Báo cáo thực tập công nhân 2 ngành cơ điện tử BKĐN

BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
MỤC LỤC

SVTH : Nhóm 5

Page 1


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
NHIỆM VỤ BÁO CÁO VÀ THỰC HÀNH

*Nhiệm vụ của đề tài
*Vẽ sơ đồ khối, giải thích nguyên lí làm việc của sơ đồ khối
*Chọn lựa linh kiện cho từng khối, nhiệm vụ của từng khối
*Vẽ sơ đồ mạch cho từng khối, tác dụng của từng linh kiện và nguyên tắc hoạt
động của từng khối
*Vẽ sơ đồ mạch nguyên lí và giải thích nguyên lí làm việc
*Thi công:
- Đo kiểm tra các linh kiện sử dụng trước khi lắp vào mạch
- Nêu các thao tác vẽ mạch in
- Vẽ sơ đồ nguyên lí của từng khối, nêu điều kiện làm việc của từng linh kiện,
nguyên lí theo từng khối
* Đo kiểm tra linh kiện theo thứ tự :
- Đo kiểm tra điều kiện làm việc của từng linh kiện và điện áp. Nhận xét
- Đo kiểm tra điều kiện làm việc của từng khối và nhận xét
- Đo kiểm tra nguyên lý làm việc của mạch tổng thể
- Viết lưu đồ thuật toán, từ lưu đồ chính đến lưu đồ con
- Viết chương trình chính, chương trình con

SVTH : Nhóm 5

Page 2


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

1

PHẦN 1: NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CỦA MẠCH, CÁC

LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA
MẠCH
1.1 Nhiệm vụ của đề tài
Thiết kế led LED 3D CUBE 8x8x8 có khả năng hiển thị chữ, hình ảnh theo
dạng 2 chiều và 3 chiều sinh động khác biệt và ưu thế hơn so với LED 2D thông
thường chúng tạo ra hình ảnh trong không gian 3 chiều hiển thị các hiệu ứng từ đơn
giản đến phức tạp với nhiều kiểu phong phú, đẹp mắt … không bị gò bó và giới hạn
bởi không gian phẳng mang lại tính trực quan hơn.
1.2 Sơ đồ khối và chức năng từng khối

NGUỒN CUNG CẤP

KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN

KHỐI MỞ
RỘNG

KHỐI ĐỆM DÒNG

KHỐI LED
HIỂN THỊ

SVTH : Nhóm 5

Page 3


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
1.3 Chức năng từng khối:
+ Nguồn cung cấp
Gồm các linh kiện như biến áp, tụ lọc, và các IC ổn áp dùng để hạ áp- chỉnh
lưu- ổn định điện áp, tạo nguồn điện áp phù hợp, và ổn định nhằm cung cấp nguồn cho
mạch vi điều khiển và khối LED hoạt động tốt.
− Khối vi điều khiển
Là bộ phận điều khiển trung tâm quan trọng trọng nhất trong mạch nó bao gồm
phần RESET (Khi chương trình bị lỗi, nguồn cung cấp không ổn định, hay là do tác
động cứng bên ngoài thì mạch sẽ được RESET lại trang thái ban đầu), dao động thạch
anh (vi điều khiển 8051 sử dụng thạch anh ngoại nhằm tạo xung nhịp, tần số ổn định),
các chân I/O. Mọi quá trình tính toán, tạo mã, xuất dữ liệu, quét…Sẽ được xử lý tại
đây.
− Khối mở rộng
Dùng để mở rộng chân vi điều khiển dựa trên nguyên tắc dịch, chốt dữ liệu. Lý
do vi điều khiển 8051 sử dụng có số lượng chân I/O tối đa là 32 chân nhưng để điều
khiển được khối LED số chân cần thiết là 64 chân (xuất DATA ra mảng ) + 8 chân
điều khiển cung cấp nguồn cho lớp, tổng cộng có 72 chân. Trong khối LED này sử
dụng 8 IC mở rộng tại một thời điểm chỉ đưa dữ liệu ra một IC, còn lại những IC khác
bị chốt lại nên dữ liệu không bị ảnh hưởng, khi đã xuất DATA ra đủ 8 con ta chốt và
xuất dữ liệu ra.
- Khối đệm dòng
Gồm các IC đệm được tích hợp các bộ darlington bằng BJT ở bên trong vừa
nhỏ gọn lại giúp thiết kệ mạch dễ dàng. Nhằm mục đích khếch đại dòng cung cấp đủ

dòng để khối LED sáng hiển thị tốt.
- Khối LED hiển thị
Là phần hiển thị mà chúng ta sẽ nhìn thấy bên ngoài, mọi hiệu ứng, hình ảnh,
chữ… Chúng ta sẽ được nhìn thấy ở đây.

