Quảng cáo led sử dụng vi điều khiển 8051

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU

Biển quảng cáo được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống xã
hội. Hầu như đi đâu ta cũng có thể thấy những bảng quảng cáo với nhiều
hình thức khác nhau.Với mục đích làm nổi bật lên sản phẩm của mình cả khi
trời sáng hay tối người ta đã sử dụng rộng rãi các bảng quảng cáo điện tử.
Bảng quảng báo điện tử có nhiều loại ,được sử dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau, có khả năng hiển thị hình ảnh và màu sắc phong phú.
Tuy nhiên do điều kiện có hạn nên trong đồ án này chúng em mong
muốn tìm hiểu về nguyên lý thiết kế một bảng quảng cáo điện tử có khả năng
điều khiển hiển thị các kí tự theo như mong muốn và thiết kế một bảng led
quảng báo cỡ nhỏ để thử nghiệm.
Đầu tiên chúng em xin cảm ơn sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy
Thế. Thầy đã cung cấp cho chúng em các tài liệu về đề tài giúp chúng em dễ
dàng hơn trong quá trình tìm hiểu đồ án. Trong quá trình làm thực hiện đồ án
thầy đã chỉ bảo chúng em mỗi khi gặp khó khăn để đồ án có thể hoàn thành.

Thái Bình, Ngày 16 tháng 12 năm 2018
Sinh viên

1


LỜI CAM ĐOAN
xin cam đoan
-Đồ án học phần này là thành quả từ sự nghiên cứu thực tế trên cơ sở dữ liệu
thực tế và được thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn
-Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu
báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo

-Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường em xin hoàn
toàn chịu trách nhiệm

Thái Bình,ngày 16 tháng 12 năm 2018
Sinh viên

2


Mở đầu
Đặt vấn đề:
- Để việc kinh doanh được thuận lợi, người Kinh Doanh cần có cách Quảng
cáo đến cho Khách hàng của mình với nhiều hình thức thật ấn tượng, gây sự
chú ý cao đến Nhận thức của Khách hàng. Trong các hình thức Quảng cáo
hiện nay, Quảng cáo Led là lĩnh vực chiếm một vị trí rất lớn trong thị trường
quảng cáo .
Giải quyết vấn đề:
- Quảng cáo bằng biển Quảng cáo led sẽ hướng trực tiếp tới thị mắt của mọi
người. Và chúng ta đều biết rằng hình ảnh đi vào bằng đường mắt sẽ lưu trữ
trong trí não của con người lâu hơn. Từ đó những người đã vô tình hay cố ý
nhìn thấy được Bảng hiệu – Logo sẽ luôn ghi nhớ được hình ảnh của Doanh nghiệp
– Cửa hàng .
- Với nhiều nghiên cứu mang tính Khoa học: Bảng Quảng cáo Điện tử LED sẽ đem
lại cho việc Kinh doanh với nhiều ưu điểm: gây sự chú ý cao - thẩm mỹ - hiện đại,
tiết kiệm điện, giá cả hợp lý - bền. Từ đó Quảng cáo led sẽ kết hợp giữa: Điện tử và
Quảng cáo để khắc phục điều đó.

- Mặc dù vẫn còn khá mới mẻ và nhiều rào cản song cùng với tốc độ tăng
trưởng kinh tế nhanh chóng như hiện nay, trong tương lai không xa thì đèn
Led sẽ chiếm được thị trường của người tiêu dùng Việt Nam mà trước tiên là

sự xuất hiện của các sản phẩm Led thương mại, được ứng dụng rộng rãi
trong các hoạt động quảng cáo tại Việt Nam.
Giới hạn của đề tài:
- Vì thời gian thực tập không nhiều, nên đề tài chỉ dừng lại nghiên cứu và phân tích
ứng dụng của LED qua biển Quảng Cáo Led. Tuy nhiên, ứng dụng của LED thì hết
sức đa dạng và phong phú, như Quang Báo LED, bảng tỷ giá LED, màn hình LED,
…. Đây chính là hạn chế của đề tài này.
- Hi vọng, sau này sẽ có nhiều thời gian, chúng em sẽ nghiên cứu nhiều hơn
nữa các ứng dụng của LED để mang đến những giá trị to lớn cho cuộc sống.

