ỨNG DỤNG PHẦN MỀM LEDIMM PRO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN LED

1.1.Sự lưu ảnh của mắt: Sự lưu ảnh của mắt tức là lưu ảnh trên võng mạc phải mất một khoảng thời gian cỡ 0,1 s võng mạc mới hồi phục lại như cũ được. Trong khoảng thời gian 0,1s này cảm giác ánh sáng chưa bị mất và người quan sát vẫn còn thấy hình ảnh của vật. Trong phim ảnh người ta chiếu 25 ảnh trên một giây để người xem có cảm giác các hoạt động trong phim là liên tục, gần nhất trong ti vi của chúng ta cũng chỉ 25 ảnh trên giây được quét bằng hai bán ảnh.

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Sự lưu ảnh của mắt: Sự lưu ảnh của mắt tức là lưu ảnh trên võng mạc phải mất một khoảng thời gian cỡ 0,1 s võng mạc mới hồi phục lại như cũ được. Trong khoảng thời gian 0,1s này cảm giác ánh sáng chưa bị mất và người quan sát vẫn còn thấy hình ảnh của vật. Trong phim ảnh người ta chiếu 25 ảnh trên một giây để người xem có cảm giác các hoạt động trong phim là liên tục, gần nhất trong ti vi của chúng ta cũng chỉ 25 ảnh trên giây được quét bằng hai bán ảnh. 1.2. Sơ lược về mạng quang báo. Quang báo là dùng ánh sáng để hiển thị theo mục đích của người tạo ra nó. Với sự trợ giúp của các kỹ thuật vi mạch, vi xử lí, vi điều khiển, máy tính Hiện nay có rất cách thực hiện quang báo như: - Quang báo bằng máy tính kết hợp với bộ tương thích gồm mạch đệm hệ thống đèn chiếu hay màn hình tinh thể, led, ma trận led, quang báo thực hiện theo cách này rất tốn kém và cồng kềnh. Tuy nhiên nó có thể hiển thị được nhiều nội dung và nội dung rất sinh động. Đặc biệt ở nó có thể thay đổi nội dung hiển thị một cách dễ dàng nhanh chóng. Đặc biệt nó có thể kiểm soát được nội dung lớn. Loại này thích hợp dùng ở các rạp hát lớn, các trung tâm quảng cáo và các buổi lễ. - Quang báo mà nội dung của chúng có thể thay đổi được bằng cách nạp vào bộ nhớ của mạch quang báo trực tiếp. Có thể nạp lại nội dung bằng máy vi tính hay các bộ KIT vi xử lí. Loại này hiện nay được thực hiện nhiều vì nó gọn hơn so với loại thực hiện trực tiếp bằng máy vi tính mà phần nội dung hiển thị cũng đa dạng. Chi phí thực hiện nhỏ hơn so với loại thực hiện bằng máy vi tính. Tuy nhiên phần nội dung hiển thị có phần hạn chế hơn. - Quang báo không thể thay đổi nội dung hiển thị (nội dung được nạp chết trong bộ nhớ). Đặc điểm của loại này là gọn rẻ tiền, thích hợp cho các hình thức trang trí hay chỉ báo với nội dung nhỏ không thay đổi, hay ít thay đổi. Có thể minh họa mạch quang báo có nội dung được lập trình trước bằng sơ đồ hình sau: 1 Hình 1. 1 Sơ đồ khối mạch quang báo. • Khối 1. Khối điều khiển. Có thể dùng trực tiếp bằng máy vi tính, hoặc các bộ xử lý hay mạch điện. Tùy vào tầm cỡ của mạch quang báo. Trong các mạch quang báo thông thường, ta có thể xem khối này gồm khối tạo địa chỉ cho bộ phận nhớ và tạo tín hiệu cho phép xuất ra hay không xuất ra của bộ hiển thị. Người ta có thể thực hiện các mạch dao động bằng IC 555, IC 4060, thạch anh hoặc các mạch dao động khác như RC, LC … Nhưng các mạch dao động số thường được ứng dụng trong vi mạch số vì nó dễ tương thích. Ngoài ra người ta còn dùng các IC đếm như 7456, 74193, 4040, 4017, 74192, … kết hợp với mạch điện rời để điều khiển. • Khối 2 : Bộ nhớ. Hiện nay có rất nhiều loại bộ nhớ như: RAM, ROM, … tùy thuộc vào mục đích thiết kế mà người ta dùng loại SRAM, DRAM, ROM hoặc EPROM. Tất cả ở đây đều là các bộ nhớ truy xuất được. • Bộ hiển thị. Bộ hiển thị là phần đèn hay các linh kiện quang điện dùng để hiện bằng ánh sáng. Đi đôi với chúng là các mạch đệm. Mạch đệm làm tương thích ở ngõ ra của bộ phận nhớ và ngõ vào của mạch hiển thị. 1.3 Giới thiệu các linh kiện thường được sử dụng trong hệ thống quang báo. 1.3.1. Khối nguồn. Nguồn cung cấp ổn định cho mạch là 5V. Nguồn được lấy từ nguồn điện lưới qua biến áp, ngõ ra của biến áp là 12V nguồn 12VAC được chỉnh lưu trước khi đưa vào mạch ổn áp. 1 Dòng cần cung cấp cho mạch chúng ta khoảng 200mA.Ta cần phải chọn dạng mạch ổn áp cho mạch. Có nhiều loại ổn áp : - Ổn áp song song và nối tiếp tuyến tính. - Ổn áp song song và nối tiếp phi tuyến. Và có các IC ổn áp như các họ 78XX (ổn áp dương), 79XX (ổn áp âm),… Vì dòng tiêu thụ cho mạch nhỏ nên bỏ đến hiệu suất của mạch ổn áp, thường dùng IC ổn áp 7805 cho mạch. 7805 là IC ổn áp dương. Đối với IC này người ta dùng tụ thoát 0,33 µ F khi không cần thiết cho ổn định, có thể dùng tụ 0,1 µ F ở ngõ ra để cải thiện đáp ứng quá độ của ổn áp. Các tụ này phải được đặt trên hay càng gần các IC ổn áp cùng tốt. Hình 1. 2. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Hình 1.2. Hình ảnh IC 7805 1.3.2. Khối điều khiển Khối điều khiển có thể tạo ra từ vi điều khiển, bộ tạo dao động, bộ đếm hoặc các IC số 1.3.2.1. Vi điều khiển: 1 Trong thực tế người ta hay dùng một số loại vi điều khiển như AT89C51, AT89C52, ATMEGA 16, ATMEGA 32, ATMAGA 128 Vi điều khiển AT89C51 Hình 1.4. Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51 Đặc tính kỹ thuật của vi điều khiển AT89C51 √ 4 KB ROM bên trong. √ 128 Byte RAM nội. √ 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit. √ Giao tiếp nối tiếp. √ 64 KB vùng nhớ mã ngoài √ 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại. √ Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn). √ 210 vị trí nhớ có thể định vị bit. √ 4 μs cho hoạt động nhân hoặc chia. Chức năng hoạt động của từng chân (pin) được tóm tắt như sau : √ Từ chân 1÷ 8 Port 1 (P1.0, . . ., P1.7) dùng làm Port xuất nhập I/O để giao tiếp bên ngoài. √ Chân 9 (RST) là chân để RESET cho 8051. Bình thường các chân này ở mức thấp. Khi ta đưa tín hiệu này lên cao (tối thiểu 2 chu kỳ máy). Thì những 1 thanh ghi nội của 8051 được LOAD những giá trị thích hợp để khởi động lại hệ thống. Từ chân 10÷17 là Port3 (P3.0, P3.1, . . ., P3.7) dùng vào hai mục đích : dùng là Port xuất / nhập I/O hoặc mỗi chân giữ một chức năng cá biệt được tóm tắt sơ bộ như sau : • P3.0 (RXD) : Nhận dữ liệu từ Port nối tiếp. • P3.1 (TXD) : Phát dữ liệu từ Port nối tiếp. • P3.2 (INT0) : Ngắt 0 bên ngoài. • P3.3 (INT1) : Ngắt 1 từ bên ngoài. • P3.4 (T0) : Timer/Counter 0 nhập từ bên ngoài. • P3.5 (T1) : Timer/Counter 1 nhập từ bên ngoài. • P3.6 (WR) : Tín hiệu Strobe ghi dữ liệu lên bộ nhớ bên ngoài. • P3.7 (RD) : Tín hiệu Strobe đọc dữ liệu lên bộ nhớ bên ngoài. √ Các chân 18,19 (XTAL2 và XTAL1) được nối với bộ dao động thạch anh 12 MHz để tạo dao động trên CHIP. Hai tụ 30 pF được thêm vào để ổn định dao động. √ Chân 20 (Vss) nối đất (Vss = 0). √ Từ chân 21÷28 là Port 2 (P2.0, P2.1, . . ., P2.7) dùng vào hai mục đích: làm Port xuất/nhập I/O hoặc dùng làm byte cao của bus địa chỉ thì nó không còn tác dụng I/O nữa. Bởi vì ta muốn dùng EPROM và RAM ngoài nên phải sử dụng Port 2 làm byte cao bus địa chỉ. √ Chân 29 (PSEN) là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó cho phép chọn bộ nhớ ngoài và được nối chung