CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ LED MA TRẬN
Led ma trận được coi là một trong các nguồn quang điện tử phổ biến nhất. Nó không đắt, tiêu thụ ít công suất, và dễ dàng thích hợp cho các mạch điện tử.
Led ma trận hiển thị bao gồm nhiều led ma trận nhỏ kết hợp lại tạo thành một ma trận gồm m cột và n hàng (led ma trận m×n). Led ma trận 8×8 là led ma trận gồm có 8 cột và 8 hàng. Led ma trận này có hai loại: loại thứ nhất là cathode chung (cột cathode, hàng anode), loại thứ hai là anode chung (cột anode, hàng cathode). Sau đây là các phương pháp hiển thị ma trận led.
4.1 PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ SỬ DỤNG IC CHỐT:
Hiển thị led ma trận bằng phương pháp chốt giúp cho người lập trình thay đổi cách thức quét và hiển thị một cách linh hoạt và nhanh chóng.
matrix_3mau
12
23 9 6 320 17 14 132 165 198 2211
1074115182124 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8hx1hx2hx3hx4hx5hx6hx7hx8
hd1hd2hd3hd4hd5hd6hd7hd8
DM74LS573
2 3 4 5 6 7 8 9 11 1
19 18 17 16 15 14 13 12
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LE OE
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
DM74LS573 2
3 4 5 6 7 8 9 11 1
19 18 17 16 15 14 13 12 D0
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LE OE
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
U7 DM74LS573
23456789
111 1918171615141312 D0D1D2D3D4D5D6D7
LEOE Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7
Hình 4.1: Giao tiếp led ma trận dùng phương pháp chốt.
4.1.1. CHỐT HÀNG:
Chốt hàng là phương pháp trong một khoảng thời gian xác định chỉ có một cột
hình led ma trận. Sau đó dữ liệu kế tiếp được đưa ra 8 hàng và được chốt lại bởi một IC chốt khác, trong khi đó dữ liệu trước đó vẫn hiện diện tại ngõ ra của IC chốt. Như vậy dữ liệu của hàng nào được đưa ra đúng địa chỉ của hàng đó trong khi các dữ liệu của các hàng khác vẫn hiện diện trên hàng mà không bị mất đi. Việc thực hiện chốt hàng được thể hiện ở lưu đồ như sau:
Hình 4.2: Qui trình hiển thị chốt hàng.
4.1.2 CHỐT CỘT:
Chốt cột là phương pháp trong một khoảng thời gian xác định chỉ có một hàng được tích cực, dữ liệu được đưa ra 8 cột rồi chốt lại, dữ liệu được hiển thị trên màn hình led ma trận. Sau đó dữ liệu được đưa ra 8 cột kế tiếp và được chốt lại bởi một IC chốt khác, trong khi đó dữ liệu trước đó vẫn hiện diện tại ngõ ra của IC chốt (dữ liệu vẫn hiện diện tại các cột). Như vậy dữ liệu của cột nào được đưa ra đúng địa chỉ của cột đó trong khi các dữ liệu của các cột khác vẫn hiện diện trên cột mà không bị mất đi. Việc thực hiện chốt cột được thể hiện ở lưu đồ như sau:
Hình 4.3: Qui trình hiển thị chốt cột..
Ưu, nhược điểm của phương pháp hiền thị led ma trận sử dụng IC chốt:
Ưu điểm:
Mở rộng số hàng, số cột của bảng quang báo.
Dữ liệu được truyền đi nhanh.
Chuyển đổi cách quét hàng, cột một cách linh hoạt.
Nhược điểm:
Tạo bảng mã khó khăn.
Khó khăn trong việc lập trình xuất dữ liệu ra.
4.2 PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ SỬ DỤNG THANH GHI DỊCH:
4.2.1 QUÉT HÀNG:
a) Giới thiệu chung về phương pháp quét hàng.
Quét hàng là phương pháp mà trong một khoảng thời gian xác định chỉ cho một hàng được tích cực hiển thị trong khi các hàng khác đều tắt, các hàng được quét (tích cực) tuần tự ở các khoảng thời gian kế tiếp nhau được lặp lại nhiều lần với tốc độ >
24hình /1s sẽ cho ta một hình ảnh liên tục cần hiển thị lên trên màn hình led ma trận.
