Bảng quang báo ma trận giao tiếp máy tính dùng vi điều khiển PIC 16f877a full file đồ án

CHƯƠNG DẪN NHẬP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Thông tin liên lạc vấn đề quan tâm xã hội Ngay từ ngày xưa, người biết vận dụng có sẵn để truyền tin lửa, âm thanh, dấu hiệu… Ngày nay, với phát triển xã hội ngày có nhiều cách tiếp cận với thơng tin Ta biết thơng tin qua báo chí, truyền hình, mạng internet, qua pano, áp phích… Thơng tin cần phải truyền nhanh chóng, kịp thời phổ biến rộng rãi toàn xã hội Và việc thu thập thơng tin kịp thời, xác yếu tố quan trọng thành công lĩnh vực Các thiết bị tự động điều khiển từ xa qua thiết bị chủ điều khiển tr ực tiếp qua hệ thống máy tính Việc sử dụng vi điều khiển để điều khiển hiển thị có nhiều ưu điểm mà phương pháp truyền thống panơ, áp phích khơng có việc điều chỉnh thơng tin cách nhanh chóng cách thay đổi chương trình Với lý trên, nhóm thực đề tài đưa cách thức phục vụ thông tin dùng quang báo Nội dung nghiên cứu đề tài tạo bảng quang báo ứng dụng việc hiển thị thong tin nơi công cộng công ty, nhà xưởng, nhà ga… Thế giới ngày phát triển lĩnh vực điều khiển cần phải mở rộng Việc ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp vào sản xuất mang lại nhiều thuận lợi cho xã hội loài người, thơng tin cập nhật nhanh chóng điều khiển cách xác 1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Với khoảng thời gian thực đề tài tuần, nhóm thảo luận chọn nội dung đề tài sau: Trang - Nghiên cứu, tìm phương án điều khiển xử lý liệu cho bảng led ma trận hiển thị - Nghiên cứu tìm phương án để xử lý giao tiếp máy tính bảng quang báo - Thi công bảng quang báo hiển thị đơn sắc kích thước 16×128 điểm ảnh - Thi cơng mạch giao tiếp máy tính bảng quang báo - Lập trình C# NET winform để truyền nhận liệu từ máy tính mạch quang báo 1.3 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI: Trong q trình nghiên cứu thực đề tài nhằm giúp người học: - Tăng khả tự nghiên cứu tự học - Bước đầu tiếp xúc với thực tế - Vận dụng kiến thức có đồng thời tìm tòi kiến thức để hiểu sâu sắc lĩnh vực Để thiết kế hệ thống nêu người nghiên cứu phải nắm vững kiến thức chuyên ngành điện tử, tìm hiểu, nghiên cứu qua sách vở, tài liệu nước dạng mạch thực tế để thi công phần cứng 1.4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: - Các phương án điều khiển xử lý liệu cho bảng led ma trận - Tìm hiểu vi điều khiển PIC16F877A - Tìm hiểu phương pháp lập trình CCS cho PIC - Tìm hiểu phương pháp lập trình C#.NET - Bảng quang báo led ma trận kích thước 16×128 điểm ảnh 1.5 LẬP KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU: Để thực đề tài nhóm sinh viên kết hợp sử dụng nhiều phương pháp phương tiện hỗ trợ gồm có: - Tham khảo tài liệu: kỹ thuật xung, kỹ thuật số, điện tử bản, vi điều khiển… Trang - Quan sát - Thực nghiệm - Tổng kết kinh nghiệm - Phương tiện: máy vi tính, Internet, thư viện… Kế hoạch nghiên cứu: - Tuần 1: Nhận đề tài lập đề cương tổng quát + Thu thập tài liệu lập đề cương chi tiết - Tuần 2, 3, 4: Thiết kế thi công