Điều khiển cấp nguồn cho led ma trận

Chương 4: Điều khiển cấp nguồn cho led ma trận
Chương này sẽ trình bày về cách điều khiển cấp nguồn cho ma trận sử dụng
phương pháp cấp nguồn theo từng cột. Việc điều khiển cấp nguồn cho các cột được
thực hiện bằng cách sử dụng IC 74HC138. Các hàng của ma trận sẽ được cập nguồn
bằng cách sử dụng bộ ghi dịch 74HC595. Các dữ liệu mã hóa font được truyền nối
tiếp từ vi điều khiển tới bộ ghi dịch bằng cách sử dụng SPI .
4.1) Điều khiển cấp nguồn cho cột dùng 74HC138
4.1.1) Chức năng của 74HC138
Sơ đồ chân của 74HC138 [4] :

Hình 4 - Sơ đồ chân 74HC138
IC 74HC138 là bộ giả mã 3 đầu vào ( A0,A1,A2) 8 đầu ra phủ định (Y0 đến
Y7 ). Nó có 3 đầu vào cho phép : 2 đầu vào tích cực thấp (
1
E
,
2
E
) và một đầu vào
tích cực mức cao (E3). Tất cả các đầu ra của 74HC138 sẽ ở mức cao trừ khi
1
E
,
2
E

ở mức thấp và E3 ở mức cao. Khi các đầu vào
1
E
,
2

E
ở mức thấp và E3 ở mức cao
thì đầu ra của 74HC138 sẽ được quyết định bởi đầu vào .
47
Bảng 4 - Chức nămg hoạt động của 74HC138
Đầu vào Đầu ra
1
E
2
E
E3 A0 A1 A2 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
H
X
X
X
H
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
H

H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
L
L
L
L
L

L
L
L
L
L
L
L
L
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
L
L
H
H
H
H
L
L
H
H
L

L
H
H
L
H
L
H
L
H
L
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L

H
H
H
H
H
H
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L
H
H
H

H
H
H
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L
4.1.2) Sử dụng 74HC138 để cấp nguồn cho các cột ma trận
Theo nguyên tắc quét ma trận led thì tại mỗi thời điểm ta chỉ cấp nguồn cho
một cột của ma trận do đó có thể dung 74HC138 để cấp nguồn cho các cột của ma
trận . Các đầu vào ( A0,A1,A2) của 74HC138 sẽ được nối với các chân của vi điều
khiển, các đầu ra của 74HC138 được nối với các cột của ma trận led thông qua một
cổng phủ định ( hoặc các bộ đệm dòng cấp nguồn cho cột ), còn các chân
1
E
,
2
E

được nối đất, E3 nối dương nguồn .Thông qua việc gửi tín hiệu từ vi điều khiển tới
các chân đầu vào của 74HC138 ta có thể chọn được cột cần cấp nguồn .
48

Hình 4 - Ghép nối 74HC138 với vi diều khiển dể cấp nguồn cho cột của ma trận
Khi mở rộng ma trận ta tăng thêm số lượng IC để cấp nguồn cho tất cả các
cột, các IC này có thể cùng nối chung hoặc riêng chân điều khiển. Hoặc chỉ sử dụng
một IC nhưng cấp nguồn đồng thời cho tất cả các ma trận, khi đó một chân của IC
sẽ được nối với các cột của các ma trận khác nhau .
49
4.2) Điều khiển cấp nguồn cho hàng dùng 74HC595
4.2.1) Chức năng của 74HC595
74HC595 [5] là bộ ghi dịch 8 bít gồm có :
1 đầu vào cho phép (
OE
)
1 đầu vào chọn thanh ghi dịch (
MR
)
1 đầu vào dữ liệu nối tiếp (DS)
1 đầu vào cấp xung cho thanh ghi dịch (SH_CP)
1 đầu vào cấp xung cho thanh ghi chứa (ST_CP)
8 đầu ra 3 trạng thái ( Q1 đến Q7 và Q7’)
Hình 4 - Sơ đồ chân 74HC595
50
Bảng 4 - Chức năng hoạt động của 74HC595
Đầu vào Đầu ra Chức năng
SH_CP ST_CP
OE MR
DS Q7’ Qn
X X L L X L kđ
MR mức thấp dữ liệu chỉ dịch
trong thanh ghi dịch đầu ra
không đổi trạng thái

X
↑
L L X L L Xóa thanh ghi dich nạp dữ liệu
vào thanh ghi chứa
X X H L X L Z Xóa thanh ghi dịch đầu ra ở
trạng thái trở kháng cao
↑
X L H H Q6’ kđ
Dịch chuyển trạng thái cao vào
thanh ghi dịch, giá trị trước đó
của bít thứ 6 trong thanh ghi
dịch được chuyển sang đầu ra
Q7’
X
↑
L H X kđ Qn’
Nội dụng của thanh ghi dịch
được chuyển sang thanh ghi
chứa và chuyển sang đầu ra
↑ ↑
L H X Q6’ Qn’
Dịch chuyển nội dung của
thanh ghi dịch đồng thời nội
dung của thanh ghi dịch cũ
được chuyển vào thanh ghi
chứa và các đầu ra song song

4.2.2) Sử dụng 74HC595để cấp nguồn cho các hàng của ma trận
Khi dùng 74HC595 để cấp nguồn cho ma trận led ta nối các đầu ra song song
của 74HC595 với các chân cấp nguồn cho hàng của ma trận. Đồng thời phải sử

51