(TIỂU LUẬN) đề tài BẢNG LED HIỂN THỊ CHỮ

HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Đề tài:

BẢNG LED HIỂN THỊ CHỮ

Giảng viên hướng dẫn: Ths. Lê Đức Thuận
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Bình CT040305
Nguyễn Đức Kiên CT040328
Dương Huy Hiếu CT040318
Nhóm

Hà Nội, 2022


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 . CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Tổng quan về bảng LED hiển thị chữ
1.1.1Đặt vấn đề
1.1.2Mục tiêu
1.1.3Khái niệm về bảng LED hiể

1.1.4Nguyên lý và cấu tạo của bả
1.2 Tổng quan về Arduino
1.2.1Giới thiệu về Arduino
1.2.2Ứng dụng của Arduino
1.2.3Arduino Uno R3
1.3 Tổng quan về I2C
1.3.1Giới thiệu về giao tiếp I2C

1.3.2Đặc điểm của giao tiếp I2C
1.3.3Module I2C
1.4 Load Cell
1.4.1Giới thiệu về Load Cell
1.4.2Cấu tạo
1.4.3Nguyên lý hoạt động
1.4.4Phân loại
1.4.5Ứng dụng của load cell

1.4.6Thông số của load cell (5kg)
1.5 Module HX711
1.5.1Giới thiệu về HX711

1.5.2Sơ đồ các chân và chức năng
1.5.3Thông số kỹ thuật
1.5.4Nguyên lý hoạt động
2


1.5.5Ứng dụng
1.6 LCD 1602
1.6.1Giới thiệu về LCD
1.6.2Chức năng các chân
1.6.3Thông số kỹ thuật
CHƯƠNG 2 . PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
2.1

Nắm bắt yêu cầu

2.1.1Biểu đồ ca sử dụng hệ thống

2.1.2Đặc tả các ca sử dụng
2.1.3Đặc tả bổ sung
2.2

Phân tích
2.2.1Phân tích kiến trúc
2.2.2Phân tích các ca sử dụng

2.3

Thiết kế mạch

2.4

Lƣu đồ giải thuật

CHƯƠNG 3 . KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khi khoa học công nghệ phát triển một cách mạnh mẽ, việc ứng dụng các
thiết bị điện tử vào đời sống cũng trở nên phổ biến hơn, nhất là với thời đại mà các hệ
thống nhúng đang lên ngôi. Từ những ứng dụng đơn như đồng hồ kỹ thuật số, máy chơi
nhạc MP3,... đến những ứng dụng cho xã hội như đèn giao thơng, bộ kiểm sốt trong nhà
máy, cửa tự động,... cho đến những ứng dụng mang tính quy mơ, tầm cỡ như Robot, ngôi
nhà thông minh,...
Các hệ nhúng bắt gặp hầu khắp nơi trong mọi hoạt động thực tiễn đời sống, sản
xuất, kinh doanh, dịch vụ, từ các sản phẩm điện tử dân dụng hàng ngày, cho đến các hệ
thống điện tử công nghiệp quân sự. Điểm chung của các hệ thống điện tử ứng dụng này là
chức năng tương tác với môi trường. Các hệ thống điện tử ln cần phải có một “bộ não”,
3

cho phép tiếp nhận thông tin từ môi trường, xử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển giúp
chúng tương tác một cách phù hợp với thông tin tiếp nhận được từ mơi trường.
Tìm hiểu về hệ thống nhúng vào việc thiết kế hệ thống Đèn Led chạy chữ hiển thị
quảng cáo, trang trí là đề tài mà bọn em đã chọn để tìm hiểu trong bài tập lớn mơn Công
Nghệ Phần Mềm Nhúng
Khi chọn đề tài, bọn em mong muốn mục tiêu là có cơ hội tìm hiểu và thực hành
một cách thiết thực những nội dung lý thuyết trong các môn đã học, đặc biệt là công nghệ
phần mềm nhúng. Và kế đó, áp dụng những nguyên cứu này vào một bài thực hành cụ thể
để hiểu rõ hơn lý thuyết và thu góp kinh nghiệm thực hành thực tế. Với mục tiêu này, báo
cáo của nhóm em sẽ đƣợc trình bày gồm các chƣơng và bố cục sau:
Chương 1: Cơ sở lý thuyết
Chương
Chương

Tuy nhiên, do thời gian thực hiện đồ án có hạn và kiến thức cịn nhiều hạn
chế, nên đề tài vẫn còn rất nhiều những thiếu sót, điểm bất cập và các vấn đề chưa
thể xử lý triệt để. Nhóm em rất mong nhận được sự góp ý của q thầy cơ và các
bạn để báo cáo hồn thiện hơn.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Arduino Uno R3 .................................................................................................
5
Hình 1.2 Các cổng vào/ra của Arduino Uno R3 ..............................................................
6
Hình 1.3 Sơ đồ bus I2C ......................................................................................................
9
Hình 1.4 I2C ......................................................................................................................

