, 09h, 09h, 09h, 7Eh, 00h, 7Fh, 49h,49h,49h, 36h Page 13
  14. Có thể thêm khoảng trắng trước và sau chuỗi để chuỗi hiện ra từ từ Chuỗi “ AB ”: 00h, 00h, 00h, 00h, 00h, 7Eh, 09h, 09h, 09h, 7Eh, 00h, 7Fh, 49h,49h,49h, 36h,00h, 00h, 00h, 00h Khai báo biến: DB 00h, 00h, 00h, 00h, 00h DB 7Eh, 09h, 09h, 09h, 7Eh, 00h DB 7Fh, 49h, 49h, 49h, 36h, 00h DB 00h, 00h, 00h Như vậy, một ký tự cần hiển thị trên ma trận Led cần 6 byte và 5 byte 00h đầu chuỗi, 3 byte 00h cuối chuỗi một chuỗi dài 50 ký tự sẽ cần số byte lưu trữ cho mã Led là: 50*6 + 5 + 3 = 308 byte. Dung lượng này có thể thay đổi tùy theo người lập trình. 2.3 TRANSISTOR 2.3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRANSISTOR * Nguyên lý hoạt động: Để BJT làm việc người ta đưa nguồn điện áp một chiều đến các cực c ủa BJT gọi là phân cực cho BJT.Ở chế độ khuếch đại thì J E luôn phân cực thuận và JE phân cực ngược. Hình 1. Sơ đồ phân cực cho Transistor . Điện thế UEE phân cực thuận mối nối B-E (PN) là nguyên nhân làm cho vùng phát (E) phóng điện tử vào vùng P ( cực B). Hầu hết các điện tử (electron) sau khi qua vùng B rồi qua tiếp mối nối thứ hai phia bên ph ải h ướng tới vùng N ( cực thu), Khoảng 1% electron dược giữ lại ở vùngB. Các lỗ trống vùng n ền di chuyển vào vùng phát. Page 14
  15. Mối nối B-E ở chế độ phân cực thuận giống như một đi ốt, có điện kháng nhỏ và điện áp rơi trên nó nhỏ thì mối nối B-C được phân cực ngược bởi điện áp UCC . Bản chất mối nối B-C này giống như một điốt phân cực ng ược và đi ện kháng mối nối B - C rất lớn. Dòng điện đo được trong vùng phát gọi là dòng phát I E. Dòng điện đo được trong mạch cực C ( số lượng điện tích qua đường biên CC trong một đơn vị thời gian là dòng cực thu IC). Dòng IC gồm hai thành phần : - Thành phần thứ nhất ( thành phần chính) là tỉ lệ các hạt electron ở c ực phát tớicực thu. Tỉ lệ này phụ thuộc vào cấu trúc của transistor và h ằng s ố được tính trước với từng transistorrieeng biệt. Hẳng số được định nghĩa là ỏ. Với thành phần chính của dòng IC là ỏIE. Thông thường ỏ = 0,9 ữ 0,999. - Thành phần thứ hai là dòng qua mối nối B – C ở chế đ ộ phân c ực ng ược khi I E = 0. Dòng này gọi là dòng ICB0 – nó rất nhỏ. - Với dòng cực thu : IC = ỏIE + ICB0. * Đặc tính của transistor: UCE = f ( IC). Để cho khi transistor dòng điện áp sụt bên trong có giá trị nh ỏ, người ta ph ải cho nó làm việc ở chế độ bão hoà, tức là I E phải đủ lớn để IC cho điện áp sụt UCE nhỏ nhất. Ở chế độ bão hoà, điện áp sụt trong transistor công suất bằng 0,5V đến 1V trong khi đó thyristor là khoảng 1,5V. . * Xét nguyên lý làm việc của transistor PNP: Do JE phân cực thuận nên các hạt đa số (lỗ trống) từ miền E phun qua J E tạo nên dòng E (IE), chúng tới vùng B trở thành hạt thiểu số và tiếp tục khuếch tán sau vào vùng B, hướng tới JC. trên đường khếch tán một phần nhỏ tái hợp với hạt đa số của miền B tạo nên dòng điện B (I B). Do cấu tạo miền B mỏng nên hầu như toàn bộ các hạt khuếch tán tới được bờ của J C và được trường gia tốc (do JC phân cực ngược) cuốn qua tới được miền C tạo nên dòng C (IC). Page 15
