mạch quang báo giao tiếp với bàn phím ma trận

báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo giao tiếp bàn phím mạch quang báo giao tiếp với bàn phím ma trận

1 Sơ đồ khối

2 Chức năng các khối

-khối nguồn: Có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các khối còn lại trong mạch hoạt

động Nguồn cung cấp cho toàn mạch quang báo là nguồn 1 chiều có độ lớn 5V

- khối điều khiển trung tâm: Có vai trò quan trọng đối với sự hoạt động của mạch

quang báo, chương trình hiển thị thông tin trên bảng ma trận LED do khối hiển thị

đảm nhận được thực hiện thông qua IC 89C52

- Khối điều khiển cột: Nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển, tạo địa chỉ, từ đó

đưa ra tín hiệu để cho phép cột led nào sáng trên bảng đèn Tại mỗi thời điểm chỉ có

một cột led được sáng

- Khối điều khiển hàng:Tín hiệu điều khiển được xuất ra từ khối điều khiển sẽ được

đưa qua các BJT đệm dòng đảm bảo đủ dòng của tín hiệu điều khiển cho hàng ma trận

LED

- Khối hiển thị: là bảng ma trận LED có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu điều khiển hiển

thị nội dung thông tin mà người dùng muốn hiển thị

-Bàn phím: dùng để nhập trực tiếp dữ liệu vào khối điều khiển trung tâm rồi đưa ra

hiển thị

3 Nguyên lý hoạt động sơ đồ khối :

Khi đưa tín hiệu xoay chiều 220V-50Hz vào khối nguồn, tín hiệu điện áp ra thu

được là tín hiệu một chiều có giá trị 5V cung cấp cho các khối hoạt động Sau khi

được cấp nguồn khối điều khiển trung tâm bắt đầu hoạt động,điều khiển mọi quá trình

hoạt động của hệ thống Khối điều khiển trung tâm sẽ thực hiện giải mã dữ liệu sau đó

Giao tiếp

bàn phím

ĐIỀU KHIỂN CỘTĐiều

KhiểnTrung Tâm

ĐLED MATRIX 8X8

ĐIỀU KHIỂNHÀNG

NGUỒN CUNGCẤP

cột thông qua các bộ đệm đưa dữ liệu xuất ra khối hiển thị.

ra các port p0 và P2 của vi điều khiểnIC này được điều khiển bởi các chân LE và OE

vi điều khiển sẽ đưa dữ liệu vào các chân của RAM 62C256, quá trình ghi này được điều khiển bởi hai chân OE, WE Khi bắt đầu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài, các chân

OE, WE sẽ tương ứng ở mức 1 và mức 0,quá trình chốt địa chỉ cũng giống như lúc ghi,với mỗi kí tự sẽ tương ứng với một địa chỉ trong vùng nhớ, nội dung ô nhớ tương ứng trong RAM sẽ được đưa vào vi điều khiển Vi điều khiển sau đó sẽ đưa từng bit

dữ liệu ở thanh ghi a đưa vào chân số 14(do) của IC 74595 Khi muốn đưa dữ liệu vàothanh ghi của IC 74595 ta cho dữ liệu vào chân số 14(data) và cho chân 11 lên mức cao để tạo xung clock cho phép dịch dữ liệu từng bit một khi muốn xuất dữ liệu ra ta cho chân 12 (latch) lên mức cao (1) muốn chốt dữ liệu lại thì ta cho chân 12 xuống mức thấp lúc đó các chân của 595 sẽ giữ nguyên dữ liệu của data đưa ra Bit dữ liệu ngõ ra của IC này sẽ được đưa vào các ngõ vào của IC ULN2803 để đệm dòng, bit dữ liệu ngõ ra sẽ bị đảo mức so với tín hiệu đầu vào, tín hiệu ra nầy sẽ được đưa ra ở cột led tương ứng để cho phép cột led nào sáng Ngay sau khi đưa dữ liệu ngõ ra, vi điều khiển sẽ phát dữ liệu điều khiển điều khiển hoạt động của IC 74154, tương ứng với mỗi mức tín hiệu ở 4 ngõ vào ở 4 chân A-D của IC 74154 sẽ có tương ứng ở chân Y0-Y15, dữ liệu ngõ vào được thay đổi liên tục để mức tích cực thấp ở ngõ ra thay đổi lần lượt từ chân Y0-Y15, tín hiệu tích cực mức này được đưa vào cực B của BJT TIP127,

Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 2

thi tín hiệu ngõ ra tương ứng ở cực C Sau đó tín hiệu này sẽ đưa ra led hiển thị thực hiên quá trình quét hàng.

