trường đại học sư phạm kỹ thuật hưng yên

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Khoa Điện – Điện Tử

Thuyết minh đồ án môn học

Đề tài: : “Thiết kế mạch quang báo trên ma trận Led”

Giáo viên thực hiện : Đỗ Thành Hiếu

Sinh viên thực hiện: 1. Đăng Văn Binh

2. Lê Quy Thin

3. Nguyên Thi Phương Trang

Lớp : Đ.ĐTK5.1

Hưng Yên, ngày 06 tháng 12 năm 2010

1

MỤC LỤC

Lời nói đầu............................................................................................................ 4

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN………………........................ 5

I.1. Các đặc điểm của hệ Vi Xử Lý 89C51......................................................5

I.2. Cơ bản về cấu tạo của AT89C51.........................………………………..6

I.3. Tổ chức bộ nhớ của 89C51.......................................................................10

I.4. Tóm tắt tập lệnh…………………………………………………………..14

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ QUANG MẠCH BÁO…………………….18

II.1. QUANG MẠCH BÁO ……….……………………………………….18

II.1.1. Tổng quan về mạch quang báo ……………………………………….18

II.1.2. Ưng dung ……………………………………………………………..20

II.2. GIỚI THIỆU VỀ LED MA TRẬN…………………….………………. 21

II.2.1. Sơ đồ cấu tạo của LED ma trận ………………………………………21

II.2.2. Nguyên tắc quét bảng ma trận………………………………………...23

II.2.3. Nguyên tắc làm sáng đèn trên bảng LED …………………………….23

II.2.4. Phương pháp tạo hiệu ứng chữ chạy từ phải qua trái trên bảng LED..26

II.3. TRANSISTOR…………………………………………………………..27

II.3.1. Giới thiệu chung về Transistor…………………………………………27

II.3.2. Transistor C2383…………………………………………………...…..34

II.4. IC SỐ ………………………………………………………………..37

II.4.1. IC 74HC595……………………………………………………………37

II.4.2. ULN 2803 ……………………………………………………………..41

2

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ………………………….46

III.1. LƯU ĐỒ THUẬT GIẢI ………………………………………………..46

III.2. CHƯƠNG TRÌNH ĐOẠN MÃ CODE ………………………………….48

III.3. SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG … 53

III.3.1. Sơ đồ mạch nguyên lý ……………………………………………..53

III.3.2. Nguyên lý hoạt động ………………………………………………59

TỔNG KẾT………………………………………………………………….60

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………...... 61

3

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, trước sự phát triển của khoa học mạnh mẽ của khoa học công nghệ thì việc ứng dung các thành tựu khoa học công nghệ vào cuộc sống của con người ngày càng phổ biến. Đưa thông tin quảng cáo sản phẩm của mình đến với khách hàng là một trong những chiến lược cạnh tranh của các nhà kinh doanh. Có thể nói những bảng thông tin điện tử hay còn gọi là quang báo để quảng cáo đến khách hàng là một chiến lược hàng đầu. Và để làm được như vậy có rất nhiều cách như dùng kĩ thuật số nhưng việc xử dung các vi điều khiển ngày càng chiếm ưu thế hơn so với các bộ điều khiển khác. Tính ưu việt của nó thể hiện ở chỗ:

- Dễ dàng sử dung trong các thiết bị điện tử hoặc hệ thống điện tử số.

- Chi phí nâng cấp thấp và cần rất ít linh kiện cho việc bảo dưỡng bảo hành.

- Mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Vi điều khiển mang lại nhiều lợi nhuận lại có sức cành tranh cao do chất lượng cao mang lại được sử dung rộng dãi, càng tăng tính hấp dẫn về người dùng đồng thời cũng mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà sản xuất. Đó là động lực để vi điều khiển tăng trưởng cả về số lượng và chất lượng.Trong thời gian làm đồ án, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Đỗ Thành Hiếu , cùng với sự nỗ lực của cả nhóm chúng em đã hoàn thành được để tài của mình và về cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu của đề tài. Đó là thiết kế chế tạo ra mạch chạy chữ dùng trong quang báo.

Nhưng với sự phát triển của khoa học vô cùng lớn vì vậy tuy cố gắng song không tránh khỏi thiếu sót chúng em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô để đề tài của chúng em thêm hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện: Đặng Văn Bình

Lê Quý Thìn

Nguyễn Thị Phương Trang

4

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89C51

I.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ VI XỬ LÝ 89C51 :

Vi điều khiển (VĐK) là một hệ vi xử lý được tổ chức trong một chíp. Nó bao gồm:

+ Bộ vi xử lý

+ Có 40 chân

+ 4 kbyte ROM. 1, có thể ghi xoá được 1000 lần

+ 4 kbyte EPROM.

+ Dải tần số hoạt động từ 0MHz đến 24Mhz

+ Có 4 port xuất nhập (I/O) 8 bit

+ Có 128 byte RAM

+ 2 bộ định thời 16 bit

+ Mạch giao tiếp nối tiếp

+ Không gian nhớ chương trình (mã) ngoài 64k byte.

+ Không gian nhớ Data ngoài 64k byte.

+ Bộ xử lý bit thao tác trên các bit riêng.

+ 210 vị trí nhớ định địa chỉ, mỗi vị trí một bit.

+ Các thanh ghi chức năng, cơ chế điều khiển ngắt .

+ Các bộ thời gian dùng trong limh vực chia tần số và tạo thời gian thực.

+ Có thể lập trình được qua cổng nối tiếp

+ Bộ vi điều khiển có thể lạp chương trình để điều khiển các thiết bị thông tin, viễn thông thiết bị đo lường,thiết bị điều chỉnh cũng nhuu các ứng dung trong công nghệ thong tin và kỹ thuật điều khiển tự động. có thể xem bộ VĐK như một hệ VXL on-chíp đối với AT89C51, nó có đầy đủ chức năng của một hệ VXL 8 bit, được điều khiển bởi một hệ lệnh, có số lệnh đủ mạnh, cho phép lập trình bằng hợp ngữ (Assemply).

5

I. 2. CƠ BẢN VỀ CẤU TẠO CỦA AT89C51:

Hình1.2.1 : Sơ đồ chân của 89C51

6

Hình 1.2.2 : Sơ đồ khối của 89C51

7

+ GND(chân 20): Chân nối với 0v

+ Port 0(chân 32 – chân 29)

+ Port 0 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port 0 còn được cấu hình làm bus địa chỉ( byte thấp) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và bộ nhớ chương trình ngoài. Port cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho. Flash và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chương trình ( các điện trở kéo lên bên ngoài được cần đến trong khi kiểm tra chương trình).

+ Port 1( chân 1- 8): port 1 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port1 cũng nhận byte địa chỉ thấp trong thời gian lập trình cho Flash.

+ Port 2 ( chân 21 – 28): Port 2 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port 2 tạo ra các byte cao của bus địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chương trình ngoài và trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài, sử dung các địa chỉ 16 bit. Trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dung các địa chỉ 8 bit, port 2 phát các nội dung của các thanh ghi đặc biệt, port 2 cũng nhận các bits địa chỉ cao và vài tín hiệu điều khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chương trình.

