Phương pháp nghiên cứu và sáng tạo mạch quang truyền dẫn định hướng Viba dùng IC giải đa hợp EPROM p6 ppsx

Khi sử dụng ma trận LED được tích hợp sẵn thì ta sẽ khắc phục được tất cả các khuyết điểm về thẩm mỹ cũng như kỹ thuật của ma trận dùng LED rời: độ sáng đồng đều cho tất cả các LED điều

 Itb = 382 mA*3%  11,46 mA

với Icbh = 382 mA  IBH  = 15,28 mA

Vậy chọn giá trị RE = 6,8 

Ta có IBH (dòng điện qua RBH) = = =

  15,28 mA  RBH ≤ = 0,12 K

 chọn RBH = 120 

đối với Transistor T2 : IBC (dòng điện qua RBC) = =  15,28 mA

 RBC ≤ 0,288 K

 chọn RBC = 270 

Xét trường hợp cả 7 LED trong cùng một cột đều sáng, ta chỉ tính toán đối với T2

Khi 7 LED cùng sáng thì dòng điện tức thời qua T2 là: 7 * 382 mA = 2,674 A

Tương tự như trên ta có IBC =  = = 107 mA

 RBC ≤ = 0,041 K  chọn RBC = 39 

Transistor thúc hàng chọn loại B562, thúc cột chọn loại D468 Hai Transistor này có dòng IC đến 1A nên bảo đảm hoạt động tốt ở mạch này

25

382

RBH

5V – Icbh * RE – 0,6V

RBH

5V – 2,6 – 0,6

RBH

1,8

RBH

1,8

15,28 mA 1,8V

RBC

5V – 0,6V

RBC

4,4 V

RBC

5V–0,6V

RBC

Icbh

25 2,674A

107 mA

4,4V

T2

BC

7 LED

CHƯƠNG 7: BẢNG ĐÈN

I GIỚI THIỆU VỀ MA TRẬN LED:

Do đề tài là mạch quang báo nên ta phải dùng bảng đèn để hiển thị (bảng đèn sử dụng ở đây là ma trận LED) Có hai cách để có được một ma trận LED: ráp các LED rời lại với nhau hoặc mua các ma trận LED đã được tích hợp sẵn vào trong một vỏ

Khi ráp các LED rời lại thành ma trận thì giá thành tuy có rẻ nhưng lại không được thẩm mỹ cho lắm: độ sáng không đồng đều khi nhìn ở các góc nhìn khác nhau, độ sáng giữa các LED cũng không giống nhau; và không đạt được các tiêu chuẩn tối ưu về kỹ thuật: mạch điện phức tạp vì có quá nhiều chân đưa ra ngoài

Khi sử dụng ma trận LED được tích hợp sẵn thì ta sẽ khắc phục được tất cả các khuyết điểm về thẩm mỹ cũng như kỹ thuật của ma trận dùng LED rời: độ sáng đồng đều cho tất cả các LED (điều này chỉ có tính chất tương đối nhưng ta cũng khó có thể phân biệt được sự khác nhau này bằng mắt thường), các LED sáng đều như nhau ở mọi góc nhìn, đạt các tiêu chuẩn yêu cầu về kỹ thuật: do được tích hợp vào trong cùng một vỏ nên các đường mạch bên trong LED được vẽ với độ chính xác cao, số lượng chân đưa ra ngoài ít hơn nhiều so với ma trận dùng LED rời Và một điều nữa rất quan trọng là khi cần hiển thị hai màu trên bảng đèn (như yêu cầu của đề tài này) thì ta khó có thể thực hiện được đối với LED rời nhưng với ma trận LED tích hợp thì lại có sẵn trên thị trường, giá lại không cao hơn so với ma trận LED một màu là bao nhiêu, giá tại thời điểm hiện nay (tháng 2/2000): ma trận LED cỡ trung một màu đỏ: 22 000đ, ma trận LED cùng cỡ nhưng có hai màu xanh-đỏ: 25 000đ

Ngoài ra, để hiển thị các bảng đèn lớn thì ta có thể dùng các bóng đèn tim nung ráp lại thành ma trận Tuy nhiên, do điều kiện kinh tế và thời gian có hạn nên đề tài này chỉ dừng lại ở mức hiển thị các bảng đèn cỡ nhỏ

Với những ưu điểm vượt trội như trên thì ma trận LED tích hợp được dùng để thay thế cho ma trận LED rời ở đề tài này là điều hiển nhiên

