1
L
ờ
i mở
đ
ầ
u:
Ngày nay khi nhu
c uầ về
thông tin qu
ả
ng cáo
r tấ
l nớ , vi
ệ
c áp
dụng
các phương
tiện
kĩ thu
ậ
t mới vào các
lĩnh vực trên là
r t ấcần thi
ế
t .
Khi
b nạ đ nế
các n iơ công c ng,ộ
bạn dễ
dàng
bắt gặp
những áp phích qu
ả
ng cáo đi
ệ
n tử ch
ạ
y
theo các hưngớ khác nhau v iớ nhi
ề
u hình
ảnh
và màu
sắc rất ấn t
ư
ợ
ng.
T ừ yêu
c uầ c aủ
môn h cọ kĩ thu
ậ
t vi xử lý và thực
ti nễ
như trên, chúng em quy
ế
t
đ nh cịhọn
đề
tài cho bài
tập
lớn môn học là:
Thi
ế
t k
ế
m
ạ
ch hi
ể
n thị dùng ma
trận
LED.
Khi
đề
tài được mở rộng thì
sẽ
có
khả
năng ứng
dụng
thực
tiễn rất
lớn .Nói tóm l
ạ
i, trong thời
đ iạ
bùng nổ thông tin hi
ệ
n nay,
khả
năng ứng
dụng
và ti
ề
m lực phát tri
ể
n
của hệ
thống này là
r tấ
lớn,
đ cặ bi tệ
ở Vi
ệ
t Nam, các
hệ
thống như
v yậ
còn
r tấ
ít, h
ầ
u
h tế đ uề
được nh
ậ
p từ nưcớ ngoài với giá
thành khá cao.
I
I)
) C
Cơ
ơ s
sở
ở l
lý
ý t
thuy
huy
ế
ế
t
t:
:
D aự trên nguyên
t cắ
như quét màn hình, ta có
thể
thực hi
ệ
n vi
ệ
c hi
ể
n thị ma tr
ậ
n đèn b
ằ
ng cách
quét theo hàng và quét theo cột. Mỗi Led trên ma tr
ậ
n LED có
thể
coi như một đi
ể
m
ả
nh. Đ aị chỉ
c aủ
m iỗ đi
ể
m
nhả
này được xác định đồng thời bởi m
ạ
ch
giải
mã hàng và
giải
mã cột, đi
ể
m
ảnh
này
sẽ
được xác định tr
ạ
ng thái nhờ dữ li
ệ
u đưa ra từ bộ vi đi
ề
u khi
ể
n 8951.
Như
v yậ t iạ
mỗi thời đi
ể
m chỉ có tr
ạ
ng thái
của
một đi
ể
m
ảnh
được xác định. Tuy nhiên khi
xác định địa chỉ và tr
ạ
ng thái
của đi
ể
m
ảnh tiếp
theo thì các đi
ể
m
ả
nh còn
l iạ sẽ chuy
ể
n
về tr
ạ
ng
thái
t tắ (n
ế
u LED đang sáng thì
sẽ t tắ d
ầ
n). Vì
thế để hi
ể
n thị được toàn bộ hình
nhả của
ma tr
ậ
n đèn,
ta có
thể
quét ma tr
ậ
n nhi
ề
u
l nầ
v iớ t cố
độ
quét
r tấ
lớn, lớn h nơ nhi
ề
u
l nầ
th iờ gian kịp
tắt c aủ
đèn. M
ắ
t người chỉnh
ậ
n bi
ế
t
được tối đa 24 hình/s do đó
nếu
tốc độ quét
rất
lớn thì
sẽ
không nh
ậ
n ra được sự thay đổi nhỏ
của
đèn
mà
sẽ th
ấ
y được toàn bộ hình
ảnh cần hi
ể
n thị.
S
ơ
đ
ồ
kh
ố
i:
Gi
ả
i mã c
ộ
t
Data
Gi
ả
i mã
hàng
Ma tr
ậ
n đèn
LED
Để
thực hi
ệ
n được quét hàng và quét cột thì ma tr
ậ
n LED được thi
ế
t
kế
như sau:
Các LED trên cùng m tộ hàng
sẽ
được nối các chân dương với nhau.
Các LED trên cùng một cột
sẽ
được nối các chân âm với nhau như hình v
ẽ
Ta có
thể
mô phỏng một ma tr
ậ
n Led đơn gi
ả
n 4x4 như sau:
Hàng 1
2
3
4
Cột 1 2 3 4
Sơ đồ thi
ế
t
kế
ma trận LED
Tr
ạ
ng thái
của
một LED
sẽ
được quy
ế
t đ nhị b iở tín hi
ệ
u đi
ệ
n áp đi vào đ ngồ th iờ
cả
2
chân. Ví
dụ đ
ể
LED sáng thì đi
ệ
n áp 5V ph
ả
i đưa vào chân dương và chân âm ph
ả
i
được nối
đ t,ấ
LED
sẽ t tắ
khi không có đi
ệ
n áp đưa vào chân d
ư
ơ
ng.
