mạch quang báo giao tiếp với bàn phím ma trận

báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo giao tiếp bàn phím mạch quang báo giao tiếp với bàn phím ma trận

Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam 1. Sơ đồ khối 2. Chức năng các khối -khối nguồn: Có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các khối còn lại trong mạch hoạt động .Nguồn cung cấp cho toàn mạch quang báo là nguồn 1 chiều có độ lớn 5V. - khối điều khiển trung tâm: Có vai trò quan trọng đối với sự hoạt động của mạch quang báo, chương trình hiển thị thông tin trên bảng ma trận LED do khối hiển thị đảm nhận được thực hiện thông qua IC 89C52 - Khối điều khiển cột: Nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển, tạo địa chỉ, từ đó đưa ra tín hiệu để cho phép cột led nào sáng trên bảng đèn. Tại mỗi thời điểm chỉ có một cột led được sáng. - Khối điều khiển hàng:Tín hiệu điều khiển được xuất ra từ khối điều khiển sẽ được đưa qua các BJT đệm dòng đảm bảo đủ dòng của tín hiệu điều khiển cho hàng ma trận LED. - Khối hiển thị: là bảng ma trận LED có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu điều khiển hiển thị nội dung thông tin mà người dùng muốn hiển thị -Bàn phím: dùng để nhập trực tiếp dữ liệu vào khối điều khiển trung tâm rồi đưa ra hiển thị. 3. Nguyên lý hoạt động sơ đồ khối : Khi đưa tín hiệu xoay chiều 220V-50Hz vào khối nguồn, tín hiệu điện áp ra thu được là tín hiệu một chiều có giá trị 5V cung cấp cho các khối hoạt động. Sau khi được cấp nguồn khối điều khiển trung tâm bắt đầu hoạt động,điều khiển mọi quá trình hoạt động của hệ thống. Khối điều khiển trung tâm sẽ thực hiện giải mã dữ liệu sau đó Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 1 Giao tiếp bàn phím ĐIỀU KHIỂN CỘTĐiều Khiển Trung Tâm Đ LED MATRIX 8X8ĐIỀU KHIỂN HÀNG NGUỒN CUNG CẤP Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam đưa các dữ liệu vào khối điều khiển hàng và điều khiển cột. Khối điều khiển hàng và cột thông qua các bộ đệm đưa dữ liệu xuất ra khối hiển thị. 4. Sơ đồ mạch nguyên lí Nguyên lý hoạt động : Khi cấp nguồn 5v cho mạch hoạt động, vi điều khiển AT89C52 sẽ bắt đầu hoạt động. Vi điều khiển sẽ phát mã quét phím ở mức thấp ra các hàng của bàn phím ma trận,khi có một phím nào đó được nhấn thì cột tương ứng sẽ ở mức tích cực thấp đưa vào vi điều khiển. Sau đó, vi điều khiển sẽ đưa địa chỉ ô nhớ cần ghi trong con trỏ ra các port p0 và P2 của vi điều khiểnIC này được điều khiển bởi các chân LE và OE. vi điều khiển sẽ đưa dữ liệu vào các chân của RAM 62C256, quá trình ghi này được điều khiển bởi hai chân OE, WE. Khi bắt đầu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài, các chân OE, WE sẽ tương ứng ở mức 1 và mức 0,quá trình chốt địa chỉ cũng giống như lúc ghi,với mỗi kí tự sẽ tương ứng với một địa chỉ trong vùng nhớ, nội dung ô nhớ tương ứng trong RAM sẽ được đưa vào vi điều khiển. Vi điều khiển sau đó sẽ đưa từng bit dữ liệu ở thanh ghi a đưa vào chân số 14(do) của IC 74595. Khi muốn đưa dữ liệu vào thanh ghi của IC 74595 ta cho dữ liệu vào chân số 14(data) và cho chân 11 lên mức cao để tạo xung clock cho phép dịch dữ liệu từng bit một .khi muốn xuất dữ liệu ra ta cho chân 12 (latch) lên mức cao (1) muốn chốt dữ liệu lại thì ta cho chân 12 xuống mức thấp lúc đó các chân của 595 sẽ giữ nguyên dữ liệu của data đưa ra. Bit dữ liệu ngõ ra của IC này sẽ được đưa vào các ngõ vào của IC ULN2803 để đệm dòng, bit dữ liệu ngõ ra sẽ bị đảo mức so với