viết báo cáo Trang CHƯƠNG GIỚI THIỆU LED MA TRẬN VÀ BẢNG QUANG BÁO Ngày nhu cầu thông tin quảng cáo lớn, việc áp dụng phương tiện kỹ thuật vào lĩnh vực cần thiết Khi bạn đến nơi công cộng, bạn dễ dàng bắt gặp áp phích quảng cáo điện tử chạy theo hướng khác với nhiều hình ảnh màu sắc ấn tượng 2.1 GIỚI THIỆU VỀ LED MA TRẬN Ma trận nằm nhiều cột hàng cột có màu) hay vị trí tạo thành LED vị hiệu điện Cathode Trên mở trận LED để tạo thành bảng quang báo LED bao gồm nhiều LED vỏ chia thành hàng, giao điểm thể có LED (ma trận LED nhiều LED (2 LED ma trận LED màu) Để trí sáng phải cấp dương Anode sở cấu trúc vậy, ta rộng hàng cột ma Hình ảnh LED ma trận 5x7 2.1.1 PHÂN LOẠI LED MA TRẬN Theo kích cỡ Theo màu sắc 5x7 màu 5x8 màu 8x8 màu 11x9 16x16 Theo hình dạng điểm chấm Tròn Vng Bầu dục 2.1.2 LED MA TRẬN 8x8 Led ma trận m×n Led ma trận có m cột n hàng Led ma trận 8×8 led ma trận gồm có cột hàng Led ma trận có hai loại: loại thứ cathode Bảng phân loại LED ma trận Trang chung (common cathode – hàng cathode, cột anode), loại thứ hai anode chung (common anode– hàng anode, cột cathode) Đề tài sử dụng loại Led ma trận cathode chung (cathode cột) dễ dàng tìm mua Led ma trận loại thị trường linh kiện điện tử nước ta, đa dạng kích cỡ màu sắc, có loại indoor, outdoor C C H H C H C C 2 H H C H C H H C 7 1 1 1 2.1.3 HÌNH DẠNG THỰC TẾ VÀ SƠ ĐỒ CHÂN RA Hình dạng thực tế sơ đồ chân led ma trận 8x8 2.1.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LED MA TRẬN 8X8 2.2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ BẢNG QUANG BÁO THỰC TẾ 2.2.1 MẪU MỘT DÒNG CHỮ (16 X 240 ĐIỂM ẢNH): Trang Các thông số kỹ thuật: - Kích thước hiển thị: chiều cao 122mm, chiều dài tuỳ ý (thường bội 305mm) - Độ phân giải (số điểm ảnh): 16 x 40 x (chiều dài hiển thị/305) - Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn (RJ45, Bàn phím) - Bảng hiển thị dòng chữ cao 122mm (16 điểm ảnh - hình trên) hai dòng chữ cao 61mm (8 điểm ảnh) không dấu Tiếng Việt - Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn (RJ45) 2.2.2 MẪU HAI DÒNG CHỮ (32 X 240 ĐIỂM ẢNH) Các thơng số kỹ thuật: - Kích thước hiển thị: chiều cao 244mm, chiều dài tuỳ ý (thường bội 305mm) - Độ phân giải (số điểm ảnh): 32 x 40 x (chiều dài hiển thị/305) - Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn ( RJ45) - Bảng hiển thị hai dòng chữ cao 122mm (16 điểm ảnh – hình trên) dòng chữ cao 244mm (32 điểm ảnh - hình dưới) - Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn ( RJ45) 2.3 GIỚI THIỆU VỀ BẢNG QUANG BÁO HIỂN THỊ LED MA TRẬN TRONG ĐỒ ÁN 2.3.1 PHẦN CỨNG: - Kích thước hiển thị: chiều cao 12cm,chiều dài 96 cm Trang - Độ phân giải (số điểm ảnh):16 x 128 - Bảng có khả hiển thị dòng chữ cao 12 cm - Hiển thị: + Một màu đỏ + Nội dung hiển thị cho chạy theo hướng khác nhau: dịch trái, dịch phải, dịch lên, dịch xuống 2.3.2 PHẦN MỀM - Dùng ngôn ngữ lập trình CCS để lập trình cho vi xử lý PIC16F877 - Dùng ngơn ngữ lập trình C# để viết phần mềm giao diện máy tính Trang CHƯƠNG KHẢO SÁT LINH KIỆN 3.1 VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 3.