+ Port 3 ( chân 10- 17): Port 3 cũng nhận một vài tín hiêu điều khiển cho việc lập trình Flash và kiểm tra chương trình. Port 3 là port xuất nhập 8 bit hai chiều, port 3 cũng còn làm các chức năng khác của AT89C51. các chức năng này được nêu như sau:

Chân Tên Chức năng

P3.0 RxD Ngõ vào port nối tiếp

P3.1 TxD Ngõ ra port nối tiếp

P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt ngoài 0

P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt ngoài 1

P3.4 T0 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1

P3.5 T1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0

P3.6 WR Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài

P3.7 RD Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

8

+ RST ( chân 9)

Ngõ vào reset. Mức cao trên chân này trong hai chu kỳ máy trong khi bộ dao động đang hoạt động sẽ reset AT89C51

+ ALE/PROG( chân 30)

ALE là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của địa chỉ trong khi xuất bộ nhớ ngoài. Chân này cũng làm ngõ vào chân lập trình (PROG) trong thời gian lạp trình cho Flash. Khi hoạt động bình thường xung ngõ ra luôn có tần số không đổi là 1/6 tần số của mạch dao động, có thể được dùng cho các muc đích định thời bên ngoài. Khi cần, hoạt động chân ALE có thể được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của thanh ghi chức năng đặc biệt có địa chỉ 8Eh. Khi bit này được set, ALE chỉ tích cực trong thời gian thực hiện lệnh MOVX hoặc MOVC. Ngược lại chân này sẽ được kéo lên cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chôt byte thấp của địa chỉ sẽ không có tác dung nếu bộ vi điều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình ngoài.

+ PSEN(chân 29): PSEN (program Store Enable) là xung điều khiển truy xuất chương trình ngoài. Khi AT89C51 đang thực thi chương trình từ bộ nhớ chương trình ngoài, PSEN được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhưng hai hoạt động PSEN sẽ bị bỏ qua mỗi khi truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài.

+ EA vpp(chân 31): Là chân cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài ( địa chỉ từ 0000h tới ffffh). EA = 0 cho phép truy xuát bộ nhớ chương trình ngoài, ngược lại EA = 1 sẽ thực thi chương trình bên trong chip. Tuy nhiên, lưu ý rằng nếu bít khoá 1 được lập trình EA được chốt bên trong khi reset

+ XTAL1& XTAL2: Là hai ngõ vào ra của hai bộ khuyếch đại đảo của mạch dao động, được cấu hình để dùng như một bộ tạo dao động trên chip

Hình1.2.3: Bộ tạo dao động

9

I.3. TỔ CHỨC BỘ NHỚ CỦA 89C51:

Bộ nhớ bên trong chip bao gồm ROM, RAM va EPROM. RAM trên chip bao gồm vùng RAM đa chức năng, vùng RAM với từng bit được định địa chỉ, các dây thanh ghi (bank) và các thanh ghi chức năng đặc biệt.

Có 2 đặc tính đáng lưu ý:

10

7F

RAM ĐA DỤNG

30

2F 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78

2E 77 76 75 74 73 72 71 70

2D 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68

2C 67 66 65 64 63 62 61 60

2B 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58

2A 57 56 55 54 53 52 51 50

29 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48

28 47 46 45 44 43 42 41 40

27 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38

26 37 36 35 34 33 32 31 30

25 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28

24 27 26 25 24 23 22 21 20

23 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18

22 17 16 15 14 13 12 11 10

21 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08

20 07 06 05 04 03 02 01 00

1F

BANK 3

18

17

BANK 2

10

0F

BANK 1

08

07

+ Các thanh ghi và các port I/O được định địa chỉtheo kiểu ánh xạ bộ nhớ và được truy xuất như một vị trí nhớ trong bộ nhớ.

+ Vùng track thường trú trong RAM trên chip thay vì ở trong RAM ngoài như đối với các bộ vi xử lý.

a. Vùng RAM đa mục đích:

Có 80 byte, địa chỉ từ 30H đến 7FH

Bất cứ vị trí nào trong vùng RAM ta đều có thể truy xuấttu do bằng cách sử dung định địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp.

Ví du:

+ Kiểu định địa chỉ trực tiếp:

MOV A,5FH ;Đọc nội dung tại địa chỉ 5FH của RAM

+ Kiểu định địa chỉ gián tiếp: (Qua các thanh ghi R0,R1)

MOV R0,#5FH ; Di chuyển giá trị5FH vào thanh ghi R0

MOV A,@R0 ; Di chuyển dữ liệu trỏ tới R0 và thanh chứa A

b. Vùng RAM đinh đia chỉ:

Chip 8951 chứa 210 vi trí định địa chỉ in đó có 128 byte chứa trong các byte ở địa chỉ 20H đến 2FH (16 byte x 8 = 128 bits), phần còn lại chứa trong các thanh ghi chức năng đặc biệt.

Công dung: + Truy xuất các bit riêng rẽ thông qua các phần mền.

+ Các port có thể địng địa chỉ từng bit, làm đơn giản việc giao tiếp băng phần mền với các thiết bị xuất nhập đơn bit.

Ví du: + Set bit trực tiếp:

SETB 67H; lệnh làm nhiệm vu set bit 67H bằng 1

11

+ Hoặc ta có thẻ sử dung lệnh sau để set bít 67H là bit lớn nhất của byte 2CH:

ORL A,#10000000B ;Tác dung set bit

c. Các thanh ghi chức năng đăc biệt (SFR)

Không phải tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH đều được định nghĩa mà chit có 21 địa chỉ được định nghĩa.

Các thanh ghi chức năng đặc biệt bao gồm:

+ Tử trạng thái chương trình PSW: có địa chỉ là D0H

+ Thanh ghi B: Có địa chỉ F0Hđược dùng chung với thanh chứa A trong các phếp toán nhân và chia.

+ Con trỏ Stack (SP) : là thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H, nó chứa địa chỉ của dữ liệu hiện đang ở đỉnh của stack.

+ Con trỏ dữ liệu DPTR:

Dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu ngoài.

DPTR là thanh ghi 16 bit có địa chỉ 82H (byte thấp ) và 83H (byte cao).

Ví du:

MOV A,#55H ;Nạp hằng dữ liệu 55H và thanh chứa A

MOV DPTR,%1000 ;Nạp hằng địa chỉ 16 bit 1000H cho

; con trỏ DPTR

MOV @DPTR,A ; Chuyển dữ liệu từ A vao RAM ngoài

; tai địa chỉ DPTR trỏ tới.

+ Các thanh ghi port:

- Port 0 : địa chỉ 80H

- Port 1 : địa chỉ 90H

- Port 2 : địa chỉ A0H

- Port 3 : địa chỉ B0H

12

+ Các thanh ghi định thời:

IC 8951 có 2 bộ định thời/đếm dùng để định khoảng thời gian hoặc đếm các sự kiện.

- Bộ định thời 0: địa chỉ 8AH (TL0 ) va 8CH (TH0)

- Bộ định thời 1: địa chỉ 8bH (TL1 ) va 8DH (TH1)

Hoạt động của bộ định thời được thiết lậpbởi thanh ghi chế độ định thời TMOD ở địa chỉ 89H và thanh ghi đieèu khiển bộ định thời TCON ở địa chỉ 88H (chỉ có TCON được định địa chỉ từng bit)

+ Các thanh ghi của port nối tiếp: Chip 8951 có 1 port nối tiếp để truyền thông với các thiết bị như các thiết bị đầu cuối hoặc model...

