mạch quang báo giao tiếp với máy tinh

Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Phần I:
CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG
I. Sự lưu ảnh của mắt
Sự lưu ảnh của mắt tức là sự lưu ảnh trên võng mạc mà phải mất một
khoảng thời gian cỡ 0,1s võng mạc mới hồi phục lại 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 24 hình/s để người xem có cảm giác hoạt
động trong phim là liên tục. Lợi dụng tính chất lưu ảnh của mắt người mà người ta
có thể tạo ra những bảng quang báo với kích thước khác nhau.
II. Giới thiệu về mạch quang báo trong đề tài
Có nhiều phương pháp và cách thức để thiết kế một bảng quang báo. Đơn
giản và rẻ tiền nhất là sử dụng bộ nhớ EPROM của Vi điều khiển (VĐK), mỗi khi cần
thay đổi nội dung hiển thị trên bảng thì ta nạp lại chương trình vào EPROM. Nhược
điểm của phương pháp này là mỗi khi cần thay đổi nội dung chúng ta lại phải gỡ IC
ra để nạp lại chương trình. Một cách khác là ta sử dụng bộ điều khiển trung tâm là
Vi xử lý. Với những tính năng vượt trội bảng quang báo được điều khiển dễ dàng
hơn, hình ảnh hiển thị cũng sinh động hơn, có thể hiển thị được hình ảnh chuyển
động với những màu sắc khác nhau. Tuy nhiên chi phí thực hiện tốn kém.
Quang báo thiết kế trong đề tài có thể giao tiếp trực tiếp với máy tính thông
qua giao diện người dùng được thiết kế bằng phần mềm VB6.0. Ngoài ra quang
báo còn có thể giao tiếp được với bàn phím máy tính PS2.
Người sử dụng muốn thay đổi thông tin hiển thị có thể nhập thông tin này từ
bàn phím PS2 hoặc truyền từ máy tính thông qua chuẩn truyền RS232.
III. Phương pháp quét LED
1
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Hình 1.2 là sơ đồ kết nối từ các LED đơn thành một ma trận LED 8x8 (8 hàng
8 cột). Các tín hiệu P0.0 -> P0.7 của cổng P0 của VĐK được nối vào Anode của 8
hàng LED. Các tín hiệu điều khiển cột p1.0 -> P1.7 được nối vào Cathode của của 8

cột LED.
Khi tín hiệu ở P0.0 là 1 (+5V) tương ứng với các LED ở chân Cathode của
hàng 1 ở mức cao, khi P1.0 là mức 1 tương ứng với các LED ở chân Anode của cột
1 được cấp điện thế thấp. Như vậy hàng 1 được cấp điện áp cao, cột 1 được cấp
điện áp thấp nên chỉ có một LED duy nhất được sáng là LED giao nhau của hàng 1
và cột 1. Như vậy khi có một cặp tín hiệu điều khiển hàng và cột thì có duy nhất
một LED là giao điểm của hàng hàng và cột đó sáng. Trên cơ sở đó ta có thể mở
rộng thành bảng quang báo với số hàng có thể là 16, 32 hoặc có thể lớn hơn và số
cột có thể lên tới hàng trăm tuỳ thuộc vào cách thiết kế mạch liên kết với các hàng
và cột.
Trong trường hợp ta muốn hiển thị một số hay một một ký tự, chúng ta sẽ có
cảm giác như đồng thời các LED được sáng. Nhưng thật ra đó chỉ là cảm giác của
mắt bị đánh lừa. Dưới đây chúng ta sẽ tìm hiểu về cách quét LED.
Ví dụ ta muốn hiển thị chữ “L” trên ma trận. Khi đó các LED trên cột 1 và các
LED trên hàng 8 sáng. Muốn như vậy thì các bit thuộc cổng P0 và P1 đều ở mức 1,
như vậy thì toàn bộ LED trong ma trận đều sáng. Do vậy trong điều khiển LED ma
trận chúng ta không thể điều khiển bằng cách hiển thị tĩnh mà phải dùng phương
pháp hiển thị động (phương pháp quét LED). Nghĩa là tiến hành cấp tín hiệu điều
khiển theo dạng xung quét cho các hàng và cột cần được hiển thị.
Gọi thời gian quét đủ từ cột 1 đến hết cột 8 là một chu kỳ. Để đảm bảo cho
mắt thấy các LED sáng đều không bị nháy thì tần số quét cho một chu kỳ nhỏ nhất
là 50Hz
Để hiển thị được chữ L như Hình 1.4 ta có thể mô tả các bước quét trong một chu
kỳ như sau:
Bước 1: P0.0 -> P0.7 = 1, P1.0 = 1; Các LED cột 1 sáng
2
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Bước 2: P0.7 = 1, P0.0 -> P0.6 =0, P1.1 = 1; LED hàng 7 cột 2 sáng.
Bước 3: P0.7 = 1, P0.0 -> P0.6 =0, P1.2 = 1; LED hàng 7 cột 3 sáng
Bước 4: P0.7 = 1, P0.0 -> P0.6 =0, P1.3 = 1; LED hàng 7 cột 4 sáng

