thiết kế và chế tạo mô hình bảng quang báo điện tử điều khiển từ xa

i

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt khóa học (2007-2011) tại trường Đại học Nha Trang, với sự giúp
đỡ của các thầy giáo trong khoa cơ khí và bộ môn Cơ - Điện tử đã giúp đỡ em rất
nhiều trong học tập, đặc biệt trong suốt thời gian thực hiện đề tài nên đề tài của em
đã được hoàn thành đúng thời gian quy định. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới:
Bộ môn cơ điện tử cùng tất cả quý thầy trong khoa cơ khí đã truyền đạt
những kiến thức quý báu làm cơ sở để em thực hiện tốt đề tài này và đã tạo điều
kiện thuận lợi để em hoàn tất khóa học.
Đặc biệt, ThS. Huỳnh Trọng Chương và KS. Nguyễn Văn Định đã tận tình
giúp đỡ và cho em những lời chỉ dạy quý báu giúp chúng em định hướng tốt trong
khi thực hiện đề tài này.
Ngoài ra em xin được cảm ơn tất cả bạn bè đã giúp đỡ và động viên trong
suốt quá trình làm đề tài tốt nghiệp.

Nha Trang, tháng 06 năm 2011
Sinh viên: Đỗ Hồng Thái




ii

MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC HÌNH v
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: 2

TỔNG QUAN VỀ BẢNG QUANG BÁO ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 2
1.1 Giới thiệu bảng quang báo 3
1.2. Các loại LED sử dụng trong bảng quang báo điện tử 4
1.3. Một số sản phẩm tiêu biểu 5
1.4. Bảng quang báo điện tử điều khiển từ xa 6
1.4.1. Lợi ích của bảng quang báo điện tử điều khiển từ xa 6
1.4.2. Remote sony 7
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 8
2.1. Giới thiệu 9
2.2. Các linh kiện điện tử sử dụng cho việc chế tạo bảng quang báo 10
2.2.1. Modul bảng LED 10
2.2.2. Modul vi điều khiển 12
2.2.3. Modul giải mã địa chỉ 74LS138 12
2.2.4. Modul 74HC595 14
2.2.5. Remote sony và mắt thu hồng ngoại. 15
2.3. Nguyên lý hoạt động của các IC 17
2.3.1. Nguyên lý hoạt động của ATMEGA32 17
2.3.2. Nguyên lý hoạt động của IC 74HC138 21
2.3.3. Nguyên lý hoạt động của 74HC595 25

iii

2.3.4. Nguyên lý hoạt động của DS1307 27
2.4. Phần mềm lập trình Codevision AVR 30
2.5. Timer – Counter trong AVR và cách chọn tần số quét LED 32
2.5.1. Timer – counter trong AVR 32
2.5.2. Cách chọn tần số quét LED 37
2.6. Cách tính điện trở hạn dòng cho LED 39
2.6.1. Cách tính điện trở hạn dòng cho 2 LED mắc song song 39
2.6.2. Cách tính điện trở hạn dòng cho 3 LED mắc nối tiếp 40

2.6.3. Cách tính điện trở hạn dòng cho nhiều LED. 41
2.6.4. Cách tính điện trở hạn dòng cho bảng quang báo 32x64. 42
2.7. Lý thuyết I
2
C 42
2.8. Đọc tín hiệu từ remote sony 44
2.8.1. Sơ lược về remote sony 44
2.8.2. Sơ lược về mắt thu hồng ngoại 47
2.8.3. Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa 48
CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 50
3.1. Thử nghiệm việc quét hàng không sử dụng ngắt Compare 51
3.2. Thử nghiệm với tần số quét 21.7Hz 51
3.3. Thử nghiệm với tần số quét 48.8Hz 51
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 52
4.1. Những kết quả đạt được và hạn chế 53
4.2. Đề xuất 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57
PHỤ LỤC 58

iv

Chương trình thay đổi ký tự trên bảng quang báo 58
Chương trình hẹn giờ cho bảng quang báo 66
Chương trình đọc tín hiệu từ remote sony và chọn tần số quét hàng 74