tín hiệu đầu vào, tín hiệu ra nầy sẽ được đưa ra ở cột led tương ứng để cho phép cột led nào sáng. Ngay sau khi đưa dữ liệu ngõ ra, vi điều khiển sẽ phát dữ liệu điều khiển điều khiển hoạt động của IC 74154, tương ứng với mỗi mức tín hiệu ở 4 ngõ vào ở 4 chân A-D của IC 74154 sẽ có tương ứng ở chân Y0- Y15, dữ liệu ngõ vào được thay đổi liên tục để mức tích cực thấp ở ngõ ra thay đổi lần lượt từ chân Y0-Y15, tín hiệu tích cực mức này được đưa vào cực B của BJT TIP127, Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 2 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam thi tín hiệu ngõ ra tương ứng ở cực C. Sau đó tín hiệu này sẽ đưa ra led hiển thị thực hiên quá trình quét hàng. 5. Sơ đồ mạch thành phần và đo đạc, kiểm tra linh kiện 5.1 Khối nguồn Sơ đồ mạch : Nhiệm Vụ : Mạch nguồn ổn áp 5v sử dụng Lm 7805 làm nhiệm vụ tạo ra nguồn cung cấp 5V ổnđịnh,và mức dòng cung cấp lên đến 3A được nâng dòng bởi BJT 2SB688. Nguyên Lý Hoạt Động: Điện áp 12 vdc được tạo ra nhờ biến thế đi qua bộ chỉnh lưu cầu diode. Sau đó đi qua tụ c1 (lọc các thành phần điều hòa bậc 2,3 ),qua tụ c2 để lọc nguồn cho điện áp được phẳng hơn,ổn định hơn.:Điện áp đi tới R1 làm cho VR1 trên R1 tăng đến khoảng đủ làm cho B688 dẫn (0,6-1.5)V.Khi này 1 phần dòng điện chạy qua LM7805 làm cho nó hoạt động và cho ra mức áp là 5vdc,dòng tối đa mà Lm7805 chịu đựng được là 1A.Một phần dòng điện thông qua BJT và cho dòng ra Ic~1A vì BJT đang dẫn.Các tụ C3,C4 cungx làm nhiệm vụ tương tự C1,C2. Như vậy ta đã có nguồn ổn áp 5Vdc với sai số là +-0,25v. Tính Chọn linh kiện: -Lm7805 là linh kiện bán dẫn nên rất nóng khi tải lớn.Nên cần tản nhiệt để đảm bảo linh kiện tránh bị hỏng. -Tụ hóa đầu vào có điện dung phải đủ lớn để lọc phẳng điện áp đầu vào và áp chiụ đựng của tụ phải lớn hơn áp đầu vào nên em chọn tụ có giá trị 100uF-50V. -Tụ không phân cực có giá trị lớn để lọc các thành phần bậc cao có giá trị 100nF. -Sử dụng cầu diode 5A. -BJT nâng dòng B688 có dòng chịu đựng lớn nhất 8A,khoảng điện áp làm việc ở chế độ khuếch đại rộng từ 0.6-1.5 V. -chọn R1 có giá trị 1.5 để phân cực cho BJT làm việc ở chế độ khuếch đại. Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 3 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam Kiểm tra mạch:Bằng cách thay đổi giá trị đầu vào 1:Cho áp vào là 6v:Tiến hành đo áp VBE/Q1 ta thấy áp trên đây rất nhỏ,chưa đủ kích dẫn cho BJT.Đo áp đầu ra thì chưa có áp do điện áp đầu vào chưa nằm trong vùng hoạt động của LM7805. 2:Cho áp đầu vào là 45v.:Tiến hành đo đạc tương tự thì ta cũng thấy các vấn đề tương tự của mạch như trường hợp 1 3:Cho áp đầu vào là các giá trị 10v,12v,15v,24v .Tiến hành đo mạch -Đo điện áp đầu ra và đo dòng điện. -Khi này ta đo được giá trị đầu ra của LM7805 là 4.98 vdc.Thỏa mãn giá trị cần tạo ra do giá trị đầu vào thỏa tính chất làm việc của LM7805 là giá trị đầu vào từ (8-40)v. -Nếu dòng điện ra là chưa đủ hoặc rất bé so với 1A và LM7805 bị nóng thì chứng tỏ BJT chưa được -Kiểm tra nhiễu nguồn:Dùng máy hiện sóng đo xem sóng ra có phẳng hay không Kiểm Tra thực tế trong mạch : Khối điều khiển cột Sơ đồ mạch : Nguyên lý hoạt động của mạch : Khối điều khiển dùng 89C52 với thuật toán điều khiển được lập trình theo ý tưởng của người thiết kế với cổng p2 để xuất dữ liệu ra cột cho LED . Tín hiệu được đưa ra cổng p2 sau đó đưa qua IC đệm dòng 74HC245 để đảm bảo cung cấp đủ dòng cho khối hiển thị và khối quét được hoạt động ổn định. Sau đó được đưa