Tài liệu thực hành LMD_ Matrix LED

Lập trình cho vi điều khiển 8051

Khoa Công Nghệ Thông Tin Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Phòng TH TN CNVĐT Tài liệu mô tả và hướng dẫn thực hành LMD.TS - HỆ THỐNG ĐÀO TẠO VÀ THỰC HÀNH LMD (Bảng thông tin điện tử LED) Thái Nguyên 09/2008 - 2 - MỤC LỤC PHẦN I MÔ TẢ HỆ THỐNG Giới thiệu Đặc tính I. Tổng quan hệ thống II. Module LMD01 III. Module LMD02 IV. Module LMD03 V. Module LMD04 VI. Module LMD05 VII. Module LMD06 VIII. Module LMD07 IX. Module LMD09 – Module điều khiển chính PHẦN II THỰC HÀNH BÀI I: KHẢO SÁT MA TRẬN LED 8x8 MỘT MÀU VÀ QUÉT HÀNG BÀI 2: KHẢO SÁT MA TRẬN LED 8x8 MỘT MÀU VÀ QUÉT CỘT BÀI 3: KHẢO SÁT MA TRẬN LED 8x8 2 MÀU XANH ĐỎ VÀ PHƯƠNG PHÁP QUÉT HÀNG BÀI 4: KHẢO SÁT MA TRẬN LED 8x8 2 MÀU XANH ĐỎ VÀ PHƯƠNG PHÁP QUÉT CỘT BÀI 5: KHẢO SÁT MODULE HIỂN THỊ 16x32 ĐIỂM MỘT MÀU BÀI 6: KHẢO SÁT MODULE HIỂN THỊ 16x32 ĐIỂM HAI MÀU BÀI 7: KHẢO SÁT HOẶT ĐỘNG CỦA BẢNG TIN ĐIỆN TỬ Đề cương kế hoạch thực hành với KIT LMD - 3 - (màn hình ma trận Led) Sinh viên và giáo viên hướng dẫn thực hành dựa trên đề cương này để chuẩn bị bài thực hành theo Tài liệu mô tả và hướng dẫn thực hành LMD. Sinh viên cần chuẩn bị bài thực hành bằng cách đọc trước phần mô tả và hướng dẫn thực hành cho các module này, tự tìm hiểu trước các vi mạch. Buổi 1: Làm quen với màn hình ma trận Led và khảo sát Module LMD01, LMD02, LMD09 Sinh viên sẽ:  Tìm hiểu một màn hình ma trận led đơn sắc cơ sở 8x8 - Cấu tạo ma trận Led (đơn sắc) - Biểu diễn một kí tự trên một ma trận cơ sở 8x8 - Cách hiển thị một điểm sáng trên ma trận led - Cách hiển thị một kí tự/ hình ảnh trên ma trận led (2 phương pháp: quét hàng/cột) Yêu cầu: sinh viên phải hiểu được cách hiển thị một kí tự trên một ma trận cơ sở 8x8 và có thể tạo ta bộ dữ liệu hiển thị cho 1 kí tự bất kì.  Tìm hiểu các thành phần cơ bản cấu tạo lên một mạch điện ma trận led cụ thể (Khảo sát trực tiếp Module LMD01, LMD 02 và LMD09) - Các vi mạch dùng để đệm/chốt dữ liệu, vi mạch dùng để quét tuần tự (thanh ghi dịch),… - Các vi điều khiển có thể dùng để điều khiển hiển thị ma trận led, vi điều kiển dùng trong Module đang khảo sát LMD09 - Nguyên lý hoạt động hiển thị của mạch LMD01 và LMD02  Kiểm tra các linh kiện và xem các module hoạt động hiển thị với chương trình lập trình sẵn. Yêu cầu: sinh viên nắm được cấu tạo của mạch, nguyên lý hoạt động hiển thị của 2 Module này. Buổi 2: Khảo sát Module LMD03, LMD04 Tương tự như khi khảo sát với module LMD01 và LMD02, chỉ khác là ma trận led ở hai module này là ma trận led hai mầu xanh-đỏ. Buổi 3: Khảo sát module LMD05, LMD06, LMD07 - 4 - - Nắm được cách phối ghép các ma trận đơn sắc (đa sắc) cơ sở 8x8 thành một màn hình ma trận led đơn sắc (đa sắc) lớn hơn, phương pháp để hiển thị kí tự và chuỗi kí tự, hiệu ứng dịch chữ. - Khảo sát một bảng quang báo thực tế và chạy thử chương trình điều khiển trên máy tính.(LMD07). Đưa ra kết luận về cách thức hoạt động của bảng quang báo và chương trình điều khiển. Giáo viên hướng dẫn có thể đưa ra một số câu hỏi, yêu cầu cho sinh viên sau buổi thực hành. Có các bài tập nâng cao cho sinh viên khá giỏi có nhu cầu tìm hiểu sâu hơn./. - 5 - PHẦN I: MÔ TẢ HỆ THỐNG Giới thiệu LMD TS là hệ thống mô hình đào tạo phục vụ khảo sát, nghiên cứu, thực hành thiết kế bảng thông tin điện tử sử dụng công nghệ ma trận đèn LED (Light Emitting Diode – Đi ôt phát quang). Hệ thống giúp sinh viên tiếp cận với công nghệ hiển thị bằng bảng ma trận đèn LED từ cơ bản đến nâng cao, từ đó sinh viên có thể hiểu, thiết kế được hệ thống bảng. Hệ thống