Đang tải... (xem toàn văn)
Nước ta đang mạnh mẽ tiến hành công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước để theo kịp sự phát triển của các nước trong khu vực và trên thế giới. Trong đó lĩnh vực điện tử đang ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế và đời sống.
LỜI MỞ ĐẦU Với phát triển không ngừng khoa học công nghệ, sống người ngày trở nên tiện nghi đại Điều đem lại cho nhiều giải pháp tốt hơn, đa dạng việc xử lý vấn đề tưởng chừng phức tạp gặp phải sống Việc ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đại tất lĩnh vực phổ biến toàn giới, thay dần phương thức thủ công , lạc hậu ngày cải tiến đại hơn, hồn mỹ Cùng với phát triển chung đó, nước ta mạnh mẽ tiến hành công cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước để theo kịp phát triển nước khu vực giới Trong lĩnh vực điện tử ngày đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế đời sống người Sự phổ biến đóng góp khơng nhỏ tới phát triển tất ngành sản xuất, giải trí, năm gần đặc biệt lĩnh vực giải trí, quảng cáo có phát triển mạnh mẽ với nhiều hình thức, phương pháp tiếp cận, quảng bá chia sẻ thông tin đại tồn diện Với lịng đam mê nghiên cứu, phân tích đặc tính chức linh kiện, IC áp dụng kiến thức học với hướng dẫn giảng viên phụ trách để xây dựng nên mơ hình quang báo kết hợp với bàn phím hex hiển thị led ma trận Trong thời gian ngắn thực đề tài cộng với kiến thức nhiều hạn chế, nên tập đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong đóng góp ý kiến thầy bạn sinh viên CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH THIẾT KẾ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Thơng 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 thông 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 trực 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 phần mềm Với lý trên, đề tài em 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 truyền thông nơi công cộng công ty, nhà xưởng, ngã tư báo hiệu… 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 lồi người, thơng tin cập nhật nhanh chóng điều khiển cách xác 1.2 GIỚI THIỆU VỀ ĐÈN LED 1.2.1 Khái niệm chung LED (viết tắt Light Emitting Diode) điốt có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại Giống điốt, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n Tương tự bóng đèn trịn bình thường khơng có dây tóc giữa, đèn LED tạo nhiều ánh sáng hơn, tỏa nhiệt so với thiết bị chiếu sáng khác 1.2.2 Tính chất cơng nghệ Những tính chất riêng có quy định đặc thù công nghệ đèn LED tạo nên ưu điểm khiến LED đánh bại công nghệ chiếu sáng tồn Tiêu thụ điện thấp so với ánh sáng thông thường Tiết kiệm mức thấp nhất, hiệu suất chiếu sáng cao tiết kiệm khoảng 75% điện so với đèn chiếu sáng thông thường Thân thiện với môi trường: Không tia cực tím, khơng xạ tia hồng ngoại, phát nhiệt ánh sánh thấp, không chứa thủy ngân chất có hại…, khơng gây nhiễm mơi trường Không sử dụng thủy ngân, giảm thiểu tối đa việc sử dụng chì cho mối hàn, người dùng an tâm hẳn giảm phần tác hại không mong muốn vật dụng ln theo sát bên làm việc hay giải trí Nhiệt độ làm việc thấp: Nhiệt độ làm việc bóng đèn LED cao nhiệt độ môi trường khoảng – 80C, thấp so với đèn huỳnh quang thông thường khoảng 13 – 250C Tuổi thọ cao: Vượt qua 50,000 (tương đương với năm thắp sáng liên tục) Theo tài liệu đặc tả tiêu chuẩn kỹ thuật cơng nghệ LED hình bạn có tuổi thọ cao lần so với sản phẩm LCD cũ Mỏng nhẹ: sản phẩm sử dụng cơng nghệ LED thường có ưu điểm thiết kế mỏng trọng lượng nhẹ Chất lượng hình ảnh: Màu đen chân thực màu trắng có độ sáng cần thiết, điều tạo nên tương phản cao - thể qua thông số độ tương phản động (DCR) vượt qua mức 10.000.000:1, gấp hàng chục lần so với công nghệ tốt LCD - giúp sản phẩm hình cơng nghệ LED có hình ảnh có chiều sâu sống động "đều" 1.2.3 Các ứng dụng công nghệ Công nghệ LED vào sống thường ngày người tiêu dùng thơng qua nhiều hình thức sản phẩm đa chủng loại đèn chiếu sáng sử dụng LED phát ánh sáng trắng LED dùng để làm phận hiển thị thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thơng Các LED phát tia hồng ngoại dùng thiết bị điều khiển từ xa cho đồ điện tử dân dụng Đèn LED trắng nói riêng đèn LED nói chung có nhiều ứng dụng rộng rãi mà đèn huỳnh quang không làm đèn xe, đèn đường, đèn hầm mỏ, đèn chiếu hậu cho hình điện thoại cầm tay, đèn chiếu hậu cho hình tinh thể lỏng (LCD), in ấn kỹ thuật số Một đặc điểm khác đèn LED tiêu hao lượng khơng nóng Bóng đèn truyền thống, đèn neon, đèn halogen cần từ 110-220 V cháy được, đèn LED trắng cần từ 3-24 V để phát sáng Do tiêu hao lượng nên đèn LED sử dụng vùng sâu vùng xa mà không cần nhà máy phát điện công suất cao 1.3 GIỚI THIỆU VỀ BẢNG QUANG BÁO HIỂN THỊ LED MA TRẬN Dựa nguyên tắc quét hình tivi, máy tính, ta thực việc hiển thị ma trận đèn cách quét theo hàng quét theo cột Mỗi Led ma trận Led coi điểm ảnh Địa điểm ảnh xác định đồng thời mạch giải mã hàng giải mã cột, điểm ảnh xác định nhờ liệu đưa từ mạch điều khiển Như thời điểm có trạng thái điểm ảnh xác định Tuy nhiên xác định địa trạng thái điểm ảnh điểm ảnh cịn lại chuyển trạng thái tắt.Vì để hiển thị tồn hình ảnh mà ta muốn ta phải quét ma trận nhiều lần với tốc độ quét lớn, lớn nhiều lần thời gian kịp tắt đèn Mắt người nhận biết tối đa 24 hình/s tốc độ qt lớn mắt người không nhận biết gián đoạn nhấp nháy đèn Led(đánh lừa cảm giác mắt) Ứng dụng hiển thị Led ma trận để đảm bảo phù hợp thông số điện Led đơn người ta không điều khiển theo chu trình hình tivi (CRT) để đảm bảo độ sáng toàn bảng led dịng tức thời qua led vơ lớn đánh thủng lớp tiếp giáp led Trên thực tế người ta ghép chung anot catot hàng cột Khi cơng việc điều khiển chuyển liệu cột cấp điện cho hàng Như tài thời điểm có hàng điều khiển sáng theo liệu đưa Ngoài để đảm bảo độ sáng bảng thông tin tốt nhất, đặc biệt với bảng cỡ lớn theo chiều dọc ( có nhiều hàng), thời gian sáng hàng lúc bị giảm nhiều nguyên kiểu quét hàng Để khác phục điều người ta sử dụng phương pháp điều khiển cho hàng sáng, từ giúp giảm dòng tức thời qua led mà đảm bảo độ sang tối ưu CHƢƠNG CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MƠ HÌNH 2.1 VI ĐIỀU KHIỂN 2.1.1 Giới thiệu sơ lƣợc khối vi điều khiển Bộ vi điều khiển viết tắt Micro-controller, mạch tích hợp chíp lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động hệ thống Theo tập lệnh người lập trình, vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thơng tin, đo thời gian tiến hành đóng mở cấu Trong thiết bị điện điện tử dân dụng, vi điều khiển điều khiển hoạt động ti vi, máy giặt, điện thoại … Trong hệ thống sản xuất tự động, vi điều khiển sử dụng Robot dây truyền tự động Các hệ thống “thơng minh” vai trò hệ vi điều khiển quan trọng Với khối xử lý trung tâm chúng em sử dụng IC vi điều khiển 89C52 loại vi điều khiển thông dụng chúng em học trường 2.1.2 Khảo sát vi điều khiển 89C52 IC vi điều khiển 89C52 thuộc họ MCS51 có đặc điểm sau: - 8Kb