Xây dựng bảng hiển thị thông tin điện tử

LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển vũ bão làm cho Công nghệ thông tin ngày ứng dụng cách sâu rộng lĩnh vực đời sống: Khoa học, kinh tế, xã hội, giáo dục, y tế kỹ thuật Bộ vi điều khiển đời giúp việc triển khai, thiết kế ứng dụng điều khiển trở nên đơn giản, dễ dàng giá thành rẻ Yêu cầu sinh viên ngành công nghệ thông tin phải có khả phân tích thiết kế hệ thống phần cứng phần mềm Hiện nay, bảng hiển thị thông tin điện tử sử dụng nhiều nhà máy, thị trường chứng khoán, ngân hàng, cửa hàng,… mang lại hiệu thông tin lớn, dễ gây ý người, dễ thay đổi nội dung hiển thị Vì lý đó, em chọn nghiên cứu đề tài: “Xây dựng bảng hiển thị thông tin điện tử”, mong muốn đồ án trở thành tài liệu tham khảo cho sinh viên khoa công nghệ thông tin áp dụng vào thực tế cuốc sống Do thời gian thực đề tài, khả kinh nghiệm có hạn em nên tránh khỏi thiếu sót nội dung trình bày Em mong hội đồng bảo vệ thầy cô bổ sung góp ý Em xin tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo Lê Hùng Linh tận tình dạy, hướng dẫn, đóng góp nhiều ý kiến quý báu tạo điều kiện cho em thời gian qua Em xin cảm ơn thầy, cô khoa hết lòng dạy dỗ em năm học khoa Em xin kính chúc thầy cô giáo gia đình mạnh khoẻ, hạnh phúc MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .4 Mục đích Nhiệm vụ đề tài .4 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN 8051 2.1 Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MCS-51 2.2 Cấu trúc 8051: .5 2.3 Sơ lược chân 8051 2.4 Cấu trúc cổng xuât - nhập 10 2.5 Tổ chức nhớ 11 2.6 Các ghi chức đặc biệt 14 2.7 Bộ nhớ .20 2.8 Hoạt động Reset 24 CHƯƠNG KHẢO SÁT MỘT SỐ LINH KIỆN KHÁC 26 3.1 Khảo sát IC 62256 .26 3.2 Khảo sát IC 74373 .27 3.3 Khảo sát IC 74LS138 28 3.4 Khảo sát IC 74LS154 30 3.5 Khảo sát ma trận led 8*8 .31 CHƯƠNG PHÂN TÍCH - THIẾT KẾ PHẦN CỨNG .32 4.1 Sơ đồ khối hệ thống 32 4.2 Sơ đồ khối module 33 CHƯƠNG THIẾT KẾ PHẦN MỀM 40 5.1 Thiết kế phần mềm cho phần cứng 40 5.2 Thiết kế chương trình máy tính: 48 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO .51 Hình 2.1 : Sơ đồ khối chip 8051 Hình 2.2 : Sơ đồ chân 8051 .7 Hình 2.3 : 8051 ghép nối với mạch dao động TTL bên 10 Hình 2.4 : Mạch bên port xuất/nhập .11 Hình 2.5 : Tóm tắt không gian nhớ chip 8031 12 Hình 2.6 : Phân kênh bus địa bus liệu 21 Hình 4.1 : Sơ đồ khối hệ thống .32 Hình 4.2 : Khối ghép nối với ma trận đèn LED .37 Hình 4.3 : Khối công suất 39 Bảng 1.1 : So sánh IC họ MSC-51TM Bảng 1.2 : Chức chân port port Bảng 1.3 : Thanh ghi PSW 16 Bảng 1.4 : Thanh ghi PCON 20 Bảng 1.5 : Giá trị ghi sau reset hệ thống 25 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Mục đích - Vận dụng kiến thức học để xây dựng phần cứng phần mềm điều khiển cho bảng hiển thị Qua giúp em rèn luyện kỹ phân tích, thiết kế hệ thống hướng điều khiển - Việc “Xây dựng bảng hiển thị điện tử” nhằm trợ giúp việc quảng cáo công ty, cửa hàng,… - Với khả tự mở rộng kích thước bảng