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

Hình 1.1: Bảng quang báo điện tử 4
Hình 1.2: LED đơn 5mm 4
Hình 1.3: LED matrix 5
Hình 1.4: LED module 5
Hình 1.5: Bảng quảng cáo điện thoại MoBell 6
Hình 1.6: Bảng quảng cáo điện tử tại sàn chứng khoán. 6
Hình 1.7: Remote sony và mắt thu hồng ngoại 7
Hình 2.1: Bảng quang báo 32x64 9
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của LED quang báo 11
Hình 2.3: Mặt sau của bảng quang báo 11
Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý của mạch vi điều khiển 12
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS138. 13
Hình 2.6: Các tranzito dùng để quét hàng 14
Hình 2.7: 74HC595 15
Hình 2.8: Mắt thu hồng ngoại. 16
Hình 2.9: ATmega32. 17
Hình 2.10: Sơ đồ cấu trúc bên trong của ATMEGA32 19
Hình 2.11: Sơ đồ chân của IC 74138 22
Hình 2.12: Nguyên lý hoạt động của 74LS138 23
Hình 2.13: Bảng trạng thái của IC 74138. 24

vi

Hình 2.14: Sơ đồ chân của IC 74HC595. 25
Hình 2.15: Sơ đồ logic của IC74595. 26
Hình 2.16: Sơ đồ chân của DS1307 27
Hình 2.17: Sơ đồ địa chỉ RAM và RTC 28
Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý của DS1307 29
Hình 2.19: Sơ đồ đồng bộ. 30
Hình 2.20.: phần mềm lập trình codevisionAVR 32

Hình 2.21: Sơ đồ thời gian của chế độ CTC 33
Hình 2.22: Biều đồ thời gian chế độ Fast PWM 34
Hình 2.23: Biều đồ thời gian chế độ phase correct PWM. 35
Hình 2.24: Thanh ghi điều khiển TCCRx 35
Hình 2.25: Các bit chọn chế độ trong timer 36
Hình 2.26: Bảng chế độ xung clock 36
Hình 2.27 Thanh ghi cờ ngắt – TIFR 36
Hình 2.28: Thanh ghi mặt nạ ngắt TIMSK 37
Hình 2.29: Cách tính điện trở hạn dòng cho 2 LED mắc song song nhau. 39
Hình 2.30: Cách tính điện trở hạn dòng cho 3 LED mắc nối tiếp 40
Hình 2.31: Cách tính điện trở hạn dòng cho nhiều LED. 41
Hình 2.32: Bus I
2
C và các thiết bị ngoại vi 43
Hình 2.33: Kết nối thiết bị vào Bus I
2
C ở chế độ chuẩn 43
Hình 2.34: Truyền nhận giữ liệu chủ-tớ 44
Hình 2.35: Sơ đồ lý tưởng của remote sony 44
Hình 2.36: Dạng tín hiệu từ remote sony 46
Hình 2.37: Tín hiệu thu được từ remote sony. 46

vii

Hình 2.38: Tín hiệu sau khi qua mắt thu hồng ngoại. 47
Hình 2.39: Sơ đồ nguyên lý của mắt thu hồng ngoại. 47
Hình 2.40: Sơ đồ giải thuật của hệ thống 49
Hình 4.1: Giao diện phần mềm Visual Basic dùng để đọc mã phím từ remote
sony 54
Hình 4.2: Mã phím của remote sony. 55

