Thiết kế, chế tạo mô hình bảng tỷ giá ngân hàng

- 1 -
MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
5

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BẢNG TỶ GIÁ NGÂN HÀNG
6

1.1. Giới Thiệu Chung 7
1.2. Tính Thiết Thực Của Bảng Tỷ Giá Ngân Hàng 7
1.3. Tính Ứng Dụng Của LED Thiết Kế Bảng Thông Tin Điện Tử 8
1.4. Giới Thiệu Sơ Lược Về Đề Tài 9
1.4.1.

Phần mềm trên máy tính dành cho người quản lý 9

1.4.2.

Khối kết nối với máy tính 10

1.4.3.

Khối điều khiển (MCU) 10

1.4.4.

Khối hiển thị các thông tin 10

1.4.4.1.

Các loại tỷ giá được hiển thị 10

1.4.4.2.

Đơn vị của các loại tỷ giá 10

1.4.4.3.

Bảng LED ma trận 11

1.5. Một Số Hình Ảnh Về Bảng Tỷ Giá Ngân Hàng 11
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
14

2.1. Phương Pháp Nghiên Cứu 15
2.1.1.

Sơ đồ khối phương pháp nghiên cứu 15

2.1.2.

Phương pháp nghiên cứu 15

2.2. Nội Dung Nghiên Cứu 16
2.2.1.

Các phương án thiết kế 16

2.2.1.1.

Phương án 1 16

2.2.1.2.

Phương án 2 17

2.2.1.2.

Lựa chọn phương án thiết kế phần cứng cho bảng tỷ giá 19

2.2.2.

Thiết kế, chế tạo phần khung sườn mô hình 19

2.2.2.1.

Vật liệu sử dụng 19

2.2.2.2.

Một số phương án được thiết kế 20


- 2 -
2.2.3.

Thiết kế, chế tạo phần điều khiển hệ thống 21

2.2.3.1.

Lý thuyết liên quan 21

2.2.3.2.

Thiết kế_chế tạo phần cứng, phần mềm hệ thống 33

Chương 3: THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
45

3.1. Chuẩn Bị 46
3.2. Thi công và lắp ráp 46
3.3.1.

Vẽ mạch in 46

3.3.2.

In mạch lên board đồng 46

3.3.3.

Hàn, gắn linh kiện và kiểm tra mạch 46

3.3.4.

Lắp ráp các board lên khung 46

3.3. Sản phẩm thực tế 47
3.3.1.

Hình ảnh các board 47

3.3.2.

Hệ thống mô hình 50

3.4. Cho chạy thử và kiểm nghiệm độ ổn định 53
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
55

4.1. Kết Luận 56
4.2. Đề Xuất 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO
58

PHỤ LỤC
59



- 3 -
DANH MỤC CÁC HÌNH


Hình 1.1 – Đèn LED
Hình 1.2 – Sơ đồ tổng quan hệ thống mô hình bảng tỷ giá
Hình 1.3 – Bảng tỷ giá ngân hàng công thương Việt Nam
Hình 1.4 – Bảng tỷ giá ngoại tệ hiển thị 5 loại tiền thườn giao dịch
Hình 1.5 – Bảng giá vàng 1

Hình 1.6 – Bảng giá vàng 2
Hình 1.7 – Bảng giá vàng 3
Hình 1.8 – Bảng tỷ giá tại sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất (Việt Nam)
Hình 1.9 – Bảng tỷ giá tại sân bay quốc tế Suvarnabhumi (Thái Lan)
Hình 2.1 – Sơ đồ khối phương pháp nghiên cứu
Hình 2.2 – Sơ đồ khối điều khiển hệ thống bảng tỷ giá dùng khối giải mã
Hình 2.3 – Sơ đồ khối điều khiển hệ thống bảng tỷ giá dùng IC 74HC595
Hình 2.4 – Vật liệu Mica
Hình 2.5 – Phương án thiết kế khung sườn 1
Hình 2.6 – Phương án thiết kế khung sườn 2
Hình 2.7 – Bảng LED ma trận 8x32
Hình 2.8 – Sơ đồ khối điều khiển hệ thống bảng ma trận
Hình 2.9 – Module LED 7 đoạn
Hình 2.10 – Cấu tạo LED 7 đoạn
Hình 2.11 – LED 7 đoạn mắc theo kiểu anod (trái) và kathod chung (phải)
Hình 2.12 – IC 74HC595
Hình 2.13 – Cấu tạo bộ ghi dịch 74HC595
Hình 2.14 – Sơ đồ chân IC 74HC595
Hình 2.15 – Chip AVR
Hình 2.16 – Cấu trúc bên trong của AVR
Hình 2.17 – Truyền dữ liệu song song (trái) và nối tiếp (phải)

