Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học – công nghệ nói chung và công nghệ bán dẫn nói riêng, các hệ thống quang báo không những không ngừng được cải tiến về mặt cấu trúc, qui mô mà còn được nâng cao về mặt chất lượng hiển thị để thõa mãn nhu cầu sử dụng của con người. Nhiều hệ thống mới ra đời với nhiều tính năng, mẫu mã mới, hình ảnh sắc nét với đa màu sắc….đã gây được sự chú ý và chiếm được cảm tình của rất nhiều người. Mặt khác, cùng với sự nâng cao về chất lượng mẫu mã, cấu trúc thì kích thước của bảng quang báo ngày càng mỏng đi tạo điều kiện cực kì thuận lợi cho sự xuất hiện của quang báo ở hầu hết mọi nơi trên đường phố. Việc ứng dụng các chíp vi điều khiển với tốc độ cao vào điều khiển quang báo cùng với việc kết nối với máy tính đã đem lại một hệ thống quang báo đơn giản với nhiều hiệu ứng chức năng. Mặt khác, việc thay đổi nội dung thông tin hiển thị hay thay đổi hiệu ứng thể hiện lại càng đơn giản hơn rất nhiều bằng cách thay đổi bằng phần mềm. Đồ án tốt nghiệp với đề tài:” Nghiên cứu, thiết kế hệ thống quang báo giao tiếp máy tính sử dụng vi điều khiển AT89C52” giúp cho sinh viên có những hiểu biết sâu sắc về cấu tạo, nguyên lí hoạt động của một hệ thống quang báo hoàn chỉnh. Đồng thời còn giúp cho sinh viên nâng cao khả năng lập trình, khả năng ứng dụng lí thuyết vào thực tế công việc. Do đó nhiệm vụ của đồ án là nghiên cứu và thiết kế hệ thống quang báo giao tiếp máy tính sử dụng vi điều khiển, thiết kế được phần mềm trên vi điều khiển và phần mềm trên máy tính để thay đổi nội dung thông tin hiển thị trên bảng quang báo. Em xin chân thành cảm ơn các quí thầy cô trong bộ môn Tự động hóa, đặc biệt là thầy Lâm Tăng Đức đã cung cấp kiến thức và nhiệt tình hướng dẫn em trong quá trình làm đồ án. Do có sự hạn chế về thời gian và kinh nghiệm, nên chắc chắn đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Kính mong quí thầy cô cùng các bạn nhận xét đánh giá, bổ sung, đóng góp ý kiến để đồ án được hoàn thiện hơn.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA -* * - Thuyết minh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUANG BÁO GIAO TIẾP MÁY TÍNH SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89C52 GVHD : ThS.Lâm Tăng Đức SVTH : Nguyễn Xuân Khương Lớp : 06D3 Đà Nẵng - 2011 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN oOo CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc oOo BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên Lớp Khoa Bộ môn : Nguyễn Xuân Khương : 06D3 : Điện : Tự Động Hóa Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUANG BÁO GIAO TIẾP MÁY TÍNH SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89C52 Nội dung: Chương : Tổng quan hệ thống quang báo Chương : Khảo sát vi điều khiển( AT89C52) Chương : Tổng quan giao tiếp RS-232 Chương : Giới thiệu số linh kiện điện tử số Chương : Thiết kế phần cứng Chương : Thiết kế phần mềm điều khiển Bản vẽ: Thời gian: Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : 25 / 03 / 2011 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 03 / 06 / 2011 Giáo viên hướng