SVTH : Nhóm 5

Page 4


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
1.4 Cấu trúc phần cứng từng khối
− Khối nguồn

H

Mạch nguồn dùng để tạo ra nguồn điện áp chuẩn +5V Sử dụng IC ổn áp 7805
dùng làm nguồn nuôi vi điều khiển và khối LED hiển thị nhằm cung cấp cho điện
áp phù hợp để mạch hoạt động tốt khối LED hiển thị đẹp, bền.
Đầu vào sử dụng điện áp 9VDC sử dụng adapter , qua diode IN4007 tránh hiện
tượng cắm nhầm cực gây hỏng mạch, qua tụ lọc 1000uF, sau đó đi qua IC ổn áp
7805 để tạo điện áp 5VDC
− Khối vi điều khiển trung tâm

SVTH : Nhóm 5

Page 5


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

Là bộ phận điều khiển trung tâm quan trọng trọng nhất trong mạch nó bao gồm
phần RESET (Khi chương trình bị lỗi, nguồn cung cấp không ổn định, hay là do tác
động cứng bên ngoài thì mạch sẽ được RESET lại trang thái ban đầu), dao động thạch
anh (vi điều khiển 8051 sử dụng thạch anh ngoại nhằm tạo xung nhịp, tần số ổn định),
các chân I/O. Mọi quá trình tính toán, tạo mã, xuất dữ liệu, quét…Sẽ được xử lý tại
đây.
Trong đồ án này sử dụng vi điều khiển 89s52 có bộ nhớ ROM, RAM lớn hơn
so với vi điêu hiển 89CXX được bổ sung một số tính năng và có thêm chế độ nạp nối
tiếp. 89S52 có chế độ nạp nối tiếp với mạch nạp đơn giản có khả năng nạp ngay trên
bo mạch mà không cần tháo chip vi điều khiển sang mạch khác để nạp chương trình
tiện lợi hơn.
Bộ dao động thạch anh có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 12MHz cho vi điều
khiển hoạt động.
SVTH : Nhóm 5

Page 6


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
Bộ RESET có tác RESET vi điều khiển lại trang thái ban đầu. Khi nút Reset
được tác động cứng từ nút nhần và mạch reset khi ở trạng thái mức cao.
− Khối đệm dòng
Ở đây sử dụng IC đệm đảo ULN2803 bên trọng được tích hợp 8 bộ darlington
bằng BJT ở bên trong vừa nhỏ gọn lại giúp thiết kệ mạch dễ dàng. Nhằm mục đích
khếch đại dòng cung cấp đủ dòng để khối LED sáng hiển thị tốt.

ULN2803 darlington transistors gồm 8 cặp transistor mắc theo kiểu darlington
cho phép tải được dòng lên đến 500mA. ULN2803 có khả năng chịu được điện áp cao,
lên đến 30V.

+ Dòng điện ngỏ vào khoảng 25mA
Điệp áp ngỏ vào khoảng 0.5-30V
+ Dòng ra 500mA
SVTH : Nhóm 5

Page 7


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
+ Đệm 8 kênh riêng biệt
+ Có đầu ra đảo

− Khối mở rộng
+ Dùng để mở rộng chân vi điều khiển dựa trên nguyên tắc chốt dữ liệu. Lý do vi
điều khiển 8051 sử dụng có số lượng chân I/O tối đa là 32 chân nhưng để điều
khiển được khối LED số chân cần thiết là 64 chân (xuất DATA ra mảng ) + 8
chân điều khiển cung cấp nguồn cho lớp, tổng cộng có 72 chân. Trong khối
LED này sử dụng 8 IC mở rộng tại một thời điểm chỉ đưa dữ liệu ra một IC,
còn lại những IC khác bị chốt lại nên dữ liệu không bị ảnh hưởng, khi đã xuất
DATA ra đủ 8 con ta chốt và xuất dữ liệu ra. ở đây sử dụng IC mở rộng
74HC541

SVTH : Nhóm 5

Page 8


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

74HC541 có tất cả 8 đầu vào dử liệu tương ứng 8 đầu ra kết hợp với 2 chân

chốt dư liệu là OE1 và OE2 khi cả 2 chân này ở mức thấp cho phép xuất dữ liệu ra,
mọi trường hợp khác cấm xuất dữ liệu đầu ra lúc này sẽ cho trở kháng cao.

Dòng ra của 74hc541 là 35mA điện áp hoạt động từ 2-6V
SVTH : Nhóm 5

Page 9


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
− Khối LED hiển thị
Là phần hiển thị mà chúng ta sẽ nhìn thấy bên ngoài, mọi hiệu ứng, hình ảnh,
chữ… Chúng ta sẽ được nhìn thấy ở đây.
Khối LED hiển thị khi đã hoàn thành

+ Mặt dưới :

SVTH : Nhóm 5

Page 10


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

Mạch mở rộng 74hC54 :
+ Mặt trên :

+ Mặt dưới :

SVTH : Nhóm 5

Page 11


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

2

PHẦN 2 : THI CÔNG, ĐO VÀ KIỂM TRA MẠCH

2.1 Đo điện trở :
−
−
+
+

Điện trở có trong mạch vi điều khiển, mạch nguồn, mạch mở rộng
Có 2 cách để đo kiểm tra điện trở :
Đọc điện trở qua các vạch
Dùng đồng hồ đo điện trở

2.2 Đo diode :
− Diode hoạt động thì dòng điện từ cực A-> K, khi bị phân cực ngược mà quá áp
chịu đựng thì sẽ làm hỏng diode
− Diode luôn làm việc ở chế độ phân cực thuận, làm việc ở dòng trung bình sẽ
làm cho diode hoạt động tốt nhất
− Cách kiểm tra diode: Ở thang đo Rx1 ta tiến hành đo 2 lần có đảo que đo
+ Nếu quan sát thấy kim đông hồ một lần lên hết, một lần kim không lên thì diode
hoạt động tốt
+ Nếu quan sát thấy kim đồng hồ một lần kim lên hết một lần kim lên 1/3 vạch thì

diode bị gỉ
+ Nếu 2 lần đo kim lên hết thì diode bị thủng
+ Nếu quan sát 2 lần đo mà kim không lên thì diode bị đứt
2.3

Đo tụ điện:
− Tụ điện có trong mạch nguồn dùng để tích phóng điện, ứng dụng trong rất
nhiều lĩnh vực khác nhau
− Ngoài ra tụ điện dùng để điều chỉnh giá trị điện dung theo ý muốn
− Cách đo kiểm tra tụ điện: Ta bật đồng hồ để đo hoạt động tốt hay xấu của tụ.
+
+
+
+
+

Tùy theo giá trị của tụ mà ta bật các thang đo khác nhau. Đo 2 lần có đổi que :
Nếu kim vọt lên và về hết thì khả năng nạp xả của tụ còn tốt
Nếu kim chỉ vọt lên thì tụ bị đứt
Nếu kim vọt lên và trả về không hết thì tụ bị gỉ
Nếu kim vọt lên và trả về lờ đờ thì tụ bị khô
Nếu kim không lên thì tụ bị đứt

2.4 Thao tác vẽ mạch in :
− Ta sử dụng phần mềm Orcard 9.2 để vẽ mạch in, sử dụng phần mềm proteus để
mô phỏng trong quá trình làm mạch in và viết code
− Các bước vẽ mạch in :
SVTH : Nhóm 5