hiển thị giúp đáp ứng cách linh hoạt yêu cầu thực tế Nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu họ vi điều khiển 8051 - Xây dựng phần cứng phần mềm cho bảng hiển thị đảm bảo yêu cầu: + Dễ dàng mở rộng kích thước bảng hiển thị cách ghép thêm module + Nội dung hiển thị truyền từ máy tính + Bảng hiển thị chia thành nhiều vùng khác nhau, vùng trình chiếu thông tin khác Việc chia vùng nội dung trình chiếu vùng người sử dụng chọn chương trình phía máy tính Phương pháp nghiên cứu Luôn áp dụng thống phương pháp nghiên cứu trình thực đề tài từ khâu Phân tích - Thiết kế - Cài đặt thử nghiệm, với đặc điểm là: - Trong trình phân tích phải cụ thể, chi tiết cho phần cứng thiết kế đơn giản tốt dễ dàng điều khiển (bởi phần mềm) - Đảm bảo tổng quát hoá cho tất giải pháp cho vấn đề cụ thể nhằm tăng cường độ mềm dẻo cho toàn hệ thống - Đảm bảo tính mở, hướng phát triển hệ thống CHƯƠNG KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN 8051 1.1 Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MCS-51 Họ vi điều khiển MCS - 51 đời từ năm 1980 hãng Intel Các nhà sản xuất IC khác Siemensb Advanced Micro Devices, Fujitsu Philips cấp phép làm nhà cung cấp thứ hai cho chip họ MCS-51 Vi mạch tổng quát họ MCS-51 chip 8051, linh kiện họ đưa thị trường Các IC gọi vi điều khiển chúng bao gồm ROM, RAM, Timer, cổng nối tiếp song song Đây đặc điểm để ta phân biệt vi điều khiển vi xử lý 8051 không sử dụng máy tính sử dụng rộng rãi công nghiệp sản phẩm máy móc tiêu dùng Các thành viên khác họ MCS-51 có tổ hợp ROM (EPROM), RAM chip khác có thêm định thời thứ ba: Bảng 1.1 : So sánh IC họ MSC-51TM Chip Vùng nhớ ROM chip Bộ nhớ RAM chip Số định thời 8051 4K ROM 128 bytes 8031 0K 128 bytes 8751 4K EPROM 128 bytes 8052 8K ROM 256 bytes 8032 0K 256 bytes 8752 4K EPROM 256 bytes 1.2 Cấu trúc 8051: Trung tâm 8051 đơn vị xử lý trung tâm (CPU) Để kích thích cho toàn hệ thống hoạt động, 8051 có tạo dao động nội với thạch anh ghép bên với tần số khoảng từ vài Mhz đến 24 Mhz Liên kết phần tử với hệ thống BUS nội, gồm có BUS liệu, BUS địa BUS điều khiển 8051 có 4K ROM, 128 bytes RAM số ghi nhớ … Nó giao tiếp với bên qua cổng song song cổng nối tiếp thu, phát liệu nối tiếp với tốc độ lập trình Hai định thời 16 bit 8051 có ngắt cho phép đáp ứng xử lý điều kiện bên theo cách ngắt quãng, hiệu ứng dụng điều khiển Thông qua chân điều khiển cổng song song 8051 mở rộng nhớ chương trình đến 64KB nhớ liệu đến 64KB Hình 1.1 : Sơ đồ khối chip 8051 1.3 Sơ lược chân 8051 Hình 1.2 sơ đồ chân chip 8051 Chức chân mô tả tóm tắt sau Trong 40 chân có đến 32 chân có chức cổng xuất nhập, 24 số chúng dùng cho hai mục đích khác Mỗi chân đường xuất nhập, đường điều khiển phần địa hay liệu 32 chân vừa nêu hình thành port 8-bit Với thiết kế yêu cầu mức tối thiểu nhớ thành phần bên khác, ta sử dụng port làm nhiệm vụ xuất/nhập đường cho port xử lý đơn vị giao tiếp với thiết bị song song máy in, biến đổi D-A, đường hoạt động độc lập giao tiếp với thiết bị đơn bit chuyển mạch, LED, Tranzitor, Hình 1.2 : Sơ đồ chân 8051 1.3.1 Port Port (các chân từ 32 đến 39 8051) có công dụng Trong thiết kế nhỏ, làm nhiệm vụ cổng xuất/nhập bình thường Ở thiết kế có sử dụng nhớ ngoài, trở thành byte thấp bus địa bus liệu đa hợp Nó dùng chứa bytes mã nạp ROM nội 1.3.2 Port Port (các chân từ đến 8) có công dụng xuất/nhập Các chân port ký hiệu P1.0, P1.1,…, P1.7 dùng để giao tiếp với thiết bị ngoại vi theo bit byte Riêng với 8032/8052, sử dụng P1.0 P1.1 làm đường xuất/nhập làm ngõ vào cho mạch định thời 1.3.3 Port Port (các chân từ 21 đến 28) có công dụng Ngoài mục đích dành cho xuất nhập thông thường dùng làm byte địa cao bus địa 16-bit cho thiết kế có nhớ chương trình thiết kế có nhiều 256 byte nhớ liệu 1.3.4 Port Port (các chân từ 10 đến 17) có công dụng Bên cạnh chức xuất nhập, bit port có chức riêng Chức riêng chân port port mô tả bảng 1.2: Bảng 1.2 : Chức chân port port Chức Bit Tên P3.0 RxD Nhận liệu P3.1 TxD Phát liệu P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt P3.4 T0 Ngõ vào Timer/Counter P3.5 T1 Ngõ vào Timer/Counter P3.6 WR Điều khiển ghi nhớ liệu P3.7 RD Điều khiển đọc nhớ liệu P1.0 T2 Ngõ vào Timer/Counter P1.1 T2EX Nạp lại/Thu nhận Timer 1.3.5 Chân cho phép nhớ chương trình PSEN (program store enable) 8051 cung cấp chân tín hiệu điều khiển bus PSEN tín hiệu điều khiển xuất chân 29 Tín hiệu điều khiển cho phép truy xuất nhớ chương trình thường nối với chân OE EPROM để đọc byte lệnh Nó mức trong suốt thời gian tìm-nạp lệnh Các mã nhị phân chương trình đọc từ EPROM, qua bus liệu chốt vào ghi lệnh IR 8051 để giải mã Khi thi hành chương trình từ ROM nội PSEN giữ mức cao (trạng thái không tác động) 1.3.6 Chân cho phép chốt địa ALE (address latch enable) 8051 sử dụng chân 30, chân xuất tín hiệu cho phép chốt địa để phân kênh bus liệu bus địa Khi port sử dụng làm bus địa chỉ/dữ liệu, chân ALE xuất tín hiệu để chốt địa (byte thấp bus địa 16-bit) vào ghi suốt 1/2 đầu chu kỳ nhớ Sau điều thực hiện, chân port xuất/nhập liệu hợp lệ suốt 1/2 thứ hai chu kỳ nhớ Xung ALE có tần số 1/6 lần tần số dao động nội dùng xung clock cho mục đích hệ thống không làm việc Nếu tốc độ 8051 12 MHz tần số xung ALE MHz Một xung ALE bị bỏ qua có lệnh MOVX thi hành Chân ALE nhận xung ngõ vào lập trình cho EPPROM chip phiên 8051 có EPPROM 1.3.7 Chân cho phép truy xuất nhớ EA (external access enable) Ngõ vào (chân 31) nối với mức cao hay thấp Nếu mức cao 8051 thi hành chương trình ROM nội (4K/8K chương trình) Nếu mức thấp, chương trình thi hành từ nhớ Đối với 8031/8231, chân EA phải giữ mức thấp chúng ROM nội EA chân nhận điện áp Vpp cho việc lập trình EPROM nội 1.3.8 Các chân XTAL1 XTAL2 Như vẽ hình 1.2, mạch dao động bên chip 8051 ghép với thạch anh bên hai chân 19 (XTAL1) 18 (XTAL2) Có thể mắc thêm tụ để ổn định dao động Tần số danh định thạch anh 12 MHz cho hầu hết chíp họ MCS-51 (trừ IC 80C31BH-1 sử dụng thạch anh 16 MHz bên trong, mạch dao