Quảng cáo led sử dụng vi điều khiển 8051

Quảng cáo led sử dụng vi điều khiển 8051

Tuy nhiên do điều kiện có hạn nên trong đồ án này chúng em mongmuốn tìm hiểu về nguyên lý thiết kế một bảng quảng cáo điện tử có khả năngđiều khiển hiển thị các kí tự theo như mong muốn và thiết kế một bảng ledquảng báo cỡ nhỏ để thử nghiệm

Đầu tiên chúng em xin cảm ơn sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầyThế Thầy đã cung cấp cho chúng em các tài liệu về đề tài giúp chúng em dễdàng hơn trong quá trình tìm hiểu đồ án Trong quá trình làm thực hiện đồ ánthầy đã chỉ bảo chúng em mỗi khi gặp khó khăn để đồ án có thể hoàn thành

Thái Bình, Ngày 16 tháng 12 năm 2018 Sinh viên

LỜI CAM ĐOAN

xin cam đoan

-Đồ án học phần này là thành quả từ sự nghiên cứu thực tế trên cơ sở dữ liệuthực tế và được thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn

-Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệubáo cáo và danh mục tài liệu tham khảo

-Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Thái Bình,ngày 16 tháng 12 năm 2018 Sinh viên

Mở đầu

Đặt vấn đề:

- Để việc kinh doanh được thuận lợi, người Kinh Doanh cần có cách Quảng cáo đến cho Khách hàng của mình với nhiều hình thức thật ấn tượng, gây sự chú ý cao đến Nhận thức của Khách hàng Trong các hình thức Quảng cáo hiện nay, Quảng cáo Led là lĩnh vực chiếm một vị trí rất lớn trong thị trường quảng cáo

Giải quyết vấn đề:

- Quảng cáo bằng biển Quảng cáo led sẽ hướng trực tiếp tới thị mắt của mọi

người Và chúng ta đều biết rằng hình ảnh đi vào bằng đường mắt sẽ lưu trữ

trong trí não của con người lâu hơn Từ đó những người đã vô tình hay cố ý

nhìn thấy được Bảng hiệu – Logo sẽ luôn ghi nhớ được hình ảnh của Doanh nghiệp – Cửa hàng

- Với nhiều nghiên cứu mang tính Khoa học: Bảng Quảng cáo Điện tử LED sẽ đem lại cho việc Kinh doanh với nhiều ưu điểm: gây sự chú ý cao - thẩm mỹ - hiện đại, tiết kiệm điện, giá cả hợp lý - bền Từ đó Quảng cáo led sẽ kết hợp giữa: Điện tử và Quảng cáo để khắc phục điều đó

- Mặc dù vẫn còn khá mới mẻ và nhiều rào cản song cùng với tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng như hiện nay, trong tương lai không xa thì đèn Led sẽ chiếm được thị trường của người tiêu dùng Việt Nam mà trước tiên là

sự xuất hiện của các sản phẩm Led thương mại, được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động quảng cáo tại Việt Nam

Giới hạn của đề tài:

- Vì thời gian thực tập không nhiều, nên đề tài chỉ dừng lại nghiên cứu và phân tích ứng dụng của LED qua biển Quảng Cáo Led Tuy nhiên, ứng dụng của LED thì hết sức đa dạng và phong phú, như Quang Báo LED, bảng tỷ giá LED, màn hình LED,

… Đây chính là hạn chế của đề tài này

- Hi vọng, sau này sẽ có nhiều thời gian, chúng em sẽ nghiên cứu nhiều hơn

nữa các ứng dụng của LED để mang đến những giá trị to lớn cho cuộc sống

- Đèn LED có ưu điểm như tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ cao, kích cỡ nhỏ, nhiệt năng sinh ra trong quá trình hoạt động không đáng kể, hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp, không sử dụng thủy ngân giống như các loại bóng huỳnh

quang thông thường

2.

PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN:

• Để làm một biển quảng cáo LED, chúng ta sẽ thực hiện trình tự gồm 3 phần sau: Phần Cơ Khí:

Phần Mạch Điện:

CHƯƠNG 2

I.SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN:

Mạch điểu khiển bao gồm 5 khối chính:

- Phần nguồn hạ áp, tạo ra điện áp 5V cung cấp cho mạch điều khiển AT89C51

- Phần nguồn cung cấp cho biển Quảng Cáo LED - 12V/3A

- Phần xử lý trung tâm là MCU 89C51

- Phần Trasistor công suất khuyếch đại dòng điện cung cấp cho bảng LED

- Phần hiển thị LED chính là biển quảng Cáo LED

II.GIẢI THÍCH SƠ ĐỒ CÁC KHỐI:

1 KHỐI NGUỒN CUNG CẤP:

Khối nguồn chính cung cấp đòng điện và điện áp cho toàn bộ biển Quảng Cáo

LED Sử dụng nguồn xung có bán sẵn trên thị trường, với các thông số:

• Điện áp vào:180 ~ 264VAC

• Điện áp ra:12V-10A

• Thương hiệu: Mean Well – Đài Loan

2 KHỐI MẠCH HẠ ÁP TỪ 12V◊ 5V

Khối hạ áp nhằm mục đích hạ áp từ 12V xuống còn 5V cung cấp cho mạch vi điều

khiển AT89C51 Khối này sử dụng IC ổn áp 7805

- Nguồn vào 12V DC Diode D0 (1N4007) dùng tránh mắc sai cực nguồn Nếu

Bạn gắn sai cực, nhờ tính ghim áp của diode, nó sẽ giữ cho mức áp nghịch ở ngả

vào của bo ở mức 0.8V, mạch sẽ khi bị hư

- Tụ C1 (1000uF), tụ hóa lớn dùng làm kho chứa điện, có công dụng ổn định điện

áp đường nguồn, ở đây Bạn sẽ có 12V dùng cấp nguồn cho các dãy Led Bạn

cũng có thể cấp đường nguồn này cao hơn để có thể mắc trên một nhánh được

nhiều Led nối tiếp hơn (xem phần hướng dẫn ở phần sau)

- Tụ C2, C4 có trị nhỏ 104pF (0.1uF) có công dụng lọc bỏ tín hiệu nhiễu tần cao

nhiễm trên đường nguồn

3.KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM- VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51

Khối xử lý trung tâm được lập trình để điều khiển khối mạch Lái Driver TIP41

để

điều khiển bảng LED, tạo ra những hiệu ứng thông qua việc lập trình cho vi điều

khiển AT89C51

4 KHỐI HIỂN THỊ LED

Khối hiển thị LED được dùng bằng tấm Alu Sau khi được cắt bằng máy cắt laze và khoan bằng khoan tay

Laser theo bảng thiết kế market trên Corel, các LED sẽ được bố trí và gắn lêntấm

Alu này

CHƯƠNG 3

DỤNG LÀM BIỂN QUẢNG CÁO LED

Để làm biển Quảng Cáo LED chúng ta cần có một số thiết bị và vật liệu như sau:

1.Thiết bị sử dụng trong làm LED:

Máy khoan tay: Dùng để khoan Mica

MỎ hàn 60w

Máy cắt nhôm

Nguyên vật liệu làm LED gồm có:

- Nhựa ốp nhôm (đang bán rất nhiều ngoài thị trường giá khoảng 240.000 vnd/1tấm)

- Đèn led: đèn led tùy theo màu giá giao động từ 270 đồng đến 380 đồng 1 con led

- Vật liệu làm khung: Dùng nhôm loại bo góc giá 85.000 1 cây 6m + 8 góc

- Vít nhỏ loại 0.5cm dùng để vặn vỏ hộp

vào của bo ở mức 0.8V, mạch sẽ khi bị hư

- Tụ C1 (1000uF), tụ hóa lớn dùng làm kho chứa điện, có công dụng ổn định điện

áp đường nguồn, ở đây Bạn sẽ có 12V dùng cấp nguồn cho các dãy Led Bạn

cũng có thể cấp đường nguồn này cao hơn để có thể mắc trên một nhánh được

nhiều Led nối tiếp hơn (xem phần hướng dẫn ở phần sau)

- Tụ C2, C4 có trị nhỏ 104pF (0.1uF) có công dụng lọc bỏ tín hiệu nhiễu tần cao

nhiễm trên đường nguồn

- Tụ C3 (10uF), mắc ở ngả ra của ic ổn áp 7805 dùng tránh phát sinh hiện

tượng

dao động tự kích bên trong ic ổn áp 7805

- Mạch dùng ic ổn áp 3 chân họ 78xx, với ic 7805, trên ngả ra sẽ luôn có mức

Tính điện trở hạn dòng cho các nhánh Led

Chọn loại led Chúng ta sử dụng led đục 5mm

- LED Màu xanh dương: : 3v◊3v2

- LED Màu đỏ: 1.9v◊3v2

- LED Màu trắng: : 3v◊3v2

- LED Màu xanh da : 3v◊3v2

- Trên thị trường có 2 loại Led Loại Led thường, có mức ghim áp khoảng 2V và loại Led siêu sáng có mức ghim áp là 3V Vậy dùng luật Ohm Bạn dễ dàng tính được trị của điện trở hạn dòng R

ĐỒ ÁN NÀY SỬ DỤNG LED ĐỤC 5MM LIỀN DÂY ĐÃ CÓ SẴN ĐIỆN TRỞ NÊN KHÔNG CẦN SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ HẠN DÒNG

Dòng cung cấp cho tất cả các LED là: 50mA TIP41

4 Vi Điều Khiển AT89C51

I,Sơ đồ khối và chức năng các khối của chip 89S52

_ OSC (Oscillator): Mạch dao động→

tạo tín hiệu xung clock cung cấp cho các khốitrong chip hoạt động

_ Interrupt control: Điều khiển ngắt →

nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài (INT0\,INT1\)), từ bộ định thời (Timer 0, Timer 1) và từ cổng nối tiếp (Serial port), lần lượtđưa các tín hiệu ngắt này đến CPU để xử lý

Sơ đồ chân và chức năng các chân của chip 89S52

Vi điều khiển 89C51 mà chúng ta sử dụng có những đặc điểm sau:

- 4KB ROM bên trong

- 256 Byte ngoài

- 4 Port xuất nhập dữ liệu I/O ( ngõ vào – ra )

- Nguồn nuôi 5V (chân số 40)

- Nối đất (chân số 20)

Nhóm chân điều khiển

Nhóm này còn phân biệt các tín hiệu vào, ra

Nhóm tín hiệu vào điều khiển

- Xtal1 (chân số 18), Xtal2 (chân số 19): nối tinh thể thạch anh cho mày phát xung nhịp chu trình

- RST(Reset): (chân số 9): nối chuyển mạch để xóa về trạng thái ban đầu hay khởi

động lại

- EA/CPP: (chân số 31) chọn nhớ ngoài (nối đất) hay chọn nhớ trong (nối nguồn

nuôi 5V)

- T2 hay P1.0: (chân số 1) tín hiệu vào đếm cho Timer2/ Counter2 của 8952

- T2EX: (chân số 2) tín hiệu vào ngắt ngoài 2 cho 8950

- INT0 hay P3.2: (chân số 12) tín hiệu vào gây ngắt ngoài 0 cho 8051

- INT1 hay P3.3: (chân số 13) tín hiệu vào gây ngắt ngoài 1 cho 8051

- T0 hay P3.4: (chân số 14) tín hiệu vào đếm cho Timer0/ Counter0

- T1 hay P3.5: (chân số 15) tín hiệu vào đếm cho Timer1/ Counter1

Nhóm tín hiệu ra điều khiển

- ALE//PROG: (chân số 30) dùng để đưa tín hiệu chốt dịa chỉ (ALE) khi có nhớ

ngoài hay điều khiển ghi chương trình /PROG

- PSEN: (chân số 29) dùng để đưa tín hiệu điều khiển đọc bộ nhớ chương trình

ROM ngoài

- WR hay P3.6: (chân số 16) để đưa tín hiệu ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài

- RD hay P3.7: (chân số 17) để đưa tín hiệu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài

- Cổng vào, ra địa chỉ/ dữ liệu P0 hay P0.0-P0.7: (chân số 39-32) dùng để traođổi

tin về dữ liệu D0-D7, hoặc đưa ra các địa chỉ thấp (A0-A7) theo chế độ dồn kênh

(kết hợp với tín hiệu chốt địa chỉ ALE)

- Cổng vào ra địa chỉ/ dữ liệu P2 hay P2.0-P2.7: (chân số 21-28) dùng để trao đổi

tin song song về dữ liệu (D0-D7) hoặc đưa ra địa chỉ cao (A8-A15)

- Cổng vào ra dữ liệu P1 hay P1.0-P1.7: (chân số 1-8) dùng để trao đổi tin song

song dữ liệu (D0-D7)

- Cổng vào, ra P3 hay P3.0-P3.7: (chân số 10-17)

- P3.0: (chân số 10) đưa vào tín hiệu nhận tin nối tiếp RXD

- P3.1: (chân số 11) đưa ra tín hiệu truyền tin nối tiếp TXD

- INT0 hay P3.2: (chân số 12) tín hiệu vào gây ngắt 0 của VĐK

- INT1 hay P3.3: (chân số 13) tín hiệu vào gây ngắt 1 của VĐK

- T0 hay P3.4: (chân số 14) tín hiệu vào đếm cho Timer0/ Counter0 cho VĐK 8051/8052

- T1 hay P3.5: (chân số 15) tín hiệu vào đếm cho Timer1/ Counter1 cho VĐK 8051/8052

- WR hay P3.6: (chân số 16) để đưa tín hiệu ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài

- RD hay P3.7: (chân số 17) để đưa tín hiệu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài

- T2 hay P1.0: (chân số 1)tín hiệu vào đếm cho Timer2/ Counter2 cho VĐK

8052

- T2EX: (chân số 2) tín hiệu vào gây ngắt 2 của VĐK 8052

- Ngoài các tín hiệu chuyên dùng trên, cổng vào/ ra P3 này còn dùng để trao đổi

tin về dữ liệu D7-D0

4.1 Port 0

_ Port 0 (P0.0 – P0.7) có số chân từ 32 – 39

_ Port 0 có hai chức năng:

• Port xuất nhập dữ liệu (P0.0 – P0.7)→

không sử dụng bộ nhớ ngoài

• Bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7)→

có sử dụng

bộ nhớ ngoài

 Lưu ý: Khi Port 0 đóng vai trò là port xuất nhập dữ liệu thì phải sử dụng các điện trở

kéo lên bên ngoài

_ Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 0 (P0.0 – P0.7) được cấu hình

là port xuất dữ liệu, Muốn các chân Port 0 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trìnhlại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầunhập dữ liệu từ port

_ Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 0 đóng vai trò là ngõ vào của dữ liệu(D0 – D7)

• Port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7)→

sử dụng hoặc không sử dụng bộnhớ ngoài

_ Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port (P1.0 – P1.7) được cấu hình làport xuất dữ liệu Muốn các chân Port 1 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trìnhlại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầunhập dữ liệu từ port

_ Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 1 đóng vai trò là ngõ vào của địa chỉbyte thấp (A0 – A7)

4.3 Port 2

_ Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28

_ Port 2 có hai chức năng:

• Port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) →

không sử dụng bộ nhớ ngoài

• Bus địa chỉ byte cao (A8 – A15) →

có sử dụng bộ nhớ ngoài

_ Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 2 (P2.0 – P2.7) được cấu hình

là port xuất dữ liệu Muốn các chân Port 2 làm port nhâp dữ liêu thì cần phải lập trìnhlại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầunhập dữ liệu từ port

_ Khi lập trình ROM trong chip thì Port 2 đóng vai trò là ngõ vào của địa chỉbyte cao (A8 – A11) và các tín hiệu điều khiển

4.4 Port 3

_ Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân tù 10 – 17.

_ Port 3 có hai chức năng:

• Port xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7)→

không sử dụng bộ nhớ ngoàihoặc các chức năng đặc biệt

• Các tín hiệu điều khiển →

có sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năngđặc biệt

_ Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 3 (P3.0 – P3.7) được cấu hình

là port xuất dữ liệu Muốn các chân Port 3 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trìnhlại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầunhập dữ liệu từ port

_ Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 3 đóng vai trò là ngõ vào của các tínhiệu điều khiển

_ Chức năng các chân Port 3:

Bảng 2.1: Chức năng các chân Port 3

(MHz): tần số dao động trên chip (tần số thạch anh).