- 4 -
Hình 2.18 – Hình biểu diễn mức điện áp trên đường truyền
Hình 2.19 – Mạch nguyên lý khối nguồn tạo điện áp 5VDC
Hình 2.20 – Mạch điều khiển trung tâm (mạch nguyên lý)
Hình 2.21 - Mạch nguyên lý điều khiển số liệu cột cho bảng ma trận LED
Hình 2.22 – Khối công suất phát dòng cho bảng ma trận LED
Hình 2.23 – Khối công suất hút dòng cho bảng ma trận LED
Hình 2.24 – Module LED 7 đoạn (mạch nguyên lý)

Hình 2.25 - Khối MAX232
Hình 2.26 – Lưu đồ giải thuật
Hình 2.27 – Bảng hiển thị các giá vàng và đồng ngoại tệ
Hình 2.28 – Bảng hiển thị thời gian
Hình 2.29 – Khung textbox hướng dẫn sử dụng
Hình 2.30 – Bảng công cụ List Object
Hình 2.31 – Bảng công cụ List Object 1 (trái) và List Object 2 (phải)
Hình 3.1 – Module LED 7 đoạn thực tế (mặt trước)
Hình 3.2 – Module LED 7 đoạn thực tế (mặt sau)
Hình 3.3 – Module LED 7 đoạn (mạch in)
Hình 3.4 – Mạch điều khiển trung tâm thực tế (mặt trước)
Hình 3.5 – Mạch điều khiển trung tâm thực tế (mặt sau)
Hình 3.6 – Mạch điều khiển trung tâm (mạch in)
Hình 3.7 – Hình hệ thống các module LED 7 đoạn được ghép nối với nhau
Hình 3.8 – Hệ thống ghép nối các board (mặt sau) 1
Hình 3.9 – Hệ thống ghép nối các board (mặt sau) 2
Hình 3.10 – Bảng LED ma trận thực tế
Hình 3.11 – Hình ảnh mô hình bảng tỷ giá ngân hàng
Hình 3.12 – Hình ảnh của phần mềm giao diện ở trạng thái mặc định
Hình 3.13 – Hình ảnh của phần mềm giao diện khi đươc kết nối Internet
Hình 3.14 – Hệ thống bảng tỷ giá điện tử khi kết nối với phần mềm giao diện
Hình 3.15 – Bảng ma trận LED

- 5 -
LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, do sức ép cạnh tranh giữa
các tổ chức tài chính ngày càng lớn, yêu cầu đòi hỏi của người sử dụng cũng ngày
càng cao chính vì thế mà các dịch vụ ngân hàng không ngừng được cải tiến và phát
triển. Các ngân hàng đã đưa ra thị trường những dịch vụ hoàn toàn mới hoặc cung

cấp những dịch vụ truyền thống theo phương thức mới có hàm lượng công nghệ
cao. Để nhằm đem lại những tiện ích mới cho người sử dụng (product innovation)
cũng như các ngân hàng sẽ thuận tiện trong việc theo dõi các thông tin về tài khoản,
lãi suất, giá vàng, tỷ giá, một cách thường xuyên.
Cùng với sự phát triển vượt bậc của lĩnh vực công nghệ trong thời gian qua,
đặc biệt là các ngành điện tử và công nghệ thông tin luôn tạo chiều hướng dễ dàng
trong việc quản lý của các ngân hàng và đem lại những tiện lợi, ứng dụng mới cho
người sử dụng.
Bảng tỷ giá ngân hàng – một trong những hệ thống hiện thị được ứng dụng
tại các Ngân hàng, các sàn Vàng giao dịch, giúp cho người sử dụng dễ dàng nắm
bắt được các thông tin về các giá vàng, các loại tỷ giá hối đoái một cách trực quan.
Nắm bắt được tầm quan trọng, tính ứng dụng của nó và một ý tưởng nảy sinh là
thiết kế, chế tạo mô hình bảng tỷ giá ngân hàng có cập nhật dữ liệu liên tục từ
Internet (Online).
Và đồ án tốt nghiệp được thực hiện với đề tài: “Thiết kế, chế tạo mô hình
bảng tỷ giá ngân hàng”.
Mặc dù hết sức cố gắng để hoàn thiện hệ thống nhưng vần còn gặp nhiều khó
khăn về tài chính cũng như kiến thức nên không tránh khỏi những thiếu sót. Mong
nhận được sự đóng góp ý kiến của quý Thầy.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Vũ Thăng Long và Thầy Trần Văn Hùng đã
giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp. Xin cảm ơn quý Thầy !
Nha Trang, ngày 7 tháng 7 năm 2011
Sinh viên thực hiện.
Nguyễn Thanh Trí