Để việc sử dụng ma trận LED được tối ưu thì trước tiên ta phải biết được kết cấu bên trong của nó như thế nào (cách thức các LED nối lại với nhau), sơ đồ chân của nó

ra sao Phần sau đây sẽ trình bày rõ về những điều này

Do đề tài sử dụng ma trận LED hai màu nên ở đây chỉ giới thiệu về loại ma trận LED này Sau đây là sơ đồ chân và cách kết nối bên trong của nó

Hình trên là sơ đồ chân của ma trận LED 5x8 hai màu xanh-đỏ và hai hình ảnh thực tế của ma trận LED nhìn từ trên xuống Trong thực tế thì ma trận LED có hai loại như trên (có thứ tự các chân đảo nhau tuy nhìn cấu tạo bên ngoài giống hệt nhau) nên trước khi ráp vào mạch thì cần dùng VOM kiểm tra trước Các khớp nối ở bốn cạnh cho phép ghép nối nhiều ma trận lại với nhau, và chỉ có những ma trận có cùng thứ tự chân thì mới hoạt động ổn định được khi ráp chung vào mạch

a

b

c

f

e

d

g

Kđ1 Kx3 Kx4 Kđ5 Kx5

Kx1 Kx2 Kđ2 Kđ3f g Kđ4e h

d

b

a

c

SƠ ĐỒ CHÂN CỦA MA TRẬN LED HAI MÀU XANH-ĐỎ

Kđn: Cathode của cột LED đỏ thứ n

Kxn: Cathode của cột LED xanh thứ n

a, b,…,h: Anode củacác hàng LED từ hàng thứ nhất đến hàng thứ tám

Đề tài này chỉ hiển thị chữ có cỡ là 5x7 nhưng mạch in được thiết kế với ma trận LED 5x8 để sau này khi cần hiển thị cỡ chữ lớn hơn thì không cần thiết phải sửa mạch lại

II BẢNG KIỂU KÝ TỰ:

Việc thể hiện kiểu ký tự trong thực tế có nhiều cách thực hiện, tùy thuộc vào yêu cầu, mục đích hiển thị Khi cần hiển thị tiếng Anh (chữ không có dấu) thì có thể dùng ma trận loại 5x7, 5x8 Khi cần hiển thị tiếng Việt (chữ có dấu) thì ta có thể dùng các ma trận có độ phân giải cao như 8x12, 8x14 hoặc cũng có thể dùng hai loại ma trận ở trên cũng được Để chữ hiển thị được đẹp hơn, đề tài này sử dụng kiểu chữ cỡ 5x7, có dấu và chỉ hiển thị các chữ thường (không hiển thị câu văn bản toàn các chữ viết hoa)

Hình vẽ sau giới thiệu kiểu chữ cũng như cách mã hóa ký tự khi viết chương trình nạp vào EPROM Để đề tài được ngắn gọn nên ở đây chỉ giới thiệu các chữ được hiển thị trên bảng đèn

1E 21 21 21 12 3F 04 04 04 38 1C 20 22 21 3C 18 24 24 24 28

21 1C

04 3C 3C 04 38 22 20 3C 02 3C 04 04 04 38 48 54 54 54 38

04

04 3C 04 38 18 25 26 25 3C 3C 04 3C 04 38

Trên đây chỉ là các mã hóa của chữ màu xanh trên bảng đèn, để có các chữ màu đỏ trên bảng đèn thì ta phải mã hóa các chữ lại bằng cách thêm các bit 1 ở hàng

04 3C 3C 04 38 18 24 24 26 19 04 3C

1E 21 21 21 1E

1E 21 21 21 12 1E 21 21 21 12 3C 04 04 04 38 3F 04 04 04 38

01 01 3F 01 01 3F 04 04 04 38 00 3D 02 3C 04 04 04 38

Các ô có dấu chấm đen biểu thị cho bit 1 của dữ liệu từ EPROM gởi ra, các ô không có chấm biểu thị cho bit 0

9E A1 A1 A1 9E

CHƯƠNG 8: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH

Nguyên lý hoạt động của mạch được giải thích dựa vào sơ đồ nguyên lý ở phần phụ lục

Do bảng đèn sử dụng 6 ma trận LED 5x8 nên ta có tổng cộng 30 cột (5 cột x 6 LED = 30 cột) Mà mạch điện này hiển thị theo phương pháp quét lặp lại (quét lặp lại: truy xuất một số ô nhớ nào đó một cách liên tục, quét lặp đi lặp lại nhiều lần với tần số cao, sau một thời gian được định trước thì sẽ chuyển qua các ô nhớ mới và bắt đầu lại quá trình quét như trên) nên ta lấy 5 đường địa chỉ đầu của EPROM (quản lý được 32 ô nhớ) để thực hiện việc quét lặp lại

