Mạch đèn led cune 5X5X5

Mạch đèn led cune 5X5X5

HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN  Hội An, ngày …. tháng …. năm 2012 ng dn Th.s : HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 2 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, vi nhng ng dng ca khoa hc k thut tiên tin, th gii c t thay  phát trin ca k thut n t o ra hàng lot nhng thit b vm ni b chính xác cao, t nhanh, gn nh là nhng yu t rt cn thit góp phn cho hong ct hiu qu cao. Các b u khin s du khi vn hành và s dc li là mu rt phc tp. Các b u khin theo thi gian cùng vi s phát trin ca công ngh bán dn trin rt nhanh, t các b u khin các b u khin 32 bit, ri sau này là 64 bit. n t  thành mt ngành khoa hm v. n t c nhi không ngng t c công  nông  lâm   nghip n các nhu cu cn thit trong hoi sng hng ngày.  ng dng vi x i sng ngày càng khá ph bin và không ngc phát trii sc ng dng khá rng rãi trong nhiu khin t ng, trang trí qu giao thông c bip nht là ng dng trong trang trí qung cáo ca vi x lý.nhng bin qut làm chúng ta rt tò mò. T thc tin trên và sau khi hc môn  án vi x   án môn hc này là : M. HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 3 Chương 1: : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 1. Sơ đồ khối hệ thống: Bao gm các khi sau: khu khin, khi hin th, khi ngun: Hình 1:  khi LED cube 5X5X5  Khi hin th: gc ni chân vi nhau theo hàng và ct  Khu khiu khin mi s hong ca h thng, thc hi trình, x u khin vào/ra và truyn thông vi các thit b bên ngoài. 2 Giới thiệu IC AT89C52: AT89C52 u khin (Microcontroller) do hãng Atmel sn xut. Vi iu khi n AT89C52 là mt vi iu khin dùng CMOS có công sut t hp, hiu s ut cao vi 8Kbyte b nh Flash. Th b nh flash bên trong chip cho phé p các chng trình c tái lp trình trong h th ng, hoc bng mt lp trình b nh quy c khô ng i. Vi iu khin AT89C52 cung cp mt s c tính c bn s au : 8k byte ROM,256 byte RAM ni.  2 con tr d liu, 3 b nh thi timer/counter 16-bit, 1 kin trúc 6 vector ngt vi 2 mc, 1 port ni tip song công, 1 b dao ng và mt mc h xung clock. HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 4 Hình 2 : sơ đồ khối của IC AT89C52 2.1Sơ đồ chân AT89C52(Hình 1.1) 2.2Chức năng của các chân AT89C52: Port 0: t n chân 39 (P0.0 _P0.7). Port 0 có 2 cht k c nh không dùng b nh m rng nó có ch ng IO i vi các h th ng ln có b nh m rng nó va là bus a ch byte thp va l à bus d liu  truy cp b nh ngo ài. Port 1 : T chân 1 n chân 8 (P1.0 - P1.7)  -- -D7). HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 5 Port 2 (P2) Port 2 gm 8 chân (t n chân 28) có hai ch Cht/nhp Hình 3.  chân 89C52 Cha ch cao (A8-A15): khi kt ni vi b nh ng ln,cn 2  a ch ca b nh, byte thm nhm nhn. Port 3 (P3) Port 3 gm 8 chân (t n 17): Cht/nhp Vi mi chân có mt ch ng sau Bit Tên Ch P3.0 RxD Ngõ vào nhn d liu ni tip P3.1 TxD Ngõ xut d liu ni tip P3.2 INT0 Ngõ vào ngt cng th 0 P3.3 INT1 Ngõ vào ngt cng th 1 P3.4 T0 Ngõ vào ca Timer/Counter th 0 P3.5 T1 Ngõ vào ca Timer/Counter th 1 u khin ghi d liu lên b nh ngoài u khic d liu t b nh bên ngoài P1.0 T2 Ngõ vào ca Timer/Counter th 2 P1.1 T2X Ngõ Np li/thu nhn ca Timer/Counter th 2 Chân RESET (RST) Ngõ vào RST   thit lp tru khin. H thng s c thit lp li các giá tr u nu ngõ này  mc 1 ti thiu 