đồ án môn học 1 led cube 8x8x8 sử dụng vi điều khiển atmega32, IC thanh ghi dịch 74HC595 mở rộng port. code lập trình với nhiều hiệu ứng khác nhau và khá phức tạp. Được tạo bởi 512 con LED, tùy thuộc vào ý thích và khả năng sáng tạo của mỗi người mà chọn màu sắc của LED khác nhau. LED thường được chọn là LED vỏ đục, đảm bảo được độ phát sang ra xung quanh tốt nhất.
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG - ĐỒ ÁN MÔN HỌC NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Đề tài: LED CUBE 8X8X8 DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA32 GVHD : TS PHAN VĂN CA SVTH : NGUYỄN TẤN NGUYÊN – MSSV: 11141146 TP HỒ CHÍ MINH – 06/2014 Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR MỤC LỤC Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED trang Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang LỜI NÓI ĐẦU Ngày xã hội ngày phát triển cách nhanh chóng mặt.Trong đó, điện tử, khí, tự động hóa đóng vai trò quan trọng nghiệp công nghiệp hóa đại hóa đất nước ta nay.Phần lớn điện tử góp phần làm thay đổi nhanh chóng mặt sống sinh hoạt hàng ngày Vận dụng kiến thức học trình học tập em thực đề tài Đồ án chủ yếu dựa vào kiến thức vi điều khiển, ic số Cụ thể vi điều khiển AVR, nhằm mục đích giúp em hiểu tường tận về vi điều khiển, cách lập trình, cách đọc tài liệu datasheet mà em học từ thầy cô trường Trên thực tế, ứng dụng vi điều khiển đa dạng phong phú Từ ứng dụng đơn giản đến hệ thống điều khiển phức tạp Tuy nhiên, điều kiện trình độ hạn chế, nên việc nghiên cứu tìm hiều vi điều khiển hạn hẹp Bài viết em xin giới thiệu ứng dụng vi điều khiển để điều khiển led đơn, cụ thể khối LED 3D Trong trình thực đề tài trình độ hạn chế nên khó tránh sai sót, mong thầy bạn góp ý bổ sung thêm để sau có hướng giải tốt Xin chân thành cảm ơn ! TP HỒ CHÍ MINH, ngày 15/06/2014 Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU GIỚI THIỆU Ngày nay, lĩnh vực quảng cáo, đèn LED chiếm vai trò quan trọng , đáp ứng nhu cầu nhiều công ty, doanh nghiệp, chí cửa hàng hay quáng bar… Đã dùng bảng quảng cáo đèn LED ,vì đơn giản, đại bắt mắt Những bảng thông tin, bảng chào hay bảng quảng cáo với màu sắc rực rở, gây nhiều ý hẳn không xa lạ người nữa, thành phố ngày phát triển Hơn hẳng bảng quảng cáo LED đơn 2D thông thường, 3D công nghệ tiên tiến Thể hiệu ứng phức tạp, phong phú vô đẹp mắt Là thử thách thật muốn làm nó.Không phức tạp hiệu ứng, mà linh động nó, thay đổi hiệu ứng cách linh hoạt cho phù hợp với nhu cầu khách hàng Mô hình LED cube 8x8x8 mô tả đầy đủ tính LED Qua LED đơn mà ta phát triển thành khối LED với không gian chiều Được tạo 512 LED, tùy thuộc vào ý thích khả sáng tạo người mà chọn màu sắc LED khác LED thường chọn LED vỏ đục, đảm bảo độ phát sang xung quanh tốt Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 2.1 Họ vi điều khiển AVR - Vi điều khiển Atmega32 2.1.1 Họ vi điều khiển AVR 2.1.1.1 Sơ lược Vi điều khiển AVR thuộc họ vi điều khiển Atmel sản xuất (Atmel nhà sản xuất vi điều khiển họ 8051) Đây họ vi điều khiển chế tạo