_ Khi lệnh lấy từ dữ liệu từ RAM ngoài (MOVX) được thực hiện thì một xungALE bị bỏ qua

chip 89S52 sử dụng chương trình của ROM trong

_ Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của điện

áp lập trình (V PP = 12V – 12,5V cho họ 89xx; 21V cho họ 80xx, 87xx)

 Lưu ý: Chân EA\ phải được nối lên V CC (nếu sử dụng chương trình của ROMtrong) hoặc nối xuống GND (nếu sử dụng chương trình của ROM ngoài), khôngbao giờ được phép bỏ trống chân này.

_ XTAL (Crystal): tinh thể thạch anh, chân số 18 – 19.

ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip

 Lưu ý: f TYP (MHz): tần số danh định.

Sơ đồ 2.3: Sơ đồ kết nối thạch anh và mạch dao động bên ngoài

4.9 Chân RST

_ RST (Reset): thiết lập lại, chân số 9.

12MHz

f TYP =

CẤU TRÚC CÁC PORT XUẤT NHẬP CHIP 89S52

Khả năng fanout ( số lượng tải đầu ra) của từng chân port chip 89S52 là:

f

Machine set xT

tRe ≥2

 Lưu ý:

• Khi Port 0 đóng vai trò là port xuất nhập thì sẽ không có điện trở kéo lênbên trong→

do đó người sử dụng cần thêm vào điện trở kéo lên bên ngoài

Hình 2.1: Cấu trúc bên trong của các port xuất nhập

• Ở chế độ mặc định (khi reset) thì tất cả các chân của các port (P0 – P3)được cấu hình là port xuất dữ liệu

• Muốn các chân port của chip 89S52 làm port nhập dữ liệu thì ta cần phảiđược lập trình lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit(các chân) của port trước khi bắt đầu nhập dữ liệu từ port

• Các chân trong cùng một port không nhất thiết phải có cùng kiểu cấu hình(port xuất hoặc port nhập) Nghĩa là trong cùng một port có thể có chândùng để nhập dữ liệu, có thể có chân dùng để xuất dữ liệu Điều này là tùy

Quá trình ghi chân port (xuất dữ liệu ra chân port).

Hình 2.2: Thao tác ghi chân port

Quá trình đọc chân port (nhập dữ liệu từ chân port)

Hình 2.3: Thao tác đọc chân port

Quá trình đọc bộ chốt (kiểm tra dữ liệu tại chân port)

Hình 2.4: Thao tác đọc bộ chốt

 Lưu ý: Việc đọc dữ liệu của bất kỳ một port nào có thể cho ta hai giá trị khác

nhau tùy thuộc vào lệnh mà ta sử dụng để đọc dữ liệu từ port Xảy ra hiện tượngkhông mong muốn này là do quá trình đọc dữ liệu của chip 89S52 gồm hai quátrình khác nhau: quá trình đọc chân port và quá trình đọc bộ chốt

o Quá trình đọc chân port: Khi ta sử dụng các lệnh MOV, ADD,… Dữ liệunhận được sau khi thực hiện quá trình đọc là dữ liệu hiện tại ở các chânport

o Quá trình đọc bộ chốt: Khi ta sử dụng các lệnh ANL, Orl, XRL, CPL,

nếu tại thời điểm thực hiện quá trình đọc mà dữ liệu tại các chân port có

bị thay đổi đi chăng nữa thì dữ liệu đọc về cũng không được cập nhật

Hình 2.5: Không gian bộ nhớ của chip 89S52

Hình 2.6: Bộ nhớ dữ liệu trên chip 89S52

6.1 Bộ nhớ trong

_ Dùng để lưu trữ chương trình điều khiển cho chip 89S52 hoạt động.

_ Chip 89S52 có 8 KB ROM trong, địa chỉ truy xuất: 000H – FFFH

_ Dùng để lưu trữ các dữ liệu và tham số.

_ Chip 89S52 có 256 byte RAM trong, địa chỉ truy xuất: 00H – 7FH