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PIC PIC viết tắt “Programable Intelligent Computer”, tạm dịch “máy tính thơng minh khả trình” hãng Genenral Instrument đặt tên cho vi điều khiển họ: PIC1650 thiết kế để dùng làm thiết bị ngoại vi cho vi điều khiển CPU1600 Vi điều khiển sau nghiên cứu phát triển thêm từ hình thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày 3.1.1.1 SỰ PHỔ BIẾN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC Trên thị trường có nhiều họ vi điều khiển 8051, Motorola 68HC, AVR, ARM Tuy nhiên, PIC sử dụng rộng rãi Việt Nam nguyên nhân sau: - Họ vi điều khiển tìm mua dễ dàng thị trường Việt Nam - Giá thành không đắt - Có đầy đủ tính vi điều khiển hoạt động độc lập - Là bổ sung tốt kiến thức ứng dụng cho họ vi điều khiển mang tính truyền thống: họ vi điều khiển 8051 - Hiện Việt Nam giới, PIC sử dụng rộng rãi Điều tạo nhiều thuận lợi trình tìm hiểu phát triển ứng dụng như: số lượng tài liệu, số lượng ứng dụng mở phát triển thành công, dễ dàng trao đổi, học tập, dễ dàng tìm dẫn gặp khó khăn… - Sự hỗ trợ nhà sản xuất trình biên dịch, cơng cụ lập trình, nạp chương trình từ đơn giản đến phức tạp… - Các tính đa dạng vi điều khiển PIC không ngừng phát triển 3.1.1.2 KIẾN TRÚC PIC Cấu trúc phần cứng vi điều khiển thiết kế theo hai dạng kiến trúc: kiến trúc Von-Neumann kiến trúc Harvard Hình 3.1: Kiến trúc Harvard kiến trúc Von-Neuman Trang 10 Tổ chức phần cứng PIC thiết kế theo kiến trúc Harvard Điểm khác biệt kiến trúc Harvard kiến trúc Von-Neumann cấu trúc nhớ liệu nhớ chương trình Đối với kiến trúc Von-Neuman, nhớ liệu nhớ chương trình nằm chung nhớ, ta tổ chức, cân đối cách linh hoạt nhớ chương trình nhớ liệu Tuy nhiên điều có ý nghĩa tốc độ xử lí CPU phải cao,vì với cấu trúc đó, thời điểm CPU tương tác với nhớ liệu nhớ chương trình Như nói kiến trúc Von-Neumann khơng thích hợp với cấu trúc vi điều khiển Đối với kiến trúc Harvard, nhớ liệu nhớ chương trình tách thành hai nhớ riêng biệt Do thời điểm CPU tương tác với hai nhớ, tốc độ xử lí vi điều khiển cải thiện đáng kể Một điểm cần ý tập lệnh kiến trúc Harvard tối ưu tùy theo yêu cầu kiến trúc vi điều khiển mà không phụ thuộc vào cấu trúc liệu Ví dụ, vi điều khiển dòng 16Fxxx, độ dài lệnh ln 14 bit (trong liệu tổ chức thành byte), kiến trúc Von-Neumann, độ dài lệnh bội số byte (do liệu tổ chức thành byte) Đặc điểm minh họa cụ thể hình 3.1 3.1.1.3 RISC VÀ CISC Như trình bày trên, kiến trúc Harvard khái niệm so với kiến trúc Von-Neumann Khái niệm hình thành nhằm cải tiến tốc độ thực thi vi điều khiển Qua việc tách rời nhớ chương trình nhớ liệu, bus chương trình bus liệu, CPU lúc truy xuất nhớ chương trình nhớ liệu, giúp tăng tốc độ xử lí vi điều khiển lên gấp đơi Đồng thời cấu trúc lệnh khơng phụ thuộc vào cấu trúc liệu mà linh động điều chỉnh tùy theo khả tốc độ vi điều khiển Và để tiếp tục cải tiến tốc độ thực thi lệnh, tập lệnh họ vi điều khiển PIC thiết kế cho chiều dài mã lệnh ln cố định (ví dụ họ 16Fxxxx chiều dài mã