THIẾT kế và THI CÔNG MẠCH QUANG báo GIAO TIẾP máy TÍNH (có code và sơ đồ mạch)

THIẾT kế và THI CÔNG MẠCH QUANG báo GIAO TIẾP máy TÍNH (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế và THI CÔNG MẠCH QUANG báo GIAO TIẾP máy TÍNH (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế và THI CÔNG MẠCH QUANG báo GIAO TIẾP máy TÍNH (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế và THI CÔNG MẠCH QUANG báo GIAO TIẾP máy TÍNH (có code và sơ đồ mạch)

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH QUANG BÁO GIAO TIẾP MÁY TÍNH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VIII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IX CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 1.2 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.3 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1.4 SƠ ĐỒ KHỐI CHƯƠNG GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN VÀ CÁC GIAO TIẾP SỬ DỤNG TRONG MẠCH .3 2.1 VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887 2.2 IC GHI DỊCH 74HC595 2.3 IC ĐỆM DÒNG ULN2803 2.4 MODULE CP2102 2.5 TRANSISTOR A1015 .7 2.6 LED MATRIX 88 2.7 GIAO TIẾP NỐI TIẾP USART .9 2.8 CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ LED MATRIX 2.8.1 Phương pháp quét cột: 2.8.2 Phương pháp quét hàng: 10 CHƯƠNG SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 11 3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 11 3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 12 3.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 13 3.3.1 Lưu đồ giải thuật chương trình 13 3.3.2 Lưu đồ giải thuật bảng quang báo 14 3.3.3 Lưu đồ giải thuật chương trình copy font vào RAM .15 3.3.4 Lưu đồ giải thuật chương trình hiển thị 16 3.4 SƠ ĐỒ MẠCH IN 17 3.5 MẠCH QUANG BÁO TRONG THƯC TẾ 18 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 20 4.1 KẾT LUẬN 20 4.2 ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO .21 PHỤ LỤC A 22 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ khối mạch Hình 2-1: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F887 .3 Hình 2-2: Kiến trúc Harvard PIC16F887 Hình 2-3: Sơ đồ chân IC 74HC595 Hình 2-4: Sơ đồ chân IC đệm dòng ULN2803 Hình 2-5: Sơ đồ chân module CP2102 Hình 2-6: Sơ đồ chân transistor A1015 .8 Hình 2-7: Sơ đồ chân LED Matrix 88 .8 Hình 2-8: Hình ảnh thực tế LED Matrix 88 Hình 3-1: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển 11 Hình 3-2: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 11 Hình 3-3: Lưu đồ giải thuật chương trình .13 Hình 3-4: Lưu đồ giải thuật bảng quang báo 14 Hình 3-5: Lưu đồ giải thuật chương trình copy font vào RAM .15 Hình 3-6: Lưu đồ giải thuật chương trình hiển thị 16 Hình 3-7: Sơ đồ mạch in khối hiển thị 17 Hình 3-8: Sơ đồ mạch in khối điều khiển .17 Hình 3-9: Hình ảnh thực tế mạch quang báo 18 Hình 3-10: Bảng điều khiển nội dung hiển thị 18 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Chức chân IC 74HC595…………………………… ………5 Bảng 2: Chức chân module CP2102 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CPU Central Processing Unit I2C Inter-Integrated Circuit IC Integrated Circuit LED Light Emitting Diode PIC Programable Intelligent Computer PSP Parallel Slave Port SPI Serial Peripheral Bus SSP Synchronous Serial Port UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter USART Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter VDC Voltage Direct Current ADC Analog-to-Digital Converter RAM Random Access Memory ROM Read-Only Memory EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory TTL Transistor-Transistor Logic USB Universal Serial Bus LSB Least Significant Bit MSB Most Significant Bit NRZ Non-Return-to-Zero SMS Short Message Services Trang 1/26 CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Mục đích đề tài  Thiết kế thi công mạch