Tài liệu Sử dụng proteus để thiết kế led ma trận docx

I GIỚI THIỆU SƠ QUA :
Trong proteus có rất nhiều loại led ma trận , ví dụ như loại 8x8 hoặc 5x8.Tơi
chỉ nói về led matrix loại 8x8 vì nó phổ biến và thường hay được dung ,các
loại led matrix khác nguyên lý đều tượng tự như nhau .
Led ma trận trong proteus thì có nhiều màu khác nhau ,có 3 loại chính là màu
đỏ ,màu xanh lá cây ,và màu xanh da trời .
Mỗi loại này lại có sự khác biệt nhau về chân để xác định đâu là hàng đâu là
cột .
Do đó để đơn giản tui ,nói về loại màu xanh lá cây ,vì loại này trơng nó đẹp .
Led ma tran màu xanh lá cây có hình dạng như sau :

II CÁCH XÁC ĐỊNH HÀNG CỘT ,THAY ĐỔI THÔNG SỐ
Khi chúng ta làm việc với led matrix , điều quan tâm lớn nhất của chúng ta là
phải xác định xem ,chân của nó thế nào ,tức là đâu là chân hàng , đâu là


chân cột ,trong các chân hàng ,thì chân nào là chân ứng với hàng đầu ,và
chân nào ứng với hàng cuối để chúng ta xác định bít cao ,bít thấp .
- Dùng nguồn 5V và mass để thử và rút ra kết luận như hình vẽ sau

Ta thấy các chân ở trên là chân hàng và được nối với mass suy ra trong cấu
tạo nó được nối với catốt của led .
ngược lại chân ở dưới là chân cột .
- Ta thấy các chân ở trên là chân hàng có 1 chân ko nối mass thì hàng trên
cùng ko sáng suy chân đầu tiên bên trai của led sẽ ứng với hàng đầu tiên tính
từ trên .
- Và đương nhiên các chân phía dưới là chân cột thì chân đầu tiên bên trái sẽ
ứng ngay với cột đầu tiên bên trái .
Như vậy chúng ta xác định được rõ rang các chân của led.
Tuy nhiên giả sử chúng ta muốn thay đổi theo các kiểu như sau :
a: chân trên của led vẫn là hàng ,chân dưới vẫn là cột ,nhưng lúc này hàng

được tich cực với bít 1 (5v) cịn cột tich cực mức 0 .(ngược với trên ) ta làm
như sau:
Kich chuột phải vào led chọn edit properties sau đó đánh dấu vào
edit all properties as text thay đổi A,B,C,D,E,F,G,H thanh 1,2,3,4,5,6,7,8.


Ta được như sau :


b.Nếu chúng ta muốn thay đổi cho cột lên trên,hàng xuống dưới và cực tính
khơng đổi thì dung quay 1800 là ok
III : CÁCH TÍNH MÃ LED HIỆN THỊ
Chúng ta nhìn vào hình vẽ sau :


Chúng ta sử dụng phần mềm xác định mã led của led ma trận , để đỡ mất
thời gian ngồi tính tốn ,và có thể dẫn đến sai . Phần mềm này có trong trang
web www.hoiquandientu.com. Ai chưa có vào đó down hoặc liên hệ với tui
quan mai của tui ở trên ,hj
Chú ý : Khi xây dựng ma trận led ,nếu ta chọn hàng la các chân ở trên và
mức tich cực là dương,tức là với bít 1 thì nó sang ,cịn bít 0 thì nó tắt ,do đó
nếu ta dung mã 0ff thì có nghĩa là cả 8 led cùng sang .Xét theo hình vẽ trên
ta thấy 1 ma trận 8x8 ,với hàng là chân ở trên tích cực dương ,cột chân ở
dưới tích cực âm .1 chữ T như thế kia thì tương đương với mã led là :
0h,02h ,02h,7eh,2h,2h,0h,0h
Phải chú ý maled tính theo hàng nhưng có dạng cột như hình vẽ (data cũng
đẩy vào hàng )
Với chữ T đầu tiên là 00h ,tức là cột đầu tiên ko sáng ,tương đương với 8 led