- 6 -

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ
BẢNG TỶ GIÁ NGÂN HÀNG


- 7 -
1.1. Giới Thiệu Chung
Bảng tỷ giá ngân hàng là một hệ thống hiển thị những thông tin về các loại tỷ
giá, các giá vàng, lãi suất, Là bảng thông tin điện tử được thiết kế chuyên dụng
cho các ngân hàng và là phương tiện tốt giúp cho việc trao đổi tỷ giá nhanh hơn,
thuận tiện hơn. Trên thị trường hiện nay, bảng tỷ giá có rất nhiều loại cũng như có
nhiều tính năng phù hợp với từng đối tượng.
Ngày nay, với các bảng hiển thị thông tin bằng điện tử thì đa phần đều được
sử dụng bằng đèn LED (Light Emitting Diode) - một trong những ứng dụng rất
phong phú và đa dạng của LED.
1.2. Tính Thiết Thực Của Bảng Tỷ Giá Ngân Hàng
Đối mặt với chi phí hoạt động cao hơn, từ nhiều năm gần đây các ngân hàng
đã và đang chuyển sang sử dụng hệ thống hoạt động tự động và điện tử thay thế cho
hệ thống dựa trên lao động thủ công, đặc biệt là trong vấn đề trao đổi ngoại tệ và
một số dịch vụ truyền thông khác (nhận tiền gửi, cấp tín dụng, ). Lịch sử cho thấy
rằng, một trong những dịch vụ ngân hàng đầu tiên được thực hiện chính là trao đổi
ngoại tệ – một nhà ngân hàng đứng ra mua, bán một loại tiền nào đó. Sự trao đổi

(exchange) đó là rất quan trọng đối với khách du lịch vì họ sẽ cảm thấy thuận
tiện và thoải mái hơn khi có trong tay đồng bản tệ của quốc gia hay thành phố họ
đến. Trong các thị trường tài chính mua bán ngoại tệ thường chỉ do các ngân hàng
lớn thực hiện bởi vì những giao dịch như vậy có mức độ rủi ro lớn, đồng thời yêu
cầu phải có trình độ chuyên môn cao.
Ngoài ra, với thị trường ngoại hối như hiện nay, nó đã vượt lên tất cả các thị
trường khác để trở thành thị trường tài chính lớn nhất và phổ biến nhất trên thế giới,
được giao dịch bởi hàng triệu cá nhân và tổ chức quốc tế. Tại đây, nguời tham gia
sẽ quyết định cụ thể giao dịch, tùy vào điều kiện, giá cả và uy tín của đối tượng.
Với mục đích là đem lại sự thuận tiện, dễ dàng và thoải mái trong việc sử
dụng đồng tiền cho con người cũng như đáp ứng sự phát triển của thị trường tài
chính thì cách mạng trong công nghệ ngân hàng - một trong những khuynh hướng
ảnh hưởng tới hoạt động của ngân hàng đã vào cuộc và để thực hiện được mục đích
đó, bảng tỷ giá điện tử đã ra đời tạo cái nhìn trực quan và cụ thể về các loại tỷ giá
cho người sử dụng.

- 8 -
Từ những yêu cầu cần thiết trong thực tế thì lĩnh vực công nghệ, đăc biệt là
ngành điện tử và công nghệ thông tin đã góp một phần không nhỏ trong sự phát
triển lĩnh vực kinh tế, cụ thể là sự tiện lợi trong quản lý của ngân hàng và tính dễ sử
dụng cho người sử dụng.
1.3. Tính Ứng Dụng Của LED Thiết Kế Bảng Thông Tin Điện Tử
LED (là từ viết tắt các chữ cái đầu tiên của Light Emitting Diode, tạm dịch:
Diot phát quang), là các diot có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại. Với
những tính chất riêng mang đậm nét đặc thù, công nghệ đèn LED đã tạo nên những
ưu điểm khiến LED đánh bại bất cứ công nghệ chiếu sáng nào đã từng tồn tại.
 Tiêu thụ điện năng thấp.
 Thân thiện với môi trường.
 Nhiệt độ làm việc thấp.
 Tuổi thọ cao.

 Mỏng và nhẹ.
 Hình 1.1 – Đèn LED
Công nghệ đèn đa sắc LED đã trở thành công nghệ chiếu sáng hàng đầu hiện
nay. Nó luôn được phát triển rộng rãi và được áp dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác
nhau. Công nghệ LED đang đi vào cuộc sống thường ngày của người tiêu dùng
thông qua nhiều hình thức sản phẩm đa chủng loại như đèn chiếu sáng, các loại đèn
xe, đèn trang trí, đèn đường, đèn giao thông cho đến các thiết kế được sử dụng trong
trang trí nội thất hay các bảng quảng cáo, các bảng thông tin điện tử tại sân bay, ga
tàu hỏa, LED còn ứng dụng khá nhiều trong nông nghiệp (thường là ở các nước
phát triển), Thực sự, công nghệ LED đã ứng dụng hầu hết trong các ngành, nghề,
lĩnh vực khác nhau từ các thiết kế cho trang trí nội thất đến các sản phẩm mang tính
công nghệ cao.
Và trong lĩnh vực kinh tế, tại các ngân hàng, các sàn vàng hay các phòng
giao dịch, công nghệ LED đã ngày càng khẳng định hơn tính ứng dụng của nó.
Các bảng thông tin điện tử hiển thị các tỷ giá ngoại tệ, các giá vàng mua bán, lãi
suất, một cách rõ ràng, sinh động giúp người mua và người bán cũng dễ dàng giao
dịch hơn.


