Tài liệu Thiết kế phần cứng và phần mềm điều khiển quang báo ppt

BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN QUANG
BÁO
I. Giới thiệu mạch quang báo và phần mềm quang báo :
Bảng quang báo được sử dụng rất rộng rãi trong lónh vực tiếp thò và quảng
cáo, chẳng hạn được dùng để thông báo giá các mặt hàng trong siêu thò, thông báo
tỷ số trong các trận đấu bóng đá… Tuy nhiên, hiện nay trên thò trường lại có rất ít
sản phẩm này, mà nếu có, giá thành cũng rất đắt. Mặt khác, tính năng của hầu hết
các bảng quang báo này lại rất hạn chế :
- Chỉ hiển thò và chạy được chữ trên bảng, không hiển thò được hình
ảnh hay thay đổi các kiểu chạy chữ trên bảng.
- Việc thay đổi chữ hiển thò trên bảng rất phức tạp, thông thường là
phải mở bảng ra, nạp dữ liệu lại cho ROM bên trong.
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu thiết kế và thi công một bảng quang báo
kích thước 80 cm x 20 cm, bao gồm:
• Ma trận LED 16 x 96 .
• Card giao tiếp với máy tính IBM PC.
• Mạch điều khiển bảng quang báo
• Phần mềm điều khiển bảng quang báo.
Với bảng quang báo và phần mềm đi kèm, người sử dụng có thể :
• Hiển thò cả văn bản lẫn hình ảnh trên bảng.
• Văn bản được hiển thò với nhiều loại font khác nhau, chương
trình còn cung cấp cho người sử dụng khả năng tự tạo thêm bộ
font văn bản của chính mình.
• Người sử dụng còn có thể điều chỉnh tốc độ di chuyển chữ và
hình ảnh trên bảng.
• Phần mềm còn cho phép người sử dụng tự soạn các hình ảnh
hiển thò trên bảng.
Sơ đồ khối của hệ thống quang báo :
<
& !

−
II. Thiết kế phần cứng bảng quang báo :
Phần cứng của bảng quang báo gồm Card giao tiếp 24 bit và mạch điều
khiển và lái LED.
A. Thiết kế card giao tiếp :
Mạch giao tiếp được thiết kế theo chuẩn ISA 8 bit trên IBM PC. Để đơn
giản cho việc thiết kế, ta sử dụng IC giao tiếp song song PPI 5255A được
chế tạo để kết nối với các bộ vi xử lý.
Sơ đồ khối của mạch giao tiếp :
− Giải thích hoạt động của mạch :
 Các Bus dữ liệu của IC 8255A được kết nối với hệ thống Bus
thông qua bộ đệm ba trạng thấi 71HC245, bộ đệm này có
khả năng truyền dữ liệu theo hai chiều, tùy theo trạng thái
của chân DIR.
 Khi máy tính yêu cầu một tác vụ đọc hay ghi, máy tính sẽ so
sánh đòa chỉ do máy tính đưa tới với đòa chỉ cơ sở được đònh
sẵn bằng DIP Switch, lưu ý đòa chỉ được so sánh là 8 bit cao
(A2 – A9) của đòa chỉ 10 bit do máy tính đưa tới, còn hai bit
thấp (A0, A1) quy đònh port nào (A, B, C) được truy xuất và
hai bit nay được nối tới hai chân A0, A1 của 8255A.
Bộ đệm dữ liệu
3 trạng thái
PPI
ISA
BUS
Bộ so sánh đòa
chỉ
Khối điều
khiển
 Nếu đòa chỉ đưa tới trùng với những đòa chỉ mà ta đặt trong

DIP Switch, mạch điều khiển sẽ cho phép bộ đệm dữ liệu
hoạt động, dữ liệu sẽ được truyền tới máy tính hay tới card
tùy theo tác vụ READ hay WRITE.
 Các port A, B, C của IC 8255A được nối với các thiết bò bên
ngoài thông qua Header 30 bit.
B. Thiết kế bảng hiển thò LED :
Ma trận LED của bảng quang báo có kích thước 16 hàng x 96 cột. Muốn
một LED cháy sáng, ta cần phải cung cấp điện áp mức 1 vào Anode của LED và
điện áp mức 0 vào Cathod của LED. Như vậy, nếu ta muốn điều khiển từng con
LED trên bảng LED cháy sáng độc lập với nhau thì ta phải cần ít nhất 1536 chân
điều khiển (nối chung Anod hay Cathod của tất cả các con LED trên bảng diều
khiển). Như vậy số chân điều khiển quá nhiều, không phù hợp với giao tiếp máy
tính.
Để khắc phục nhược điểm trên, ta cần phải tìm một giải pháp khác. Giải
pháp thường được chọn là kết nối ma trận LED theo dạng hàng-cột, tức là Anod
của tất cả con LED trên cùng một hàng được nối chung với nhau và Cathod của tất
cả các con LED trên cùng một cột nối chung với nhau. Các chân điều khiển hàng
hoạt động độc lập với nhau, các chân điều khiển cột được lấy ra từ bộ giải mã, tức
là tại mỗi thời điểm, chỉ có một cột được sáng. Như vậy, bảng quang báo phải hoạt
động theo chế độ quét.
C. Thiết kế mạch điều khiển hiển thò LED :
Khối nguồn
Khối giải
mã
Khối lái
LED
AC 15V
Tín hiệu từ các port của card giao tiếp sẽ được giải mã rồi sau đó đưa đến
khối lái LED để đưa ra bảng hiển thò.
III. Thiết kế phần mềm điều khiển :

Phần mềm điều khiển phải thực hiện các chức năng là giao tiếp với card
điều khiển và giao tiếp với người sử dụng.
IV. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
− Đề tài có thể phát triển theo nhiều hướng, tuy nhiên có hai hướng chính
là cải tiến về phần cứng và cải tiến phần mềm.
a. Cải tiến phần cứng :
i. Thực tế là ta không thể nào dùng nguyên một chiếc máy vi
tính chỉ để điều khiển một bảng quang báo, do đó cải tiến
quan trọng nhất là thiết kế một bộ KIT có thể lưu trữ dữ
liệu và giao tiếp với máy tính. Từ máy tính, ta có thể
truyền dữ liệu sang bộ KIT, sau đó đữ liệu này sẽ truyền từ
bộ KIT sang mạch điều khiển để hiển thò lên bảng LED.
Điều này sẽ làm tăng tính độc lập của bảng quang báo với
máy vi tính.
b. Cải tiến phần mềm :
i. Ta có thể viết phần mềm để hiển thò các hình ảnh chuyển
động thông qua việc vẽ các frame hình (tương tự như làm
phim hoạt hình).
ii. Để tăng tính uyển chuyển của chương trình, ta có thể đưa
ra một ngôn ngữ script dùng riêng để điều khiển cách hiển
ma trận LED. Một ngôn ngữ script sẽ làm tăng rất nhiều
tính uyển chuyển trong cách hiển thò bảng LED và người sử
dụng có khả năng tạo ra nhiều kiểu hiển thò hình ảnh khác
nhau cho mình.
− Ngoài ra còn rất nhiều hướng cải tiến khác như cải tiến làm tăng tốc độ
cho mạch hiển thò, tăng tốc độ biến đổi hình ảnh của chương trình…