3


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIỂN QUẢNG
CÁO LED-PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
1.GIỚI THIỆU:
- Biển đèn led gồm rất nhiều loại như: Biển đèn led chữ nổi, biển đèn led vẫy, biển
đèn led ma trận (matrix), …
- Biển đèn led nói chung là sự kết hợp của những chiếc bóng đèn Led nhỏ, đủ màu
sắc hoặc Led điện tử với những chất liệu như: biển Aluminium, Mica hoặc tôn
sơn tỉnh điện là cơ sở tốt để có thể gắn các đèn led lên. Đặc biệt với các hiệu ứng
led đủ loại sẽ mang lại sự bắt mắt cho biển quảng cáo của bạn.
- Đèn LED có ưu điểm như tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ cao, kích cỡ nhỏ, nhiệt
năng sinh ra trong quá trình hoạt động không đáng kể, hoạt động tốt trong điều
kiện nhiệt độ thấp, không sử dụng thủy ngân giống như các loại bóng huỳnh
quang thông thường.

2.PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN:
• Để làm một biển quảng cáo LED, chúng ta sẽ thực hiện trình tự gồm 3 phần sau:

Phần Cơ Khí:

4


Phần Mạch Điện:

Phần Lập Trình cho vi điều khiển:

5


CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KHỐI

I.SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN:
Mạch điểu khiển bao gồm 5 khối chính:
- Phần nguồn hạ áp, tạo ra điện áp 5V cung cấp cho mạch điều khiển AT89C51.
- Phần nguồn cung cấp cho biển Quảng Cáo LED - 12V/3A
- Phần xử lý trung tâm là MCU 89C51
- Phần Trasistor công suất khuyếch đại dòng điện cung cấp cho bảng LED
- Phần hiển thị LED chính là biển quảng Cáo LED

6


II.GIẢI THÍCH SƠ ĐỒ CÁC KHỐI:
1. KHỐI NGUỒN CUNG CẤP:
Khối nguồn chính cung cấp đòng điện và điện áp cho toàn bộ biển Quảng
Cáo

LED. Sử dụng nguồn xung có bán sẵn trên thị trường, với các thông số:
• Điện áp vào:180 ~ 264VAC
• Điện áp ra:12V-10A
• Thương hiệu: Mean Well – Đài Loan

7


8


2. KHỐI MẠCH HẠ ÁP TỪ 12V◊ 5V

Khối hạ áp nhằm mục đích hạ áp từ 12V xuống còn 5V cung cấp cho mạch vi
điều
khiển AT89C51. Khối này sử dụng IC ổn áp 7805.
- Nguồn vào 12V DC. Diode D0 (1N4007) dùng tránh mắc sai cực nguồn.
Nếu
Bạn gắn sai cực, nhờ tính ghim áp của diode, nó sẽ giữ cho mức áp nghịch ở
ngả
vào của bo ở mức 0.8V, mạch sẽ khi bị hư.
- Tụ C1 (1000uF), tụ hóa lớn dùng làm kho chứa điện, có công dụng ổn định
điện
áp đường nguồn, ở đây Bạn sẽ có 12V dùng cấp nguồn cho các dãy Led.
Bạn
cũng có thể cấp đường nguồn này cao hơn để có thể mắc trên một nhánh
được
nhiều Led nối tiếp hơn (xem phần hướng dẫn ở phần sau).
- Tụ C2, C4 có trị nhỏ 104pF (0.1uF) có công dụng lọc bỏ tín hiệu nhiễu tần
cao

nhiễm trên đường nguồn.
- Tụ C3 (10uF), mắc ở ngả ra của ic ổn áp 7805 dùng tránh phát sinh hiện
tượng
dao động tự kích bên trong ic ổn áp 7805.
- Mạch dùng ic ổn áp 3 chân họ 78xx, với ic 7805, trên ngả ra sẽ luôn có mức
áp 5V với độ ổn định cao, chúng ta sẽ dùng mức áp này để cấp cho chân 40
của ic vi điều khiển AT89C51/52
9


3.KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM- VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51
Khối xử lý trung tâm được lập trình để điều khiển khối mạch Lái Driver TIP41
để
điều khiển bảng LED, tạo ra những hiệu ứng thông qua việc lập trình cho vi
điều
khiển AT89C51.

10


4. KHỐI HIỂN THỊ LED
Khối hiển thị LED được dùng bằng tấm Alu. Sau khi được cắt bằng máy cắt
laze và khoan bằng khoan tay
Laser theo bảng thiết kế market trên Corel, các LED sẽ được bố trí và gắn lên
tấm
Alu này.