động chip không cần thạch anh bên ngoài) Tuy nhiên, không thiết phải dùng thạch anh mà ta dùng mạch dao động TTL tạo xung Clock đưa vào chân XTAL1 lấy đảo đưa vào XTAL2 19 TTL 8051 XTAL1 Oscillator 74LS04 18 XTAL2 Hình 1.3 : 8051 ghép nối với mạch dao động TTL bên 1.3.9 RST (Reset) Ngõ vào RST (chân 19) chân master reset 8051 Khi mức cao (trong khoảng chu kỳ máy) ghi nội nạp giá trị thích hợp cho việc khởi động lại hệ thống 1.3.10 Nguồn cung cấp 8051 sử dụng nguồn đơn 5V 1.4 Cấu trúc cổng xuât - nhập Mạch bên chân port mô tả ngắn gọn hình 1.4 Việc ghi đến chân port nạp liệu vào chốt port, ngõ Q chốt điều khiển transitor trường tranzitor nối với chân port Nhờ kéo tải LS cổng port 1, , tải LS port Tùy theo đặc tính bên tải mà ta thêm vào điện trở kéo lên bên Ở có hai khả : "đọc chốt" "đọc chân port" Các lệnh yêu cầu thao tác đọc-ghi-sửa (như lệnh CPL P1.0) đọc chốt để tránh hiểu nhầm mức điện áp kiện dòng tải tăng Các lệnh nhập bit port (như MOV C,P1.0) đọc chân port Trong trường hợp này, chốt port phải chứa không FET kích bão hoà điều kéo ngõ xuống mức thấp Việc reset hệ thống set tất chốt port, chân port dùng làm ngõ nhập mà không cần phải set chốt cách tường minh Tuy nhiên, 10 Hình 3.2 : Khối ghép nối với ma trận đèn LED 37 Hình 3.2 : (Tiếp theo) 38 Khối công suất Hình 4.3 phần tử thuộc khối công suất Mỗi phần tử có nhiệm vụ cung cấp đủ dòng điện cho dòng led mà nối với Hình 3.3 : Khối công suất 3.2.6 Khối cấu hình module Khối cho phép module biết vị trí ma trận M Chân RD OR với đường CS0 (đường CS0 thuộc khối ghép nối ma trận LED) trước tới chân OC nhằm coi chốt 74HC373 khối ô nhớ đọc Ô nhớ có địa 8000H Vị trí module đặt SW-DIP8 Giá trị đọc từ ô nhớ 8000H byte liệu có bit cao xác định số cột module bit thấp xác định số dòng module 39 CHƯƠNG THIẾT KẾ PHẦN MỀM 4.1 Thiết kế phần mềm cho phần cứng Bảng hiển thị phải có khả phân thành nhiều vùng, vùng hiển thị thông tin khác Tuỳ thông tin cần hiển thị mà số lượng vùng thay đổi Do đó, cần phải có cách tổ chức liệu cho đạt mục đích Trong đề tài, em gọi vùng nói khung nhìn, cách phân chia bảng hiển thị thành khung nhìn khác gọi hoạt cảnh Như vậy, hoạt cảnh quản lý tập khung nhìn Bản đồ nhớ (RAM ngoài): Dải địa Dữ liệu lưu chữ Tiếp theo Vùng nhớ hiển thị 0A00H- Dữ liệu mô tả thông tin 0900H-09FFH Địa nối vào vùng thông tin 0200H-08FFH Dữ liệu mô tả khung nhìn 0100H-01FFH Địa nối vào khung nhìn 0004H-00FFH Dữ liệu mô tả hoạt cảnh 0003H Số lượng hoạt cảnh lưu trữ 0002H Chỉ số hoạt cảnh xử lý hiển thị 0000H-0001H Địa nối vào vùng nhớ hiển thị Việc hiển thị bảng dựa theo nguyên tắc ánh xạ nhớ Ta sử dụng vùng không gian nhớ liệu làm vùng để đặt nội dung cần ánh xạ lên bảng hiển thị, vùng nhớ gọi vùng nhớ hiển thị Vùng nhớ hiển thị ma trận, coi phần tử pixel biểu diễn bit kích thước ma trận kích thước ma trận LED bảng hiển thị 40 Cấu trúc liệu mô tả hoạt cảnh: Địa offset Nội dung lưu trữ Số khung nhìn liên quan đến bảng hiển thị Mảng số khung