tìm hiểu và chế tạo module thực hành vi sử lýlà vô cùng quan trọng

Mở Đầu Giới Thiệu Sơ Lược Về Đề Tài Và Cơ Sở Thực Tập 1.Thành viên nhóm 6: Lưu Văn Khánh B6DT Nguyễn Danh Luân B6DT Nguyễn Phúc Cường B6DT Nguyễn Anh Dũng B6DT Phạm Văn Tuân B6DT

LỜI NÓI ĐẦU

Kỹ thuật vi điều khiển hiện đang được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế, trong các ứng dụng đo lường, điều khiển, thu thập số liệu và đặc biệt là trong các hệ nhúng Hiện đã có rất nhiều trường đại học, cao đẳng, trung cấp chuyên nghiệp đưa vào chương trình giảng dạy Việc xây dựng thiết bị thực hành, kit phát triển để có thể giảng dạy đạt hiệu quả cao là nhu cầu rất bức thiết Tuy nhiên hệ thống các thiết bị thực hành do nước ngoài cung cấp có giá thành rất lớn khó phù hợp với điều kiện thực tế của nhiều trường, cơ sở đào tạo trong nước

- Hầu hết chỉ thiết kế thí nghiệm với vi điều khiển 89C51, không hỗ trợ các họ

vi điều khiển khác như PIC, AVR …

- Tổ chức phần cứng cho mỗi bài thực hành sinh viên phải tiến hành kết nối cácbộ phận với nhau bằng dây cáp, do đó mất thời gian và rất dễ sinh ra hỏng hóc các tiếp xúc giữa cáp nối và đế cắm

- Một bộ thí nghiệm chỉ cho phép 1 sinh viên thao tác, do đó phải trang bịvới số lượng lớn mới đủ cho 1 lớp thực hành dẫn đến chi phí trang bị một phòng thí nghiệm vi điều khiển là tương đối lớn

Chính vì thế việc nghiên cứu và phát triển đề tài “ tìm hiểu và chế tạo module thực hành vi sử lýlà vô cùng quan trọng” Nó giúp chúng ta có thể giảm thời gian và chi cho việc thực hành với vi điều khiển

Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Tuân

Mở Đầu

Giới Thiệu Sơ Lược Về Đề Tài Và Cơ Sở Thực Tập

1.Thành viên (nhóm 6): Lưu Văn Khánh (B6DT)

Nguyễn Danh Luân (B6DT)

Nguyễn Phúc Cường (B6DT

Nguyễn Anh Dũng (B6DT)

Phạm Văn Tuân (B6DT)

2.Đề Tài: Tìm hiểu và chế tạo modul thực hành vi xừ lý

3.Cơ sở thục tập: Công ty cổ phần Dữ liệu Toàn cầu(GDATA)

Địa chỉ: B2-T9 335 Cầu Giấy Hà Nội

Người đại diện: Nguyễn văn tuân

Ngành nghề kinh doanh: cung cấp dịch vụ máy chủ,máy chủ ảo,chỗ đặt máy chủ ,hosting,tên miền chuyên nghiệp,…

Công ty được sáng lập bởi các thành viên giầu kinh nghiệm trong lĩnh vực Dữ liệu Trực tuyến,đội ngũ kỹ thuật chuyên sâu,cung cấp dịch vụ chuyên nghiệp nhằm mang đến cho khách hàng một giải pháp mạng hiệu quả và tiên tiến nhất Việt Nam.

Tầm nhìn:gdata mong muốn chở thành một tổ chức hiện đại,giàu mạnh và văn hóa đủ

sức cạnh tranh với các tổ chức viễn thông lớn bằng nỗ lực sáng tạo trong khoa học và công nghệ,làm khách hàng hài lòng tạo điều kiện cho nhân viên của mình phát huy nhất tài năng và cuộc sống đầy đủ về vật chất,phong phú về tinh thần.

