MẠCH QUANG báo DÙNG LED MA TRẬN

MẠCH QUANG BÁO DÙNG LED MA
TRẬN


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ………………………………………………………………….VII

Chương 1: Tìm hiểu linh kiện
1.1/ Tổng quan về mạch quang báo dùng led ma trận
1.2/ IC AT89S52……………………………………………………………………………………………….
1.3/ transistor A1015………………………………………………………………………………………..
1.4/ led ma trận 8x8…………………………………………………………………………………………
1.5/Tụ điện……………………………………………………………………………………………………
1.6/Thạch anh………………………………………………………………………………………………..
1.7/ điện trở………………………………………………………………………………………………….
1.8/ Adapter………………………………………………………………………………………………….

Chương 2: Thiết kế mạch……………………………………...
2.1/ Sơ đồ khối…………………………………………………………………………………..
2.2/Sơ đồ mạch nguyên lí……………………………………………………………………...
2.2/ Nguyên lí hoạt động của mạch và chức năng các linh kiện trong mạch…………….
2.3/ Mạch mô phỏng và kết quả……………………………………………………………….
2.4/Code hoạt động…………………………………………………………………………….

Chương 3: Thực Thi phần cứng………………………………..
3.1/ Thiết kế mạch in……………………………………………………………………………
3.2/Mạch đề tài………………………………………………………………………………….
3.3/ Mô tả quá trình hoạt động của mạch và các chức năng các linh kiện………………

Chương 4: Kết Luận………………………………………………………………….

4.1/Kết quả……………………………………………………………………………………….
4.2/ Ứng dụng của mạch quang báo………………………………………………………….
4.3/ Hướng phát triển……………………………………………………………………………


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

HÌNH 1.1: Sơ đồ IC AT89S52……………………………………………..1
Hình 1.2: Transistor A1015……………………………………………….3
Hình 1.3:Led ma trận 8x8 1 màu…………………………………………3
Hình 1.4: Tụ Điện………………………………………………………….4
HÌNH 1.5: Thạch anh………………………………………………………4
Hình 1.6: Điện trở………………………………………………………….5
Hình 1.7: Nguồn Adapter 5vDC………………………………………….5
Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch……………………………………………….6
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch………………………………………..7
Hình 2.3: Mạch mô phỏng……………………………………………….9
Hình 3.1: Mạch thiết kế PCB…………………………………………….12
Hình 3.2: Mạch PCB thực tế…………………………………………….13
Hình 3.3: Mạch PCB mặt trên…………………………………………...14

hình 4.1: ví dụ…………………………………………………..15

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
PCB: mạch in


Đồ án 1
Trang 1

CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU LINH KIỆN
1.1/ Tổng quan về mạch quang báo dùng led ma trận
_Sử dụng led ma trận được cấu tạo từ nhiều diode phát quang lại
thành ma trận 8 hàng 8 cột được điều khiển bởi IC vi điều khiển để
phục vụ việc sáng tắt các led đơn trong ma trận sáng.
1.2/IC AT89S52

Hình 1.1 Sơ đồ IC AT89S52
Giới Thiệu:
IC do hãng Atmel sản xuất ra. Về dòng ic 89s52 có dung lượng bộ nhớ là 8 Kb,
RAM 128Kb, gồm 4 port I/O mỗi port 8 chân, Timer/Counter 16bit
IC AT89s52 gồm có sơ đồ chân như sau:
• Gồm có 4 port nối: port 1, port 2, port 3, port 0. Các Port có chức năng chủ
yếu là xuất và nhập dữ liệu.
• Port 1: có từ số chân từ 1 đến chân 8
• Port 2: có từ số chân 21 đến 28


Đồ án 1
Trang 2
•
•
•
•
•
•

Port 3: có từ số chân 10 đến 17
Chân 20: GND

Chân 40: VCC
Chân 9: RST
Chân 18 và 19: XTAL1, XTAL2 2 chân này dùng để nối vào thạch anh định
tần.


Đồ án 1
Trang 3
1.3/Transistor A1015

Hình 1.2:
Transistor A1015
Transistor là loại PNP có 3 chân E,C,B và chân C nối với nguồn VCC.

1.4/ Led Ma Trận 8x8.
Là loại diode phát quang, ghép nhiều led lại thành ma trận

Hình 1.3: Led ma trận 8x8 1 màu


Đồ án 1
Trang 4

Gồm 64 led đơn được cấu tạo theo ma trận gồm 8 hàng và 8 cột.

1.5/ Tụ điện
Tụ điện có chức năng chủ yếu dùng để lọc tín hiệu

Hình 1.4:Tụ điện
1.6/ THẠCH ANH: Dùng để quyết định chu kì hoạt động vi điều khiển

Hình 1.5: Thạch anh 12Mhz


Đồ án 1
Trang 5

1.7/ Điện trở:
Điện trở có chức năng giảm áp và giảm dòng điện

Hình 1.6: Điện trở

1.8/ Nguồn DC 5v

Hình 1.7: Nguồn Adapter 5v DC


Đồ án 1
Trang 6

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH
2.1/ Sơ đồ khối.
Nguồn 220VAC5vDC

IC
AT89S2

Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch

2.2/Sơ đồ mạch nguyên lý

Transistor
A1015

Led
ma
trận
8x8


Đồ án 1
Trang 7

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch


Đồ án 1
Trang 8

2.3/Nguyên lí hoạt động của mạch và các chức năng các linh kiện
trong mạch
I. Chức năng các linh kiện có trong mạch
1. IC AT89S52: có chức năng là ic điều khiển trong mạch, Có nhiệm vụ điều khiển
các ngõ ra và vào ( port 1,2,3 ) để mạch hoạt động.
2. Transistor A1015 có nhiệm vụ như 1 khóa khi được phân mức điện áp sẽ dẫn và
điều khiển hàng của led matrix.
3. Điện trở 2k2 ôm: có chức năng phân cực cho transistor C1015 hoạt động
4. Điện trở 220 ôm: có chức năng giảm dòng giúp led sáng tốt hơn
5. Thạch anh 12Mhz: là nguồn tạo xung nhịp dạng dao động ổn định ( hoạt động
thực tế trong mạch là 1Mhz ) sẽ được gắn vào 2 chân XTAL1 và XTAL2 của ic