được thiết kế theo tư duy logic kỹ thuật liền mạch từ đầu trí cuối dựa theo cách nhìn của sinh viên, cộng với sự sắp xếp, phân chia bài bản theo các vấn đề chuyên môn chi tiết rõ ràng. Đặc tính • Làm quen với các linh kiện chức năng • Thiết kế dàn trải • Các điểm kiểm tra (test point) • Sơ đồ nguyên lí rõ ràng • Phân cấp từ cơ bản đến nâng cao • Phân chia thành nhiều module • Khảo sát phương pháp quét hàng, quét cột • Hiển thị một màu đỏ và tổ hợp 2 màu xanh đỏ Sau đây là mô tả chi tiết về sản phẩm. Mục I sẽ giới thiệu tổng quan toàn bộ hệ thống, liệt kê các thành phần và các tuy chọn trong hệ thống , các mục từ II đếm IX sẽ giới mô tả chi tiết từng module. - 6 - I. Tổng quan hệ thống Hệ thống được chia thành 9 module theo bài thực hành, một khung giá chính bằng kim loại để đỡ các module. Khi sử dụng module nào thì cài module đó trên lên ray của khung giá kim loại. Bảng dưới đây là danh sách các module và chức năng của chúng Tên Mô tả LMD01 Ma trận LED đơn sắc 8x8, quét theo hàng, khối quét hàng, đệm hàng, chốt hàng, đệm cathode, đệm anode, các chốt cấp nguồn kiểm thử tín hiệu LMD02 Ma trận LED đơn sắc 8x8, quét theo cột, khối quét cột, đệm cột, chốt cột, đệm cathode, đệm anode, đầu nối tín hiệu điều điều khiển và dữ liệu, các chốt cấp nguồn kiểm thử tín hiệu LMD03 Ma trận LED hai màu xanh/đỏ 8x8, quét theo hàng, khối quét hàng, đệm chốt hàng, đệm anode, đầu nối tín hiệu điều điều khiển và dữ liệu, các chốt cấp nguồn kiểm thử tín hiệu LMD04 Ma trận LED hai màu xanh/đỏ 8x8, quét theo cột, khối quét cột, đệm chốt cột, đệm cathode, đầu nối tín hiệu điều điều khiển và dữ liệu, các chốt cấp nguồn kiểm thử tín hiệu LMD05 Module hiển thị màu đỏ, 16x32 pixel, quét theo hàng, khối kích dòng, đệm chốt dữ liệu, đầu vào/đầu ra tín hiệu điều khiển và dữ liệu, các chốt cấp nguồn kiểm thử tín hiệu LMD06 Module hiển thị hai màu xanh/đỏ 16x32 pixel, quét theo hàng, khối kích dòng, đệm chốt dữ liệu, đầu vào/đầu ra tín hiệu điều khiển và dữ liệu, các chốt cấp nguồn và kiểm thử tín hiệu LMD07 Bảng tin điện tử 16x96 pixel, outdoor, đơn sắc, giao tiếp RS232, nguồn 220VAC LMD09 Board điều khiển chung, MCU AT89S52, 16Kbyte Ram, RS232, LMD port, KeyBoard, nạp ISP và cấp nguồn cho thí nghiệm Khung Giá đỡ bằng kim loại - 7 - II. Module LMD01 LMD01 là ma trận LED đơn sắc 8x8, quét theo hàng, khối quét hàng, đệm hàng, chốt hàng, đệm cathode, đệm anode, các chốt cấp nguồn kiểm thử tín hiệu Ảnh 1 LMD01 – Quét theo hàng LMD01 chứa các loại, linh kiện cơ bản, và lí thuyết cơ bản để điều khiển bảng LED. LMD01 đưa ra một ma trận led 8x8 điểm, đơn sắc (đỏ) và các linh kiện để điều khiển một LMD theo phương pháp đầu tiên – Quét theo hàng. LMD01 gồm các thành phần sau: • Ma trận LED 8x8 pixel, đơn sắc (đỏ) • Khối đệm Kathode – ULN2803 • Khối đệm Anode – 74LS574 • Khối đệm dữ liệu hàng – 74LS164 • Khối chốt dữ liệu hàng – 74LS573 • Khối quét hàng – 74LS164 Module có chốt cắm nguồn 5V, jack nối tín hiệu điều khiển để kết nôi với module điều khiển chung. Ảnh 1 là module LMD01. - 8 - Các thành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng, các đường tín hiệu có các chốt để đo thử. Sơ đồ nguyên lí Ảnh 2 Sơ đồ nguyên lí LMD01 - 9 - Mach in Ảnh 3 Bảng mạch in LMD01 - 10 - [...]