2 chu kì máy Chân XTAL1 và XTAL2 Hai chân này có v c s d nhn ngun xung clock t  hong c ghép ni vi thch anh và các t  to ngun xung clock nh. Chân 40(Vcc) c ni vi ngun 5v. HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 6 Các thanh ghi chức năng đặc biệt FFH 00H 80H 7FH Chỉ được truy xuất bằng kiểu đònh đòa chỉ gián tiếp Truy xuất bằng kiểu đònh đòa chỉ trực tiếp và gián tiếp 80H FFH Chỉ được truy xuất bằng kiểu đònh đòa chỉ trực tiếp 2.3 Tổ chức bộ nhớ : Chip AT89S52 có không gian bộ nhớ riêng cho chương trình và dữ liệu . Cả hai bộ nhớ chương trình và dữ liệu đều được đặt bên trong chip, tuy nhiên ta có thể mở rộng bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu bằng cách sử dụng các chip nhớ bên ngoài với dung lượng tối đa là 64 K cho bộ nhớ chương trình và 64 K cho bộ nhớ dữ liệu . Đối với đề tài này ta chỉ nghiên cứu về bộ nhớ bên trong chip. Bộ nhớ nội bên trong chip AT89S52 bao gồm ROM và RAM . RAM có tất cả 256 byte, trong đó có 128 byte trên ( từ 80h đến FFh ) có đòa chỉ trùng với đòa chỉ của các thanh ghi chức năng đặc biệt .Tuy nhiên điều này không gây ra sự xung đột vì 128 byte Ram trên chỉ có thể truy xuất bằng cách dùng kiểu đònh đòa chỉ gián tiếp . Tổ chức bộ nhớ nội của 8952 được tóm tắt ở hình sau : chỉ gián tiếp . Tổ chức bộ nhớ nội của 8952 được tóm tắt ở hình sau : Hình 4 : Không gian nhớ nội của 8952 (tóm tắt) Để có thể hình dung rõ hơn về không gian nhớ nội của chip 8952, ta sẽ tìm hiểu chi tiết về nó qua hình 4 . Không gian nhớ nội này được chia thành : HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 7  Các bank thanh ghi ở đòa chỉ từ 00H đến 1FH .  RAM đònh đòa chỉ bit ở đòa chỉ từ 20H đến 2FH .  RAM đa dụng từ 30H đến 7FH .  Các thanh ghi chức năng đặc biệt ở đòa chỉ từ 80H đến FFH . RAM đa dụng - Mặc dù trên hình vẽ ( hình 4 ) cho thấy 208 byte đa dụng chiếm các đòa chỉ từ 30H đến FFH, 32 byte dưới từ 00H đến 1FH cũng có thể dùng với mục đích tương tự (mặc dù các đòa chỉ này đã có mục đích khác) . - Các đòa chỉ trong vùng RAM đa dụng ở đòa chỉ từ 30H đến 7FH đều có thể truy xuất tự do dùng kiểu đòa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp . - Các đòa chỉ trong vùng RAM đa dụng ở đòa chỉ từ 80H đến FFH được truy xuất tự do bằng cách sử dụng kiểu đòa chỉ gián tiếp .  RAM có thể truy xuất từng bit : - Chip 8952 chứa 210 vò trí bit được đònh đòa chỉ, trong đó có 128 bit chứa trong các byte ở đòa chỉ từ 20F đến 2FH và các phần còn lại chứa trong nhóm thanh ghi chức năng đặc biệt. - Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là một đặc tính mạnh của microcontroller xử lý chung. Các bit có thể được đặt, xóa, AND, OR, . . . , với 1 lệnh đơn. Đa số các microcontroller xử lý đòi hỏi một chuỗi lệnh đọc – sửa - ghi để đạt được kết quả tương tự. Ngoài ra các port cũng có thể truy xuất được từng bit .  Các dãy thanh ghi : 32 vò trí thấp nhất của bộ nhớ nội chứa các dãy thanh ghi . Các lệnh của 8952 hỗ trợ 8 thanh ghi từ R0 đến R7 thuộc dãy 0 ( bank 0 ) . Đây là dãy mặc đònh sau khi reset hệ thống . Các thanh ghi này ở các đòa chỉ từ 00h đến 07h . 