Bước 5: P0.7 = 1, P0.0 -> P0.6 =0, P1.4 = 1; LED hàng 7 cột 5 sáng
Bước 6: P0.7 = 1, P0.0 -> P0.6 =0, P1.5 = 1; LED hàng 7 cột 6 sáng
Bước 7: P0.7 = 1, P0.0 -> P0.6 =0, P1.6 = 1; LED hàng 7 cột 7 sáng
Bước 8: P0.7 = 1, P0.0 -> P0.6 =0, P1.7 = 1; LED hàng 7 cột 8 sáng
Bước 9: Quay trở lại bước 1
3
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
4
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Hình 1.3: Mã chữ Hình 1.4: Mô phỏng chữ L
Với việc hiển thị trong thí nghiệm chúng ta chỉ cần một hoặc hai ma trận LED
do đó chúng ta có thể sử dụng các bit trực tiếp của cổng Vi điều khiển (VĐK) hay
8255 . Đối với một bảng quang báo thì yêu cầu cần có nhiều hàng, nhiều cột. Một
trong các cách tiết kiệm bit để điều khiển cột chúng ta có thể dùng vi mạch ghi dịch
như 74HC164 hoặc 74HC595. Khi đó tín hiệu quét hàng được lấy ra từ cổng VĐK
(tuỳ thuộc vào số hàng mà ta sử dụng hết một cổng, hai cổng hay ba cổng). Tín hiệu
quét cột được lấy ra từ các bit của cổng còn lại .
Tín hiệu quét cột sẽ dịch theo từng xung Clock do người lập trình tạo ra. Cứ
mỗi một xung thì một cột được dịch, đồng thời vào thời điểm cột được dịch thì dữ
liệu tương ứng cần hiển thị cũng được đưa ra hàng. Như vậy để hiển thị được
thông báo thì xung dịch và dữ liệu cần phải được xuất ra đồng bộ. Quay trở lại ví
dụ trên theo Hình1.3 muốn hiển thi đực trữ “L” thì cổng P0 cần xuất ra hàng ma
trận các mã : FFh,80h,80h,80h,80h,80h,80h,80h
Bước 1: P0 xuất FFh đồng thời dữ liệu cột được đưa tới cột 1
nhờ có xung dịch Clock
Tương tự Bước 8: P0 xuất 80h đồng thời dữ liệu cột được đưa tới cột 8.
5
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Quá trình quét như vậy xảy ra rất nhanh (tính bằng
s

µ
cho mỗi cột) vì vậy mắt có
cảm giác như các LED đồng thời được sáng.
Gọi t là thời gian một xung được dịch.
Như phần trên đã nói tần số hiển thị của một hàng hay một cột là 50Hz .
Như vậy thời gian để dịch một xung CLK :
mss
Hz
t 2002,0
50
1
===
.
Quá trình quét như vậy xảy ra rất nhanh (tính bằng ms cho mỗi cột) vì vậy mắt có
cảm giác như các LED đồng thời được sáng.
1.Sơ đồ khối của một hệ vi xử lý:
a. Định nghĩa hệ vi xử lý:
• Khả năng được lập trình để thao tác trên các dữ liệu mà không cần sự can
thiệp của con người.
• Khả năng lưu trữ và phục hồi dữ liệu.
b. Tổng quát hệ vi xử lý gồm:
6
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
• Phần cứng (hardware): các thiết bị ngoại vi để giao tiếp với con người.
• Phần mềm (software):chương trình để xử lý dữ liệu.
 CPU (Central Processing Unit): đơn vị xử lý trung tâm.
 RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên.
 Rom (Read Only Memory): bộ nhớ chỉ đọc.
 Interface Circuitry: mạch điện giao tiếp.
 Peripheral Devices (Input): các thiết bị ngoại vi (thiết bị nhập)