Chiến lược: Gdata phấn đấu trở thành công ty hàng đầu phát triển hạ tầng và cung cấp

dịch vụ dữ liệu trực tuyến, dịch vụ giá trị gia tăng trên nền Internet nhằm thỏa mãn tối

đa nhu cầu của người sử dụng.

cỗ vũ và là niềm tự hào của mỗi người Gdata Mỗi thành viên đều trân trọng và cùng nhau vun đắp cho văn hóa công ty ngày càng phong phú và giàu bản sắc.

Đội ngũ nhân sự

Gdata có đội ngũ quản lý và nhân viên sáng tạo, tận tụy với công việc đó là tài sản quý báu nhất là nền tảng tạo ra mọi thành công Nỗ lực không ngừng làm chủ công nghệ của dịch vụ cung cấp, không ngừng tạo nên những giá trị gia tăng hiệu quả cho khách hàng và người tiêu dùng.

Chính sách đào tạo

Bên cạnh việc đầu tư và phát triển chuyên môn, Gdata khuyến khích và tạo điều kiện tốt nhất cho cán bộ nhân viên được nâng cao năng lực thông qua học, tự học và trao đổi tri thức Hàng năm, cán bộ nhân viên Gdata được tham gia nhiều chương trình đào tạo thuê ngoài và tự đào tạo của Công ty.

Mọi nhân viên mới của Gdata đều được tham gia các khóa đào tạo tân binh (gồm giới thiệu tổng quan về công ty, chế độ chính sách đãi ngộ, hướng dẫn sử dụng các công

cụ, phương tiện hỗ trợ công việc; quy trình làm việc theo chuyên môn, quy định làm việc) Nhân viên ký hợp đồng chính thức với Gdata được tài trợ để tham gia các khóa đào tạo, mức tài trợ tùy vào từng vị trí, thâm niên và loại hợp đồng của CBNV đó Ngoài ra, cán bộ quản lý ở Gdata có trách nhiệm kèm cặp và hướng dẫn cán bộ nhân viên cấp dưới, tạo ra môi trường tự học tập trong công ty.

Chính sách đãi ngộ

Chính sách đãi ngộ và thăng tiến của Gdata được xây dựng nhằm đảm bảo các tiêu chí: tương xứng với kết quả công việc của cán bộ nhân viên, cạnh tranh theo thị trường, công bằng và minh bạch.

Hệ thống chính sách đãi ngộ của Gdata hiện nay được xây dựng theo hình thức thu nhập trọn gói, gồm các nhóm sau:

• Nhóm lương: hàng năm, mỗi CBNV được hưởng 13 tháng lương theo từng vị trí công việc

• Nhóm thưởng: thưởng theo kết quả công việc của mỗi CBNV và theo kết quả sản xuất kinh doanh của Công ty

• Nhóm phụ cấp: Mức phụ cấp là khác nhau đối với từng vị trí công việc

• Nhóm phúc lợi: như tiền nghỉ mát, bảo hiểm sức khỏe cho CBNV, ưu đãi về giá cho người Gdata khi sử dụng, mua các sản phẩm,dịch vụ của Gdata.

Thay mặt ban lãnh đạo Công ty Cổ phần dữ liệu toàn cầu Gdata, Chủ tịch Hội đồng quản trị Ông Nguyễn Văn Tuân cam kết lãnh đạo công ty đi đúng mục tiêu đã đề ra.

CHƯƠNG 1: MÔ TẢ HỆ THỐNG

Giới thiêu

LMD TS là hệ thống mô hình đào tạo phục vụ khảo sát, nghiên cứu, thực hànhthiết kế bảng thông tin điện tử sử dụng công nghệ ma trận đèn LED (LightEmitting Diode - Đi ôt phát quang) Hệ thống giúp sinh viên tiếp cận với côngnghệ hiển thị bằng bảng ma trận đèn LED từ cơ bản đến nâng cao, từ đó sinhviên có thể hiểu, thiết kế được hệ thống bảng Hệ thống được thiết kế theo tưduy logic kỹ thuật liền mạch từ đầu trí cuốidựa theo cáchnhìn của sinh

viên,cộng với sự sắp xếp, phân chia bài bản theocác vấn đềchuyên mônchi tiết rõràng

• Phân cấp từ cơ bản đến nâng cao

• Phân chia thành nhiều module

• Khảo sát phương pháp quét hàng,quétcột

• Hiển thị một màu đỏ và tổ hợp 2 màu xanh đỏ

Sau đây là mô tả chi tiết về sản phấm Mục I sẽ giới thiệu tổng quan toàn bộ hệthống, liệt kê các thành phần và các tuy chọn trong hệ thống , các mục từ II đếm

IX sẽ giới mô tả chi tiết từng module

I Tổng quan hệ thống

Hệ thống được chia thành 9 module theo bài thực hành, một khung giá chính bằng kim loại đe đỡ các module Khi sử dụng module nào thì cài module đó trênlên ray của khung giá kim loại

LMD01 Ma trận LED đơn săc 8x8, quét theo hàng, khối quét hàng, đệm

hàng, chốt hàng, đệm cathode, đệm anode, các chốt cấp nguồnkiếm thử tín hiệu

LMD02 Ma trận LED đơn săc 8x8, quét theo cột, khối quét cột, đệm cột,

chốt cột, đệm cathode, đệm anode, đầu nối tín hiệu điều điềukhiến và dữ liệu, các chốt cấp nguồn kiếm thử tín hiệu

LMD03 Ma trận LED hai màu xanh/đỏ 8x8, quét theo hàng, khối quét

hàng, đệm chốt hàng, đệm anode, đầu nối tín hiệu điều điều khiến

và dữ liệu, các chốt cấp nguồn kiếm thử tín hiệuLMD04 Ma trận LED hai màu xanh/đỏ 8x8, quét theo cột, khối quét cột,

đệm chốt cột, đệm cathode, đầu nối tín hiệu điều điều khiến và dữliệu, các chốt cấp nguồn kiếm thử tín hiệu

LMD05 Module hiến thị màu đỏ, 16x32 pixel, quét theo hàng, khối kích

dòng, đệm chốt dữ liệu, đầu vào/đầu ra tín hiệu điều khiến và dữliệu, các chốt cấp nguồn kiếm thử tín hiệu

LMD06 Module hiến thị hai màu xanh/đỏ 16x32 pixel, quét theo hàng,

khối kích dòng, đệm chốt dữ liệu, đầu vào/đầu ra tín hiệu điềukhiến và dữ liệu, các chốt cấp nguồn và kiếm thử tín hiệu

LMD07 Bảng tin điện tử 16x96 pixel, outdoor, đơn săc, giao tiêp RS232,

nguồn 220VACLMD09 Board điều khiến chung, MCU AT89S52, 16Kbyte Ram, RS232,

LMD port, KeyBoard, nạp ISP và cấp nguồn cho thí nghiệmKhung Giá đỡ băng kim loại

II Module LMD01

LMD01 là ma trận LED đơn sắc 8x8, quét theo hàng, khối quét hàng, đệm hàng,chốt hàng, đệm cathode, đệm anode, các chốt cấp nguồn kiếm thử tín

LMD01 chứa các loại, linh kiện cơ bản, và lí thuyết cơ bản đe điều khiến bảngLED LMD01 đưa ra một ma trận led 8x8 điếm, đơn sắc (đỏ) và các linh kiện đếđiều khiến một LMD theo phương pháp đầu tiên - Quét theo hàng.

LMD01 gồm các thành phần sau:

• Ma trận LED 8x8 pixel, đơn sắc (đỏ)

• Khối đệm Kathode - ULN2803

• Khối đệm Anode - 74LS574

• Khối đệm dữ liệu hàng - 74LS164

• Khối chốt dữ liệu hàng - 74LS573

• Khối quét hàng - 74LS164

Module có chốt cắm nguồn 5V, Jack nối tín hiệu điều khiển để kết nối với

module điều khiển chung ảnh 1 là module LMD01

Các thành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lý rõ ràng , các đường tín

hiệu có các chốt để thử.

Sơ đồ nguyên lý.

