Tài liệu Thiết kế bảng điện tử cỡ lớn pptx

Chuyên ngành Điện tử
Thiết kế bảng điện tử cỡ lớn
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay với sự phát triển của xã hội cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, cho nên nhu
cầu về thông tin trở nên thiết yếu đối với con ngời trong cuộc sống cũng nh trong hoạt động sản xuất
kinh doanh. Để đáp ứng nhu cầu trên, quang báo đã ra đời và là hình thức cung cấp thông tin hữu ích
không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày. Hiện nay quang báo ngày càng phát triển hơn, đa dạng
hơn, từ việc thiết kế quang báo với văn bản đợc ghi chết trong ROM, đến việc thiết kế một KIT vi xử lý
để điều khiển hay điều khiển quang báo bằng máy tính với nội dung quang báo động cả về nội dung
lẫn hình thức. Với sự góp mặt của máy tính, quang báo ngày càng trở nên tinh vi, phức tạp hơn với các
hiệu ứng quang báo lôi cuốn, hấp dẫn, nội dung quang báo cũng phát triển đa dạng từ văn bản bình
thờng đến hình ảnh với khả năng upload nội dung động từ máy tính.
Trên thế giới từ lâu, quang báo đã trở thành một hình thức truyền đạt thông tin hiệu quả. Còn ở
Việt Nam mình quang báo mới chỉ ở giai đoạn thử nghiệm, gần đây mới bắt đầu xuất hiện trên thị tr-
ờng.
Với sự hớng dẫn của thầy Đặng Việt Hùng, Em đã đăng kí đề tài thiết kế bảng điện tử cỡ lớn
với mục đích tìm hiểu và thể hiện các khả năng của quang báo.
2. Nội dung khoa học của đề tài
Các nội dung chính của đề tài
Tìm hiểu hình thức quang báo và các phơng pháp quang báo
Thiết kế các bộ phận mạch phần cứng.
Thiết kế font chữ hiển thị cho hệ thống quang báo.
Nghiên cứu lập trình Vi điều khiển để phục vụ cho mục đích điều khiển hoạt động quang báo.
Thiết kế phần mềm điều khiển qua giao diện Windows
3. Phơng pháp nghiên cứu của đề tài
Theo đề cơng nghiên cứu thì đề tài gồm 4 phần:
a. Tìm hiểu về quang báo
Quang báo là phơng pháp dùng ánh sáng và các hiệu ứng ánh để hiển thị thông tin. Bình th-
ờng thông tin cần hiển thị đợc ghi sẵn lên các pano dùng cho mục đích quảng cáo, giới thiệu hoặc
thông báo thông tin. Nh vậy thông tin là tĩnh, chỉ có thể thay đổi đợc khi ta thay đổi nội dung tấm
pano, và nội dung thể hiện đợc cũng khá nghèo nàn. Quang báo đã đem lại cho việc truyền đạt

thông tin một diện mạo mới. Bằng cách sử dụng ánh sáng, việc hiển thị thông tin truyền tải đợc đã
không còn đơn điệu, nghèo nàn nh trớc kia mà trở nên bắt mắt, lôi cuốn hơn và dễ dàng gây chú ý
hơn, tức mục đích truyền tin trở nên hiệu quả hơn.
Học viện Công nghệ BC - VT
Tuyển tập đề tài nghiên cứu khoa học HS-SV
Ta sử dụng các linh kiện quang nh LED, LCD cho mục đích quang báo.
Hoạt động quang báo diễn ra nhờ các khả năng phát sáng của các linh kiện quang cùng với
các phơng pháp ghép nối chúng cho mục đích hiển thị và các hiệu ứng tâm lý của mắt hay chính
xác hơn là khả năng lu ảnh của võng mạc. Có thể dùng các LED 7 đoạn sáng hay các LED đơn
phối ghép thành ma trận LED, hoặc các thanh chỉ thị LCD cho mục đích hiển thị. Thông thờng và
hiệu quả nhất cho hoạt động quang báo hiển thị là phơng pháp sử dụng các ma trận LED với với
phơng pháp quét hiển thị nh của màn hình VIDEO để hiển thị. Ta có đợc nội dung hiển thị nh
mong muốn bằng các điều khiển các LED trên ma trận LED sáng hay tắt. Hoạt động của ma trận
LED đợc điều khiển bởi một bo mạch gồm có vi xử lí hoặc vi điều khiển hay cũng có thể chỉ là một
EPROM đã lu sẵn nội dung quang báo cùng các vi mạch phụ trợ
b. Thiết kế mạch phần cứng
Phần cứng của hệ thống bao gồm
Ma trận LED:
D 1 2 . 5
D 1 6 . 1
D 4 . 1 6
A 3
D 1 5 . 3
D 1 4 . 1
D 1 0 . 3
D 1 1 . 3
D 5 . 1 2
D 8 . 3
D 0
A 0

D 2 . 1 6
D 1 3 . 1 1
D 4 . 1 3
D 6 . 6
D 2 . 1 5
D 1 4 . 1 3
D 1 0 . 1 6
D 1 3 . 7
D 1 . 9
D 7 . 8
D 3 . 1 3
D 1 0 . 1 5
D 1 3 . 1 0
D 3 . 1 0
D 1 . 5
D 1 5 , 1 0
D 1 6 . 1 3
D 3 . 1 6
D 8 . 2
D 3 . 8
D 1 . 6
D 1 1 . 1 1
D 7
D 5 . 7
D 9 . 1 6
D 7 . 7
D 1 6 . 1 1
D 6 . 8
D 7 . 6
D 1 0 . 7

D 1 3 . 8
D 1 0 . 6
D 8 . 7
D 9 . 2
D 6 . 1 3
D 1 . 1 2
D 3
A 9
D 4 . 3
D 1 3 . 4
D 5 . 9D 5 . 6
D 1 . 3
D 1 4 . 9
D 4 . 1 2
D 2 . 5
D 1 5 . 5
D 6 . 1 5
D 1 4 . 3 D 1 4 . 1 2
D 3 . 7
D 1 2 . 1 0
D 1 0 . 1
D 1 6 . 3
A 1 2 A 1 5
D 5 . 1
D 4 . 5
D 1 3 . 2
D 8 . 8 D 8 . 1 3
D 1 5 . 2
D 1 . 8
D 5 . 1 4

D 9 . 5
D 1 3 . 9
D 1 0 . 1 0
D 1
D 2 . 1 2
D 6 . 3
D 1 5 . 8
D 2 . 1 4D 2 . 3
D 1 5 . 1 6
D 1 4 . 2
D 1 5 . 1
D 1 2 . 1 5
D 9 . 1 2
D 4 . 9
D 1 . 1 4D 1 . 1 3
A 8
D 1 2 . 1 6
D 1 0 . 1 3
D 5 . 2
D 4 . 1 4
D 8 . 1 2
A 6
D 1 1 . 1 2
D 6 . 9
D 7 . 1 2D 7 . 9
D 5 . 1 5
D 8 . 9
D 9
D 1 . 4
D 8 . 4

D 1 1 . 5
A 1 0
D 3 . 1 4
D 1 1 . 1 4
A 1 3
D 1 6 . 1 5D 1 6 . 4
D 2 . 1
D 4 . 2
D 1 2 . 4
D 1 5 . 6
D 1 6 . 8
D 3 . 1 1
D 1 5 . 1 3
D 5
D 1 3 . 1 3
D 1 2 . 1 1
D 8 . 1 6
D 2 . 4
A 1
D 1 3 . 1 4
D 1 1 . 7 D 1 1 . 1 6
D 1 0 . 1 2
D 1 2 . 9
D 7 . 4
D 1 6 . 5
D 9 . 6
D 1 . 7
D 1 6 . 6
D 6 . 4
D 1 1 . 1

D 9 . 1
D 1 5 . 1 4
D 2
D 1 1 . 2
D 1 3 . 1 6
D 8 . 1 5
D 1 1 . 8
D 1 6 . 2
D 5 . 1 3
D 1 5 . 7
D 2 . 2
D 1 4 . 5
A 7
D 7 . 5
D 1 4 . 1 6
D 6 . 1 0
D 7 . 1
D 3 . 4
D 1 2 . 1
D 5 . 5
D 1 3 . 5
D 2 . 7
D 1 4 . 7D 1 4 . 6
D 9 . 9
D 6 . 5
D 1 1
D 3 . 9
D 5 . 1 6
D 1 . 1 5
D 5 . 3

D 7 . 2
D 3 . 1
D 1 . 1 1D 1 . 1 0
D 9 . 1 5
D 2 . 1 1
D 1 1 . 1 5
D 1 . 1 6
D 5 . 8
D 1 1 . 1 3
D 9 . 3
D 1 3 . 1 2
D 7 . 3
D 4 . 1 0
D 1 2 . 1 2
D 1 3 . 1 5
A 1 1
D 4 . 7
A 2
D 9 . 4
D 1 6 . 9
D 1 5 . 4
D 1 1 . 9
D 8 . 5
D 1 5
D 1 3 . 1
D 9 . 1 4
D 6 . 7
D 9 . 1 0
D 1 4 . 4
D 9 . 1 3