lệnh 14 bit) cho phép thực thi lệnh chu kì xung clock ( ngoại trừ số trường hợp đặc biệt lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình … cần hai chu kì xung đồng hồ) Điều có nghĩa tập lệnh vi điều khiển thuộc cấu trúc Harvard lệnh hơn, ngắn hơn, đơn giản để đáp ứng yêu cầu mã hóa lệnh số lượng bit định Vi điều khiển tổ chức theo kiến trúc Harvard gọi vi điều khiển RISC (Reduced Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập lệnh rút gọn Vi điều khiển thiết kế theo kiến trúc Von-Neuman gọi vi điều khiển CISC (Complex Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập lệnh phức tạp mã lệnh khơng phải số cố định mà bội số bit (1 byte) 3.1.1.4 PIPELINING Trang 11 Đây chế xử lí lệnh vi điều khiển PIC Một chu kì lệnh vi điều khiển bao gồm xung clock Ví dụ ta sử dụng oscillator có tần số MHZ, xung lệnh có tần số MHz (chu kì lệnh us) Giả sử ta có đoạn chương trình sau: MOVLW 55h MOVWF PORTB CALL SUB_1 BSFPORTA,BIT3 instruction @ address SUB_1 Ở ta bàn đến qui trình vi điều khiển xử lí đoạn chương trình thơng qua chu kì lệnh Q trình thực thi sau: TCY0: đọc lệnh TCY1:thực thi lệnh 1, đọc lệnh TCY2: thực thi lệnh 2, đọc lệnh TCY3: thực thi lệnh 3, đọc lệnh TCY4: lệnh khơng phải lệnh thực thi theo qui trình thực thi chương trình (lệnh thực thi phải lệnh label SUB_1) nên chu thi lệnh dùng để đọc lệnh label SUB_1 Như xem lênh cần chu kì xung clock để thực thi TCY5: thực thi lệnh SUB_1 đọc lệnh SUB_1 Quá trình thực tương tự cho lệnh chương trình Thơng thường, để thực thi lệnh, ta cần chu kì lệnh để gọi lệnh đó, chu kì xung clock để giải mã thực thi lệnh Với chế pipelining trình bày trên, lệnh xem thực thi chu kì lệnh Đối với lệnh mà q trình thực thi làm thay đổi giá trị ghi PC (Program Counter) cần hai chu kì lệnh để thực thi phải thực việc gọi lệnh địa ghi PC tới Sau xác định vị trí lệnh ghi PC, lệnh cần chu kì lệnh để thực thi xong 3.1.1.5 CÁC DÒNG PIC VÀ CÁCH LỰA CHỌN PIC Trang 12 CHƯƠNG GIAO TIẾP RS-232 5.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC Chuẩn RS-232 lần giới thiệu vào năm 1962 hiệp hội kỹ thuật điện tử EIA (Electronics Industries Association – Hiệp hội công nghiệp điện tử) chuẩn giao tiếp truyền thông máy tính thiết bị ngoại vi (Modem, máy vẽ, mouse, máy tính khác, PLC…) RS-232A (năm 1963), RS-232B (năm 1965), RS232C (năm 1969) chuẩn RS-232 có sửa đổi Cổng giao tiếp RS-232 giao diện phổ biến rộng rãi nhất, giống cổng máy in, cổng nối tiếp sử dụng rổng rãi cho mục đích đo lường điều khiển 5.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CHUẨN RS-232 Việc truyền liệu RS-232 tiến hành theo cách nối tiếp, nghĩa bit liệu gởi nối tiếp đường truyền dẫn Đầu nối DB-25 20 22 DB-9 BERG B2 A4 A8 A3 A7 A6 B1 A5 A2 Chức Đất Truyền liệu Nhận liệu Yêu cầu gửi Xoá việc gửi Dữ liệu sẵn sàng Nối đất vỏ máy Dò sóng mang Terminal sẵn sàng Bộ thị vòng Tên GND TXD RXD RTS CTS DSR GND DCD DTR RI Hướng Xuất Nhập Xuất Nhập Nhập Xuất Nhập 5.3 TRUYỀN DỮ LIỆU QUA CHUẨN RS-232 Mức tín hiệu chân RXD tùy thuộc vào đường dẫn TXD thông thường