Đồ án thiết kế và thi công mạch LED CUBE 5x5x5

Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 1

LỜI CẢM ƠN



Em xin chân thành cám ơn thầy Vũ Thế Đảng đã hướng dẫn tận tình trong suốt
thời gian qua giúp em có thể hoàn thành tốt học phần này.
Trong quá trình viết báo cáo này do trình độ hiểu biết của em còn hạn chế, nên
còn nhiều thiếu sót mong thầy và các bạn góp ý bổ sung để em hoàn thiện hơn về kiến
thức cũng như rút kinh nghiệm cho các đề tài sau.

Em xin chân thành cảm ơn!

Bình Dương, Ngày 8 tháng 5 năm 2012.

Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 2

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 3
MỤC LỤC


PHẦN I: GIỚI THIỆU 4
PHẦN II: NỘI DUNG 5
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
1.1 Giới thiệu Vi điều khiển AT89S52 5
1.2 Giới thiệu Led Cube 17
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH LED CUBE 5X5X5 19
2.1 Thiết kế phần cứng 19
2.2 Thiết kế phần mềm 22
2.3 Thi công và khắc phục lỗi 31
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 4
PHẦN I: GIỚI THIỆU

Vi điều khiển là một lĩnh vực khá lý thú đối với các bạn sinh viên chuyên ngành
Điện tử nói chung. Cùng với sự phát triển của ngành điện tử thì nhiều họ Vi điều khiển
đƣợc các hãng sản xuất chíp cho ra đời nhƣ: AT89, AVR của Atmel, PIC của
Microchip…
AT89 là bƣớc phát triển tiếp theo của họ 8051, cùng với sự phát triển đó nhiều
ứng dụng về nó đã đƣợc ra đời nhƣ: Mạch báo chuông tiết học, Điều khiển động cơ mà
gần với chúng ta hơn đó là những mạch ứng dụng vi điều khiển điều khiển Led đơn
đƣợc ứng dụng nhiều trong ngành quảng cáo.
Chắc hẳn ai trong chúng ta cũng đã một lần nghe qua từ 3D nhƣ xem phim 3D
hay Tivi 3D, và ắt hẳn bạn cũng đã từng nghe qua khối Led 3D hay Led Cube.
Ngày nay các ứng dụng về 3D ngày càng rộng rãi, đã thúc đẩy nhiều nhà khoa
học đi sâu nghiên cứu và cho ra những sản phẩm ứng dụng công nghệ 3D với chất
lƣợng ngày càng đƣợc nâng cao đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngƣời dùng vì thế
việc nghiên cứu tìm hiểu led 3D đặt nền móng và giúp cho chúng ta hiểu hơn về công
nghệ 3D. Trong bài báo cáo này mình sẽ nói rõ hơn về khối led 3D qua đề tài: THIẾT
KẾ VÀ THI CÔNG LED CUBE 5X5X5 DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52.
Mục tiêu của đề tài: Tìm hiểu cấu tạo khối led cube từ đó lập trình tạo ra hiệu ứng
bắt mắt trong không gian 3 chiều
Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu và tìm hiểu 89S52 để ứng dụng hiệu ứng led Cube
- Thi công và thử nghiệm thực tế
Nội dung đề tài gồm 2 chƣơng :
Chƣơng 1: Giới thiệu chung
1.1 Giới thiệu Vi điều khiển AT89S52
1.2 Giới thiệu Led Cube
Chƣơng 2: Thiết kế và thi công mạch led Cube 5x5x5
2.1 Thiết kế phần cứng
2.2 Thiết kế phần mềm