theo kiến trúc RISC (Reduced Intruction Set Computer) có cấu trúc tập lệnh rút gọn Ngoài tính họ họ vi điều khiển khác, tích hợp nhiều tính tiện lợi cho người thiết kế lập trình Sự đời AVR bắt nguồn từ yêu cầu thực tế hầu hết cần lập trình cho vi điều khiển, thường dùng ngôn ngữ bậc cao HLL (Hight Level Language) để lập trình với loại chip xử lí bit ngôn ngữ C ngôn ngữ phổ biến Tuy nhiên biên dịch kích thước đoạn mã tăng nhiều so với dùng ngôn ngữ Assembly.Hãng Atmel nhận thấy cần phải phát triển cấu trúc đặc biệt cho ngôn ngữ C để giảm thiểu chênh lệch kích thước mã nói Và kết họ vi điều khiển AVR đời với việc làm giảm kích thước đoạn mã biên dịch thêm vào thực lệnh đơn chu kỳ máy với 32 ghi tích lũy đạt tốc độ nhanh họ vi điều khiển khác từ đến 12 lần 2.1.1.2 Đặc điểm vi điều khiển AVR Vi điều khiển AVR thiết kế theo kiểu kiến trúc RISC: Kiến trúc RISC với hầu hết lệnh có chiều dài cố định, truy nhập nhớ nạp lưu trữ (load-store) 32 ghi đa Kiến trúc RISC (viết tắt Reduced Instructions Set Computer – máy tính với tập lệnh đơn giản hoá) phương pháp thiết kế vi xử lý vi điều khiển theo hướng đơn giản hoá tập lệnh, thời gian thực thi hầu hết lệnh Hiện vi xử lý RISC phổ biến PIC, ARM DEC Alpha, AVR Atmel, Triết lý cho phát triển RISC cắt giảm vi xử lý để lại phận thiết yếu Những không thực cần thiết bị vứt bỏ Với nhà lập trình có nghĩa chíp RISC thường thực phép nhân đơn giản Lý thuyết phép nhân thực liên tiếp nhiều phép cộng, lệnh ADD đủ.Một ý khác RISC chức phức tạp thích hợp thực phần mềm phần cứng.Phần mềm dễ thay đổi, dễ cập nhật, tạo nhanh hơn.Viết mã nhanh thiết kế xây dựng chíp Do máy tính dựa RISC nâng cấp nhanh Các chương trình thuật toán điều chỉnh cải tiến Tốt phần cứng RISC phải đơn giản hóa, tối ưu Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang hóa cho chạy nhanh Các tạp chí kỹ thuật xuất thương mại quảng cáo sâu rộng RISC lĩnh vực cho máy tính - So với chip vi điều khiển khác, AVR có nhiều đặc tính hẳn, trongtính ứng dụng (dễ sử dụng) đặc biệt chức - Gần không cần lắp thêm linh kiện phụ sử dụng AVR,thậm chí không cần nguồn tạo xung clock cho chip (thường khối thạch anh) - Thiết bị lập trình (mạch nạp) cho AVR đơn giản, có loại mạch nạp cần vàiđiện trở làm Một số AVR hỗ trợ lập trình on-chip bootloaderkhông cần mạch nạp - Bên cạnh lập trình ASM, cấu trúc AVR thiết kế tương thích với C Một số chip AVR - AT90S8535: Không có lệnh nhân chia ghi - ATmega 8, 16, 32, 64, 128 (AVR loại bit, 16 bit, 32 bit): Là loại AVR tốc độ cao, tích hợp sẵn ADC 10 bit - Atmega169, 329: AVR tích hợp sẵn LCD driver - AT90PWM: Là loại AVR có tích hợp SC (power stage controller), thường dùng ứng dụng điều khiển động hay chiếu sáng nên gọi lighting AVR - Attiny11, 12, 15: AVR loại nhỏ 2.1.1.3 Lựa chọn vi điều khiển AVR Có nhiều họ vi điều khiển hãng tiếng Thế giới như: 8048 8051 Intel, 68HC11 Motorola, Z8 Zilog, PIC Microchip, H8 Hitachi, Lựa chọn họ vi điều khiển AVR hãng Atmel lý sau: - Được chế tạo theo kiến trúc RISC, hiệu suất cao điện tiêu thụ thấp - Có