nằm khoảng –12V đến +12V.Các bit liệu gởi đảo ngược lại Mức điện áp mức cao nằm –12V đến –3V mức thấp nằm +3V đến +12V 5.4 GIỚI THIỆU VI MẠCH GIAO TIẾP MAX 232 Vi mạch MAX 232 hãng MAXIM vi mạch chuyên dùng giao diện nối tiếp với máy tính Chúng có nhiệm vụ chuyển đổi mức TTL lối vào thành mức +10V –10V phía truyền mức +3…+15V -15…-3V thành mức TTL phía nhận Trang 46 16 C O M on PC C 10uF C 15 10uF 10 T1O U T R IN VC C T IN R 1O U T C 1+ 11 12 V+ V- C 1- C 10uF G N D T2O U T R 2O U T R IN T IN C 2+ C C 2- 10uF 9 13 14 M A X232 /T O S O /T C K I /T O S I/C C P /C C P /S C K /S C L /S D I/S D A /S D O /T X/C K /R X/D T R R R R R R R R D D D D D D D D /P /P /P /P /P /P /P /P S S S S S S S S P P P P P P P P M C LR 11 VD D 2 2 2 C C C C C C C C R B /IN T R B1 R B2 R B /P G M R B4 R B5 R B /P G C R B /P G D R E /R D /A N R E /W R /A N R E /C S /A N R A /A N R A /A N R A /A N /V R E F -/C V R E F R A /A N /V R E F + R A /T C K I/C O U T R A /A N /C O U T 3 3 3 4 9 10 O S C /C L K IN O S C /C L K O U T VSS R R R R R R R R 12 u 1F 13 C VSS 1 1 2 2 31 VC C VD D 32 Vi mạch MAX 232 có hai đệm hai nhận Đường dẫn điều khiển lối vào CTS, điều khiển việc xuất liệu cổng nối tiếp cần thiết, nối với chân vi mạch MAX 232 Còn chân RST (chân 10 vi mạch MAX) nối với đường dẫn bắt tay để điều khiển trình nhận Thường đường dẫn bắt tay nối với cổng nối tiếp qua cầu nối, để khơng dùng đến hở mạch cầu Cách truyền liệu đơn giản dùng ba đường dẫn TxD, RxD GND (mass) Sơ đồ kết nối: P IC F 7 A Trang 47 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ C# VÀ NET FRAMEWORK Mục tiêu C# cung cấp ngơn ngữ lập trình đơn giản, an toàn, đại, hướng đối tượng, đặt trọng tâm vào Internet, có khả thực thi cao cho mơi trường NET C# ngơn ngữ mới, tích hợp tinh hoa ba thập kỷ phát triển ngơn ngữ lập trình Ta dễ dàng thầy C# có đặc trưng quen thuộc Java, C++, Visual Basic … 6.1 NỀN TẢNG CỦA NET Khi Microsoft công bố C# vào tháng năm 2000, việc khánh thành phần số nhiều kiện mà tảng Net công công bố Nền tảng Net khung phát triển ứng dụng mới, cung cấp giao diện lập trình ứng dụng (Application Programming Interface- API) mẻ cho dịch vụ hệ điều hành Windows, cụ thể Windows 2000, mang lại nhiều kỹ thuật khác bật Microsoft suốt từ năm 90 Trong số có dịch vụ COM+, cơng nghệ ASP, XML thiết kế hướng đối tượng, hỗ trợ giao thức dịch vụ web SOAP, WSDL UDDL với trọng tâm Internet, tất tích hợp kiến trúc DNA Nền tảng NET bao gồm bốn nhóm sau: - Một tập ngơn ngữ, bao gồm C# Visual Basic Net; tập công cụ phát triển bao gồm Visual Studio Net; tập đầy đủ thư viện phục vụ cho việc xây dựng ứng dụng web, dịch vụ web ứng dụng Windows; có CLR - Common Language Runtime: (ngôn ngữ thực thi dùng chung) để thực thi đối tượng xây dựng bô khung - Một tập Server Xí nghiệp Net SQL Server 2000 Exchange 2000, BizTalk 2000, … chúng cung cấp chức cho việc lưu trữ liệu quan hệ, thư điện tử, thương mại điện tử B2B, … - Các dịch vụ web thương mại miễn phí, vừa cơng bố gần đậy dự án Hailstorm; nhà phát triển dùng dịch vụ để xây