  16. * Một số hệ thức quan trọng: + Hệ số truyền đạt dòng điện: α (α đặc trưng cho khả năng tiêu hao của dòng I E trên miền B). + Hệ số khuếch đại dòng điện β (tác dụng điều khiển dòng IB đối với dòng IC). Từ (1), (2) và (3) ta có: Mạch colectơ chung (Cc Vcc 5 - 12 VDC Rc R1 Cv C2383 U v (t) Re U r(t) R2 Ce 2.3.2 CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA BJT Đặc tính kỹ thuật của BJT ngoài các đặc tuyến còn có m ột s ố thông s ố k ỹ thuật có ý nghĩa giới hạn cần phải biết khi sử dụng. Page 16
  17. a. Độ khuếch đại dòng điện β : - Độ khuếch đại dòng điện β thật ra không phải là một hằng số mà có thể thay đổi theo IC. - Khi dòng điện IC nhỏ thì β thấp, dòng điện IC tăng thì β tăng đến giá trị cực đại βmax, nếu tiếp tục tăng IC đến mức bão hoà thì β giảm. b. Điện áp giới hạn: Điện áp đánh thủng BV (Breakdown Voltage) là điện áp ngược tối đa đ ặt vào giữa các cặp cực, nếu quá điện áp này thì BJT sẽ bị hỏng. Có 3 loại điện áp giới hạn: - BVCE0 : điện áp đánh thủng giữa C và E khi cực B hở. - BVCB0 : điện áp đánh thủng giữa C và B khi cực E hở. - BVCB0 : điện áp đánh thủng giữa E và B khi cực C hở. c. Dòng điện giới hạn: - Dòng điện qua BJT phải được giới hạn ở một mức cho phép, nếu quá trị số này BJT sẽ bị hỏng. - Ta có : ICmax là dòng điện tối đa ở cực C và I Bmax là dòng điện tối đa ở cực B. d. Công suất giới hạn: - Khi có dòng điện qua BJT sẽ sinh ra một công suất nhiệt làm nóng BJT, công suất sinh ra được tính theo công thức : PT = IC . VCE. - Mỗi BJT đều có một công suất giới hạn gọi là công suất tiêu tán t ối đa PDmax (Dissolution). Nếu công suất sinh ra trên BJT lớn hơn công su ất P Dmax thì BJT sẽ bị hỏng. e. Tần số cắt (thiết đoạn): Tần số thiết đoạn (fcut-off) là tần số mà BJT có độ khuếch đại công suất là 1. VD: Transistor 2SC458 có các thông số kỹ thuật như sau: Beta = 230; BVCE0 = 30V; BVCB0 = 30V; BVEB0 = 6V; PDmax = 200mW; Page 17
  18. Fcut-off = 230MHz ; IC max = 100mA; loại NPN chất Si. 2.3.3. Transistor C2383 Transistor 2SC2383 hay gọi là (C2383) của hãng TOSHIBA được s ử dụng nhi ều trong ti vi màu thường sử dụng ở đầu ra của khối tiếng(âm thanh). Transistor 2SC2383 còn được sử dụng trong các mach đệm dòng như các mạch đèn giao thông, điều khiển động cơ hay mạch quang báo… Sau đây là hình vẽ và thông số cơ bản của transistor C2383: Hình 2.1 Đơn vị (mm), khối lượng 0,36g Dải làm việc ở nhiệt độ 250C. Page 18
  19. Một số đặc tuyến quan trọng Page 19
  20. Điện áp collector – Emitter VCE (V) Dòng colector Ic (mA) 2.4 IC 74HC595 IC 74HC595 là IC ghi dịch 8bit, vào nối tiếp ra song song với một thanh ghi - lưu trữ (storage register) và đầu ra 3 trạng thái. Sơ đồ kết nối 2.4.1 Page 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản