đề tài mạch quét led 8x32

LỜI NĨI ĐẦU Ngày mà cơng nghệ khoa học kỹ thuật ngày phát triển tất công việc dần thực cách tự động thơng qua hệ thống máy móc cài chương trinh điều khiển Công nghệ kỹ thuật ứng dụng cách rộng rãi thực tế đời sống, cơng nghiệp nhà máy xí nghiệp sản xuất tiện nghi nhà Một ứng dụng chức quét led ma trận sử dụng led matrix hệ thống biển báo, biển quảng cáo, băng rôn, hiệu, qua cửa sân bay hay số xe ô tô , vào bãi đỗ xe, ngân hàng, sàn chứng khoán, đường quốc lộ Trong trường hợp có nhiều chữ hay hiển thị ban đêm nơi có hiển thị liên tục thay đổi chỗ cần ý việc sử dụng phương pháp thủ công tức dung chữ dán, đề can dẫn tới sai sót khó thay đổi khó gây ý Vì mạch quét led 8x32 giúp ta hiển thị nhiều chữ thay đổi tùy ý tạo hiệu ứng gây ý, giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay, tiết kiệm chi phí cho cơng ty xí nghiệp, nâng cao hiệu suất lao động Việc thực đồ án giúp chúng em hiểu rõ nguyên lý hoạt động, cách làm để ứng dụng vào thực tiễn trường Yêu cầu mạch quét led 8x32 phải chạy cách xác, ổn định, gọn nhẹ dễ lắp đặt, dễ sửa chữa rẻ tiền CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG 1.1 Vi xử lý on chip 89C51 Giới thiệu chung VĐK 89C51 VĐK 89C51 vđk thuộc họ 8051 hãng Intel sáng chế, họ chuẩn hóa họ VĐK chia sẻ rộng rãi cho toàn giới chế tạo sử dụng Hiện có nhiều hãng chế tạo loại VĐK Atmel, Motorola, Philips Trong đề tài em sử dụng VĐK AT89C51 hãng Atmel chế tạo, AT89C51 VĐK đóng vỏ dạng DIP có 40 chân:  Có 4KB ROM  128 bytes RAM  cổng xuất, nhập liệu cổng bit  định thời 16 bit  Có mạch giao tiếp nối tiếp  Khơng gian nhớ chương trình ngồi 64K  Khơng gian nhớ liệu ngồi 64K  Có ROM chip dạng flash  Mỗi lệnh xử lý hết khoảng micro giây Sơ đồ chân AT89C51 Trong chức chân sau:  Chân 40 cấp nguồn +5v (Vcc)  Chân 20 nối đất (GND)  Chân 29 PSEN tín hiệu điều khiển xuất 89C51, cho phép chọn nhớ nối với chân OE EPROM mở rộng phép đọc chương trình  Chân 30 ALE tín hiệu điều khiển xuất 89C51, cho phép phân kênh bus địa bus liệu port  Chân 31 EA đưa xuống thấp cho phép chọn nhớ 89C51 (EA = 5(V) chọn rom nội, EA = 0V chọn rom ngoại)  Chân 18 19 để nối thạch anh tạo dao động cho VĐK  32 chân cịn lại chia làm cổng vào đó: + Cổng 0: từ chân 39 đến chân 32 tương ứng chân P0_0 đến P0_7, cổng cần dùng trở kéo để xuất nhập liệu + Cổng 1: từ chân đến chân tương ứng P1_0 đến P1_7 + Cổng 2: từ chân 21 đến chân 28 tương ứng chân P2_0 đến P2_7 + Cổng 3: từ chân 10 đến chân 17 tương ứng chân P3_0 đến P3_7, nhiên người ta không thường xuyên dung cổng P3 cổng xuất nhập chân cổng P3 có chức riêng  P3_0: RxD: chân nhân liệu nối tiếp giao tiếp RS232 (cổng COM)  P3_1: TxD: chân truyền liệu nối tiếp giao tiếp RS 232  P3_2: INT0: chân ngắt  P3_3: INT1: chân ngắt  P3_4: T0: Timer đầu vào đếm/định thời  P3_5: T1: Timer đầu vào đếm/định thời  P3_6 WR: điều khiển ghi liệu  P3_7 RD: điều khiển đọc liệu 1.2 Led matrix Ma trận LED tức Dot Matrix LED tập hợp nhiều đèn LED bố trí thành dạng “ma trận” hình chữ nhật vng với số hàng a số cột b Ma trận LED dùng nhiều ứng dụng hiển thị biển quảng cáo, hiển thị thay LCD chí dùng hiển thị video…Để giảm số lượng đường điều khiển, ma trận LED LED nối chung với theo hàng cột Số lượng LED ma treận LED axb số lượng ngõ tổng số hàng cột: a + b Việc điều khiển ma trận LED kích thước lớn địi hỏi thiết kế mạch driver điều khiển phức tạp Với mục đích giúp bạn đọc làm quen khái niệm ma trận LED, phạm vi tơi trình bày thao tác với ma trận LED có kích thước 8x8 (8 hàng, cột) Ma trận LED 8x8 thường dùng để hiển thị ký tự bảng mã ASCII thay cho Text LCD Tuy nhiên, bạn ghép ma trận LED lại để hiển thị loại hình ảnh có độ phân giải thấp Hình mơ tả cấu trúc ma trận LCD 8x8 với 16 ngõ đặt tên từ C1…C8 R1…R8 (C đại diện cho cột R đại diện cho hàng) Hình Ma trận LED 8x8 Bên ô ma trận LED LED phát sáng Trong mơ hình trên, katot (cực âm) LED hàng nối chung với Các Anod LED cột nối chung với Các