dựng ứng dụng đòi hỏi tri thức định danh người dùng… - NET cho thiết bị PC điện thoại (cell phone), thiết bị game… 6.2 NET FRAMEWORK Net hỗ trợ tích hợp ngơn ngữ, tức ta kế thừa lớp, bắt biệt lệ, đa hình thơng qua nhiều ngôn ngữ .NET Framework thực việc nhờ vào đặc tả Common Type System - CTS (hệ thống kiểu chung) mà tất thành phần Net tuân theo Ví dụ, thứ Net đối tượng, thừa kế từ lớp gốc System.Object Trang 48 Ngồi Net bao gồm Common Language Specification - CLS (đặc tả ngơn ngữ chung) Nó cung cấp qui tắc mà ngôn ngữ muốn tích hợp phải thỏa mãn CLS yêu cầu tối thiểu ngơn ngữ hỗ trợ Net Trình biên dịch tuân theo CLS tạo đối tượng tương hợp với đối tượng khác Bộ thư viện lớp khung ứng dụng (Framework Class Library - FCL) dùng ngơn ngữ tuân theo CLS .NET Framework nằm tầng hệ điều hành (bất kỳ hệ điều hành không Windows) .NET Framework bao gồm: - Bốn ngơn ngữ thức: C#, VB.Net, C++, Jscript.NET - Common Language Runtime- CLR, tảng hướng đối tượng cho phát triển ứng dụng Windows web mà ngơn ngữ chia sẻ sử dụng - Bộ thư viện Framework Class Library - FCL Hình 7.1: Kiến trúc khung ứng dụng NET Thành phần quan trọng NET Framework CLR, cung cấp mơi trường cho ứng dụng thực thi CLR máy ảo, tương tự máy ảo Java CLR kích hoạt đối tượng, thực kiểm tra bảo mật, cấp phát nhớ, thực thi thu dọn chúng Trong Hình 1, tầng CLR bao gồm: - Các lớp sở - Các lớp liệu XML - Các lớp cho dịch vụ web, web form, Windows form Các lớp gọi chung FCL, Framework Class Library, cung cấp API hướng đối tượng cho tất chức NET Framework (hơn 5000 lớp) Trang 49 Các lớp sở tương tự với lớp Java Các lớp hỗ trợ thao tác nhập xuất, thao tác chuổi, văn bản, quản lý bảo mật, truyền thơng mạng, quản lý tiểu trình chức tổng hợp khác … Trên mức lớp liệu XML Lớp liệu hỗ trợ việc thao tác liệu sở liệu Các lớp bao gồm lớp SQL (Structure Query Language: ngơn ngữ truy vấn có cấu trúc) cho phép ta thao tác liệu thông qua giao tiếp SQL chuẩn Ngồi tập lớp gọi ADO.Net cho phép thao tác liệu Lớp XML hỗ trợ thao tác liệu XML, tìm kiếm diễn dịch XML Trên lớp liệu XML lớp hỗ trợ xây dựng ứng dụng Windows (Windows forms), ứng dụng Web (Web forms) dịch vụ Web (Web services) 6.3 BIÊN DỊCH VÀ NGÔN NGỮ TRUNG GIAN (MSIL) Với NET, chương trình khơng biên dịch thành tập tin thực thi, mà biên dịch thành ngôn ngữ trung gian (MSIL - Microsoft Intermediate Language, viết tắt IL), sau chúng CLR thực thi Các tập tin IL biên dịch từ C# đồng với tập tin IL biên dịch từ ngôn ngữ NET khác Khi biên dịch dự án, mã nguồn C# chuyển thành tập tin IL lưu đĩa Khi chạy chương trình IL biên dịch (hay thơng dịch) lần trình Just In Time - JIT, kết mã máy xử lý thực thi Trình biên dịch JIT chạy có yêu cầu Khi phương thức gọi, JIT phân tích IL sinh mã máy tối ưu cho loại máy JIT nhận biết mã nguồn biên dịch chưa, để chạy ứng dụng hay phải biên dịch lại CLS có nghĩa ngôn ngữ Net sinh mã IL Các đối tượng tạo theo ngôn ngữ truy cập thừa kế đối tượng ngơn ngữ khác Vì ta tạo lớp sở VB.Net thừa kế từ C# 6.4 NGƠN NGỮ C# C# ngôn ngữ đơn giản, với