MẠCH QUANG BÁO GIAO TIẾP MÁY TÍNH VÀ BÀN PHÍM PS2

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI QUANG BÁO

Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo Đề tài: Mạch quang báo hiển thị chữ Ledmatrix Giáo viên hướng dẫn: Lê Hồng Nam Nhóm 3: Trần Minh Phong Nguyễn Văn Phú Nguyễn Hưu Nam Sơ đồ nguyên lí và phân công nhiêm vụ: Phần cứng: Trần Minh Phong: mạch nguồn và mạch trung tâm Nguyễn Văn Phú :mạch quét cột và ledmatrix Nguyễn Hữu Nam: mạch quét cột và ledmatrix Phần mềm: Trần Minh Phong: giao tiếp máy tính và giao tiếp eeprom Nguyễn Văn Phú: giao tiếp bàn phím và sắp xếp dữ liệu Nguyễn Hữu Nam: điều khiển hàng cột 1 GVHD: Lê Hồng Nam Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo Lịch trình làm việc: Trần Minh Phong: Tuần 1: - Thứ 2 ngày 25/2: Bốc thăm chọn đề tài, đề tài mạch quang báo Nghe thầy phổ biến yêu cầu và nội dung thực hiện - Thứ 3 ngày 26/2: Tìm hiểu về sản phẩm thiết bị có trên thị trường - Thứ 4 ngày 27/2: Trình bày sản phẩm tìm hiểu được - Thứ 5 ngày 28/2: Đưa ra sơ đồ khối và chức năng.phân chia thành các modul - Thứ 6 ngày 1/3: Thầy kiểm tra các thành viên Bắt đầu phân công nhiệm vụ tìm hiểu về các modul Tuần 2: - Thứ 2 ngày 4/3: Tìm hiểu tiếp các thiết bị có bán trên thị trường có chức năng giống với đề tài.thông số kĩ thuật,nguyên lí làm việc,phân chia modul và tìm hiểu modul Tìm hiểu các linh kiện - Thứ 4 ngày 6/3: Thống nhất các modul,ngõ vão ra của các modul. - Thứ 6 ngày 8/3: Đưa ra sơ đồ mạch tổng thể Phân chia nhiệm vụ của từng người trong khối mạch Tuần 3: - Thứ 2 ngày 11/3: Thầy thông qua sơ đồ mạch,nhiệm vụ Chưa đạt yêu cầu - Thứ 4 ngày 13/3: Nộp sơ đồ mạch và tính toán. - Thứ 6 ngày 15/3: Trình bày nguyên lí hoạt động và tính toán phần mạch nguồn và mạch trung tâm Tuần 4: - Thứ 2 ngày 18/3: Kiểm tra các linh kiện.lắp ráp mạch,hàn mạch và test thử mạch nguồn. Mạch đã hoạt đông được tuy nhiên dòng không đủ để cấp nguồn Làm lại mạch nguồn thành mạch nguồn xung - Thứ 4 ngày 20/3: Tín toán thiết kê mạch nguồn xung Vẽ lưu đồ thuật toán và chương trình con phần giao tiếp máy tính,giao tiếp eeprom - Thứ 6 ngày 22/3: Hoàn thiên mạch và chương trình 2 GVHD: Lê Hồng Nam Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo Nguyễn Hữu Nam - Thứ 2(24/2) : Nhận đề tài quang báo giao tiếp với máy tính. - Thứ 3(26/2): Tìm hiểu về sản phẩm quang báo có trên thị trường - Thứ 4(28/2): Trình bày sản phẩm tìm hiểu được - Thứ 5(29/2): Đưa ra sơ đồ khối và chức năng, phân chia thành các modul - Thứ 6(1/3): Thầy kiểm tra các thành viên về sơ đồ khối, nhóm tự phân chia các modul cho từng thành viên. - Thứ 2(4/3): Tìm hiểu tiếp các sản phẩm có bán trên thị trường có chức năng giống với đề tài. Thông số kĩ thuật,nguyên lí làm việc, phân chia modul và tìm hiểu modul Tìm hiểu các linh kiện - Thứ 4(6/3): Thống nhất các modul,ngõ vão ra của các modul. - Thứ 6 (8/3): Đưa ra sơ đồ mạch tổng thể Phân chia nhiệm vụ của từng người trong khối mạch Nhận được khối hiển thị led matrix và quét cột - Thứ 2 (11/3): Thầy kiểm tra sơ đồ mạch,nhiệm vụ. Chưa đạt yêu cầu - Thứ 4 (13/3): Nộp sơ đồ mạch và tính toán thiết kế. - Thứ 