Thiết kế và thi công led cube 5x5x5 dùng vi điều khiển AT89S52

Thiết kế và thi công led cube 5x5x5 dùng vi điều khiển AT89S52, tài liệu báo cáo cực huẩn thiết kế hệ thống, Thiết kế và thi công led cube 5x5x5 dùng vi điều khiển AT89S52 Thiết kế và thi công led cube 5x5x5 dùng vi điều khiển AT89S52 Thiết kế và thi công led cube 5x5x5 dùng vi điều khiển AT89S52 Thiết kế và thi công led cube 5x5x5 dùng vi điều khiển AT89S52

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG LED CUBE 5X5X5

DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52

GVHD: ThS VŨ THẾ ĐẢNG

Bình Dương, tháng 5 năm 2012

BÁO CÁO ĐỒ ÁN 2

Cấu trúc

I Tổng quan

II Cơ sở lý thyết

III Giới thiệu về linh kiện

I Tổng Quan

- Vi điều khiển là một lĩnh vực khá lý thú đối với các bạn sinh viên chuyên ngành Điện tử nói chung

- Cùng với sự phát triển của ngành điện tử thì nhiều

họ Vi điều khiển được các hãng sản xuất chíp cho

ra đời như: AT89, AVR của Atmel, PIC của Microchip…

- Cùng với sự phát triển đó nhiều ứng dụng về nó

đã được ra đời như: Mạch báo chuông tiết học, Điều khiển động cơ, mạch ứng dụng vi điều khiển điều khiển Led đơn được sử dụng nhiều trong ngành quảng cáo LED…

- Ngày nay các ứng dụng về 3D ngày càng rộng rãi,

vì thế việc nghiên cứu tìm hiểu led 3D đặt nền móng và giúp cho chúng ta hiểu hơn về công nghệ 3D

I Tổng Quan

II Cơ sở lý thuyết

1.1 Giới thiệu Led Cube 5x5x5

- LED CUBE  được tạo thành từ 125 bóng led, xếp thành 5 lớp, mỗi lớp 25 bóng

- Chúng ta không dùng 125 mối nối để thắp sáng từng bóng mà thay vào đó, ta mắc chung các chân anode của 25 bóng trên 1 lớp lại với nhau và mắc chung 5 chân cathode để tạo thành cột (có 25 cột)

II Cơ sở lý thuyết

1.2 Nguyên lý hoạt động Led Cube 5x5x5

- Để cho 1 led bất kỳ bật sáng, ta nối chân anode chung của lớp với điểm có điện thế cao, và nối điện thế thấp cho chân cathode của bóng led nào cần thắp sáng

- Việc cấp điện thế cao cho các lớp được thực hiện bởi 5 transistor PNP được phân cực ở vùng bão hòa và vùng ngưng dẫn tương ứng với mức logic 0

và 1

II Cơ sở lý thuyết

1.2 Nguyên lý hoạt động Led Cube 5x5x5

III Giới thiệu về linh kiện

Tên linh kiện Chức năng Chip Atmel 89S52 Được lập trình dùng để điều khiển các hiệu ứng của khối led cube