với chân của OE (Outout Enable) của EPROM ngoài để cho phép đọc các byte của chương trình. Các xung tín hiệu PSEN hạ thấp trong suốt thời gian thi hành lệnh. Những mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM đi qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8051 bởi mã lệnh. Chân 30 (ALE : Adress Latch Enable) là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó cho phép phân kênh bus địa chỉ và bus dữ liệu của Port 0. √ Chân 31 (EA : Eternal Acess) được đưa xuống thấp cho phép chọn bộ nhớ mã ngoàiđối với 8031. 1 Đối với 8051 thì : • EA = 5V : Chọn ROM nội. • EA = 0V : Chọn ROM ngoại. • EA = 21V : Lập trình EPROM nội. √ Các chân từ 32÷39 là Port 0 (P0.0, P0.1, . . . , P0.7) dùng cả hai mục đích : Vừa làm byte thấp cho bus địa chỉ, vừa làm bus dữ liệu, nếu vậy Port 0 không còn chức năng xuất nhập I/O nữa. √ Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V. Vi điều khiển ATMEGA 16 Hình 1.5. Sơ đồ chân vi điều khiển ATMEGA 16 Vi điều khiển ATMEGA 128 • Khả năng thực thi cao, công suất tiêu thụ thấp, bộ vi xử lý 8 bit • Bộ vi xử lý với cấu trúc RISC :  Có thể tính toán 16 triệu lệnh trên 1s ở tần số 16MHz  Tạo ra đầy đủ các trạng thái  32 thanh ghi với mục đích làm việc và điều khiển thiết bị ngoại vi  Bộ nhớ chương trình không đổi và bộ nhớ dữ liệu : 1  Bộ nhớ dữ liệu chương trình là 128K Bytes với chu kì tẩy xóa cho bộ nhớ là 10 000 lần  Bộ nhớ EEPROM là 4 K bytes với chu kỳ tẩy xóa là 100 000 lần  Có 4 K Bytes bộ nhớ SRAM nội  Có thể lựa chọn mở rộng không gian bộ nhớ ngoài lên 64 K Bytes  Có chế độ khóa để bảo mật chương trình  Giao tiếp SPI trong lập trình trong hệ thống • Giao tiếp JTAG (theo chuẩn IEEE 1149.1) :  Có khả năng quét danh giới theo chuẩn JTAG  Mở rộng khả năng Debug trên chíp  Bộ nhớ chương trình, EEPROM, các cầu chì, khóa các bit thông qua giao tiếp JTAG • Các ngoại vi :  Hai bộ Timer/Counter 8 bit hoạt động riêng rẽ và có chế độ so sánh  Hai bộ Timer/Counter mở rộng 16 bit hoạt động riêng rẽ, chế độ so sánh và chế độ lưu trữ  Bộ đếm thời gian thực với tần số dao động riêng  Hai kênh PWM 8 bit  Sáu kênh PWM với khả năng thay đổi được từ 2 đến 16 bit  Khối so sánh đầu ra  Tám kênh ADC 10 bit  Hai khối giao tiếp USART có thể lập trình  Giao tiếp nối tiếp SPI master/slave  Watchdog và Timer có thể lập trình nhờ xung nhịp trên chip. Tự động reset khi treo máy  Khối so sánh tương tự trên chip • Các đặc trưng đặc biệt của vi điều khiển :  Có nguồn ngắt bên trong và mở rộng  Có khả năng lựa chọn xung clock bằng phần mềm 1  Có sáu chế độ nghỉ : Idle, ADC noise Reduction, Power–save, Power–down, Standby, Standby mở rộng  Có khả năng định cỡ xung dao động thời gian thực bên trong • Các cổng vào ra :  Gồm 53 chân có thể lập trình  Chip có 64 chân  Giải điện áp làm việc từ 4.5 V – 5.5 V  Dải tốc độ từ 0 – 16 MHz Atmega128 là bộ vi điều khiển CMOS 8 bit tiêu thụ điện năng thấp dựa trên kiến trúc RISC. Công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một chu kì nhịp xung, vì thế tốc độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên giây ở tần số 1 Mhz. Vi điều khiển này cho phép người thiết kế có thể tối ưu hoá mức độ tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lí. Phần cốt lõi của AVR kết hợp tập lệnh phong phú về số lượng với 32 thanh ghi làm việc đa năng. Toàn bộ 32 thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU (Arithmetic Logic Unit), cho phép truy cập 2 thanh