+ Các thanh ghi ngắt: có một cấu trúc ngắt với 2 mức ưu tiên và 5 nguyên nhân ngắt. Các ngắt bị vô hiệu hoá sau khi Reset hệ thống và được phép bằng cách vào thanh ghi IE ở địa chỉA8H. Mức ưu tiên ngắt được thiết lập bơit thanh ghi IP ở địa chỉ B8H.

+ Thanh ghi điều khiển nguồn: PCON có địa chỉ 87H

I.4 TÓM TẮT TẬP LỆNH .

Thông qua việc khảo sát các kiểu định địa chỉ và các ví du trên các tình huống lập trình điển hình để chúng ta tiếp cận tập lệnh của họ MCS-51.

a.Các kiểu đinh đia chỉ.

Có 8 kiểu định địa chỉ :

+ Thanh ghi.:

VD: MOV PSW,#00011000B

+ Trực tiếp :

VD: MOV P1, A

+ Gián tiếp:

VD: MOV A,@R0

+ Tức thời:

13

VD: MOV A, #54

+ Tương đối:

VD: SJMP THREE :Nhảy đến nhãn THREE

+ Tuyệt đối:

VD: AJMP THREE

+ Dài:

+ Chỉ số.

VD: JMP @A+DPTR

b. Các loại lệnh:

Có 5 nhóm lệnh:

+ Nhóm lệnh số học.

ADD A , nguồn: Cộng toán hạng nguồn vào A

ADD A, #data : Cộng dữ liệu data với A

ADDC A,nguồn: Cộng nguồn với A và cờ nhớ.

ADDC A,#data : Cộng dữ liệu data với A và cờ nhớ.

SUBB A, nguồn: Trừ A với nguồn

SUBB A,#data : Trừ A với data

INC A : Tăngnội dung thanh ghi A lên 1

DEC A : Giảm nội dung thanh ghi A lên 1

INC DPTR : Tăng DPTR

MUL AB : Nhân nội dung thanh ghi A và B

DIV AB : Chia A cho B

DA A : Hiệu chình thập phân thanh ghi A

+ Nhóm lệnh Logic.

ANL A, nguồn AND

14

ANL A, #data

ANL direct,A

ANL direct , #data

ORL A, nguồn OR

ORL A, #data

ORL direct,A

ORL direct , #data

XRL A, nguồn OR

XRL A, #data

XRL direct,A

XRL direct , #data

CLR A Xoá A

CPL A Lấy bù A

RL A Quay trái A

RLC A Kể cả cờ nhớ

RR A Quay phải A

RRC A Kể cả cờ nhớ

SWAP A Hoán đồi 2 nửa 4 bit

+Nhóm lệnh di chuyển dữ liệu

MOV A, nguồn Di chuyển toán hạng nguông đến đích

MOV A, # data

MOV dest , A

MOV dest, #data

MOV DPTR,#data16

MOVC A,@A+DPTR Di chuyển từ bộ nhớ chương trình

15

MOVC A,#A+PC

MOVX A,@Ri

MOVX A,@DPTR

MOVX @Ri,A

MOVX @DPTR,A

PUSH direct Cất vào Stack

POP direct Lấy ra từ Stack

XCH A,source Trao đồi các byte

XCHD A,@Ri Trao đồi các digit thấp

+ Nhóm lệnh xử lí bit.

CLR C xoá bit

CLR bit

SETB C

SETB bit

CPL C

CPL bit

ANL C, bit AND

ANL C ,/bit AND NOT bit với C

ORL C, bit

ORL C, /bit

MOV C,bit

MOV bit, C

JC rel Nhảy đến Rel nếu C=1

JNC rel Nhảy đến Rel nếu C=0

JB bit, rel Nhảy nếu bit bằng 1

16

JNB bit, rel Nhày nếu bit =0

JBC bit , rel Nhảy nếu bit =1 rồi xoá bit

+Nhóm lệnh rẽ nhánh.

ACALL addr11 Gọi chương trình con

LCALL addr16

RET Quay về từ chương trình con

RETI Quay về từ chương trình ngắt

AJMP addr11 Nhảy

LJMP addr16

SJMP rel

JMP @ A+DPTR

JZ rel Nhảy nếu A=0

JNZ rel Nhảy nếu A <>0

CJNE A,direct, rel So sánh và nhảy

CJNE #data, rel

CJNE Rn,#data, rel

CJNE @ Ri,# data, rel

DJNZ Rn, rel Giảm và nhảy nếu khác 0

DJNZ direct, rel

NOP Không làm gì

17

CHƯƠNG II

GIỚI THIỆU VỀ MẠCH QUANG BÁO

II.1. MẠCH QUANG BÁO

II.1.1 Tổng quan về mạch quang báo.

Để thiết kế một mạch quang báo thì có nhiều phương án để lựa chọn như: dùng EEPROM, dùng máy tính điều khiển trực tiếp, dùng vi xử lý, vi điều khiển.

Khi sử dung EEPROM để lưu trữ thông tin hiển thị kết hợp với các IC giải đa hợp (Demultiplexer) để điều khiển qua trình hiển thị trên màn hình. ưu điểm của EEPROM là thông tin không bị mất khi không có nguồn cấp và khi muốn thay đổi nội dung bản tin ta chỉ việc lập trình lại cho EEPROM (thay đổi phần mềm). Việc thay đôi như vậy xem ra có vẻ đơn giản, nhưng ta cần có mạch nạp và phần mềm điều khiển. Việc tháo lắp nhiều sẽ dẫn đến hỏng hóc không đáng có.

Khi vi xử lý được sử dung trong mạch thì mạch sẽ có thêm nhiều tính năng hơn nhưng giá thành cho một sản phẩm cũng vì thế mà tăng lên. Một mạch vi xử lý cần có thêm EEPROM(để lưu chương trình điều khiển), RAM và các IC giao tiếp ngoại vi khác(8255, 74373…). Một kít vi xử lý như vậy sẽ đem lại cho bảng thông tin những tính năng như: việc cập nhật nội dung hiển thị sẽ dễ dàng hơn(không cần tháo IC ra) bằng các nhập chương trình mới vào RAM, các hiệu ứng đặc biệt về màu sắc cũng được thực hiện dễ dàng. Tuy nhiên như đã nói ở trên, do vấn đề giá thành cao nên phương án này không được chọn.

Dùng máy tính để điều khiển bảng tin cũng là một phương án. Nhưng do kích thước máy tính lớn chiếm nhiều diện tích, lại đắt tiền nên ta không sử dung.

18

Phương án được lựa chọn là dùng Vi Điều Khiển. Vì sao lại chọn Vi Điều Khiển?

Thứ nhất: Ngày nay Vi Điều Khiển được sử dung rộng rãi trong các ứng dung hướng điều khiển do kích thước gọn, khả năng tích hợp cao nhiều tính năng trong một con Vi Điều Khiển khiến cho mạch điện tử trở nên đơn giản hơn nhiều.