dẫn Ngày … tháng … năm 2011 (Ký ghi rõ họ tên) Trưởng môn Ngày …… tháng …… năm 2011 (Ký ghi rõ họ tên) ThS Lâm Tăng Đức TS Nguyễn Hoàng Mai Giáo viên duyệt Ngày … tháng … năm 2011 (Ký ghi rõ họ tên) Chủ tịch hội đồng Ngày … tháng … năm 2011 (Ký ghi rõ họ tên) Sinh viên thực Ngày … tháng … năm 2011 (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Xuân Khương LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học – cơng nghệ nói chung cơng nghệ bán dẫn nói riêng, hệ thống quang báo khơng không ngừng cải tiến mặt cấu trúc, qui mơ mà cịn nâng cao mặt chất lượng hiển thị để thõa mãn nhu cầu sử dụng người Nhiều hệ thống đời với nhiều tính năng, mẫu mã mới, hình ảnh sắc nét với đa màu sắc….đã gây ý chiếm cảm tình nhiều người Mặt khác, với nâng cao chất lượng mẫu mã, cấu trúc kích thước bảng quang báo ngày mỏng tạo điều kiện thuận lợi cho xuất quang báo hầu hết nơi đường phố Việc ứng dụng chíp vi điều khiển với tốc độ cao vào điều khiển quang báo với việc kết nối với máy tính đem lại hệ thống quang báo đơn giản với nhiều hiệu ứng chức Mặt khác, việc thay đổi nội dung thông tin hiển thị hay thay đổi hiệu ứng thể lại đơn giản nhiều cách thay đổi phần mềm Đồ án tốt nghiệp với đề tài:” Nghiên cứu, thiết kế hệ thống quang báo giao tiếp máy tính sử dụng vi điều khiển AT89C52” giúp cho sinh viên có hiểu biết sâu sắc cấu tạo, nguyên lí hoạt động hệ thống quang báo hoàn chỉnh Đồng thời giúp cho sinh viên nâng cao khả lập trình, khả ứng dụng lí thuyết vào thực tế cơng việc Do nhiệm vụ đồ án nghiên cứu thiết kế hệ thống quang báo giao tiếp máy tính sử dụng vi điều khiển, thiết kế phần mềm vi điều khiển phần mềm máy tính để thay đổi nội dung thơng tin hiển thị bảng quang báo Em xin chân thành cảm ơn q thầy mơn Tự động hóa, đặc biệt thầy Lâm Tăng Đức cung cấp kiến thức nhiệt tình hướng dẫn em q trình làm đồ án Do có hạn chế thời gian kinh nghiệm, nên chắn đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Kính mong q thầy bạn nhận xét đánh giá, bổ sung, đóng góp ý kiến để đồ án hoàn thiện Trang iii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Sơ đồ khối hệ thống quang báo thiết kế đề tài Hình 2.1 : Sơ đồ cấu trúc 89C52 Hình 2.2 : Sơ đồ chân 89C52 Hình 2.3 : Sơ đồ cấu trúc nhớ AT89C52 Hình 2.4 : Sơ đồ mạch kết nối với nhớ Rom ngồi Hình 2.5 : Sơ đồ mạch kết nối với nhớ Ram ngồi Hình 2.6 : Sơ đồ ngun lí mạch Reset Hình 3.1 : Sơ đồ cấu trúc hình dạng thực tế cổng Com chân Hình 3.2 : Sơ đồ chân hình dạng thực tế IC max 232 Hình 4.1 : Sơ đồ chân IC HM62256 Hình 4.2 : Sơ đồ cấu trúc Ram ngồi HM62256 Hình 4.3 : Sơ đồ chân IC 74HC573 Hình 4.4 : Sơ đồ mơ tả hoạt động IC 74HC573 Hình 4.5 : Sơ đồ chân hình dáng thực tế IC 74HC138 Hình 4.6 : Sơ đồ mô tả hoạt động IC 74HC138 Hình 4.7 : Sơ đồ chân hình dáng thực tế IC 74HC595 Hình 4.8 : Cấu trúc mơ tả hoạt động IC 74HC595 Hình 4.9 : Giản đồ thời gian hoạt động IC 74HC595 Hình 4.10: Sơ đồ nối chân led led matrix màu Hình 4.11: Hình dạng thực tế led ma trận Hình 5.1 : Sơ đồ khối khối ổn áp Hình 5.2 : Sơ đồ ngun lí mạch nguồn Hình 5.3 : Sơ đồ ngun lí mạch giao tiếp máy