ĐỒ án tốt NGHIỆP quang báo hiển thị bằng led ma trận

TRƯỜNG CAO ĐẲNG K Ỹ THUẬT CAO THẮNG o0o -KHOA ĐIỆN TỬ-TIN HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Với phát triển khơng ngừng khoa học công nghệ, sống người ngày trở nên tiện nghi đại Điều đem lại cho nhiều giải pháp tốt hơn, đa dạng việc xử lý vấn đề tưởng chừng phức tạp gặp phải sống Việc ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đại tất lĩnh vực phổ biến toàn giới, thay dần phương thức thủ công , lạc hậu ngày cải tiến đại hơn, hồn mỹ Cùng với phát triển chung đó, nước ta mạnh mẽ tiến hành công cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước để theo kịp phát triển nước khu vực giới Trong lĩnh vực điện tử ngày đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế đời sống người Sự phổ biến đóng góp khơng nhỏ tới phát triển tất ngành sản xuất, giải trí, năm gần đặc biệt lĩnh vực giải trí, quảng cáo có phát triển mạnh mẽ với nhiều hình thức, phương pháp tiếp cận, quảng bá chia sẻ thông tin đại tồn diện Với lịng đam mê, u thích lĩnh vực này, nhóm định chọn đề tài “Quang Báo Hiển Thị Bằng Led Ma Trận” làm đề tài tốt nghiệp Trong thời gian ngắn thực đề tài cộng với kiến thức nhiều hạn chế, nên tập đồ án không tránh khỏi thiếu sót, nhóm thực mong đóng góp ý kiến thầy bạn sinh viên Nhóm sinh viên thực đề tài LỜI CẢM ƠN Trong suốt khóa học (2006-2009) Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, với giúp đỡ quý thầy cô giáo viên hướng dẫn mặt từ nhiều phía thời gian thực đề tài, nên đề tài hoàn thành thời gian qui định Nhóm thực xin chân thành cảm ơn đến : Q thầy khoa Điện tử -Tin học giảng dạy kiến thức chuyên môn làm sở để thực tốt luận văn tốt nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho người thực hồn tất khóa học Đặc biệt, cô NGUYỄN THỊ HỒNG ÁNH– giáo viên hướng dẫn đề tài nhiệt tình giúp đỡ cho nhóm thực lời dạy quý báu, giúp nhóm thực định hướng tốt thực luận văn Tất bạn bè giúp đỡ động viên suốt trình làm đồ án tốt nghiệp TP.HCM _ Tháng năm 2009 Nhóm sinh viên thực MỤC LỤC Trang Phiếu đăng ký đồ án tốt nghiệp………………………………………………………………… Nhận xét giáo viên hướng dẫn……………………………………………………………… Nhận xét giáo viên phản biện……………………………………………………………… Lời nói đầu……………………………………………………………………………………………… Lời cảm ơn……………………………………………………………………………………………… PHẦN I: NỘI DUNG Chương 1: Dẫn nhập ………………………………………… ……………… .5 1.1: Đặt vấn đề…………………………………………………………………………… 1.2: Nội dung đề tài……………… …………………………………………………… 1.3: Mục đích đề tài……………… ………………………….………………………… 1.4: Đối tượng nghiên cứu…………… ……………………………………………….6 1.5: Lập kế hoạch nghiên cứu…………….………………………………………… Chương 2: Giới thiệu bảng quang báo…………………………………… ……………….7 2.1: Một số bảng quang báo thông dụng …………………………………… ……7 2.2: Giới thiệu bảng quang báo hiển thị led ma trận ………………… … Chương 3: Khảo sát linh kiện.……………….…………………… ………………………… …9 3.1: Vi điều khiển PIC 16F877A ……………… …………………… ……… 3.2: Linh kiện khác mạch quang báo……… ………………… …………32 Chương 4: Các phương pháp hiển thị led ma trận……… ……………………………….37 4.1: Phương pháp hiển thị IC chốt……………………………………… ….37 4.2: Phương pháp sử dụng ghi dịch………………………… …………….39 Chương 5: Sơ đồ khối chức khối ……………………… ………………… 44 5.1: Sơ đồ khối hệ thống …………… …………………………………………….…44 5.2: Ý nghĩa khối……………………………………………………………… 44 Chương 6: Tính tốn ………………….………………………………………………………… 48 6.1: Nguồn điều khiển……………….……………………………………………… …48 6.2: Mạch nguồn Reset……………………………………………………………… 48 6.3: Mạch kéo dòng ……………….