Giới thiệu mạch quang báo và phần mềm quang báo : Bảng quang báo được sử dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực tiếp thị và quảng cáo, chẳng hạn được dùng để thông báo giá các mặt hàng trong s
Trang 1BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN QUANG
BÁO
I Giới thiệu mạch quang báo và phần mềm quang báo :
Bảng quang báo được sử dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực tiếp thị và quảng cáo, chẳng hạn được dùng để thông báo giá các mặt hàng trong siêu thị, thông báo tỷ số trong các trận đấu bóng đá… Tuy nhiên, hiện nay trên thị trường lại có rất ít sản phẩm này, mà nếu có, giá thành cũng rất đắt Mặt khác, tính năng của hầu hết các bảng quang báo này lại rất hạn chế :
- Chỉ hiển thị và chạy được chữ trên bảng, không hiển thị được hình ảnh hay thay đổi các kiểu chạy chữ trên bảng
- Việc thay đổi chữ hiển thị trên bảng rất phức tạp, thông thường là phải mở bảng ra, nạp dữ liệu lại cho ROM bên trong
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu thiết kế và thi công một bảng quang báo kích thước 80 cm x 20 cm, bao gồm:
Ma trận LED 16 x 96
Card giao tiếp với máy tính IBM PC
Mạch điều khiển bảng quang báo
Phần mềm điều khiển bảng quang báo
Với bảng quang báo và phần mềm đi kèm, người sử dụng có thể :
Hiển thị cả văn bản lẫn hình ảnh trên bảng
Văn bản được hiển thị với nhiều loại font khác nhau, chương trình còn cung cấp cho người sử dụng khả năng tự tạo thêm bộ font văn bản của chính mình
Người sử dụng còn có thể điều chỉnh tốc độ di chuyển chữ và hình ảnh trên bảng
Phần mềm còn cho phép người sử dụng tự soạn các hình ảnh hiển thị trên bảng
Trang 2Sơ đồ khối của hệ thống quang báo :
II Thiết kế phần cứng bảng quang báo :
Phần cứng của bảng quang báo gồm Card giao tiếp 24 bit và mạch điều khiển và lái LED
Trang 3A Thiết kế card giao tiếp :
Mạch giao tiếp được thiết kế theo chuẩn ISA 8 bit trên IBM PC Để đơn giản cho việc thiết kế, ta sử dụng IC giao tiếp song song PPI 5255A được chế tạo để kết nối với các bộ vi xử lý
Sơ đồ khối của mạch giao tiếp :
Giải thích hoạt động của mạch :
Các Bus dữ liệu của IC 8255A được kết nối với hệ thống Bus thông qua bộ đệm ba trạng thấi 71HC245, bộ đệm này có khả năng truyền dữ liệu theo hai chiều, tùy theo trạng thái của chân DIR
Khi máy tính yêu cầu một tác vụ đọc hay ghi, máy tính sẽ so sánh địa chỉ do máy tính đưa tới với địa chỉ cơ sở được định sẵn bằng DIP Switch, lưu ý địa chỉ được so sánh là 8 bit cao (A2 – A9) của địa chỉ 10 bit do máy tính đưa tới, còn hai bit
Bộ đệm dữ liệu
3 trạng thái
PPI ISA
BUS
Bộ so sánh địa chỉ Khối điều khiển
Trang 4thấp (A0, A1) quy định port nào (A, B, C) được truy xuất và hai bit nay được nối tới hai chân A0, A1 của 8255A
Nếu địa chỉ đưa tới trùng với những địa chỉ mà ta đặt trong DIP Switch, mạch điều khiển sẽ cho phép bộ đệm dữ liệu hoạt động, dữ liệu sẽ được truyền tới máy tính hay tới card tùy theo tác vụ READ hay WRITE
Các port A, B, C của IC 8255A được nối với các thiết bị bên ngoài thông qua Header 30 bit
B Thiết kế bảng hiển thị LED :
Ma trận LED của bảng quang báo có kích thước 16 hàng x 96 cột Muốn một LED cháy sáng, ta cần phải cung cấp điện áp mức 1 vào Anode của LED và điện áp mức 0 vào Cathod của LED Như vậy, nếu ta muốn điều khiển từng con LED trên bảng LED cháy sáng độc lập với nhau thì ta phải cần ít nhất 1536 chân điều khiển (nối chung Anod hay Cathod của tất cả các con LED trên bảng diều khiển) Như vậy số chân điều khiển quá nhiều, không phù hợp với giao tiếp máy tính
Để khắc phục nhược điểm trên, ta cần phải tìm một giải pháp khác Giải pháp thường được chọn là kết nối ma trận LED theo dạng hàng-cột, tức là Anod của tất cả con LED trên cùng một hàng được nối chung với nhau và Cathod của tất cả các con LED trên cùng một cột nối chung với nhau Các chân điều khiển hàng hoạt động độc lập với nhau, các chân điều khiển cột được lấy ra từ bộ giải mã, tức là tại mỗi thời điểm, chỉ có một cột được sáng Như vậy, bảng quang báo phải hoạt động theo chế độ quét
C Thiết kế mạch điều khiển hiển thị LED :
Khối nguồn Khối giải
Trang 5Tín hiệu từ các port của card giao tiếp sẽ được giải mã rồi sau đó đưa đến khối lái LED để đưa ra bảng hiển thị
III Thiết kế phần mềm điều khiển :
Phần mềm điều khiển phải thực hiện các chức năng là giao tiếp với card điều khiển và giao tiếp với người sử dụng
IV HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài có thể phát triển theo nhiều hướng, tuy nhiên có hai hướng chính là cải tiến về phần cứng và cải tiến phần mềm
a Cải tiến phần cứng :
i Thực tế là ta không thể nào dùng nguyên một chiếc máy vi
tính chỉ để điều khiển một bảng quang báo, do đó cải tiến quan trọng nhất là thiết kế một bộ KIT có thể lưu trữ dữ liệu và giao tiếp với máy tính Từ máy tính, ta có thể truyền dữ liệu sang bộ KIT, sau đó đữ liệu này sẽ truyền từ bộ KIT sang mạch điều khiển để hiển thị lên bảng LED Điều này sẽ làm tăng tính độc lập của bảng quang báo với máy vi tính
b Cải tiến phần mềm :
i Ta có thể viết phần mềm để hiển thị các hình ảnh chuyển
động thông qua việc vẽ các frame hình (tương tự như làm phim hoạt hình)
ii Để tăng tính uyển chuyển của chương trình, ta có thể đưa
ra một ngôn ngữ script dùng riêng để điều khiển cách hiển
ma trận LED Một ngôn ngữ script sẽ làm tăng rất nhiều tính uyển chuyển trong cách hiển thị bảng LED và người sử dụng có khả năng tạo ra nhiều kiểu hiển thị hình ảnh khác nhau cho mình
Ngoài ra còn rất nhiều hướng cải tiến khác như cải tiến làm tăng tốc độ cho mạch hiển thị, tăng tốc độ biến đổi hình ảnh của chương trình…
AC 15V
