Đồ án tốt nghiệp-Thiết kế bảng quang báo có kết nối với máy tính và bàn phím PS2 potx

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: TÊN ĐỀ TÀI: NHÓM SVTH: NGUYỄN VĂN MẠNH NGUYỄN VĂN THÁI HOÀNG THĂNG LONG VŨ HỒNG SƠN GVHD : NGUYỄN THÀNH LONG NGUYỄN XUÂN CÔNG HƯNG YÊN – 2007 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Hưng yên, ngày … tháng … năm 2007 Giáo viên hướng dẫn Trang 2 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………. Hưng yên, ngày … tháng … năm 2007 Giáo viên phản biện Trang 3 MỤC LỤC Trang Phần A Giới thiệu Trang bìa Trang chấm ĐAMH của GVHD Lời nói đầu Mục lục Liệt kê bảng Liệt kê hình Phần B Nội dung 1 Chương 1 Cơ sở lý thuyết 2 1.1 Giới thiệu vi điều khiển ATmega16L 2 1.1.1 Giới thiệu 2 1.1.2 Khảo sát sơ đồ chân 2 1.1.3 Cấu trúc của ATmega16L 3 1.1.4 Truyền thôngLuận Văn - Đề Án - Tiểu Luận Truyền Thông nối tiếp đồng bộ và không đồng bộ(USART) 4 1.2 Led ma trận 6 1.3 Bàn phím PS/2 8 1.3.1 Sơ đồ chân 8 1.3.2 Nguyên lý hoạt động 8 1.3.3 Giao thức của bàn phím 9 Chương 2 Sơ đồ khối 10 2.1 Sơ đồ khối 10 2.2 Chức năng các khối 10 Chương 3 Thiết kế 11 3.1 Thiết kế các khối 11 3.2 Sơ đồ nguyên lý 11 Trang 4 3.2.1 Mạch nguyên lý mạch vi điều khiển 12 3.2.2 Mạch nguyên lý mạch led ma trận 13 3.3 Linh kiện sử dụng trong mạch 14 Chương 4 Thi công 15 4.1 Sơ đồ mạch in 15 4.1.1 Mạch in mạch vi điều khiển 15 4.1.2 Mạch in mạch led ma trận 15 4.2 Hàn và ráp linh kiện 17 4.3 Kết quả thi công 17 Chương 5 Kết luận 18 5.1 Kết quả đạt được 18 5.2 Hạn chế và hướng phát triển 18 Phần C Phụ lục và Tài liệuThư Viện Tài liệu tham khảo 19 Phụ lục I Lưu đồ giải thuật 20 Phụ lục II Mã nguồn chương trình 23 Phụ lục III Giới thiệu IC liên quan 34 Tài liệu tham khảo 36 Trang 5 Trang 6 LỜI CẢM ƠN Qua một thời gian thực hiện, đến nay đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế bảng quang báo có kết nối với máy tính và bàn phím PS2” đã được hoàn thành. Trong thời gian thực hiện, chúng em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu. Trước tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thành Long và thầy Nguyễn Xuân Công người đã trực tiếp tận tình giúp đỡ chúng em trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài. Chúng em cũng xin chân thành cám ơn tới các thầy, cô giáo trong khoa Điện - Điện Tử đã cung cấp cho chúng em những kiến thức cần thiết, có hệ thống, tạo điều kiện thuận lợi nhất, giúp cho chúng em có thể hoàn thành được đồ án theo đúng thời gian quy định. Kính chúc các thầy, cô luôn dồi dào sức khỏe! Mặc dù chúng em đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đề tài này, song do giới hạn về thời gian cũng như kiến thức nên nội dung còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn sinh viên để luận văn được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỞ ĐẦU Trang 7 Khoa học công nghệ ngày càng phát triển đặc biệt là về năng lượng, điện tử Ngày nay chúng ta có thể sản xuất ra chíp có tốc độ truy cập lên tới hàng GB, bộ nhớ bán dẫn dung lượng ngày càng cao. Tuy nhiên yêu cầu mới đặt ra là nhỏ gọn, dễ sử dụng, để đáp ứng được yêu cầu đó phải có những vi mạch đi kèm theo. Giờ đây khi nhu cầu về thông tin quảng cáo rất lớn, việc áp dụng các phương tiện kĩ thuật mới vào các lĩnh vực trên là rất cần thiết. Khi bạn đến các nơi công cộng, bạn dễ dàng bắt gặp những áp phích quảng cáo điện tử chạy theo các hướng khác nhau với nhiều hình ảnh và màu sắc rất ấn tượng. Từ yêu cầu thực tiễn như trên, chúng em quyết định chọn đề tài : “Thiết kế bảng quang báo có kết nối với máy tính và bàn phím PS2” Trong giới hạn kiến thức của mình chúng em đã mạnh dạn tìm hiểu và thi công bảng quang báo gồm có 16 hàng x 128 cột. Quang báo có thể giao tiếp trực tiếp với máy tính thông qua giao diện người dùng được thiết kế bằng phần mềm VB6.0. Ngoài ra quang báo còn có thể giao tiếp được với bàn phím máy tính PS2. Người sử dụng muốn thay đổi thông tin hiển thị có thể nhập thông tin này từ bàn phím PS2 hoặc truyền từ máy tính thông qua chuẩn truyền RS232. Trang 8 Mục đích nghiên cứu của đồ án: - Tìm hiểu và thiết kế bảng quang báo ứng dụng AT89C51. - Xây dựng phần mềm, thiết kế giao diện người dùng và máy tính. - Đưa ra thuật toán điều khiển cho bảng quang báo. - Thi công, kiểm tra và vận hành. Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Trong phạm vi đồ án chúng em nghiên cứu, tìm hiểu và ứng dụng chíp AT89C51. - Cách thức truyền thông giữa máy tính và Vi điều khiển (VĐK) - Ứng dụng phần mềm Visual Basic 6.0 (VB6.0) thiết kế giao diện Ý nghĩa thực tiễn của đồ án: - Ngày nay khi công nghệ quang báo ngày càng phát triển, với khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống như ở các siêu thị, trung tâm thương mại, các sàn giao dịch, các công sở… Tuy nhiên bảng quang báo cũng được sản xuất nhiều ở nước ta xong giá thành vẫn còn cao và chưa được phổ biến rộng rãi ở các lĩnh vực. Đưa sản phẩm vào trong cuộc sống là một phần mong muốn của nhóm thực hiện đề tài chúng em. Nội dung của đồ án: Đồ án gồm 3 phần: Phần I: Cơ sở lý luận chung Phần II: Thiết kế và thi công Phần III: Phụ lục Trang 9 Phần I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG I. Sự lưu ảnh của mắt Sự lưu ảnh của mắt tức là sự lưu ảnh trên võng mạc mà phải mất một khoảng thời gian cỡ 0,1s võng mạc mới hồi phục lại như cũ. 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 24 hình/s để người xem có cảm giác hoạt động trong phim là liên tục. Lợi dụng tính chất lưu ảnh của mắt người mà người ta có thể tạo ra những bảng quang báo với kích thước khác nhau. II. Giới thiệu về mạch quang báo trong đề tài Có nhiều phương pháp và cách thức để thiết kế một bảng quang báo. Đơn giản và rẻ tiền nhất là sử dụng bộ nhớ EPROM của Vi điều khiển (VĐK), mỗi khi cần thay đổi nội dung hiển thị trên bảng thì ta nạp lại chương trình vào EPROM. Nhược điểm của phương pháp này là mỗi khi cần thay đổi nội dung chúng ta lại phải gỡ IC ra để nạp lại chương trình. Một cách khác là ta sử dụng bộ điều khiển trung tâm là Vi xử lý. Với những tính năng vượt trội bảng quang báo được điều khiển dễ dàng hơn, hình ảnh hiển thị cũng sinh động hơn, có thể hiển thị được hình ảnh chuyển động với những màu sắc khác nhau. Tuy nhiên chi phí thực hiện tốn kém. Quang báo thiết kế trong đề tài có thể giao tiếp trực tiếp với máy tính thông qua giao diện người dùng được thiết kế bằng phần mềm VB6.0. Ngoài ra quang báo còn có thể giao tiếp được với bàn phím máy tính PS2. Người sử dụng muốn thay đổi thông tin hiển thị có thể nhập thông tin này từ bàn phím PS2 hoặc truyền từ máy tính thông qua chuẩn truyền RS232. Trang 10 [...]... thấp nên chỉ có một LED duy nhất được sáng là LED giao nhau của hàng 1 và cột 1 Như vậy khi có một cặp tín hiệu điều khiển hàng và cột thì có duy nhất một LED là giao điểm của hàng hàng và cột đó sáng Trên cơ sở đó ta có thể mở rộng thành bảng quang báo với số hàng có thể là 16, 32 hoặc có thể lớn hơn và số cột có thể lên tới hàng trăm tuỳ thuộc vào cách thiết kế mạch liên kết với các hàng và cột Trong... =0, P1.7 = 1; LED hàng 7 cột 8 sáng Bước 9: Quay trở lại bước 1 Trang 2 Hình 1.2: Sơ đồ kết nối LED Matrix 8x8 Trang 3 Hình 1.3: Mã chữ Hình 1.4: Mô phỏng chữ L Với việc hiển thị trong thí nghiệm chúng ta chỉ cần một hoặc hai ma trận LED do đó chúng ta có thể sử dụng các bit trực tiếp của cổng Vi điều khiển (VĐK) hay 8255 Đối với một bảng quang báo thì yêu cầu cần có nhiều hàng, nhiều cột Một trong... pháp quét LED Hình 1.2 là sơ đồ kết nối từ các LED đơn thành một ma trận LED 8x8 (8 hàng 8 cột) Các tín hiệu P0.0 -> P0.7 của cổng P0 của VĐK được nối vào Anode của 8 hàng LED Các tín hiệu điều khiển cột p1.0 -> P1.7 được nối vào Cathode của của 8 cột LED Khi tín hiệu ở P0.0 là 1 (+5V) tương ứng với các LED ở chân Cathode của hàng 1 ở mức cao, khi P1.0 là mức 1 tương ứng với các LED ở chân Anode của... 87h 0xxx0000b Bảng 1.1: Địa chỉ các cổng, thanh ghi khi ReSet * : có thể định địa chỉ bit, x: không định nghĩa 4.1.1 Thanh ghi ACC Là thanh ghi tích luỹ, dùng để lưu trữ các toán hạng và kết quả của phép tính Thanh ghi ACC dài 8 bit Trong các tập lệnh của On-chip, nó thường được quy ước đơn giản là A 4.1.2 Thanh ghi B: Thanh ghi này được dùng khi thực hiện các phép toán nhân và chia Đối với các tập lệnh... 0 Bank 1 Bank 2 Bank 3 RS1 0 0 1 1 RS0 0 1 0 1 Bảng1 .2: Chọn băng thanh ghi - OV: cờ tràn Khi thực hiện các phép toán cộng hoặc trừ mà xuất hiện một tràn số học thì OV được đặt bằng 1 Khi các số có dấu được cộng hoặc được trừ, phần mềm có thể kiểm tra OV để xác định xem kết quả có nằm trong tầm hay không Với phép cộng các số không dấu, OV được bỏ qua Kết quả lớn hơn +128 hoặc nhỏ hơn -127 sẽ đặt OV... SCON và PCON bao gồm các bit điều khiển và trạng thái đối với hệ thống ngắt, các bộ Timer/Counter và cổng nối tiếp 4.1.9 Thanh ghi PSW Từ trạng thái chương trình dùng để chứa thông tin về trạng thái chương trình PSW có độ dài 8 bit, mỗi bit đảm nhiệm một chức năng cụ thể Thanh ghi này cho phép truy cập ở dạng mức bit - CY: cờ nhớ Trong các phép toán số học, nếu có nhớ từ phép cộng bit 7 hoặc có số... thái và điều khiển cổng nối tiếp Nó không những chứa các bit chọn chế độ, mà còn chứa bit dữ liệu thứ 9 dành cho việc truyền và nhận tin (TB8 và RB8) và chứa các bit ngắt cổng nối tiếp SM0 0 SM1 0 Mode 0 Đặc điểm Thanh ghi dịch 0 1 1 8 bit UART 1 0 2 9 bit UART 1 1 3 9 bit UART Tốc độ Baud Fosc /12 Có thể thay đổi (được đặt bởi bộ Timer) Fosc /64 hoc Fosc /32 Có thể thay đổi (được đặt bởi bộ Timer) Bảng. .. ngắt Timer/Counter 1 Chế độ 3 thường được dùng khi yêu cầu cần có bộ thời gian hoặc bộ đếm ngoài 8 bit Đối với Timer 0 ở chế độ 3, AT89C51 có thể có 3 bộ Trang 17 Timer/Counter còn AT89C52 có thể có 4 bộ Khi Timer 0 hoạt động ở chế độ 3 thì Timer 1 có thể được bật hoặc tắt bằng chuyển mạch ngoài ở chế độ này Timer1 có thể được sử dụng bởi cổng nối tiếp như một bộ tạo tốc độ Baud hoặc trong bất kỳ ứng dụng... hay một một ký tự, chúng ta sẽ có cảm giác như đồng thời các LED được sáng Nhưng thật ra đó chỉ là cảm giác của mắt bị đánh lừa Dưới đây chúng ta sẽ tìm hiểu về cách quét LED Ví dụ ta muốn hiển thị chữ “L” trên ma trận Khi đó các LED trên cột 1 và các LED trên hàng 8 sáng Muốn như vậy thì các bit thuộc cổng P0 và P1 đều ở mức 1, như vậy thì toàn bộ LED trong ma trận đều sáng Do vậy trong điều khiển LED... các cổng đảm nhiệm như các đầu vào thì trạng thái bên ngoài của các chân cổng sẽ được giữ ở bit chốt tương ứng Tất cả 4 cổng On-chip đều là cổng I/O hai chiều, mỗi cổng đều có 8 chân ra, bên trong mỗi chốt bit có bộ “Pullup-tăng cường“ do đó nâng cao khả năng nối ghép của cổng với tải (có thể giao tiếp với 4 đến 8 tải loại TTL) Trang 9 4.1.6 Thanh ghi SBUF Đệm dữ liệu nối tiếp gồm hai thanh ghi riêng . : “Thiết kế bảng quang báo có kết nối với máy tính và bàn phím PS2 Trong giới hạn kiến thức của mình chúng em đã mạnh dạn tìm hiểu và thi công bảng quang báo gồm có 16 hàng x 128 cột. Quang báo có. 6 LỜI CẢM ƠN Qua một thời gian thực hiện, đến nay đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế bảng quang báo có kết nối với máy tính và bàn phím PS2 đã được hoàn thành. Trong thời gian thực hiện,. sở đó ta có thể mở rộng thành bảng quang báo với số hàng có thể là 16, 32 hoặc có thể lớn hơn và số cột có thể lên tới hàng trăm tuỳ thuộc vào cách thiết kế mạch liên kết với các hàng và cột. Trong