Thứ hai: Giá thành của Vi Điều Khiển không quá đắt như Vi xử lý. Trên thế giới hiện có rất nhiều nhà sản xuất Vi Điều Khiển (ATMEL, ZILOG, MicroChip, Motorola, Cypress…). Sự cạnh tranh của các nhà sản xuất về giá thành và khả năng tích hợp đem lại lợi ích cho người sử dung.

Thứ ba: Vi Điều Khiển được coi như một “small computer” hay System On Chip (SoC). Bên trong vi điều khiển bao gồm CPU, ROM , RAM, EEPOM, các giao tiếp ngoại vi, các khối số học và tương tự (ADC,DAC, op-amp, bộ so sánh…) tuỳ theo từng loại.

Tại Viêt Nam, thị trường Vi Điều Khiển khá sôi động. Chỉ cần vào một của hàng điện tử bất kỳ ta đều có thể mua được một con Vi Điều Khiển ưng ý. Về công cu phát triển cho Vi Điều Khiển ta có thể tìm thấy rất nhiều trên mạng Internet, trên các diễn đàn về điện tử trong và ngoài nước, hầu hết đều là các tiện ích miễn phí dành cho người sử dung …

Sau một thời gian nghiên cứu về Vi Điều Khiển, mà cu thể là dòng Vi Điều Khiển, em quyết định chọn Vi Điều Khiển 89C51 để thực hiện đề tài “thiết kế mạch quang báo dùng Vi Điều Khiển ”.

II.1.2 Ứng dụng

Hằng ngày chúng ta nhin thấy những biển quang cáo hay những bảng thông báo ...tất cả những cái đó là ứng dung của quang báo mà tạo nên làm cho nó chạy lên chạy xuống, ngang dọc...Như vậy quang báo ngày nay đã được sử dung nhiều vào các lĩnh vực khác nhau như : giới thiệu sản phẩm thông báo tin tức ...với ứng dung rộng rãi như vậy thì chúng ta hãy đi tìm hiểu nó thế nào nó hoạt động thế nào, chạy ra sao... tất cả những cái đó hông qua đề tài " Thiết kế và thi công mạch quang báo dùng EROM. Quang báo có thể hiện thị được các hình ảnh cử động chứ ko gói gọn trong việc hiện thị chữ> nhưng trong đề tài này chỉ có gói gọn trong việc hiện thị chữ chạy. Các bạn có thể tải tài liệu về tham khảo!

19

II.2 GIỚI THIỆU VỀ LED MA TRẬN

II.2.1 Sơ đồ cấu tạo của LED ma trận

Bảng hiển thị ma trận LED (diot-matrix display) có rất nhiều loại và đủ kích cỡ to nhỏ khác nhau, mỗi bảng gồm có rất nhiều LED đơn được ghép lại với nhau trong một khối. Trong khối đó các LED đơn được sắp sếp theo các hàng và các cột, tại mỗi giao điểm của hàng với cột là một LED đơn, và người ta thường phân biệt các loại bảng LED theo số hàng và cột. Một bảng LED 5x7 tức là có 5 cột dọc và 7 hàng ngang, tổng cộng sẽ có 5x7=35 LED đơn được ghép lại. Cũng như vậy một bảng 8x8 là có 8 hàng và 8 cột, do 64 LED đơn ghép lại. Và nhiều loại cỡ to hơn như 16x16 hay 32x32…

Hình2.1.1: Minh họa một bảng led matrix 8x8:

20

Sơ đồ cấu tạo: một ma trận led có 16 chân được sắp xếp theo thứ tự 8 hàng 8 cột được đánh số từ 1 đến 8, số chân của led được đánh từ 1 đến 16 theo sơ đồ hình vẽ.

Hình 2.1.2: Sơ đồ ghép nối của bảng led matrix 8x8:

Khi đóng vỏ, sự phân bố chân các hàng và cột là không theo thứ tự (do tính phức tạp trong ghép nối), do đó ta cần tìm hiểu kỹ để mắc mạch cho đúng, nên theo thứ tự đó ta có các chân số cột gồm: 13,3,4,10,6,11,15,16;các chân số hang theo thứ tự là: 9,14,8,12,1,7,2,5. Bảng ma trận LED có hai loại, loại có các cột là các chân Anode, còn hàng là các chân Cathode và loại kia thì ngược lại các cột là

21

Cathode, hàng là Anode. Khi sử dung LED ta cần chú ý điều này để điều khiển cho đúng.

II.2.2. Nguyên tắc làm sáng đèn trên bảng LED

Khi muốn làm sáng LED đơn, ta cần đưa điên áp dương vào chân Anode và điện áp âm vào chân Cathode với giá trị thích hợp, khi đó LED sáng. Giá trị điện áp và dòng điện tuỳ thuộc vào màu sắc từng loại LED. Dòng chảy qua các LED để đảm bảo độ sáng bình thường là từ 10mA cho đến 25mA. Khi ta muốn làm sáng một điểm trên bảng ma trận LED ta cũng làm tương tự.

II.2.3. Nguyên tắc quét bảng ma trận LED

Trong đề tài này em sử dung 4 bảng LED 8x8 ghép lại thành một bảng cỡ 8x32 (8 hàng và 32 cột). Để hiển thị ký tự lên bảng LED, ở đây ta dùng phương pháp quét cột và xuất dữ liệu hàng. Quá trình quét cột là ta gửi tín hiệu cho phép đến từng cột trong từng thời điểm. Cùng lúc đó ta gửi dữ liệu hàng đến 7 hàng. Trong đề tài này tín hiệu cho phép cột là mức logic ‘0’, và dữ liệu hàng tương ứng là mức ‘1’ hay ‘1’ của từng hàng, mức ‘0’ ứng với LED sáng (on) và mức ‘1’ là tắt (off).

Đầu tiên ta đưa dữ liệu cần hiển thị đến 7 hàng, ví du 11100110

Kích hoạt cột thứ nhất và các LED tương ứng sẽ sáng. Tạo một thời gian trễ, sau đó tắt cột thứ nhất.

Gửi tiếp giá trị dữ liệu 7 hàng của cột thứ 2, kích hoạt cột thứ 2, tạo trễ và lại tắt cột thứ 2.

Quá trình quét đó cứ tiếp diễn cho đến khi quét hết 32 cột của bảng LED. Việc quét hiển thị này diễn ra trong thời gian rất ngắn, cỡ vài chuc ms, ta sẽ thấy hình ảnh hay chữ hiển thị trên bảng LED. Tuy rằng trong mỗi thời điểm chỉ có một cột được sáng nhưng do thời gian quét rất nhanh và do hiện tương lưu ảnh trong võng mạc của mắt nên ta thấy hình ảnh xuất hiện liên tuc. Tần số quét cần phải đảm bảo sao cho đủ hoặc lớn hơn 24hình/s. Thường ta chọn tần số quét từ 40Hz đến 100Hz hoặc có thể lớn hơn.

22

Dữ liệu hiển thị của hàng được lấy từ EEPROM hoặc từ Flash ROM của Vi Điều Khiển hay từ ROM ngoài.