10
Hình 1.5 Load Cell ............................................................................................................
10
Hình 1.6 Mạch cơ bản của wheatstone ...........................................................................
11
4


Hình 1.7 HX711 ................................................................................................................
13
Hình 1.8 Sơ đồ chân HX711 .............................................................................................
13
Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý của HX711 .............................................................................
15
Hình 1.10 LCD 1602 .........................................................................................................
16
Hình 2.1 Biểu đồ ca sử dụng hệ thống ............................................................................
18
Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống ..........................................................................................
20
Hình 2.3 Biểu đồ tuần tự quá trình đặt vật mẫu lên cân ..............................................
21
Hình 2.4 Biểu đồ tuần tự quá trình bỏ vật mẫu ra khỏi cân ........................................
22
Hình 2.5 Sơ đồ thiết kế hệ thống .....................................................................................
23
Hình 2.6 Lƣu đồ giải thuật cân điện tử loadcell ............................................................
24
Hình 3.1 Mạch thực tế ......................................................................................................
25

Hình 3.2 Mặt bàn cân .......................................................................................................
26
Hình 3.3 Màn hình hiển thị cân điện tử..........................................................................
26
Hình 3.4 Mơ hình cân điện tử ..........................................................................................
27
Hình 3.5 Khi đặt vật lên cân ............................................................................................
28
Hình 3.6 Khi bỏ vật ra khỏi cân ......................................................................................
29

DANH MỤC BẢNG
5


Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3 ...........................................................
5
Bảng 1.2 Miêu tả chức năng các chân của HX711 ........................................................
13
Bảng 2.1 Đặc tả đặt vật mẫu lên cân ...............................................................................
18
Bảng 2.2 Đặc tả vật mẫu ra khỏi cân ..............................................................................
19
Bảng 3.1 Kết quả thực nghiệm đo vật có khối lƣợng < 10g .........................................
30
Bảng 3.2 Kết quả thực nghiệm đo vật có 10g < khối lƣợng < 100g ..............................
30
Bảng 3.3 Kết quả thực nghiệm đo vật có 100g < khối lƣợng < 1kg .............................
30
Bảng 3.4 Kết quả thực nghiệm đo vật có 1kg < khối lƣợng < 5kg ...............................

30

6


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
STT Từ viết tắt

1
2
3

4

5

6

7

8

9

7


CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Tổng quan về đèn LED ma trận chạy chữ
1.1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay trong các khu công nghiệp, cơ quan, trường học, trong lĩnh vực y tế, dân
dụng, nông nghiệp,… các thiết bị sử dụng đèn LED có vai trị rất quan trọng
Đèn LED chạy chữ có khả năng cung cấp thơng tin dài, cần thiết dù chỉ trong một tấm
bảng hiển thị nhỏ. Khơng chỉ vậy, đèn LED chạy chữ cịn mang tính giải trí rất cao và có tính
chi phí thấp hơn so với các loại đèn khác
1.1.2 Mục tiêu
Hiển thị chữ qua module chung LED Max7219 kết nối Arduino Uno R3
Tạo cơ hội tìm hiểu và thực hành một cách thiết thực những nội dung lý thuyết trong
các môn đã học, đặc biệt là lập trình Arduino. Bên cạnh đó áp dụng những nguyên cứu
này vào một bài thực hành cụ thể để hiểu rõ hơn lý thuyết và thu góp kinh nghiệm thực
hành thực tế.
1.1.4 Nguyên lý và cấu tạo của đèn LED ma trận chạy chữ
Đầu dò hay cảm biến tải loadcell có độ nhạy rất cao, đặc trƣng cho mỗi nhà sản
xuất (Cas, Mettler Toledo, Dibal, A&D, Ohaus, Digi…), có độ bên cao và khoảng nhiệt
độ hoạt động rất rộng. Ngƣời sử dụng không trực tiếp can thiệp tới đầu dò này. Thƣờng
các nhà máy sản xuất khuyến cáo khơng nên cân các vật có q trọng cân quy định, vì đa
số các trƣờng hợp này sẽ làm loadcell hƣ hỏng.
1.1.4.1