 Peripheral Devices (Output): các thiết bị ngoại vi (thiết bị xuất).
 Addressbus: bus địa chỉ.
 Data bus: bus dữ liệu.
 Control bus: bus điều khiển.
2.Đơn vị xử lý trung tâm:
 CPU đóng vai trò chủ đạo trong hệ vi xử lý, nó quảnlý tất cả các
hoạt động của hệ và thựchiện tất cả các thao tác trên dữ liệu.
 CPU là một vi mạch điện tử có độ tích hợp ca. Khi hoạt động CPU
đọc mã lệnh được ghi dưới dạng cácbit 0 và bit 1 từ bộ nhớ, sau
đó nó sẽ thực hiện giải mã các lệnh này thành các dãy xung điều
khiển tương ứng với các thao táctrong lệnhđể điều khiển cáckhối
khác thực hiện từng bước các thao tác đóvà từ đó tạo ra các
xung điều khiển cho toàn hệ.
7
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
 IR/IP (Instruction Register/Intruction Pointer): thanh ghi
lệnh/con trỏ lệnh.
 PC (Program Counter): bộ đếm chươngtrình.
 Instruction decode and control unit: đơn vị giải mã lệnh và điều
khiển.
 ALU (arithmetic and Logic Unit): đơn vị số học và logic.
 Registers: Các thanh ghi.
 Khi hoạt động CPU sẽ thực hiện liên tục 2 thao tác: tìm nạp lệnh
và giãi mã - thực hiện lệnh.
 Thao tác tìm nạp lệnh:
 Nội dung của thanh ghi PC đượcCPU đưa lên bus địa chỉ.
 Tín hiệu điều khiển đọc (Read) chuyển sang trạng thái tích cực.
 Mã lệnh (Opcode) từ bộ nhớ được đưa lên bus dữ liệu.
 Nội dung của thanh ghi PC tăng lên một đơn vị để chuẩn bị tìm
nạp lệnh kế tiếp từ bộ nhớ.

 Thao tác giải mã - thực hiện lệnh:
 Mã lệnh từ thanh ghi IR được đưa vào đơn vị giải mã lệnh và điều
khiển.
 Đơn vị giải mã lệnh và điều khiển sẽ thực hiện giải mã opcode và tạo
ra các tín hiệu để điều khhiển việc xuất nhập dữ liệu giữ ALU và
cácthanh ghi.
 Căn cứ trên các tín hiệu điều khiển này, ALU thực hịên các thao tác
đã được xác định.
 Một chuỗi các lệnh (Opcode) kết hợp lại với nhau để thực hiện một
công việc có nghĩa được gọi là chương trình (Program) hay phần
mềm.
 Bộ nhớ bán dẫn là một khác rất quan trọng của hệ vi xử lý, các chương
trình và dữ liệu đều được lưu giữ trong bộ nhớ.
 Bộ nhớ bán dẫn trong hệ vi xử lý gồm:
• ROM: bộ nhớ chương trình _ lưu giữ chương trình điều khiển
hoạt động của toàn hệ thống.
• RAM: bộ nhớ dữ liệu _ lưu giữ dữ liệu, một phần chương trình
điều khiển hệ thống, các ứng dụng và kết quả tính toán.
• Sơ lược về cấu trúc và phân loại ROM – RAM:
• ROM (Read Only Memory): bộ nhớ chỉ đọc
8
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
• RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (bộ
nhớ ghi đọc)
3.Các chân của chip 89V51RB2:
3.1. Sơ đồ khối và chức năng các khối của chip 89V51RB2
 CPU (Central Processing Unit): Đơn vị xử lý trung tâm tính toán và điều
khiển quá trình hoạt động của hệ thống.
 OSC (Oscillator): Mạch dao động _ tạo tín hiệu xung clock cung cấp cho
các khối trong chip hoạt động.