11

CHƯƠNG 3
GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ SỬ
DỤNG LÀM BIỂN QUẢNG CÁO LED
Để làm biển Quảng Cáo LED chúng ta cần có một số thiết bị và vật liệu như sau:

1.Thiết bị sử dụng trong làm LED:
Máy khoan tay: Dùng để khoan Mica

12


MỎ hàn 60w

13


Máy cắt nhôm

14


Và một số máy móc khác:
¬ Kìm cắt chân linh kiện
¬ Súng bắn li-vê nhôm
¬ Súng bắn keo nhựa

2. Nguyên vật liệu làm LED gồm có:
- Nhựa ốp nhôm (đang bán rất nhiều ngoài thị trường giá khoảng 240.000
vnd/1tấm)
- Đèn led: đèn led tùy theo màu. giá giao động từ 270 đồng đến 380 đồng 1 con

led.
- Vật liệu làm khung: Dùng nhôm loại bo góc giá 85.000 1 cây 6m + 8 góc.
- Vít nhỏ loại 0.5cm dùng để vặn vỏ hộp.

15


CHƯƠNG 4
Thiết Kế Mạch Điện
Sơ đồ mạch điện:

1.MẠCH HẠ ÁP TỪ 12V◊ 5V
Khối hạ áp nhằm mục đích hạ áp từ 12V xuống còn 5V cung cấp cho mạch vi điều
khiển AT89C51. Khối này sử dụng IC ổn áp 7805.

- Nguồn vào 12V DC. Diode D0 (1N4007) dùng tránh mắc sai cực nguồn.
Nếu
Bạn gắn sai cực, nhờ tính ghim áp của diode, nó sẽ giữ cho mức áp nghịch ở
ngả
vào của bo ở mức 0.8V, mạch sẽ khi bị hư.
- Tụ C1 (1000uF), tụ hóa lớn dùng làm kho chứa điện, có công dụng ổn định
điện
áp đường nguồn, ở đây Bạn sẽ có 12V dùng cấp nguồn cho các dãy Led.
Bạn
cũng có thể cấp đường nguồn này cao hơn để có thể mắc trên một nhánh
được
nhiều Led nối tiếp hơn (xem phần hướng dẫn ở phần sau).
- Tụ C2, C4 có trị nhỏ 104pF (0.1uF) có công dụng lọc bỏ tín hiệu nhiễu tần
cao
nhiễm trên đường nguồn.

- Tụ C3 (10uF), mắc ở ngả ra của ic ổn áp 7805 dùng tránh phát sinh hiện
16


tượng
dao động tự kích bên trong ic ổn áp 7805.
- Mạch dùng ic ổn áp 3 chân họ 78xx, với ic 7805, trên ngả ra sẽ luôn có mức
áp
5V với độ ổn định cao, chúng ta sẽ dùng mức áp này để cấp cho chân 40 của
ic
vi điều khiển AT89C51/52

2. Tính điện trở hạn dòng cho các nhánh Led
Chọn loại led. Chúng ta sử dụng led đục 5mm

- LED Màu xanh dương: : 3v◊3v2
- LED Màu đỏ: 1.9v◊3v2
- LED Màu trắng: : 3v◊3v2
- LED Màu xanh da : 3v◊3v2

- Trên thị trường có 2 loại Led. Loại Led thường, có mức ghim áp khoảng 2V và
loại Led siêu sáng có mức ghim áp là 3V. Vậy dùng luật Ohm Bạn dễ dàng tính
được trị của điện trở hạn dòng R.

ĐỒ ÁN NÀY SỬ DỤNG LED ĐỤC 5MM LIỀN DÂY ĐÃ CÓ SẴN ĐIỆN TRỞ
NÊN KHÔNG CẦN SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ HẠN DÒNG

17

3. Mạch điều khiển.
Mạch sử dụng Ic 98c52 (98s52) thuộc dòng 8051.
Có khối mạch nguồn chuyển từ 12v xuống 5v để nuôi Ic.
¬ Tụ 1000uF.
¬ Tụ 10uF
¬ Ic 7805
Ic 89c52 sử dụng 16 cổng.
Khối tạo xung:
¬ Thạch anh 11.0529hz
¬ Tụ 33pF
¬ Trở 10k
Dùng Tranzito NPN (tranzito nghịch). Tranzito TIP41 (3A).
18