Cấu tạo

Cấu tạo cơ bản của cân điện tử gồm 2 bộ phận chính là:
- Bộ phận địn cân đƣợc cấu tạo bởi: Strain Gauge và Load, Strain Gauge là loại điện
trở đặc biệt và chỉ nhỏ bằng móng tay, điện trở sẽ thay đổi khi bị nén hay bị kéo dãn và
đƣợc mồi bằng nguồn điện ổn định, bộ phận này đƣợc dán chết lên. Thanh kim lại này
một đầu được gắn cố định còn một đầu đƣợc gắn lên đĩa cân. - Mạch xử lý tín hiệu điện
tử
1.1.4.2

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của đèn LED ma trận chạy chữ:
1


Bảng led hiển thị chữ được cấu tạo từ các bóng đèn led được sắp xếp thành
nhiều hàng và cột khác nhau. Có 3 loại cơ bản: đơn sắc, 3 màu, full color . Bạn có thể
lựa chọn tùy theo mục đích hiển thị của mình.
Tập hợp các bóng đèn led trên được nối với bảng mạch điện tử và kết nối với
máy tính để lập trình chạy chữ, hình ảnh… theo ý muốn.

1.2 Tổng quan về Arduino
1.2.1 Giới thiệu về Arduino
Arduino là một bo mạch vi điều khiển do một nhóm giáo sư và sinh viên nước Ý
thiết kế và đưa ra đầu tiên vào năm 2005. Mạch Arduino được sử dụng để cảm nhận và
điều khiển nhiều đối tượng khác nhau. Nó có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ lấy tín hiệu từ
cảm biến đến điều khiển đèn, động cơ, và nhiều đối tượng khác. Ngoài ra mạch cịn có
khả năng liên kết với nhiều module khác nhau như module đọc thẻ từ, ethernet shield,
sim900A,... để tăng khả năng ứng dụng của mạch.
Arduino bao gồm phần cứng (arduino board) và phần mềm (arduino IDE):
●

Phần cứng gồm một board mạch nguồn mở đƣợc thiết kế trên nền tảng vi xử lý

AVR Atmel 8bit hoặc ARM, Atmel 32-bit,...
●

Phần mềm để lập trình cho mạch Arduino là Arduino IDE.

1.2.2 Ứng dụng của Arduino

Arduino có nhiều ứng dụng trong đời sống, trong việc chế tạo các thiết bị điện tử chất
lượng cao. Một số ứng dụng có thể kể đến như:
●

Lập trình robot: Arduino chính là một phần quan trọng trong trung tâm xử lý giúp

điều khiển được hoạt động của robot.
●

Lập trình máy bay khơng người lái.

●
Game tương tác: chúng ta có thể dùng Arduino để tương tác với Joystick, màn
hình,...
để chơi các trò như Tetrix, phá gạch, Mario,... và nhiều game sáng tạo nữa.
●
Arduino điều khiển thiết bị ánh sáng cảm biến tốt. Là một trong những bộ phận
quan trọng trong cây đèn giao thông, các hiệu ứng đèn nháy được cài đặt làm nổi bật
các biển quảng cáo.
●

Arduino cũng được ứng dụng trong máy in 3D và nhiều ứng dụng khác tùy thuộc

vào khả năng sáng tạo của người sử dụng.


1.2.3 Arduino Uno R3
1.2.3.1

Về Arduino UNO R3

Nhắc tới dòng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà người ta thường nói
tới chính là dịng Arduino UNO. Hiện dịng mạch này đã phát triển tới thế hệ thứ 3 (R3).