Mạch in.

• Ma trận LED 8x8 pixel, đơn sắc (đỏ)

• Khối đệm Kathode - ULN2803

Mạch in.

IV Module LMD03.

• Khối đệm chốt dữ liệu màu xanh - 74LS595

• Khối đệm chốt dữ liệu màu đỏ - 74LS595

•Khối đệm Anode - 74LS574Khối quét hàng - 74LS164

Module có chốt cắm nguồn 5V, jack nối tín hiệu điềukhiến đế kết nôi vớimodule điều khiến chung Ảnh 7 là module LMD03

Mạch nguyên lý

Mạch in

IV Module LMD04.

LMD04 đưa ra một ma trận LED 8x8 điếm, hai màu xanh/đỏ và các linh kiện

đế điều khiến một LMD theo phương pháp Quét theo cột

Các thành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng, các đường tínhiệu có các chốt đế đo thử

LMD04 gồm các thành phần sau:

• Ma trận LED 8x8 pixel, 2 màu xanh/đỏ

• Khối đệm màu xanh - ULN2803

• Khối đệm màu đỏ - ULN2803

• Khối quét cột - 74LS164

• Khối đệm chốt dữ liệu cột - 74LS595

Module có chốt cắm nguồn 5V, jacknối tín hiệuđiều khiến đế kết nôi vớimodule điều khiến chung Ảnh 10 là module LMD04

Mạch nguyên lý.

Mạch in.

VI Module LMD05.

Module hiển thị 16x32 pixel đơn sắc.

LMD05 là một module hiển thị 16x32 pixel, đơn sắc màu đỏ trên đó có đệmkích dòng Anode, đệm Kathode, đệm chốt dữ liệu theo hàng.Các thành phầnđược bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng,cácđường tínhiệu có các chốtđể

• Khối đệm Anode - 4 IC ULN2803

• Jack tín hiệu vào, jack tín hiệu ra

Module có chốt cắm nguồn 5V, jack nối tín hiệuđiều khiển để kết nôivớimodule điều khiển chung Ảnh 13 là module LMD05

Sơ đồ nguyên lý.

Mạch in.

VII Module LMD06.

LMD06 là một module hiến thị 16x32 pixel hai màu xanh và đỏ, trên đó có cáckhối đệm kích dòng Anode, đệm Kathode, đệm chốt dữ liệu theo hàng Cácthành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng, các đường tín hiệu

có các chốt đế đo thử

LMD06 gồm các thành phần sau:

• Ma trận LED 16x32 pixel, 2 màu xanh/đỏ

• Khối đệm chốt dữ liệu hàng - 16 IC 74LS574

• Khối đệm Anode - 4 IC ULN2803

• Jack tín hiệu vào, jack tín hiệu ra

Module có chốtcắm nguồn 5V, jack nối tín hiệu điều khiến đế kết nôi vớimodule điều khiến chung Ảnh 16 là module LMD06

Mạch nguyen lý

Mạch in.

VII Module LMD07

Bảng tin điện tử 16x96 pixel đơn sắc (xanh/đỏ)

LMD07 là một bảng thông tin điện tử hoàn chỉnh 16x96 pixel một màu đỏ, với các tham số kỹ thuật như sau:

• Led outdoor

• 16x96 pixel màu đỏ

• MCU AT89S52, 8k flash ROM

• 16 Kbyte Ram

• giao diện truyền thông RS232

• Sử dụng nguồn 220VAC

IX Module LMD09 - Module điều khiển chính

LMD09 là hệ vi điều khiến chứa các các thành phần đe phục vụ cho các bài thực hành các phương pháp điều khiến LMD bằng chương trinh điều khiến

Sơ đồ nguyên lý.

Sơ đồ mạch in.

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ ỨNG DỤNG THỰC HÀNH CỦA MODULE.