6. Tụ gốm: lọc nhiễu cho dao động thạch anh
7. Led matrix: gồm 64 led đơn sáng.

II. Nguyên lí hoạt động của mạch
_ IC AT89S52 sẽ điều khiển toàn bộ hoạt động của mạch, ta lập trình code sau đó sẽ
được dịch sang file hex rồi sẽ được nạp vào IC, Code sẽ điều khiển cho các vị trí của
led matrix sáng mức 1 theo như ý muốn mà ta đã lập trình.
_ Lúc này transistor sẽ có nhiệm vụ như 1 khóa, transistor A1015 khi cực E được cấp
nguồn 5vDC thì cực B sẽ nối vào điện trở và cắm vào chân của port 2,
_ Khi IC phát ra tín hiệu ở mức 0 ở các port đã cắm thì transistor sẽ đóng lại làm phân
cực transistor lúc này transistor sẽ đóng và dòng điện chạy từ E qua C làm cho led tại 1
vị trí trong matrix được chọn sáng.

2.3/Mạch mô phỏng và kết quả.


Đồ án 1
Trang 9

Hình 2.3: Mạch mô phỏng

2.4/ Code hoạt động:
#include <REGX52.H> // khai báo thư viện
void delay(int t) //hàm tạo trễ
{
int a,b;
for(a=0;a{
for(b=0;b<100;b++)
{}

Đồ án 1
Trang 10

}
}

unsigned char hang[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}; // quét mã hàng
từ dưới lên để cho từng thời điểm sáng 1 led
cot[]={

0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
0xC3,0xBD,0x7E,0x7E,0x00,0x7E,0x7E,0x7E, //chữ A

//Quét mã cột
0XFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};

void main()
{
char i,j,k;
while(1) // vòng lặp vĩnh viễn để hiển thị chữ chạy
{
for(i=0;i<16;i++) //vòng lặp
{
for(j=0;j<90;j++)
{
for(k=0;k<8;k++) // quét 8 hàng
{
P1=hang[k];

P2=cot[k+i];
delay(1);
}


Đồ án 1
Trang 11

}
}
}
}
Phân tích hoạt động:
_ Đầu tiên ta xử dụng nguồn 5v DC làm từ biến áp chuyển nguồn 220v => 5v cấp cho ic
89s52 hoạt động và cho nguồn led matrix
_Như mạch mô phỏng ta cấp port 3 điều khiển cột, port 1 điều khiển hàng của led ma
trận. Sau khi lập trình bằng keil C ta được file tenfile.hex ( file nạp vào ic).
_Nguyên lí điều khiển: Port 1 điều khiển led. Cấp mức 0 tại transistor A1015 ( PNP ) khi
cấp mức điện áp thấp => transistor dẫn, nguồn 5v đổ xuống từ transistor A1015 xuống
và khi ta kích port 3 ở ngõ ra mức 0 thì led của ma trận đèn tại đó sẽ sáng, cứ như vậy
ta sẽ tìm được mã hàng và mã cột của led ma trận để ta lập trình được chữ mà ta
mong muốn


Đồ án 1
Trang 12

CHƯƠNG 3: THỰC THI PHẦN CỨNG
3.1/Thiết kế mạch in

Hình 3.1: Mạch thiết kế PCB


Đồ án 1
Trang 13

3.2/ Mạch đề tài

Hình 3.2: Mạch PCB
thực tế


Đồ án 1
Trang 14

Hình 3.3: Mạch PCB mặt trên
3.3/ Mô tả quá trình hoạt động của mạch và các chức năng các linh kiện
_ Khi ta cấp nguồn cho adapter hoạt động kích nguồn 5v DC cho mạch thì lúc này IC
vi điều khiển bắt đầu hoạt động và cho 8 transistor ở chế độ sẵn sàng hoạt động chờ
lệnh của IC vi điều khiển.
_ Port 1 lúc này nhận nhiệm vụ điều khiển led ma trận quét từng led trên hàng tại 1
thời điểm sáng, còn port 2 nhận nhiệm vụ điều khiển cột khi ta kích mức 0 vào
transistor PNP thì sẽ làm cho transitor phân cực và dẫn lúc này nguồn 5v DC sẽ chạy
xuống led đơn trong led ma trận và port 1 lúc này kích mức 0 khi đó led sáng theo ta
yêu cầu.
_Khi ta muốn resest lại chương trình đang hoạt động ta nhấn nút resest


Trang 15

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
4.1/ Kết Luận:
Qua đề tài trên ta thấy IC vi điều khiển có điều khiển led ma trận hoặc led đơn theo ý ta
muốn, đơn cử như tạo ra những dòng chữ hiển thị thông báo hoặc có thể tạo ra 1 loạt
hình ảnh động theo điệu nhạc.

4.2/Ứng dụng và hướng phát triển:
_Mạch quang báo dùng led ma trận dùng để ứng dụng trong thực tế rất phổ biến như:
đèn quảng cáo, đèn hướng dẫn,…

HÌNH 4.1: VÍ DỤ
_Mạch quang báo dùng led ma trận có hướng phát triển rất lớn trong ngành quảng cáo
marketing, có thể phát triển về qui mô và chất lượng phục vụ cho ngành quảng cáo
( PR )