Trạng thái của một LED sẽ được quyết định bởi tín hiệu điện áp đi vào đồng thời cả 2 chân. Ví du để LED sáng thì điện áp 5V phải đưa vào chân dương và chân âm phải được nối mass, LED sẽ tắt khi chân âm nối với điện áp mức cao. Với đề tài này, chúng em chọn loại ma trận LED 8x8 để hiển thị.Ta có sơ đồ nguyên lý của Ma trận LED 8x8:

Hình 2.1.3: Sơ đồ guyên lý led matric

Để ma trận có thể sáng như hình vẽ (hiển thị một phần của chữ ABCD):

23

Hình 2.1.4: hiển thị chữ trên Led matric

Đèn LED thứ nhất Đèn LED thứ hai Đèn LED thứ ba

Thực hiện quét dòng và cột:

- Chọn cột 1, đưa điện áp cột 1 về 0.

Sau đó chọn và quét lần lượt các hàng 1,2,3,4,5,6,7,8 như sau:

+ Đèn 1 tắt Điện áp đưa vào hàng 1 là 0V.


+ Đèn 3 sáng Điện áp đưa vào hàng 3 là 5V.






- Chọn cột 2 : đưa điện áp cột về 0.

Sau đó quét lần lượt các hàng 1,2,3,4,5,6,7,8.


24

+ Đèn 2 sáng Điện áp đưa vào hàng 2 là 5V

+ Đèn 3 tắt Điện áp đưa vào hàng 3 là 0V

+ Đèn 4 sáng Điện áp đưa vào hàng 4 là 5V





- Tiếp tuc quét với các cột từ 3 đến 8 bằng cách như trên, sau đó chuyển sang quét đèn LED thứ hai một cách tương tự.

- Để mắt người nhận biết được toàn bộ hình ảnh của ma trận ta phải tiến hành quét nhiều lần. Do mắt người không phân biệt được sự thay đổi ảnh nếu ảnh đó được quét với tốc độ 24 hình/s nên nếu ta quét ảnh với tốc độ lớn hơn hoặc bằng 24 hình/s thì ảnh sẽ chạy liên tuc và không bị giật.

II.2.4. Phương pháp tạo hiệu ứng chữ chạy từ phải qua trái trên bảng LED

Sau khi đã hiển thị được hình ảnh lên bảng LED. Bây giờ ta sẽ tìm hiểu cách tạo

hiệu ứng chữ chạy trên bảng LED. Thủ thuật ở đây là quét và hiển thị một hình ảnh

trong một thời gian nhất định, sau đó ta dịch dữ liệu của các cột sang trái một vị trí,

khi đó ta sẽ tạo được hiệu ứng chữ chạy trên bảng LED.

Đề tài này ta sử dung mạch mẫu là bảng LED 8x32, sử dung 32 byte RAM làm bộ

đệm cho màn hình, lưu giá trị dữ liệu hàng của 32 cột. Bộ đệm được khai báo trong

RAM nội của chip 89C2051 là một mảng gồm 32 phần tử.

Chương trình hiển thị làm nhiệm vu đọc dữ liệu từ các vị trí 0 đến 32 của bộ đệm và đưa ra màn hình hiển thị.

Hiệu ứng chữ chạy được tạo ra bằng cách dịch giá trị các phần tử đi một vị trí

(54, 43, 32,21,10 )

25

Sau mỗi lần dịch ta lại gọi chương trình hiển thị. Khi đó

trên bảng LED ta sẽ quan sát được hiệu ứng chữ chạy.

VD:Di chuyển ký tự trên ma trận Led

Di chuyển chuỗi “AB” trên ma trận Led từ trái sang phải:

- Tính toán dữ liệu hiển thị

Giả sử cần hiển thị chuỗi “AB”:

Chữ ‘A’: 7Eh, 09h, 09h, 09h, 7Eh

Chữ ‘B’: 7Fh, 49h,49h,49h, 36h

Giữa chữ A và B có một cột trống để phân biệt.

Chuỗi “AB”: 7Eh, 09h, 09h, 09h, 7Eh, 00h, 7Fh, 49h,49h,49h, 36h

Có thể thêm khoảng trắng trước và sau chuỗi để chuỗi hiện ra từ từ

Chuỗi “ AB ”: 00h, 00h, 00h, 00h, 00h, 7Eh, 09h, 09h, 09h, 7Eh, 00h, 7Fh, 49h,49h,49h, 36h,00h, 00h, 00h, 00h

Khai báo biến:

DB 00h, 00h, 00h, 00h, 00h

DB 7Eh, 09h, 09h, 09h, 7Eh, 00h

DB 7Fh, 49h, 49h, 49h, 36h, 00h

DB 00h, 00h, 00h

Như vậy, một ký tự cần hiển thị trên ma trận Led cần 6 byte và 5 byte 00h đầu chuỗi, 3 byte 00h cuối chuỗi một chuỗi dài 50 ký tự sẽ cần số byte lưu trữ cho mã Led là: 50*6 + 5 + 3 = 308 byte. Dung lượng này có thể thay đổi tùy theo người lập trình.

II.3. TRANSISTOR

II.3.1. Giới thiệu chung về Transistor.

26

Nếu trên cùng một đế bán dẫn lần lượt tạo ra hai tiếp giáp công nghệ P-N gần nhau thì ta được một dung cu bán dẫn 3 cực gọi là Transistor bipolar, có khả năng khuếch đại tín hiệu điện. Nguyên lý làm việc của Transistor dựa trên đặc tính điện của tiếp giáp P-N và tác dung tương hỗ giữa chúng.

* Cấu tạo .

Transistor lưỡng cực được cấu tạo gồm các miền bán dẫn P-N xen kẽ nhau tuỳ theo trình tự sắp xếp các miền ta có 2 loại cấu trúc điển hình PNP và NPN.

- Miền E có nồng độ tạp chất lớn nhất, điện cực nối với miền này gọi là cực Emitơ (cực phát).

27

Base

p

-

IE+

ICIE

ColectorEmiter

C

CE

E

NNp

- +

RE UEE UCC RC

P

- Miền B có nồng độ tạp chất nhỏ nhất, điện cực nối với miền này gọi là cực Bazơ (cực nền).

- Miền C có nồng độ tạp chất trung bình, điện cực nối với miền này gọi là cực Colectơ (cực thu). Cực E và C tuy có cùng chất bán dẫn nhưng có nồng độ pha tạp chất khác nhau nên không thể hoán đổi cho nhau được.

- Tiếp giáp giữa miền E và B là tiếp giáp E (JE).

- Tiếp giáp giữa miền C và B là tiếp giáp C (JC).

- Để phân biệt với các loại transistor khác, loại transistor PNP và NPN còn gọi là transistor lưỡng nối viết tắt là BJT (Bipolar Junction Transistor).

* Nguyên ly hoạt động:

Để BJT làm việc người ta đưa nguồn điện áp một chiều đến các cực của BJT gọi là phân cực cho BJT.Ở chế độ khuếch đại thì JE luôn phân cực thuận và JE phân cực ngược.

1

Hình 1. Sơ đồ phân cực cho Transistor .

Điện thế UEE phân cực thuận mối nối B-E (PN) là nguyên nhân làm cho vùng phát (E) phóng điện tử vào vùng P ( cực B). Hầu hết các điện tử (electron) sau khi qua vùng B rồi qua tiếp mối nối thứ hai phia bên phải hướng tới vùng N ( cực thu),

28

Đặc tính của Transistor UCE = f ( IC ).