quanq báo hiển thị LED Matrix ghép lại 832 Mạch giao tiếp với máy tính qua chuẩn giao tiếp UART 1.2 Giới thiệu đề tài  Thông tin liên lạc vấn đề quan trọng xã hội Chúng ta biết thơng tin thơng qua phương tiện báo chí, mạng internet, truyền hình Việc thu thập thơng tin cách kịp thời xác giúp thành cơng lĩnh vực thơng tinh cần phải truyền nhanh chóng, rộng rãi xã hội  Việc dùng vi điều khiển để điều khiển có nhiều thuận lợi giúp thông tin truyền cách nhanh chóng xác Do em chọn đề tài: “ Quang báo giao tiếp máy tính ” dùng vi điều khiển PIC16F887 có tính ứng dụng rộng rãi, dùng để làm bảng thơng báo quan, trường học làm bảng quảng cáo 1.3 Nhiệm vụ đề tài  Sử dụng vi điều khiển PIC16F887  Hiển thị LED Matrix 832  Điều khiển hiển thị nội dung máy tính thơng qua giao tiếp UART 1.4 Sơ đồ khối Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 2/26 Hình 1-1 Sơ đồ khối mạch  Khối nguồn: Dùng IC 7085 tạo nguồn VDC để cung cấp cho mạch hoạt động  Khối điều khiển: Dùng bàn phím chương trình Visual Basic để tạo chương trình truyền liệu cần hiển thị từ máy tính xuống vi điều khiển  Khối giao tiếp máy tính: Sử dụng module chuyển từ USB sang giao tiếp UART để truyền liệu cần hiển thị  Khổi xử lý trung tâm: Sử dụng vi điều khiển PIC16F887 để thu thập xử lý liệu  Khối giải mã đệm dòng cho cột hàng: + Giải mã cột: Sử dụng IC 74HC595 để ghi dịch chốt liệu đưa đệm dòng để hiển thị LED + Giải mã hàng: liệu từ vi điều khiển qua đệm dòng ULN2803 transistor A1015 để đưa dòng hàng cần hiển thị + Đệm dòng: Sử dụng IC ULN2803 transistor A1015 để đảm bảo LED sáng đồng LED sáng hay LED sáng  Khối hiển thị: Sử dụng LED ma trận 88 nối chung hàng với tạo thành bảng LED 832 để hiển thị liệu Thiết kế thi cơng mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 3/26 CHƯƠNG GIỚI THIỆU LINH KIỆN VÀ CHUẨN GIAO TIẾP 1.5 Vi điều khiển PIC16F887[1] Hình 2-1: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F887[4]  Vi điều khiển PIC16F887 gồm: 40 chân, có: 33 chân PORT xuất nhập ( PORT A, PORT B, PORT C, PORT D, PORT E), chân nối với thạch anh tạo dao động cho vi điều khiển, chân RESET, chân VSS, chân VDD  Vi điều khiển PIC16F877 gồm có: + Ba Timer ( Timer 0, Timer 1, Timer ) để định thời gian đếm + Các chuẩn giao tiếp nối tiếp như: SSP, SPI, I2C, USART, + Chuẩn giao tiếp song song: PSP + ADC 10 bit: có ngõ vào analog (RA4:RA0, RE2:RE0) Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 4/26 Hình 2-2: Kiến trúc Harvard PIC16F887[4]  Vi điều khiển PIC16F887 gồm có nhớ Program Memory Data Memory (EPROM) 1.6 IC ghi dịch 74HC595[2]  Là IC ghi dịch bit kết hợp chốt liệu, đầu vào nối tiếp, đầu song song Hình 2-3: Sơ đồ chân IC 74HC595[7] Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 11/26 Hình 3-2: Sơ đồ ngun lý khối hiển thị 1.14 Nguyên lý hoạt động  Bắt đầu cấp nguồn cho mạch quang báo, vi điều khiển đọc liệu lưu trước ROM Sau đối chiếu kí tự nội dung tin để copy font tương ứng vào RAM chương trình hiển thị, sau gọi chương trình hiển thị để hiển thị nội dung bảng quang báo  Khi chương trình điều khiển thị máy tính muốn cập nhật nội dung cho bảng quang báo, vi điều khiển ngưng hiển thị để chờ nhận liệu từ máy tính Sau nội dung vừa nhận lưu vào ROM để phục vụ cho việc hiển thị bảng quang báo  Tín hiệu điều khiển từ máy tính đưa qua chân TXD RXD module CP2102 đưa đến chân 26 (RXD), 25 (TXD) PIC16F887 Tại PIC16F887, liệu từ máy tính lưu vào nhớ ROM, RAM PIC16F877 đồng thời lưu vào EEPROM Khi liệu đưa vào chân 14 IC 74HC595 LED sáng, sau liệu dịch từ từ sang LED  Kỹ thuật quét LED cấp tín hiệu điều khiển theo dạng xung theo kiểu quét cho hàng cần hiển thị tần số quét nhỏ cho mỗi chu kỳ cần khoảng Thiết kế thi cơng mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 12/26 25 Hz (40 ms) nhằm bảo đảm cho mắt thấy LED sáng không nhấp nháy 1.15 