kiến trúc đơn giản hợp lý - Bộ nhớ chương trình, liệu nhiều phận ngoại vi tích hợp chip - Tốc độ xử lý lớn đến 12 lần so với vi điều khiển thông thường, vi điều khiển AVR có khả đạt đến tốc độ xử lý 12MPIS(triệu lệnh giây) - Khả lập trình hỗ trợ cho việc lập trình ngôn ngữ cấp cao - Có thị trường Việt Nam - Chi phí thấp 2.1.2 Kiến trúc vi điều khiển ATMEGA32 Cũng giống loại chip AVR khác, chip ATmega32 thiết kế dựa kiến trúc RISC (viết tắt Reduced Instructions Set Computer- dịch máy tính với tập lệnh đơn giản hóa), khác với kiến trúc CISC(viết tắt Complex Instructions Set Computer- dịch máy tính với tập lệnh phức tạp) kiến trúc RISC với tập lệnh ngắn gọn đơn giản hơn, thời gian thực thi nhanh Hiện vi xử lý vi điều khiển có kiến trúc RISC phổ biến PIC, ARM DEC Alpha, AVR Atmel Kiến trúc RISC có chức thích hợp cho việc sử dụng phần mềm phần cứng phần mềm dễ thay đổi, dễ cập nhật tạo nhanh so với phần cứng Do máy tính dựa kiến trúc RISC Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang nâng cấp nhanh hơn, chương trình thuật toán điều chỉnh cải tiến cách hiệu Hình 1: Sơ đồ chân Atmega32 Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR 2.1.2.1 Kiến trúc bên vi điều khiển Atmega32 Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED trang Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED trang Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 10 Hình 2: sơ đồ khối bên vi điều khiển Atmega32 Các phận ngoại vi tích hợp chip, bao gồm cổng I/O số, biến đổi ADC, nhớ EFPROM, định thời, UART, định thời RTC, điều chế độ rộng xung (PWM), Đặc điểm xem bật so với nhiều vi điều khiển khác nhiều xử lý khác phải tạo truyền nhận UART giao diện SPI phần mềm hay “máy ảo” vi điều khiển AVR lại thực phần cứng 2.1.2.2 Một số đặc điểm Atmega32 Chân VCC: chân số 10 chân cấp nguồn cho vi điều khiển Chân GND: chân số 11 chân số 31 chân nối mass PORT A (PA7…PA0): gồm chân(từ chân 33 đến chân 40): đầu vào cho chuyển đổi ADC PORT B (PB7…PB0): gồm chân(từ chân đến chân 8): chức làm đường xuất nhập có số chức khác PORTC (PC7…PC0): gồm chân(từ chân 22 đến chân 29): Nếu giao tiếp JTAG kích hoạt điện trở PC5(TDI), PC3(TMS), PC2(TCK) kích hoạt khởi động lại(reset) PORT D(PD7…PD0): gồm chân(từ chân 14 đến chân 21): chức xuất nhập, truyền nhận liệu(chân 14 chân 15), timer… Chân RESET: ngõ vào RST chân số ngỏ vào reset dùng để thiết lập trạng thái ban đầu cho vi điều khiển Hệ thống thiết lập lại giá trị ban đầu ngỏ mức tối thiểu chu kỳ máy Chân XTAL1 chân XTAL2: chân vị trí 13 12: có chức nhận nguồn xung clock từ bên để hoạt động, thường nối với thạch anh tụ điện để hoạt động ổn định Chân AVCC: nguồn cấp cho cổng A chuyển đổi ADC,được nối với nguồn VCC bên ngoài, chuyển đổi ADC không sử dụng Chân AREF: chân chuẩn analog cho chuyển đổi ADC 2.1.2.3 Các ghi chức năng: Thanh ghi trạng thái-SREG(stratus resgister): Đây ghi quan trọng chip AVR, có bit cờ báo hiệu trạng thái vi điều khiển, tất bit bị xóa reset Bit – I: Global Interrupt Enable: cho phép ngắt toàn cục cấm tất