ma trận thường có kích thước RxC Lý việc chọn nhằm giảm kích thước font chứa ký tự hình ảnh hiển thị lên ma trận LED, bạn hiểu rõ tìm hiểu điều khiển ma trận LED 8x8 bên Hình Mơ tả cách mà ma trận LED 8x8 dùng để hiển thị chữ A Để hiển thị led matrix ta sử dụng phương pháp quét hàng quét cột Dưới trình bày phương pháp quét cột Để thể chữ A ta tiến hành bước sau: - B1: kéo tất chân cột xuống thấp - B2: xuất liệu hàng để hiển thị cột 1:11111111 - B3: kéo cột lên cao - B4: tắt led - B5: tạo trễ vài ms - B6: lặp lại B1 - B7: xuất liệu hàng để hiển thị cột : 110000000 - B8: kéo cột lên cao - B9: tạo trễ vài ms - B10: tắt led Các bước sau lặp lại quét đến cột cuối Nếu ta lặp lại vịng qt nhiều lần tần số qt cao nên ta có cảm giác sang lúc chữ A hiển thị 1.3 IC 74HC595 IC 74HC595 IC ghi dịch bit kết hợp chốt liệu , đầu vào nối tiếp đầu song song  Chân 14: DS Chân vào liệu nối tiếp Tại thời điểm xung clock đưa vào bit  Chân 15,1,2,3,4,5,6,7 chân output  Xuất liệu chân 13 mức tích cực thấp có xung tích cực âm chân số 12  Chân 13: Chân cho phép tích cực mức thấp (0) Khi mức cao, tất chân đầu 74HC595 trở trạng thái cao trở, khơng có đầu cho phép  Chân 9: chân liệu nối tiếp Nếu dùng nhiều 74HC595 nối tiếp chân đưa vào đầu vào dịch đủ bit  Chân 11: Chân vào xung clock (khi có xung tích cực sườn dương từ lên 1) bit dịch vào ic  Chân 12: xung clock chốt liệu Khi có xung tích cực sườn dương cho phép xuất chân liệ chân output  Chân 10: Khi chân mức thấp liệu bị xóa chip Nguyên lí hoạt động: Khi muốn đưa 1bit vào cần xung clock chân 11 để đưa 1bit vào ghi bên muốn xuất 8bit chân ta cần tác động mức cao lên chân 12 Giả sử muốn chuyển bit 10101100 tương ứng ngõ Q0 – Q7 em truyền theo thứ tự 10101100 vào ghi, cần chu kì xung clock chân 11 sau em cho chân 12 lên 8bit đẩy ngõ Q0 – Q7, 8bit đẩy ra, cần xung chân 12 Sơ đồ thiết kế 2.1 Lưu đồ thuật toán Ý tưởng: Phương pháp quét led theo cột, liệu phải đưa vào hàng Ta truyền byte đữ liệu vào Port xuất tín hiệu quét vào cột led matrix thông qua IC 74HC95 sau đưa liệu vào hàng led matrix thông qua chân AT89C51 Cứ vậy, ta lặp lặp lại thao tác ta quét led matrix theo yêu cầu Hàm hiển thị: START Đưa mã led trỏ DPTR Lấy liệu để quét Quét led tạo trễ no Dịch ảnh xong chưa? yes END 10 CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC HIỆN THỰC HÓA HỆ THỐNG TRÊN THIẾT BỊ SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG Sau phần code: ORG 000H BEGIN: XCLOCK BIT P2.0 DLQET BIT P2.1 XCHOT BIT P2.2 DTOUT EQU P1 MOV DPTR,#DATA1 HT1: MOV R0,#1 ; TOC DO CHAY START: LCALL HIENTHI DJNZ R0,START 11 INC DPTR MOV A,DPL CJNE A,#2,HT1 LJMP BEGIN HIENTHI: PUSH ACC PUSH 00H MOV R0,#00H SETB DLQET ;NAP DIA CHI DU LIEU DAU TIEN SCAN: MOV A,R0 MOVC A,@A+DPTR MOV DTOUT,A CLR XCLOCK SETB XCLOCK CLR XCHOT SETB XCHOT LCALL TRE MOV DTOUT,#0FFH CLR DLQET INC R0 CJNE R0,#32H,SCAN POP 00H POP ACC ;LAY DU LIEU HIEN THI ;XUAT DU LIEU HIEN THI ; NGAT NGHI TRONG TAN SO QUET CUA MAT ; XOA LED ; TOC DO SCAN > NHAY LED RET 12 TRE: MOV R7,#2 KT1: MOV r6,#248 KT2: DJNZ r6,KT2 DJNZ R7,KT1 RET DATA1: DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0H,0H,0E7H,0C3H,99H,3CH,7EH,0FFH DB 0FCH,0FCH,0FCH,0H,0H,0FCH,0FCH,0FCH DB 0C3H,81H,3CH,3CH,3CH,1CH,81H,43H DB 0FFH,0FFH,0B1H,66H,6EH,4EH,1DH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH END 13 ... RD: điều khiển đọc liệu 1.2 Led matrix Ma trận LED tức Dot Matrix LED tập hợp nhiều đèn LED bố trí thành dạng “ma trận” hình chữ nhật vng với số hàng a số cột b Ma trận LED dùng nhiều ứng dụng hiển... lượng đường điều khiển, ma trận LED LED nối chung với theo hàng cột Số lượng LED ma treận LED axb số lượng ngõ tổng số hàng cột: a + b Việc điều khiển ma trận LED kích thước lớn địi hỏi thiết... cho cột R đại diện cho hàng) Hình Ma trận LED 8x8 Bên ô ma trận LED LED phát sáng Trong mơ hình trên, katot (cực âm) LED hàng nối chung với Các Anod LED cột nối chung với Các ma trận thường có