6 (15/3): Trình bày nguyên lí hoạt động và tính toán thiết kế của mạch cột. - Thứ 2 (18/3): Test hoạt động của ic 74hc595 bằng board test. Ic hoạt động đúng như tính toán thiết kế. - Thứ 4 (20/3): Vẽ lưu đồ thuật toán của phần điều khiển hàng cột. - Thứ 6 (22/3): Viết chương trình con phần điều khiển hàng cột. Hoàn thiên mạch và chương trình 3 GVHD: Lê Hồng Nam Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo Sinh Viên : Nguyễn Văn Phú Đề tài: mạch quang báo giao tiếp máy tính và bàn phím. Thứ 2(25/2) : Nhận đề tài quang báo giao tiếp máy tính và bàn phím. Thứ 3(26/2) : Tìm hiểu sản phẩm quang báo trên thực tế Thứ 4(27/2): Trình bày sản phẩm tìm hiểu trước đó. Thứ 5(28/2): Tìm hiểu sơ đồ khối của mạch và chức năng của từng khối Thứ 6(29/2) Phân công công việc: + Phần cứng: khối led matrix và khối quét cột + Phần mềm: giao tiếp bàn phím và sắp xếp dữ liệu Thứ 4 (6/3) - Tìm hiểu về các linh kiện trong khối quét cột: IC74HC595 và ULN2803 - Tìm hiều về bàn phím PC và chuẩn giao tiếp bàn phím PS2 Thứ 6(15/3) - Test board mạch quét dùng IC74HC595 và IC ULN 2803 - Mạch hoạt động theo đúng nguyên lý Thứ 2(18/3) - Vẽ layout mạch led matrix và mạch quét cột - Tiến hành gắn linh kiện vào mạch Thứ 4(20/3) - Kiểm tra hoạt động của mạch led - Kiểm tra hoạt động của mạch quét cột - Mạch hoạt động đúng - Tìm hiểu thuật toán giao tiếp bàn phím và sắp xếp dữ liệu Thứ 6(22/3) - Viết chương trình giao tiếp bàn phím PC và kiểm tra chương trình - Viết chương trình về sắp xếp dữ liệu để đưa ra led matrix - Hoàn thiện mạch và chương trình 4 GVHD: Lê Hồng Nam Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo Tìm hiểu về thiết bị trên thị trường: Trần Minh Phong Sản phẩm:bảng led chạy chữ đơn sắc và đa sắc của công ty sản xuất biển quảng cáo HOA NGÂN: - ứng dụng: hiển thị một đoạn thông tinh,một hình ảnh,chạy chữ tùy ý được sử dụng nhiều trong các ngân hàng,các điểm giao dịch,trung tâm chứng khoán,cửa hàng - thông số kĩ thuật: * Thiết kế của bảng điện tử: Khung sắt chịu lực bên trong ,vỏ nhôm ( Aluminum ) tạo thẩm mỹ bên ngoài . * Hiển thị Text và Hình ảnh 1->3 màu: Nội dung có thể thay đổi từ phần mềm trên máy tính * Lọai Led :Sử dụng Led Module Outdoor /Indoor chuyên dụng * Xuất xứ chip Led: USA * Góc nhìn rõ: Ngang :120 độ , Đứng :60 độ * Phương pháp quét Led:1/4 chu kỳ * Tốc độ truyền: 115.200 Baud * Cường độ sáng tổng hợp:6.500 mcd * Tuổi thọ Led:100.000h * Nguồn điện sử dụng:220-240VA * Nhiệt độ họat động của bảng: -20->60C * Công suất tiêu thụ tối đa: 700W /1m2 * Thông tin thay đổi : từ máy tính * CPU sử dụng:IC AVR của hãng Atmel (USA) * Kết nối: Trực tiếp với máy tính * Phương thức truyền:Trực tiếp thông qua chuẩnRS -232, RS-485(xa nhất 10,000m ) * Lớp chống thấm: IP65 an tòan tuyệt đối khi để ngòai trời - Các modul của sản phẩm: Modul giao tiếp: chuẩn RS-485 Chức năng:kết nối với máy tính để điều khiển và nhận dữ liệu từ máy tính Phần mềm trên máy tính :có khả năng chỉnh sửa thông tin ,sử dụng các chức năng của 5 GVHD: Lê Hồng Nam Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo bàn phím như trong các phần mềm sọan thảo của hệ thống