ghi độc lập bằng một chu kì xung nhịp. Kiến trúc đạt được có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC thông thường. Atmega128 cung cấp những đặc tính sau: 128 K bytes bộ nhớ chương trình, 4K bytes bộ nhớ EEPROM, 4K bytes SRAM, 52 chân với mục đích vào ra thông thường, 32 thanh ghi làm việc với mục đích thông thường, bộ đếm thời gian thực (RTC), 4 bộ Timer/Counter với chế độ so sánh và PWM, 2 USARTs, 8 kênh ADC 10 bit với khả năng lựa chọn đầu vào và lập trình được hệ số khuếch đại, Watchdog timer có khả năng lập trình nhờ bộ tạo dao động bên trong, giao tiếp SPI, bộ giao tiếp kiểm tra lỗi theo chuẩn IEEE 1149.1, chỉ dùng để debug hệ thống và chương trình trên chip và khả năng lựa chọn 6 chế độ tiết kiệm năng lượng. chế độ Idle ngừng hoạt động của CPU trong khi cho phép SRAM, Timer/Counter, cổng SPI, hệ thống ngắt tiếp tục gọi hàm, chế độ power-down tiết kiệm lượng thanh ghi nhưng ổn định cho xung giao động, ko hoạt động các hàm khác cho đến khi có ngắt tiếp theo hoặc reset phần cứng. Ở chế độ power- save, Timer không đồng thời tiếp tục hoạt động, mà cho phép người sử dụng dùng một Timer cơ sở trong khi các thiết bị đang ở chế độ nghỉ. Chế độ giảm nhiễu cho ADC ngừng CPU và các module vào ra ngoại trừ timer và ADC, để giảm nhiễu xuống thấp nhất trong quá trình biến đổi ADC. Ở chế độ standby 1 thạch anh dao động đang chạy trong khi các thiết bị khác ở chế độ nghỉ. Ở chế độ standby mở rộng bộ dao động chính và timer không đồng bộ tiếp tục chạy. Mô tả các chân vi điều khiển ATMEGA 128: • VCC : chân nguồn +5V • GND: chân đất • Port A • Port B • Port C • Port D • Port E • Port F • Port G • Reset : dùng để reset lại hệ thống • XTAL1 và XTAL2 : là hai chân để tạo dao động ngoài khi nối với thạch anh • AVCC là chân nguồn cho cổng F và dùng để biến đổi ADC. Khi kết nối với VCC thì quá trình biến đổi ADC là chính xác hơn • AREF là chân điện áp so sánh phục vụ cho quá trình biến đổi ADC • PEN là chân enable cho chế độ giao tiếp SPI 1 Hình 2.1 : Sơ đồ chân của Atmega128 1 [...]... hình dung tốt hơn về hiệu ứng thật khi nạp vào chip 2.3 Sử dụng phần mềm ledimm pro 2.3.1 Phần cứng: Trong quá trình đa dạng hóa sản phẩm, có sản xuất một số loại mạch chuẩn dùng cho quảng cáo LED vẫy, cụ thể là LEDIMM1 2, LEDIMM2 0 và LEDIMM3 2 Các mạch này đều tương thích với Ledimm Pro Hình 3 2 Mô hình mạch cho phần mềm Ledimm pro Việc sử dụng các mạch tương thích với Ledimm Pro rất đơn giản, chỉ cần... phần mềm Ledimm pro Được phát triển trên cơ sở phần mềm nổi tiếng Ledimm ra đời năm 2009, Ledimm Pro là giải pháp phần mềm đi kèm phần cứng tốt nhất cho những người làm quảng cáo LED đơn và trang trí LED Với Ledimm Pro, chúng ta có thể không cần biết về điện tử cũng như lập trình vi xử lí mà vẫn có thể dễ dàng tạo ra được những bảng LED rực rỡ với nhiều hiệu ứng bắt mắt Từ đó có thể rút ngắn thời gian... 2 1Y 4 2A 1 CHƯƠNG II PHẦN MỀM LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN LED LEDIMM PRO 2.1 Giới thiệu chung Ngày nay, trong xu thế hội nhập và phát triển, công nghệ quảng cáo đã phát triển không ngừng Trong đó quảng cáo LED cũng không ngừng biến đổi và có nhiều sáng tạo mới Các phần mềm để lập trình cũng rất đa dạng, hiện đại, tiến tiến giúp cho việc thiết kế chế tạo các biển hiệu quảng cáo LED rút ngắn được thời... mạch nạp - Sử dụng linh kiện đảm bảo, và được lắp ráp tại nhà máy với quy trình công nghiệp - Vi xử lý là loại tiên tiến