Với
đề
tài này, chúng em chọn
loại
ma tr
ậ
n LED 8x8
để hi
ể
n thị. Ta có sơ đồ
nguyên lý
c aủ
Ma tr
ậ
n LED 8x8:
Để
ma tr
ậ
n có
thể
sáng như hình
vẽ (hi
ể
n thị một ph
ầ
n
của
chữ ADIDAS):
Đèn LED thứ nh
ấ
t Đèn LED thứ hai Đèn Led thứ ba
Thực hi
ệ
n quét dòng và c
ộ
t:
- Chọn cột 1, đưa đi
ệ
n áp cột 1
về
0.
- Sau đó chọn và quét
lần
lượt các hàng 1,2,3,4,5,6,7,8 như sau:
+ Đèn 1 t
ắ
t
+ Đèn 2 t
ắ
t
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 1 là 0V.
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 2 là 0V.
+ Đèn 3 sáng
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 3 là 5V.
+ Đèn 4 sáng
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 4 là 5V.
+ Đèn 5 sáng
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 5 là 5V.
+ Đèn 6 sáng
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 6 là 5V.
+ Đèn 7 sáng
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 7 là 5V.
+ Đèn 8 sáng
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 8 là 5V.
Chọn cột 2, nối
đ t.ấ
Sau đó quét
lần
lượt các hàng 1,2,3,4,5,6,7,8.
+ Đèn 1 t
ắ
t
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 1 là 0V.
+ Đèn 2 sáng
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 2 là 5V
+ Đèn 3 t
ắ
t
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 3 là 0V
+ Đèn 4 sáng
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 4 là 5V
+ Đèn 5 t
ắ
t
+ Đèn 6 t
ắ
t
+ Đèn 7 t
ắ
t
+ Đèn 8 t
ắ
t
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 5 là 0V
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 6 là 0V
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 7 là 0V
◊ Đi
ệ
n áp đưa vào hàng 8 là 0V
- Ti
ế
p
t cụ
quét v iớ các c tộ từ 3
đến
8 b
ằ
ng cách như trên, sau đó chuy
ể
n sang quét đèn LED thứ
hai và thứ ba một cách tương t
ự
.
-
Để m tắ
người nh
ậ
n
bi tế
được toàn bộ hình
ảnh của
ma tr
ậ
n ta ph
ả
i ti
ế
n hành quét nhi
ề
u
l n.ầ
Do
mắt
người không phân
biệt
được sự thay đổi
ảnh nếu ảnh
đó được quét với tốc độ 24 hình/s
nên
nếu
ta quét
ảnh
với tốc độ lớn hơn ho
ặ
c b
ằ
ng 24 hình/s thì
ảnh sẽ ch
ạ
y liên
tục
và không bị gi
ậ
t
II
II)
) T
Th
hi
i
ế
ế
t
t k
k
ế
ế
:
:
Để
thực hi
ệ
n được vi
ệ
c quét theo hàng và quét theo cột ta
cần ph
ả
i làm những công vi
ệ
c sau:
- Thi
ế
t
kế
ma tr
ậ
n LED theo mô hình như đã nói ở trên.
- Thi
ế
t
kế
bộ phân kênh đưa vào bộ
giải
mã địa chỉ cột cho
tất cả
các đi
ể
m
ả
nh.
- Thi
ế
t
kế
bộ đ
ệ
m
để
ổn đ nh dị ữ
li uệ
(gồm bộ đ
ệ
m hàng và bộ đ
ệ
m c
ộ
t).
1) Sơ
đồ kh
ố
i
của m
ạ
ch hi
ể
n thị dùng ma
trận
LED :
Sơ đồ khối cho mạch đi
ề
u khi
ể
n ma trận LED 8 x 8.
2)Nhi
ệ
m
v cụ ủa
các kh
ố
i:
i
.
Bộ
vi đi
ề
u khi
ể
n 8951:
Đây là n iơ l uư gi
ữ
hàng và c
ộ
t.
chưng ơ trình đi
ề
u khi
ể
n chính và d
ữ
liệu
cho các m
ạ
ch
giải
mã
AT89C51 là một
hệ
vi tính 8 bit đơn chip CMOS có hi
ệ
u su
ấ
t cao, công su
ấ
t nguồn tiêu
th thụ
ấ
p và có
4Kbyte bộ nhớ ROM Flash xoá đ
ư
ợ
c/l
ậ
p trình đưc.ợ Chip này đưcợ s
ả
n xu
ấ
t dựa vào công ngh
ệ
bộ nhớ
không
mất
nội dung có độ tích hợp cao.