………………………………………………… 50 Chương 7:Sơ đồ mạch nguyên lý hoạt động………….………………………… …… 52 7.1: Sơ đồ nguyên lý mạch…………… ………………………………………… …52 7.2: Nguyên lý hoạt động…………… ……………………………………………….53 Chương 8: Lưu đồ giải thuật chương trình hoạt động ……….…………………….…54 8.1: Lưu đồ giải thuật……………… ………………………………………………… 54 8.2: Chương trình hoạt động…………….…………………………………………….57 Chương 9: Tổng Kết………………….……………………………………………………… … 62 PHẦN II: PHỤ LỤC CHƯƠNG DẪN NHẬP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Thông tin liên lạc vấn đề quan tâm xã hội Ngay từ ngày xưa, người biết vận dụng có sẵn để truyền tin lửa, âm thanh, dấu hiệu… Ngày nay, với phát triển xã hội ngày có nhiều cách tiếp cận với thơng tin Ta biết thơng tin qua báo chí, truyền hình, mạng internet, qua pano, áp phích… Thơng tin cần phải truyền nhanh chóng, kịp thời phổ biến rộng rãi tồn xã hội Và việc thu thập thơng tin kịp thời, xác yếu tố quan trọng thành công lĩnh vực Các thiết bị tự động điều khiển từ xa qua thiết bị chủ điều khiển tr ực tiếp qua hệ thống máy tính Việc sử dụng vi điều khiển để điều khiển hiển thị có nhiều ưu điểm mà phương pháp truyền thống panô, áp phích khơng có việc điều chỉnh thơng tin cách nhanh chóng cách thay đổi phần mềm Với lý trên, nhóm thực đề tài đưa cách thức phục vụ thông tin dùng quang báo Nội dung nghiên cứu đề tài tạo bảng quang báo ứng dụng việc hiển thị truyền thông nơi công cộng công ty, nhà xưởng, ngã tư báo hiệu… Thế giới ngày phát triển lĩnh vực điều khiển cần phải mở rộng Việc ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp vào sản xuất mang lại nhiều thuận lợi cho xã hội loài người, thơng tin cập nhật nhanh chóng điều khiển cách xác 1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Với khoảng thời gian thực đề tài tuần, nhóm thảo luận chọn nội dung đề tài sau: - Nghiên cứu tìm phương án điều khiển xử lý liệu cho bảng led ma trận hiển thị - Thi công bảng quang báo hiển thị kích thước 8×48 điểm ảnh - Viết chương trình tạo hiệu ứng xử lý liệu 1.3 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI: Trong q trình nghiên cứu thực đề tài nhằm giúp người học: - Tăng khả tự nghiên cứu tự học - Bước đầu tiếp xúc với thực tế - Vận dụng kiến thức có đồng thời tìm tịi kiến thức để hiểu sâu sắc lĩnh vực Để thiết kế hệ thống nêu người nghiên cứu phải nắm vững kiến thức chuyên ngành điện tử, tìm hiểu, nghiên cứu qua sách vở, tài liệu nước dạng mạch thực tế để thi công phần cứng 1.4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: - Các phương án điều khiển xử lý liệu cho bảng led ma trận - Tìm hiểu vi điều khiển PIC 16F877A - Tìm hiểu phương pháp lập trình C - Bảng quang báo led ma trận kích thước 8×48 điểm ảnh 1.5 LẬP KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU:  Để thực đề tài nhóm sinh viên kết hợp sử dụng nhiều phương pháp phương tiện hỗ trợ gồm có: Tham khảo tài liệu: kỹ thuật xung số, điện tử bản, vi điều khiển… Quan sát Thực nghiệm Tổng kết kinh nghiệm Phương tiện: máy vi tính, Internet, thư viện…  Kế hoạch nghiên cứu: Tuần 1:Nhận đề tài lập đề cương tổng quát Thu thập tài liệu lập đề cương chi tiết Tuần 2, 3, 4: Thiết kế thi công viết đồ án CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ BẢNG QUANG BÁO Ngày nay, bảng quang báo ngày trở nên phổ biến đa dạng chủng loại cơng nghệ thay dần cho hình thức truyền thống pano, áp phích,….bởi tiện lợi linh hoạt mà đem lại Dưới đây, nhóm xin giới thiệu số kiểu bảng quang báo thường sử dụng: 2.1 MỘT SỐ BẢNG QUANG BÁO THÔNG DỤNG: 2.1.1 Mẫu dòng chữ (16 X 240 điểm ảnh): Các thơng số kỹ thuật: Kích thước hiển thị: chiều cao 122mm, chiều dài tuỳ ý (thường bội 305mm) Độ phân giải (số điểm ảnh): 16 x 40 x (chiều dài hiển thị/305) Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn (RJ45, Bàn phím) Bảng hiển thị dòng chữ cao 122mm (16 điểm ảnh - hình trên) hai dịng chữ cao 61mm (8 điểm ảnh) không dấu Tiếng Việt Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn ( RJ45) 2.1.2 Mẫu hai dòng chữ (32 X 240 điểm ảnh) Các thơng số kỹ thuật Kích thước hiển thị: chiều cao 244mm, chiều dài tuỳ ý (thường bội 305mm) Độ phân giải (số điểm ảnh): 32 x 40 x (chiều dài hiển thị/305) Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn ( RJ45) Bảng hiển thị hai dòng chữ cao 122mm (16 điểm ảnh – hình trên) dịng chữ cao 244mm (32 điểm ảnh - hình dưới) Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn ( RJ45) 2.2 GIỚI THIỆU VỀ BẢNG QUANG BÁO HIỂN THỊ LED MA TRẬN TRONG ĐỒ ÁN: 2.2.1 Phần cứng: - Kích thước hiển thị: chiều cao 6cm,chiều dài 36cm - Độ phân giải (số điểm ảnh):8 x 48 - Hiển thị: o Một màu Nội dung hiển thị cho chạy theo nhiều hướng khác : từ lên, từ xuống, sang trái, sang phải 2.2.2 Phần mềm: - Dùng ngơn ngữ C lập trình cho vi điều khiển 16F877A - Phần mềm để viết chương trình CCS o CHƯƠNG KHẢO SÁT LINH KIỆN 3.1 VI ĐIỀU KHIỂN 16F877A: SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A MỘT VÀI THÔNG SỐ VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A Đây vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗi lệnh thực thi chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép 20 MHz với chu kì lệnh 200ns Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, nhớ liệu 368x8 byte RAM vào nhớ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte Số PORT I/O với 33 pin I/O Các đặc tính ngoại vi bao gồmcác khối chức sau:  Timer0: đếm bit với chia tần số bit  Timer1: đếm 16 bit với chia tần số, thực chức đếm dựa vào xung clock ngoại vi vi điều khiển hoạt động chế độ sleep  Timer2: đếm bit với chia tần số, postcaler  Hai Capture/so sánh/điều chế độ rông xung  Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI I2C  Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với bit địa  Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với chân điều khiển RD, WR,  CS bên  Các đặc tính Analog:  kênh chuyển đổi ADC 10 bit  Hai so sánh  Bên cạnh vài đặc tính khác vi điều khiển như:  Bộ nhớ flash với khả ghi xóa 100.000 lần  Bộ nhớ EEPROM với khả ghi xóa 1.000.000 lần  Dữ liệu nhớ EEPROM lưu trữ 40 năm 0,0,0,0,0,157,162,162,190,162,162, 0,0,0,0,0,0,0,0 }; int const mang5[]={0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,29,36,36,28,4,5, 0,0,0,0,7,8,0,7,8,8,7, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,81,81,95,81,81,81, 0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1 , 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,147,180,212,151,148,148 , 0,0,0,0,0,8,13,10,8,8,8 , 0,0,0,0,0,0,0,0 }; void chot0() { output_high(pin_c0); output_low(pin_c0); } void chot1() { output_high(pin_c1); output_low(pin_c1); } void chot2() { output_high(pin_c2); output_low(pin_c2); } void chot3() { output_high(pin_c3); output_low(pin_c3); } void chot4() { output_high(pin_c4); output_low(pin_c4); } void chot5() { output_high(pin_c5); output_low(pin_c5); } void main(void) { int m,i,a; set_tris_b(0x00); set_tris_c(0x00); set_tris_d(0x00); output_b(0x00); output_c(0x00); output_d(0x00); while(1) { for(m=0;mCác toán tử số học ( +, -, *, /, % ) + cộng - trừ * nhân / chia % lấy phần dư (trong phép chia) ->Các toán tử gán phức hợp (+=, -=, *=, /=, %=, >>=, , =, Lớn < Nhỏ > = Lớn < = Nhỏ Các kiểu liệu Các kiểu biến.chuẩn type char unsigned char int unsigned int Kiểu liệu Keil C Cấu trúc chương trình C Cac cấu trúc lệnh _while (expr) stmt : xét điều kiện trước thực thi biểu thức sau _ stmt while (expr) : thực thi biểu thức trước xét điều kiện sau _Return : dùng cho hàm có trả trị, khơng trả trị được, cần dùng : return ; ( nghĩa khỏi hàm đó) _Break : ngắt ngang (thốt khỏi) vịng lặp while _Continue : quay trở đầu vòng lặp while Các thị tiền định #include //Gọi thư viện có sẵn cách viết khác "*.h" #define led1 PORTA.0 //dùng định nghĩa biến char bien1,bien2; //cac bien can dung int a,b; void chuongtrinhcon(unsigned int b) // chuong trinh { … } int ham(void) // chuong trinh dang ham { … Return(a); } { int a; // khai bao bien dang so nguyen chuongtrinhcon(); a = ham(); } Khai báo ngắt void main // chuong trinh chinh { while(1) //vong lap vo tan sau thuc hien xong cong viec } void ngat0(void) interrupt // chuong trinh ngat { Khai báo Timer void delay(unsigned char time) { while(time ) { TMOD=0x01; TR0=0; TH0 = 0xFF;// nạp giá trị cho timer TL0 = 0xFF; nạp giá trị cho timer TF0=0; TR0 = 1; // Chạy định thời while(!TF0); // chờ cờ TF0 =1 } TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1] Hồ Trung Mỹ – Giáo trình Quang điện tử.Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh [2] Ngơ Diên Tập – Vi điều khiển với lập trình - Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [3] W.Buchanan – C for Electronic Engineering [4] Tài liệu PIC 16F877A_Nguyễn Văn Xuân [5] Báo Cáo PIC 16F877A_Nguyễn Chí Linh [6] www.Microchip.com [7] www.diendandientu.net [8] www.datasheet.com [9] www.picvietnam.com 839516101512 q1 SO DO NGUYEN LI U1 Matrix d1 d2 d3 d4 12611713144 J15 d7 KHOI NGUON d1 d5 d6 d8 VCC b7 b8 b1 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b1 b2 b3 b4 DIODE b5 b6 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 R-PACK 16 15 14 13 12 11 10 p1 p2 p3 R4 VCC 470 p4 p5 p1 R5 p6 p7 VCC p8 p2 16 15 14 13 12 11 10 p9 R6 p10 p11 p12 p13 VCC p14 p15 p3 p16 R7 VCC SW_PB_SPST KHOI DIEU KHIEN U9 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 11 OE LE b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 11 OE LE b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 11 OE LE 74HC57310 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 11 OE LE 74HC57310 16 15 14 13 12 11 10 p17 p18 p19 p20 p21 p22 p23 p24 16 15 14 13 12 11 10 p25 p26 p27 p28 p29 p30 p31 p32 16 15 14 13 12 11 10 p40 p33 p34 p35 p36 p37 p38 p39 16 15 14 13 12 11 10 p41 p42 p43 p44 p45 p46 p47 p48 p4 p12 R8 Q7 R16 q5 VCC VCC p5 p13 R9 Q8 R17 q6 VCC VCC p6 p14 Q9 R10 R18 q7 VCC VCC p7 p15 R11 Q10 R19 q8 VCC VCC p8 p16 KHOI CONG SUAT ... PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ LED MA TRẬN Led ma trận coi nguồn quang điện tử phổ biến Nó khơng đắt, tiêu thụ cơng suất, dễ dàng thích hợp cho mạch điện tử Led ma trận hiển thị bao gồm nhiều led ma trận nhỏ... BẢNG QUANG BÁO HIỂN THỊ LED MA TRẬN TRONG ĐỒ ÁN: 2.2.1 Phần cứng: - Kích thước hiển thị: chiều cao 6cm,chiều dài 36cm - Độ phân giải (số điểm ảnh):8 x 48 - Hiển thị: o Một màu Nội dung hiển thị. .. hình ảnh liên tục hiển thị hình led ma trận Ví dụ: Hiển thị chữ B lên hình led ma trận (hàng tích cực mức1, cột tích cực mức 0) Hàng Hàng Cột Cột Hình 4.7: Hiển thị chữ B led ma trận dùng phương