1

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, song song với sự phát triển không ngừng
của nền kinh tế đất nước là sự phát triển của các loại hình dịch vụ, các hình thức
kinh doanh, rất nhiều các cửa hàng, các công ty ở nhiều lĩnh vực khác nhau mọc lên
như để chứng minh cho sự phát triển và vươn lên mạnh mẽ của đất nước ta. Chính vì
lẽ đó, các loại hình quảng cáo cũng xuất hiện rất nhiều như để quảng bá cho thương
hiệu và sản phẩm của các công ty và việc sử dụng bảng quảng cáo điện tử đã trở nên
quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp các bảng
quảng cáo điện tử trên đường phố ngày nay. Nắm bắt được tầm quan trọng của các

tấm bảng quảng cáo điện tử, em đã thực hiện nghiên cứu” Thiết kế và chế tạo mô
hình bảng quang báo điện tử điều khiển từ xa”. Các bảng quảng cáo điện tử điều
khiển từ xa chưa xuất hiện nhiều nên việc nghiên cứu và chế tạo còn gặp nhiều khó
khăn.
Bằng sự nỗ lực không ngừng của bản thân cũng như sự nhiệt tình chỉ bảo của
các thầy trong bộ môn Cơ – Điện tử em đã hoàn thành được nhiệm vụ được giao.
Sản phẩm tuy không có gì lớn lao nhưng đó cũng là thành công bước đầu để em
bước vào cuộc sống mới.
Tuy nhiên do tầm hiểu biết của em còn hạn chế nên sản phẩm cũng không thể
tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp của quý thầy cô. Em xin
chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Huỳnh Trọng Chương và thầy Nguyễn Văn
Định đã giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp, em xin chân
thành cảm ơn.


Sinh viên thực hiện
Đỗ Hồng Thái


2








CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ BẢNG QUANG BÁO ĐIỆN TỬ ĐIỀU

KHIỂN TỪ XA

3


1.1 Giới thiệu bảng quang báo
Bảng quang báo là phương tiện quảng cáo sinh động, hiện đại, được sử dụng
rộng rãi trong các ngân hàng, bưu điện, nhà ga, các sân bay, trung tâm thương
mại…Bảng quang báo có nhiều màu sắc, nhiều cách hiển thị sinh động, dễ dàng thu
hút được sự chú ý của mọi người. Do dễ dàng thay đổi thông tin trên bảng quang
báo nên đây được xem là phương tiện để truyền đạt thông tin hiện đại, nhanh chóng.
Bảng quang báo hiển thị thông tin có 1 màu, 3 màu, 256 màu, 65.000 màu, hoặc
17.000.000 màu. Bảng quang báo điện tử có thể mở rộng từ 2 đến 50 dòng chữ (số
dòng chữ, kích thước ký tự có thể thay đổi dễ dàng). Kích thước màn hình từ 0.5m
2

đến 500m
2
. Bảng quang báo có thể hiển thị hình ảnh động, video…
Hiện nay ở Việt Nam việc sử dụng bảng quang báo để quảng cáo sản phẩm
đã trở nên vô cùng quen thuộc. Ở nước ta cũng như hầu hết các quốc gia khác trên
thế giới thì việc sử dụng bảng quang báo màu giống như những màn hình LED mới
chỉ xuất hiện vài năm trở lại đây, tuy nhiên nó đã dần thay thế cho bảng quang báo
sử dụng LED đơn bình thường chỉ có 1 màu đơn điệu. Điều đó cho ta thấy sự phát
triển không ngừng của ngành công nghiệp quảng cáo nói chung và thiết kế các bảng
quảng cáo điện tử nói riêng. Việc sử dụng những bảng quang báo màu thường chỉ
được đặt tại những nơi công cộng, những công ty, cửa hàng lớn…do chi phí để tạo
ra 1 bảng quang báo như vậy là khá tốn kém. Những bảng quang báo sử dụng LED
đơn bình thường vẫn khá được ưa chuộng tại Việt Nam nói chung và tại những cửa
hàng nhỏ nói riêng do chi phí sản xuất ra nó thấp hơn so với bảng quang báo màu

nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu về quảng cáo. Những chiếc bảng quang báo điện
tử ngày nay đã trở thành 1 phần không thể thiếu trong các ngân hàng, bệnh viện, bưu
điện…




4

1.2. Các loại LED sử dụng trong bảng quang báo điện tử

Hình 1.1: Bảng quang báo điện tử
 LED đơn – LED Through hole được sử dụng cho bảng quang báo ngoài trời
(outdoor) hoặc bán ngoài trời (semi outdoor).
LED đơn có nhiều loại: LED đơn 5mm, LED đơn 3mm, LED siêu sáng…với
mức ghim điện áp đối với LED thường là khoảng từ 1.9V – 2.1V và LED siêu
sáng là khoảng 3V.