D 1 2 . 1 4
D 3 . 1 5
D 1 4 . 1 1
D 7 . 1 0
D 1 2 . 1 3
D 9 . 1 1
D 1 1 . 1 0
D 1 2 . 7
D 9 . 8
D 2 . 8
D 1 0 . 8
A 1 4
D 1 . 1
D 1 4 . 8
D 2 . 6
D 8 . 1
D 1 3
D 5 . 1 1
D 2 . 1 0
D 1 3 . 6
D 6 . 1
D 2 . 9
D 1 1 . 4
D 1 4 . 1 0
D 1 6 . 7
D 1 1 . 6
D 5 . 4
D 1 6 . 1 6
D 8
D 4

D 6
D 2 . 1 3
D 4 . 1 5
D 7 . 1 6
D 6 . 1 4
D 7 . 1 5
D 8 . 6
D 4 . 1 1
D 1 2 . 6
D 8 . 1 4
D 4 . 4
D 1 2 . 3
D 6 . 2
D 1 3 . 3
D 6 . 1 2
A 5
D 8 . 1 0
D 1 4 . 1 5
D 4 . 8
D 1 . 2
D 4 . 1
D 7 . 1 1
D 1 2 . 2
D 5 . 1 0
D 1 4 . 1 4
D 1 6 . 1 0
D 1 0 . 5
D 3 . 1 2
D 7 . 1 3
D 1 0

D 1 0 . 9
D 6 . 1 6
D 1 5 . 1 2
D 1 6 . 1 4
D 1 0 . 4
D 1 5 . 1 5
D 3 . 3
A 4
D 1 2 . 8
D 1 0 . 1 1
D 7 . 1 4
D 8 . 1 1
D 1 5 . 9
D 1 6 . 1 2
D 1 0 . 1 4
D 1 5 , 1 1
D 9 . 7
D 1 0 . 2
D 1 4
D 1 2
D 4 . 6
D 3 . 2 D 3 . 6D 3 . 5
D 6 . 1 1
Hình 1: Sơ đồ nguyên lý ma trận đèn
Bo mạch chính:
Học viện Công nghệ BC - VT
Chuyên ngành Điện tử
A 1 2
A D 3
P S E N

A 1 1
G N D
A 8
A D 3
/ T 0
U 2
A T 8 9 C 5 1
9
1 8
1 9
2 0
2 9
3 0
3 1
4 0
1
2
3
4
5
6
7
8
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 7

2 8
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
3 9
3 8
3 7
3 6
3 5
3 4
3 3
3 2
R S T
X T A L 2
X T A L 1
G N D
P S E N
A L E / P R O G
E A / V P P
V C C
P 1 . 0
P 1 . 1
P 1 . 2
P 1 . 3
P 1 . 4

P 1 . 5
P 1 . 6
P 1 . 7
P 2 . 0 / A 8
P 2 . 1 / A 9
P 2 . 2 / A 1 0
P 2 . 3 / A 1 1
P 2 . 4 / A 1 2
P 2 . 5 / A 1 3
P 2 . 6 / A 1 4
P 2 . 7 / A 1 5
P 3 . 0 / R X D
P 3 . 1 / T X D
P 3 . 2 / I N T 0
P 3 . 3 / I N T 1
P 3 . 4 / T 0
P 3 . 5 / T 1
P 3 . 6 / W R
P 3 . 7 / R D
P 0 . 0 / A D 0
P 0 . 1 / A D 1
P 0 . 2 / A D 2
P 0 . 3 / A D 3
P 0 . 4 / A D 4
P 0 . 5 / A D 5
P 0 . 6 / A D 6
P 0 . 7 / A D 7
D 2
V C C
A 1 1

D 4
A D 6
/ I N T 0
A L E
A 7
A 1 1
A D 7
/ T 1
R S T
A 8
A 0
C 5
3 0 p F
D 6
A D 6
A 1 5
G N D
J 2
H E A D E R 8
1
2
3
4
5
6
7
8
A 5
A D 1
G N D

A D 0
D 7
A 1A 1 4
U 2 5
7 4 L S 3 7 3
3
4
7
8
1 3
1 4
1 7
1 8
1
1 1
2
5
6
9
1 2
1 5
1 6
1 9
2 0
1 0
D 0
D 1
D 2
D 3
D 4

D 5
D 6
D 7
O E
L E
Q 0
Q 1
Q 2
Q 3
Q 4
Q 5
Q 6
Q 7
V C C
G N D
A D 4
A D 4
A 1 4
E A \
A 1 5
A 1 2
A 1 3
U 2 6 B
7 4 0 0
4
5
6
/ W R
A 6
A D 3

A D 2
D 0
D 4
/ R D
G N D
E A \
A D 6
/ T 1
G N D
A D 1
A 9/ R D
A 9
A D 1
A 6
V C C
U 2 4
7 4 L S 1 3 8
1
2
3
1 5
1 4
1 3
1 2
1 1
1 0
9
71 6
8
6