khoảng 80 từ khoá mười kiểu liệu dựng sẵn, C# có tính diễn đạt cao C# hỗ trợ lập trình có cấu trúc, hướng đối tượng, hướng thành phần (component oriented) Trọng tâm ngôn ngữ hướng đối tượng lớp Lớp định nghĩa kiểu liệu mới, cho phép mở rộng ngôn ngữ theo hướng cần giải C# có từ khố dành cho việc khai báo lớp, phương thức, thuộc tính (property) C# hỗ trợ đầy đủ khái niệm trụ cột lập trình hướng đối tượng: đóng gói, thừa kế, đa hình Định nghĩa lớp C# khơng đòi hỏi tách rời tập tin tiêu đề với tập tin cài đặt C++ Hơn thế, C# hỗ trợ kiểu sưu liệu mới, cho phép sưu liệu trực tiếp tập tin mã nguồn Đến biên dịch tạo tập tin sưu liệu theo định dạng XML C# hỗ trợ khái niệm giao diện, interfaces (tương tự Java) Một lớp kế thừa lớp cha cài đặt nhiều giao diện C# có kiểu cấu trúc, struct (không giống C++) Cấu trúc kiểu hạng nhẹ bị giới hạn Cấu trúc thừa kế lớp hay kế thừa cài đặt giao diện Trang 50 C# cung cấp đặc trưng lập trình hướng thành phần property, kiện dẫn hướng khai báo (được gọi attribute) Lập trình hướng component hỗ trợ CLR thơng qua siêu liệu (metadata) Siêu liệu mô tả lớp bao gồm phương thức thuộc tính, thông tin bảo mật … Assembly tập hợp tập tin mà theo cách nhìn lập trình viên thư viện liên kết động (DLL) hay tập tin thực thi (EXE) Trong NET assembly đon vị việc tái sử dụng, xác định phiên bản, bảo mật, phân phối CLR cung cấp số lớp để thao tác với assembly C# cho truy cập trực tiếp nhớ dùng trỏ kiểu C++, vùng mã xem khơng an tồn CLR khơng thực thi việc thu dọn rác tự động đối tượng tham chiếu trỏ lập trình viên tự giải phóng Trang 51 CHƯƠNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TỐN MẠCH 7.1 SƠ ĐỒ NGUN LÝ (Hình) 7.2 MẠCH KÉO DỊNG 7.2.1 SƠ ĐỒ MẠCH Hình 7.1: Mạch kéo dòng Về phương diện cơng suất việc nâng dòng cho liệu hàng cột nhằm đảm bảo yêu cầu dòng qua led ma trận Mạch kéo dòng dùng Transistor để kéo dòng cho 128 led ( mạch dùng 32 led ma trận chia làm hai hàng, hàng 16 led ma trận, led ma trận có cột điểm ảnh có led màu đỏ nên có: x 16=128) Mạch dùng quang báo 16x128 ( tức 16 hàng, 128 cột), nên có 16 mạch kéo dòng 7.2.2 TÍNH TỐN * Tính R2 Trang 52 Từ hiệu ứng sinh học mắt tần số Led chớp không nháy là: fmin = 25Hz Bảng Led thiết kế gồm 16 hàng, tần số quét toàn bảng Led là: fquet = 25x16=400Hz Với fquet = 400Hz  chu kỳ quét: Tmin = f quet = = 2.5ms 400  Thời gian sáng trung bình hàng led là: ttb = / 16 LED chọn để thiết kế, từ thực nghiệm cho thấy dòng qua led chế độ thường trực 5mA-25mA, chọn dòng trung bình qua led 10mA Mạch gồm 32 led ma trận ghép lại với tạo bảng led ma trận 16 hàng 128 cột Mà thời điểm ta chọn hàng để kích sáng, hàng chọn ta phải cho sáng 128 led đơn nên ta có : Dòng IC cao D401A là: IC2max = 128 x 10 = 1280 mA I c Để Q2 dẫn bão hòa thì: I B max = k × (Q2=D401A có β = 40) β  I B max = × 1280 = 96(mA) (k=3: hệ số bão hoà sâu) 40 Với Vcc = V R2 = (VCC – VEC1-SAT – VBE2-SAT) / IB2max R2 = (5 – 0.2 -0.8) / 0.096 = 41, (Ω)  Chọn R2 = 39Ω * Tính R1 I c1 Khi Q1 dẫn bão hòa ta có: I B1 = k × ;( mà Ic1 ≈ Ib2) β 