5 Sơ đồ mạch thành phần và đo đạc, kiểm tra linh kiện

5.1 Khối nguồn

Sơ đồ mạch :

Nhiệm Vụ : Mạch nguồn ổn áp 5v sử dụng Lm 7805 làm nhiệm vụ tạo ra nguồn

cung cấp 5V ổnđịnh,và mức dòng cung cấp lên đến 3A được nâng dòng bởi BJT 2SB688

Nguyên Lý Hoạt Động:

Điện áp 12 vdc được tạo ra nhờ biến thế đi qua bộ chỉnh lưu cầu diode.

Sau đó đi qua tụ c1 (lọc các thành phần điều hòa bậc 2,3 ),qua tụ c2 để lọc nguồn cho điện áp được phẳng hơn,ổn định hơn.:Điện áp đi tới R1 làm cho VR1 trên R1 tăng đến khoảng đủ làm cho B688 dẫn (0,6-1.5)V.Khi này 1 phần dòng điện chạy qua LM7805làm cho nó hoạt động và cho ra mức áp là 5vdc,dòng tối đa mà Lm7805 chịu đựng được là 1A.Một phần dòng điện thông qua BJT và cho dòng ra Ic~1A vì BJT đang dẫn.Các tụ C3,C4 cungx làm nhiệm vụ tương tự C1,C2 Như vậy ta đã có nguồn ổn áp5Vdc với sai số là +-0,25v

Kiểm tra mạch:Bằng cách thay đổi giá trị đầu vào

1:Cho áp vào là 6v:Tiến hành đo áp VBE/Q1 ta thấy áp trên đây rất nhỏ,chưa đủ kích

dẫn cho BJT.Đo áp đầu ra thì chưa có áp do điện áp đầu vào chưa nằm trong vùng hoạtđộng của LM7805

2:Cho áp đầu vào là 45v.:Tiến hành đo đạc tương tự thì ta cũng thấy các vấn đề

tương tự của mạch như trường hợp 1

3:Cho áp đầu vào là các giá trị 10v,12v,15v,24v Tiến hành đo mạch

-Đo điện áp đầu ra và đo dòng điện

-Khi này ta đo được giá trị đầu ra của LM7805 là 4.98 vdc.Thỏa mãn giá trị cần tạo ra

do giá trị đầu vào thỏa tính chất làm việc của LM7805 là giá trị đầu vào từ (8-40)v

-Nếu dòng điện ra là chưa đủ hoặc rất bé so với 1A và LM7805 bị nóng thì chứng tỏ BJT chưa được -Kiểm tra nhiễu nguồn:Dùng máy hiện sóng đo xem sóng ra có phẳnghay không

Kiểm Tra thực tế trong mạch :

Khối điều khiển cột

Sơ đồ mạch :

Nguyên lý hoạt động của mạch :

Khối điều khiển dùng 89C52 với thuật toán điều khiển được lập trình theo ý tưởng của người thiết kế với cổng p2 để xuất dữ liệu ra cột cho LED

Tín hiệu được đưa ra cổng p2 sau đó đưa qua IC đệm dòng 74HC245 để đảm bảo cungcấp đủ dòng cho khối hiển thị và khối quét được hoạt động ổn định

Sau đó được đưa vào khối giải mã địa chỉ cột sử dụng IC 74HC595 ,đây là thanh ghi dịch 8 bit vào nối tiếp ra song song Ta sử dụng IC này nhằm tiết kiệm chân giao tiếp giữa IC với vi điều khiển Chân DATA_IN (14) để đưa dữ liệu nối tiếp vào ,chân CLK (11) đưa xung đồng hồ dịch bit ,chân LATCH (12) để chốt dữ liệu được gửi ra 8đầu ra được nối đến 8 cột của bảng LED

