4.1. Cấu trúc nguyên lý phần cứng
4.1.1. Sơ đồ khối tổng quát
Hình 4.1. Sơ đồ khối tổng quát.
Nguyên lý hoạt động của mạch là khối điều khiển trung tâm sẽ thực hiện điều khiển khối giải mã hàng và cột chuyển thông tin lên khối hiển thị (bảng ledmatrix) theo phương pháp quét điểm ảnh (quét led).
Mắt người có hiện tượng lưu ảnh tức là khi nhìn một vật nào đó thì ảnh của nó được lưu lại trên võng mạc sau thời gian khoảng 0,1s mới phục hồi như cũ. Trong khoảng thời gian 0,1s này cảm giác ánh sáng chưa bị mất và người quan sát vẫn còn thấy hình ảnh của vật.
Trong phim ảnh người ta chiếu 24hình/1s để nghười xem có cảm giác hoạt động trong phim là liên tục, gần nhất trong ti vi của chúng ta cũng chỉ 24hình/1s và được quét bằng hai bán ảnh.
Khối điều khiển trung
tâm
Khối hiển thị (led matrix) Khối đệm và giải mã hàng Khối đệm và giải mã cột Khối nguồn.
Dựa trên nguyên tắc như quét màn hình, ta có thể thực hiện việc hiển thị ma trận đèn bằng cách quét theo hàng và quét theo cột. Mỗi Led trên ma trận LED có thể coi như một điểm ảnh. Địa chỉ của mỗi điểm ảnh này được xác định đồng thời bởi mạch giải mã hàng và giải mã cột, điểm ảnh này sẽ được xác định trạng thái nhờ dữ liệu đưa
ra từ bộ vi điều khiển ARM LPC2103.
Như vậy tại mỗi thời điểm chỉ có trạng thái của một điểm ảnh được xác định. Tuy nhiên khi xác định địa chỉ và trạng thái của điểm ảnh tiếp theo thì các điểm ảnh còn lại sẽ chuyển về trạng thái tắt (nếu LED đang sáng thì sẽ tắt dần). Vì thế để hiển thị được toàn bộ hình ảnh của ma trận đèn, ta có thể quét ma trận nhiều lần với tốc độ quét rất lớn, lớn hơn nhiều lần thời gian kịp tắt của đèn. Mắt người chỉ nhận biết được tối đa 24 hình/s do đó nếu tốc độ quét rất lớn thì sẽ không nhận ra được sự thay đổi nhỏ của đèn mà sẽ thấy được toàn bộ hình ảnh cần hiển thị.
Sau đây chúng ta đi sâu vào sơ đồ khối chi tiết của hệ thống.
4.1.2. Khối nguồn
Chức năng: cung cấp nguồn năng lượng cho toàn bộ hệ thống.
Yêu cầu: độ ổn định cao, khả năng chịu tải lớn và ổn định khi mở rộng mạch.