- 9 -
1.4. Giới Thiệu Sơ Lược Về Đề Tài
Mô hình bảng tỷ giá ngân hàng sẽ hiển thị những thông tin về các loại tỷ giá.
Bên cạnh đó, nó còn hiện thị ngày giờ và những tin vắn cần thiết mà ngân hàng yêu
cầu. Với những thông tin về các loại tỷ giá sẽ được cập nhật từ Internet một cách
liên tục thông qua một phần mềm giao diện dành riêng cho người quản lý.
Như vậy, mục đích đề tài đặt ra là thực hiện công việc thiết kế, chế tạo hệ
thống bảng thông tin tỷ giá ngân hàng hiện thị bằng LED và cập nhật dữ liệu từ
Internet.
Sản phẩm sẽ gồm có một mô hình bảng thông tin điện tử cùng với một giao
diện dành riêng cho người quản lý, phần mềm này cho phép thay đổi số liệu các tỷ

giá bằng cách sử dụng bàn phím máy tính (PC) hoặc thực hiện kết nối với Internet
để tự động cập nhật các số liệu của các tỷ giá.
Có thể hình dung đơn giản về sự ghép nối toàn bộ hệ thống qua sơ đồ khối sau:





Hình 1.2 – Sơ đồ tổng quan hệ thống mô hình bảng tỷ giá.
1.4.1. Phần mềm trên máy tính dành cho người quản lý
Công việc quản lý bảng tỷ giá của người quản lý sẽ được thông qua một phần
mềm giao diện, với những chức năng trực quan giúp người sử dụng thao tác dễ
dàng, từ việc cập nhật dữ liệu từ Internet cho đến việc kết nối với hệ thống điều
khiển của bảng tỷ giá đều có những hướng dẫn rất cụ thể. Giao diện được thiết kế
trên nền Visual Basic 6.0 – đây là một công cụ dùng để thiết kế giao diện khá thông
dụng và thân thiện với người dùng.
Internet

Phần mềm
quản lý

Khối kết nối
với máy tính

MCU
(Khối điều khiển)

Khối hiện thị các thông tin

- 10 -
1.4.2. Khối kết nối với máy tính
Khối giao tiếp với máy tính có chức năng trao đổi dữ liệu giữa máy tính và vi
điều khiển (khối điều khiển bảng tỷ giá), sự truyền/nhận dữ liệu ở đây thường là các
số liệu về tỷ giá, đến vi điều khiển đồng thời vi điều khiển nhận các dữ liệu truyền
đến và xử lý dữ liệu để xuất ra các thông tin qua khối hiển thị.
1.4.3. Khối điều khiển (MCU)
Có chức năng xử lý các dữ liệu mà máy tính truyền tới để tạo ra các mức
logic cần cấp cho LED, đồng thời điều khiển quá trình cấp nguồn cho các LED. Đây
là khối quan trọng nhất nó điều khiển, kiểm tra mọi quá trình hoạt động của hệ
thống.
1.4.4. Khối hiển thị các thông tin
1.4.4.1. Các loại tỷ giá được hiển thị
 Bảng tỷ giá được thiết kế gồm 6 loại tỷ giá. Trong đó, có 2 loại tỷ giá
vàng và 4 loại tỷ giá đồng ngoại tệ. Các tỷ giá được chọn là các loại tỷ
giá thông dụng hiện nay.
 Tỷ giá vàng bao gồm: vàng SJC và vàng SBJ.
 Tỷ giá đồng ngoại tệ bao gồm: USD (đôla Mỹ), GBP (bảng Anh),
AUD (đôla Úc), EUR (đồng Euro). Kí hiệu các loại tiền gồm 3 chữ
cái, trong đó 2 chữ cái đầu tiên là viết tắt của tên quốc gia và chữ cái
cuối cùng là tên của loại đồng tiền giao dịch.
1.4.4.2. Đơn vị của các loại tỷ giá
 Đối với tỷ giá vàng, đơn vị tiền tệ của giá trị hiển thị trên bảng tỷ giá
sẽ là “triệu đồng / lượng”.
 Ví dụ: Tỷ giá vàng của SJC hiển thị trên bảng tỷ giá là “28.12” thì hiểu
là “28,12 triệu đồng / lượng”.
 Tỷ giá đồng ngoại tệ, đơn vị tiền tệ của giá trị hiển thị trên bảng tỷ giá
sẽ là “nghìn đồng / đồng ngoại tệ”.
 Ví dụ: Tỷ giá đồng ngoại tệ của USD hiển thị trên bảng tỷ giá là
“18.92” thì hiểu là “18,92 nghìn đồng / USD”.