AT89C51 có các
đ cặ
tr ngư chu
ẩ
n sau: 4Kbyte Flash, 128 byte RAM, 32 đường xu
ấ
t nh
ậ
p, hai bộ đ nhị
th
ờ
i/đ
ế
m 16 bit, m tộ
c u ấ
trúc ng
ắ
t hai m cứ uư tiên và 5 nguyên nhân ng
ắ
t, một port nối
ti pế
song công,
m
ạ
ch
tạo
dao động và
tạo
xung Clock trên Chip.
Ch
ế
độ nghỉ dừng CPU trong khi
vẫn
cho phép RAM, các bộ định th
ờ
i/đ
ế
m, Port n
ố
i
ti pế
và
hệ
thống
ng
ắ
t ho
ạ
t đ
ộ
ng.
Mô t
ả
các chân
của
IC 8951:
Vcc: Chân cung
c pấ đi
ệ
n.
GND: Chân nối đ
ấ
t.
Port 0: Port 0 là port xu
ấ
t nh
ậ
p 8 bit 2 chi
ề
u cực D hở. Port 0 còn được
c uấ
hình làm bus
đ aị chỉ (byte th
ấ
p) và làm bus dữ
li uệ
đa hợp trong khi truy xu
ấ
t bộ nhớ dữ
li uệ
ngoài và bộ nhớ chương
trình ngoài. Port 0 cũng nh
ậ
n các byte mã trong khi
lập
trình cho Flash và xu
ấ
t các byte mã trong khi ki
ể
m tra
chương trình.
Port 1: Port 1 là port xu
ấ
t nh
ậ
p 8 bit hai chi
ề
u có các đi
ệ
n trở kéo lên bên trong. Khi các
logic 1 được ghi lên các chân
của
port 1, các chân này được kéo lên m cứ cao bởi các đi
ệ
n trở kéo lên bên
trong và có
thể
được sử
dụng
như là các ngõ vào. Khi làm nhi
ệ
m
vụ
là các port nh
ậ
p, các chân
c aủ
port 1
đang đưcợ kéo xu ngố m
ứ
c th
ấ
p do tác động bên ngoài
sẽ cấp
dòng do có các đi
ệ
n trở kéo lên bên trong.
Port 2: Port 2 là port xu
ấ
t nh
ậ
p 8 bit hai chi
ề
u có các đi
ệ
n trở kéo lên bên trong. Khi các
logic 1 được ghi lên các chân
của
port 2, các chân này được s
ử
dụng
như là các ngõ vào. Khi làm nhi
ệ
m
v ụ
port nh
ậ
p, các chân
của
port 2 đang đ
ư
ợ
c kéo xu ngố m cứ th
ấ
p do tác động bên ngoài
sẽ cấp
dòng do
có các đi
ệ
n trở kéo lên bên
trong. Port 2
t oạ
ra byte cao
c aủ
bus đ aị chỉtrong th iờ gian tìm
n pạ l
ệ
nh t
ừ
bộ nh
ớ
chương trình ngoài, và trong thời gian truy xu
ấ
t bộ nhớ dữ
liệu
ngoài sử
dụng
các địa ch 16 bit.ỉ
Port 3: Là port xu
ấ
t nh
ậ
p 8 bit hai chi
ề
u có các đi
ệ
n trở kéo lên bên trong. Khi các logic 1
đưcợ ghi lên các chân
của
port 3, các chân này được kéo lên m
ứ
c cao b iở các đi
ệ
n trở kéo lên bên trong và
có
thể
được sử
dụng
như là các ngõ vào. Khi
làm nhi
ệ
m
vụ
port nh
ậ
p, các chân
của
port 3 đang được kéo xuống mức th
ấ
p do tác
động bên ngoài
sẽ cấp
dòng do có các đi
ệ
n trở kéo lên bên trong. Port 3 còn được s
ử
dụng
làm các chức năng khác
của
AT89C51:
Chân Chức năng
P3.0 Ngõ vào Port nối ti
ế
p
P3.1 Ngõ ra Port nối ti
ế
p
P3.2 Ngõ vào ng
ắ
t ngoài 0
P3.3 Ngõ vào ng
ắ
t ngoài 1
P3.4 Ngõ vào bên ngoài
của
bộ đ nh thị ời 1
P3.5 Ngõ vào bên ngoài
của
bộ đ nh thị ời 0
P3.6 Đi
ề
u khi
ể
n ghi bộ nhớ dữ
li uệ
ngoài