tính Hình 5.4 : Sơ đồ nguyên lí bên led ma trận Hình 5.5 : Sơ đồ phân bố chân thực tế led ma trận hai màu Hình 5.6 : Sơ đồ mạch giải mã điều khiển hàng Hình 5.7 : Sơ đồ mạch chốt liệu điều khiển cột Hình 5.8 : Sơ đồ ngun lí mạch khuếch đại công suất Trang v Trang v MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án ii Lời nói đầu iii Mục lục iv Danh sách hình vẽ v CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUANG BÁO 1.1 Giới thiệu chung quang báo 1.2 Tổng quan đèn LED 1.3 Giới thiệu công nghệ quang báo 1.4 Tổng quan thiết kế hệ thống quang báo đề tài CHƯƠNG :TỔNG QUAN VI ĐIỀU KHIỂN (CHÍP AT89C52) 12 2.1 Giới thiệu họ vi điều khiển AT89C52 12 2.2 Giới thiệu cấu trúc phần cứng AT89C52 12 2.3 Khảo sát sơ đồ chân AT89C52 chức chân 13 2.4 Cấu trúc bên vi điều khiển 17 2.5 Các hoạt động AT89C52 21 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ GIAO TIẾP RS232 25 3.1 Tổng quan chuẩn kết nối RS232 25 3.2 Ưu điểm chuẩn kết nối RS232 25 3.3 Đặc điểm chuẩn RS232 26 3.4 Các mức điện áp đường truyền 26 3.5 Quá trình truyền nhận liệu 27 3.6 Giới thiệu cổng COM COMPUTER 28 3.7 Giới thiệu vi mạch giao tiếp MAX 232 29 CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 31 4.1 Giới thiệu IC HM62256 31 4.2 Giới thiệu IC 74573 33 Trang iv 4.3 Giới thiệu IC 74138 36 4.4 Giới thiệu IC 74HC595 39 4.5 Giới thiệu led ma trận 41 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 44 5.1 Thiết kế phần mạch nguồn 44 5.2 Thiết kế phần mạch điều khiển 47 5.3 Thiết kế phần mạch công suất 50 5.4 Kết đạt sau thi công 58 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 59 6.1 Thiết kế phần mềm cho vi điều khiển 59 6.2 Thiết kế phần mềm máy tính kèm theo mạch 68 KẾT LUẬN 72 Trang iv Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan hệ thống quang báo CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUANG BÁO 1.1 Giới thiệu chung quang báo Quang báo tên gọi bảng điện tử thay đổi màu sắc, hình thức, nội dung, thơng tin hiển thị…hay cịn có tên gọi khác hình điện tử LED Với nhiều cách hiển thị sinh động, nhiều màu sắc khác nhau, dễ dàng thay đổi thông tin hiển thị, dễ dàng thu hút ý người…., quang báo trở thành phương tiện truyền đạt thơng tin đại, phổ biến cách nhanh chóng từ xuất Quang báo ngày nay; với nhiều loại hình qui mơ, mẫu mã; xuất ngập tràn đường phố, cửa hàng, nhà hàng, khách sạn, công ty, công viên….Các dạng quang báo thể đa dạng nhiều hình thức như: Bảng thông tin điện tử chữ chạy: sản phẩm ngành công nghệ cao với nhiều ưu điểm bật trở thành phần thiếu nhiều lĩnh vực sống.Nó ứng dụng rộng rãi nhiều nơi với nhiều mục đích khác như: khách sạn, nhà hàng, trung tâm thương mại, trụ sở công ty, ngân hàng, sân bay, hiệu vàng, sàn giao dịch chứng khoán … Biển hiệu, biển vẫy gây ý cho khách đường: loại biển quảng cáo điện tử sử dụng đèn LED siêu sáng lập trình vi điều khiển tạo nên hiệu ứng hiển thị khác gây ấn tượng mạnh mẽ ý đặc biệt người đường Bảng quảng cáo hình Full Colour: dịng sản phẩm mới, ứng dụng cơng nghệ khoa học tiên tiến ngành LED Sản phẩm ứng dụng lĩnh vực xã hội văn hóa, truyền