- 11 -
1.4.4.3. Bảng LED ma trận
Khối LED ma trận (16x64), sử dụng loại đèn LED đơn sáng đỏ sẽ hiển thị
những mẫu tin vắn, những hình thức khuyến mãi, (theo yêu cầu của người sử
dụng) và thời gian ngày, giờ cụ thể luôn được hiển thị tạo sự sinh động, trực quan
trong việc trao đổi tỷ giá giữa bên mua và bên bán.
1.5. Một Số Hình Ảnh Về Bảng Tỷ Giá Ngân Hàng
Bảng tỷ giá hiển thị các ngoại tệ và lãi suất. Đây là loại bảng điện tử thường
được sử dụng tại các ngân hàng, Indoor. Nó hiển thị những loại tiền được giao dịch
thường xuyên nhất trên thị trường: Dollar, Euro, Yen, Bảng Anh, Franc,










Hình 1.3 – Bảng tỷ giá ngân hàng Công Thương Việt Nam

Hình 1.4 – Bảng tỷ giá ngoại tệ hiển thị 5 loại tiền giao dịch

- 12 -















Hình 1.5 – Bảng giá vàng 1 Hình 1.6 – Bảng giá vàng 2

Hình 1.7 – Bảng giá vàng 3

- 13 -


Hình 1.8 - Bảng tỷ giá ở sân bay quốc tế Hình 1.9 - Bảng tỷ giá ở sân bay
Tân Sơn Nhất (Việt Nam) quốc tế Suvarnabhumi (Thái Lan)
Bảng tỷ giá không chỉ bố trí ở các ngân hàng, phòng giao dịch mà nó còn ở

tại các sân bay, nhằm phục vụ nhu cầu cho người sử dụng bất kỳ lúc nào, đặc biệt là
các khách du lịch.
Thông qua một số hình ảnh trên ta thấy tầm quan trọng của bảng tỷ giá điện
tử là rất cần thiết cho nhu cầu sử dụng của con người nhất là các khách du lịch, nó
tạo điều kiện cho sự trao đổi giữa bên mua và bên bán diễn ra thuận lợi hơn.

- 14 -














Chương 2
PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG
NGHIÊN CỨU

- 15 -
2.1. Phương Pháp Nghiên Cứu
2.1.1. Sơ đồ khối phương pháp nghiên cứu

Hình 2.1 – Sơ đồ khối phương pháp nghiên cứu
2.1.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu phải dựa trên nền tảng lý thuyết và phù hợp với
thực tế. Như vậy, hệ thống bảng tỷ giá được thiết kế phải đơn giản trong việc lắp
đặt, dễ dàng trong việc phát triển hệ thống (tính quy mô), có tính ổn định trong thu
thập dữ liệu và mang lại hiệu quả kinh tế.
Phân tích các yếu tố trên, thì việc lựa chọn các phương án, cách bố trí phù
hợp luôn là mối quan tâm trong sự thiết kế nhằm mang lại hiệu quả sử dụng và hiệu
quả kinh tế. Muốn làm tốt công việc này thì các phương án đề ra sẽ được phân tích
kỹ lưỡng để lựa chọn phương án tốt nhất. Sau khi chọn lựa xong phương án sẽ tiến
hành công việc xây dựng hình dáng mô hình và thiết kế mạch điều khiển cũng như
các chương trình điều khiển liên quan. Sơ đồ khối phương pháp nghiên cứu
(Hình 2.1) cho thấy rằng hệ thống bảng tỷ giá ngân hàng sẽ được cập nhật dữ liệu
(thông tin về các loại tỷ giá) từ Internet một cách liên tục thông qua một phần mềm
giao diện dành cho người quản lý.

Internet

Tìm hiểu về

cập nhật dữ
liệu từ
Internet.
Tìm hiểu về
truyền thông
dữ liệu.

Phầm mềm
máy tính


Khối kết nối
máy tính


Tìm hiểu
nguyên tắc
điều khiển
LED 7
đo
ạn

Tìm hiểu
nguyên tắc
điều khiển
LED Ma
tr
ận

Lập trình điều

khiển
Khối vi điều
khiển
(MCU)


Bảng
tỷ giá
ngân
hàng
(Khối
hiện
thị)




- 16 -
2.2. Nội Dung Nghiên Cứu
2.2.1. Các phương án thiết kế
2.2.1.1. Phương án 1 (Điều khiển bảng tỷ giá sử dụng khối giải mã số
liệu LED 7 đoạn).
a. Nguyên lý hoạt động
Số liệu cần hiển thị trên bảng LED 7 đoạn sẽ được lấy trực tiếp từ máy tính
đưa vào khối xử lý trung tâm là Vi Điều Khiển ATmega32 thông qua cổng nhận số
liệu nối tiếp “RXD”. Các số liệu sau khi được đưa vào khối xử lý trung tâm, sẽ
được mã hóa thành các số liệu BCD 4 bit để cho phép đưa ra hiển thị trên bảng
LED 7 đoạn.
Tuy nhiên, để các số liệu BCD 4 bit này có thể hiển thị đúng trên bảng LED
7 đoạn thì phải thực hiện chuyển các số liệu này sang dạng số liệu hiển thị được trên