Nguyên lý làm việc từng linh kiện trong mạch :

a IC 74HC595

Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 4

Là IC ghi dịch 8bit kết hợp chốt dữ liệu , đầu vào nối tiếp đầu ra song song

Đo đạc kiểm tra:

Kiểm tra IC 74HC595 bằng cách đo áp ra ở các chân ra sau khi cấp nguồn

Ta có thể tăng điện áp ngõ ra bằng cách thêm các điện trờ treo ở ngỏ ra với điện

áp kéo lên cao

Chức năng:

- Đệm được 8 đường riêng biệt (nối trược tiếp được với 8 chân của 74595 và 8 chân kia nối với các cột của led matrix)

- Dòng ra tới 500 mA

- Chức năng của ULN2803 giống như bộ hút dòng

- Để tính dòng điện cột thì phải xem là quang báo rộng bao nhiêu, trên một cột có bao nhiêu Led

Nguyên lý hoạt động của mạch :

Mạch điều khiển hàng LED được thiết kế cho mỗi hàng LED một transistor PNP TIP

127 ,dẫn bão hòa Các transistor này dẫn bão hòa nhằm tăng mức công suất cho hệ thống

ma trận LED Các transistor được điều khiển bởi IC 74154, IC này sẽ giải mã ngõ vào từ

4 sang 16 tương ứng với ngõ ra ở mức tích cực thấp, ngõ ra ở mức thấp sẽ làm cho cực B của transistor ở mức thấp và khi đó transistor sẽ dẫn bão hòa làm cho anode của các hàng LED được tích cực

Nguyên lý làm việc từng linh kiện :

a. Transistor TIP127

Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 6

Đo đạc kiểm tra:

Đo điện áp trên cực E của BJT được 5V bằng với giá trị của nguồn cung cấp

Đặt que đen của đồng hồn đo ở mass, que đỏ ở chân hàng của led ma trận, đo được giátrị

Thay đổi dữ liệu ngõ vào ở cực B, cho giá trị ngõ vào ở mức, đo được ngõ ra, cho ngõ vào ở mức thấp đo được ngõ ra ở cực C

b. 74HC154

IC 74HC154 là IC giải mã từ 4 sang 16.

Đo đạc kiểm tra:

Đo điện áp tại chân 24 của IC 74HC154 thu được giá trị, giá trị này bằng với điện áp của nguồn cung cấp Đo áp tại chân 12 so với cực dương của nguồn cũng thu được giá trị

Đặt giá trị điều khiển của chân E0,E1 ở mức thấp để cho phép IC hoạt động, đưa giá tri ngõ vào ở các chân từ A0-A3 đều ở mức thấp, đo được ở chân Y0 là mức thấp, các chân còn lại ở mức cao Đưa vào chân A0 mức cao, 3 chân còn lại ở mức thấp, đo được giá trị ở chân Y1 là mức thấp, các chân còn lại ở mức cao

c. 74HC573

IC 74HC573 là vi mạch chốt dữ liệu, nó xuất dữ liệu song song 8bit ra từ 8 chân vào của IC Dùng chân LE để chốt dữ liện lại khi ta thay đổi các đầu vào của IC thì dữ liệutrong thanh ghi của nó cũng không đổi dữ liệu trong thanh ghi được nối tới đầu ra khi chân OE ở mức 0

Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 8

Đo đạc kiểm tra:

IC này có giá trị điện áp cung cấp từ 2-6V,ngõ vào và ra được điều khiển bởi 2 chân

Oe và LE

Đo giá trị điện áp trên chân Vcc, đặt que đen ở chân mass của nguồn, que đỏ ở chân