vào khối giải mã địa chỉ cột sử dụng IC 74HC595 ,đây là thanh ghi dịch 8 bit vào nối tiếp ra song song . Ta sử dụng IC này nhằm tiết kiệm chân giao tiếp giữa IC với vi điều khiển . Chân DATA_IN (14) để đưa dữ liệu nối tiếp vào ,chân CLK (11) đưa xung đồng hồ dịch bit ,chân LATCH (12) để chốt dữ liệu được gửi ra. 8 đầu ra được nối đến 8 cột của bảng LED Nguyên lý làm việc từng linh kiện trong mạch : a. IC 74HC595 Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 4 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam Là IC ghi dịch 8bit kết hợp chốt dữ liệu , đầu vào nối tiếp đầu ra song song Đo đạc kiểm tra: Kiểm tra IC 74HC595 bằng cách đo áp ra ở các chân ra sau khi cấp nguồn. Chân 10: 5V ( nối VCC) Chân 13: 0V (nối mass) Chân 16 :5V ( nối VCC) Chân 11,12,14 : 2.3V b. ULN2803 Ta có thể tăng điện áp ngõ ra bằng cách thêm các điện trờ treo ở ngỏ ra với điện áp kéo lên cao. Điện áp cung cấp 5-12V Điện áp ngõ vào tối đa 30V Điện áp ngõ ra tối đa 50V Dòng điện ngõ ra tối đa 500mA Dòng điện ngõ vào 25mA Chức năng: - Đệm được 8 đường riêng biệt (nối trược tiếp được với 8 chân của 74595 và 8 chân kia nối với các cột của led matrix) - Dòng ra tới 500 mA - Chức năng của ULN2803 giống như bộ hút dòng - Để tính dòng điện cột thì phải xem là quang báo rộng bao nhiêu, trên một cột có bao nhiêu Led. 5.3 khối mạch điều khiển hàng Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 5 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam sơ đồ mạch : Nguyên lý hoạt động của mạch : Mạch điều khiển hàng LED được thiết kế cho mỗi hàng LED một transistor PNP TIP 127 ,dẫn bão hòa. Các transistor này dẫn bão hòa nhằm tăng mức công suất cho hệ thống ma trận LED. Các transistor được điều khiển bởi IC 74154, IC này sẽ giải mã ngõ vào từ 4 sang 16 tương ứng với ngõ ra ở mức tích cực thấp, ngõ ra ở mức thấp sẽ làm cho cực B của transistor ở mức thấp và khi đó transistor sẽ dẫn bão hòa làm cho anode của các hàng LED được tích cực. Nguyên lý làm việc từng linh kiện : a. Transistor TIP127 Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 6 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam Đo đạc kiểm tra: Đo điện áp trên cực E của BJT được 5V bằng với giá trị của nguồn cung cấp. Đặt que đen của đồng hồn đo ở mass, que đỏ ở chân hàng của led ma trận, đo được giá trị Thay đổi dữ liệu ngõ vào ở cực B, cho giá trị ngõ vào ở mức, đo được ngõ ra, cho ngõ vào ở mức thấp đo được ngõ ra ở cực C. b. 74HC154 Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 7 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam IC 74HC154 là IC giải mã từ 4 sang 16. Đo đạc kiểm tra: Đo điện áp tại chân 24 của IC 74HC154 thu được giá trị, giá trị này bằng với điện áp của nguồn cung cấp. Đo áp tại chân 12 so với cực dương của nguồn cũng thu được giá trị Đặt giá trị điều khiển của chân E0,E1 ở mức thấp để cho phép IC hoạt động, đưa giá tri ngõ vào ở các chân từ A0-A3 đều ở mức thấp, đo được ở chân Y0 là mức thấp, các chân còn lại ở mức cao. Đưa vào chân A0 mức cao, 3 chân còn lại ở mức thấp, đo được giá trị ở chân Y1 là mức thấp, các chân còn lại ở mức cao c. 74HC573 IC 74HC573 là vi mạch chốt dữ liệu, nó xuất dữ liệu song song 8bit ra từ 8 chân vào của IC. Dùng chân LE để chốt dữ liện lại. khi ta thay đổi các đầu vào của IC thì dữ liệu trong thanh ghi của nó cũng không đổi. dữ liệu trong thanh ghi được nối tới đầu ra khi chân OE ở mức 0. Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 8 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam Đo đạc kiểm tra: IC này có giá trị điện áp cung cấp từ 2-6V,ngõ vào và ra được điều khiển bởi 2 chân Oe và LE. Đo giá trị điện áp trên chân Vcc, đặt que đen ở chân mass của nguồn, que đỏ ở chân 20, giá trị này nằm trong tầm cho phép hoạt động của IC. Đặt que đen của đồng hồ ở chân số 10, que đỏ ở cực dương của nguồn,đo được giá trị Đặt giá trị điện áp tương ứng ở chân OE,LE, đưa điện áp mức cao vào lần lượt các chân từ D0-D7, giá trị đo được ở ngõ ra cũng tương ứng ở mức ca. 5.4 Khối hiển thị LED MATRIX sơ đồ mạch: Linh kiện sử dụng: Led matrix 8*8 Khối ma trận đèn led là một ma trân 8x8 đèn led các chân A của một hàng led được nối chung tạo nên 8 chân A chung, các chân K của một cột được nối chung và tạo nên 8 chân K chung. Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 9 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam Để hiển thị toàn bộ ma trận led các hàng sẽ lần lượt được luân phiên hiển thị từ hàng đầu tiên cho đến hàng cuối cùng rồi lặp lại. Tại một thời điểm chỉ có một hàng được hiển thị. Trước thời điểm bắt đầu hiển thị hàng đầu tiên dữ liệu của hàng đầu tiên được đưa vào bộ đệm hàng theo cách nối tiếp từ b8 vào trước rồi đến b1, xung nhịp được cấp từ bên ngoài vào để đọc mỗi bít dữ liệu tuân tự, khi đã đủ hết dữ liệu rồi thì xung nhịp không được phép làm việc nữa. Kiểm Tra linh kiện rời: -Dùng đồng hồ kim,đặt que dương (đỏ) vào 1 trong các hang( mức 1 cho các hàng),que đen đạt lần lượt vào các cột (mức 0 cho các cột tương ứng) xem led có sáng ở từng vị trí tương ứng hay ko. Kiểm Tra khi lắp vào mạch: -với 4 led matrix ta nối chung các hàng tương ứng với nhau(tức có 8 hàng cho cả 4 matrix),các cột thì rieng biệt cho mỗi matrix nên có 32 cột. -Tương tự ta đặt que dương ở các hàng,di chuyển qua đen ở các cột tương ứng xem led có sang hay không. CHƯƠNG TRÌNH ASSEMBLY VIẾT CHO VI ĐIỀU KHIỂN MẠCH QUANG BÁO 1. Lưu đồ thuật toán: 1.1 Lưu đồ thuật toán thổng thể: Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 10 Bắt đầu [...].. .Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam khởi tạo các thông số và vùng nhớ Giao tiếp với bàn phím Chương trình hiển thị chữ đứng Chương trình hiển thị chữ chạy END 1.2 Chương trình giao tiếp bàn phím Bắt đầu Gọi chương trình kiểm tra phím Tạo địa chỉ vùng RAM và lưu vào bộ nhớ ngoài Đọc dữ liệu và hiển thị ra led RET Chương trình quét phím Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 11 Báo cáo... tự bàn phím Phát mã quét phím tiếp theo S Vị trí lưu mã phím enter Vị trí lưu mã các chữ thông S thường Đ Đ Chạy dòng chữ vừa nhập Lấy bảng mã đưa vào con trỏ 1.3 Chương trình hiện chữ đứng RET Start Hang=0 vitri bit=1 byte đầu=0 Chuong trinh con lua dong Chuong trinh con lua dong xuat bit xuat bit Kich cong saut hang,tang hang, tang vi tri bit S Tmp3=0 Đ Byte dau =1 Tmp3=8 Mạch quang báo giao tiếp bàn. .. chon_phim: Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 21 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam mov p3,#0ffh mov p2,#0ffh nop clr p2.7 NOP jnb p3.2,phim_1 jnb p3.3,phim_2 jnb p3.4,phim_3 jnb p3.5,phim_4 ljmp key2 phim_1: mov r1,#10 LCALL CHON_CHU ret phim_2: mov r1,#37 LCALL CHON_CHU ret phim_3: mov r1,#0 LCALL CHON_CHU ret phim_4: inc r1 mov a,r1 cjne a,#162,max_161 mov r1,#161 max_161: LCALL... DIRECT_RAM_HIG EQU 4FH ORG 000H Main: ljmp NHAP_CHU ;============================================================ chay_chu: mov movx mov inc movx mov inc chay_tip: lcall lcall inc inc mov cjne mov dptr,#00h a,@dptr DIRECT_RAM_LOV,a dptr a,@dptr DIRECT_RAM_HIG,a dptr CHU_CHAY ; ktra_nhapchu dptr dptr a,dpl a,DIRECT_RAM_LOV,chay_tip a,dph Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 14 Báo cáo thực tập công nhân... thị(led_matrix_data_1) Số byte cần đọc=0 Tăng vùng RAM cần đọc dữ liệu lên 1 Kiểm tra dịch đủ số cột hay chưa? KEY= số byte cột dịch Quét led end Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 13 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam 1.5 Chương trình tổng thể: ;========================= led matrix 16x32 =================== ;========================================================== Lacth EQU Clock EQU DO EQU Colume... luadong mov p1,#5 lcall DELAY_tresang ; - hang 12 mov r3,#3 lcall luadong mov p1,#4 lcall DELAY_tresang ; - hang 13 mov r3,#4 lcall luadong Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 16 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam mov p1,#3 lcall DELAY_tresang ; - hang 14 mov r3,#5 lcall luadong mov p1,#2 lcall DELAY_tresang ; ... a,#1,dong0 inc dptr dong0: cjne r3,#0,dong1 lap0: movx a,@dptr mov c,acc.7 cpl c mov do, c inc clr inc setb djnz setb nop clr mov dptr clock dptr clock colume,lap0 lacth lacth dph,rch Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 17 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam mov dpl,rcl ret dong1: cjne r3,#1,dong2 lap1: movx a,@dptr mov c,acc.6 cpl c mov do, c inc dptr clr clock inc dptr setb clock djnz colume,lap1... movx a,@dptr mov c,acc.5 cpl c mov do, c inc dptr clr clock inc dptr setb clock djnz colume,lap2 setb nop clr mov mov ret lacth lacth dph,rch dpl,rcl dong3: cjne r3,#3,dong4 lap3: Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 18 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam movx a,@dptr mov c,acc.4 cpl c mov do, c inc dptr clr clock inc dptr setb clock djnz colume,lap3 setb nop clr mov mov ret lacth lacth... inc dptr setb clock djnz colume,lap4 setb nop clr mov mov ret lacth lacth dph,rch dpl,rcl dong5: cjne r3,#5,dong6 lap5: movx a,@dptr mov c,acc.2 cpl c mov do, c inc dptr clr clock Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 19 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam inc dptr setb clock djnz colume,lap5 setb nop clr mov mov ret lacth lacth dph,rch dpl,rcl dong6: cjne r3,#6,dong7 lap6: movx a,@dptr... mov ret lacth lacth dph,rch dpl,rcl dong7: cjne r3,#7,dong8 lap7: movx a,@dptr mov c,acc.0 cpl c mov do, c inc dptr clr clock inc dptr setb clock djnz colume,lap7 setb nop lacth Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang: 20 Báo cáo thực tập công nhân GVHD : Lê Hồng Nam clr lacth mov dph,rch mov dpl,rcl ret dong8 : ret ;============================================================ NHAP_CHU: MOV R1,#94 . là mức thấp, các chân còn lại ở mức cao. Đưa vào chân A0 mức cao, 3 chân còn lại ở mức thấp, đo được giá trị ở chân Y1 là mức thấp, các chân còn lại ở mức cao c. 74HC573 IC 74HC573 là vi mạch. ULN2803 giống như bộ hút dòng - Để tính dòng điện cột thì phải xem là quang báo rộng bao nhiêu, trên một cột có bao nhiêu Led. 5.3 khối mạch điều khiển hàng Mạch quang báo giao tiếp bàn phím Trang:. chân số 14(data) và cho chân 11 lên mức cao để tạo xung clock cho phép dịch dữ liệu từng bit một .khi muốn xuất dữ liệu ra ta cho chân 12 (latch) lên mức cao (1) muốn chốt dữ liệu lại thì ta cho