MẠCH QUANG báo DÙNG LED MA TRẬN ....................... MẠCH QUANG báo DÙNG LED MA TRẬN ....................... MẠCH QUANG báo DÙNG LED MA TRẬN ....................... MẠCH QUANG báo DÙNG LED MA TRẬN .......................
Trang 1TRẬN
Trang 2MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ……….VII
Chương 1: Tìm hiểu linh kiện
1.1/ Tổng quan về mạch quang báo dùng led ma trận
1.2/ IC AT89S52……….
1.3/ transistor A1015………
1.4/ led ma trận 8x8………
1.5/Tụ điện………
1.6/Thạch anh………
1.7/ điện trở……….
1.8/ Adapter……….
Chương 2 : Thiết kế mạch………
2.1/ Sơ đồ khối………
2.2/Sơ đồ mạch nguyên lí………
2.2/ Nguyên lí hoạt động của mạch và chức năng các linh kiện trong mạch……….
2.3/ Mạch mô phỏng và kết quả……….
2.4/Code hoạt động……….
Chương 3: Thực Thi phần cứng………
3.1/ Thiết kế mạch in………
3.2/Mạch đề tài……….
3.3/ Mô tả quá trình hoạt động của mạch và các chức năng các linh kiện………
Chương 4: Kết Luận………
Trang 34.3/ Hướng phát triển………
Trang 4DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 1.1: Sơ đồ IC AT89S52……… 1
Hình 1.2: Transistor A1015……….3
Hình 1.3:Led ma trận 8x8 1 màu………3
Hình 1.4: Tụ Điện……….4
HÌNH 1.5: Thạch anh………4
Hình 1.6: Điện trở……….5
Hình 1.7: Nguồn Adapter 5vDC……….5
Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch……….6
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch……… 7
Hình 2.3: Mạch mô phỏng……….9
Hình 3.1: Mạch thiết kế PCB……….12
Hình 3.2: Mạch PCB thực tế……….13
Hình 3.3: Mạch PCB mặt trên……… 14
hình 4.1: ví dụ……… 15
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
PCB: mạch in
Trang 5CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU LINH KIỆN
1.1/ Tổng quan về mạch quang báo dùng led ma trận
_Sử dụng led ma trận được cấu tạo từ nhiều diode phát quang lại thành ma trận 8 hàng 8 cột được điều khiển bởi IC vi điều khiển để phục vụ việc sáng tắt các led đơn trong ma trận sáng.
1.2/IC AT89S52
Hình 1.1 Sơ đồ IC AT89S52
Giới Thiệu:
IC do hãng Atmel sản xuất ra Về dòng ic 89s52 có dung lượng bộ nhớ là 8 Kb, RAM 128Kb, gồm 4 port I/O mỗi port 8 chân, Timer/Counter 16bit
IC AT89s52 gồm có sơ đồ chân như sau:
• Gồm có 4 port nối: port 1, port 2, port 3, port 0 Các Port có chức năng chủ yếu là xuất và nhập dữ liệu
• Port 1: có từ số chân từ 1 đến chân 8
• Port 2: có từ số chân 21 đến 28
Trang 6Đồ án 1 Trang 2
•
• Port 3: có từ số chân 10 đến 17
• Chân 20: GND
• Chân 40: VCC
• Chân 9: RST
• Chân 18 và 19: XTAL1, XTAL2 2 chân này dùng để nối vào thạch anh định tần
Trang 71.3/Transistor A1015
Hình 1.2: Transistor A1015
Transistor là loại PNP có 3 chân E,C,B và chân C nối với nguồn VCC
1.4/ Led Ma Trận 8x8.
Là loại diode phát quang, ghép nhiều led lại thành ma trận
Hình 1.3: Led ma trận 8x8 1 màu
Trang 8Đồ án 1 Trang 4
Gồm 64 led đơn được cấu tạo theo ma trận gồm 8 hàng và 8 cột
1.5/ Tụ điện
Tụ điện có chức năng chủ yếu dùng để lọc tín hiệu
Hình 1.4:Tụ điện 1.6/ THẠCH ANH: Dùng để quyết định chu kì hoạt động vi điều khiển
Hình 1.5: Thạch anh 12Mhz
Trang 91.7/ Điện trở:
Điện trở có chức năng giảm áp và giảm dòng điện
Hình 1.6: Điện trở
1.8/ Nguồn DC 5v
Hình 1.7: Nguồn Adapter 5v DC
Trang 10Đồ án 1 Trang 6
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH
2.1/ Sơ đồ khối.
Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch
2.2/Sơ đồ mạch nguyên lý
Nguồn 220VAC-5vDC
IC AT89S2
Transistor
ma trận 8x8
Trang 11Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch
Trang 12Đồ án 1 Trang 8
2.3/Nguyên lí hoạt động của mạch và các chức năng các linh kiện trong mạch
I Chức năng các linh kiện có trong mạch
1 IC AT89S52: có chức năng là ic điều khiển trong mạch, Có nhiệm vụ điều khiển các ngõ ra và vào ( port 1,2,3 ) để mạch hoạt động
2 Transistor A1015 có nhiệm vụ như 1 khóa khi được phân mức điện áp sẽ dẫn và điều khiển hàng của led matrix
3 Điện trở 2k2 ôm: có chức năng phân cực cho transistor C1015 hoạt động
4 Điện trở 220 ôm: có chức năng giảm dòng giúp led sáng tốt hơn
5 Thạch anh 12Mhz: là nguồn tạo xung nhịp dạng dao động ổn định ( hoạt động thực tế trong mạch là 1Mhz ) sẽ được gắn vào 2 chân XTAL1 và XTAL2 của ic
6 Tụ gốm: lọc nhiễu cho dao động thạch anh
7 Led matrix: gồm 64 led đơn sáng
II Nguyên lí hoạt động của mạch
_ IC AT89S52 sẽ điều khiển toàn bộ hoạt động của mạch, ta lập trình code sau đó sẽ được dịch sang file hex rồi sẽ được nạp vào IC, Code sẽ điều khiển cho các vị trí của led matrix sáng mức 1 theo như ý muốn mà ta đã lập trình
_ Lúc này transistor sẽ có nhiệm vụ như 1 khóa, transistor A1015 khi cực E được cấp nguồn 5vDC thì cực B sẽ nối vào điện trở và cắm vào chân của port 2,
_ Khi IC phát ra tín hiệu ở mức 0 ở các port đã cắm thì transistor sẽ đóng lại làm phân cực transistor lúc này transistor sẽ đóng và dòng điện chạy từ E qua C làm cho led tại 1
vị trí trong matrix được chọn sáng
2.3/Mạch mô phỏng và kết quả.
Trang 13Hình 2.3: Mạch mô phỏng
2.4/ Code hoạt động:
#include <REGX52.H> // khai báo thư viện
void delay(int t) //hàm tạo trễ
{
int a,b;
for(a=0;a<t;a++)
{
for(b=0;b<100;b++) {}
Trang 14Đồ án 1 Trang 10
}
}
unsigned char hang[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}; // quét mã hàng
từ dưới lên để cho từng thời điểm sáng 1 led
cot[]={ 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
0xC3,0xBD,0x7E,0x7E,0x00,0x7E,0x7E,0x7E, //chữ A //Quét mã cột
0XFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};
void main()
{
char i,j,k;
while(1) // vòng lặp vĩnh viễn để hiển thị chữ chạy
{
for(i=0;i<16;i++) //vòng lặp {
for(j=0;j<90;j++) {
for(k=0;k<8;k++) // quét 8 hàng {
P1=hang[k];
P2=cot[k+i];
delay(1);
}
Trang 15} }
}
}
Phân tích hoạt động:
_ Đầu tiên ta xử dụng nguồn 5v DC làm từ biến áp chuyển nguồn 220v => 5v cấp cho ic 89s52 hoạt động và cho nguồn led matrix
_Như mạch mô phỏng ta cấp port 3 điều khiển cột, port 1 điều khiển hàng của led ma trận Sau khi lập trình bằng keil C ta được file tenfile.hex ( file nạp vào ic)
_Nguyên lí điều khiển: Port 1 điều khiển led Cấp mức 0 tại transistor A1015 ( PNP ) khi cấp mức điện áp thấp => transistor dẫn, nguồn 5v đổ xuống từ transistor A1015 xuống
và khi ta kích port 3 ở ngõ ra mức 0 thì led của ma trận đèn tại đó sẽ sáng, cứ như vậy
ta sẽ tìm được mã hàng và mã cột của led ma trận để ta lập trình được chữ mà ta mong muốn
Trang 16Đồ án 1 Trang 12
CHƯƠNG 3: THỰC THI PHẦN CỨNG
3.1/Thiết kế mạch in
Hình 3.1: Mạch thiết kế PCB
Trang 173.2/ Mạch đề tài
Hình 3.2: Mạch PCB thực tế
Trang 18Đồ án 1 Trang 14
Hình 3.3: Mạch PCB mặt trên
3.3/ Mô tả quá trình hoạt động của mạch và các chức năng các linh kiện
_ Khi ta cấp nguồn cho adapter hoạt động kích nguồn 5v DC cho mạch thì lúc này IC
vi điều khiển bắt đầu hoạt động và cho 8 transistor ở chế độ sẵn sàng hoạt động chờ lệnh của IC vi điều khiển
_ Port 1 lúc này nhận nhiệm vụ điều khiển led ma trận quét từng led trên hàng tại 1 thời điểm sáng, còn port 2 nhận nhiệm vụ điều khiển cột khi ta kích mức 0 vào
transistor PNP thì sẽ làm cho transitor phân cực và dẫn lúc này nguồn 5v DC sẽ chạy xuống led đơn trong led ma trận và port 1 lúc này kích mức 0 khi đó led sáng theo ta yêu cầu
_Khi ta muốn resest lại chương trình đang hoạt động ta nhấn nút resest
Trang 19CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
4.1/ Kết Luận:
Qua đề tài trên ta thấy IC vi điều khiển có điều khiển led ma trận hoặc led đơn theo ý ta muốn, đơn cử như tạo ra những dòng chữ hiển thị thông báo hoặc có thể tạo ra 1 loạt hình ảnh động theo điệu nhạc
4.2/Ứng dụng và hướng phát triển:
_Mạch quang báo dùng led ma trận dùng để ứng dụng trong thực tế rất phổ biến như: đèn quảng cáo, đèn hướng dẫn,…
HÌNH 4.1: VÍ DỤ
_Mạch quang báo dùng led ma trận có hướng phát triển rất lớn trong ngành quảng cáo marketing, có thể phát triển về qui mô và chất lượng phục vụ cho ngành quảng cáo ( PR )