nhìn liên quan đến bảng hiển thị Tiếp theo Số khung nhìn nằm bảng hiển thị Tiếp theo Mảng số khung nhìn nằm bảng hiển thị Cấu trúc liệu mô tả khung nhìn: Địa offset Nội dung lưu trữ Toạ độ cột khung nhìn bảng hiển thị Toạ độ dòng khung nhìn bảng hiển thị Số dòng khung nhìn Số byte dòng khung nhìn Số lần lặp Số lần lặp Khoảng thời gian lần liên tiếp thực hiệu ứng Khoảng thời gian Số bước dịch Số bước dịch 10 Tên hiệu ứng cần thực thi khung nhìn 11 Địa vùng thông tin cần trình diễn Cấu trúc liệu mô tả vùng thông tin: Địa offset Nội dung lưu trữ Số dòng ma trận biểu diễn thông tin Số byte dòng (số cột ma trận) Ma trận biểu diễn thông tin 41 Lưu đồ chương trình chính: Begin Khởi tạo biến, ghi Kiểm tra hệ thống Nạp liệu mặc định Xử lý liệu * Khởi tạo biến ghi: Đầu tiên, module đọc byte cấu hình module địa 8000H để xác định vị trí hệ thống Nếu module có vị trí (0,0), rẽ nhánh thực theo chương trình module master, ngược lại module khác rẽ nhánh thực theo chương trình module slave Module master: + Đặt định thời chế độ + Cấu hình định thời cấp CLK cho port nối tiếp 8051 + Cho phép ngắt định thời port nối tiếp Module slave: + Đặt định thời chế độ + Cho phép ngắt 0, ngắt ngắt định thời 42 * Kiểm tra hệ thống: Chức nhằm xác định kích thước ma trận module xác định kích thước ma trận LED hệ thống chương trình master chủ động thực thi Lưu đồ chức kiểm tra hệ thống: Begin Xác định số module dòng Xác định số module cột Truyền kích thước ma trận End * Nạp liệu mặc định Dữ liệu mặc định đặt sẵn ROM Chức có nhiệm vụ chuyển đổi liệu vào RAM cho phù hợp với cách tổ chức liệu nêu đầu mục Quá trình nạp liệu mặc định module master chủ động: Đầu tiên, chuyển đổi liệu mặc định vào RAM nó, sau thực truyền nội dung RAM cho module slave Sau truyền xong, module (cả slave master) thực phân loại khung nhìn hoạt cảnh Việc phân loại nhằm tăng tốc độ xử lý liệu ( module xử lý khung nhìn liên quan đến nó) Ví dụ : Dữ liệu mặc định ROM sau: ; HC: db ;hc hien tai db ;so hc la db ;so kn hc la db ;chi so kn hc la db ;so kn hc la 43 db 2,1 ;chi so cac kn hc la 1,2 ; KN: db ;so kn la ;kn0 -db 0,0 ;dia chi offset cua kn la 0000h db 16 ;so dong la 16 db ;so byte cot la db ;so lan lap la db 100 ;thoi gian dem nguoc la 100 ms db 'L' ;hieu ung la "Quay trai" db ;chi so vung nho la db ;so lan lap la db 100 ;thoi gian dem nguoc la 100ms db 216,0 ;so buoc dich la 0:216 db 216,0 ;so buoc dich la 0:216 ;kn1 -db 0,0 ;dia chi offset cua kn la 0000h db ;so dong la db ;so byte cot la db ;so lan lap la db 60 ;thoi gian dem nguoc la 60ms db 'L' db db 3,100,48h,1,48h,1 ;kn2 -db 30h,0;dia chi offset cua kn la 0030h db 8,6,4,30,'L',2 db 4,30,10h,2,10h,2 ; thongTin: db ; co thong tin db 48 db ' DAI HOC THAI NGUYEN ',13 44 db 'KHOA CONG NGHE THONG TIN',0 db 76 db 'Chao mung nha giao Viet Nam 20-11',0 db 126 db 'Le ky niem nam lap khoa CNTT 14/12/2001-14/12/2006',0 ; - * Chức xử lý liệu Chức lặp vô hạn công việc xử lý liệu Ở hoạt cảnh, module phải