Thiết kế bảng điện tử cỡ lớn
Ngày nay với sự phát triển của x• hội cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, cho nên nhu cầu về thông tin trở nên thiết yếu đối với con người trong cuộc sống cũng như trong hoạt động sản xuất kinh doanh. Để đáp ứng nhu cầu trên, quang báo đ• ra đời và là hình thức cung cấp thông tin hữu ích không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày. Hiện nay quang báo ngày càng phát triển hơn, đa dạng hơn, từ việc thiết kế quang báo với văn bản được ghi chết trong......
Chuyªn ngµnh §iÖn tö
ThiÕt kÕ b¶ng ®iÖn tö cì lín
1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi
Ngµy nay víi sù ph¸t triÓn cña x· héi cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü
thuËt, cho nªn nhu cÇu vÒ th«ng tin trë nªn thiÕt yÕu ®èi víi con ngêi trong
cuéc sèng còng nh trong ho¹t ®éng s¶n xuÊt kinh doanh. §Ó ®¸p øng nhu cÇu
trªn, quang b¸o ®· ra ®êi vµ lµ h×nh thøc cung cÊp th«ng tin h÷u Ých kh«ng thÓ
thiÕu trong cuéc sèng h»ng ngµy. HiÖn nay quang b¸o ngµy cµng ph¸t triÓn
h¬n, ®a d¹ng h¬n, tõ viÖc thiÕt kÕ quang b¸o víi v¨n b¶n ®îc ghi chÕt trong
ROM, ®Õn viÖc thiÕt kÕ mét KIT vi xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn hay ®iÒu khiÓn
quang b¸o b»ng m¸y tÝnh víi néi dung quang b¸o ®éng c¶ vÒ néi dung lÉn h×nh
thøc. Víi sù gãp mÆt cña m¸y tÝnh, quang b¸o ngµy cµng trë nªn tinh vi, phøc
t¹p h¬n víi c¸c hiÖu øng quang b¸o l«i cuèn, hÊp dÉn, néi dung quang b¸o còng
ph¸t triÓn ®a d¹ng tõ v¨n b¶n b×nh th êng ®Õn h×nh ¶nh víi kh¶ n¨ng upload
néi dung ®éng tõ m¸y tÝnh.
Trªn thÕ giíi tõ l©u, quang b¸o ®· trë thµnh mét h×nh thøc truyÒn ®¹t
th«ng tin hiÖu qu¶. Cßn ë ViÖt Nam m×nh quang b¸o míi chØ ë giai ®o¹n thö
nghiÖm, gÇn ®©y míi b¾t ®Çu xuÊt hiÖn trªn thÞ tr êng.
Víi sù híng dÉn cña thÇy §Æng ViÖt Hïng, Em ®· ®¨ng kÝ ®Ò tµi “thiÕt
kÕ b¶ng ®iÖn tö cì lín” víi môc ®Ých t×m hiÓu vµ thÓ hiÖn c¸c kh¶ n¨ng cña
quang b¸o.
2. Néi dung khoa häc cña ®Ò tµi
C¸c néi dung chÝnh cña ®Ò tµi
T×m hiÓu h×nh thøc quang b¸o vµ c¸c ph¬ng ph¸p quang b¸o
ThiÕt kÕ c¸c bé phËn m¹ch phÇn cøng.
ThiÕt kÕ font ch÷ hiÓn thÞ cho hÖ thèng quang b¸o.
Nghiªn cøu lËp tr×nh Vi ®iÒu khiÓn ®Ó phôc vô cho môc ®Ých ®iÒu
khiÓn ho¹t ®éng quang b¸o.
Häc viÖn C«ng nghÖ BC - VT
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HS-SV
ThiÕt kÕ phÇn mÒm ®iÒu khiÓn qua giao diÖn Windows
3. Ph ¬ng ph¸p nghiªn cøu cña ®Ò tµi
Theo ®Ò c¬ng nghiªn cøu th× ®Ò tµi gåm 4 phÇn:
a. T×m hiÓu vÒ quang b¸o
Quang b¸o lµ ph¬ng ph¸p dïng ¸nh s¸ng vµ c¸c hiÖu øng ¸nh ®Ó hiÓn thÞ
th«ng tin. B×nh th êng th«ng tin cÇn hiÓn thÞ ®îc ghi s½n lªn c¸c pano dïng
cho môc ®Ých qu¶ng c¸o, giíi thiÖu hoÆc th«ng b¸o th«ng tin. Nh vËy th«ng
tin lµ tÜnh, chØ cã thÓ thay ®æi ®îc khi ta thay ®æi néi dung tÊm pano, vµ
néi dung thÓ hiÖn ®îc còng kh¸ nghÌo nµn. Quang b¸o ®· ®em l¹i cho viÖc
truyÒn ®¹t th«ng tin mét diÖn m¹o míi. B»ng c¸ch sö dông ¸nh s¸ng, viÖc
hiÓn thÞ th«ng tin truyÒn t¶i ®îc ®· kh«ng cßn ®¬n ®iÖu, nghÌo nµn nh tr íc
kia mµ trë nªn b¾t m¾t, l«i cuèn h¬n vµ dÔ dµng g©y chó ý h¬n, tøc môc
®Ých truyÒn tin trë nªn hiÖu qu¶ h¬n.
Ta sö dông c¸c linh kiÖn quang nh LED, LCD… cho môc ®Ých quang b¸o.
Ho¹t ®éng quang b¸o diÔn ra nhê c¸c kh¶ n¨ng ph¸t s¸ng cña c¸c linh kiÖn
quang cïng víi c¸c ph¬ng ph¸p ghÐp nèi chóng cho môc ®Ých hiÓn thÞ vµ c¸c
hiÖu øng t©m lý cña m¾t hay chÝnh x¸c h¬n lµ kh¶ n¨ng l u ¶nh cña vâng
m¹c. Cã thÓ dïng c¸c LED 7 ®o¹n s¸ng hay c¸c LED ®¬n phèi ghÐp thµnh ma
trËn LED, hoÆc c¸c thanh chØ thÞ LCD cho môc ®Ých hiÓn thÞ. Th«ng th -
êng vµ hiÖu qu¶ nhÊt cho ho¹t ®éng quang b¸o hiÓn thÞ lµ ph¬ng ph¸p sö
dông c¸c ma trËn LED víi víi ph¬ng ph¸p quÐt hiÓn thÞ nh cña mµn h×nh
VIDEO ®Ó hiÓn thÞ. Ta cã ®îc néi dung hiÓn thÞ nh mong muèn b»ng c¸c
®iÒu khiÓn c¸c LED trªn ma trËn LED s¸ng hay t¾t. Ho¹t ®éng cña ma trËn
LED ®îc ®iÒu khiÓn bëi mét bo m¹ch gåm cã vi xö lÝ hoÆc vi ®iÒu khiÓn
hay còng cã thÓ chØ lµ mét EPROM ®· l u s½n néi dung quang b¸o cïng c¸c vi
m¹ch phô trî
b. ThiÕt kÕ m¹ch phÇn cøng
PhÇn cøng cña hÖ thèng bao gåm
Ma trËn LED:
Häc viÖn C«ng nghÖ BC - VT
Chuyªn ngµnh §iÖn tö
D 1 .2 D 1 .3 D 1 .4 D 1 .5 D 1 .6 D 1 .7 D 1 .8 D 1 .9 D 1 .1 0 D 1 .1 1 D 1 .1 2 D 1 .1 3 D 1 .1 4 D 1 .1 5 D 1 .1 6
D 0 D 1 .1
D 2 .2 D 2 .3 D 2 .4 D 2 .5 D 2 .6 D 2 .7 D 2 .8 D 2 .9 D 2 .1 0 D 2 .1 1 D 2 .1 2 D 2 .1 3 D 2 .1 4 D 2 .1 5 D 2 .1 6
D 1 D 2 .1