Hình 1.1. Arduino Uno R3

Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168,
ATmega328. Bộ não này có thể xử lý những tác vụ đơn giản như điều khiển
đèn LED nhấp nháy, xử lý tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ -

độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,…
1.2.3.2

Thơng số kỹ thuật

Một vài thơng số của Arduino UNO R3:
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3

Vi điều khiển

ATmega328 họ 8 bit

Điện áp hoạt động

5V DC (chỉ đƣợc cấp qua cổng USB)

Tần số hoạt động

16 MHz

Dòng tiêu thụ

khoảng 30mA

3


Dòng tối đa trên mỗi chân I/O

1.2.3.3Các cổng vào/ra


Hình 1.2 Các cổng vào/ra của Arduino Uno R3

Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2
mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều
có các điện trở pull-up từ được cài đặt trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các
điện trở này khơng được kết nối).
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
-

2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận

(receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác
thơng qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nơm na chính là kết nối
Serial khơng dây. Nếu khơng cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân
này nếu không cần thiết
-

Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ

phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm
analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân
này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.
-

Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngồi các

chức năng thơng thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao
thức SPI với các thiết bị khác.
-

LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm

nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó đƣợc nối với chân số 13.
Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
-

Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu

10bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF
trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog.
Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog
để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.
Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với
các thiết bị khác.

5

1.3 LED Dot Matrix
1.3.1 Giới thiệu về ma trận chấm LED
Màn hình ma trận điểm Max7219 LED là một trong những loại màn hình phổ biến
hiện có trên thị trường và được sử dụng bởi sinh viên, những người yêu thích điện tử, và
đặc biệt là trong các ứng dụng màn hình cơng nghiệp. Có hai loại module thường có sẵn.
Đó là module FC-16 và module chung.
Mỗi module bao gồm hai đơn vị. Một là ma trận điểm LED 8x8 và một là IC
MAX7219
Ma trận chấm LED có sẵn ở nhiều kích thước khác nhau (7 x 5, 8 x 8, 7 x 15, vv).
Ma trận LED 8x8 điển hình được hiển thị bên dưới bao gồm 64 đèn LED, 8 cho mỗi hàng
và cột. Mỗi đèn LED được đánh địa chỉ bằng số hàng và số cột của nó. Mỗi đèn LED
được coi là một chấm.
1.3.2 Cấu tạo ma trận chấm LED
Để tạo ma trận điểm 8x8, tất cả các cực dương được kết nối với nhau trong các hàng
từ R1 đến R8, tương tự, các cực âm được kết nối với nhau trong các cột từ C1 đến C8. Lý
do để kết nối tất cả các hàng và cột với nhau là để tiết kiệm số lượng chân cần thiết để
điều khiển mỗi chấm LED. Bằng cách này, số lượng chân I/O cần thiết đã giảm xuống
còn 16. Nếu không, chúng ta sẽ cần 64 chân để điều khiển ma trận LED 8x8. Phương
pháp điều khiển một số lượng lớn các đèn LED với ít chân này được gọi là ghép kênh.
Để bật một việc cụ thể, chúng ta cần đặt một điện áp dương vào hàng tương ứng của
dấu chấm đó và cực âm hoặc nối đất cho cột tương ứng của dấu chấm đó. Nếu hàng nhận
điện áp dương và cột âm thì chỉ một đèn LED cụ thể sẽ phát sáng.
Ví dụ, nếu bạn muốn phát sáng một đèn LED được kết nối giữa R2 và C1, chúng ta
phải áp dụng logic 00000010 trên hàng R2 và 11111110 trên cột C1. Nếu R5 được kéo lên
cao và C4 được kéo xuống thấp thì đèn LED ở hàng thứ năm và cột thứ tư sẽ ở mức cao.
Logic tương tự cũng có thể được áp dụng cho các hàng và cột khác để bật và tắt đèn LED
của từng hàng và cột. Hơn nữa, để hiển thị văn bản trên ma trận điểm, chúng ta điều khiển
từng đèn LED tốc độ rất nhanh mà mắt người có cảm giác như đèn LED liên tục sáng.
1.3.3 Nguyên lý hoạt động
Hầu hết các đèn LED trong Màn hình ma trận điểm đều có chân cực dương (đồng cực

dương) hoặc cực âm (đồng cực âm) được chia sẻ và được điều khiển bởi một vi mạch điều
khiển. Thông thường, IC điều khiển này tách biệt với LED Dot Matrix và do khách hàng
cung cấp. Mặc dù vi mạch trình điều khiển phổ biến do khách hàng lựa chọn, nhưng vi mạch
này có thể nằm trên bảng mạch PCB của khách hàng hoặc Mô-đun hiển thị ma trận điểm
LED của khách hàng. Đây là tất cả tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng.


Màn hình LED chấm ma trận là một sản phẩm có tính ứng dụng cao / hướng đến
khách hàng. Bên cạnh hình dạng và điểm ảnh, (các) màu sắc của mỗi điểm ảnh cũng rất đa
dạng trên các màn hình khác nhau. Nói cách khác, (các) màu của mỗi pixel độc lập với pixel
khác.