đầu ở 8 hàng khơng sáng nên suy ra nó có dạng 0000 0000 b = 00h.Tiếp
theo là 02h ,ta thấy tại cột 2 chỉ có mỗi led ỏ hàng 2 sáng mà mã có dạng
02h = 0000 0010 .b từ đó ta suy ra được thứ tự led trong 8 bít .Giả sử một
chuỗi 8 bít như sau : d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0
Với d7 là bít có trọng số cao nhất tức là MSB cịn d0 là LSB
trường hợp cần lưu ý ,ma trận led chia 8 bít thanh 2 chuỗi 4 bít và cả 2 chuỗi
4 bít này đều có LSB và MSB .
Xét 4 chuỗi bít đầu ứng với 4 hàng đầu tính từ trên xuống (4 bít thấp trong 8
bít ) Giả sử là d3d2d1d0 tương đương với 0010 trong chuỗi 8 bít trên thì
MSB LÀ D3 ,LSB là d1 : Với chuỗi 4 bít cao d7d6d5d4 thì MSB LÀ D7 ,cịn LSB
là d4
MSB LSB MSB LSB
D7 D6 D5 D4 D3 D2D1 D0
Ví dụ với dịng thứ 3 của chữ T LÀ 7eh = 0 111 111 0
( Led cuối cùng -> led đầu tiên)
(Tính từ trên xuống )
Tóm lại với trường hợp như trên (led matran như tren )
Thì hàng led đầu tiên tính từ trên xuống là ứng với bít thấp nhất trong 4 bít
thấp
Hàng led thứ tư là bít cao nhất trong 4 bít thấp
Hàng led thứ 5 là bít thấp nhất trong 4 bít cao
Hàng led cuối cùng là bít thấp cao nhất trong 4 bít cao . và cả 8 bít ln .
IV : TRÌNH BIÊN DỊCH TRONG PROTUES
Trong isi (proteus) có sẵn trình biên dich để chúng ta viết code lập trình
vào ,có thể viết code của ngơn ngữ c hoặc asem .asem có ưu điểm là dung
lượng nhẹ , hiểu được rõ bản chất của cấu trúc 8051 và dữ liệu hoạt động
trong từng cấu trúc của 8051 ,vì asem là họ hàng gần nhất với ngơn ngữ
máy. Nhưng asem lập trình khó hơn và đỏi hỏi hiểu bản chất về cấu trúc của

8051
Ngôn ngữ c cấp cao hơn ,lập trình đơn giản hơn và ngày này là đựơc ưu tiên


dùng hơn.nhưng phải thanh thạo thì mới đạt hiệu quả cao .
Để viết code lập trình cho chip ta làm như sau .
1 Vào source :

A : Chọn define code generation too : Đối với isi p.5 sp3 thì chúng ta cứ để
nguyên và nhấn ok ,còn các phiên bản thấp hơn thì có chỉnh sửa chút ,nhưng
thời điểm này nếu có dung proteus thì chả ai ko dung bản mới nhất là 7.5
( 7.6 còn đang bị lỗi )


Cứ
B

chọn
.sau

đó

chúng

ok
ta

lại

chọn

tiếp

ln
add

/remove

source

file

:

Đổi none trong phần code generation tool thanh asem 51 (để viết bằng ngơn
ngữ asem ) Sau đó chọn new bên dưới ra một bảng mới ,chọn ten cho file lập
trình : ví dụ ở đây tui chọn là lednhay.asm rồi chọn open


Mở open chọn yes rồi lại chọn ok ,thế là ta đã tạo xong được tên của file lập
trình bằng asm


Giả sử chúng ta làm cho một trai tim led nhấp nháy theo ý muốn ,như hình
sau :


Phần
2

cứng
.Phần

thiết

kế
lập

khơng
trình

khó

,
:

Lại vào source ,ta thấy có file lednhay.asm ở phia dưới (nó là một dạng
notpade) chúng ta kich vào nó và bắt đầu lập trình bằng asm.


