HƯỚNG DẪN CHI TIẾT THIẾT KẾ BIỂN QUẢNG CÁO BIỂN VẪY - LẬP TRÌNH ASEMBLY

Hình chụp cho thấy bo mạch dùng vi điều khiển AT89C51/52 có 16
đường ra, đã ráp hoàn chỉnh và hiện có bán ở cửa hàng điện tử Phúc
Lan. Bạn có thể dùng bo này với các chương trình tự viết để điều
khiển các bảng đèn quảng cáo dùng nhiều Led, hay điều khiển các thiết
bị tự động trong công nghiệp.




Bo có các đặc tính sau:


* Có 16 đường ra, trên mỗi đường ra dùng transistor thúc 2SC2383, có
khả năng cấp dòng lớn, nhờ vậy trên một đường ra nó có thể cấp dòng
cho trên 100Led.

* Trong mạch dùng nguồn ổn áp 5V (với ic 7805), như vậy Bạn có thể
tăng mức nguồn DC cấp cho các Led trên bảng đèn mà không ảnh
hưởng đến hoạt động của ic vi điều khiển.

* Trên bo có mạch chỉnh tốc độ nhẩy, Bạn chỉ cần chỉnh biến trở 100K
là có thể chọn được tốc độ nhấp nháy theo ý.

* Ở ngã vào có đặt diode 1N4007 tránh mắc sai cực nguồn làm hư bo.

* Bạn chỉ cần bố trí các Led trên bảng đèn, theo nhánh và tính số
nhánh phải dùng cho một phần tử tđơn vị hình rên bảng đèn, rồi cho
đấu vào bo, trên chân C của các transistor thúc là xong.

Sơ đồ mạch điện nguyên lý:



Trên bo có các mạch điện cơ bản như sau:


* Mạch điện nguồn nuôi với ic 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

* Mạch thạch anh định tần.
Để chạy các câu lệnh trong ic vi điều khiển, Bạn cần tạo ra xung nhịp.
Tần số xung nhịp phụ thuộc vào thạch anh gắn trên chân 18, 19. Với
thạch anh 12MHz, Bạn sẽ có xung nhịp 1MHz, như vậy chu kỳ lệnh sẽ là
1us.

Để tăng độ ổn định tần số, người ta dùng thêm 2 tụ nhỏ C6, C7 (33pF
x2), tụ bù nhiệt ổn tần.

Điều này cho thấy, Bạn cũng có thể thay đổi nhịp nhấp nháy của đèn
nếu dùng thạch anh có tần số khác.


* Mạch reset.


Với tụ C5 (10uF) và điện trở R1 (10K) trên chân số 9, ngay khi mạch
được cấp nguồn 5V, tụ C5 nạp điện từ mức áp 0V, vậy nó sẽ kéo chân
9 lên mức áp cao, với mức áp cao trên chân 9, ic vi điều khiển sẽ bị
reset, nó sẽ đặt ic về trạng thái khởi đầu, sau một lúc (thời hằng phụ
thuộc vào R1 và C5), tụ C5 sẽ nạp đầy mức áp 5V, nó trả chân 9 về
mức áp thấp và lúc này ic AT89C51/52 sẽ bắt đầu chạy các câu lệnh mà
Bạn đã nạp vào bộ nhớ EEP-ROM của nó.


* Mạch chỉnh tốc độ nhịp.

Ở đây chúng ta cho kết hợp phần mềm và phần cứng để làm thay đổi
nhịp nháy. Dùng mạch nạp xả tạo bởi tụ C8 (100uF) và điện trở R2 +
RV1 và điều khiển đóng mở với transistor Q1, xung tắt mở lấy trên

chân p3.6, sau đó dùng câu lệnh jb (jump bit ) để theo dõi bit 0/1 trên
chân p3.7. Vậy Bạn có thể làm cho mức áp trên chân 17 lên chậm bằng
cách tăng biến trở RV1, đều này sẽ giảm nhịp nháy. Tóm lại, giảm trị
RV1 nhịp nhanh và tăng trị RV1 sẽ có nhịp chậm.


* Mạch khuếch đại thúc, cấp dòng cho các hiển thị.

Ở đây chúng ta dùng trasistor 2SC2383 có khả năng cấp dòng Ic đến
1000mA để cấp dòng cho các Led gắn trên chân C.

Chân B qua điện trở hạn dòng 2.2K cho gắn vào một chân của các cảng
p0 hay p2, vậy khi chân này ở mức áp cao (bit 1), transistor sẽ vào
trạng thái bảo hòa (dẫn điện mạnh) và nó sẽ cấp dòng cho các Led gắn
trên chân C phát sáng, và khi chân B ở mức áp thấp (bit 0), transistor
sẽ ngưng dẫn và tắt Led. Để hạn dòng qua các Led Bạn dùng điện trở
330.