Dòng cung cấp cho tất cả các LED là: 50mA
TIP41

19


4. Vi Điều Khiển AT89C51
I,Sơ đồ khối và chức năng các khối của chip 89S52

_ OSC (Oscillator): Mạch dao động

→

tạo tín hiệu xung clock cung cấp cho các khối

trong chip hoạt động.
_ Interrupt control: Điều khiển ngắt

→

nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài (INT0\,

INT1\)), từ bộ định thời (Timer 0, Timer 1) và từ cổng nối tiếp (Serial port), lần lượt
đưa các tín hiệu ngắt này đến CPU để xử lý.

Sơ đồ chân và chức năng các chân của chip 89S52
20


Vi điều khiển 89C51 mà chúng ta sử dụng có những đặc điểm sau:
- 4KB ROM bên trong
- 256 Byte ngoài
- 4 Port xuất nhập dữ liệu I/O ( ngõ vào – ra )
- Giao tiếp nối tiếp
- 64 KB vùng nhớ mã ngoài
-64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài
- Xử lý Boolean
Trên sơ đồ chân trên có các nhóm chân sau:
Nhóm chân nguồn nuôi.
21


- Nguồn nuôi 5V (chân số 40) .
- Nối đất (chân số 20).
Nhóm chân điều khiển.

Nhóm này còn phân biệt các tín hiệu vào, ra.
Nhóm tín hiệu vào điều khiển.
- Xtal1 (chân số 18), Xtal2 (chân số 19): nối tinh thể thạch anh cho mày phát
xung nhịp chu trình.
- RST(Reset): (chân số 9): nối chuyển mạch để xóa về trạng thái ban đầu hay
khởi
động lại.
- EA/CPP: (chân số 31) chọn nhớ ngoài (nối đất) hay chọn nhớ trong (nối
nguồn
nuôi 5V).
- T2 hay P1.0: (chân số 1) tín hiệu vào đếm cho Timer2/ Counter2 của 8952
- T2EX: (chân số 2) tín hiệu vào ngắt ngoài 2 cho 8950.
- INT0 hay P3.2: (chân số 12) tín hiệu vào gây ngắt ngoài 0 cho 8051.
- INT1 hay P3.3: (chân số 13) tín hiệu vào gây ngắt ngoài 1 cho 8051.
- T0 hay P3.4: (chân số 14) tín hiệu vào đếm cho Timer0/ Counter0.
- T1 hay P3.5: (chân số 15) tín hiệu vào đếm cho Timer1/ Counter1.
Nhóm tín hiệu ra điều khiển.
- ALE//PROG: (chân số 30) dùng để đưa tín hiệu chốt dịa chỉ (ALE) khi có
nhớ
ngoài hay điều khiển ghi chương trình /PROG.
- PSEN: (chân số 29) dùng để đưa tín hiệu điều khiển đọc bộ nhớ chương
trình
ROM ngoài.
- WR hay P3.6: (chân số 16) để đưa tín hiệu ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài
- RD hay P3.7: (chân số 17) để đưa tín hiệu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài.
- Cổng vào, ra địa chỉ/ dữ liệu P0 hay P0.0-P0.7: (chân số 39-32) dùng để trao
đổi
tin về dữ liệu D0-D7, hoặc đưa ra các địa chỉ thấp (A0-A7) theo chế độ dồn
kênh
(kết hợp với tín hiệu chốt địa chỉ ALE).

- Cổng vào ra địa chỉ/ dữ liệu P2 hay P2.0-P2.7: (chân số 21-28) dùng để trao
đổi
tin song song về dữ liệu (D0-D7) hoặc đưa ra địa chỉ cao (A8-A15).
- Cổng vào ra dữ liệu P1 hay P1.0-P1.7: (chân số 1-8) dùng để trao đổi tin
song
song dữ liệu (D0-D7).
- Cổng vào, ra P3 hay P3.0-P3.7: (chân số 10-17).
- P3.0: (chân số 10) đưa vào tín hiệu nhận tin nối tiếp RXD
- P3.1: (chân số 11) đưa ra tín hiệu truyền tin nối tiếp TXD
22