CODE LẬP TRÌNH VÍ DỤ NHƯ SAU : (THEO CÁCH SANG CỦA TƠI ,CỊN CÁC
BẠN THÍCH SÁNG THEO KIỂU NÀO LÀ DO MÌNH LẬP TRÌNH THUI ,HJHJ )
Lập

trình

rất

ORG

dễ

:
0000H

BATDAU:
MOV

R1,#4

MOV

A,#00

MOV

P1,A

MOV

P2,A

MAIN1:
SETB
ACALL

P1.1
DELAY

SETB

P1.0

SETB

P1.2


ACALL

DELAY

SETB

P1.3

SETB

P2.1

ACALL

DELAY

SETB

P1.4

SETB

P2.0

ACALL

DELAY

SETB

P1.5

SETB

P1.7

ACALL

DELAY

SETB

P1.6

ACALL

DELAY

MAIN2:
MOV

P1,#00H

MOV

P2,#00H

ACALL
MAIN3

DELAY
:

MOV

P1,#0FFH

MOV

P2,#0FFH

ACALL

DELAY

DJNZ

R1,MAIN2

SJMP

BATDAU

DELAY

:

MOV

R2,#50

N1:MOV

R3,#50

N2:MOV

R4,#70

N3:DJNZ

R4,N3

DJNZ

R3,N2

DJNZ

R2,N1

RET

END


V: Nguyên lý quét LED ma trận
Vì các led ma trận được bố trí bởi rất nhiều led đơn ,và các led đựoc đấu
chung chân với nhau ,do đó nếu cắm điện vào bình thường thì các led đều
cùng sáng ,
Do đó để hiện thị led sang theo mong muốn thì người ta dung cách ,cho led
đơn này sáng trước ,rồi tắt nó và cho led kia sang ,khoảng thời gian chuyển
giao như vậy là rất ngắt để mắt người ko nhận ra được đó là sự rời rạc ngắt
quãng mà là một sự chuyển động ,do đó led matranxix kô thể hiển thị theo
kiểu tĩnh được mà theo kiểu động ,tức là cái gì được hiển thị sẽ chạy liên tục.
Xét một ví dụ sau đây .




-Nhìn vào ví dụ trên ,tơi cho chạy dịng chữ hội quán điện tử ,bằng cách
quýet led ma trận ,
- sử dụng 1 con 89c51 ,có nguồn xung thạch anh để làm xung clock cho
89c51. Sử dụng 4 matran led (nhiều hay ít do mình dung )
vì sử dụng trên 2 ma trận led cho nên chúng ta cần sử dụng IC đệm
74ls541 .ic này có tác dụng là đầu vào thế nào thì đầu ra y hệt như thế
nhưng nó điều khiển được ,tức là nó sẽ cho ra data khi có 1 điều kiện nào đó:
- Điều kiện đó là khi chân oe1 và 0e2 đều tích cực mức 0 thì ic này hoạt động
,(do đó ta để một chân nối mass còn 1 chân nối vào port của 89c51 để điều
khiển bằng câu lệnh lập trình )


Khi quét led thông thường chúng ta sẽ để led chạy theo chiều ngang như ở

trên ,do đó phương pháp này gọi là quét cột ,tức là cột của led sẽ được chọn
tích cực lần lượt cịn dữ liệu thì được đẩy theo hàng ,do đó dữ liệu sẽ là dữ
liệu 8 bít tính theo hàng và quy ra 1 ma hexa .
Do yếu tố trên thì người ta thường chọn sao cho led có hàng ở trên và được
tích cực mức dương ,cịn cột ở dưới tích cực mức âm ,
chọn port 1 để quét cho cột ,còn dữ liệu tính theo mã hàng thì được đưa vào
port 2. 4 bit của port 3 để cho 4 chân oe1 của 4 con led ma trận .
Và để có được những điều trên thì chúng ta phải thử led trước ,ví dụ với led
xanh như trên thì phải chỉnh sửa theo kiểu mà tơi vừa trình bày ở trên .
Code lap trình tơi viết bằng asem ,chỉ cần học qua về asem bly một chút là có
thể hiểu được nguyên lý quyet trong code :
Code như sau :
org 0000h ; chọn ngăn nhớ đầu tiên của rom để nạp mã lệnh


