Đồ án: Xây dựng một bộ mã font để có thể hiển thị được các chữ có dấu bất kì với ba màu xanh, đỏ, vàng

Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử Lời nói đầu Hiện nước ta thời kì cơng nghiệp hóa đại hoa nên nhu cầu thông tin sống ngày hoạt động trị, kinh tế , văn hóa …là cần thiết Để đáp ứng nhu cầu hình thức quảng cáo đời.Đó hình thưc quảng cáo “ bảng đèn quang báo” nhờ ứng dụng vi điều khiển Bảng đèn quang báo gồm nhiều ma trận led ghép lại với Mỗi ma trận led hiển thị kí tự Tùy theo chiều dài bảng đèn mà ta hiển thị bảng tin có độ dài ngắn khác Các chữ bảng tin hiển thị từ trái qua phải đến kí tự cuối lặp lại từ đầu q trình lặp lại Thấy tầm quan trọng Vi Điều Khiển nên chúng em có tìm hiểu đề tài “ Xây dựng mã font để hiển thị chữ có dấu với ba màu xanh, đỏ, vàng ” Đề tài chúng em gồm phần: Phần I: Cơ sở lý thuyết Phần II: Nội dung thiết kế Phần III: Ưu nhược điểm Trong trình thực đề tài lượng kiến thức hạn chế nên chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong thầy đóng góp ý kiến để chúng em ứng dụng đề tài vào thực tế Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô! GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử Phần I: Cơ sở lý thyết 1.1 Giới thiệu chung AT89S52 Dựa ngun tắc qt ảnh hình ta thực việc hiển thị kí tự ma trận led cách quét theo hang quét theo cột Mỗi led ma trận led coi điểm ảnh Địa điểm ảnh xác định đồng thời mạch giải mã hàng giải mã cột Trạng thái điểm ảnh xác định nhờ liệu đưa từ vi điều khiển AT89S52 AT89S52 có kb Flash ROM chip, chân /EA đặt mức logic cao (+5v) VĐK thực chương trình nhớ Khi /EA đặt mức logic thấp ( 0v) VDK thực chương trình nhớ ngồi , AT89S52 có 256 bytes RAM nội, 32 bytes thấp nhớ nội dùng cho ghi, 128 bit có chứa byte định địa theo bit từ 20H đến 2FH AT89S52 có chứa đếm /định thời (timer/counter) 16 bit dùng cho việc định thời đếm kiện AT89S52 chứa port nối tiếp phục vụ cho việc trao đổi thông tin với thiết bị có khả giao tiếp nối tiếp máy tính( qua cổng COM)… AT89S52 có chứa nguồn ngắt, mức ưu tiên,1 giao động chip, thường nối với giao động thạch anh có tần số lớn 33MHz, thơng thường 12 MHz AT89S52 dùng nguồn chiều có dải điện áp từ 4v -5,5v cấp qua chân 40 chân 20 GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử 1.2 Sơ đồ khối chức khối 8052 Bộ vi điều khiển AT89S52 gồm khối chức sau đây: + CPU( Central Processing unit ) bao gồm: - Thanh ghi tích lũy A - Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân phép chia - Đơn vị logic học ALU( Arithmetic Logical Unit) - Thanh ghi từ trạng thái chương trình ( PSW: Program Sttatus Worl) - Bốn băng ghi - Con trỏ ngăn xếp + Bộ nhớ chương trình( nhớ ROM) gồm Kb Flash GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử + Bộ nhớ liệu ( Bộ nhớ RAM ) gồm 256 Bytes Bộ UART ( Universal Ansynchrous Receiver and Transmitter) có chức truyền nhận nối tiếp, AT89S52 giao tiếp với cổng nối tiếp máy tính thơng qua UART + Ba timer/count 16 bit: thực chức định thời đếm kiện + WDM ( Watch Dog Timer ) : dùng để phục hồi lại hoạt động CPU bị treo nguyên nhân + Khối diều khiển ngắt : với nguồn ngắt nguồn