ROM - 256 byte RAM - 4port I/O bit - định thời - Giao tiếp nối tiếp - 64Kb không gian nhớ chương trình mở rộng - 64Kb khơng gian nhớ liệu mở rộng Hình 2.1: Cấu trúc phần cứng họ VĐK 89C51 Chức chân vi điều khiển: - Port 0: Là port có chân từ 32 đến 39 có cơng dụng Trong thiết kế có tơí thiểu thành phần, port sử dụng làm nhiệm vụ xuất nhập.Trong thiết kế lớn có nhớ ngồi, port trở thành bus địa bus liệu đa hợp - Port 1: Là port có chân từ đến Có chức đường I/O - Port 2: Là port có chân từ 21 đến 28 có cơng dụng, làm nhiệm vụ xuất nhập byte địa cao bus địa 16 – bit cho thiết kế có nhớ chương trình ngồi thiết kế có nhiều 256 byte nhớ liêụ ngồi Hình 2.2: Sơ đồ chân VĐK 89C52 - Port 3: Là port có chân từ 10 đến 17 Có chức đường I/O Ngồi cịn có chức đặc biệt sau: Bảng 2.1: Chức đặc biệt chân Port Bit Tên Địa bít Chức P3.0 RxD B0H Chân nhận liệu port nối tiếp P3.1 TxD B1H Chân phát liệu port nối tiếp P3.2 INT B2H Ngõ vào ngắt P3.3 INT B3H Ngõ vào ngắt P3.4 T0 B4H Ngõ vào định thời / đếm P3.5 T1 B5H Ngõ vào định thời / đếm P3.6 WR B6H Điều khiển ghi nhớ liệu P3.7 RD B7H Điều khiển đọc nhớ liệu - PSEN (Program Stone Enable): Chân 29 Chân cho phép đọc nhớ chương trình ngồi - ALE ( Address Latch Enable): Chân 30 Là chân tín hiệu cho phép chốt địa để truy cập nhớ ngoài, On-chip xuất byte thấp địa Tín hiệu chốt kích hoạt mức cao, tần số xung chốt = 1/6 tần số dao động VĐK Nó dung cho Timer ngồi cho mục đích tạo xung Clock Đây chân nhận xung vào để nạp chương trình cho Flash ( EEPROM ) bên On-chip mức thấp - EA ( External Access): Chân 31 Tích cực mức thấp, chạy chương trình ROM ngồi Tích cực mức cao, chạy chương trình ROM nội - Các ngõ vào dao động chip: Chân 18 19 - Các chân nguồn: Chân 20 GND Chân 40 VCC - RST ( Reset): Chân Reset tích cực mức cao chu kỳ máy Các ghi chức đặc biệt: - Từ trạng thái chương trình: Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) địa D0H chứa bit trạng thái bảng tóm tắt sau: Bảng 2.2: Chức bit ghi trạng thái chương trình Bit Ký hiệu Địa Mơ tả bit PSW.7 CY D7H Cờ nhớ PSW.6 AC D6H Cờ nhớ phụ PSW.5 F0 D5H Cờ PSW.4 RS1 D4H Chọn dãy ghi ( bit ) Chọn dãy ghi ( bit ) 00 = bank : địa từ 00H đến 07H PSW.3 RS0 D3H 01 = bank : địa từ 08H đến 0FH 10 = bank : địa từ 10H đến 17H 11 = bank : địa từ 18H đến 1FH PSW.2 OV D2H Cờ tràn PSW.1 - D1H Dự trữ PSW.0 P D0H Cờ kiểm tra chẵn lẻ - Thanh ghi B: Thanh ghi B địa F0H dùng với ghi tích lũy A cho phép toán nhân chia Lệnh MUL AB nhân giá trị không dấu bit A B trả kết 16 bit A (byte thấp) B (byte cao) Lệnh DIV AB chia A cho B trả kết kết nguyên A 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Quang Trí, Giáo trình vi xử lý – Lý thuyết thực hành, Trường ĐHCN TP.HCM Tống Văn On (2001) , Họ vi điều khiển 8051, NXB Lao động – Xã hội, Hà Nội Tống Văn On – Hoàng Đức Hải (2004), Họ vi điều khiển 8051, Nhà xuất Lao động – Xã hội Datasheet ULN2803 Datasheet 74HC595 60 ... Các thiết bị tự động điều khiển từ xa qua thiết bị chủ điều khiển trực 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. .. hoạt động ti vi, máy giặt, điện thoại … Trong hệ thống sản xuất tự động, vi điều khiển sử dụng Robot dây truyền tự động Các hệ thống “thơng minh” vai trị hệ vi điều khiển quan trọng Với khối xử lý... 30V Vin lớn mà IC 7805 hoạt động tốt với Uin < +37V 30 CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG 3.1 THIẾT KẾ MƠ HÌNH 3.1.1 Xây dựng sơ đồ khối tổng quát Điều khiển hàng Bàn phím Led ma trận Vi điều khiển Điều