Hình 1.2: LED đơn 5mm
 LED matrix.

5


Hình 1.3: LED matrix
Đây là loại LED matrix khối mà cấu tạo bên trong nó bao gồm nhiều LED
được mắc thành 1 ma trận LED bao gồm 8 hàng và 8 cột. Mỗi LED matrix khối
bao gồm 64 điểm ảnh (mỗi điểm ảnh là 1 LED).
 LED module.

Hình 1.4: LED module
Loại LED này giúp thuận tiện cho việc mở rộng ghép nối các modul của bảng
quang báo điện tử khi các LED đã được thiết kế sẵn thành 1 khối.
1.3. Một số sản phẩm tiêu biểu
 Sử dụng làm bảng hiệu tại các cửa hàng, trung tâm thương mại, văn phòng
công ty, các tòa nhà…

6


Hình 1.5: Bảng quảng cáo điện thoại MoBell
 Sử dụng trong trường học, ngân hàng, sàn chứng khoán

Hình 1.6: Bảng quảng cáo điện tử tại sàn chứng khoán.
1.4. Bảng quang báo điện tử điều khiển từ xa
1.4.1. Lợi ích của bảng quang báo điện tử điều khiển từ xa
Trên thị trường hiện nay, hầu hết các bảng quảng cáo điện tử được lắp đặt
trên đường phố phần lớn đều có nội dung được cài đặt sẵn, mỗi khi muốn thay
đổi nội dung hiển thị bên ngoài thì công việc này mất khá nhiều thời gian, thậm
chí có nhiều bảng hiệu được sắp xếp bởi các LED cố định và không thay đổi
được nội dung.
Do đó việc làm cần thiết ở đây là tạo ra một loại bảng quang báo có thể dễ
dàng thay đổi được nội dung hiển thị, có thể kiểm soát được thời gian hoạt động
của bảng quang báo nhằm tiết kiệm điện hoặc khi không muốn nó hoạt động tại
những thời điểm mà tính năng quảng cáo không phát huy được hết hiệu quả (lúc
giữa đêm) chỉ với một thao tác đơn giản là hẹn giờ tắt mở cho nó.


7

1.4.2. Remote sony
Việc thực hiện điều khiển từ xa có rất nhiều phương pháp, chẳng hạn như sử
dụng wireless, sóng RF hay Bluetooth…Tuy nhiên việc sử dụng những thiết bị
trên đòi hỏi những thiết bị phức tạp và chi phí sản xuất khá cao, không phù hợp
với thực trạng phát triển tại Việt Nam.
Chính vì lẽ đó, sau thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, em đã quyết định chọn
sóng hồng ngoại để điều khiển bảng quang báo điện tử. Tín hiệu hồng ngoại
được lấy ra từ remote của hãng sony và được đưa vào vi điều khiển thông qua 1
thiết bị gọi là mắt thu hồng ngoại.

Hình 1.7: Remote sony và mắt thu hồng ngoại










8

CHƯƠNG 2:
PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

9

2.1. Giới thiệu
Các yêu cầu về thiết kế hệ thống:
 Hẹn giờ tắt mở cho bảng quang báo sử dụng IC thời gian thực
DS1307.
 Thay đổi các ký tự hiển thị ra ngoài bảng quang báo điều khiển
bằng remote.
 Thiết kế bảng quang báo 32x64.

Hình 2.1: Bảng quang báo 32x64.