PHẦN 1: KHẢO SÁT MA TRẬN LED 8x8 MỘT MÀU VÀ QUÉT HÀNG

- Khối quét hàng làm nhiệm vụ tạo ra tín hiệu quét cho 8 chân đầu ra từ H1đến H8 Các chân đầu ra sẽ lần lượt và luân phiên có tín hiệu mức cao, tại mộtthời điểm chỉ có một chân có tín hiệu mức cao, các chân còn lại mang tín hiệumức thấp hết, sau một khoảng thời gian quy định sẽ chuyển sang chân tiếp theo,

cứ như thế từ chân đầu tiên cho đến hết chân cuối cùng sau đó lại quay lại chânđầu tiên Thời gian tồn tại trạng thái mức cao của mỗi chân đầu ra là bằng nhaunhưng có the thay đoi được, tổng thời gian đe quét hết một vòng 8chân đầu racũng thay đổi được, do vậy phải quyết định được thời điem bắt đầu chuyentrạng thái của một chân bất kỳ Khôi quét hàng có một đầu vào tín hiệu đồng bộSYN và một đầu vào xung nhịp Đầu vào xung nhịp đe quyết định thời điemchuyen đổi trạng thái của đầu ra, còn đầu vào tín hiệu đồng bộ đe xác định thờiđiem bắt đầu một vòng quét Tại thời điem trước khi bắt đầu một vòng quét mớitín hiệu SYN băng một, ngay sau đó là một xung dương đưa vào làm cho đầu raH1 chuyen trạng thái từ 0 sang 1, sau đó một khoảng thời gian bắt đầu chuyentrạng thái cho chân đầu ra tiếp theo (H2) tín hiệu SYN = 0, và liền đó là mộtxung dương được đưa vào đầu vào xung nhịp, tín hiệu SYN chỉ bằng 1 khi bắtđầu một vòng quét mới còn lại toàn bộ thời gian quét luôn = 0

- Khối đệm hàng làm nhiệm vụ chứa dữ liệu của một hàng đe sẵng sàng choviệc hien thị một hàng, dữ liệu được đưa vào kieu nối tiếp và dịch chuyen trêncác chân đầu ra b1 đến b8 Dữ liệu b8 được đưa vào đầu tiên, b1 dịch đến sau,dịch đến khi dữ liệu của b 1 được đưa vào thì dữ liệu b8 dịch đến chân b8 và dữliệu của b1 có trên chân b1 Khối này có một chân đầu vào xung nhịp sử dụngcho việc đọc dữ liệu vào

- Khối chốt hàng làm nhiệm vụ chốt dữ liệu của một hàng Trước khi hien thịmột hàng dữ liệu phải sẵn hàng ở các đầu vào D của khối chốt hàng, một xungdương được đưa vào đe đấy dữ liệu từ các chân đầu vào D tới các chân đầu ra Q

và giữ nguyên ở đó đe cho một hàng được hien thị trong khoảng thời gian xácđịnh trước khi hiển thị một hàng tiếp theo

- Khối đệm Kathode làm nhiệm vụ tạo điện áp âm hút dòng cho kathode của

đèn led, các đầu ra của khối sẽ nối đến các cathode của đèn led Các đầu vàođược nối với dữ liệu điều khien đèn led.

- Khối đệm Anode làm nhiệm vụ cấp nguồn dương cho nhóm các led và cácđầu ra Q nối đến các chân A của đèn led

Khối ma trận đèn led là một ma trân 8x8 đèn led các chân A của một hàng led được nối chung tạo nên 8 chân A chung, các chân K của một cộtđược nối chung

và tạo nên 8 chân K chung

Để hiến thị toàn bộ ma trận led các hàng sẽ lần lượt được luân phiên hiến thị

từ hàng đầu tiên cho đến hàng cuối cùng rồi lặp lại Tại một thời điếm chỉ cómột hàng được hiến thị

Trước thời điếm bắt đầu hiến thị hàng đầu tiên dữ liệu của hàng đầu tiênđược đưa vào bộ đệm hàng theo cách nối tiếp từ b8 vào trước rồi đến b1, xungnhịp được cấp từ bên ngoài vào đế đọc mỗi bít dữ liệu tuân tự, khi đã đủ hết dữliệu rồi thì xung nhịp không được phép làm việc nữa