ngắt Bit 6–T : Bit Copy Storage : dùng nạp bit BLD (bit load) lưu trữ bit BST (bit store) để nạp lưu trữ bit từ ghi vào ghi khác Bit – H: Half Carry Flag: báo cho thấy nhớ nửa số lệnh số học Bit 4- S: Sing Flag: cờ dấu, bit kết EX-OR cờ phủ định N cờ tràn (overflow) Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 18 3.2 Sơ đồ nguyên lý VC C Q T IP C R 30 Q T IP C R 30 R 30 U 10 7805 Q T IP C 3 C 100uF 30 VC C VC C U 12 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 J10 J11 R C 0.1u F C u F R R C 100uF VC C N G U O N 9V C C C C AP C 22pF C Y 16M H Z 22pF J12 P B (XC K /T ) P B (T1 ) P B (IN T /A IN O ) P B (O C /A IN ) P B (S S ) P B (M O S I) P B (M IS O ) P B (S C K ) R ESET VC C G N D XTA L2 XTA L1 P D (R X D ) P D (T X D ) P D (IN T ) P D (IN T ) P D (O C B ) P D (O C A ) P D (IC P ) ATMEGA32 3 3 3 3 3 2 2 2 2 (A D C ) P A (A D C ) P A (A D C )P A (A D C ) P A (A D C ) P A (A D C ) P A (A D C ) P A (A D C ) P A VR EF G N D AVC C (T O S C ) P C (T O S C ) P C (T D I) P C (T D O ) P C (T M S ) P C (T C K ) P C (S D A ) P C (S C L ) P C (O C ) P D 9 2 A A A A A A A A 19 VC C B B B B B B B B 1 1 1 1 Q T IP C 30 Q T IP C D IR O E C 10uF R R 30 74H C 245 Q T IP C VC C R 30 Q T IP C SC K SD A STR R 30 C O N J13 C O N J7 LAY O U T J6 LAY O U T J5 LAY O U T J4 LAY O U T J3 LAY O U T J2 LA Y O U T J1 LAY O U T NGO RA NOI VAO CHAN AM CUA LED Hình 9: sơ đồ nguyên lý mạch led cube Để điều khiển khối LED 3D cần có khối điều khiển sơ đồ nguyên lý trên, bao gồm: khối nguồn, khối điều khiển chính, khối mở rộng port tải khối LED 3D 8x8x8 Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED SD A SC K 14 SD I SD O 11 12 J8 LA Y O U T 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q 7 15 11 12 14 SD I SD O 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 14 11 12 SR C LK R C LK SD I SD O G C LR H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q 15 U 74H C 595 13 10 14 11 12 SR C LK R C LK SD I SD O 13 10 G C LR H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 14 11 12 SR C LK R C LK SD I SD O 13 10 G C LR H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 11 12 14 SD I SD O 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 14 11 12 SR C LK R C LK SD I SD O 13 10 G C LR H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 11 12 14 SD I SD O G C LR U 74H C 595 7 15 Q Q Q Q Q Q Q Q H G F E D C B A SR C LK R C LK 13 10 ST R VC C U 74H C 595 C AP N G U O N D U O N G C H O KH O I LED Q T IP C Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR 3.2.1 trang 19 Khối nguồn 3 U 10 7805 VC C J10 C 100uF C u F C u F C 100uF N G U O N 9VC C Hình 10: sơ đồ mạch nguồn Đây khối nguồn dùng để cung cấp cho toàn mạch Sử dụng ic ổn áp 7805 để tạo nguồn 5v chuẩn gắn thêm tụ ngỏ vào ngỏ 7805 để tăng thêm ổn định Đầu vào nguồn Volt, 1Ampe, dùng sạc adapter chiều có sẵn để cấp nguồn, để tạo gọn nhẹ tính thẩm mỹ cho khối led Khối led 3D LED 3D 8x8x8 khối led bao gồm hàng cột lớp Các chân dương led nối chung lại với thành hàngtrên lớp +8 lớp thành