20, giá trị này nằm trong tầm cho phép hoạt động của IC

Đặt que đen của đồng hồ ở chân số 10, que đỏ ở cực dương của nguồn,đo được giá trị Đặt giá trị điện áp tương ứng ở chân OE,LE, đưa điện áp mức cao vào lần lượt các chân từ D0-D7, giá trị đo được ở ngõ ra cũng tương ứng ở mức ca

5.4 Khối hiển thị LED MATRIX

Để hiển thị toàn bộ ma trận led các hàng sẽ lần lượt được luân phiên hiển thị từ hàng đầu tiên cho đến hàng cuối cùng rồi lặp lại Tại một thời điểm chỉ có một hàng được hiển thị

Trước thời điểm bắt đầu hiển thị hàng đầu tiên dữ liệu của hàng đầu tiên được đưa vào

bộ đệm hàng theo cách nối tiếp từ b8 vào trước rồi đến b1, xung nhịp được cấp từ bênngoài vào để đọc mỗi bít dữ liệu tuân tự, khi đã đủ hết dữ liệu rồi thì xung nhịp khôngđược phép làm việc nữa

Kiểm Tra linh kiện rời:

-Dùng đồng hồ kim,đặt que dương (đỏ) vào 1 trong các hang( mức 1 cho các

hàng),que đen đạt lần lượt vào các cột (mức 0 cho các cột tương ứng) xem led có sáng

ở từng vị trí tương ứng hay ko.

Kiểm Tra khi lắp vào mạch:

-với 4 led matrix ta nối chung các hàng tương ứng với nhau(tức có 8 hàng cho cả 4 matrix),các cột thì rieng biệt cho mỗi matrix nên có 32 cột

-Tương tự ta đặt que dương ở các hàng,di chuyển qua đen ở các cột tương ứng xem led

có sang hay không

CHƯƠNG TRÌNH ASSEMBLY VIẾT CHO VI ĐIỀU KHIỂN

MẠCH QUANG BÁO

Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Bắt đầu Trang: 10

1.2 Chương trình giao tiếp bàn phím

Chương trình quét phím

khởi tạo các thông số và vùng nhớ

Giao tiếp với bàn phím

Chương trình hiển thị chữ đứng

Chương trình hiển thị chữ chạy

END

Bắt đầu

Gọi chương trình kiểm tra phím

Tạo địa chỉ vùng RAM và lưu vào bộ nhớ

ngoài

RET Đọc dữ liệu và hiển thị ra led

S S

Vị trí lưu mã phím enter Vị trí lưu mã các chữ thông

R7= địa chỉ vùng Ram hiển thị LED

Đọc dữ liệu từ vùng RAM trước đó

đã nhận từ PC (ram_ tam 1) ghi vàovùng RAM hiển

1.5 Chương trình tổng thể:

;========================= led matrix 16x32 ===================

;========================================================== Lacth EQU

DB

0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FF H,0FFH

DB

0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FF H,0FFH

; - bang ma led

-; - MA FONT

-Chu_A_0:

db 080h,007h,000h,003h,07fh,0fbh,07fh,0fbh,000h,003h,080h,007h,0ffh,0ffh Chu_A_1:

db 0dfh,0fbh,080h,003h,080h,003h,0ffh,0fbh,0ffh,0ffh

Chu_A_2:

db 0c7h,0e3h,087h,0d3h,0bfh,033h,0bch,073h,081h,0f3h,0c3h,0e3h,0ffh,0ffh Chu_A_3:

db 08fh,0ffh,09fh,0ffh,09fh,0c3h,09ch,003h,083h,0ffh,08fh,0ffh,0ffh,0ffh

Chu_A_8:

db 0c3h,087h,0b9h,073h,0bch,0fbh,0bch,07bh,081h,033h,0c3h,087h,0ffh,0ffh Chu_A_9:

db 0c0h,0e7h,080h,063h,0bfh,07bh,0bfh,07bh,080h,003h,0c0h,007h,0ffh,0ffh

0ffh,0fbh,0ffh,083h,0f8h,03bh,007h,0bfh,000h,03bh,0f0h,003h,0ffh,083h,0ffh,0fbh ,0ffh,0ffh

db

07dh,0fbh,000h,003h,000h,003h,07dh,0fbh,03fh,0f3h,080h,007h,0c0h,00fh,0ffh,0ff h

Chu_A_24:

db

07fh,0fbh,000h,003h,007h,0fbh,0c0h,0ffh,0f8h,03fh,07eh,007h,000h,003h,07fh,0ff h,0ffh,0ffh