 Interrupt control: Điều khiển ngắt _ nhận tín hiệu ngắt từ bean ngoài
(INT0\, INT1\), từ bộ định thời (TIMER0, TIMER1) và từ cổng nối tiếp
(SERIAL PORT), lần lượt đưa các tín hiệu ngắt này đến CPU để xử lý.
 Other registers: Các thanh ghi khác _ lưu trữ dữ liệu của các port
xuất/nhập, trạng thái làm việc của các khối trong chip trong suốt quá
trình hoạt động của hệ thống.
 RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ dữ liệu trong chip lưu trữ các dữ
liệu.
 ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chương trình trong chip lưu trữ
chương trình hoạt động của chip.
 I/O ports (In/Out ports): Các port xuất/nhập _ điều khiển việc xuất nhập
dữ liệu dưới dạng song song giữa trong và ngoài chip thông qua các
port P0, P1, P2, P3.
 Serial port: Port nối tiếp _ điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới dạng
nối tiếp giữa trong và ngoài chip thông qua các chân TxD, RxD.
 Timer 0, Timer 1: Bộ định thời 0, 1 _ dùng để định thời gian hoặc đếm sự
kiện (đếm xung) thông qua các chân T0, T1.
 Bus control: Điều khiển bus _ điều khiển hoạt động của hệ thống bus và
việc di chuyển thông tin trên hệ thống bus.
 Bus system: Hệ thống bus _ liên kết các khối trong chip lại với nhau.
3.2. Chức năng các chân của chip 8051
Chip 89V51 :gồm 40 chân
• 2 chân nguồn cấp điện (VCC, VSS)
• 32 chân xuất/nhập
• 6 chân chức năng (EA, ALE, PSEN, XTAL1, XTAL2, RST)
9
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
 Port xuất/nhập 8 bit (P0.0 – P0.7)
 Port xuất/nhập 8 bit (P1.0 – P1.7)
 Port xuất/nhập 8 bit (P2.0 – P2.7)

 Port xuất/nhập 8 bit (P3.0 – P3.7)
Sơ đồ chân của chip 89V51RB2
10
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
 Port 0:
- Port 0 (P0.0 – P0.7) có số chân từ 32 – 39.
- Port 0 có hai chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P0.0 - P0.7) không sử dụng bộ nhớ ngoài.
• Bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7) có sử dụng bộ nhớ
ngoài.
+ Lưu ý: Khi Port 0 đóng vai trò là port xuất nhập dữ liệu thì phải sử dụng các
điện trở kéo lên bên ngoài.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 0 đóng vai trò là ngõ vào của dữ
liệu (D0 -> D7)
 Port 1:
- Port 1 (P1.0 – P1.7) có số chân từ 1 – 8.
- Port 1 có một chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7) _ sử dụng hoặc không sử dụng bộ nhớ
ngoài.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 1 đóng vai trò là ngõ vào của địa
chỉ byte thấp (A0 – A7)
 Port 2:
- Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28.
- Port 2 có hai chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) _ không sử dụng bộ nhớ ngoài.
• Bus địa chỉ byte cao (A8 – A15) _ có sử dụng bộ nhớ ngoài.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 2 đóng vai trò là ngõ vào của địa
chỉ byte cao (A8 – A11) và các tín hiệu điều khiển
11
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo

 Port 3:
- Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân từ 10 – 17.
- Port 0 có hai chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7) _ không sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các
chức năng đặc biệt.
• Các tín hiệu điều khiển _ có sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc
biệt.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 3 đóng vai trò là ngõ vào của các
tín hiệu điều khiển
Chức năng của các chân Port3:
Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng
P3.0 RxD B0H Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp
P3.1 TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp
P3.2 INT0\ B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3 INT1\ B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời đếm 0
P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời đếm 1
P3.6 WR\ B6H Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu Ram ngoài
P3.7 RD\ B7H Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu Ram ngoài
 Chân PSEN\:
- PSEN (Program Store Enable): cho phép bộ nhớ chương trình, chân số 29.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép truy xuất (đọc) bộ nhớ chương trình (ROM) ngoài.
• Là tín hiệu xuất, tích cực mức thấp.
PSEN\ = 0 _ trong thời gian CPU tìm-nạp lệnh từ ROM ngoài.
PSEN\ = 1 _ CPU sử dụng ROM trong (không sử dụng ROM ngoài).
- Khi sử dụng bộ nhớ chương trình bên ngoài, chân PSEN\ thường được nối
với chân OE\ của ROM ngoài để cho phép CPU đọc mã lệnh từ ROM ngoài.
 Chân ALE:
12

Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
- ALE (Address Latch Enable): cho phép chốt địa chỉ, chân số 30.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thực hiện việc giải đa hợp cho bus địa
chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp
(AD0 – AD7).
• Là tín hiệu xuất, tích cực mức cao.
ALE = 0 _ trong thời gian bus AD0 – AD7 đóng vai trò là bus D0 – D7.
ALE = 1 _ trong thời gian bus AD0 – AD7 đóng vai trò là bus A0 – A7.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân ALE đóng vai trò là ngõ vào của
xung lập trình (PGM\)
Khi lệnh lấy dữ liệu từ RAM ngoài (MOVX) được thực hiện thì 1 xung ALE bị
bỏ qua
 Chân EA\:
- EA (External Access): truy xuất ngoài, chân số 31.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép truy xuất (sử dụng) bộ nhớ chương trình (ROM) ngoài.
• Là tín hiệu nhập, tích cực mức thấp.
EA\ = 0 _ Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM ngoài.
EA\ = 1 _ Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM trong.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của
điện áp lập trình (Vpp = 12V/89xx, 21V/80xx,87xx)
+ Lưu ý: Chân EA\ luôn luôn phải được nối lên Vcc (sử dụng chương trình của
ROM trong) hoặc xuống Vss (sử dụng chương trình của ROM ngoài).
 Chân XTAL1, XTAL2:
- XTAL (Crystal): tinh thể thạch anh, chân số 18-19.
- Chức năng:
• Dùng để nối với thạch anh hoặc mạch dao động tạo xung clock bên ngoài,
cung cấp tín hiệu xung clock cho chip hoạt động.
• XTAL1 _ ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip.

• XTAL2 _ ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip.
Chân RST:
- RST (Reset): thiết lập lại, chân số 9.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép thiết lặp (đặt) lại trạng thái ban đầu cho hệ thống.
• Là tín hiệu nhập, tích cực mức cao.
13
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
RST = 0 _ Chip 8051 hoạt động bình thường.
RST = 1 _ Chip 8051 được thiết lặp lại trạng thái ban đầu.
Chân Vcc, GND:
- Vcc, GND: nguồn cấp điện, chân số 40-20.
- Chức năng:
• Cung cấp nguồn điện cho chip 89V51 hoạt động.
• Vcc = +5V ± 10%.
• GND = 0V.
 Tổ chức bộ nhớ
- Bộ vi xử lý có không gian bộ nhớ chung cho dữ liệu vàchương trình
- Chương trình và dữ liệu nằm chung trên RAM.
- Bộ vi điều khiển có không gian bộ nhớ riêng cho dữ liệu vàchương trình.
- Chương trình và dữ liệu nằm riêng trên ROM và RAM.
Khối quang báo
a) Sơ đồ khối
14
Giao tiếp
máy tính
ĐIỀU KHIỂN CỘTĐiều
Khiển
Trung
Tâm

Đ
LED MATRIX 8X8ĐIỀU KHIỂN
HÀNG
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Nguyên lý hoạt động sơ đồ khối :
Khối điều khiển trung tâm điều khiển mọi quá trình hoạt động của hệ thống.
Mạch có khối giao tiếp máy tính nên sẽ dễ dàng thay đổi được dữ liệu mà
mình muốn. Khối điều khiển trung tâm sẽ thực hiện giải mã dữ liệu sau đó
đưa các dữ liệu vào khối điều khiển hàng và điều khiển cột cuối cùng các dữ
liệu được xuất ra khối hiển thị.
Chức năng các khối
Điều khiển cột: nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển, tạo địa chỉ, từ đó
đưa ra tín hiệu để cho phép cột led nào sáng trên bảng đèn. Tại mỗi thời điểm
chỉ có một cột led được sáng Tín hiệu này được đưa đến bộ đệm dòng.IC được
sử dụng là IC 74HC 245
- Các bộ đệm dòng cho hàng và cột nhằm đảm bảo của các led trên màn
hình là đồng đều khi chỉ một led sáng hay cả 4 led sáng. sử dụng IC
chuyên dụng là 74HC595
- Khối điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển 89C52. Điều khiển quá
trình hiển thị bảng led bằng cách gửi tín hiệu điều khiển tới các IC
khác, điều khiển độ sáng led, phông chữ,hiệu ứng.
- Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho mạch điện nhưng bản than nó không
bị quá dòng.
- Khối giao tiếp với máy tính: dùng PL 2303 .
c) Sơ đồ mạch và tính toán chọn linh kiện
15
NGUỒN CUNG
CẤP
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Nguyên lý hoạt động :