2.3 Thi công và khắc phục lỗi
Tuy nhiên, do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi sự thiếu
sót, mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của Thầyvà các bạn.
Bình Dƣơng, ngày 08 tháng 05 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Võ Quang Lộc
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 5
PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu Vi điều khiển AT89S52
1.1.1 Chức năng:
Vi điều khiển 8051 đƣợc Intel cho ra đời vào năm 1980 thuộc vi điều khiển đầu
tiên của họ MCS-51. Hiện tại rất nhiều nhà sản xuất nhƣ Siemens, Advanced
Micro Devices, Fusisu và Philips tập trung phát triển các sản phẩm trên cơ sở
8051.Atmel là hãng đã cho ra đời các chip 89C51, 52, 55 và sau đó cải tiến thêm,
hãng cho ra đời 89S51, 89S52, 89S8252…
Cấu hình 89S52:
 8 KB Flash ROM bên trong
 Vùng điện áp hoạt động 4.0V – 5.0V
 Xung clock: 0 Hz – 33 MHz
 256 x 8-bit RAM nội
 8 nguồn ngắt
 4 Port xuất nhập I/O 8 bit
 3 bộ Timer/Counter 16 bit
 Watchdog Timer
 Giao tiếp nối tiếp
 Cờ báo ngắt

 Có thể mở rộng 64 KByte không nhớ chƣơng trình ngoài
 Có thể mở rộng 64 KByte không nhớ dữ liệu ngoài
Sơ đồ chân

Hình 1.1: Sơ đồ chân IC AT89s52
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 6
Sơ đồ khối

Hình 1.2: Sơ đồ khối IC AT89s52
Chức năng các chân
 Port 0: là port có 2 chức năng với số thứ tự chân từ 32-39
- Trong các hệ thống điều khiển đơn giản sử dụng bộ nhớ bên trong
không dùng bộ nhớ mở rộng bên ngoài thì port 0 đƣợc dùng làm các
đƣờng I/O
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 7
- Trong các hệ thống điều khiển lớn sử dụng bộ nhớ mở rộng bên ngoài
thì port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ liệu AD7-AD0.
 Port 1: với số thứ tự chân từ 1-8. có chức năng làm các đƣờng điều khiển
xuất nhập ngoài ra còn có các chân có chức năng nhƣ bảng sau:

Hình 1.3: Chức năng các chân port 1
 Port 2: với số thứ tự chân từ 21-28 với hai chức năng
- Trong các hệ thống điều khiển đơn giản sử dụng bộ nhớ bên trong
không dùng bộ nhớ mở rộng bên ngoài thì port 2 đƣợc dùng làm các
đƣờng I/O
- Trong các hệ thống điều khiển lớn sử dụng bộ nhớ mở rộng bên ngoài
thì port 2 có chức năng là bus địa chỉ cao A8-A15
 Port 3: có hai chức năng với số thứ tự chân 10-17các chân của port này có

nhiều chức năng khác nhau nhƣ bảng sau:

Hình 1.4: Chức năng các chân port 3

Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 8
 Chân PSEN (Program store enable): là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 cho phép
đọc bộ nhớ chƣơng trình mở rộng. khi có giao tiếp với bộ nhớ bên ngoài
mới dùng đến chân PSEN
 Chân ALE/PROG (Address latch enable): là tín hiệu ngõ ra ở chân 30 dùng
làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đƣờng địa chỉ và dữ liệu khi kết
nối chúng với IC chốt
 Chân EA/VPP (External Access) số thứ chân là 31 có chức năng chọn bộ
nhớ chƣơng trình: EA=GND: Chọn bộ nhớ ngoại, EA=VCC chọn bộ nhớ
nội.
 Chân RST (Reset) chân số 9 của vi điều khiển, khi nhấn nút reset thì mạch
sẽ reset vi điều khiển, khi reset thì tín hiệu phải ở mức cao ít nhất 2 chu kỳ
máy.
Sơ đồ mạch reset:
VCC
10k
R
Reset
SW
10uF
C


Hình 1.5: Sơ đồ mạch Reset
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng

SVTH: Võ Quang Lộc Trang 9
Trạng thái các thanh ghi sau khi reset:

Hình 1.6: Trạng thái các thanh ghi sau khi Reset
 Chân XTAL1 và XTAL2: Chân 18, 19 của vi điều khiển. thƣờng đƣợc nối
với
thạch anh tạo thành mạch tạo dao động cho VĐK. Tần số thạch anh
thƣờng dùng trong các ứng dụng là : 12Mhz , Tần số tối đa 33Mhz. Tần số
càng
lớn vi điều khiển
xử lí càng nhanh.
Sơ đồ mạch kết nối thạch anh:
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 10
Y1
CRYSTAL
C2
33P
X2X1
C3
33P

Hình 1.7: Sơ đồ mạch kết nối thạch anh
 Chân VCC, GND: chân 40, 20 của vi điều khiển dùng để cấp nguồn và nối
đất cho vi điều khiển.
1.1.2 Tổ chức bộ nhớ của Vi điều khiển
Vi điều khiển 89S52 có bộ nhớ nội bên trong và thêm khả năng giao tiếp với bộ
nhớ bên ngoài nếu bộ nhớ bên trong không đủ khả năng lƣu trữ chƣơng trình.
Bộ nhớ nội bên trong gồm có hai loại bộ nhớ: Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chƣơng
trình. Bộ nhớ dữ liệu có 256 byte, bộ nhớ chƣơng trình có dung lƣợng 8kbyte.

Bộ nhớ mỡ rộng bên ngoài cũng đƣợc chia làm hai loại bộ nhớ: bộ nhớ dữ liệu
và bộ nhớ chƣơng trình, khả năng giao tiếp là 64kbyte cho mỗi loại.

Hình 1.8: Tổ chức bộ nhớ của Vi điều khiển
Bộ nhớ mở rộng bên ngoài và bộ nhớ chƣơng trình bên trong không có gì đặc biệt
chỉ có khả năng lƣu trữ dữ liệu và mã chƣơng trình.
Bộ nhớ chƣơng trình bên trong của vi điều khiển thuộc loại bộ nhớ flash rom cho
phép xóa bằng xung điện và lập trình lại.
Bộ nhớ Ram nội bên trong là bộ nhớ đặc biệt, sơ đồ cấu trúc bên trong đƣợc trình
bày trong hình dƣới.
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 11

7F


FF





F0
F7
F6
F5
F4
F
3
F2

F1
F0
B

RAM đa dụng







E0
E7
E6
E5
E4
E
3
E2
E1
E0
ACC

D0
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
PSW






30


B8
-
-
-
BC
BB
BA
B9
B8

IP
2F
7F
7E
7D
7C
7B
7A
79
78











2E
77
76
75
74
73
72
71
70

B0
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
P.3
2D
6F
6E
6D
6C
6B
6A
69
68

2C
67
66
65
64
63
62
61
60

A8
AF


AC
AB
AA
A9
A8
IE
2B
5F
5E
5D
5C
5B
5A
59
58

2A
57
56
55
54
53
52
51
50

A0
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0

P2
29
4F
4E
4D
4C
4B
4A
49
48











28
47
46
45
44
43
42
41
40

99
không đƣợc địa chỉ hóa bit
SBUF
27
3F
3E
3D
3C
3B
3A
39
38

98
9F
9E
9D
9C
9B
9A
99
98
SCON
26
37
36
35
34
33

32
31
30




25
2F
2E
2D
2C
2B
2A
29
28

90
97
96
95
94
93
92
91
90
P1
24
27
26

25
24
23
22
21
20




23
1F
1E
1D
1C
1B
1A
19
18

8D
không đƣợc địa chỉ hóa bit
TH1
22
17
16
15
14
13
12

11
10

8C
không đƣợc địa chỉ hóa bit
TH0
21
0F
0E
0D
0C
0B
0A
09
08

8B
không đƣợc địa chỉ hóa bit
TL1
20
07
06
05
04
03
02
01
00

8A

không đƣợc địa chỉ hóa bit
TL0
1F
Bank 3

89

TMOD
18


88
8F
8E
8D
8C
8B
8A
89
88
TCON
17
Bank 2

87
không đƣợc địa chỉ hóa bit
PCON
10

0F
Bank 1

83
không đƣợc địa chỉ hóa bit
DPH
08


82
không đƣợc địa chỉ hóa bit
DPL
07
Bank thanh ghi 0

81
không đƣợc địa chỉ hóa bit
SP
00
(mặc định cho R0-R7)