batdau:
mov DPTR,#maled ; nạp dữ liệu của nhãn maled vào thanh ghi dptr
lap:mov r0,#30
main1 :
mov r2,#24 ;ban đầu trong phần maled có 3 hàng ứng với 24 chuỗi 0h
mov r1,#16 ; nạp vào ma tran 2 vì nó chạy muộn hơn ma tran 1 b cột nên
=16
mov r7,#8
mov b ,#0
mov r3,#7fh
main2:
mov a,r3 ; nạp dữ liệu từ r3 vào a ,a chứa 0111 1111 b
rl a ; thực hiện quay trái a để cho từng cột nhận giá trị 0
mov r3,a
mov p1,a

setb p3.3 ; tắt các matrận 2,3,4
setb p3.2
setb p3.3
clr p3.0 ; cho matrận 1 tích cực
mov a,r2 ; nạp R2 vào a
movc a,@a+DPTR ; nạp data của a + dptr ->địa chỉ 16b rồi để vào a
mov p2,a ;……..
inc r2
acall delay ;gọi trễ
cjne r3,#07fh,main2 ; khi quét đủ 8 cột thì của 1 ma trận thì chuyển
main3:
mov a,r3
rl a
mov r3,a
mov p1,a
clr p3.1


setb p3.0
setb p3.2
setb p3.3
mov a,r1
movc a,@a+DPTR
mov p2,a
inc r1
acall delay
cjne r3,#07fh,main3
main4:
mov a,r3
rl a

mov r3,a
mov p1,a
clr p3.2
setb p3.0
setb p3.1
setb p3.3
mov a,r7
movc a,@a+DPTR
mov p2,a
inc r7
acall delay
cjne r3,#07fh,main4
main5:
mov a,r3
rl a
mov r3,a
mov p1,a
clr p3.3
setb p3.2
setb p3.0


setb p3.1
mov a,b
movc a,@a+DPTR
mov p2,a
inc b
acall delay
cjne r3,#07fh,main5
djnz r0,main1

inc DPTR
mov a,DPL
cjne a,#144,lap ; 144 là = (số hàng db x8 ,để giới hạn và quay về )
sjmp batdau
delay :
push 04 ; cất vào sactk để tý còn lấy ra dung lần thư 2
push 05
push 06
mov r4,#4
n1:mov r5,#4
n2:mov r6,#4
n3:djnz r6,n3
djnz r5,n2
djnz r4,n1
pop 06
pop 05
pop 04
ret
delay2: ; tạo trễ thời gian ,t= 4X4X4x2us = 128us
mov r4,#4
m1:mov r5,#4
m2:mov r6,#4


m3:djnz r6,m3
djnz r5,m2
djnz r4,m1
ret
org 800h ;chọn địa chỉ này để tránh data bị đè lên nhau
maled: db 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h ,0h, 0h

db 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h
db 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h
db 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h, 0h
db 0h, 0h, 7eh, 10h, 8h, 70h, 0h,8h
db 3eh, 48h, 20h,0h,8h,3eh,48h,20h
db 0h ,0fch, 14h, 14h ,8h, 0h,0h, 24h
db 0h, 40h, 0a0h, 50h, 28h, 14h,0ah, 4h
db 0h, 7eh, 8h, 8h, 8h,7eh,0h,3ch
db 42h,42h,42h,3ch,0h,7eh,0h, 0h
db 3ch, 42h, 42h, 62h, 7ch,80h,0h,3eh
db 40h, 40h, 3eh, 0h,7ch,0ah,0ah, 0ah
db 7ch, 0h, 7eh, 4h, 8h,10h ,7eh, 0h
db 0h, 8h, 7eh, 4ah, 4ah, 42h, 3ch, 0h
db 7eh, 0h, 7eh,4ah, 4ah, 42h ,0h, 7eh
db 4h, 8h, 10h, 7eh, 0h, 0h, 2h, 2h
db 7eh, 2h, 2h,0h ,3eh, 40h ,40h, 40h
db 3eh, 3h ,0h, 0h, 0h, 0h ,0h, 0h
end
Vì khơng có thời gian để giải thích hết các lệnh và phân tich đến bản chất
mong các bạn thông cảm nha. Co ji thi mail cho minh (
hay 0984040941)
Khi làm phải chuý các chân của led ma trận và mã để quýet led theo hàng
,chân nào ứng với MSB và chân nào ứng với LSB .