LED 7 đoạn tức là ghép nối các đầu ra số liệu BCD của khối xử lý trung tâm với
đầu vào của khối giải mã số liệu LED 7 đoạn.
Các số liệu xuất ra ở trên chỉ là những số liệu giải mã tín hiệu hiển thị, để
điều khiển được các LED 7 đoạn này thì công việc cần làm tiếp theo là phải xuất ra
các tín hiệu điều khiển nó. Với số lượng chân đã sử dụng của khối xử lý trung tâm
ATmega32 đưa vào khối giải mã số liệu LED số 7 đoạn, thì số chân còn lại không
đủ để đưa ra trực tiếp điều khiển 24 LED 7 đoạn, nên phải xây dựng một khối giải
mã tín hiệu điều khiển riêng biệt dành cho 24 LED 7 đoạn này.
Tuy nhiên với các tín hiệu đưa ra ở 2 khối giải mã nêu trên sẽ không đủ khả
năng đáp ứng về dòng cung cấp để bảng LED có thể sáng rõ.
Nên trước khi đưa các tín hiệu điều khiển này xuất ra hiển thị trên bảng LED
7 đoạn phải thiết kế thêm khối công suất để đảm bảo độ sáng của LED là tốt nhất.

- 17 -
Và có thể hình dung nguyên tắc điều khiển hiển thị bảng tỷ giá (phương án 1)
bởi sơ đồ khối sau:

Hình 2.2 - Sơ đồ khối điều khiển hệ thống bảng tỷ giá dùng khối giải mã
b. Nhược điểm
▪ Vi Điều Khiển phải tốn khá nhiều chân để điều khiển cho cả hệ thống
bảng tỷ giá gồm 24 LED 7 đoạn.
▪ Cần thiết kế thêm khối công suất.
▪ Thiết kế lại hầu hết phần cứng nếu như hệ thống có sự thay đổi.
▪ Không thể xây dựng hệ thống ở dạng module.
▪ Không đáp ứng nhanh khi có yêu cầu thiết kế , lắp đặt của khách hàng
c. Ưu điểm
▪ Giá thành của các IC tương đối rẻ => giá thành sản phẩm làm ra sẽ kinh
tế hơn.
2.2.1.2. Phương án 2 (Điều khiển bảng tỷ giá sử dụng IC ghi dịch – IC
74HC595, thiết kế ở dạng module).
a. Nguyên lý hoạt động
Số liệu cần hiển thị trên bảng LED 7 đoạn sẽ được lấy trực tiếp từ máy tính
đưa vào khối xử lý trung tâm là Vi Điều Khiển Atemega 32 thông qua cổng nhận số
liệu nối tiếp “RXD”. Từ khối xử lý trung tâm dữ liệu sẽ đưa qua các IC ghi dịch,

- 18 -
các IC này với cách thức truyền nhận số liệu nối tiếp được thực hiện bởi 2 tín hiệu
(Data và Clock). Nghĩa là, khi tồn tại 1 bit số liệu ở đầu vào số liệu Data nếu thực
hiện đủ 1 xung nhịp Clock từ 0 lên 1 thì bit số liệu này sẽ được đưa vào bộ ghi dịch
74HC595 và dữ liệu được xử lý sau đó đưa ra khối hiển thị (các LED 7 đoạn).
Như vậy, ta chỉ cần dùng 2 chân của Vi Điều Khiển đã điều khiển được toàn
bộ 24 LED 7 đoạn cho cả hệ thống (hệ thống gồm có 6 module, mỗi module có 4
LED 7 đoạn), mà ta không cần phải thiết kế thêm khối công suất dành cho 24 LED
7 đoạn trên.
Có thể hình dung nguyên tắc điều khiển hiển thị bảng tỷ giá (phương án 2)
bởi sơ đồ khối sau:

Hình 2.3 - Sơ đồ khối điều khiển bảng tỷ giá sử dụng IC 74HC595
b. Nhược điểm
▪ Giá thành của IC 74HC595 tương đối cao, mỗi IC lại điều khiển mỗi
LED 7 đoạn, hơi khó khăn trong tính kinh tế
c. Ưu điểm
▪ Chỉ cần 2 chân Vi Điều Khiển để điều khiển toàn bộ hệ thống bảng tỷ
giá gồm 24 LED 7 đoạn.
▪ Không cần thiết kế thêm khối công suất.
▪ Thiết kế mạch không phức tạp, được thiết kế ở dạng modul và sẽ dễ
dàng trong việc phát triển hệ thống (nếu có yêu cầu) cũng như dễ thay
thế, sữa chữa hay lắp đặt.

- 19 -
▪ Công việc thiết kế lại phần cứng hầu như là không nếu như hệ thống
cần phát triển.
2.2.1.2. Lựa chọn phương án thiết kế phần cứng cho bảng tỷ giá
Để tìm một phương án phù hợp với thực tế, vừa mang tính kỹ thuật vừa
mang tính kinh tế cũng như không thể bỏ qua tính thẩm mĩ là rất khó.
So sánh giữa hai phương án trên, dễ nhận thấy rằng phương án thứ 1 phải tốn
khá nhiều thời gian trong việc thiết kế, đặc biệt nếu hệ thống có sự thay đổi thì phải
thiết kế lại hầu hết phần cứng; sử dụng khá nhiều chân điều khiển; khó khăn trong

việc phát triển hệ thống, Ngược lại, với phương án 2 việc thiết kế phần cứng
tương đối dễ dàng vì thiết kế ở dạng module nên chỉ thiết kế mạch một lần chính vì
thế sẽ đáp ứng nhanh yêu cầu của người sử dụng nếu hệ thống có sự thay đổi bên
cạnh đó cũng dễ dàng cho sự lắp đặt,