2.4 Hoạt động đònh thời : HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 8 2.4.1 Mở đầu : - Mỗi bộ đònh thời là một chuỗi các Flip Flop với mỗi flip flop là một mạch chia 2, nó nhận tín hiệu vào là một nguồn xung clock . Xung clock được đưa vào Flip Flop thứ nhất, flip flop này chia đôi tần số xung clock. Ngõ ra của flip flop thứ nhất trở thành nguồn xung clock của Flip Flop thứ hai, nguồn xung clock cũng được chia cho 2 …Vì mỗi tầng kế tiếp chia cho 2, nên bộ đònh thời n tầng phải chia tần số clock ngõ vào cho 2 n . - Ngõ ra của tầng cuối cùng làm xung clock cho một flip flop báo tràn bộ đònh thời hay còn gọi là cờ tràn, cơ tràn này được kiểm tra bởi phần mềm hoặc tạo ra một ngắt. Giá trò nhò phân trong các flip flop của bộ đònh thời là số đếm của các xung clock từ khi bộ đònh thời bắt đầu đếm . Ví dụ bộ đònh thời 16 bit sẽ đếm từ FFFFH xuống 0000H. - Các bộ đònh thời được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng hướng điều khiển. Trong 8952 có 3 bộ đònh thời 16 bit, bộ đònh thời 0 và 1 có ba chế độ hoạt động , bộ đònh thời 2 có ba chế độ hoạt động. Các bộ đònh thời dùng để đònh thời trong một khoảng thời gian, đếm sự kiện và tạo tốc độ baud cho cổng nối tiếp. - Với bộ đònh thời 16 bit, tầng cuối cùng là tầng thứ 16 sẽ chia tần số clock ở ngõ vào cho 2 16 = 65536 . - Trong các ứng dụng đònh thời trong một khoảng thời gian, 1 bộ đònh thời được lập trình để tràn ở một khoảng thời gian qui đònh và set cờ tràn bộ đònh thời bằng 1 . Cờ được dùng để đồng bộ chương trình nhằm thực hiện một hoạt động như là kiểm tra trạng thái của các ngõ nhập hoặc gởi dữ liệu đến các ngõ xuất . Các ứng dụng khác có thể sử dụng xung clock qui đònh của bộ đònh thời để đo khoảng thời gian giữa hai sự kiện ( ví dụ đo độ rộng xung). - Các bộ đònh thời của 8952 được truy xuất bởi việc dùng 6 thanh ghi chức năng đặc biệt như sau : Các thanh ghi chức năng đặc biệt ( SFR ) của bộ đònh thời HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 9 SFR của bộ đònh thời Mục đích Đòa chỉ Đònh đòa chỉ bit TCON Điều khiển 88H Có TMOD Chọn chế độ 89H Không TL0 Byte thấp của bộ đònh thời 0 8AH Không TL1 Byte thấp của bộ đònh thời 1 8BH Không TH0 Byte cao của bộ đònh thời 0 8CH Không TH1 Byte cao của bộ đònh thời 1 8DH Không T2CON Điều khiển C8H Có RCAP2L Nhận byte thấp CAH Không RCAP2H Nhận byte cao CBH Không TL2 Byte thấp của bộ đònh thời 2 CCH Không TH2 Byte cao của bộ đònh thời 2 CDH Không 2.4.2. Các thanh ghi điều khiển đònh thời : a. Thanh ghi chế độ đònh thời TMOD : HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 10 - Thanh ghi TMOD gồm hai nhóm 4 bit dùng để thiết lập chế độ hoạt động cho bộ đònh thời 0 và bộ đònh thời 1 : 4 bit thấp đặt chế độ hoạt động cho bộ đònh thời 0 và 4 bit cao đặt chế độ hoạt động cho bộ đònh thời 1 . 8 bit của thanh ghi TMOD được tóm tắt như sau : Thanh ghi chọn chế độ đònh thời Bit Tên Bộ đònh thời Mô tả 7 GATE 1 Khi GATE = 1, bộ đònh thời chỉ làm việc khi i INT1=1 6 C/T 1 Bit chọn chức năng đếm hay đònh thời C/T = 1 : Đếm sự kiện C/T = 0 : đònh thời trong một khoảng thời gian 5 M1 1 Bit chọn chế độ của bộ đònh thời 1 4 M0 1 Bit chọn chế độ của bộ đònh thời 1 3 GATE 0 Bit cổng của bộ đònh thời 0 2 C/T 0 Bit chọn đếm/đònh thời của bộ đònh thời 0 1 M1 0 Bit chọn chế độ của bộ đònh thời 0 0 M0 0 Bit chọn chế độ của bộ đònh thời 0 Hai bit M0 và M1 của TMOD chọn chế độ cho bộ đònh thời 0 hoặc bộ đònh thời 1. [...]... GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà 2.1.2 Chọn led : Tùy vào mỗi người mà chọn màu sắc led khác nhau , nhưng cần phải chú ý điện áp của từng led khác nhau mà tính tốn giá trị của điện trở Led thường được chọn là led vỏ đục đảm bảo độ phát sáng ra xung quanh tốt nhất SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 21 HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà 2.1.3 Tạo khung led: Tham khảo cách làm của các trang... LẬP TRÌNH 2.1 Thi cơng: 2.1.1 Ngun lý hoạt động LED CUBE được tạo thành từ 125 bóng LED, xếp thành 5 lớp, mỗi lớp 25 bóng Ta mắc chung các chân anode của 25 bóng trên 1 lớp lại với nhau và mắc chung 5 chân cathode để tạo thành cột (có 25 cột) Để cho 1 led bất kỳ bật sáng, đầu tiên ta nối chân anode chung của lớp với điểm có điện thế cao, khi đó 25 bóng led sẽ có chân anode được gắn với điểm điện thế... xong khoan lỗ vừa bóng led sau đó hàn dây Với cách làm này đảm bảo các led thẳng nhau tránh chạm chập Khn ở đây có thể dùng gỗ ép , gỗ dán , nhưng theo như mình làm thì bằng xốp là tiện lợi nhất vẫn đảm bảo chất lượng 2.1.4cách nối chân led SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 22 HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà Sau khi có khung xong ta tiến hành bẻ chân led như sau anot là chân... thời được chọn và nguồn xung clock của bộ đònh thời do mạch dao động bên trong chip tạo ra Một mạch chia 12 tầng được thêm vào để giảm tần số xung clock đến 1 giá trò phù hợp với hầu hết các ứng dụng Lúc này bộ đònh thời được dùng để đònh thời trong một khoảng thời gian Các thanh ghi TLx và THx đếm lên với tần số xung clock bằng 1/12 tần số của mạch dao động trên chip Nếu dùng thạch anh 12 MHz thì... của bóng led nào cần thắp sáng Việc cấp điện thế cao cho các lớp được thực hiện bởi 5 transistor P P 5 Transistor này được điều khiển bởi 5 chân IO của vi điều khiển và được phân cực ở v ng bão hòa và v ng ngưng tương ứng với mức logic 0 và 1 ngược mức logic với chân IO của vi điều khiển) Việc cấp điện thế thấp cho các cột được thực hiện bởi 25 chân IO của vi điều khiển 2.1.2 Sơ đồ ngun lý mạch điều... Trang: 22 HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà Sau khi có khung xong ta tiến hành bẻ chân led như sau anot là chân dài hơn ta bẻ vng góc ,chân katot giữ ngun sau khi bẻ ta tiến hành hàn led àn đủ 25 led ta được 1 lớp thứ nhất SVTH: Nguyễn Văn Lục – Nguyễn Quỳnh Hà Trang: 23 HỌC PHẦN: PROJECT 2 GVHD: Th.s Nguyễn Quỳnh Hà 2.2 Lập trình a Phương pháp lập trình: Phương pháp lập trình: sử dụng I . thống: Bao gm các khi sau: khu khin, khi hin th, khi ngun: Hình 1:  khi LED cube 5X5X5  Khi hin th: gc ni chân vi nhau theo hàng và ct  Khu. 0, hoạt động đònh thời được chọn và nguồn xung clock của bộ đònh thời do mạch dao động bên trong chip tạo ra . Một mạch chia 12 tầng được thêm vào để giảm tần số xung clock đến 1 giá trò phù. Chương 2: THI CÔNG VÀ LẬP TRÌNH 2.1 Thi công: 2.1.1 Nguyên lý hoạt động LED CUBE c to thành t 125 bóng LED, xp thành 5 lp, mi lp 25 bóng. Ta mc chung các chân anode ca 25 bóng