... cathode của đèn led Các đầu vào được nối với dữ liệu điều khiển đèn led - Khối đệm Anode làm nhiệm vụ cấp nguồn dương cho nhóm các led và các đầu ra Q nối đến các chân A của đèn led - 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 - 30 - Để hiển thị toàn bộ ma trận led các hàng... cathode của đèn led Các đầu vào được nối với dữ liệu điều khiển đèn led - Khối đệm Anode làm nhiệm vụ cấp nguồn dương cho các led, nên các đầu ra Q nối đến các chân A của đèn led - 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 Để hiển thị toàn bộ ma trận led các cột sẽ... làm nhiệm vụ chứa dữ liệu của một cột để sẵng sàng cho việc hiển thị một cột, dữ liệu được đưa vào kiểu nối tiếp và dịch chuyển trên các chân đầu ra b1 đến b8 Dữ liệu của b8 được đưa vào đầu tiên, dịch dần từ b1 đến b8, cho đến khi dữ liệu của b1 được đưa vào thì dữ liệu b8 dịch đến chân b8 và dữ liệu của b1 có trên chân b1 Một chân đầu vào xung nhịp INCLK cần cho việc đọc dữ liệu vào - Khối chốt cột... làm nhiệm vụ chứa dữ liệu của một hàng để sẵng sàng cho việc hiển thị một hàng, dữ liệu được đưa vào kiểu nối tiếp và dịch chuyển trên các chân đầu ra b1 đến b8 Dữ liệu b8 được đưa vào đầu tiên, b1 dịch đến sau, dịch đến khi dữ liệu của b1 được đưa vào thì dữ liệu b8 dịch đến chân b8 và dữ liệu của b1 có trên chân b1 Khối này có một chân đầu vào xung nhịp sử dụng cho việc đọc dữ liệu vào - Khối chốt... theo hàng LMD03 đưa ra một ma trận LED 8x8 điểm, hai màu xanh/đỏ và các linh kiện để điều khiển một LMD theo phương pháp Quét theo hàng Các thành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng, các đường tín hiệu có các chốt để đo thử LMD03 gồm các thành phần sau: • Ma trận LED 8x8 pixel, 2 màu xanh/đỏ • Khối đệm chốt dữ liệu màu xanh – 74LS595 • Khối đệm chốt dữ liệu màu đỏ – 74LS595 • Khối đệm... 16x32 pixel, đơn sắc màu đỏ trên đó có đệm kích dòng Anode, đệm Kathode, đệm chốt dữ liệu theo hàng Các thành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng, các đường tín hiệu có các chốt để đo thử LMD05 gồm các thành phần sau: • Ma trận LED 16x32 pixel, 1 màu đỏ • Khối đệm dữ liệu hàng – 4 IC 74LS574 • Khối chốt dữ liệu hàng – 4 IC 74LS574 • Khối đệm Anode – 4 IC ULN2803 • Jack tín hiệu vào, jack... ra một ma trận LED 8x8 điểm, đơn sắc (đỏ) và các linh kiện để điều khiển một LMD theo phương pháp Quét theo cột Các thành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng, các đường tín hiệu có các chốt để đo thử LMD02 gồm các thành phần sau: • Ma trận LED 8x8 pixel, đơn sắc (đỏ) • Khối đệm Kathode – ULN2803 • Khối đệm Anode – 74LS574 • Khối đệm dữ liệu cột – 74LS164 • Khối chốt dữ liệu cột – 74LS573... một ma trận LED 8x8 điểm, hai màu xanh/đỏ và các linh kiện để điều khiển một LMD theo phương pháp Quét theo cột Các thành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng, các đường tín hiệu có các chốt để đo thử LMD04 gồm các thành phần sau: • Ma trận LED 8x8 pixel, 2 màu xanh/đỏ • Khối đệm màu xanh – ULN2803 • Khối đệm màu đỏ – ULN2803 • Khối quét cột – 74LS164 • Khối đệm chốt dữ liệu cột – 74LS595... 16x32 pixel hai màu xanh và đỏ, trên đó có các khối đệm kích dòng Anode, đệm Kathode, đệm chốt dữ liệu theo hàng Các thành phần được bố trí dàn trải, có sơ đồ nguyên lí rõ ràng, các đường tín hiệu có các chốt để đo thử LMD06 gồm các thành phần sau: • Ma trận LED 16x32 pixel, 2 màu xanh/đỏ • Khối đệm chốt dữ liệu hàng – 16 IC 74LS574 • Khối đệm Anode – 4 IC ULN2803 • Jack tín hiệu vào, jack tín hiệu ra... của LMD III THỰC HÀNH 1 Kiểm tra LMD - Đảm bảo ma trận led HY2088BS đã được gắn lên đế MATRIX1 - Không cấp nguồn cho bảng LMD01 - Dùng đồng hồ vạn năng cơ học, để thang đo 1Ohm - Đưa que đỏ vào một chân K1 (dùng kẹp hoặc cầm tay) - Quẹt đầu que đen của đồng hồ qua các chốt từ A1 đến A8, khi quẹt quan sát lmd sẽ thấy các đèn cột 1 sáng đều lần lượt từ hàng 1 đến hàng 8 là tốt, chứng tỏ không LED nào hỏng