Thạch anh 12Mhz Tạo dao động cho vi điều khiển

Tụ điện 33pF hoặc 22pF

Tụ điện 10uF

Được sử dụng trong mạch Reset

Nút nhấn 4 pin

Điện trở 10k

Điện trở mảng 4,7 k Dùng để kéo nguồn cho port 0

IC ổn áp 7805

Được dùng trong mạch ổn áp nguồn ra 5V cấp cho vi điều khiển

Tụ điện 100uF

Led đục cao 5mm màu xanh dương Được dùng để tạo thành khối led

Led đục cao màu xanh đỏ Dùng để báo tín hiệu nguồn

Transistor Khuếch đại từ ngõ ra vi điều khiển cấp cho các lớp của khối led

Jack cắm 8 và cáp bẹ 8 Dùng để kết nối từ bo mạch chính vào khối led

Jack nguồn và Adapter Cấp nguồn vào cho bo mạch chính

IV Thiết kế phần cứng

R 11 220

+5V

D 2

LE D

R 16 220

K H O ÁI N G U O ÀN

R 18 220

R 36 220

U 2

LM 7805

1

3

V I

D V O

Q 1

P N P B C E

K H O ÁI X Ö Û L Y Ù T R U N G T A ÂM

J 6

C O N 2

1

2

R 33 1K

R 14 220

M A ÏC H Ñ I E ÀU K H IE ÅN L E D C U B E 5X 5X 5

R 23 220

R 25 220

R 28 220

R 30 1K

R 12 220

C 3

33 P

Q 3

U 1

A T89S 52

9 18

29 31

1 3 4 6 8

21 22 24 26 28 10 12 13 15 17

39 38 36 34 32

R S T XTA L2 XTA L1

P S E N

A LE /P R O G

E A /V P P

P 1.0/T2

P 1.1/T2-E X

P 1.2

P 1.3

P 1.5

P 1.7

P 2.0 /A 8

P 2.1 /A 9

P 2.2/A 10

P 2.4/A 12

P 2.6/A 14

P 3.0 /R XD

P 3.1/TXD

P 3.2/IN T0

P 3.3/IN T1

P 3.4/T0

P 3.5/T1

P 3.6/W R

P 3.7 /R D

P 0.0/AD 0

P 0.1/AD 1

P 0.3/AD 3

P 0.4/AD 4

P 0.6/AD 6

C 1

C LE D

R 9 220

+5 V

C 2 33P

J 4

C O N 8

1 3 4 6 8

R E S E T

C 5 22uF

R 3 220

+5V

R 7 220

R 26 220

R 29 220

X2

R 31 1K

+5V

R 19 220

R 21 220

X1

R 1

R E S IS TO R S IP 9 1

D 1

LE D

J 3

C O N 8

1

2

4

6

X2

R 35

10 K

R 17 220

R 24 220

R 2 220

X1

R 8 220

Q 2

R 15 220

LE D

J 2

C O N 8

1 3 4 6 8

Y 1

C R Y S TA L

+5V

R 4 220

R 27 220

R E S E T

Q 5

R 34 1K

R 20 220

R 22 220

K H O ÁI R E SE T

+5V

R 5 220

R 32 1K

K H O ÁI T A ÏO

D A O Ñ O ÄN G

R 13 220

Q 4

+5V

J 1

1 2 4 6 8

S W 3

K H O ÁI B A ÙO T Í N H I E ÄU

Các Khối chức năng

IV Thiết kế phần cứng

- Khối xử lý trung tâm: có chức năng xử lý và đưa ra các tín hiệu tại ngõ ra của vi điều khiển

để điều khiển khối led cube

IV Thiết kế phần cứng

R 1 1 220

R 1 6 220

R 1 8 220

X1

Q 1

P N P B C E

R 33 1K

X2

R 1 4 220

R 2 3 220

R 2 5 220

R 28 220

R 30 1K

R 1 2 220

L E D

Q 3

U 1

A T89S 52

9

18 19

29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8

21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17

39 38 37 36 35 34 33 32

R S T

XTA L2 XTA L1

P S E N

A LE /P R O G

E A /V P P

P 1.0 /T2

P 1.1 /T2-E X

P 1.2

P 1.3

P 1.4

P 1.5

P 1.6

P 1.7

P 2.0/A 8

P 2.1/A 9

P 2.2/A 10

P 2.3/A 11

P 2.4/A 12

P 2.5/A 13

P 2.6/A 14

P 2.7/A 15

P 3.0/R XD

P 3.1/TXD

P 3.2/IN T0

P 3.3/IN T1

P 3.4/T0

P 3.5/T1

P 3.6/W R

P 3.7/R D

P 0.0 /A D 0

P 0.1 /A D 1

P 0.2 /A D 2

P 0.3 /A D 3

P 0.4 /A D 4

P 0.5 /A D 5

P 0.6 /A D 6

P 0.7 /A D 7

R 9 220

J 4

C O N 8

1 2 3 4 5 6 7 8

R 3 220

R 7 220

R 2 6 220

+5V

R 29 220

R 31 1K

R 1 9 220

R 2 1 220

R 1

R E S IS TO R S IP 9 1

J 3

C O N 8

1

2

3

4

5

6

7

R 1 7 220

R 2 4 220

R 2 220

R 8 220

Q 2

K H O ÁI X Ö Û L Y Ù T R U N G T A ÂM

R 1 5 220 J 2

C O N 8

1 2 3 4 5 6 7 8

+5V

R 4 220

R 27 220

Q 5

R 34 1K

R 2 0 220

+5V

R 2 2 220

+5V

R 5 220

R 32 1K

R 1 3 220

Q 4

R E S E T

J 1

1 2 3 4 5 6 7 8

U 2 LM7805

1

3

V I

D V O

J 6

C O N 2

1 2

C 5 22uF

K H O ÁI N G U O ÀN

+5V

IV Thiết kế phần cứng

- Khối nguồn: có chức năng ổn áp nguồn vào 5V qua ic ổn áp 7805 để nuôi vi điều khiển

X2 X1

C 3 33P

C 2 33P

K H O ÁI T A ÏO

D A O Ñ O ÄN G

Y 1

C R Y S TA L

IV Thiết kế phần cứng

- Khối tạo dao động: thường được nối với thạch anh tạo thành mạch tạo dao động cho Vi điều khiển

- Khối Reset: sẽ Reset vi điều khiển, khi reset thì tín hiệu phải ở mức cao ít nhất 2 chu kỳ máy

C 1 C

R E S E T

K H O ÁI R E SE T

R 35 10K

+5V

S W 3

IV Thiết kế phần cứng

- Khối báo tín hiệu: có chức năng báo nguồn và tín hiệu khi có tín hiệu điều khiển khối led

D 2

LE D

R 36 220 D 1

LE D

K H O ÁI B A ÙO T Í N H I E ÄU

+5V

LE D

IV Thiết kế phần cứng

V Lưu đồ &

Thiết kế phần mềm

KHỞI TẠO BIẾN BẮT ĐẦU

HIỆU ỨNG TỎA RA

HIỆU ỨNG CHỚP TẮT

HIỆU ỨNG NƯỚC DÂNG

HIỆU ỨNG QUAY ĐỨNG

HIỆU ỨNG LƯỢN SÓNG

XÓA

i <= n

QUÉT 5 DÒNG, CỘT 13

DELAY

XÓA

QUÉT 5 DÒNG, CỘT 7,8,9,12,14,17,18,19

DELAY

XÓA

QUÉT 5 DÒNG, CỘT 1,2,3,4,5,16,15,20,25,24, 23,22,21,16,11,6

DELAY

CHỚP TẮT S

Kết luận

vận dụng được những kiến thức đã học vào thực tế, từ

đó rút ra được nhiều kinh nghiệm cho bản thân thông qua quá trình thực hiện đề tài.

bằng mica tạo thêm tính thẩm mỹ cho khối led.

quá trình thực hiện.

nhiều hơn

Chân thành cám ơn quý thầy cô và các bạn