Tiếp theo là hiến thị dữ liệu của hàng đầu tiên, khi hiến thị tín hiệu SYNđược đưa vào = 1, sau đó sẽ có một xung dương OUTCLK, xung dươngOUTCLK sẽ đồng thời làm hai việc: 1 là đưa toàn bộ dữ liệu của hàng đầu tiên

mà đang tồn tại ở đầu vào bộ chốt hàng đến đầu ra bộ chốt hàng và 2 đặt đầu raH1 của khối quét hàng lên mức cao đế hiến thị hàng đầu tiên Vậy là dữ liệu củahàng đầu tiên đã được chuyến đến bộ đệm Kathode, H1 cũng đã được chuyếnlên mức cao đưa vào bộ đệm Anode, quá trình bắt đầu hiến thị hàng đầu tiên đãhoàn tất, việc còn lại là của hai bộ đệm Bộ đệm Kathode sẽ khuyếch đại đảocác bit dữ liệu và điều khiến việc hút dòng cho 8 Kathode chung, bộ đệm Anode

sẽ cấp nguồn dương cho một hàng Trạng thái này được duy trì một khoảng thờigian xác định đế các led của hàng đầu tiên được hiến thị trong một khoảng thờigian xác định Khi hết thời gian cho việc hiến thị hàng đầu tiên thì việc hiến thịhàng thứ hai sẽ phải bắt đầu

Việc bắt đầu cho hiến thị hàng thứ 2 cũng giống như hàng thứ nhất chỉ cóđiếm duy nhất khác biệt là tín hiệu SYN đặt vào phải bằng 0 còn lại thì mọi thủ

tục không có gì thay đoi Do vậy khi có xung OUTCLK thì H1 sẽ ở mức thấp vàmức cao trước đó của nó sẽ được dịch sang H2 làm cho A2 được cấp nguồn vàhàng thứ hai sáng Hàng thứ hai cũng sẽ được hiến thị trong một khoảng thờigian xác định và kết thúc

Quá trình được diễn ra lặp lại tương tự đối với các hàng sau cho đến hết hàngKết thúc thời gian hiển thị hàng 8 là hết một chu trình quét toàn bộ LMD, mộtchu trình quét mới sẽ lại bắt đầu Quá trình cứ lặp đi lặp lại như thế trong

suốt thời gian hoạt động của LMD

III THỰC HÀNH

1 Kiểm tra LMD

- Đảm bảo ma trận led HY2088BS đã được gắn lên đế MATRIXl

- Không cấp nguồn cho bảng LMD01

- Dùng đồng hồ vạn năng cơ học, để thang đo 1Ohm

- Đưa que đỏ vào một chân Kl (dùng kẹp hoặc cầm tay)

- Quẹt đầu que đen của đồng hồ qua các chốt từ Alđến A8, khi quẹt quansát lmd sẽ thấy các đèn cột l sáng đều lần lượt từ hàng l đến hàng 8 là tốt,chứng tỏ không LED nào hỏng và mạch nối đúng cấu hình chân

- Lần lượt làm như thế với các chân từ K2 đến K8, để kiểm tra cáccột cònlại của toàn bộ lmd

Sau khi kiểm tra nếu không thấy led nào hỏng là tốt

2 Kiểm tra khối đệm ^ cathode ULN2803

- LMD đã được kiểm tra và gắn lên đế MATRIXl

- IC ULN2803 đã gắn lên đế của khối DEMK

- Không cắm IC trên các khối ĐỆMAl, và ĐEMKl

- Không cấp nguồn 5V cho bảng, chỉ đấu dây cho chốt GND

- Nối dây từ nguồn +5V với một đầu điện trở loo Ohm, đầu kia của điệntrở nối với một chân A bất kỳ

- Dùng một dây 5V khác quẹt qua các chốt từ bl đến b8, khi quẹt thấy cácled của hàng tương ứng với chân A lần lượt sáng đều là ULN2803 tốt