Để dữ liệu từ EPROM đưa ra hiển thị được trên bảng đèn theo một trật tự nhất định (hiển thị đúng chữ hoặc đúng hình ảnh) thì dữ liệu gởi ra này phải được đồng bộ với tín hiệu quét cột

Khi dữ liệu từ ô nhớ đầu tiên gởi ra bảng đèn thì chỉ có cột đèn đầu tiên là được phép sáng (có sự cho phép của tín hiệu quét cột), các cột còn lại không được phép sáng (không có sự cho phép của tín hiệu quét cột) Tương tự như thế, khi dữ liệu từ ô nhớ thứ hai gởi ra thì chỉ có cột thứ hai của bảng đèn là được phép sáng, các cột còn lại thì không Quá trình cứ tiếp tục cho đến ô nhớ cuối cùng thì chỉ có cột cuối cùng của bảng đèn là được phép sáng

Sau đó EPROM quay về truy xuất lại ô nhớ đầu tiên và quá trình lại cứ thế tiếp diễn Việc quay về này được điều khiển bởi hai IC 4060 và 4040

Như vậy, xét tại một thời điểm nhất định thì chỉ có một cột LED được phép sáng (LED nào trong cột được phép sáng thì do dữ liệu từ EPROM gởi đến quyết định) Nhưng do quét với tần số cao và nhờ vào sự lưu ảnh của mắt mà ta thấy được các chữ một cách liên tục, không bị chớp tắt

Sau khi quét 32 ô nhớ của EPROM đủ lâu (đủ thời gian để người xem có thể đọc được chữ trên bảng đèn) thì EPROM sẽ được chuyển sang quét 32 ô nhớ kế tiếp Dữ liệu ở 32 ô nhớ này khi hiển thị trên bảng đèn sẽ tạo cho ta cảm giác như các chữ dịch

đi một cột (nhờ cách viết chương trình cho EPROM)

Quá trình cứ thế tiếp tục và ta sẽ được các chữ di chuyển trên bảng đèn

Việc đổi màu cho bảng đèn được thực hiện bởi các IC chốt kết hợp với tín hiệu điều khiển từ EPROM gởi đến Theo hình vẽ, khi tín hiệu điều khiển từ EPROM gởi đến ở mức logic thấp thì sẽ cho phép các IC 74573 thứ nhất (nằm phía trái của mỗi cặp

IC 74573, theo hình vẽ) hoạt động, cấm các IC còn lại hoạt động

Theo quy định của đề tài này thì các IC 74573 thứ nhất sẽ quản lý các cột LED xanh, các IC còn lại sẽ quản lý các cột LED đỏ Nên khi tín hiệu điều khiển ở mức

PHẦN IV: TỔNG KẾT

I ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠCH THI CÔNG:

1 Ưu điểm:

- Chữ hiển thị rõ ràng, tốc độ di chuyển của các chữ trên bảng vừa phải

- Mạch hoạt động ổn định trong thời gian dài (đã kiểm nghiệm)

- Chữ đổi màu như ý đồ thiết kế

2 Nhược điểm:

Do phải đổi màu bằng phần mềm (chương trình nạp vào EPROM) nên khi không cần đổi màu thì phải sửa chương trình lại

II HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI:

Tăng số lượng ma trận LED đồng thời thay bộ quét cột cũ bằng EPROM (sử dụng phương pháp quét) để hiển thị được hình ảnh Lúc này, dữ liệu ở hàng và cột của

ma trận LED đều từ EPROM đưa đến

III KẾT LUẬN:

Đề tài “THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO DÙNG EPROM” đã hoàn thành Đề tài đã trình bày được nguyên tắc hoạt động cơ bản của một mạch quang báo dùng EPROM, giới thiệu về cách sử dụng cũng như sơ đồ chân, sơ đồ nội bộ… của các IC số dùng trong mạch Đề tài cũng đưa ra được hai loại mạch Auto Reset, mạch này dùng để xác định trạng thái hoạt động đầu tiên của mạch (ngay khi vừa cấp điện); điều này rất cần thiết khi dùng các IC đếm, các Flip-Flop…

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô cùng các bạn sinh viên, những người đã đóng góp rất nhiều ý kiến, công sức rất quý báu để giúp em hoàn thành

tốt nhiệm vụ được giao Đặc biệt, em rất biết ơn thầy Nguyễn Phương Quang, dù điều

kiện sức khỏe không tốt nhưng thầy đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo em những kinh nghiệm cùng kiến thức thực tế để đề tài được hoàn thành một cách nhanh chóng

Tuy nhiên, do điều kiện có hạn nên chắc chắn đề tài không tránh khỏi nhiều sai sót, rất mong sự đóng góp ý kiến chân tình của thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài được hoàn chỉnh hơn