96 = 3.6(mA) (Q1= A1015 có β = 80) 80 R1 = (VCC – VEB1-SAT) / IB1 = (5 – 0.8) / 3.6 = 1.17 (kΩ)  Chọn R1 = 1.2 k Ω  I B1 = × * Tính R3: Ta có: VR3 = VBE2_SAT = 0.8V IR3 = IC1 - IB2 ≈ 0.1mA  R3 = VR3 / IR3 = 0.8 / 0.1 = kΩ * Tính RL: Khi Transistor D401A bão hòa thì: VEC1-SAT = VCE2-SAT = 0.2V IB2 = k x (IC2 / β ) ( k =2 ÷ 5) Ta có: VCC = VC2 + VCE2-SAT VC2 = VCC - VCE2-SAT = - 0.2 = 4.8V Để led đơn led ma trận sáng bình thường trình quét led ta phân cực sau: Trang 53 I LED = IRL = 20mA (do RL ghép nối tiếp với led ma trận nên I LED = IRL) VLED = 2V Trong đó: ILED: dòng qua led ma trận VLED: áp định mức đặt lên led VC2 = VLED + VRL  VRL = VC2 - VLED = 4.8 -2 = 2.8V  RL = VRL / IRL = 2.8 / 0.02 = 140 Ω V ới: V C2: áp cực C D401A V RL: áp đặt lên RL Chọn: R1 = 1.2kΩ, R2 = 39Ω, R3 =10kΩ, RL = 150 Ω, Q1 A1015, Q2 D401A 7.3 MẠCH NGUỒN 7.3.1 SƠ ĐỒ MẠCH U LM 7805 + - C1 0 u f /2 V D2 C2 u F /2 V C3 104 C4 u f /2 V R2 1K D1 OUT R S403L J5 CON2 IN VCC GND VCC Hình 7.2: Sơ đồ mạch nguồn ổn áp 5V Do yêu cầu mạch, vi điều khiển PIC16F877 hoạt động bình thường không thúc tải ngõ ra: 4mA, thúc tải giao tiếp với ngoại vi, dòng điện khoảng 10mA IC 6B595 tiêu thụ dòng 5mA Có 18 IC 6B595 tổng dòng tiêu thụ IC 6B595 là: 18 x 5mA = 90mA Bộ đệm tiêu thụ dòng 1.33mA Có 16 Transistor đệm tổng dòng là: 16 x 1.33 = 21mA Vậy, nguồn cung cấp 5V phải chịu dòng điện lớn 121mA Nhằm đảm bảo tính ổn định mạch, đề tài thiết kế mạch nguồn sử dụng IC ổn áp dương 7805 (ổn áp dương có điện áp ngõ cố định 5V, dòng điện ngõ từ 100mA đến 1A) 7.3.2 THIẾT KẾ Để an toàn IC 7805 cung cấp dòng cho tải là: 100mA - 1A Trang 54 Điện áp ngõ vào tối thiểu phải cao điện áp ngõ 2V để mạch hoạt động tốt Trong C1, C2 dùng để lọc (nguồn DC chưa ổn định) để ổn định điện áp ngõ vào, C3 dùng để lọc nhiễu cao tần, C4 làm cho áp phẳng Trang 55 Trang 56 BEGIN Khai báo biến Khai báo chương trình Giải mã địa font Copy mã font vào ram Đủ liệu S Đ VĐK lấy liệu từ RAM Điều khiển hiển thị bảng quang báo END Trang 57 BEGIN KHAI BAO BIEN i, j So hang quet = Dich font tu RAM vao 595 Đủ liệu 16 bytes? Đủ 16 hàng ? END Trang 58 BEGIN GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ MẢNG FONT COPY FONT VAO RAM ĐỦ 16 BYTES? TĂNG ĐỊA CHỈ RAM LÊN 16 ĐƠN VỊ END Trang 59 BEGIN XUẤT BIT CAO CỦA ĐỊA CHỈ XUẤT BIT THẤP CỦA ĐỊA CHỈ GHI DỮ LIỆU VÀO RAM END BEGIN XUẤT BIT CAO CỦA ĐỊA CHỈ XUẤT BIT THẤP CỦA ĐỊA CHỈ ĐỌC DỮ LIỆU TỪ RAM END Trang 60 ... Nghiên cứu, tìm phương án điều khiển xử lý liệu cho bảng led ma trận hiển thị - Nghiên cứu tìm phương án để xử lý giao tiếp máy tính bảng quang báo - Thi cơng bảng quang báo hiển thị đơn sắc... phương án điều khiển xử lý liệu cho bảng led ma trận - Tìm hiểu vi điều khiển PIC1 6F877A - Tìm hiểu phương pháp lập trình CCS cho PIC - Tìm hiểu phương pháp lập trình C#.NET - Bảng quang báo led ma. .. dục 2.1.2 LED MA TRẬN 8x8 Led ma trận m×n Led ma trận có m cột n hàng Led ma trận 8×8 led ma trận gồm có cột hàng Led ma trận có hai loại: loại thứ cathode Bảng phân loại LED ma trận Trang chung