Vcc
Vcc H7
R26
27
H8
Vcc
R42 3K3 R16
1K
R2
27
R15 3K3
Q8 TIP42
CTRL_B15
R35
27 Q7
C1815
R28
1K
R7
1K
R41
27 R1
1K
H5
Q28 TIP42
CTRL_B7
R47
27 R19
1K
H15 R44
27 R27 3K3
Q23 C1815 R24 3K3
Q18 TIP42 H4
R20
27
R22
1K
H6
H3
CTRL_B8
R18 3K3 R17
27
H6
H2
Q21 C1815 R6
3K3
Q32 TIP42 R21 3K3
CTRL_B12
CTRL_B14 CTRL_B9
Q10 TIP42
Vcc
U7 matrix_3mau
12 9 6 3 13 16 19 221185214172023
1074115182124 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8hx1hx2hx3hx4hx5hx6hx7hx8
hd1hd2hd3hd4hd5hd6hd7hd8
Q17 C1815
R46
1K
U1
TPIC6B595/SO
318
1213
98 456714151617 SDISDO
RCLKSRCLK
GSRCLR DRAIN0DRAIN1DRAIN2DRAIN3DRAIN4DRAIN5DRAIN6DRAIN7
R13
1K
R34
1K CTRL_B3
H9
H3
Q31 C1815
Q11 C1815
CTRL_B13 Q26
TIP42
H14 Q4
TIP42
Vcc
Vcc
Vcc Q9
C1815
R9 3K3
H1
Q16 TIP42
Q27 C1815
H10
Q25 C1815
Q22 TIP42
R23
27 R14
27
R45 3K3 Vcc
R11
27
Q29 C1815
H1
Q5 C1815
Vcc CTRL_B6
R30 3K3
Vcc
R36 3K3 Vcc
Q13 C1815 Q6
TIP42
R32
27
R37
1K R8
27
U2 TPIC6B595/SO
318 12 13 9 8
4 5 6 7 14 15 16 17
SDISDO RCLK SRCLK G SRCLR
DRAIN0 DRAIN1 DRAIN2 DRAIN3 DRAIN4 DRAIN5 DRAIN6 DRAIN7 Q15
C1815
R33 3K3
Vcc H2
Q30 TIP42
R39 3K3
H7
Q20 TIP42 CTRL_B11
R29
27
R12 3K3
R38
27 R31
1K
Vcc
Q19 C1815
H16 H13 Q1
C1815
CTRL_B2
H5 R4
1K
Q24 TIP42 R48 3K3 Q2
TIP42
R40
1K CTRL_B5
R5
27
Vcc
H4
H12 R3
3K3
Q14 TIP42
Vcc Q3
C1815
R25
1K
CTRL_B4 CTRL_B1
Vcc
R10
1K
Q12 TIP42
H11
R43
1K CTRL_B10
CTRL_B16
Hình 4.4: Sơ đồ mạch thanh ghi.
b) Quá trình thực hiện quét hàng:
Quét hàng sử dụng thanh ghi dịch là tương đối phức tạp cho người lập trình trong việc đưa dữ liệu ra cột. Dữ liệu lần lượt được đưa vào chân Datain của thanh ghi dịch sau đó tác động xung clock dữ liệu đươc dịch đi.
Hình 4.5: Qui trình đưa dữ liệu ra 8 cột cho led ma trận.
Dữ liệu của hàng thứ nhất được đưa ra cột sau đó tích cực hàng thứ nhất như vây dữ liệu của hàng thứ nhất được hiển thị trên màn hình led ma trận, tiếp tục dữ liệu của hàng thứ hai được đưa ra cột sau đó tích cực hàng thứ hai lúc này dữ liệu của hàng thứ hai được hiển thị trên màn hình led ma trận, cứ như vậy cho đến dữ liệu của hàng cuối cùng được đưa ra cột sau đó tích cực hàng cuối cùng. Cứ như thế quá trình trên được lặp đi lặp lại > 24lần/1s, đến đây chúng ta quan sát được một hình ảnh liên tục hiển thị trên màn hình led ma trận.
Ví dụ:
Hiển thị chữ B lên màn hình led ma trận (hàng được tích cực ở mức 1, cột được tích cực ở mức 0).