Chu_A_25:

db 0e0h,01fh,080h,007h,07fh,0fbh,07fh,0fbh,080h,007h,0e0h,01fh,0ffh,0ffh

Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 28

db

07fh,0ffh,001h,0ffh,000h,007h,07fh,0c3h,0f8h,03fh,007h,0ffh,07fh,0ffh,0ffh,0ffh Chu_A_33:

db

07fh,0ffh,000h,0ffh,000h,003h,0ffh,00fh,078h,0ffh,001h,0ffh,000h,003h,0ffh,00fh,0 78h,0ffh,007h,0ffh,0ffh,0ffh

Chu_A_34:

db

07fh,0fbh,01fh,0e3h,003h,01bh,0e0h,0ffh,0f0h,01fh,00fh,003h,07fh,0e3h,0ffh,0fbh, 0ffh,0ffh

Chu_A_35:

db

07fh,0ffh,007h,0fbh,000h,003h,0fch,003h,063h,0fbh,01fh,0ffh,07fh,0ffh,0ffh,0ffh Chu_A_36:

db 07fh,0ffh,000h,003h,000h,003h,0ffh,0ffh

Chu_A_50:

db

0fch,003h,0fch,003h,0fdh,0ffh,0fch,003h,0fch,003h,0fdh,0ffh,0fch,003h,0feh,003h, 0ffh,0ffh

db

0fdh,0ffh,0fch,03fh,0fch,003h,0ffh,083h,0fch,07fh,0fch,003h,0ffh,0c3h,0fch,03fh,0 fdh,0ffh,0ffh,0ffh

db

0fbh,0bfh,0fbh,0a3h,0f0h,01fh,08bh,0bfh,0fbh,0a3h,0f8h,01fh,0f3h,0bfh,08bh,0bf h,0ffh,0ffh

Chu_A_69:

db

0ffh,087h,087h,003h,002h,0e3h,078h,033h,072h,037h,08dh,0c7h,0fch,033h,0fdh,0f bh,0ffh,0ffh

db 0fdh,0f7h,0feh,0efh,0feh,0efh,0ffh,05fh,0ffh,05fh,0ffh,05fh,0ffh,0bfh,0ffh,0ffh Chu_A_92:

db 09fh,0ffh,01fh,0ffh,07ch,013h,000h,013h,087h,0ffh,0ffh,0ffh

Chu_A_93:

db

0f9h,0ffh,0f1h,0ffh,0f7h,0ffh,0f3h,0ffh,0f9h,0ffh,0fdh,0ffh,0f1h,0ffh,0f3h,0ffh,0ffh ,0ffh

db 0feh,0c7h,0f4h,083h,0adh,0bbh,0b4h,007h,0deh,003h,0ffh,0fbh,0ffh,0ffh Chu_A_104:

Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 32

db 0feh,0c7h,0f4h,083h,0edh,0bbh,0b4h,007h,06eh,003h,09fh,0fbh,0ffh,0ffh Chu_A_105:

db 0deh,0c7h,0b4h,083h,0adh,0bbh,0d4h,007h,0deh,003h,0bfh,0fbh,0ffh,0ffh Chu_A_106:

db

0fch,007h,0fch,003h,0f7h,0fbh,0ech,003h,0ech,003h,0feh,0ffh,0fdh,0ffh,0ffh,0ffh Chu_A_148:

db

0fch,007h,0fch,003h,0efh,0fbh,0ech,003h,0f4h,003h,0feh,0ffh,0fdh,0ffh,0ffh,0ffh

Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 34

db

0fch,007h,0fch,003h,0dfh,0fbh,0b4h,003h,0cch,003h,0feh,0ffh,0fdh,0ffh,0ffh,0ffh Chu_A_150: