báo cáo nhập môn điện tử viễn thông đề tài mạch LED hình trái tim

Với sự phát triển mạnh mẽ của vi điều khiển, chỉ cần một tác động nhẹ đủ làm cho các thiết bị được điều khiển một cách nhanh chóng.. Trong quá trình thực hiện đề tài này, chúng em đã rất

VIỆN ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG

Nguyễn Huy Hoàng - ĐTTT 02-K57

Hà Nội ,ngày 29 tháng 10 năm 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành điện tử ngày càng phát triển, kéo theo những sản phẩm điện tử ngày càng phổ biến Với sự phát triển mạnh mẽ của vi điều khiển, chỉ cần một tác động nhẹ đủ làm cho các thiết bị được điều khiển một cách nhanh chóng

Với nhu cầu của con nguời để tạo ra những món quà tinh thần đặc biệt ý

nghĩa ,chúng em đã đi đến quyết định thiết kế mạch LED nhấp nháy hình trái

tim

Trong quá trình thực hiện đề tài này, chúng em đã rất cố gắng để hoàn thành tốt nhưng có lẽ do vốn kiến thức còn hạn hẹp cũng như những yếu tố khách quan khác mà không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến, phê bình và hướng dẫn thêm của thầy cô cũng như bạn đọc

Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Phạm

Ngọc Nam đã hướng dẫn tận tình, giảng giải chi tiết giúp chúng em hoàn thành bài

tập lớn này Hơn nữa thầy còn chỉ dẫn cho chúng em rất nhiều kiến thức thiết thực trong cuộc sống: kỹ năng mềm, cách học tốt ngoại ngữ, cách lắng nghe và tư duy

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

Lời mở đầu

Danh sách các hình vẽ……… 5

Danh sách bảng……… 6

A.Giới thiệu ý tưởng……… 7

1 Ứng dụng đèn led trong cuộc sống……… 7

2 Chọn đề tài……… 7

B.Nội dung……….7

Phần I: Thiết kế mạch led nhấp nháy hình trái tim……… 7

1.1 Lập kế hoạch ……… 7

1.2 Yêu cầu kĩ thuật……… 8

1.2.1Yêu cầu chức năng……… 8

1.2.2Yêu cầu phi chức năng……… 9

1.3 Thiết kế phần cứng……… 9

1.3.1 Sơ đồ khối……… 9

1.3.2 Chi tiết từng khối và lựa chọn phương án tối ưu……….10

1.3.3 Mạch nguyên lí ……… 17

1.3.4 Mô phỏng mạch trên Proteus……… 19

1.3.5 In mạch……… …….20

1.4 Thiết kế phần mềm……… 21

1.4.1 Viết code cho IC AT89C52 ……… 21

1.4.2 Nạp code cho IC AT89C52 ……… 21

Phần II: Kết luận……… 21

Tài liệu tham khảo……… 22

C Phụ lục……….23

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ: Hình 1.1: Bản kế hoạch sử dụng Microsoft Project………8

Hình 1.2: Sơ đồ khối của mạch……… 9

Hình 1.3: Một số loại IC……… 10

Hình 1.4: Sơ đồ chân IC AT 89C52……… 12

Hình 1.5: LED siêu sáng……… 15

Hình 1.6: Thạch anh 12MHz………16

Hình 1.7:Tụ gốm 33pF……… 16

Hình 1.8: Một số loại nguồn điện……… 17

Hình 1.9: Cấu trúc bên trong ………18

Hình 1.10: Sơ đồ mạch nguyên lý ………19

Hình 1.11: Mạch mô phỏng bằng Protues ……… 20

Hình 1.12: Mạch in……… 20

Hình 1.13: ………23

Hình 1.14: ………24

Hình 1.15: ………25

Hình 1.16: ………26

Hình 1.17: ………26

Hình 1.18: ………27

Hình 1.19: ………28

A.GIỚI THIỆU Ý TƯỞNG :

1 Ứng dụng đèn led trong cuộc sống:

 Đèn LED có rất nhiều ứng dụng trong các thiết bị điện tử Đi khắp các con phố thì dường như chỗ nào cũng có đèn LED

 Đèn led được dùng để trang trí trên cây cầu,làm bảng quảng cáo cho quán bar,thậm chí còn được sử dụng làm tặng phẩm,…

2 Chọn đề tài :

 Do tính phổ biến là rất cao nên chúng ta có thể dễ dàng tìm mua và sử dụng đèn led

 Hợp với kinh tế của các bạn sinh viên

 Là sinh viên ngành điện tử, chúng em thiết nghĩ tự chế tạo ra một sản phẩm

để tặng người thân bạn bè là một điều cần làm Từ đó chúng em quyết định

thiết kế mach LED nhấp nháy hình trái tim

 Đề tài này sẽ đáp ứng được yêu cầu môn học, giúp chúng em có được những kiến thức đầu tiên về ngành

1.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT

1.2.1) Yêu cầu chức năng

Các hiệu ứng của mạch LED nhấp nháy hình trái tim:

 Hiệu ứng 1: 32 LED đỏ nháy ngược chiều kim đồng hồ bắt đầu từ đèn ở giữa khe của trái tim

 Hiệu ứng 2: 32 LED đỏ nháy xen kẽ nhau

 Hiệu ứng 3: 32 LED đỏ cùng sáng rồi cùng tắt

 Hiệu ứng 4: 2 đèn LED 2 bên nháy đối xứng nhau

 Hiệu ứng 5: 32 đèn led nháy tối dần rối sáng dần

Độ sáng của đèn :

 100% với các hiệu ứng 1,2,3,4 ( những bóng sáng)

 25% => 50% => 75%=> 100% và ngược lại với hiệu ứng 5

1.2.2 Yêu cầu phi chức năng

Mạch có tính thẩm mỹ cao, dễ sử dụng, thân thiện với người dùng, thiết kế nhỏ gọn, đẹp mắt

Các đèn LED tiếu tốn ít năng lượng, có khả năng hiển thị trong một thời gian dài Tuổi thọ của mạch cao và giá thành hợp lý với đa số người tiêu dùng Một số thông số kỹ thuật của mạch:

• Giá thành: 200.000 đồng

• Thời gian hoàn thành sản phẩm: 4 tuần

• Thời gian bảo hành: 1 tháng

• Nguồn điện: pin đồng tiền

• Kích cỡ: 20cm x 15cm

• Khối lượng: 200g

• Hoạt động tốt trong môi trường khô ráo

• Bảo quản:độ ẩm 0-80%,dưới 60 độ C

1.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

1.3.1 Sơ đồ khối:

Hình 1.2: Sơ đồ khối của mạch

1.3.2 Chi tiết từng khối,phương án tối ưu:

 Khối điều khiển:

- Chức năng: Điều khiển hoạt động của khối hiển thị

- Yêu cầu:

+ Điều khiển một cách chính xác hoạt động của 32 đèn LED như yêu cầu của người lập trình

+ Thiết kế nhỏ gọn, chất lượng tốt, tiết kiệm chi phí

IC AT89C52 IC AVR IC ARM

Hình 1.3: Một số loại IC

Khối điều khiển

Bảng 1.1: Giá thành và đặc điểm của một số loại IC

Đặc điểm Thông dụng

Dễ lập trình

Khó mua Khó lập trình

Khó mua Khó lập trình

Như chúng ta đã thấy thì IC AT89C52 giá thành khá là rẻ, thông dụng và lại

dễ lập trình Vì thế chúng em đã quyết định chọn IC AT89C52 để điều khiển hoạt động của mạch

4 Port uất nhập dữ liệu I O

Giao tiếp nối tiếp

64 KB vùng nhớ mã ngoài

64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài

ử lý Boolean

h o át h n

Hình 1.4: Sơ đồ chân IC AT89C52

T2 hay P1.0: chân số 1 tín hiệu vào đếm cho Timer2 Counter2 của 8952

T2E : chân số 2 tín hiệu vào ngắt ngoài 2 cho 8950

INT0 hay P3.2: chân số 12 tín hiệu vào gây ngắt ngoài 0 cho 8051

+ /INT1 hay P3.3: (chân số 13 tín hiệu vào gây ngắt ngoài 1 cho 8051

T0 hay P3.4: chân số 14 tín hiệu vào đếm cho Timer0 Counter0

T1 hay P3.5: chân số 15 tín hiệu vào đếm cho Timer1 Counter1

hay P3.6: chân số 16 để đưa tín hiệu ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài

D hay P3.7: chân số 17 để đưa tín hiệu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài

c Nhóm c c t n hiệ đ a ch iệ :

cổng vào, ra địa chỉ dữ liệu P0 hay P0.0-P0.7: chân số 39-32 dùng để trao đổi tin về dữ liệu D0-D7, hoặc đưa ra các địa chỉ thấp 0- 7 theo chế độ dồn kênh kết hợp với tín hiệu chốt địa chỉ LE

cổng vào ra địa chỉ dữ liệu P2 hay P2.0-P2.7: chân số 21-28 dùng để trao đổi tin song song về dữ liệu D0-D7 hoặc đưa ra địa chỉ cao 8-A15)

cổng vào ra dữ liệu P1 hay P1.0-P1.7: chân số 1-8 dùng để trao đổi tin song song dữ liệu D0-D7)

cổng vào, ra P3 hay P3.0-P3.7: chân số 10-17)

- P3.0: chân số 10 đưa vào tín hiệu nhận tin nối tiếp D

- P3.1: chân số 11 đưa ra tín hiệu truyền tin nối tiếp T D

- INT0 hay P3.2: chân số 12 tín hiệu vào gây ngắt 0 của VĐK

- INT1 hay P3.3: chân số 13 tín hiệu vào gây ngắt 1 của VĐK

- T0 hay P3.4: chân số 14 tín hiệu vào đếm cho Timer0 Counter0 cho VĐK 8051/8052

- T1 hay P3.5: chân số 15 tín hiệu vào đếm cho Timer1 Counter1 cho VĐK 8051/8052

- /WR hay P3.6: chân số 16 để đưa tín hiệu ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài

- D hay P3.7: chân số 17 để đưa tín hiệu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài

- T2 hay P1.0: chân số 1 tín hiệu vào đếm cho Timer2 Counter2 cho VĐK

8052

- T2E : chân số 2 tín hiệu vào gây ngắt 2 của VĐK 8052

Ngoài các tín hiệu chuyên dùng trên, cổng vào ra P3 này còn dùng để trao đổi tin về dữ liệu D7-D0

 hối hiển thị

- Bao gồm 32 bóng đèn LED mắc song song ếp thành hình trái tim Chân anot của 32 bóng đèn được mắc chung với chân VCC của IC.Còn chân cathode của mỗi bóng được nối với 32 chân IO của vi điều khiển đảm bảo dòng điện cấp cho mỗi đèn là 10mA- 15mA ta gắn cho mỗi đèn 1 điện trở 330 ôm

- Lấy tín hiệu từ vi điều khiển, thực hiện giao tiếp với vi điều khiển

Hình 1.5: LED siêu sáng

Bảng 1.2: Giá thành và đặc điểm của một số loại LED

LED siêu sáng

- Điện áp LED siêu sáng:

LED màu đỏ, màu vàng: 1,9 đến 2,1 Volt

LED màu xanh các loại: 3,0 đến 3,4 Volt

LED màu trắng các loại: 3,4 đến 4,0 Volt

- Dòn điện qua LED:

Thông thường nhà sản xuất đưa ra giá trị là 17 đến 20 mA cho dòng điện qua đèn LED siêu sáng

Chức năn thạch anh : Là nguồn tạo xung nhịp dao động clock ổn định (12MHz)

cho dao động của AT89C52 Thạch anh sẽ được gắn vào chân XTAL1 và XTAL2 của AT89C52 Tụ gốm có chức năng lọc nhiễu cho dao động thạch anh 2 tụ gốm 33pF sẽ được nối một đầu với chân của thạch anh, đầu còn lại đấu ra Mass

 Khối nguồn:

Hình 1.8: Một số loại nguồn điện

Bảng 1.3: Giá thành và đặc điểm của một số nguồn điện

Pin đồng tiền Sạc điện thoại

Đặc điểm Gọn, rẻ, tiện lợi Không được tiện lợi

Pin đồng tiền giá thành rẻ và lại có thể lắp ngay trên mạch giúp cho sản phẩm được gọn nhẹ Vì vậy chúng em quyết định chọn pin đồng tiền làm nguồn

1.3.3 Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.9: Cấu trúc bên trong

Hình 1.10: Sơ đồ mạch nguyên lý

1.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM

1.4.1 Viết Code cho IC AT89C52

Code cho mạch được viết bằng ngôn ngữ lập trình C ( có File riêng)

1.4.2 Nạp Code cho IC AT89C52

Viết bằng ngôn ngữ lập trình C sau đó chuyển sang file hex, nạp vào mô phỏng

chạy thử

PHẦN 2: KẾT LUẬN:

Sản phẩm đã hoạt động như mong muốn

Mạch còn đơn giản chưa có nhiều tùy biến

Hướng phát triển:

• Sản phẩm có thêm nút nhấn điều khiển hiệu ứng theo ý muốn

• Thiết kế được biển quảng cáo và các thiết bị hiển thị dùng đèn LED Thông qua việc thực hiện bài tập lớn, chúng em đã tính lũy rất nhiều kiến

thức thực tế về chuyên ngành điện tử viễn thông,thầy Phạm Ngọc Nam đã tạo cho chúng em niềm say mê học tập, tìm tòi kiến thức mới Thầy còn giúp

chúng em hoàn thiện các kỹ năng mềm như kỹ năng thuyết trình, làm việc nhóm, làm việc trong các môi trường chuyên nghiệp powerpoint, project, các phần mềm mô phỏng, thiết kế mạch: proteus, orcad…

Do vốn kiến thức còn hạn hẹp nên việc thực hiện ý tưởng còn nhiều hạn chế Nếu còn có gì sai sót, chúng em mong thầy giúp đỡ và tạo điều kiện để

chúng em có thể hoàn thành một cách tốt nhất ý tưởng này

h ng em xin h n thành ám n!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Sử dụng tài liệu data sheet IC AT89C52

- Sử dụng các tài liệu tham khảo trên một số trang mạng

http://www.dientumaytinh.com/2012/03/gioi-thieu-co-ban-ve-lcd-16x2.html http://www.icvietnam.com

http://www.codientu.vn

http://www.dientuvietnam.net

http://www.phuclanshop.com/TraoDoiHocTap-ChiTiet.aspx?NewsId=143 http://www.codientu.org/

và một số trang web về điện tử khác

C.PHỤ LỤC

Sau đây là các bảng tra, giúp Bạn biết chức năng, biết công dụng của các IC logic thông dụng:

Hình 1.13

Hình 1.14

Hình 1.15

Hình 1.16

Hình 1.17

Hình 1.18

Hình 1.19