nhất hiện nay, chống nhiễu cực tốt và không bị treo, đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp khắt khe nhất - Có thể sử dụng điều khiển bảng LED RGB (loại dương chung) - Mạch nhỏ gọn tiết kiệm không gian - Phần mềm được nâng cấp liên tục và miễn phí 2.2 Giới thiệu phần mềm Ledimm pro Được phát... được bộ vi xử lý này thực hiện một cách nhanh chóng và đáng tin cậy Phiên bản Ledimm Pro với rất nhiều ưu điểm: - Tương thích với phần mềm Ledimm Pro ™ cực kì chuyên nghiệp và dễ dùng - Tạo được hiệu ứng sáng dần tối dần đẹp mắt độc đáo - Sử dụng kĩ thuật điều khiển đặc biệt, tiết kiệm năng lượng, loại bỏ hiện tượng trôi màu của LED - Có khả năng kết nối với nhau để mở rộng đến hàng nghìn cổng và chạy... trong quá trình soạn thảo và nạp chương trình Việc chạy hiệu ứng là do mạch tự chạy độc lập Do đó, sau khi soạn thảo được hiệu ứng như ý, có thể tháo dây nối với cổng COM máy tính ra khỏi mạch, và nối mạch vào bảng LED 2.3.2 Phần mềm: a Giao diện phần mềm Giao diện phần mềm Ledimm Pro được nghiên cứu rất kĩ để vừa đơn giản, trực quan và dễ sử dụng nhất đối với người dùng Nó được chia làm 2 vùng, vùng... được chương trình hóa như vậy rồi thì các bít dữ liệu không thể thay đổi được nữa ROM có thể nạp chương trình (PROM – Programmable ROM) là loại ROM mà người ta sử dụng có thể nạp chương trình bằng một thiết bị đặt biệt gọi là thiết bị “diode” PROM Khi đã được chương trình hóa thì dữ liệu trong PROM cũng giống như đối với ROM không thể thay đổi PROM có thể xoá hay còn gọi là EPROM (erasable PROM) là loại... chuyên dụng, không cần phải quan tâm đến loại chip trên mạch và không cần nhổ chip ra khỏi mạch khi nạp như khi bạn sử dụng các loại mạch khác Ngay sau khi nạp xong có thể nhìn thấy hiệu ứng của mình chạy như thế nào trên mạch thật 1 Sơ đồ kết nối tham khảo: Hình 3 2 Sơ đồ kết nối của Ledimm Pro và phần cứng Ở sơ đồ trên, phần mềm và máy tính chỉ tham gia vào trong quá trình soạn thảo và nạp chương trình. .. ED đôi cho những *LED đôi ứng dụng đặc biệt ta có loại LED đôi còn gọi là DUO -LED Chân số một thường cho LED màu đỏ, chân số 2 cho LED màu vàng/xanh và chân thứ 3 nối với Catốt Một loại khác LED được mắc song song và đối cực * Băng chiếu sáng LED (LED Bargraph) Băng chiếu sáng tập hợp nhiều LED thành một chuỗi với nhiều mạch tổ hợp bên trong hay không có Sau đây là một số loại băng LED * Băng chiếu... sử dụng ánh sáng của led cực sáng *Hiển thị Người ta có thể thực hiện hiển thị bằng LED rời, LED hồng ngoại, LED thanh, màng hình tinh thể,và bằng hệ thống đèn Như đã trình bày ở trên trong mạch quang báo này ta chỉ có thể chọn hiển thị bằng đèn hay LED cực sáng Một số dạng mạch hiển thị *.Hiển thị bằng ma trận đèn G0 G1 G2 G3 Nguồn G4 G5 G6 G7 GND 1 +Vcc GND Trong các mạch hiển thị bằng ma trận đèn . “diode” PROM. Khi đã được chương trình hóa thì dữ liệu trong PROM cũng giống như đối với ROM không thể thay đổi. PROM có thể xoá hay còn gọi là EPROM (erasable PROM) là loại ROM mà người sử dụng. AT89C51, AT89C52, ATMEGA 16, ATMEGA 32, ATMAGA 128 Vi điều khiển AT89C51 Hình 1.4. Sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51 Đặc tính kỹ thuật của vi điều khiển AT89C51 √ 4 KB ROM bên trong. √ 128 Byte RAM. xuất nhập I/O nữa. √ Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V. Vi điều khiển ATMEGA 16 Hình 1.5. Sơ đồ chân vi điều khiển ATMEGA 16 Vi điều khiển ATMEGA 128 • Khả năng thực thi cao, công suất tiêu thụ