80
87
86
85
84
83

82
81
80
P0

Hình 1.9: Cấu trúc bộ nhớ RAM bên trong vi điều khiển
1.1.3 Hoạt động định thời
1.1.3.1 Giới thiệu
Các bộ định thời (Timer) đƣợc sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đo lƣờng và
điều khiển. Tùy thuộc vào ứng dụng đầu vào của bộ định thời có thể là nguồn xung lấy
từ xung nhịp của vi điều khiển hoặc nguồn xung từ bên ngoài đƣa đến.
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 12
Vi điều khiển họ 8051 có ba bộ định thời 16 bit trong đó hai bộ Timer 0 và Timer 1
có bốn chế độ hoạt động, còn Timer 2 có ba chế độ hoạt động.
1.1.3.2 Các thanh ghi của bộ định thời.
a. Các thanh ghi của Timer 0 và Timer 1.
Thanh ghi chế độ định thời TMOD: Thanh ghi TMOD chứa hai nhóm 4 bit dùng để
đặt chế độ làm việc cho Timer 0 và Timer 1

Bit
Name
Timer
Description
7
GATE
1
Khi GATE = 1, Timer chỉ làm việc khi INT = 1
6
C/T

1
Bit đếm sự kiện hay ghi giờ



C/T = 1: Đếm sự kiện



C/T = 0: Ghi giờ đều đặn
5
M1
1
Bit chọn Mode của Timer 1
4
M0
1
Bit chọn Mode của Timer 1
3
GATE
0
Bit chọn cổng của Timer 0
2
C/T
0
Bit chọn chế độ Timer/Counter của Timer 0
1
M1
0
Bit chọn Mode của Timer 0

0
M0
0
Bit chọn Mode của Timer 0

Hình 1.10: Thanh ghi TMOD của Timer 0 và Timer 1
Thanh ghi điều khiển Timer TCON: Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái điều
khiển cho Timer 0 và Timer 1.

Bit
Symbol
Bit
Address
Description
TCON.7
TF1
8FH
Cờ báo tràn của Timer1, đƣợc đặt bởi phần
cứng khi có tràn, đƣợc xóa bởi phần mềm
hoặc bởi phần cứng khi bộ xử lý chỉ đến
chƣơng trình phục vụ ngắt.
TCON.6
TR1
8EH
Bit điều khiển Timer 1 hoạt động, đƣợc đặt/
xóa bằng phần mềm để điều khiển cho Timer
chạy/dừng
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 13
TCON.5

TF0
8DH
Cờ báo tràn Timer 0
TCON.4
TR0
8CH
Bit điều khiển Timer 0 hoạt động
TCON.3
IE1
8BH
Cờ ngắt do Timer 1.
TCON.2
IT1
8AH
Cờ ngắt ngoài 1.
TCON.1
IE0
89H
Cờ ngắt do Timer 0
TCON
IT0
88H
Cờ ngắt ngoài 0

Hình 1.11: Thanh ghi TCON của Timer 0 và Timer 1
b. Các thanh ghi của Timer 2.
Thanh ghi T2CON
Thanh ghi T2MOD: có địa chỉ 0C9H, thanh ghi này không định địa chỉ bit.
Thanh ghi TH2 và TL2, RCAP2H và RCAP2L: Thanh ghi TH2 và TL2 chứa giá trị
đếm của Timer 2, còn RCAP2H và RCAP2L chứa giá trị cần nạp lại của Timer 2.

1.1.3.3 Chế độ của bộ định thời
a. Các chế độ của Timer 0 và Timer 1.
- Mode 0 (mode Timer 13 bit): là chế độ định thời 13 bit, chế độ này tƣơng thích
với các bộ vi điều khiển trƣớc đó, trong các ứng dụng hiện nay, chế độ này không còn
thích hợp.