ngắt + Bộ lập trình ( ghi chương trình lên flash ROM ): cho phép người sử dụng nạp chương trình cho chip mà khơng cần nạp chun dụng + Bộ chia tần: với hệ số chia 12 + Bốn cổng xuất nhập: với 32 chân 1.3 Sơ đồ chân chứa chân AT89S52 GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử 1.3.1 Port 0( P0.0-P0.7) Port gồm chân , chức xuất nhập Port bus đa hợp liệu địa ( AD0- AD7) , chức sử dụng 8051 giao tiếp với thiết bị ngồi có kiến trúc Bus vi mạch nhớ, mạch PIO… 1.3.2 Port 1( P1.0-P1.7) GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử Đối với 8051, chức Port chức xuất nhập, Port khác Port xuất nhập theo bit theo byte Riêng dòng 89xx, ba chân P1.5,P1.6,P1.7 dung để nạp ROM theo chuẩn ISP; hai chân P1.0 P1.1 dùng cho timer 1.3.3 Port 2( P2.0-P2.7) Port chức cổng vào / nhủ Port Port byte cao bus địa sử dụng nhớ 1.3.4 Port 3( P3.0-P3.7) GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử Mỗi chân Port ngồi chức xuất nhập cịn có chức riêng cụ thể sau: Bit Tên Chức P3.0 P3.0 P3.0 P3.0 P3.0 P3.0 P3.0 P3.0 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 /WR /RD Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp Ngắt bên Ngắt bên Ngõ vào Timer/count Ngõ vào Timer/count Xung ghi nhớ liệu Xung đọc nhớ liệu 1.3.5 Chân /PSEN( Program Store Enable) /PSEN chân điều khiển đọc chương trình nhớ ngồi, nối với chân /OE phép đọc byte mã lệnh ROM /PSEN mức thấp thời gian đọc mã lệnh Mã lệnh đọc từ nhớ qua bus liệu (Port 0) ghi lệnh để giải mã Khi thực chương trình ROM nội thi /PSEN mức cao 1.3.6 Chân ALE ( Address Latch Emable) ALE tín hiệu điều khiển chốt địa có tần số 1/6 tần số dao động vi điều khiển Tín hiệu ALE dùng phép vi mạch chốt bên 74373, 74573 chốt byte địa thấp khỏi bus đa hợp địa /dữ liệu( Port0) 1.3.7 Chân /EA( External Access) Tín hiệu /AE cho phép chọn nhớ chương trình nhớ hay vi điều khiển Nếu /AE mức cao( nối với Vcc) vi điều khiển thi hành ROM nội Nếu /AE mức thấp( nối với GND ) vi điều khiển thục chương trình từ nhớ GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử 1.3.8 RST( Reset) Ngõ vào RST chân ngõ reset 8051 Khi tín hiệu đưa lên mức cao ( chu kì máy) , ghi vi diều khiển tải giá trị thích hợp để khởi đọng hệ thống 1.3.9 XTAL1, XTAL2 AT89S52 có dao động chip, thường nối với dao đọng thạch anh có tần số lớn 33MHz, thông thường 12MHz 1.3.10 Vcc,GND AT89S52 dùng nguồn chiều có dải điện áp từ 4V đến 5.5 V cấp qua chân 40 20 1.4 Mạch tạo dao động Reset 1.4.1 Mạch tạo dao động AT89S52 có chia tần bên chip , cấp xung clock cho khối chip từ nguồn dao động bên qua chân XTAL1 XTAL2 Bộ chia tần hoạy động hai chế độ : Chế độ X1: ( chế độ mặc định) Ở chế độ tần số thạch anh chia 12 lần, nghĩa lệnh thực chu kì máy tần số thạch anh 12 MHz thời gian thực lệnh 12 (us) Chế độ X2: Ở chế độ tần số thạch anh chia lần , chế độ dặt cách đặt bit ghi CLKCON0 ghi CLKCON1 GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử Thanh ghi CLKCON0: CANX2 WDX2 PCAX2 SIX2 Bit Ký hiệu CLKCON07 CANX2 CLKKCON06 WDX2 CLKCON05 PCAX2 CLKCON04 SIX2 CLKCON03 CLKCON02 T2X2 T1X2 T2X2 T1X2 T0X2 X2 Mô tả Cho phép đặt hệ số chia cho