mãng dương, chân âm lại (không nối chung)+ lớp thành 64 chân âm điều khiển ic ghi dịch khối mở rộng port 3.2.2 Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 20 Khối điều khiển 3.2.3 VC C Q TIP C R 30 Q TIP C R 30 R 30 Q TIP C J11 R 5 30 VC C U 12 R R VC C C C AP C 22pF C Y 16M H Z 22pF J12 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P B (X C K /T ) P B (T ) P B (IN T /A IN O ) P B (O C /A IN ) P B (S S ) P B (M O S I) P B (M IS O ) P B (S C K ) R ESET VC C G N D XTA L2 XTA L1 P D (R X D ) P D (T X D ) P D (I N T ) P D (I N T ) P D (O C B ) P D (O C A ) P D (I C P ) ATMEGA32 (A D C ) P A (A D C ) P A (A D C )P A (A D C ) P A (A D C ) P A (A D C ) P A (A D C ) P A (A D C ) P A VR EF G N D AVC C (T O S C ) P C (T O S C ) P C (T D I) P C (T D O ) P C (T M S ) P C (T C K ) P C (S D A ) P C (S C L ) P C (O C ) P D 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VC C C 10uF 19 A A A A A A A A B B B B B B B B 1 1 1 1 Q TIP C 30 Q TIP C D IR O E 74H C 245 R C AP N G U O N D U O N G C H O KH O I LED Q TIP C R 30 Q TIP C R VC C SC K SD A S TR 30 Q TIP C R 30 C O N Hình 11.sơ đồ mạch điều khiển khối led Khối xử lý trung tâm, sử dụng chip Atmega sơ lược phần nghiên cứu lý thuyết trên.Bộ tạo dao động cho chip sử dụng thạch anh 16MHz, gắn thêm tụ 22pF để tăng ổn định dao động Điều khiển cấp nguồn cho khối led sử dụng PORT A vi điều khiển Điện áp ngỏ port vi điều khiển 5volt, dòng khoảng từ 12mA đến 15mA(theo tài liệu datasheet) Để điều khiển khối led sáng rỏ yêu cầu phải cấp đủ dòng cho led khối led, mãng dương led ghép song song nên để led sáng rỏ dòng qua mổi led 10mA, mà mãng dương có 64 led ghép song song nên cho led sáng hết mãng có 64 led sáng lúc nên dòng tổng qua mãng 640mA Để đáp ứng yêu cầu cần phải sử dụng transistor để đệm dòng Transistor sử dụng TIP41C, loại trans sử dụng nhiều mạch quảng cáo led với khả chịu dòng tới 6A.Như nói TIP41C thể chịu dòng 640mA Trong trường hợp trans hoạt động chế độ tắt dẫn bảo hòa, để trans dẫn bảo hòa cần phải kích đủ dòng trans dẫn, cụ thể dòng kích khoảng 20mA Dòng vi điều khiển không đủ để kích cho trans dẫn nên phải dùng đếm ic đệm dòng 74HC245 Tính toán trở hạng dòng cho led khối led: Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR Rhangdong = Vcc − Vce(TIP 41) − V( LED ) I ( LED ) = trang 21 − − = 30(om) 10mA Vled=3.2(volt): led sáng điện áp từ 2.5volt đến 3.5 volt, chọn 3.2 led sáng ổn định Vce(TIP41)=1.5(volt): theo tài liệu datasheet Phần điều khiển cho ic ghi dịch sử dụng chân PORT D PD0, PD1,PD2 Khối mở rộng port 3.2.4 J13 C O N J7 LAY O U T J6 LAY O U T J5 LAY O U T J4 LAY O U T J3 LAY O U T J2 LAY O U T J1 LAY O U T SD A SC K 14 SD I SD O 11 12 J8 LAY O U T U 74H C 595 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q 7 15 11 12 14 SD I SD O 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 11 12 14 SD I SD O 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 11 12 14 SD I SD O 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 11 12 14 SD I SD O 