Khi cấp nguồn 5v cho mạch hoạt động, vi điều khiển AT89C52 sẽ điều khiển
mọi quá trình hoạt động của mạch, IC 8951 sẽ lưu giữ các dữ liệu trên
RAM,sau đó sẽ giải mã các dữ liệu này và lưu lại trên RAM . sau khi giải mã
RAM xong thì các dữ liệu được xuất ra mạch hiển thị LED ma trận 8x8.
Khi cấp nguồn 5V vào mạch
Các linh kiện sử dụng trong mạch :
1. Khối nguồn :
Sơ đồ mạch :
16
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Nhiệm Vụ : Mạch nguồn ổn áp 5v sử dụng Lm 7805 làm nhiệm vụ tạo ra nguồn cung
cấp 5V ổnđịnh,và mức dòng cung cấp lên đến 3A được nâng dòng bởi BJT 2SB688.
Tính Chọn linh kiện:
-Lm7805 là linh kiện bán dẫn nên rất nóng khi tải lớn.Nên cần tản nhiệt để đảm
bảo linh kiện tránh bị hỏng.
-Tụ hóa đầu vào có điện dung phải đủ lớn để lọc phẳng điện áp đầu vào và áp chiụ
đựng của tụ phải lớn hơn áp đầu vào nên em chọn tụ có giá trị 100uF-50V.
-Tụ không phân cực có giá trị lớn để lọc các thành phần bậc cao có giá trị 100nF.
-Sử dụng cầu diode 5A.
-BJT nâng dòng 2SB688 có dòng chịu đựng lớn nhất 8A,khoảng điện áp làm việc ở
chế độ khuếch đại rộng từ 0.6-1.5 V.
-chọn R1 có giá trị 1.5 để phân cực cho BJT làm việc ở chế độ khuếch đại.
Nguyên Lý Hoạt Động:
1 : Điện áp 12 vdc được tạo ra nhờ biến thế đi qua bộ chỉnh lưu cầu diode.
Sau đó đi qua tụ c1 (lọc các thành phần điều hòa bậc 2,3 ),qua tụ c2 để lọc
nguồn cho điện áp được phẳng hơn,ổn định hơn.
2 :Điện áp đi tới R1 làm cho VR1 trên R1 tăng đến khoảng đủ làm cho 2sB688
dẫn (0,6-1.5)V.Khi này 1 phần dòng điện chạy qua LM7805 làm cho nó hoạt
động và cho ra mức áp là 5vdc,dòng tối đa mà Lm7805 chịu đựng được
là 1A.Một phần dòng điện thông qua BJT và cho dòng ra Ic~1A.Các tụ C3,C4