Page 12

BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
+ Mở capture của orcard lên, sau đó vào file chọn new, ta sẽ có giao diện để vẽ
mạch. Lấy các linh kiện trong thư viện capture mà chúng ta cần dùng trong
mạch, sau đó nối lại giống với mạch đã vẽ, sau đó save lại
+ Sau khi nối xong mach thì chuyển mạch vừa vẽ sang layout, từ phầm mềm này
ta đi dây sao cho hợp lí, không bị trùng dây, ta vẽ các mạch VĐK, mạch nguồn,
khối đệm dòng trên một bảng mạch đồng, mạch mở rộng thì ta vẽ trên một
mảnh đồng khác
+ Sau khi layout 2 mạch trên xong thì ta xuất sang file PDF và đem ra quán in
thành mạch
− Cách làm mạch
+ Ta sử dụng mạch được in trên giấy đặt vào trong lớp bảng đồng, dùng bàn là ủi
thật kĩ trong 5-10 phút rồi đợi cho tấm đồng nguội đi, đem ngâm vào nước, sau
đó dùng nước rửa hết phần giấy đi
+ Sau khi đã rửa hết phần giấy, ta kiểm tra lại đường mạch, nếu ổn thì đem ngâm
vào dung dịch muối sắt clorua, ngâm khoảng 10-20 phút sau đó lấy ra rửa sạch
+ Tiếp theo ta đợi tấm đồng khô, sau đó lấy nhựa thông quét một lớp mỏng để
bảo vệ mạch, tiếp đến ta khoan mạch
+ Sau khi khoan xong, ta lắp từng linh kiện vào mạch, sau đó hàn linh kiện vào
mạch
+ Sau khi hoàn thành mạch, ta lắp tải vào để kiểm tra
2.5 Đo điều kiện làm việc của từng khối và nhận xét
•
−
+
+
+
−

Khối mạch nguồn:
Điều kiện làm việc :
Các linh kiện phải nối với nhau hợp lí
7805 có nguồn và nằm trong khoảng : 7-9 V và 1A
Đầu ra của mạch nguồn 5V có điện áp nằm trong khoảng 4,8-5,2V
Nhận xét : Sau khi kiểm tra các linh kiện trong mạch trước khi hàn vào nguồn,
kiểm tra mạch bảng đồng không bị hở, đứt dây giữa các đương=> hàn trên

•
−
+
+
+
+

mạch => ta được đầu ra 5 V
Khối vi điều khiển :
Điều kiện làm việc:
Nguồn vào của mạch là 4,8-5V , dòng 500mA
Các linh kiện phải hoạt động tốt
Mạch không bị hở hay đứt giữa các đường
Kiểm tra các chân vào ra của vi điều khiển phải đúng với sơ đồ mạch

SVTH : Nhóm 5

Page 13


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

− Nhận xét: Sau khi đo kiểm tra linh kiện và mạch, ta hàn từng linh kiện và kiểm
•
−
+
+
•
−
−
−
−
−
−

tra linh kiện trên mạch => đo kiểm tra mạch VĐK hoạt động tốt
Khối mở rộng và Khối đệm dòng:
Điều kiện làm việc :
Nguồn vào của 2 mạch này là 4,8-5V
Kiểm tra các chân linh kiện ULN2803 và 74HC541
Đo mạch :
Đo biến thế khi không tải : 220V
Diode cầu : Đo được đầu vào 9V AC, đầu ra 11V DC
Tụ 4750 uF : đo được áp 11V DC
IC 7805 : điện áp vào 11 V DC, điện áp ra 5V DC
IC 7809 : điện áp vào : 10,5V DC , điện áp ra 5V DC

SVTH : Nhóm 5

Page 14

BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

3

PHẦN 3: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH

3.1 Lưu đồ thuật toán chung

SVTH : Nhóm 5

Page 15


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

Bộ điều khiển trung tậm là chip 89S52
Port1 của vi điều khiển cấp dữ liệu
Port2 của vi điều khiển để quét dữ liệu thông qua IC đệm ULN2803
Port3 của vi điều khiển dùng để điều khiển IC74hc541 nào được chọn
Tại 1 thời điểm chỉ có 1 IC74HC541 được chon và xuất dữ liệu ra cứ 1 IC được
chon tương ứng với 1 lớp được điều khiển bởi ULN2803 được chọn khi đã xuất dư
liệu và quét tương ứng với 8 lần với thời gian đủ nhanh để tạo hiện tượng lưu ảnh của
mắt thì khối LED sẽ được hiện thị.
3.2 Thuật toán và một số chương trình con
3.2.1 Hàm delay_ms
Để khối led hoat động ổn định , sáng đều và đẹp thì ngoài mạch nguồn cung
câp, điều quan trọng trong chương trình đó là tần số quét. Nếu tần số quét quét led quá
lơn tốc độ sáng qua nhanh led sáng mờ Còn nếu tần số quét led quá nhỏ thì ko tạo ra
được hiện tượng lưu ảnh khi đó led sẽ sáng chập chờn Vì vậy ta chọn tấn số quét hợp
lý, dựa vào lý thuyết và kinh nghiệm thực tế chọn tần số f=80hz .ta quet 8 lần theo