10


2.2. Các linh kiện điện tử sử dụng cho việc chế tạo bảng quang báo
Từng phần của bảng quang báo được chế tạo thành từng modul riêng biệt:
mạch vi điều khiển, mạch bảng LED, mạch giải mã 74138, mạch điều khiển 595.
Các linh kiện sử dụng trong mạch:
 ATMEGA 32.
 IC giải mã 74LS138.
 IC 74HC595.
 IC thời gian thực DS1307.
 Tranzito A1015, mắt thu hồng ngoại, remote.
 Dây PIN, điện trở, tụ…
2.2.1. Modul bảng LED
Bảng LED quang báo 32x64 được chế tạo từ 2048 LED đơn trắng sáng đỏ

loại 5mm. Các LED được xếp thành 1 ma trận LED, có 32 hàng và 64 cột. Mỗi hàng
bao gồm 64 LED đơn, các chân Anot của LED được nối với nhau tạo thành 1 hàng,
các chân cathode của mỗi LED được nối với nhau theo cột để hiển thị dữ liệu ra từ
IC 74HC595.

11


Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của LED quang báo.

Hình 2.3: Mặt sau của bảng quang báo.

12

2.2.2. Modul vi điều khiển
Modul vi điều khiển có tác dụng là một CPU điều khiển mọi hoạt động của
bảng quang báo: hiển thị dữ liệu ra modul LED, hẹn giờ…Modul hoạt động nhờ
chíp vi điều khiển ATmega 32 của hãng điện tử ATMEL.

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý của mạch vi điều khiển.
2.2.3. Modul giải mã địa chỉ 74LS138
Modul bao gồm IC giải mã địa chỉ 74LS138, giải mã 3 đầu vào 8 đầu ra. Vì
modul LED ma trận có 32 hàng nên việc sử dụng IC giải mã để tiết kiệm chân cho
ATmega 32. Có tổng cộng 4 IC giải mã địa chỉ 74LS138 trong modul, mỗi IC giải
mã cho ra 8 đầu ra ứng với 8 hàng, và để thực hiện việc quét hàng cần sử dụng thêm
1 tranzito A1015 cho mỗi hàng, tổng số tranzito cần sử dụng là 32 tranzito.


13

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý của IC 74LS138.

14


Hình 2.6: Các tranzito dùng để quét hàng.
2.2.4. Modul 74HC595.
Để thực hiện việc lấy dữ liệu từ vi điều khiển và đưa nó ra modul LED ma
trận nhằm hiển thị các ký tự mong muốn ta cần phải có IC 74HC595. Mỗi IC
74HC595 sẽ đẩy dữ liệu ra 8 cột của bảng LED ma trận, do đó để điều khiển hết 64
cột của ma trận 32x64 cần phải sử dụng 8 IC 74HC595. Việc sử dụng thêm các IC
ULN2803 là để cho mỗi điểm ảnh sáng hơn, IC này có tác dụng đệm dòng cho mỗi
LED sáng hơn.




15

R51
1k
R52
1k
B26
R53
1k
R54
1k

B27
R55
1k
B28
R56
1k
B29
R57
1k
B30
B1
R58
1k
B31
B2
R59
1k
B32
R60
1k
B3
R61
1k
B4
R62
1k
R63
1k
B5
R64

1k
B6
R65
1k
R66
1k
B7
R67
1k
B8
RCK
R68
1k
B9
R69
1k
noi_data
R70
1k
B10
R71
1k
GND
U3
74HC595
GND
8
VCC
16
RCK

12
SRCLR
10
SRCK
11
SER
14
QA
15
QB
1
QC
2
QD
3
QE
4
QF
5
QG
6
QH
7
QHP
9
G
13
VCC
B11
GND

VCC
A26
A25
A29
A28
A27
A31
A30
SCK
RCK
A32
U4
74HC595
GND
8
VCC
16
RCK
12
SRCLR
10
SRCK
11
SER
14
QA
15
QB
1
QC

2
QD
3
QE
4
QF
5
QG
6
QH
7
QHP
9
G
13
GND
VCC
GND
VCC
A19
A18
A17
A21
A20
A24
A23
A22
SCK
RCK
R72

1k
J39
HEADER 2
1
2
VCC
GND
B12
U1
74HC595
GND
8
VCC
16
RCK
12
SRCLR
10
SRCK
11
SER
14
QA
15
QB
1
QC
2
QD
3

QE
4
QF
5
QG
6
QH
7
QHP
9
G
13
A1
U2
74HC595
GND
8
VCC
16
RCK
12
SRCLR
10
SRCK
11
SER
14
QA
15
QB

1
QC
2
QD
3
QE
4
QF
5
QG
6
QH
7
QHP
9
G
13
DATA
U19
ULN2803
COM
10
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4

IN5
5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
OUT1
18
OUT2
17
OUT3
16
OUT4
15
OUT5
14
OUT6
13
OUT7
12
OUT8
11
GND
GND
RCK
VCC
SCK
VCC

VCC
B13
B1
GND
VCC
J6
HEADER 8
1
2
3
4
5
6
7
8
B2
B3
GND
A2
A1
B4
A4
A3
A6
A5
A9
A8
A7
A11
A10

A13
A12
A15
A14
B5
B6
A16
B7
VCC
B8
R74
1k
J5
HEADER 8
1
2
3
4
5
6
7
8
A8
A6
A7
A5
A4
J2
HEADER 3
1

2
3
A3
SCK RCK
SCK
A2
DATA
D1
LED
R25
1k
GND
VCC
B9
A9
U20
ULN2803
COM
10
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6

6
IN7
7
IN8
8
OUT1
18
OUT2
17
OUT3
16
OUT4
15
OUT5
14
OUT6
13
OUT7
12
OUT8
11
B11
B10
B14
B14
B13
B12
VCC
B16
B15

A15
A16
A12
A13
A14
A10
A11
A17
U21
ULN2803
COM
10
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
OUT1
18

OUT2
17
OUT3
16
OUT4
15
OUT5
14
OUT6
13
OUT7
12
OUT8
11
B17
B20
B19
B18
B23
B22
B21
A24
B24
VCC
A22
A23
A20
A21
A25
A18

A19
B25
U22
ULN2803
COM
10
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
OUT1
18
OUT2
17
OUT3
16
OUT4
15

OUT5
14
OUT6
13
OUT7
12
OUT8
11
B27
B26
B29
B28
B32
B31
B30
VCC
A32
A29
A30
A31
A26
A27
A28
B15
B16
B17
B18
R42
1k
B19

R43
1k
B20
R44
1k
B21
R45
1k
R46
1k
B22
R47
1k
R48
1k
B23
R49
1k
J9
HEADER 8
1
2
3
4
5
6
7
8
B24
J10

HEADER 8
1
2
3
4
5
6
7
8
R50
1k
B25

Hình 2.7: 74HC595.
2.2.5. Remote sony và mắt thu hồng ngoại.
Để thực hiện việc điều khiển từ xa ta sử dụng remote của hãng sony. Khi ta
nhấn phím trên remote thì remote sẽ phát đi tín hiệu dưới dạng xung vuông, và để
nhận tín hiệu này thì cần phải có thiết bị thu gọi là mắt thu hồng ngoại. Sau khi nhận
tín hiệu từ remote thì mắt thu sẽ đưa tín hiệu vừa nhận được vào vi điều khiển thông
qua chân ngắt ngoài của vi điều khiển.

16


Hình 2.8: Mắt thu hồng ngoại.
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được
bằng mắt thường, có bước sóng khoảng 0,8m đến 0.9µm, tia hồng ngoại có vận tốc
truyền bằng vận tốc ánh sáng.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó ứng dụng rộng
rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt được 3Mbit/s… Trong kỹ thuật

truyền tin bằng sợi quang dẫn không cần các trạm khuếch đại giữa chừng, người ta
có thể truyền một lúc 15000 điện thoại hay 12 kênh truyền hình qua một sợi tơ
quang với đường kính 0,13 mm với khoảng cách 10Km đến 20 Km. Lượng thông tin
được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà
người ta vẫn dùng.
Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ
xa chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng do đó khi thu phải đúng hướng.
Một số nguồn phát sáng hồng ngoại:
 IRLED: Diode hồng ngoại.
 LA: Laser bán dẫn .
 LR: Đèn huỳnh quang.