phần mềm vi tính Mirosoft,gõ tiếng việt theo kiểu VNI hay TELEX,lưu thông tin đã nhập thành File , cho phép đọc lại thông tin đã lưu. modul hiển thị: có khả năng hiển thị đoạn hình ảnh,chạy chữ… Nguyễn Hữu Nam Sản phẩm:bảng led hiển thị ledmatrix cỡ vừa và nhỏ của công ty THẾ GIỚI LED sản xuất Các đặc tính cơ bản của Bảng điện tử Led: STTDiễn giải Thông số 1 Khoảng cách hai điểm ảnh 10mm 2 Kích thước Module cơ bản ( W x H ) 320mm x 160mm 3 Số Led / điểm ảnh 1R 4 Số mầu hiển thị : đỏ 1 màu đỏ 5 Độ sáng tối đa 5000cd/m² 6 Tần số quét 60 > 120Hz 7 Tần số làm tươi Max 400Hz 8 Góc nhìn 110° 9 Khoảng cách nhìn tốt nhất 5 > 100m 10 Chất liệu khung vỏ Khung thép mạ kẽm, bọc Aluminium 11 Nguồn cấp Switching ( nguồn xung điện tử ) 12 Khối lượng /m² 20kg/m² 13 Nhiệt độ hoạt động -20° ~ +50°C 14 Độ ẩm hoạt động 0 -- 70% 15 Điện áp hoạt động 90v > 220v ~ AC 16 Tần số nguồn điện 50/60Hz 17 Công suất tiêu thụ /m² Tối đa 350W – Trung bình 250W 18 Tuổi thọ bóng LED 100.000 h 19 Truyền thông điều khiển Đồng bộ với máy tính 20 Phương thức truyền dữ liệu Com 232 or Cables RJ45 ( Ethenet ) 21 Khoảng cách điều khiển Max 100m với cáp RJ45 22 Kiểu hiển thị Text & hình ảnh 23 Hệ điều hành tương thích Windows XP 24 Thời gian bảo hành 12 tháng 6 GVHD: Lê Hồng Nam Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo Nguyễn Văn Phú: Sản Phẩm: Biển quảng cáo điện tử led chạy chữ 3 màu Công ty quảng cáo HÙNG THẮNG -Bóng Led Bóng đèn led chuyên dùng ngoài trời loại cực sáng, Mỗi led cụm gồm 8 x 8 điểm ảnh Tuổi thọ Led trên 100.000giờ sử dụng Đảm bảo nhìn rõ nội dung hiển thị giữa ban ngày, kể cả dưới ánh nắng trực tiếp. - Góc nhìn: 1100 ( cộng trừ 5%) Số bóng led/điểm ảnh (pixel) 03 bóng led/điểm (pixel) ảnh Gồm 02 bóng đỏ + 01 bóng xanh -Màu hiển thị 03 màu Xanh, đỏ, vàng 7 GVHD: Lê Hồng Nam Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo -Độ sáng 4000 cd ansi lumens/m2 (gấp khoảng hơn 100 lần so với máy chiếu) -Công suất tiêu thụ Công suất tối đa: 150W/m2 - Khung vỏ Sử dụng khung nhôm định hình sơn tĩnh điện, loại tốt Có hệ thống treo lắp kiên cố, chống va đập và mọi điều kiện thời tiết khắc nghiệt khác Có thể tháo lắp để bảo dưỡng định kỳ dễ dàng -Điều khiển, truyền thông tin Thông qua giao diện máy tính soạn thảo các nội dung trên màn hình trên máy tính. Có thể thay đổi nội dung và kỹ xảo hiển thị một cách dễ dàng Thời gian truyền thông tin 10 giây. Phần mềm có bản quyền của nhà thầu cung cấp. -Khả năng hiển thị Trên 40 kỹ xảo hiển thị. Có thể điều chỉnh thời gian hiện chữ, dừng hình tuỳ ý. -Khoảng cách nhìn rõ 10 – 150m -Môi trường làm việc Ngoài trời Chống nước trực tiếp không cần mái che -Độ ẩm làm việc 20 – 80% -Nhiệt độ làm làm việc (-)10 – (+)600c -Nguồn điện cung cấp AC 180/240V – 50/60Hz -Hệ thống giá đỡ 8 GVHD: Lê Hồng Nam KHỐI ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM (AT89c51) KHỐI GIAO TIẾP MAY TINH KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ CỘT BẢNG LED MATRIX (32X80) Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MẠCH QUANG BÁO GIAO TIẾP MÁY TÍNH 1.1 Nhiệm vụ của mạch Mạch quang báo giao tiếp máy tính có nhiệm