Vùng tuyến tính

Vùng gần bão hòa

Vùng bão hòa

UCE

IC

Khoảng 1% electron dược giữ lại ở vùngB. Các lỗ trống vùng nền di chuyển vào vùng phát.

Mối nối B-E ở chế độ phân cực thuận giống như một đi ốt, có điện kháng nhỏ và điện áp rơi trên nó nhỏ thì mối nối B-C được phân cực ngược bởi điện áp UCC . Bản chất mối nối B-C này giống như một điốt phân cực ngược và điện kháng mối nối B - C rất lớn.

Dòng điện đo được trong vùng phát gọi là dòng phát IE. Dòng điện đo được trong mạch cực C ( số lượng điện tích qua đường biên CC trong một đơn vị thời gian là dòng cực thu IC).

Dòng IC gồm hai thành phần :

- Thành phần thứ nhất ( thành phần chính) là tỉ lệ các hạt electron ở cực phát tớicực thu. Tỉ lệ này phu thuộc vào cấu trúc của transistor và hằng số được tính trước với từng transistorrieeng biệt. Hẳng số được định nghĩa là ỏ. Với thành phần chính của dòng IC là ỏIE. Thông thường ỏ = 0,9 ữ 0,999.

- Thành phần thứ hai là dòng qua mối nối B – C ở chế độ phân cực ngược khi IE = 0. Dòng này gọi là dòng ICB0 – nó rất nhỏ.

- Với dòng cực thu : IC = ỏIE + ICB0.

* Đặc tính của transistor: UCE = f ( IC).

Để cho khi transistor dòng điện áp sut bên trong có giá trị nhỏ, người ta phải cho nó làm việc ở chế độ bão hoà, tức là IE phải đủ lớn để IC cho điện áp sut UCE nhỏ nhất. Ở chế độ bão hoà, điện áp sut trong transistor công suất bằng 0,5V đến 1V trong khi đó thyristor là khoảng 1,5V.

.

29

* Xét nguyên lý làm việc của transistor PNP:

Do JE phân cực thuận nên các hạt đa số (lỗ trống) từ miền E phun qua JE tạo nên dòng E (IE), chúng tới vùng B trở thành hạt thiểu số và tiếp tuc khuếch tán sau vào vùng B, hướng tới JC. trên đường khếch tán một phần nhỏ tái hợp với hạt đa số của miền B tạo nên dòng điện B (IB). Do cấu tạo miền B mỏng nên hầu như toàn bộ các hạt khuếch tán tới được bờ của JC và được trường gia tốc (do JC phân cực ngược) cuốn qua tới được miền C tạo nên dòng C (IC).

* Một số hệ thức quan trọng:

+ Hệ số truyền đạt dòng điện: ( đặc trưng cho khả năng tiêu hao của dòng IE trên miền B).

α=IC

IE

<1

+ Hệ số khuếch đại dòng điện (tác dung điều khiển dòng IB đối với dòng IC).

β=IC

IB

>>1

Từ (1), (2) và (3) ta có:

α= ββ+1

30

IE = IB + IC

IE = (1 + ) IB

* Các dạng mắc mạch cơ bản của BJT .

a. Mạch EC:

U r(t)U v(t)

C2383

Ce

Cr

Cv

R2 Re

R1 Rc

Vcc5 - 12 VDC

b. Mạch BC:

U r(t)U v(t)

C2383Cv

R2Re

R1 Rc

Vcc5 - 12 VDC

31

C. Mạch colectơ chung (Cc):

U r(t)U v(t)

Vcc5 - 12 VDC

Rc

C2383

Ce

Cv

R2Re

R1

Các thông số kỹ thuật của BJT.

Đặc tính kỹ thuật của BJT ngoài các đặc tuyến còn có một số thông số kỹ thuật có ý nghĩa giới hạn cần phải biết khi sử dung.

a. Độ khuếch đại dòng điện :

- Độ khuếch đại dòng điện thật ra không phải là một hằng số mà có thể thay đổi theo IC.

- Khi dòng điện IC nhỏ thì thấp, dòng điện IC tăng thì tăng đến giá trị cực đại max, nếu tiếp tuc tăng IC đến mức bão hoà thì giảm.

b. Điện áp giới hạn:

Điện áp đánh thủng BV (Breakdown Voltage) là điện áp ngược tối đa đặt vào giữa các cặp cực, nếu quá điện áp này thì BJT sẽ bị hỏng. Có 3 loại điện áp giới hạn:

32

- BVCE0 : điện áp đánh thủng giữa C và E khi cực B hở.

- BVCB0 : điện áp đánh thủng giữa C và B khi cực E hở.

- BVCB0 : điện áp đánh thủng giữa E và B khi cực C hở.

c. Dòng điện giới hạn:

- Dòng điện qua BJT phải được giới hạn ở một mức cho phép, nếu quá trị số này BJT sẽ bị hỏng.

- Ta có : ICmax là dòng điện tối đa ở cực C và IBmax là dòng điện tối đa ở cực B.

d. Công suất giới hạn:

- Khi có dòng điện qua BJT sẽ sinh ra một công suất nhiệt làm nóng BJT, công suất sinh ra được tính theo công thức : PT = IC . VCE.

- Mỗi BJT đều có một công suất giới hạn gọi là công suất tiêu tán tối đa PDmax

(Dissolution). Nếu công suất sinh ra trên BJT lớn hơn công suất PDmax thì BJT sẽ bị hỏng.

e. Tần số cắt (thiết đoạn):

Tần số thiết đoạn (fcut-off) là tần số mà BJT có độ khuếch đại công suất là 1.

VD: Transistor 2SC458 có các thông số kỹ thuật như sau:

Beta = 230; BVCE0 = 30V; BVCB0 = 30V; BVEB0 = 6V; PDmax = 200mW;

Fcut-off = 230MHz

; IC max = 100mA; loại NPN chất Si.

II.3.2. Transistor C2383

Transistor 2SC2383 hay gọi là (C2383) của hãng TOSHIBA được sử dung nhiều trong ti vi màu thường sử dung ở đầu ra của khối tiếng(âm thanh).

Transistor 2SC2383 còn được sử dung trong các mach đệm dòng như các mạch đèn giao thông, điều khiển động cơ hay mạch quang báo…

Sau đây là hình vẽ và thông số cơ bản của transistor C2383:

33

Hình 2.1 Đơn vị (mm), khối lượng 0,36g

Dải làm việc ở nhiệt độ 250C.

34

Một số đặc tuyến quan trọng

Điện áp collector – Emitter VCE (V) Dòng colector Ic (mA)

35

Dò

ng

col

ect

or

Ic

(A)

Dò

ng

col

ect

or

Ic

(A)

II.4. IC SỐ

II.4.1. IC 74HC595

- IC 74HC595 là IC ghi dịch 8bit, vào nối tiếp ra song song với một thanh ghi lưu trữ (storage register) và đầu ra 3 trạng thái.

- Sơ đồ kết nối

Chức năng của IC 74HC595

- Vào dữ liệu 8bit.

- Đầu ra 8bit nối tiếp và 8bit vào song song.

- Thanh ghi lưu trữ với đầu vào 3 trạng thái.

- Tần số dịch 1000MHz

Mô tả chân IC 74HC595

- VCC và GND : Chân cấp nguồn chi IC. Điện áp nguồn cấp khoảng 2v – 5.5v.