1.3.4 Thơng số kỹ thuật và tính năng
●

Chiều cao màn hình tiêu chuẩn từ 0,20 "~ 0,56"

●

Có sẵn nhiều màu LED đơn, cũng như RGB

●

Chip tiêu chuẩn và độ sáng cao

●

Phân loại cường độ có sẵn

●

Mặt và phân màu xám và trắng sữa

●

Kích thước tùy chỉnh có sẵn

1.3.5 Ứng dụng
●

Kiểm sốt cơng nghiệp

●

Thiết bị y tế

●

Trang thiết bị liên lạc

●

Thiết bị Kiểm tra và Đo lường

●

Điện tử an ninh

●

Thiết bị An toàn Cuộc sống

●

Chỉ báo bảng điều khiển lớn

●

Đồng hồ hiển thị

●

Thông tin hiển thị

7


1.4 Module MAX7219
1.4.1 Khái niệm
MAX7219 là một IC điều khiển màn hình cathode chung với các đầu vào và chân đầu
ra nối tiếp. Nó có khả năng điều chỉnh dịng điện có thể được thiết lập chỉ bằng một điện trở
bên ngồi. Thêm vào đó, nó có một giao diện nối tiếp bốn dây có thể dễ dàng kết nối với tất
cả các bộ vi xử lý. Nó có thể điều khiển 64 đèn LED riêng lẻ được kết nối tại các chân đầu ra
của nó chỉ bằng 4 dây bằng cách sử dụng arduino. Hơn nữa, nó có thể điều khiển hiển thị ma
trận điểm, hiển thị 7 phân đoạn và biểu đồ thanh
MAX7219 IC điều khiển màn hình 8 chữ số
Hơn hết, MAX7219 được tích hợp bộ giải mã BCD giúp bạn dễ dàng sử dụng
với màn hình số bảy đoạn. Ngồi ra, nó có RAM tĩnh 8x8 mà chúng ta có thể sử dụng để lưu
trữ số. Nó là một trong những IC điều khiển màn hình phổ biến nhất.

1.4.2 Sơ đồ các chân và chức năng


Hình … Sơ đồ chân MAX7219 IC

Tên
Pin #
1

2, 3, 5, 6,
7, 8, 10,
11
4, 9

)
nối với

12
Đây là đầu vào điều khiển tƣơng tự của bộ điều chỉnh đƣợc kết
đất tƣơng tự khi không đƣợc sử dụng.
13

CLK


14 đến
17, 20,
21 đến
23
22

18
19
24
1.4.3 Thơng số kỹ thuật và tính năng
Các thơng số kỹ thuật và tính năng của IC điều khiển màn hình MAX7219 bao gồm
những điều sau đây:
●

Phạm vi điện áp hoạt động là +4.0 đến + 5.5V

●

Điện áp hoạt động được đề xuất là + 5V

●

Nguồn điện áp tối đa là 6V

●

Dòng điện tối đa qua mỗi chân là 100mA

●

Dòng điện tối đa qua mỗi chân DIGIT GND là 500mA

●

Sử dụng điện năng thấp

●

Thời gian trễ từ Dữ liệu đến Phân đoạn là 2,2mSec

●

Nhiệt độ hoạt động từ 0 ° C đến + 70 ° C

●

Nhiệt độ bảo quản trong khoảng từ -65 ° C đến + 150 ° C

●
IC hiển thị trình điều khiển LED này thông qua giao diện nối tiếp
10MHz cho phép người vận hành chọn Không giải mã hoặc chữ số giải mã.


● Nó cung cấp một tính năng như điều khiển độ sáng tương tự và kỹ thuật số
& chế độ tắt 150µA, nơi dịng điện trong tất cả các phân đoạn được kéo đến
GND.
● Dòng điện tối đa cho mỗi chân phần là 100mA và cho mỗi chân DIGIT
GND là 500mA

1.4.4 Nguyên lý hoạt động
IC MAX7219 tương tự như bất kỳ loại thanh ghi dịch chuyển nào. Việc truyền dữ liệu
về phía chip này có thể được thực hiện từng chút một. Khi quá trình truyền dữ liệu kết thúc
thì IC chuyển dữ liệu này thành dữ liệu nối tiếp o / p thơng qua chân CS. Q trình làm việc
của vi mạch này bao gồm các bước khác nhau.
Ban đầu, các chân như DIN, CLK & CS cần kết nối để điều khiển IC này. Chọn một