- INT0 hay P3.2: (chân số 12) tín hiệu vào gây ngắt 0 của VĐK
- INT1 hay P3.3: (chân số 13) tín hiệu vào gây ngắt 1 của VĐK
- T0 hay P3.4: (chân số 14) tín hiệu vào đếm cho Timer0/ Counter0 cho VĐK
8051/8052.
- T1 hay P3.5: (chân số 15) tín hiệu vào đếm cho Timer1/ Counter1 cho VĐK
8051/8052.
- WR hay P3.6: (chân số 16) để đưa tín hiệu ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài.
- RD hay P3.7: (chân số 17) để đưa tín hiệu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài.
- T2 hay P1.0: (chân số 1)tín hiệu vào đếm cho Timer2/ Counter2 cho VĐK
8052.
- T2EX: (chân số 2) tín hiệu vào gây ngắt 2 của VĐK 8052.
- Ngoài các tín hiệu chuyên dùng trên, cổng vào/ ra P3 này còn dùng để trao
đổi
tin về dữ liệu D7-D0.
4.1 Port 0
_ Port 0 (P0.0 – P0.7) có số chân từ 32 – 39.
_ Port 0 có hai chức năng:
→

•

Port xuất nhập dữ liệu (P0.0 – P0.7)

•

Bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7)

không sử dụng bộ nhớ ngoài.
→

có sử dụng

bộ nhớ ngoài.
 Lưu ý: Khi Port 0 đóng vai trò là port xuất nhập dữ liệu thì phải sử dụng các điện trở

kéo lên bên ngoài.
_ Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 0 (P0.0 – P0.7) được cấu hình
là port xuất dữ liệu, Muốn các chân Port 0 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trình
lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầu
nhập dữ liệu từ port.
_ Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 0 đóng vai trò là ngõ vào của dữ liệu
(D0 – D7).
4.2 Port 1
_ Port 1 (P1.0 – P1.7) có số chân tù 1 – 8.
_ Port 1 có một chức năng:

23

•

Port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7)

→

sử dụng hoặc không sử dụng bộ

nhớ ngoài.
_ Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port (P1.0 – P1.7) được cấu hình là
port xuất dữ liệu. Muốn các chân Port 1 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trình
lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầu
nhập dữ liệu từ port.
_ Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 1 đóng vai trò là ngõ vào của địa chỉ
byte thấp (A0 – A7).
4.3 Port 2
_ Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28.
_ Port 2 có hai chức năng:
•

Port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7)

•

Bus địa chỉ byte cao (A8 – A15)

→

→

không sử dụng bộ nhớ ngoài.

có sử dụng bộ nhớ ngoài.

_ Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 2 (P2.0 – P2.7) được cấu hình
là port xuất dữ liệu. Muốn các chân Port 2 làm port nhâp dữ liêu thì cần phải lập trình
lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầu
nhập dữ liệu từ port.
_ Khi lập trình ROM trong chip thì Port 2 đóng vai trò là ngõ vào của địa chỉ
byte cao (A8 – A11) và các tín hiệu điều khiển.
4.4 Port 3
_ Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân tù 10 – 17.
_ Port 3 có hai chức năng:
•

Port xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7)

→

không sử dụng bộ nhớ ngoài

hoặc các chức năng đặc biệt.
•

Các tín hiệu điều khiển

→

có sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng

đặc biệt.

24


_ Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 3 (P3.0 – P3.7) được cấu hình
là port xuất dữ liệu. Muốn các chân Port 3 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trình
lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port trước khi bắt đầu
nhập dữ liệu từ port.
_ Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 3 đóng vai trò là ngõ vào của các tín
hiệu điều khiển.
_ Chức năng các chân Port 3:

Bảng 2.1: Chức năng các chân Port 3
4.5 Chân PSEN
_ PSEN (Program Store Enable): cho phép bộ nhớ chương trình, chân số 29.
_ Chức năng:
•

Là tín hiệu cho phép truy xuất (đọc) bộ nhớ chương trình (ROM) ngoài.

•

Là tín hiệu xuất, tích cực mức thấp.

PSEN\ = 0
PSEN\ = 1

→

→

trong thời gian CPU tìm – nạp lệnh từ ROM ngoài.
CPU sử dụng ROM trong (không sử dụng ROM ngoài).

_ Khi sử dụng bộ nhớ chương trình bên ngoài, chân PSEN\ thường được nối với
chân OE\ của ROM ngoài để cho phép CPU đọc mã lệnh từ ROM ngoài.
4.6 Chân ALE\
_ ALE (Address Latch Enable): cho phép chốt địa chỉ, chân số 30.

25