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 11 12 14 SD I SD O 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 11 12 14 SD I SD O 13 10 G C LR SR C LK R C LK H G F E D C B A Q Q Q Q Q Q Q Q U 74H C 595 7 15 11 12 14 SD I SD O G C LR U 74H C 595 7 15 Q Q Q Q Q Q Q Q H G F E D C B A SR C LK R C LK 13 10 STR VC C NGO RA NOI VAO CHAN AM CUA LED Hình 12.sơ đồ mạch ic ghi dịch 74HC595 Dùng ic ghi dịch 74HC595 ghép nối tiếp để điều khiển cấp mã cho 64 cột âm khối led Vì cấp mã âm nên không cần quan tâm đến dòng áp ngỏ ic Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 22 3.3 Sơ đồ thi công MODUL ATMEGA MODUL74HC595 3.4 Thiết kế khối LED 3D Led sử dụng led siêu sáng xanh dương, 5mm Cách bẻ chân led: Chân dương bẻ nằm ngang so với LED Chân âm để thẳng Ghép led theo hàng: khoảng cách led 2.5cm Suy ra, kích thước khối led 20x20x20(cm) Chân dương nối chung tạo thành hàng dương Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 23 Ghép hàng led lại với nhau, thành lớp: gồm hàng dương cột âm Dựng đứng lớp lại với tạo nên khối LED 3D hoàn chỉnh 3.5 Lưu đồ giải thuật Để tạo hiệu ứng hiển thị khối LED cần phải quét nhiều trạng thái hiển thị hiệu ứng Giả sử muốn thị chữ A bên khối LED cần phải có mã chữ A, sau quét mã cho hiển thị lớp Ở thị 2D lớp, muốn hiển thị 3D phải quét lớp với tần số với tần số quét hàng Giải thuật quét mã hiệu ứng: Bắt đầu Biến tạo trể j=0 Biến tạo trể j< số lần muốn hiển thị trạng thái Biến quét mã i=0 Biến quét mã i [...]... từng led trong khối led: Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR Rhangdong = Vcc − Vce(TIP 41) − V( LED ) I ( LED ) = trang 21 5 − 1 5 − 3 2 = 30(om) 10mA Vled=3.2(volt): led sáng ở điện áp từ 2.5volt đến 3.5 volt, ở đây chọn 3.2 là led sáng ổn định nhất Vce(TIP41)=1.5(volt): theo tài liệu datasheet Phần điều khiển cho ic thanh ghi dịch sử dụng. .. KHỐI LED Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 17 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED 3 SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED 3.1 Sơ đồ khối PORTA Cấp nguồn cho khối led Khối nguồn Vi điều khiển ATMEGA32 Khối tạo xung PORTD Khối mở rộng port dùng IC thanh ghi dịch 74HC595 Hình 8: sơ đồ khối tổng quát Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Khối led 3D Đồ án môn học 1 – LED CUBE. .. điều khiển được khối led được sáng rỏ thì yêu cầu phải cấp đủ dòng cho từng led trong khối led, trong 1 mãng dương các led ghép song song nên để led sáng rỏ nhất thì dòng qua mổi led là 10mA, mà 1 mãng dương thì có 64 con led được ghép song song nên khi cho led sáng hết trên 1 mãng thì có 64 led sáng cùng lúc nên dòng tổng qua 1 mãng là 640mA Để đáp ứng được yêu cầu trên cần phải sử dụng transistor để... Led được sử dụng là led siêu sáng xanh dương, 5mm Cách bẻ chân led: Chân dương bẻ nằm ngang so với LED Chân âm để thẳng Ghép các led theo hàng: khoảng cách giữa 2 led là 2.5cm Suy ra, kích thước khối led là 20x20x20(cm) Chân dương nối chung tạo thành 1 hàng dương Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 23 