cungx làm nhiệm vụ tương tự C1,C2. Như vậy ta đã có nguồn ổn áp 5Vdc với sai
số là +-0,25v.
Cách Kiểm tra mạch:
-Cấp nguồn cho mạch,đo điện áp đầu ra và đo dòng điện.Ta dung đồng hồ kim đặt ở
chế độ X10,mạch nguồn này là mạch tạo dòng 1A nên ta mắc tải có giá trị là 5
ohm.nếu kim ở vị trí 0.5 tức là đúng mạch đạt dòng 1A.
17
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
-Nếu giá trị áp đo được ở đâu ra vượt qua sai số cho phép là 5vdc+-0.25v thì ta
kiểm tra áp đầu vào xem có nằm trong khoảng điện áp cho phép hoạt động của
LM7805 hay không.Giá trị đầu vào của Lm7805 làm việc là 8-40v.Khi không nằm
trong khoảng này thì linh kiện thực hiện không đúng nhiệm vụ là ra 5vdc.
-Nếu dòng điện ra là chưa đủ hoặc rất bé so với 1A và LM7805 bị nóng thì chứng
tỏ BJT chưa được dẫn nên cần kiểm tra xem giá trị của điện trở phân cực R1 đã
phù hợp để tạo điện áp phân cực cho BJT .Ta đo điện áp VR1 xem có nằm trong
khoảng đẫn khuếch đại của BJT không.Nếu không nằm trong khoảng 0.6-1,5V thì
cần điều chỉnh giá trị R1.
-KIỂM TRA NHIỄU NGUỒN:Dùng máy hiện song đo xem sóng ra có phẳng hay
không.Nếu chưa phẳng thì ta tăng giá trị các tụ lọc để lọc các thành phần bậc cao
để loại bỏ nhiễu làm ảnh hưởng tới độ ổn định của nguồn
Kiểm Tra thực tế trong mạch:
-Giá trị đầu ra ổn định 4,98vdc.Dòng ra đo được là gần 1A.Thỏa mãn giá trị cho led
sáng ( 32 led với dong 64 mA)
2. Khối điều khiển trung tâm và điều khiển cột
Sơ đồ mạch :
Nguyên lý hoạt động của mạch :
mạch hiển thị bao gồm có 32 cột ,khi ta điều khiển mạch điều khiển hàng cấp
nguồn cho đầu anode của các led thì việc còn lại của chúng ta cho các cột
tích cực mức thấp thì các điểm led sẽ sáng.
IC 74HC245 là IC đệm dòng đảm bảo cấp đủ dòng cho ma trận LED sáng đều

thực hiện khuếch đại dòng (tiến hiệu điều khiển) trước khi đưa vào IC dịch dữ
liệu 74HC595
18
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Các linh kiện sử dung trong mạch :
a, IC 74HC245 :
1. Chức năng : Đệm dữ liệu 2 chiều , thường ứng dụng trong các mạch sử dụng led
như quét led matrix , led 7 , hoặc đệm dữ liệu trên bus với các mạch sử dụng
nhiều linh kiện mắc song song
2 .Sơ đồ chân:
19
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Đây là ic số loại 20 chân .chức năng từng chân như sau:
+Chân 1: DIR chân chọn hướng dữ liệu :
.Nếu DIR=1 thì input A và output B
.Nếu DIR=0 thì input B và output A
+Chân 2=>chân 9 : A0=>A7 data in/output phụ thuộc vào chân DIR
+Chân 10: GND
+Chân 11 =>18: B7=>B0 data in/output phụ thuộc vào chân DIR
+Chân 19 : OE chân cho phép tích cực ở mức 0 .
.Nếu 0E=0 thì ic xuất dữ liệu
.Nếu 0E=1 thì ic cấm dữ liệu
+Chân 20: VCC
IC làm việc ở:
+hoạt động ở điện áp <=7V
+ dòng ra tầm 20=>30mA đủ để led matrix sáng chói
+ công suất mạch tầm 500=>700mW
b. IC 74HC595
20
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo

Là IC ghi dịch 8bit kết hợp chốt dữ liệu , đầu vào nối tiếp đầu ra song song .
1.Chức năng:
Thường dùng trong các mạch quét led 7 , led matrix …để tiết kiệm số chân VDK tối
đa (3 chân) . Có thể mở rộng số chân vi điều khiển bao nhiêu tùy thích mà k ic nào
có thể làm dc bằng việc mắc nối tiếp đầu vào dữ liệu các ic với nhau
2.Sơ đồ chân:
IC làm việc ở:
+hoạt động ở điện áp <=7V
+ dòng ra tầm 35mA
+ Công suất trung bình 500mW
21
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
2. khối mạch điều khiển hàng
sơ đồ mạch :
Nguyên lý hoạt động của mạch :
Mạch điều khiển hàng LED được thiết kế cho mỗi hàng LED một transistor PNP TIP
127 ,dẫn bão hòa. Các transistor này dẫn bão hòa nhằm tăng mức công suất cho hệ
thống ma trận LED .các transistor được điều khiển port 0 của vi điều khiển ,ngõ ra ở
mức thấp sẽ làm cho cực B của transistor ở mức thấp và khi đó transistor sẽ dẫn bão hòa
làm ho anode của các hàng LED được tích cực.
Các linh kiện sử dụng trong mạch
22
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
3. khối hiển thị LED MATRIX
sơ đồ mạch:
23
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
Linh kiện sử dụng:
Led matrix 8*8
Khối ma trận đèn led là một ma trân 8x8 đèn led các chân A của một