Hàng 1
Hàng 8
Cột 8
Cột 1
Dữ liệu thứ nhất có giá trị: 11111111 được đưa ra cột tích cực hàng thứ nhất (điều khiển hàng thứ nhất cho ra giá trị là 1); dữ liệu thứ hai có giá trị: 00001111 đưa ra cột, tích cực hàng thứ hai; dữ liệu thứ 3 có giá trị: 01110111 đưa ra cột, tích cực hàng thứ 3; dữ liệu thứ 4 có giá trị: 01110111 đưa ra cột, tích cực hàng thứ 4; tiếp tục đữ liệu hàng thứ 5 có giá trị: 00001111 đưa ra cột, tích cực hàng thứ 5; kế tiếp là dữ liệu của hàng thứ 6 có giá trị: 01110111 được đưa ra cột, tích cực hàng thứ 6 ; dữ liệu của hàng thứ 7 có giá trị: 01110111 đưa ra cột, tích cực hàng thứ 7; dữ liệu thứ 8 có giá trị: 00001111 đưa ra cột, tích cực hàng thứ 8. Như vậy toàn bộ dữ liệu của chữ B đã được đưa ra hiển thị trên màn hình led ma trận. Quá trình trên được diễn ra rất nhanh > 24lần/ 1s nên chúng ta có cảm giác nó diễn ra một cách đồng thời nhờ đó mà chúng ta quan sát được trên màn hình led ma trậnlà một chữ B liên tục.
4.2.2 Quét cột:
a) Giới thiệu chung về phương pháp quét cột.
Phương pháp quét cột là phương pháp mà trong một khoảng thời gian xác định chỉ cho một cột được tích cực hiển thị trong khi các cột khác đều tắt, các cột được quét (tích cực) tuần tự ở các khoảng thời gian kế tiếp nhau được lặp lại nhiều lần với tốc độ
> 24 hình/1s sẽ cho ta một hình ảnh liên tục cần hiển thị lên trên màn hình led ma trận.
b) Quá trình thực hiện quét cột.
Dữ liệu của cột thứ nhất được đưa ra hàng sau đó tích cực cột thứ nhất như vây dữ liệu của cột thứ nhất được hiển thị trên màn hình led ma trận, tiếp tục dữ liệu của cột thứ hai được đưa ra hàng sau đó tích cực cột thứ hai lúc này dữ liệu của hàng thứ hai được hiển thị trên man hình led ma trận, cứ như vậy cho đến dữ liệu của cột cuối cùng được đưa ra hàng sau đó tích cực cột cuối cùng. Cứ như thế quá trình trên được lặp đi lặp lại > 24lần/1s, đến đây chúng ta quan sát được một hình ảnh liên tục hiển thị trên màn hình led ma trận.
Ví dụ:
Hiển thị chữ B lên màn hình led ma trận (hàng được tích cực ở mức1, cột được tích cực ở mức 0).
Hàng 1
Hàng 8 Cột 8
Cột 1
Dữ liệu thứ nhất có gía trị: 11111110 được đưa ra hàng, tích cực cột thứ nhất (điều khiển cột thứ nhất cho ra giá trị là 0); dữ liệu thứ hai có giá trị: 10010010 đưa ra hàng, tích cực cột thứ hai; dữ liệu thứ 3 có giá trị:10010010 đưa ra hàng, tích cực cột thứ 3; dữ liệu thứ 4 có giá trị: 10010010 đưa ra hàng, tích cực cột thứ 4; tiếp tục đữ liệu hàng thứ 5 có giá trị: 01101100 đưa ra hàng, tích cực cột thứ 5; kế tiếp là dữ liệu của cột thứ 6 có giá trị: 00000000 được đưa ra hang, tích cực côt thứ 6 ; dữ liệu của cột thứ 7 có giá trị: 00000000 đưa ra hàng, tích cực cột thứ 7; dữ liệu thứ 8 có giá trị:
00000000 đưa ra hàng, tích cực cột thứ 8. Như vậy toàn bộ dữ liệu của chữ B đã được đưa ra hiển thị trên màn hình led ma trận. Quá trình trên được diễn ra rất nhanh >
24lần/ 1s nên chúng ta có cảm giác nó diễn ra một cách đồng thời, nhờ đó chúng ta quan sát được trên màn hình led ma trận là một chữ B liên tục.
Ưu, nhược điểm của phương pháp hiền thị led ma trận sử dụng thanh ghi dịch:
Ưu điểm:
Tiết kiệm đường truyền, hiệu quả kinh tế.
Tiết kiệm chân PORT.
Truyền dữ liệu đi xa hơn.
Mở rộng bảng ma trận lên một cách dễ dàng.
Lập trình dễ dàng trong phương pháp quét cột.
Nhược điểm:
Tốn thời gian để thực hiện việc truyền dữ liệu đến các cột.
Chuyển đổi không linh hoạt bằng sử dụng phương pháp chốt.
Lập trình khó khăn hơn khi sử dụng phương pháp quét hàng.