thơng, thể thao, du lịch… SVTH : Nguyễn Xuân Khương Trang Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan hệ thống quang báo Mặc dù chế tạo nhiều hình thức, ứng dụng khác nhau, thực chất quang báo thuộc ba kiểu sau đây, là: indoor, outdoor semi-outdoor Sự khác biệt kiểu là: Bảng indoor sử dụng tốt nhà, khơng sử dụng ngồi trời khơng đủ độ sáng không chịu mưa nắng Bảng outdoor có độ sáng cao, kết cấu chắn, chịu mưa nắng Bảng semi-outdoor (bán ngồi trời) có độ sáng cao, sử dụng tốt trời chịu mưa nắng nên bảng quảng cáo loại thường đặt mái hiên nhà Một vài năm gần bảng quang báo Việt Nam ngày phát triển mạnh mẽ nhiều hình thức Quang báo sử dụng nghành nghề lĩnh vực khác đời sống xã hội như: quang báo nhà xe, sân bay, nhà ga để thông báo cho hành khách thời gian lịch trình tuyến đường chạy, để quảng cáo dịch vụ hay đơn giản để chào đón quý khách; quang báo quầy lễ tân để thơng báo thơng tin, để chào đón khách hàng hay để chào mừng kiện, ngày lễ đó; quang báo sàn nhà, tường rào, vỉa hè, công viên…để thông báo số thông tin tuyên truyền; quang báo showroom, quang báo sảnh chờ, quang báo cột thu phát, quang báo nơi cơng cộng để thơng tin …Do quang báo có khả gây ý, thu hút lớn nên ứng dụng nhiều lĩnh vực quảng cáo Quang báo thực chất hình thức phát triển cơng nghệ LED cấu tạo quang báo từ đèn LED mà Do đó,sự phát triển cơng nghệ làm quang báo phụ thuộc nhiều vào phát triển công nghệ sản xuất LED Phần trình bày vài vấn đề cơng nghệ LED để hiểu công nghệ quang báo SVTH : Nguyễn Xuân Khương Trang begin tim := true; cattren := i; break; end; //end cua if end;//end cua kiem tra end; //end cua if het hang if (tim = true) then break;// thoat khoi vong for j end;//enh cua for j if (tim = true) then break; end;//end cua for i //^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^ // - CẮT PHẦN DƯỚI -mangdemdong:=' '; tim := false; for i := paintbox1.Canvas.TextHeight(noidung1) -1 downto begin for j := to paintbox1.Canvas.TextWidth(noidung1)- begin if (paintbox1.Canvas.Pixels[j,i] = clblack) then begin mau :=1; end else begin mau := 0; end; mangdemdong := mangdemdong + inttostr(mau); if (j = paintbox1.Canvas.TextWidth(noidung1)- 1) then begin for kiemtra := to length(mangdemdong) begin if mangdemdong[kiemtra] = '1' then begin tim :=true; catduoi:=i; break; //thoat khoi vong for kiem tra end; //end cua if end;//end cua for kiem tra end; //end cua if het hang if tim = true then break;// thoat khoi vong for j end;//enh cua for j if tim =true then break ; end;//end cua for i // - CHON PHAN NOI DUNG QUET THEO 16 HANG // -if ((catduoi - cattren +1 ) >= 16) then begin dongduoi := catduoi; dongtren := catduoi - 15; end; if 16 - (catduoi - cattren + 1) > cattren then begin dongtren := 0; dongduoi :=15; end; if 16 - (catduoi - cattren +1) = dongtren) and (i length(mangmatran)) then Maled[i,j].brush.Color := clwhite else begin If ((mangmatran[i*socot+j] = '1') and (j= 0) and ((i +nhaylen) -63 then begin nhayphai := nhayphai - 1; for i := to 15 begin for j := to 63 begin If (((j + nhayphai) >= 0) and ((j +nhayphai)