Lưu đồ giải thuật 1.1.3 Lưu đồ giải thuật chương trình Hình 3-3: Lưu đồ giải thuật chương trình 1.1.4 Lưu đồ giải thuật bảng quang báo Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 13/26 Hình 3-4: Lưu đồ giải thuật bảng quang báo 1.1.5 Lưu đồ giải thuật chương trình copy font vào RAM Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 14/26 Hình 3-5: Lưu đồ giải thuật chương trình copy font vào RAM 1.1.6 Lưu đồ giải thuật chương trình hiển thị Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 15/26 Hình 3-6: Lưu đồ giải thuật chương trình hiển thị 1.16 Sơ đồ mạch in Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 16/26 Hình 3-7: Sơ đồ mạch in khối hiển thị Hình 3-8: Sơ đồ mạch in khối điều khiển 1.17 Mạch quang báo thưc tế Thiết kế thi cơng mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 17/26 Hình 3-9: Hình ảnh thực tế mạch quang báo Hình 3-10: Bảng điều khiển nội dung hiển thị Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 18/26 1.18 Một số thơng số mạch  Tần số LED chớp không nháy là: fmin=25 Hz Bảng quang báo gồm hàng, tổng tần số quét bảng bảng là: fquét = 25x8 = 200 Hz  Với fquét = 200 Hz suy chu kỳ quét:  Thời gian sáng trung bình mỡi hàng LED là: ttb = 1/8 s  Từ thấy dòng qua LED chế độ thường trực mA – 25 mA, chọn dòng trung bình qua LED 10 mA Mạch gồm LED mắc song song cho mỡi cột nên dòng Ic cao transistor A1015 là: Icmax = x 10 = 80 mA CHƯƠNG 4.KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.19 Kết luận Mạch quang báo hiển thị ổn định, dễ dàng điều khiển nội dung hiển thị bảng Chữ thị rõ ràng, tốc độ chạy chữ vừa phải Tốc độ truyền liệu nhanh  Ưu điểm: + Nội dung hiển thị rõ ràng, dễ đọc + Điều khiển nội dung hiển thị dễ dàng + Mạch có cấu tạo đơn giản  Nhược điểm: + Khó khăn việc lập trình chương trình điều khiển + Gia công chưa chắn nên dễ gây hỏng Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 19/26 + Dễ bị ảnh hưởng tác động bên 1.20 Ứng dụng hướng phát triển  Ứng dụng: + Mạch có tính thâm mỹ cao nên ứng dụng làm bảng quảng cáo + cửa hàng thời trang, trung tâm thương mại Nội dung hiển thị rõ ràng, dễ đọc nên ứng dụng làm bảng thơng báo quan nhà nước, công ty  Hướng phát triển: + Tăng kích thức quang báo + Sử dụng nhiều font chữ LED đa màu để hiển thị đa dạng, sinh động + Có thể điều khiển giao tiếp khác như: SMS, Bluetooth, Wifi, … TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Giáo trình vi điều khiển PIC16F877A [2] codientu.org [3] hshop.vn [4] picvietnam.com [5] machtudong.vn [6] dientuvietnam.net Tiếng Anh: [7] datasheets360.com Thiết kế thi công mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 20/26 PHỤ LỤC A #include #include #FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD, NOWRT #use delay(clock=20000000) #include //File chua bo font ma hoa ky tu ASCII // Dinh nghia cac chan cho ket noi 74595 #bit data = 0x05.1 //RB1 #bit clk = 0x05.0 //RB0 #bit latch = 0x05.2 //RB3 Thiết kế thi cơng mach quang báo giao tiếp máy tính Trang 21/26 // Bo nho dem man hinh hien thi int8 ha[8] = {1,2,4,8,16,32,64,128}; int8 buff_disp[33]; int8 max_char=10; int8 time=40; //Bo nho dem cho man hinh LED //SO ky tu hien thi toi da //Bien quy dinh toc chu chay int8 count=0; int1 isrun = 0; char dt[65]="QUANG BAO LED MATRIX 8X32 "; //=========KHAI BAO CAC CHUONH TRINH CON================ void send_2_595(int8 temp); void display(); void copy_2_ram1(int8 index_char); void copy_2_ram2(int8 index_char); void luudata(); //============================================= void luudata() { int i; max_char ; write_eeprom(200,(dt[max_char]-48)*8); for(i=0;i65) { max_char = 29; luudata(); } time = read_eeprom(200); if(time>72) time = 40; //=======BEGIN DISPLAY FUNCTION============== //Doan chuong trinh se hien thi noi dung ban tin luu EEPROM while(true) { for (i=0;i