hàng led được nối chung tạo nên 8 chân A chung, các chân K của một cột
được nối chung và tạo nên 8 chân K chung.
Để hiển thị toàn bộ ma trận led các hàng sẽ lần lượt được luân phiên hiển
thị từ hàng đầu tiên cho đến hàng cuối cùng rồi lặp lại. Tại một thời điểm chỉ có
một hàng được hiển thị.
Trước thời điểm bắt đầu hiển thị hàng đầu tiên dữ liệu của hàng đầu tiên
được đưa vào bộ đệm hàng theo cách nối tiếp từ b8 vào trước rồi đến b1, xung
nhịp được cấp từ bên ngoài vào để đọc mỗi bít dữ liệu tuân tự, khi đã đủ hết dữ
liệu rồi thì xung nhịp không được phép làm việc nữa.
Tiếp theo là hiển thị dữ liệu của hàng đầu tiên, khi hiển thị tín hiệu SYN
được đưa vào = 1, sau đó sẽ có một xung dương OUTCLK, xung dương OUTCLK sẽ
đồng thời làm hai việc: 1 là đưa toàn bộ dữ liệu của hàng đầu tiên mà đang tồn tại
ở đầu vào bộ chốt hàng đến đầu ra bộ chốt hàng và 2 đặt đầu ra H1 của khối quét
hàng lên mức cao để hiển thị hàng đầu tiên. Vậy là dữ liệu của hàng đầu tiên đã
được chuyển đến bộ đệm Kathode, H1 cũng đã được chuyển lên mức cao đưa vào
bộ đệm Anode, quá trình bắt đầu hiển thị hàng đầu tiên đã
24
Báo cáo thực tập công nhân mạch quang báo
hoàn tất, việc còn lại là của hai bộ đệm. Bộ đệm Kathode sẽ khuyếch đại
đảo các bit dữ liệu và điều khiển việc hút dòng cho 8 Kathode chung, bộ đệm Anode
sẽ cấp nguồn dương cho một hàng. Trạng thái này được duy trì một khoảng thời
gian xác định để các led của hàng đầu tiên được hiển thị trong một khoảng thời
gian xác định. Khi hết thời gian cho việc hiển thị hàng đầu tiên thì việc hiển thị
hàng thứ hai sẽ phải bắt đầu.
Việc bắt đầu cho hiển thị hàng thứ 2 cũng giống như hàng thứ nhất chỉ
có điểm duy nhất khác biệt là tín hiệu SYN đặt vào phải bằng 0 còn lại thì mọi thủ
tục không có gì thay đổi. Do vậy khi có xung OUTCLK thì H1 sẽ ở mức thấp và mức
cao trước đó của nó sẽ được dịch sang H2 làm cho A2 được cấp nguồn và hàng thứ
hai sáng. Hàng thứ hai cũng sẽ được hiển thị trong một khoảng thời gian xác định
và kết thúc Quá trình được diễn ra lặp lại tương tự đối với các hàng sau cho đến

hết hàng 8.
Kiểm Tra linh kiện rời:
-Dùng đồng hồ kim,đặt que dương (đỏ) vào 1 trong các hang,que đen đạt
lần lượt vào các cột xem led có sang ở từng vị trí tương ứng hay ko.
Kiểm Tra khi lắp vào mạch:
-với 4 led matrix ta nối chung các hàng tương ứng với nhau(tức có 8
hàng cho cả 4 matrix),các cột thì riieng biệt cho mỗi matrix nên có 32 cột.
-Tương tự ta đặt que dương ở các hàng,di chuyển qua đen ở các cột
tương ứng xem led có sang hay không.
5.khối giao tiếp máy tính:
Linh kiện sử dụng:
25