watchdog Timer: 0: Hệ số chia 1: Hệ số chia 12 Cho phép đặt hệ số chia Port nối tiếp ( mode mode 2): 0: Hệ số chia 1: Hệ số chia 12 Cho phép đặt hệ số chia cho Timer 2: 0: Hệ số chia 1: Hệ số chia 12 Cho phép đặt hệ số chia cho Timer 1: 0: Hệ số chia 1: Hệ số chia 12 Cho phép đặt hệ số chia cho Timer 0: 0: Hệ số chia 1: Hệ số chia 12 CLKCON01 T0X2 Cho phép đặt hệ số chia cho CPU: 0: Hệ số chia 12(chế độ X1) 1: Hệ số chia 6(chế độ X2) CLKCON00 GVHD: X2 SVTH: Hồng – Hải - Diên Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử Thanh ghi CLKCON1: x x x x x x x SPIX2 Bit Ký hiệu X Mô tả Không sử dụng CLKCON00 SPIX2 Cho phép đặt hệ số chia cho tần số xung clock truy xuất ngoại vi: 0: Hệ số chia 12(chế độ X1) 1: Hệ số chia 6(chế độ X2) 1.4.2 Mạch reset Có cách để reset AT89S52 là: reset cấp nguồn, reset WDT, reset phần mềm, reset mạch qua chân RST Trong hệ thống gồm nhiều vi mạch khả trình mạch reset tích hợp cách reset bật nguồn reset mạch thường sử dụng GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên 10 Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử Phần 2: Nội dung thiết kế 2.1 Thiết kế mơ hình bảng LED điện tử dùng 01 ma trận LED đa sắc Yêu cầu: - Mạch điện tử thiets kế máy tính phần mềm chuyên dụng - Xây dựng mã font gồm 26 chữ không dấu( A-Z) 10 chữ số (0-9) - Hệ thống hiển thị chữ chữ số với màu xanh, đỏ , vàng 2.2 Sơ đồ khối Mạch Giải Mã Hàng Bộ Đệm Ma Trận LED AT89S52 Mạch Giải Mã Cột Bộ Đệm - AT89S52 : VĐK có nhiệm vụ đưa tín hiệu điều khiển ma trận LED hoạt động - Mạch giải mã : có nhiệm vụ giải mã tín hiệu lấy từ VĐK - Bộ đệm : có nhiệm vụ lấy tín hiệu giải mã đưa lên ma trận LED 2.3 Cách qt LED Tại thời điểm có trạng thái điểm ảnh xác định Để xác định trạng thái địa điểm ảnh điểm ảnh cịn lại chuyển trạng thái tắt( led sáng chuyển trạng thái tắt dần ) Vì thị tồn hình ảnh ma trận led ta quét ma trận led nhiều lần với tốc độ quét lớn( lớn nhiều lần thời gian kịp tắt đèn) GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên 11 Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử Mắt người nhận biết tối đa 24 hình/s Do tốc độ qt lớn không nhận thay đổi đèn mà thấy tồn hình ảnh càn hiển thị Để thực việc ta thiết kế ma trận led sau: Sở đồ nguyên lý ma trận led 8x8 Các led hàng nối chân dương với Các led cột nối chân âm với Trạng thái led định tín hiệu điện áp 5v đưa vào đòng thời chân VD : Để led sáng điện áp 5v phải đưa vào chân dương cịn chân âm nối mass Led tắt khơng có điện áp nối vào chân dương GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên 12 Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử 2.4 Sơ đồ nguyên lý * Nguyên lý hoạt động Trong giải mã cột chọn hang thứ giải mã hàng quét hết hàng màu một, liệu đưa vào xác định trạng thái tất hàng cột Tiếp tục quét cột thứ giải mã hàng lại đưa liệu vào hết hàng màu định trạng thái tất đèn cột Quá trình quét hết cột màu GVHD: SVTH: Hồng – Hải - Diên 13 Đồ án môn Vi Điều Khiển Khoa Điện Tử 2.5 Sơ đồ mạch in 2.6 Chương trình điều khiển cho AT89S52 #include #include void delay(unsigned int t) { unsigned int i; unsigned char j; for(i=1; i