Phương án thứ 2 (sử dụng IC 74HC595, thiết kế ở dạng module) được áp
dụng trong đồ án.
2.2.2. Thiết kế, chế tạo phần khung sườn mô hình
Dựa vào sự thiết kế của các bảng tỷ giá có trong thực tế, công việc thiết kế
khung sườn trong đồ án tuy chỉ ở mức độ mô hình nhưng cũng phải đem lại tính kỹ
thuật (dễ dàng lắp đặt, sửa chữa, ) cũng như tính thẩm mĩ của mô hình (tạo sự thân
thiện trong cái nhìn của người sử dụng, )
2.2.2.1. Vật liệu sử dụng
Toàn bộ khung sườn của mô hình sẽ được sử dụng vật liệu là Mica. Mica vừa
có tính cách điện, tính cách nhiệt lại vừa
bền nhẹ cũng như mang tính thẩm mĩ
cao, ) và có rất nhiều loại để lựa chon
(Mica trong, Mica đục, Mica màu, ).
Mica - Mica trong sẽ là vật liệu chính
trong việc tạo nên khung sườn cho mô
hình bảng tỷ giá được sử dụng ở đồ án
này.
Hình 2.4 - Vật liệu Mica

- 20 -
2.2.2.2. Một số phương án được thiết kế bằng phần mềm Solidwork (có
2 phương án)

Hinh 2.5 - Phương án thiết kế khung sườn 1











Hình 2.6 - Phương án thiết kế khung sườn 2
Để phù hợp và tính cân đối của mô hình phương án 2 đã được lựa chọn.

- 21 -
2.2.3. Thiết kế, chế tạo phần điều khiển hệ thống
2.2.3.1. Lý thuyết liên quan
a. Cấu tạo và nguyên lý điều khiển bảng ma trận LED



 Cấu trúc bảng LED ma trận
LED ma trận bao gồm các LED đơn
được xếp thành hàng và cột. Các LED đơn
trong cùng một hàng thì được nối chung
Anode (Kathode) còn trong cùng một cột thì
được nối chung Kathode (Anode). Do đó để
các LED có thể sáng ta phải cấp nguồn cho
LED như sau: cấp mức cao (thấp) cho hàng
và mức thấp (cao) cho cột. Trong đồ án này,
thì hàng ma trận LED mắc Anode chung và
cột ma trận LED mắc Kathode chung.
Với cách sắp xếp này thì tại một thời
điểm không thể hiển thị một kí tự (với trên 2
hàng 2 cột) của ma trận. Do đó để có thể
hiển thị một kí tự trên LED ma trận thì phải
lợi dụng hiện tượng lưu ảnh của võng mạc.
Phải để cho từng hàng (cột) của kí tự lần
lượt hiện thị trên LED ma trận với tần số
cao. Trước tiên, phải xác định mức logic cần
cấp cho từng hàng (cột) của LED ma trận để
hiển thị ký tự rồi lưu các giá trị logic này lại.
Sau đó khi cần hiển thị ký tự thì lần lượt đưa
các giá trị này ra các chân cấp nguồn cho
hàng (cột) đồng thời cấp nguồn cho cột
(hàng) tương ứng với nó.


Hình 2.7 - Bảng LED ma trận 8x32

- 22 -


 Điều khiển bảng ma trận LED
Dữ liệu sau khi được đưa vào khối xử lý trung tâm sẽ được đưa qua khối xử
lý các tín hiệu điều khiển cột và hàng ma trận LED và chuyển thành những số liệu
cho phép xuất ra hiển thị được trên bảng ma trận LED.
Nguyên tắc thành lập ma trận LED dựa vào hàng và cột. Với 16 hàng của ma
trận LED được điều khiển trực tiếp bởi 2 PORT của Vi Điều Khiển và với 64 cột
của ma trận LED được điều khiển bởi khối xử lý tín hiệu điều khiển cột. Khối xử lý
tín hiệu điều khiển cột là khối chức năng cho phép nhận các số liệu cần đưa ra trên
cột ma trận LED và nó thực hiện nhận các số liệu này thông qua cách thức truyền
nhận số liệu nối tiếp.
Cách thức truyền số liệu nối tiếp được thực hiện bởi 3 tín hiệu SCK, RCK,
SER, được ghép nối với khối xử lý tín hiệu điều khiển cột ma trận LED.
Tuy nhiên với các tín hiệu đưa ra điều khiển hàng và cột nêu trên sẽ không
đủ khả năng đáp ứng về dòng, cung cấp không đủ mạnh để bảng LED có thể sáng
tối ưu.
Bởi thế trước khi đưa các tín hiệu điều khiển này xuất ra hiển thị trên bảng
ma trận LED thì phải đưa qua khối công suất.
Tóm lại nguyên tắc điều khiển hiển thị ma trận LED được xây dựng bởi khối
sơ đồ như sau:



Hình 2.8 - Sơ đồ khối điều khiển hệ thống bảng ma trận LED

- 23 -
b. Cấu tạo và nguyên lý điều khiển LED 7 đoạn



 Module LED 7 đoạn và cấu trúc LED 7 đoạn
Bảng tỷ giá là hệ thống gồm nhiều
module LED 7 đoạn được ghép nối với nhau
(hiện tại có 6 module được ghép nối với
nhau thông qua các bus). Việc ghép nối các
module như vậy có ý nghĩa trong việc phát
triển hệ thống.