D 3 .2 D 3 .3 D 3 .4 D 3 .5 D 3 .6 D 3 .7 D 3 .8 D 3 .9 D 3 .1 0 D 3 .1 1 D 3 .1 2 D 3 .1 3 D 3 .1 4 D 3 .1 5 D 3 .1 6
D 2 D 3 .1
D 4 .2 D 4 .3 D 4 .4 D 4 .5 D 4 .6 D 4 .7 D 4 .8 D 4 .9 D 4 .1 0 D 4 .1 1 D 4 .1 2 D 4 .1 3 D 4 .1 4 D 4 .1 5 D 4 .1 6
D 3 D 4 .1
D 5 .2 D 5 .3 D 5 .4 D 5 .5 D 5 .6 D 5 .7 D 5 .8 D 5 .9 D 5 .1 0 D 5 .1 1 D 5 .1 2 D 5 .1 3 D 5 .1 4 D 5 .1 5 D 5 .1 6
D 4 D 5 .1
D 6 .2 D 6 .3 D 6 .4 D 6 .5 D 6 .6 D 6 .7 D 6 .8 D 6 .9 D 6 .1 0 D 6 .1 1 D 6 .1 2 D 6 .1 3 D 6 .1 4 D 6 .1 5 D 6 .1 6
D 5 D 6 .1
D 7 .1 D 7 .2 D 7 .3 D 7 .4 D 7 .5 D 7 .6 D 7 .7 D 7 .8 D 7 .9 D 7 .1 0 D 7 .1 1 D 7 .1 2 D 7 .1 3 D 7 .1 4 D 7 .1 5 D 7 .1 6
D 6
D 8 .2 D 8 .3 D 8 .4 D 8 .5 D 8 .6 D 8 .7 D 8 .8 D 8 .9 D 8 .1 0 D 8 .1 1 D 8 .1 2 D 8 .1 3 D 8 .1 4 D 8 .1 5 D 8 .1 6
D 7 D 8 .1
D 9 .2 D 9 .3 D 9 .4 D 9 .5 D 9 .6 D 9 .7 D 9 .8 D 9 .9 D 9 .1 0 D 9 .1 1 D 9 .1 2 D 9 .1 3 D 9 .1 4 D 9 .1 5 D 9 .1 6
D 8 D 9 .1
D 1 0 .2 D 1 0 .3 D 1 0 .4 D 1 0 .5 D 1 0 .6 D 1 0 .7 D 1 0 .8 D 1 0.9 D 1 0.10 D 1 0 .1 1 D 1 0 .1 2 D 1 0 .1 3 D 1 0 .1 4 D 1 0 .1 5 D 1 0 .1 6
D 9 D 1 0 .1
D 1 1 .2 D 1 1 .3 D 1 1 .4 D 1 1 .5 D 1 1 .6 D 1 1 .7 D 1 1 .8 D 1 1.9 D 1 1.10 D 1 1 .1 1 D 1 1 .1 2 D 1 1 .1 3 D 1 1 .1 4 D 1 1 .1 5 D 1 1 .1 6
D 10 D 1 1 .1
D 1 2 .2 D 1 2 .3 D 1 2 .4 D 1 2 .5 D 1 2 .6 D 1 2 .7 D 1 2 .8 D 1 2.9 D 1 2.10 D 1 2 .1 1 D 1 2 .1 2 D 1 2 .1 3 D 1 2 .1 4 D 1 2 .1 5 D 1 2 .1 6
D 11 D 1 2 .1
D 1 3 .2 D 1 3 .3 D 1 3 .4 D 1 3 .5 D 1 3 .6 D 1 3 .7 D 1 3 .8 D 1 3.9 D 1 3.10 D 1 3 .1 1 D 1 3 .1 2 D 1 3 .1 3 D 1 3 .1 4 D 1 3 .1 5 D 1 3 .1 6
D 12 D 1 3 .1
D 1 4 .2 D 1 4 .3 D 1 4 .4 D 1 4 .5 D 1 4 .6 D 1 4 .7 D 1 4 .8 D 1 4.9 D 1 4.10 D 1 4 .1 1 D 1 4 .1 2 D 1 4 .1 3 D 1 4 .1 4 D 1 4 .1 5 D 1 4 .1 6
D 13 D 1 4 .1
D 1 5 .2 D 1 5 .3 D 1 5 .4 D 1 5 .5 D 1 5 .6 D 1 5 .7 D 1 5 .8 D 1 5.9 D 1 5,10 D 1 5 ,1 1 D 1 5 .1 2 D 1 5 .1 3 D 1 5 .1 4 D 1 5 .1 5 D 1 5 .1 6
D 14 D 1 5 .1
D 1 6 .1 D 1 6 .2 D 1 6 .3 D 1 6 .4 D 1 6 .5 D 1 6 .6 D 1 6 .7 D 1 6 .8 D 1 6.9 D 1 6.10 D 1 6 .1 1 D 1 6 .1 2 D 1 6 .1 3 D 1 6 .1 4 D 1 6 .1 5 D 1 6 .1 6
D 15
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15
H×nh 1: S¬ ®å nguyªn lý ma trËn ®Ìn
Bo m¹ch chÝnh:
Häc viÖn C«ng nghÖ BC - VT
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HS-SV
J5
J4
V C C
U 2 1
A D 0
40
1 2
D 0 A D 1
2 3 9 2 1 3 U 26A
D 1 A D 0 P 0 .0 /A D 0 P 2 .0 /A 8 A 8 A D 2
V C C
3 3 8 2 2 4
D 2 A D 1 P 0 .1 /A D 1 P 2 .1 /A 9 A 9 A D 3
4 3 7 2 3 5 1
D 3 A D 2 P 0 .2 /A D 2 P2 .2 /A 1 0 A 1 0 A D 4 R ST
5 3 6 2 4 6 3
D 4 A D 3 P 0 .3 /A D 3 P2 .3 /A 1 1 A 1 1 A D 5 EA\
6 3 5 2 5 7 2
D 5 A D 4 P 0 .4 /A D 4 P2 .4 /A 1 2 A 1 2 A D 6
7 3 4 2 6 8
D 6 A D 5 P 0 .5 /A D 5 P2 .5 /A 1 3 A 1 3 A D 7
8 3 3 2 7 9
D 7 A D 6 P 0 .6 /A D 6 P2 .6 /A 1 4 A 1 4
9 3 2 2 8 1 0 7400
A D 7 P 0 .7 /A D 7 P2 .7 /A 1 5 A 1 5
1 0 1 1
1 1 1 31 1 2
D 0 P 1 .0 E A /V P P EA\ V C C
1 2 2 1 3 U 26B
V C C D 1 P 1 .1 G N D
1 3 3 30 C 12 1 4
G N D D 2 P 1 .2 A L E /P R O G ALE G N D
1 4 4 1 5 4
G N D D 3 P 1 .3 C V C C
1 5 5 29 1 6 6
V C C D 4 P 1 .4 PSE N PSE N
1 6 6 1 7 5
D 5 P 1 .5 PSE N
1 7 7 1 0 1 8
D 6 P 1 .6 P 3 .0 /R X D P 3 .0
1 8 8 1 1 1 9
D 7 P 1 .7 P 3 .1 /TXD P 3 .1 A 1 5
1 9 C 4 9 1 2 2 0 7400
/R D R ST R ST P 3 .2 /IN T0 /IN T 0 A 1 4
2 0 19 1 3 2 1
/W R XTA L1 P 3 .3 /IN T1 /IN T 1 A 1 3
2 1 1 4 2 2
/T 1 P 3 .4 /T 0 /T 0 A 1 2
2 2 30pF Y 1 1 5 2 3
/T 0 P 3 .5 /T 1 /T 1 A 1 1
2 3 C 5 1 6 2 4
/IN T 1 P 3 .6 /W R /W R A 1 0
G N D
2 4 12M H z 18 1 7 2 5
/IN T 0 XTA L2 P 3 .7 /R D /R D A 9
2 5 2 6
P 3 .1 A 8
2 6 30pF
P 3 .0
A T89C 51
20
U 26C U 26D
G N D
H EA D E R 26
H EA D E R 26 9 12
PS EN 8 11
/O E
10 13
/R D
7400 7400
U 25
U 24 J2 3 2
A D 0 D 0 Q 0 A 0
U 27 4 5
A D 1 D 1 Q 1 A 1
1 1 5 1 7 6
A 12 A Y 0 A D 2 D 2 Q 2 A 2
2 1 4 2 10 1 1 8 9
A 13 B Y 1 A 0 A 0 D 1 A D 0 A D 3 D 3 Q 3 A 3
3 1 3 3 9 1 2 1 3 1 2
A 14 C Y 2 A 1 A 1 D 2 A D 1 A D 4 D 4 Q 4 A 4
1 2 4 8 1 3 1 4 1 5
Y 3 A 2 A 2 D 3 A D 2 A D 5 D 5 Q 5 A 5
6 1 1 5 7 1 5 1 7 1 6
A 15 G 1 Y 4 A 3 A 3 D 4 A D 3 A D 6 D 6 Q 6 A 6
4 1 0 6 6 1 6 1 8 1 9
/W R G 2A Y 5 A 4 A 4 D 5 A D 4 A D 7 D 7 Q 7 A 7
5 9 7 5 1 7
G 2B Y 6 A 5 A 5 D 6 A D 5
G N D
16 7 8 4 1 8 11
V C C V C C Y 7 A 6 A 6 D 7 A D 6 ALE LE
G N D
3 1 9 1 20
A 7 A 7 D 8 A D 7 O E V C C V C C
C 14 25
C A 7P4 LN S P 1 3 8 A 8 24 A 8 C 6
A 9 A 9
8
H E AD ER 8 21 74LS373 C A P N P
10
G N D A 1 0 A 1 0