quản lý khung nhìn mà phải trình chiếu Mỗi khung nhìn chạy hiệu ứng sau khoảng thời gian khác người dùng đặt Do đó, chức thực theo bước sau: Bước 1: Duyệt toàn khung nhìn hoạt cảnh (hoạt cảnh tại ô nhớ có địa 0002H RAM ngoài), với khung nhìn, trường Số bước lặp > giảm trường Thời gian sau giảm, trường Thời gian = dựng cờ báo Thực thi hiệu ứng Bước 2: Nếu cờ báo Thực thi hiệu ứng dựng thì: + Master: - Đặt lệnh đồng lên bus số liệu hệ thống (lệnh có giá trị 01H) - Tạo xung xuống E (chân P3.2) (kích hoạt ngắt slave) - Đợi toàn hệ thống chấp nhận đồng - Thực thi hiệu ứng + Slave: - Đợi lệnh đồng - Đợi toàn hệ thống chấp nhận đồng - Thực thi hiệu ứng Chức “Thực thi hiệu ứng” : Duyệt tất khung nhìn liên quan đến bảng, Số bước lặp > kiểm tra Thời gian còn, Thời gian = 45 giảm số bước lặp còn, nạp lại Thời gian (Từ trường Thời gian) cho phép thực hiệu ứng khung nhìn Sau kết thúc bước lặp lại bước * Chức phục vụ ngắt module slave Ngắt master gây cần lệnh cho module slave Chức phục vụ ngắt có nhiệm vụ nhận, giải mã thực thi lệnh Các lệnh là: kiểm tra có mặt module vị trí đó, lệnh thông báo kích thước ma trận module, lệnh yêu cầu nhận liệu, lệnh đồng * Chức phục vụ ngắt module slave Ngắt master gây để báo kết thúc lệnh Khi ngắt xảy ra, chức phục vụ ngắt đưa module slave trạng thái nhận lệnh mới, tức có ngắt module slave phải đọc giải mã byte mã lệnh bus * Chức phục vụ ngắt định thời Chức thực sau 1ms, nhiệm vụ thực quét dòng LED module Các bước thực hiện: Xác định địa vùng nhớ hiển thị ( byte đầu nhớ) Xác định dòng liệu cần đưa hiển thị Ánh xạ dòng liệu lên dòng tương ứng ma trận led * Chức phục vụ ngắt port nối tiếp: Chức thực module master nhằm thu liệu từ máy tính máy tính yêu cầu Phía máy tính thực truyền liệu tới module master theo frame Nội dung thông tin đặt frame lệnh Thu xong frame, module master tiến hành giải mã lệnh, thực thi lệnh Việc truyền liệu máy tính không cần đóng gói có byte xác nhận hay không xác nhận Các lệnh thiết kế là: lệnh hỏi kích thước ma trận LED, lệnh ghi liệu, lệnh báo truyền xong liệu 46 Frame có cấu trúc cho module master xác định điểm bắt đầu điểm kết thúc frame Nguyên tắc đơn giản để truyền khối ký tự in đóng gói chúng thành khối hoàn chỉnh hai ký tự điều khiển truyền đặc biệt STX ETX Tuy nhiên, liệu truyền liệu nhị phân cách có trở ngại liệu lại có chuỗi bit giống STX hay ETX Để khắc phục vấn đề này, truyền STX hay ETX, chúng sữ kèm theo DLE (Data Link Escape) Mặt khác để tránh nhầm lẫn ký tự DLE kèm với STX hay ETX byte giống DLE phần nội dung frame, xuất byte giống DLE phần nội dung, gấp đội truyền Xem hình: DLE STX DLE Chèn thêm DLE Nội dung frame DLE ETX 47 * Lưu đồ chức phục vụ ngắt port nối tiếp: Begin Thu frame Giải mã, thực thi lệnh Kết thúc ? Truyền liệu cho module slave Phân loại khung nhìn hoạt cảnh End 4.2 Thiết kế chương trình máy tính: Chương trình phía máy tính có chức là: + Thêm, chỉnh sửa liệu mô tả khung nhìn, hoạt cảnh, nội dung cần