điện trở thích hợp cho pin18 để điều khiển màn hình dựa trên các thơng số khác nhau IC này
có thể được sử dụng theo hai cách bằng cách truyền dữ liệu ở dạng từng bit và sử dụng các
thư viện
Như chúng ta đã đề cập ở trên liên quan đến việc truyền dữ liệu. Dữ liệu này có thể
được lưu trữ trong sổ đăng ký cho đến khi nhận được dữ liệu hồn chỉnh. Khi q trình gửi
dữ liệu hồn tất, cần đặt chân CS để di chuyển tất cả dữ liệu đã nhận trong thanh ghi của nó
sang o / p.
Khi dữ liệu nối tiếp được di chuyển qua IC thì nó sẽ chiếu sáng các đèn LED tương đương để
hiển thị kết quả.

1.4.5 Ứng dụng
Các ứng dụng của IC điều khiển màn hình MAX7219 bao gồm những điều sau đây:
●

Được sử dụng để kiểm soát nhiều phân đoạn hiển thị hơn thông qua một số chip

kết nối trong chuỗi nối tiếp.
● IC này đóng vai trị chính trong việc chuyển đổi dữ liệu từ nối tiếp sang song
song
●

IC này điều khiển 64 đèn LED với 3 chân

●

Nó được sử dụng để giảm việc sử dụng chân I / O của bộ xử lý / bộ điều khiển.

●

Hoạt động SHIFT

11


●

Hệ thống kỹ thuật số

●

May chu

●

Kết nối mạng

●

Đơn vị bộ nhớ

●

Đo lường dụng cụ

●

Điện tử kỹ thuật số

●

Ma trận LED để điều khiển đèn LED

●

Bảng điều khiển Meters

●

Bộ điều khiển cơng nghiệp

●

Màn hình dựa trên biểu đồ thanh


CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
2.1 Nắm bắt yêu cầu
2.1.1 Biểu đồ ca sử dụng hệ thống

Hình 2.1 Biểu đồ ca sử dụng hệ thống

2.1.2 Đặc tả các ca sử dụng

Ca sử dụng
Tác nhân
Mô tả

13


Tiền điều kiện

Luồng sự kiện
chính
Luồng sự kiện
phụ

Ca sử dụng
Tác nhân
Mơ tả
Tiền điều kiện
Luồng sự kiện
chính

Luồng sự kiện
phụ

Ca sử dụng
Tác nhân
Mơ tả
Tiền điều kiện
Luồng sự kiện
chính



Luồng sự kiện
phụ
2.1.3 Đặc tả bổ sung
Những yêu cầu phi chức năng của hệ thống:
-

Hiển thị có độ chính xác cao

-

Có thể chạy 24/7

-

Dễ bảo trì và thay đổi

2.2 Phân tích
2.2.1 Sơ đồ khối

Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống

Hệ thống bảng LED hiển thị chữ gồm 4 khối cơ bản như sau:
-

Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn mạch hoạt động.

-

Khối xử lý trung tâm: Tạo ra tín hiệu điều khiển khối điều khiển và xuất dữ liệu

ra khối hiển thị
-

Khối điều khiển: Nhận tín hiệu từ khối xử lý trung tâm, giải mã, cung cấp nguồn

ổn định và đủ lớn để chuyển qua khối hiển thị - IC ghi dịch MAX7219

-

Khối hiển thị: Nhận tín hiệu từ khối xử lý trung tâm và khối điều khiển để hiển thị

các ký tự theo chương trình trong khối xử lý trung tâm - Matrix 8x8 Orange x4
15


2.2.2 Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống

2.3 Thiết kế mạch


Hình 2.5 Sơ đồ thiết kế hệ thống

Đầu tiên, IC MAX7219 được kết nối với Arduino Uno. Chân GND của mô-đun phải
đƣợc kết nối với chân GND của Arduino. Chân VCC được kết nối với chân 5V của
Arduino. Chân Din được kết nối với chân 11 của Arduino. Chân CS được kết nối với chân
10 của Arduino. Chân CLK được kết nối với chân 13 của Arduino.

2.4 Lưu đồ giải thuật
Lưu đồ giải thuật của bảng LED hiển thị chữ

Hình 2.6 Lưu đồ giải thuật của bảng bảng LED hiển thị chữ

17