Hình 2.9 – Module LED 7 đoạn
Mỗi module tương ứng với một thông tin tỷ giá được hiển thị, có 4 LED 7
đoạn cho một module, gồm có 6 module tức là có 24 LED phải được điều khiển.
Để điều khiển các LED 7 đoạn thì tại mỗi module chúng được kết nối với
các IC ghi dịch (IC 74HC595), nghĩa là mỗi IC này sẽ điều khiển một LED 7 đoạn
và tất cả đều phải thông qua sự điều khiển, kiểm tra của bộ xử lý trung tâm.
Cấu trúc LED 7 đoạn
Để hiện thị LED 7 đoạn ta thường sử dụng
dạng mạch giải mã BCD sang LED 7 đoạn.
Đèn LED 7 đoạn có 2 loại là Anode (A)
chung và Kathode (K) chung, được sắp xếp hình số 8
vuông ngoài ra còn có 1 LED nhỏ được đặt làm dấu
phẩy thập phân khi hiện thị số. Các chân ra của LED
được sắp xếp thành 2 hàng chân ở giữa mỗi hàng
chân là Anode chung hay Kathode chung.
Để đèn LED hiển thị một số nào thì các thanh (đoạn)
LED tương ứng phải sáng lên, do đó các thanh LED đều phải
được phân cực bởi các điện trở khoảng 180 đến 390 ohm với
nguồn cấp chuẩn thường là 5VDC. Các chân của LED được
kéo xuống mass hay lên nguồn (tuỳ A chung hay K chung).
Hình 2.10 - Cấu tạo LED 7 đoạn

- 24 -








Hình 2.11 - LED 7 đoạn mắc theo anode chung và kathode chung.


 Nguyên lý hoạt động của IC 74HC595
Cách thức truyền nhận số liệu của bộ ghi dịch
74HC595 là cách thức truyền nhận số liệu nối tiếp
từng bit. Khi tồn tại 1 bit số liệu ở đầu vào số liệu
SER(chân 14) nếu ta thực hiện đủ 1 xung nhịp Clock
(SCK- chân 11) từ 0 lên 1 thì bit số liệu này sẽ được
đưa vào bộ ghi dịch 74HC595.
Hình 2.12 - IC 74HC595
 74HC595 là một bộ ghi dịch bao gồm 2 tầng chức năng:
■ Tầng thứ nhất bao gồm 8 Flip Flop D mắc nối tiếp với nhau. Tín
hiệu điều khiển các Flip Flop D của tầng này là 2 tín hiệu Clock và
tín hiệu Reset. Cụ thể là mỗi khi có xung Clock tác động thì dữ
liệu ở ngõ vào D sẽ xuất hiện ở ngõ ra Q. Khi ta thực hiện đưa đủ
8 bit số liệu vào bộ ghi dịch 74HC595 và thực hiện đưa tiếp bit thứ
9 vào thì sẽ xuất hiện hiện tượng tràn bit số liệu đầu tiên. Bit số
liệu bị tràn này sẽ được đẩy ra ngoài ở kênh tín hiệu QH’ chính là
tín hiệu đầu ra của Flip Flop thứ 8 của tầng thứ 1. Bit số liệu bị

tràn này sẽ được đưa sang bộ ghi dịch kế tiếp và cứ thực hiện việc
ghép nối đầu ra của bit tràn này với đầu vào số liệu của bộ ghi dịch
kế tiếp.
■ Tầng thứ hai cũng bao gồm 8 Flip Flop D, đầu vào của mỗi Flip
Flop D ở tầng này được mắc nối tiếp với đầu ra của các Flip Flop

- 25 -
D tương ứng của tầng thứ nhất. Tín hiệu điều khiển các Flip Flop
D của tầng này là tín hiệu RCK . Cũng tương tự như ở tầng thứ
nhất, nghĩa là khi có xung RCK tác động thì dữ liệu ở ngõ ra Q của
tầng thứ nhất sẽ xuất hiện ở ngõ vào D của tầng thứ 2. Hay có thể
nói là tầng thứ hai sẽ sao chép toàn bộ dữ liệu ở tầng thứ nhất khi
có tín hiệu tác động và nó sẽ đẩy dữ liệu ra ngoài thiết bị hiển thị.



Hình 2.13 - Cấu tạo bộ ghi dịch 74HC595