Hình 1.12: Chế độ Mode 0 của Timer 2
- Mode 1 (Mode Timer 16 bit): trong chế độ 1, bộ Timer dùng cả 2 thanh ghi TH
và TL để chứa giá trị đếm, vì vậy chế độ này còn đƣợc gọi là chế độ định thời 16 bit.
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 14

Hình 1.13 : Chế độ Mode 1 của Timer 2
- Mode 2 (chế độ 8 bit tự nạp lại): Timer dùng TL để chứa giá trị đếm và TH để
chứa giá trị nạp lại vì vậy chế độ này đƣợc gọi là chế độ tự nạp lại 8 bit. Cách điều
khiển giống chế độ 1.

Hình 1.14 : Chế độ Mode 2 của Timer 2
- Mode 3 (Chế độ tách Timer): Timer 0 đƣợc tách thành 2 bộ Timer hoạt động
độc lập, chế độ này sẽ cung cấp cho vi điều khiên thêm một Timer nữa.

Hình 1.15: Chế độ Mode 3 của Timer 2
b. Các chế độ của Timer 2: có 3 chế độ hoạt động là chế độ thu nhận, tự nạp
lại và cung cấp tốc độ baud cho cổng nối tiếp.
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 15


Hình 1.16: Các Chế độ của Timer 2

- Chế độ thu nhận (capture):

Hình 1.17: Chế độ thu nhận của Timer 2
- Chế độ tự nạp lại


Hình 1.18: Chế độ tự nạp lại của Timer 2

Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 16
- Chế độ phát tần số Baud


Hình 1.19: Chế độ phát tần số Baud của Timer 2
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 17
1.2 Giới thiệu Led Cube
1.2.1 Giới thiệu
LED CUBE đƣợc tạo thành từ 125 bóng led, xếp thành 5 lớp, mỗi lớp 25 bóng.
Điều đặc biệt là ta không dùng 125 mối nối để thắp sáng từng bóng mà thay vào đó, ta
mắc chung các chân anode của 25 bóng trên 1 lớp lại với nhau và mắc chung 5 chân
cathode để tạo thành cột (có 25 cột).
1.2.2 Nguyên lý hoạt động
Để cho 1 led bất kỳ bật sáng, đầu tiên ta nối chân anode chung của lớp với điểm có
điện thế cao, khi đó 25 bóng led sẽ có chân anode đƣợc gắn với điểm điện thế cao,
việc còn lại là nối điểm điện thế thấp cho chân cathode của bóng led nào cần thắp sáng.
Việc cấp điện thế cao cho các lớp đƣợc thực hiện bởi 5 transistor PNP. 5 Transistor
này đƣợc điều khiển bởi 5 chân IO của vi điều khiển và đƣợc phân cực ở vùng bão hòa
và vùng ngƣng tƣơng ứng với mức logic 0 và 1 (ngƣợc mức logic với chân I/O của vi

điều khiển) Việc cấp điện thế thấp cho các cột đƣợc thực hiện bởi 25 chân I/O của vi
điều khiển. do không có transistor để nhận dòng nên khi khi tính toán điện trở hạn dòng
cho led phải lƣu ý đến khả năng nhận dòng của chân I/O vi điều khiển (thông số I
OL

khoảng 200mA là tối đa). Ở thời điểm nào đó, mỗi chân này phải nhận dòng từ 5 bóng
led của 1 cột. Sơ đồ nguyên lý điều khiển sau đây:

Hình 1.20: Sơ đồ nguyên lý điều khiển Led
1.2.3 Cơ sở tính toán chọn linh kiện:
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 18
Port 0 muốn hiển thị đƣợc và không bị nhiễu khi bỏ trống ta dùng điện trở léo lên
nguồn, chọn điện trở kéo lên 4,7 k.
Mỗi led đơn để sáng đƣợc đòi hỏi dòng qua led là 10mA, hiệu điện thế 3V (dùng
led 5mm xanh dƣơng).
Tính toán chọn điện trở hạn dòng cho led:
Ta có:
53
200
10
C C le d
le d
le d
VV
VV
R
I m A