Ghi nhận: Đây chỉ là Led gắn trên bo mạch, nó được dùng để giúp Bạn
kiểm tra các câu lệnh do Bạn tự soạn. Khi sử dụng Bạn sẽ thay Led này
bằng một nhóm nhiều Led (niều hánh Led). Các Led này cho mắc nối
tiếp trên một nhánh, và cho ghép song song nhiều nhánh để có đủ số
Led tạo ra một đơn vị hình trên bảng đèn quảng cáo.


Sau đây là các hình chụp minh họa cho cách
dùng bo vi điều khiển với AT89C51/52 kiểu bo
có 16 đường ra:

Hình chụp chao thấy các thành phần mạch điện cơ bản trên bo

AT89C51/52, kiểu 16 đường ra.



Các đường ra nối vào các port 0 và port 2:


Cách dùng nhiều Led để tạo ra một đơn vị hình trên bảng đèn
quảng cáo:

Hình vẽ minh họa cách dùng nhiều Led trên một đường ra:


Cách tạo bảng đèn quảng cáo dùng nhiều Led màu:


Kiểm tra bo điều kiển 16 đường ra với AT89C51/52






Hộp nạp TOP853 và các ic vi điều khiển AT89C51/52 (Bạn xem bài
giới thiệu cách dụng hộp nạp này trong chuyên mục "Trao đổi học
tập").

Hình dạng các ic vi điều khiển AT89C51/52 (ic có 40 chân, chân 1 nối
masse và chân 40 nối nguồn).



Các thành phần của bo vi điều khiển 16 đường ra với ic AT89C51/52


Lớp mạch in (Hình chụp cho thấy các điểm hàn bên dưới mạch).



Mạch nguồn nuôi DC 5V lấy trên ic ổn áp 7805.


Mạch chỉnh tốc độ của nhịp nhấp nháy với biến trở 100K.



Phụ lục: Một gợi ý về cách làm bảng
đèn quảng cáo.

Để làm bảng đèn quảng cáo, thường gồm các bước sau:

Bước 1: Làm bảng chữ, Thí dụ như bảng chữ cửa hàng điện tử Phúc
Lan có hình như sau.

Bước 2: Bạn khoan các lổ để gắn Led theo chữ theo hình, hay gắn Led

theo các đường chữ (tùy theo ý của Bạn). Số Led của một đơn vị hình
gắn theo từng nhánh (với Led siêu sáng, mỗi nhánh có 3 Led) và các
nhánh cho mắc song song, mỗi nhánh có một điện trở hạn dòng và sau
cùng một con chữ (một đơn vị hình) sẽ chỉ có 2 dây. Một dây nối vào
nguồn +12V và dây còn lại Bạn nối vào chân C của các transistor thúc.


Với Bảng đèn này, chúng ta lấy 11 đơn vị hình cho chữ PHÚC LAN, 1
đơn vị hình cho chữ ĐIỆN, 1 đơn vị hình cho chữ TỬ và 1 đơn vị hình
cho khung. Tổng cộng là 14 đơn vị hình.

Bước 3: Tính điện trở hạn dòng cho các nhánh Led và tính dòng cung
cấp của các transistor thúc.

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 (Bạn xem hình).

Dùng luật Ohm để tính điện trở hạn dòng trên nhánh chỉ có 1 Led.


Hình sau đây cho thấy, cách dùng luật Ohm tính điện trở hạn dòng cho
nhánh có nhiều Led mắc nối tiếp.


Sau đây là hình cho thấy các mắc song song nhiều nhánh cho một đơn
vị hình trên bảng đèn quảng cáo. Trên mỗi nhánh đều có một điện trở
hạn dòng riêng.
Đến đây có thể nói Bạn đã làm xong phần cứng gồm bảng đèn và bo vi
điều khiển, Bây giờ hãy nói đến cách viết phần mềm cho bảng đèn

quảng cáo trên.


Bước 4: Cách viết câu lệnh điều khiển bảng đèn quảng cáo.

Trước hết, Bạn hãy xem hình cho thấy cách chúng ta chọn định các
chân để điều khiển bảng đèn quảng cáo:


Hình vẽ cho thấy các đơn vị hình được điều khiển bởi các chân của port
2, port 0. Chúng ta dùng:

Chân p2.0 để tắt mở cho chữ P
Chân p2.1 để tắt mở cho chữ H
Chân p2.2 để tắt mở cho chữ Ú
Chân p2.3 để tắt mở cho chữ C
Chân p2.4 để tắt mở cho chữ L
Chân p2.5 để tắt mở cho chữ A
Chân p2.6 để tắt mở cho chữ N
Chân p2.7 để tắt mở cho chữ S
Chân p0.0 để tắt mở cho chữ H
Chân p0.1 để tắt mở cho chữ O
Chân p0.2 để tắt mở cho chữ P
Chân p0.3 để tắt mở cho chữ Điện
Chân p0.4 để tắt mở cho chữ Tử
Chân p0.5 để tắt mở cho chữ <Khung của bảng>

Sau khi đã chọn định xong phân cứng chúng ta bắt đầu viết các chương
trình con cho các kiểu nháy của bảng đèn.