- QA-QH : 8 đầu ra dữ liệu song song , chân QH là chân dữ liệu nối tiếp.

- SCLR là chân Reset IC, tich cực mức thấp (0), khi đưa mức 0 vào chân này thì IC sẽ thực hiện reset, tất cả đều đưa về 0.

36

- SCK là chân nhận xung đồng hồ của thanh ghi dịch.

- RCK là chân nhận xung đồng hồ cho thanh ghi lưu trữ.

- G :chân cho phép xuất dữ liệu ra, tích cực mức thấp. Khi hoạt động chân này ở mức 0 . khi đưa chân G lên mức 1 các đầu ra sẽ ở trạng thái trở kháng cao.

- SER là chân nhận dữ liệu nối tiếp.

Hoạt động của IC

Dữ liệu sau khi đưa vào chân Ds của IC, bit dữ liệu đó sẽ được dịch ứng với sườn dương của xung nhịp, từ mức thấp đến cao (LOW TO HIGH) đưa tới chân SHcp , dữ liệu vào tại mỗi thanh ghi sẽ được đưa sang thanh ghi lưu trữ khi có một sườn dương của xung nhịp đi vào chân STcp. Xung đồng hồ tại chân STcp

phải xuất hiện trước xung nhịp vào chân STcp . Mỗi xung clock đưa vào chân STcp tương ứng với một bit dữ liệu vào chân Ds, 8 xung ứng với 8bit dữ liệu đưa vào, chúng được lưu trong thanh ghi lưu trữ. Khi một tín hiệu tích cực mức 0 đưa vào chân OE thì 8bit dữ liệu này sẽ được đưa ra 8 đầu ra song song. Khi có 8bit dữ liệu tiếp theo được dịch vào thì 8bit dữ liệu trước đó sẽ lần lượt được dịch ra nối tiếp nhau qua chân Q7.

Trong chế độ hoạt động bình thường của IC, các chân MR sẽ được nối với dương nguồn, chân OE sẽ nối với đất.

- Sơ đồ chân của IC 74HC595

37

- Giản đồ thời gian quá trinh truyền dữ liệu.

38

- Đăc tính điện

39

II.4.2. IC- ULN2803

ULN 2803 là một trong những vi mạch đệm được dùng khá phổ biến . Vi mạch ULN2803 là các mảng Darlington chịu được dòng điện lớn và điện áp cao, trong đó có chứa 7 cặp Darlington cực góp hở với các cực phát chung. Từng kênh trong số 7 kênh đều có thể chịu được lâu dài dòng điện đến 500mA với biên độ đỉnh đến 600mA. Mỗi kênh có một điốt chặn (suppression), điốt này có thể sử dung trong trường hợp tải có tính cảm ứng, chẳng hạn như các rơle.

Lối vào của ULN 2803 tương thích TTL. Nhưng ứng dung điển hình của vi mạch đệm là điều khiển cuộn dây solenoid , rơle, môtơ một chiều, các bộ hiển thị led, ma trận Led, đầu máy in nhiệt, v.v…

Vi mạch lưu hành trên thị trường dưới dạng vỏ theo kiểu DIP với 16 chân và một số kiểu đóng vỏ khác. Các lối ra của bộ đệm có thể được nối song song để có thể chịu được dòng điện lớn hơn, khi đó có thể dùng đến một cơ cấu dùng chung tải thích hợp .

Hình vẽ dưới đây chỉ ra sơ đồ khối của vi mạch đệm mảng Darlington loại ULN2803 . Đối với mỗi một trong số các bộ đệm, có một điốt với anôt ( cực dương) được kết nối với lối ra, còn anôt ( cực âm) được nối với điểm chung cho toàn bộ 7 điốt. Lối ra này là loại cực góp hở, có nghĩa là tải bên ngoài được nối giữa nguồn nuôi và lối ra của bộ đệm. Nguồn nuôi có thể là nguồn điện áp dương bất kỳ nhỏ hơn +50V, như được chỉ định ra trong các tài liệu kỹ thuật của các nhà cung cấp. Giá trị tải phải được ước tính sao cho dòng điện chạy qua lâu dài nhỏ hơn 500mA và dòng đỉnh nhỏ hơn 600mA tính trên mỗi mạch đệm .

Hình dạng thực tế và sơ đồ kết nối:

40

Sơ đồ cuc bộ

41

Dòng điện vào và hàm điện áp ra

Đặc tính điện ở +250C:

Đặc tính Ký hiệu

Kiểm tra điều kiện

Giới hạn

Min Typ Max Đơn vị

Dòng điện rò đầu ra

ICEX VCE = 50V, TA = 250C _ <1 50 μ A

VCE = 50V, TA = 700C _ <1 100 μ A

Điện áp bão hoà trên Colecter-

Emiter

VCE(SAT) IC = 100mA, IB = 250mA

_ 0,9 1.1 V

IC = 200mA, IB = 350μ

A_ 1,1 1,3 V

IC = 350mA, IB = 500μ

A_ 1,3 1,6 V

Dòng điện vào

IIN(ON) VIN = 3,85V _ 0,93 1,35 mA

IIN(OFF IC = 500μ A, TA = 700C 50 65 _ μ A

Điện áp vào

VIN(ON) VCE = 2,0V, IC = 200mA _ _ 2,4 V

VCE = 2,0V, IC = 250mA _ _ 2,7 V

42

VCE = 2,0V, IC = 300mA _ _ 3,0 V

Điện dung đầu vào CIN _ 1,5 2,5 pF

Mở trễ tPLH 0,5 EIN đến 0,5 EOUT _ 0,25 1 μ s

Ngắt trễ tPHL 0,5 EIN đến 0,5 EOUT _ 0,25 1 μ s

Dòng điện rò trên đi ốt

IR VR = 50V , TA = 250C _ _ 50 μ A

VR = 50V , TA = 700C _ _ 100 μ A

Điện áp trên đi ốt VF IF = 350 mA _ 1,7 2,0 V

43

Giới hạn lớn nhất:

Điện áp ra, VCE : 50V

Điện áp vào, VIN : 30V

Dòng điện đầu ra liên tuc, IC: 500 mA

Dòng điện đầu vào liên tuc, IIN: 25 mA

Công suất tiêu tán trên mỗi cặp Darlingtor, PA: 1.0 W

Dải nhiệt độ làm việc TA: - 200C đến +850C

Dải nhiệt độ chịu đựng, TS : -550C đến +1500C

44

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH PHẦN CỨNG

III.1. LƯU ĐỒ THUẬT GIẢI:

45

begin

- T¾t c¸c cæng P2,P3- Xo¸ contro, bodem, diachi- Sè lÇn quÐt cho mét ¶nh lµ 30

ThiÕt lËp bit dÞch p2.7

- Diachi = contro + bodem- TÝch cùc cét b»ng s ên d ¬ng xung clock b»ng lÖnh: setb P2.6- XuÊt d÷ liÖu hµng- Xo¸ bÝt dÞch - T¹o ®é trèng xung cho xung clock: clr p2.6 - Xo¸ d÷ liÖu hµng- T¨ng bodem

bodem

= 32

# 32

Xo¸ bodem

Sè lÇn quÐt 1 ¶nh# 30

= 30T¨ng contro

contro# 255= 255

end46

III.2. CHƯƠNG TRÌNH ĐOẠN MÃ CODE:

;CHU CHAY O DAY LA "TRUONG DAI HOC SPKT HUNG YEN _ KHOA DIEN-DIEN TU _ LOP DK5.1"

;CHAY CHU TREN MATRAN 8*32

;SU DUNG VDK AT89C51

;QUET HANG DUNG TRANSISTOR C2383

;QUET COT DUNG 74HC595

;CLOCK CHAN P2.6

;DATA CHAN P2.7

$INCLUDE(REG51.INC)

BODEM EQU R5

CONTRO EQU R3

DIACHI EQU 66H

ORG 0000H

START:

MOV P2,#00H

MOV P3,#00H

MOV BODEM,#00H

MOV CONTRO,#00H

MOV DIACHI,#00H

CLR p2.6; clock

CLR p2.7 ;data

MAIN:;vong lap dau tien la chon tan so quet mot ki tu

47

MOV R2,#30 ;tan so quet anh cao qua thi se dan den anh sang yeu con thap dan den hien

;tuong nhap nhay quy dinh ca toc do chay chi so cang lon thi toc do chay chu cham, chi so thap chay nhanh

MAINB:; vong lap thu 2 la thiet lap bit dich

SETB P2.7 ; bit dich pai dat truoc vi ket noi theo datasheet

MIANC: ;vong lap thu 3 gui du lieu ra cac cong va quet het so cot

MOV A,BODEM

ADD A,CONTRO

MOV DIACHI,A ; diachi=contro+bodem

SETB P2.6

MOV A,DIACHI

MOV DPTR,#MAHANG

MOVC A,@A+DPTR

MOV P3,A ;hangduoi;thoi gian tre de nhin thay tung ki tu dich chuyen

LCALL DELAY

CLR P2.7 ;XOA BIT DICH

CLR P2.6 ; XOA clock

LCALL DELAY; delay lau se lam cho chu mo va nhay do thoi gian qua lau mat nguoi se nhan ra viec sang ko dong deu

INC BODEM

NOP

NOP

MOV P3,#00h; chong lem

48

CJNE R5,#32,MAINC ; quet 32 cot

MOV R5,#00h

DJNZ R2, MAINB

INC CONTRO; co tac dung dich du lieu theo cot

MOV A, CONTRO

CJNE A,#255,MAIN

LCALL DELAY

LJMP START

DELAY:

MOV R6,#3

W1:MOV R7,#100

DJNZ R7,$

DJNZ R6,W1

RET

MAHANG:

DB 0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H ;MATRANG

DB 2H,2H,7EH,2H,2H,0H ;T

DB 7EH,1AH,2AH,44H,0H ;R

DB 3EH,40H,40H,40H,7EH ;U

DB 3CH,42H,42H,3CH,0H ;O

DB 7EH,4H,8H,7EH,0H ;N

DB 3CH,42H,52H,70H,10H,0H ;G

49

DB 0H,7EH,42H,42H,3CH,0H ;D

DB 7CH,0AH,0AH,7CH ;A

DB 0H,42H,7EH,42H,00H ;I

DB 0H,7EH,8H,8H,7EH ;H

DB 0H,3CH,42H,42H,3CH ;O

DB 0H,3CH,42H,42H,42H,00H ;C

DB 0H,2CH,4AH,4AH,30H ;S

DB 0H,7EH,12H,12H,0CH ;P

DB 0H,7EH,18H,24H,42H ;K

DB 2H,2H,7EH,2H,2H,0H ;T

DB 0H,7EH,8H,8H,7EH,0H, ;H

DB 0H,0H,3EH,40H,40H,7EH ;U

DB 0H,0H,7EH,4H,8H,7EH ;N

DB 0H,3CH,42H,52H,72H,10H,00H ;G

DB 0H,2H,4H,78H,4H,2H ;Y

DB 0H,7EH,4AH,4AH ;E

DB 0H,7EH,4H,8H,7EH,0H ;N

DB 0H,7EH,18H,24H,42H ;K

DB 0H,7EH,8H,8H,7EH ;H

50


DB 0H,7CH,0AH,0AH,7CH ;A

DB 0H,0H,7EH,42H,42H,3CH ;D


DB 0H,2H,2H,7EH,2H,2H ;T

DB 0H,0H,7EH,40H,40H,40H ;L


DB 0H,7EH,12H,12H,0CH ;P


DB 0H,7EH,18H,24H,42H ;K

DB 0H,4EH,4AH,4AH,32H ;5

DB 0H,40H,4H,7EH,0H ;.1

DB 0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H ;MATRANG

DB 0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H

DB 0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H

DB 0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H

DB 0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H

DB 0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H,0H

END

51

III.3. SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

III.3.1. Sơ đồ mạch nguyên ly:

52

III.3.2. Nguyên ly hoạt động:

58

TỔNG KẾT

1/ Ưu khuyết điểm của mạch:

*Ưu điểm:

- Mạch điện tử trên dùng trong việc quảng cáo rất sinh động, việc thay thế nội

dung quảng cáo hay cách thức thể hiện dể dàng ít tốn kém, có thể sử dung ở

nhiều nơi như: trong nhà ga, trong sân bay, các biểu ngữ ngoài đường…So với

việc dùng băng rôn hay bảng quảng cáo dán decal thì nó tiện dung và việc thay

đổi nội dung dể dàng hơn.

*Khuyết điểm:

- So với việc dùng các bảng quảng cáo thông thường thì việc dùng bảng điện tử

có giá thành khá cao.

- Việc thay đổi nội dung chương trình là bất tiện. Khi làm mạch với mô hình

lớn hơn thì kết nối phức tạp hơn.

2/Hướng phát triển của đề tài

Đồ án này có thể được phát triền lên thành đồ án tốt nghiệp với việc giao tiếp với máy tính có thể thay đổi cách họat động cũng như nội dung bảng quang báo bằng việc thay đổi nội dung trên máy tính, hay có thề dủng remote đều khiển từ xa bảng quang báo. Một kỹ thuật cao hơn là có thề thay đổi nội dung của bảng quang báo thông qua mạng internet như các bảng quang báo mà ta đã thấy trên các xa lộ để hướng dẫn giao thông.

Với sự cố gắng của cả nhóm cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Đỗ Thành Hiếu , chúng em đã hoàn thành đề tài đáp ứng đủ yêu cầu và đúng thời hạn. Tuy nhiên không tránh khỏi một vài thiếu sót chúng em mong nhận được sự bổ xung góp ý từ thầy cô cùng các bạn để đề tài này được hoàn thiện thêm.

Em xin chân thành cảm ơn!

59

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Cấu trúc và lập trình họ vi điều khiển 8051.......NXB Khoa học và kỹ thuật2. Giáo trình kỹ thuật vi điều khiển.......................Bạch Hưng Trường3. Các trang web datasheetcatalogue.com, diendandientu.com, google.com.....

http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/thiet-ke-mach-hien-thi-dung-ma-tran-led.69472.html

60

http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/thiet-ke-mach-hien-thi-dung-ma-tran-led.69472.html

trường đại học sư phạm kỹ thuật hưng yên

Documents