trình chiếu khung nhìn + Chuyển nội dung cần trình chiếu thành ma trận điểm ảnh để ánh xạ lên ma trận LED + Điều khiển truyền liệu từ máy tính tới module master Dữ liệu đóng gói thành frame mô tả 48 Giao diện chương trình : Nút “? Số bảng” nhấn, chương trình lệnh hỏi kích thước ma trận LED cho module master, sau module master trả lời, chương trình thông báo kích thước Người dùng nhập thông tin khung nhìn: (X,Y): tọa độ góc trái trên, W(ở phần bên trái giao diện): độ rộng H(ở phần bên trái giao diện): chiều cao Số lần lặp: số lượt thông tin trình chiếu khung nhìn Tốc độ: số lần thực hiệu ứng giây Phần nội dung: cho phép người dùng nhập nội dung cần trình chiếu khung nhìn Cho phép chọn font, màu chữ, màu Nút preview giúp kiểm tra font chữ, màu chữ, màu (W,H) (ở phần bên phải giao diện): kích thước ma trận vùng nhớ tính theo pixel để chứa nội dung Nút “Truyền liệu”: truyền liệu bảng hiển thị 49 KẾT LUẬN Đồ án xây dựng phần cứng, phần mềm điều khiển phần cứng chương trình máy tính Tuy nhiên, chưa kiểm soát lỗi thu liệu từ máy tính Việc trình chiếu thông tin bảng hiển thị có hiệu ứng : thông tin chuyển động ngang qua hình từ phải sang trái Hướng phát triển: - Nâng cấp phần cứng đảm bảo không liệu điện - Hoàn chỉnh chương trình điều khiển bảng hiển thị để có nhiều cách trình chiếu thông tin - Mở rộng khả kết nối với máy tính tín hiệu không dây Phần trình bày tránh khỏi thiếu sót, em mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đề tài hoàn thiện 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hồng Sơn, Hoàng Đức Hải, “Kỹ thuật truyền số liệu”, Nhà xuất Lao động – xã hội [2] Tống Văn On, Hoàng Đức Hải, “Họ vi điều khiển 8051”, Nhà xuất Lao động – xã hội Một số trang Web cung cấp tài liều linh kiện sử dụng 51 [...]... dữ liệu hiển thị từ máy tính khi người dùng yêu cầu Cổng máy tính được sử dụng là cổng COM truyền tin nối tiếp theo chuẩn RS232 Khối này có nhiệm vụ chuyển đổi giữa hai chuẩn RS232 và TTL 3.2.3 Khối ghép nối với module khác Trên bộ vi điều khiển 8051 của mỗi module, cổng P1 được sử dụng để ghép nối với bus số liệu của hệ thống, các chân P3.2, P3.3, P3.4 được sử dụng để ghép nối với bus điều khiển của... cả hai cách trên Em sử dụng phương pháp quét mành lợi dụng cảm giác lưu ảnh trong mắt người để hiển thị thông tin trên ma trận LED Sau mỗi khoảng thời gian nhất định, một dòng led (liên tiếp theo dòng quét tại lần quét dòng trước) được quét Hình 4.2 là sơ đồ của khối ghép nối với ma trận đèn LED Mỗi phần tử chốt trong khối này được thiết kế như một ô nhớ dữ liệu ngoài chỉ ghi và có một địa chỉ riêng... chương trình đều nằm trong RAM Các chip vi điều khiển hiếm khi được sử dụng giống như các CPU trong các hệ máy tính, thay vào đó chúng được dùng làm các thành phần trung tâm của thiết kế hướng điều khiển, trong đó bộ nhớ có dung lượng giới hạn, không có ổ đĩa và hệ điều hành Chương trình điều khiển thường trú trong ROM Vì lý do này mà bộ nhớ của vi điều khiển 8051 có không gian bộ nhớ riêng cho chương... 