23
A 1 1 A 1 1 G N D
2
A 1 2 26 A 1 2
A 1 3 1 A 1 3
A 1 4 A 1 4 28
V C C V C C
22
/O E 27 O E C 13
/W R 20 W E 14 C
A15 C E G N D G N D
H Y 62256
H×nh 2: S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®iÒu khiÓn
Khèi quÐt cét:
D 0 D 1 .1 D 1 .2 D 1 .3
D 1 D 2 .1 D 2 .2 D 2 .3
D 2 D 3 .1 D 3 .2 D 3 .3
Q 1 Q 2 Q 3
V C C VC C VC C
Q 0 Q 1 Q 2
H×nh 3: S¬ då nguyªn lý quÐt cét
C¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn quÐt cét ®iÒu khiÓn ®ãng, më c¸c tranzitor
trªn c¸c cét LED, C¸c tÝn hiÖu, d÷ liÖu ®a ra trªn c¸c hµng, víi tÝn hiÖu d÷
liÖu møc thÊp th× LED trªn cét ®· më t ¬ng øng sÏ s¸ng. Do tÇn sè quÐt
nhanh nªn ta sÏ c¶m nhËn ®îc c¸c LED cÇn hiÓn thÞ s¸ng ®ång thêi.
c. ThiÕt kÕ font ch÷
Häc viÖn C«ng nghÖ BC - VT
Chuyªn ngµnh §iÖn tö
Font ch÷ hiÓn thÞ ®îc thiÕt kÕ theo d¹ng font bitmap nh bªn díi. C¸c
®iÓm tr¾ng ®en t¬ng øng víi c¸c LED trªn ma trËn hiÓn thÞ t¾t
hoÆc s¸ng.
H×nh 4: Mét sè kÝ tù mÉu
d. Vi ®iÒu khiÓn AT89C52.
Vi ®iÒu khiÓn AT89C52 lµ mét vci ®iÒu khiÓn m¹nh cña Atmel víi c¸c
®Æc ®iÓm sau:
8 KB EPROM bªn trong.
256 Byte RAM néi.
4 Port xuÊt /nhËp I/O 8 bit.
Giao tiÕp nèi tiÕp.
64 KB vïng nhí m· ngoµi
64 KB vïng nhí d÷ liÖu ngoµi
Xö lý Boolean (ho¹t ®éng trªn bit ®¬n).
210 vÞ trÝ nhí cã thÓ ®Þnh vÞ bit.
4µs cho ho¹t déng nh©n hoÆc chia
Ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn quang b¸o ®îc viÕt cho vi ®iÒu khiÓn AT89C52
®iÒu khiÓn c¸c tÝn hiÖu quÐt cét, vµ c¸c tÝn hiÖu d÷ liÖu ®a ra ma trËn
®Ìn.
4. Kh¶ n¨ng øng dông cña ®Ò tµi
Do thêi gian nghiªn cøu cã h¹n vµ nh©n lùc nghiªn cøu kh«ng cã nhiÒu, nªn
®Ò tµi cha ®îc thùc sù hoµn thiÖn, kh¶ n¨ng thÓ hiÖn ®îc cßn nghÌo nµn.
Trong ý t ëng ph¸t triÓn, ®Ò tµi cã kh¶ n¨ng ph¸t triÓn ®Ó thÓ hiÖn ®îc c¸c
hiÖu øng quang b¸o ë møc cao h¬n. Cïng víi viÖc sö dông thªm bé nhí ngoµi, ®Ó
Häc viÖn C«ng nghÖ BC - VT
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HS-SV
tµi cã thÓ thùc hiÖn ®îc phÇn hiÓn thÞ h×nh ¶nh truyÒn xuèng tõ m¸y tÝnh,
c¸i mµ hiÖn giê cha thÓ lµm ®îc.
§Ò tµi cã thÓ ¸p dông thùc tÕ lµm c¸c biÓn quang b¸o b¾t m¾t nh c¸c biÓn
tªn khoa, c¸c ®ång hå chØ thÞ…
Häc viÖn C«ng nghÖ BC - VT