vụ hiển thị văn bản cùng với các hiệu ứng theo mong muốn của người sử dụng. Văn bản có thể được nhập trực tiếp thông qua một bàn phím máy tính gắn ngoài, hoặc có thể được nhập từ máy tính PC thông qua kết nối với cổng USB. 1.2 Sơ đồ khối và nhiệm vụ từng khối a. Sơ đồ khối Hình 1.1 Sơ đồ khối mạch quang báo giao tiếp máy tính b. Nhiệm vụ từng modul: Modul hiển thị và điều khiển trung tâm: Khối điều khiển trung tâm Gồm vi điều khiển có nhiệm vụ xử lý tất cả các hoạt động của mạch: điều khiển nhận tín hiệu từ keyboard, điều khiển giao tiếp với PC, điều khiển hoạt động xuất dữ liệu hàng và quét cột. Các hoạt động này được thực hiện bằng phần mềm nạp bên trong vi điều khiển. Khối giải mã địa chỉ cột Nhận tín hiệu từ Vi Điều Khiển, từ đó đưa ra tín hiệu cho phép cột LED nào trên bảng ma trận LED được phép sáng. Tại mỗi thời điểm chỉ có một cột LED được phép sáng.Tín hiệu sau đó được đưa qua bộ đệm dòng cho cột. 9 GVHD: Lê Hồng Nam BAN PHIM PS/2 Báo cáo thực tập công nhân Mạch Quang Báo Khối giải mã và chốt dữ liệu hàng Nhận tín hiệu từ Vi Điều Khiển, chốt dữ liệu sau đó được đưa qua bộ đệm dòng cho hàng Khối hiển thị: Khối hiển thị gồm 40 led ma trận 8x8 tạo thành ma trận 32x80 có nhiệm vụ hiển thị kí tự được nhập. Khối ma trận được ghép nối với khối giải mã hàng và cột Modul giao tiếp: Khối Keyboard Chính là bàn phím PS dạng đầy đủ của PC. Khi nhấn phím, dữ liệu tương ứng được xuất hiện trên ma trận led thông qua sự điều khiển của khối trung tâm. Khối giao tiếp máy tính Truyền nhận dữ liệu 2 chiều,chuyển đổi mức điện áp logic phù hợp 1.3 Chọn lựa linh kiện các khối Khối điều khiển trung tâm: chọn bộ vi điều khiển AT89c52 - Ngày nay Vi Điều Khiển được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hướng điều khiển do kích thước gọn, khả năng tích hợp cao nhiều tính năng trong một con Vi Điều Khiển khiến cho mạch điện tử trở nên đơn giản hơn nhiều. - Giá thành của Vi Điều Khiển không quá đắt như Vi xử lý. Trên thế giới hiện có rất nhiều nhà sản xuất Vi Điều Khiển (ATMEL, ZILOG, MicroChip, Motorola, Cypress…). Sự cạnh tranh của các nhà sản xuất về giá thành và khả năng tích hợp đem lại lợi ích cho người sử dụng. - Vi Điều Khiển được coi như một “small computer” hay System On Chip (SoC). Bên trong vi điều khiển bao gồm CPU, ROM , RAM, EEPOM, các giao tiếp ngoại vi, các khối số học và tương tự (ADC,DAC, op-amp, bộ so sánh…) tuỳ theo từng loại. - Tại Việt Nam, thị trường vi điều khiển khá sôi động. Các công cụ phát triển cho vi điều khiển cũng rất đa dạng và có thể tìm kiếm dễ dàng qua Internet. Đây là những lí do chính để nhóm quyết định lựa chọn vi điều khiển AT89c52. Khối giải mã địa chỉ cột: lựa chọn IC 74HC595 (4c) và IC ULN2803 (4c). Khối giải mã và chốt dữ liệu hàng: lựa chọn IC 74HC573 và IC TD62783 (8c). Khối hiển thị: sử dụng 40 led ma trận 8x8 tạo thành bảng ma trận 32x80. Khối Keyboard: bàn phím PS2 của máy tính. Khối giao tiếp máy tính: max485 và Pl2303-giao tiếp qua cổng USB EEPROM24c64:lưu dữ liệu nhận từ máy tính CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG Thiết kế mạch: 2.1.1 Khối trung tâm: 10 GVHD: Lê Hồng Nam