17

 Q: Đèn thủy tinh.
 W: Bóng đèn điện với dây tiêm wolfram.
 PT: Phototransistor.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quang học giống như ánh sáng (sự hội tụ
qua thấu kính, tiêu cự…). Ánh sáng và sóng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự
xuyên suốt qua vật chất. Có những vật mắt ta thấy “phản chiếu sáng” nhưng đối với
tia hồng ngoại nó là những vật “phản chiếu tối”. Có những vật ta thấy nó dưới một
màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên trong suốt. Điều này giải
thích tại sao LED hồng ngoại có hiệu suất cao hơn so với LED cho màu xanh lá cây,
màu đỏ… Vì rằng, vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại, tia
hồng ngoại không bị yếu đi khi nó phải vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài.
2.3. Nguyên lý hoạt động của các IC
2.3.1. Nguyên lý hoạt động của ATMEGA32

Hình 2.9: ATmega32.

18

 ATmega32 là vi điều khiển thuộc họ AVR của hãng Atmel, có 40 chân trong
đó có 32 chân I/O, có 4 kênh điều xung PWM, sử dụng thạch anh từ 8MHz
đến 16MHz.
 Nhân AVR kết hợp tập lệnh đầy đủ với 32 thanh ghi đa năng. Tất cả các
thanh ghi liên kết trực tiếp với khối xử lý số học và logic (ALU) cho phép 2
thanh ghi độc lập được truy cập trong một lệnh đơn trong 1 chu kỳ đồng hồ.
Kết quả là tốc độ nhanh gấp 10 lần các bộ vi điều khiển CISC thường
 AT mega32 gồm có 4 port : port A, port B, port C và port D.
 Port A gồm 8 chân từ PA0 đến PA7: là cổng vào tương tự cho chuyển đổi
tương tự sang số. Nó cũng là cổng vào/ra hai hướng 8 bít trong trường hợp
không sử dụng làm cổng chuyển đổi tương tự, có điện trở nối lên nguồn
dương bên trong. Port A cung cấp đường địa chỉ dữ liệu vào/ra theo kiểu hợp
kênh khi dùng bộ nhớ bên ngoài.
 Port B gồm 8 chân từ PB0 đến PB7: là cổng vào/ra hai hướng 8 bít, có điện
trở nối lên nguồn dương bên trong. Port B cung cấp các chức năng ứng với
các tính năng đặc biệt của ATmega32.
 Port C gồm các chân từ PC0 đến PC7: là cổng vào/ra hai hướng 8 bit, có điện
trở nối lên nguồn dương bên trong, Port C cung cấp các địa chỉ lối ra khi sử
dụng bộ nhớ bên ngoài và đồng thời cung cấp ứng với các tính năng đặc biệt
của ATmega32.
 Port D gồm các chân từ PD0 đến PD7: là cổng vào/ra hai hướng 8 bít, có điện
trở nối lên nguồn dương bên trong. Port D cung cấp các chức năng ứng với
các tính năng đặc biệt của ATmega32.
 Chân nguồn Vcc (chân số 10 và chân số 30): điện áp nguồn nuôi của
ATmega32 từ 4.5v đến 5.5v.
 Chân Reset (chân số 9): lối vào đặt lại.
 Chân GND (chân số 11 và chân 31): chân nối mas.

 Chân XTAL1, XTAL2 là hai chân nối thạch anh ngoài (chân số 12 và chân
số 13). ATmega32 sử dụng thạch anh ngoài là 8MHz.
 Chân ICP (chân số 20): là chân vào cho chức năng bắt tín hiệu cho bộ định
thời/đếm 1.