32kword * 8-bit Sơ đồ chân: Bảng giá trị thật: 26 Sơ đồ khối: 2.2 Khảo sát IC 74373 Đây là bộ chốt dữ liệu 8-bit Sơ đồ khối: 27 Bảng giá trị thật: Sơ đồ logic: 2.3 Khảo sát IC 74LS138 IC 74LS138 là bộ giải mã 3 đầu vào 8 đầu ra 28 Sơ đồ chân: Sơ đồ logic: Bảng giá trị thật: 29 2.4 Khảo sát IC 74LS154 IC 74LS154 là bộ giải mã 6 đầu vào 16 đầu ra Sơ đồ chân: Sơ đồ logic: 30 Bảng giá trị thật: 2.5 Khảo... được kết nối theo cách thông thường với mạch dao động bên trong 8051 Chân RST (reset) được điều khiển bằng một mạch R-C để reset hệ thống tự động khi cấp nguồn, hoặc có thể reset hệ thống bằng tay nhờ vào một chuyển mạch nút nhấn Port 0 là port đa hợp hai nhiệm vụ, vừa là bus dữ liệu (D0 đến D7) vừa là byte thấp của bus địa chỉ 34 (A0 đến A7) Mạch chốt 8 bit 74HC373 được điều khiển chốt bởi tín hiệu... hai thanh ghi này đều có thể truy xuất bit IE có địa chỉ A8H Ngắt chỉ được chấp nhận khi thanh ghi này đã được lập trình 1.6.9 Thanh ghi điều khiển nguồn PCON (Power Control Register) Thanh ghi PCON có địa chỉ 87H, chứa các bits điều khiển được tóm tắt trong bảng 2.4 Bit SMOD nhân đôi tốc độ paud của port nối tiếp khi các port này làm việc ở các chế độ 1, 2 hoặc 3 Các bit 4, 5 và 6 của PCON không được... để truyền đi Đọc SBUF là nhận dữ liệu đã thu được vào Các mode truyền có thể được lập trình thông qua thanh ghi điều khiển cổng kế tiếp Thanh ghi này có thể truy xuất bit và có địa chỉ 98H 1.6.8 Các thanh ghi ngắt 8051 có 5 nguồn ngắt và hai mức ưu tiên Các ngắt bị cấm khi reset hệ thống Các ngắt được cho phép thông qua thanh ghi IE có địa chỉ 0AH Các mức ưu tiên cũng được set bởi thanh ghi IP tại địa... điều khiển bởi 2 đèn LED màu xanh và màu đỏ, hai đèn LED này có anode chung Tổ hợp việc bật tắt 2 đèn có thể biểu diễn được 4 màu khác nhau cho mỗi pixel Sơ đồ chi tiết: 31 CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH - THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống Hệ thống là một ma trận các module M kích thước m  n (m dòng, n cột) Các module trên M được ghép nối với nhau theo hệ thống bus gồm bus số liệu và bus điều khiển... module master làm nhiệm vụ điều khiển hệ thống Quy định module ở vị trí (0,0) là module master, các module còn lại là slave Các module slave phải thực thi các lệnh do master yêu cầu 32 3.2 Sơ đồ khối của mỗi module Cấu hình module Giao tiếp với máy tính RAM ngoài CPU Giao tiếp với module khác Giao tiếp với ma trận đèn LED Ma trận đèn LED 33 3.2.1 Khối CPU Khối này điều khiển mọi hoạt động của module Mỗi... xuất nhập (I/O) Tất cả các port đều có thể dùng truy xuất bit Điều này cung cấp cho vi điều khiển khả năng giao tiếp rất mạnh Ta có thể dùng chân P1.7 để đóng mở động cơ Chân P1.7 nối với transitor để lái một relay đóng mở động cơ Lệnh SETB P1.7 mở động cơ Lệnh CLR P1.7 tắt động cơ Hai lệnh trên dùng toán tử dấu chấm để xác định địa chỉ bit trong một byte 1.6.6 Các thanh ghi bộ định thời 8051 có hai