4
5
A
B
C
Y 0
Y 1
Y 2
Y 3
Y 4
Y 5
Y 6
Y 7V C C
G N D
G 1
G 2 A
G 2 B
A D 7
/ I N T 1
C 1 2
C
J 4
H E A D E R 2 6
1
2
3
4
5
6
7

8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9
2 0
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
/ I N T 1
A 8
V C C
A 4
D 3 A D 4
D 1
A 1 0
P 3 . 1
A 7
A D 5
P 3 . 0

V C C
A 1 3
C 4
3 0 p F
D 5
A D 2
V C C
U 2 7
H Y 6 2 2 5 6
1 0
9
8
7
6
5
4
3
2 5
2 4
2 1
2 3
2
2 6
1
1 1
1 2
1 3
1 5
1 6
1 7

1 8
1 9
2 8
1 4
2 2
2 7
2 0
A 0
A 1
A 2
A 3
A 4
A 5
A 6
A 7
A 8
A 9
A 1 0
A 1 1
A 1 2
A 1 3
A 1 4
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
D 6
D 7
D 8

V C C
G N D
O E
W E
C E
/ W R
A 3
A 1 5
A 5
G N D
A 1 4
A D 5
D 6
D 1
A D 3
U 2 6 D
7 4 0 0
1 2
1 3
1 1
A 1 2
A D 7
/ I N T 0
/ O E
Y 1
1 2 M H z
U 2 6 A
7 4 0 0
1
2

3
C 1 4
C A P N P
/ R D
A 0
A 1 0
D 3
A 1 4
A D 0
A D 5
/ T 0
/ W R
R S T
A D 4
C 1 3
C
P S E N
A 3
J 5
H E A D E R 2 6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0

1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
1 8
1 9
2 0
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
D 7
A D 2
A 1 2
G N D
U 2 6 C
7 4 0 0
9
1 0
8
G N D
A L E
A D 2
P 3 . 1
A 1

V C C
A 9
P 3 . 0
A 4
A D 7
V C C
D 2
D 0
C 6
C A P N P
A 1 5
A D 0
A D 5
V C C
A 1 3
/ W R
/ O E
A 2
P S E N
A 1 3
A D 1
D 5
A 2
A D 6
A D 0
A 1 0
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
Khối quét cột:
D 1 . 1
Q 2

V C C
D 3 . 3
D 1 . 2
Q 1
Q 2
V C C
D 3 . 1
D 1 . 3
Q 3
D 2 . 3
D 2
D 0
V C C
D 2 . 1
Q 0
D 1
D 2 . 2
D 3 . 2
Q 1
Hình 3: Sơ dồ nguyên lý quét cột
Các tín hiệu điều khiển quét cột điều khiển đóng, mở các tranzitor trên các cột LED, Các tín
hiệu, dữ liệu đa ra trên các hàng, với tín hiệu dữ liệu mức thấp thì LED trên cột đã mở tơng ứng sẽ
sáng. Do tần số quét nhanh nên ta sẽ cảm nhận đợc các LED cần hiển thị sáng đồng thời.
c. Thiết kế font chữ
Font chữ hiển thị đợc thiết kế theo dạng font bitmap nh bên dới. Các điểm trắng đen tơng
ứng với các LED trên ma trận hiển thị tắt hoặc sáng.
Học viện Công nghệ BC - VT
Tuyển tập đề tài nghiên cứu khoa học HS-SV
Hình 4: Một số kí tự mẫu
d. Vi điều khiển AT89C52.

Vi điều khiển AT89C52 là một vci điều khiển mạnh của Atmel với các đặc điểm sau:
8 KB EPROM bên trong.
256 Byte RAM nội.
4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.
Giao tiếp nối tiếp.
64 KB vùng nhớ mã ngoài
64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài
Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn).
210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
4às cho hoạt dộng nhân hoặc chia
Chơng trình điều khiển quang báo đợc viết cho vi điều khiển AT89C52 điều khiển các tín hiệu
quét cột, và các tín hiệu dữ liệu đa ra ma trận đèn.
4. Khả năng ứng dụng của đề tài
Do thời gian nghiên cứu có hạn và nhân lực nghiên cứu không có nhiều, nên đề tài cha đợc thực
sự hoàn thiện, khả năng thể hiện đợc còn nghèo nàn. Trong ý tởng phát triển, đề tài có khả năng phát
triển để thể hiện đợc các hiệu ứng quang báo ở mức cao hơn. Cùng với việc sử dụng thêm bộ nhớ
ngoài, để tài có thể thực hiện đợc phần hiển thị hình ảnh truyền xuống từ máy tính, cái mà hiện giờ cha
thể làm đợc.
Đề tài có thể áp dụng thực tế làm các biển quang báo bắt mắt nh các biển tên khoa, các đồng hồ
chỉ thị
Học viện Công nghệ BC - VT