Ghép hàng led ở trên lại với... CUA LED Hình 12.sơ đồ mạch ic thanh ghi dịch 74HC595 Dùng 8 ic thanh ghi dịch 74HC595 ghép nối tiếp để điều khiển cấp mã cho 64 cột âm của khối led Vì cấp mã âm nên không cần quan tâm đến dòng áp ngỏ ra của ic Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 22 3.3 Sơ đồ thi công MODUL ATMEGA MODUL74HC595 3.4 Thiết kế khối LED 3D Led được sử dụng. .. thẩm mỹ cho khối led Khối led 3D LED 3D 8x8x8 là khối led bao gồm 8 hàng 8 cột và 8 lớp Các chân dương của led được nối chung lại với nhau thành 8 hàngtrên 1 lớp +8 lớp thành 8 mãng dương, 8 chân âm còn lại (không nối chung)+ 8 lớp thành 64 chân âm được điều khiển bởi các ic thanh ghi dịch ở khối mở rộng port 3.2.2 Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều... O N G C H O KH O I LED Q 3 TIP 4 2 C R 7 30 Q 7 TIP 4 1 C R 8 VC C SC K SD A S TR 30 Q 8 TIP 4 1 C R 9 30 C O N 3 Hình 11.sơ đồ mạch điều khiển khối led Khối xử lý trung tâm, sử dụng chip Atmega như đã sơ lược ở phần nghiên cứu lý thuyết trên.Bộ tạo dao động cho chip sử dụng thạch anh 16MHz, và gắn thêm 2 tụ 22pF để tăng sự ổn định khi dao động Điều khiển cấp nguồn cho khối led sử dụng PORT A của vi... KẾ KHỐI LED Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 15 Hình 6: cách ghép nối tiếp các IC74HC595 2.3 IC đệm dòng 74HC245 Là IC xuất nhập 2 chiều có thể dùng để mở rộng port cho các vi điều khiển có ít I/O Ngỏ ra 3 trạng, thời gian trễ tín hiệu 8ns, dòng ngỏ ra 24 mA(low), 14 mA(high) Sơ đồ chân : Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng... MCUCSR=0x00; TIMSK=0x00; UCSRB=0x00; ACSR=0x80; SFIOR=0x00; ADCSRA=0x00; Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR SPCR=0x00; TWCR=0x00; while (1) { chuchay(); tamgiactruot(); } } Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED trang 31 Đồ án môn học 1 – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR 4 trang 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ∀ωωω.ηοχαϖρ.χοµ,∀ [Ονλινε] Αϖαιλαβλε:... T 4 J3 LAY O U T 3 J2 LA Y O U T 2 J1 LAY O U T 1 NGO RA NOI VAO CHAN AM CUA LED Hình 9: sơ đồ nguyên lý mạch led cube Để điều khiển khối LED 3D cần có các khối điều khiển như sơ đồ nguyên lý trên, bao gồm: khối nguồn, khối điều khiển chính, khối mở rộng port và tải là khối LED 3D 8x8x8 Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED SD A SC K 14 SD I SD O 11 12 J8 LA Y O U T 8 9 13 10 G C LR SR C LK R C ... “đi-ốt phát sáng”, nguồn sáng phát sáng có dòng điện tác động lên Được biết tới từ năm đầu kỷ 20, công nghệ LED ngày phát triển, từ diode phát sáng với ánh sáng yếu đơn sắc đến nguồn phát sáng đa sắc,... 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR 2.1.2.1 Kiến trúc bên vi điều khiển Atmega32 Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED trang Đồ án môn... Chương 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED Đồ án môn học – LED CUBE 8X8X8 dùng vi điều khiển AVR trang 17 CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED SƠ ĐỒ MẠCH VÀ THIẾT KẾ KHỐI LED 3.1 Sơ đồ khối PORTA