   
chọn R
led
= 220.
Hiển thị hiệu ứng trên khối led cube bằng phƣơng pháp quét giải mã bằng phần
cứng và phần mềm. khối quét và hiển thị led cube đƣợc thiết kế gồm 5 lớp, mỗi lớp 25
led đơn đƣợc nối anode chung đƣợc điều khiển bằng phƣơng pháp quét nhằm hiển thị
đƣợc các hiệu ứng 3D trên khối led cube.
Để cho led sáng ở chế độ đóng ngắt thì dòng qua led phải gấp 5 lần dòng có định
tức là mỗi led phải đƣợc cấp dòng đóng ngắt lên đến 50mA.
Dòng ngõ ra của vi điều khiển mức thấp là 20mA.
Phải chọn Transistor có:
m ax
m ax
5 * 2 0 1 0 0
C
E
I I m A m A  

m ax
/ 100 / 2 0 5
CB
II

  

Ta có thể chọn Transistor là A1015 có dòng định mức là IC=200mA, =180 hoặc
transistor A1013 có dòng định mức IC=200mA, =60-320.
Tính toán chọn điện trở R
B

: khi transisotr dẫn bảo hòa V
BE
=0,7V; V
CE
=0,2V.
C E C C C C led
V V I R V  
(
CB
II


)
B C C C led C E
I R V V V

   

C C le d C E
B
C
V V V
I
R




Mà
C C B E

B
B
VV
I
R



C C B E CC le d C E
BC
V V V V V
RR

  


()
(5 0 , 7).5.220
2627
5 3 0, 2
C C B E C
B
C C le d C E
V V R
R
V V V



    

   

Vậy ta có thể chọn R
B
=1k; 1,2 k;; 1,5 k;;1,8 k;; 2,2 k;


Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 19
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MẠCH LED
CUBE 5X5X5

2.1 Thiết kế phần cứng
2.1.1 Sơ đồ mạch ngun lý
Hình 2.1: Sơ đồ ngun lý mạch điều khiển Led Cube 5x5x5
X1
R30 1K
KHỐI TẠO
DAO ĐỘNG
KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM
R19 220
R14 220
R1
RESISTOR SIP 9
12
3
4
5
6
7

8
9
+5V
R9 220
J4
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
R33 1K
+5V
MẠCH ĐIỀU KHIỂN LED CUBE 5X5X5
Y1
CRYSTAL
U2
LM7805
1
2
3
VI
GND
VO
KHỐI NGUỒN
U1
AT89S52

9
18
19
20
29
30
31
40
1
2
3
4
5
6
7
8
21
22
23
24
25
26
27
28
10
11
12
13
14
15

16
17
39
38
37
36
35
34
33
32
RST
XTAL2
XTAL1
GND
PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
VCC
P1.0/T2
P1.1/T2-EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11

P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
D1
LED
R15 220
R31 1K
R12 220
R24 220
+5V
R21 220
C1
C

R27 220
LED
R26 220
R32 1K
Q2
C2
33P
+5V
R20 220
RESET
RESET
R17 220
R5 220
R4 220
Q5
X2
R10 220
Q4
J2
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
R25 220
X1

R2 220
R11 220
R29 220
R16 220
X2
R34 1K
R3 220
SW3
R36 220
LED
R22 220
+5V
Q1
PNP BCE
R8 220
KHỐI RESET
KHỐI BÁO TÍN HIỆU
R13 220
R35
10K
R23 220
J1
1
2
3
4
5
6
7
8

J6
CON2
1
2
C5
22uF
R18 220
+5V
R28 220
J3
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
D2
LED
+5V
Q3
C3
33P
R7 220
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 20
2.1.2 Sơ đồ mạch in

Hình 2.2: Sơ đồ mạch in mạch điều khiển Led Cube 5x5x5
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 21