từng lớp, vì vậy f=80x8;
=>> T= 1/(80*8) =1562.5us trừ khoảng thời gian xuất dự liệu, dịch chôt ta chọn
T=1500us Vì vậy ta phải tạo 1 chương trình con delay_quet với T=1500

SVTH : Nhóm 5

Page 16


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

Chương trình :
DELAY_MS:
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#HIGH(-1500)
MOV TL0,#LOW(-1500)
SETB TR0
JNB TF0,$
CLR TR0
CLR TF0
RET

SVTH : Nhóm 5

Page 17


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
3.2.2

Hàm delay_s

- Hàm delay_s sử dụng tao thời gian trẻ sau mỗi trạng thái, bằng cách thay đổi giá trị
nạp vào R3 cho phù hợp ta được thời gian trể tương ứng là n*50000us hàm delay_s ở
đây sử dụng timer1 để tính toán thời gian trễ

Chương trình :
DELAY_S:
MOV R2,#10
DELAY_1:
MOV TMOD,#10H
MOV TH1,#HIGH(-50000)
SVTH : Nhóm 5

Page 18


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
MOV TL1,#LOW(-50000)
SETB TR1
JNB TF1,$
CLR TF1
CLR TR1
DJNZ R2,DELAY_1
RET
3.2.3

Hàm xóa dữ liệu

- Hàm này nhằm mục đích xóa dữ liệu đầu ra để chống nhiễu, chống lém sau mỗi lần

quét LED.
Thuật toán :

Chương trình :

;_____________HAM XOA CHONG NHIEU_____________________
XOA:
MOV DU_LIEU,#00H
SVTH : Nhóm 5

Page 19


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
MOV DIEU_KHIEN,#00H
MOV QUET,#00H
CALL DELAY_MS
RET
3.2.4 Hàm hiển thị
Hàm này dùng để lấy dữ liệu từ bảng mã quét và hiển thị kí tự, hình ảnh lên
khối LED

SVTH : Nhóm 5

Page 20


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

SVTH : Nhóm 5

Page 21


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

3.3 Thuật toán và chương trình một số hiệu ứng đơn giản
Hiệu ứng khối LED nhấp nháy trong khoảng thời gian delay_s

SVTH : Nhóm 5

Page 22


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

Chương trình :
NHAP_NHAY:
MOV R2,#3
LAP_1:
MOV DU_LIEU,#0FFH
MOV DIEU_KHIEN,#00H
MOV QUET,#0FFH
CALL DELAY_S
SVTH : Nhóm 5

Page 23


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2

MOV DU_LIEU,#00H
MOV DIEU_KHIEN,#00H
MOV QUET,#00H
CALL DELAY_S
DJNZ R2,LAP_1
RET
3.3.1

Hiệu ứng lớp sáng dần từ trên xuống dưới và ngược lại

Thuật toán :

Chương trình :
SANG_DAN_LOP:
SVTH : Nhóm 5

Page 24


BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG NHÂN 2
MOV A,#00H
DICH_1:
SETB C
RRC A
MOV DU_LIEU,#0FFH
MOV DIEU_KHIEN,#00H
MOV QUET,A
CALL DELAY_S
CJNE A,#0FFH,DICH_1
;____________________________________

MOV A,#00H
DICH_2:
SETB C
RLC A
MOV DU_LIEU,#0FFH
MOV DIEU_KHIEN,#00H
MOV QUET,A
CALL DELAY_S
CJNE A,#0FFH,DICH_2
RET

SVTH : Nhóm 5

Page 25