Kiểu sáng chữ P với bit 1 trên chân p2.0
Kiểu tắt chữ P với bit 0 trên chân p2.0

Kiểu sáng chữ H với bit 1 trên chân p2.1
Kiểu tắt chữ H với bit 0 trên chân p2.1

Kiểu sáng chữ Ú với bit 1 trên chân p2.2
Kiểu tắt chữ Ú với bit 0 trên chân p2.2

Kiểu sáng chữ C với bit 1 trên chân p2.3
Kiểu tắt chữ C với bit 0 trên chân p2.3

Kiểu sáng chữ L với bit 1 trên chân p2.4
Kiểu tắt chữ L với bit 0 trên chân p2.4

Kiểu sáng chữ A với bit 1 trên chân p2.5
Kiểu tắt chữ A với bit 0 trên chân p2.5

Kiểu sáng chữ N với bit 1 trên chân p2.6
Kiểu tắt chữ N với bit 0 trên chân p2.6

Kiểu sáng chữ S với bit 1 trên chân p2.7
Kiểu tắt chữ S với bit 0 trên chân p2.7

Kiểu sáng chữ H với bit 1 trên chân p0.0
Kiểu tắt chữ H với bit 0 trên chân p0.0

Kiểu sáng chữ O với bit 1 trên chân p0.1
Kiểu tắt chữ O với bit 0 trên chân p0.1

Kiểu sáng chữ P với bit 1 trên chân p0.2
Kiểu tắt chữ P với bit 0 trên chân p0.2

Kiểu sáng chữ Điện với bit 1 trên chân p0.3
Kiểu tắt chữ Điện với bit 0 trên chân p0.3

Kiểu sáng chữ Tử với bit 1 trên chân p0.4
Kiểu tắt chữ Tử với bit 0 trên chân p0.4

Kiểu sáng [khung bảng] với bit 1 trên chân p0.5
Kiểu tắt [khung bảng] với bit 0 trên chân p0.5

Kiểu sáng từng
chữ P - H - Ú - C - L - A - N - S - H - O - P - Điện - Tử - [Khung] với
bit 1.
Kiểu tắt từng chữ P - H - Ú - C - L - A - N - S - H - O - P - Điện - Tử -
[Khung] với bit 0

Vậy các chương trình con sẽ viết như sau:

xoabangden: ; chương trình xóa, làm tắt tất cả các Led
trên bảng đèn.
mov p2, #00000000b ; Cho port p2 về mức áp thấp để làm
ngương dẫn các transistor thúc.
mov p0, #00000000b ; Cho port p0 về mức áp thấp để làm
ngương dẫn các transistor thúc.
ret ; Quay lại sau lệnh call.

sang_het_bang_den: ; chương trình làm sáng tất cả các Led trên
bảng đèn.

mov p2, #11111111b ; Cho đặt các chân transistor thúc lên mức
áp cao.
mov p0, #00111111b ; Cho đặt các chân transistor thúc lên mức
áp cao.
ret ; Quay lại sau lệnh call.


phuc_sang: ; chương trình chỉ làm sáng chữ PHÚC
mov p0, #00000000b
mov p2, #00001111b
ret

lan_sang: ; chương trình chỉ làm sáng chữ LAN
mov p0, #00000000b
mov p2, #01110000b
ret

shop_sang: ; chương trình chỉ làm sáng chữ SHOP
mov p0, #00000111b
mov p2, #10000000b
ret

dien_sang: ; chương trình chỉ làm sáng chữ Điện
mov p0, #00000000b
mov p2, #10000000b
ret

tu_sang: ; chương trình chỉ làm sáng chữ Tử
mov p0, #00000001b
mov p2, #00000000b

ret

sang_chu_up: ; chương trình cho từng con chữ sáng
lan lên qua bên phải
mov p2, #00h
mov p0, #00h
call delay
setb p2.0
call delay
setb p2.1
call delay
setb p2.2
call delay
setb p2.3
call delay
setb p2.4
call delay
setb p2.5
call delay
setb p2.6
call delay
setb p2.7
call delay
setb p0.0
call delay
setb p0.1
call delay
setb p0.2
call delay
setb p0.3

call delay
setb p0.4
ret

tat_chu_down: ; chương trình cho từng con chữ tắt
lan qua bên trái.
mov p2, #11111111b
mov p0, #00011111b
call delay
clr p0.4
call delay
clr p0.3
call delay
clr p0.2
call delay
clr p0.1
call delay
clr p0.0
call delay
clr p2.7
call delay
clr p2.6
call delay
clr p2.5
call delay
clr p2.4
call delay
clr p2.3
call delay
clr p2.2

call delay
clr p2.1
call delay
clr p2.0
call delay
ret