2.1.3 Mạch hoàn thành thực tế:


Hình 2.4: Mạch điều khiển Led Cube 5x5x5 thực tế
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 22
2.2 Thiết kế phần mềm
2.2.1 Lƣu đồ:
KHỞI TẠO BIẾN
BẮT ĐẦU
HIỆU ỨNG TỎA RA
HIỆU ỨNG CHỚP TẮT
HIỆU ỨNG NƯỚC DÂNG
HIỆU ỨNG QUAY ĐỨNG
HIỆU ỨNG LƯỢN SÓNG

CHỚP
TẮT
NƯỚC
DÂNG
I <= n
QUÉT P0,P1,P2,P3
DELAY
XÓA
DELAY

Đ
S


Hình 2.5: Lưu đồ Chương trình chính Hình 2.6: Lưu đồ hiệu ứng Chớp tắt
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 23
TỎA RA
XÓA
i <= n
QUÉT 5 DÒNG, CỘT 13
DELAY
XÓA
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
7,8,9,12,14,17,18,19
DELAY
XÓA
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
1,2,3,4,5,16,15,20,25,24,
23,22,21,16,11,6
DELAY
XÓA
CHỚP
TẮT
S
NƯỚC
DÂNG
QUAY
ĐỨNG
KHỞI TẠO MẢNG

XÓA
I <= n
j <= 4
TẤT CẢ CỘT
DELAY
P0 = M[j]
Đ
S
Đ
S
Hình 2.8: Lưu đồ hiệu ứng Nước dâng
Hình 2.7: Lưu đồ hiệu ứng Tỏa ra
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 24
QUAY
ĐỨNG
LƯỢN
SÓNG
I <= n
XÓA
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
11,12,13,14,15
DELAY
XÓA
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
6,13,20
DELAY
XÓA
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
1,7,13,19,25

DELAY
XÓA
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
2,13,24
DELAY
XÓA
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
3,8,13,15,23
DELAY
XÓA
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
4,13,22
DELAY
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
5,9,13,17,21
DELAY
QUÉT 5 DÒNG, CỘT
16,13,10
DELAY

Hình 2.9: Lưu đồ hiệu ứng Quay đứng
Đồ án 2 GVHD: ThS Vũ Thế Đảng
SVTH: Võ Quang Lộc Trang 25
LƯỢN
SÓNG
I <= n
XÓA
K < TIME
QUÉT L5, CỘT 1,2,3,4,5,
11,12,13,14,15,21,22,

23,24,25
DELAY
QUÉT L5, CỘT 1,2,3,4,5,
11,12,13,14,15,21,22,
23,24,25
DELAY
QUÉT L4, CỘT 6,7,8,9,
10,16,17,18,19,20
DELAY
DELAY
QUÉT L1, CỘT 1,2,3,4,5,
11,12,13,14,15,21,22,
23,24,25
DELAY
QUÉT L2, CỘT 6,7,8,9,10
16,17,18,19,20
DELAY
QUÉT L2, CỘT 6,7,8,9,10
16,17,18,19,20
DELAY
QUÉT L2, CỘT 1,2,3,4,
5 11,12,13,14,15,21,
22,23,24,25
DELAY
QUÉT L5, CỘT 6,7,8,9,
10,16,17,18,19,20
DELAY
QUÉT L5, CỘT 6,7,8,9,
10,16,17,18,19,20
DELAY

QUÉT L2, CỘT 1,2,3,4,
5,11,12,13,14,15,21,
22,23,24,25
DELAY
QUÉT L2, CỘT 1,2,3,4,
5,11,12,13,14,15,21,
22,23,24,25
DELAY
K < TIME
QUÉT L1, CỘT 6,7,8,9,
10,16,17,18,19,20
DELAY
QUÉT L1, CỘT 6,7,8,9,
10,16,17,18,19,20
DELAY
QUÉT L1, CỘT 1,2,3,4,5,
11,12,13,14,15,21,22,
23,24,25
QUÉT L2, CỘT 1,2,3,4,
5 11,12,13,14,15,21,
22,23,24,25
DELAY
KHỞI TẠO BIẾN
(TRỞ VỀ CH.TR CHÍNH)

Hình 2.10: Lưu đồ hiệu ứng Lượn sóng