Báo cáo nhập môn Điện tử viễn thông

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG
----
BÁO CÁO NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ
VIỄN THÔNG
ĐỀ TÀI : MẠCH LED HÌNH TRÁI TIM
GVHD: PGS-TS Phạm Ngọc Nam
Nhóm thực hiện:
Các thành viên:
Tạ Quang Ngọc
Nhóm 25
Nguyễn Văn Hùng - ĐTTT 02-K57
- ĐTTT 04-K57
Nguyễn Anh Đức - ĐTTT 04-K57
Nguyễn Thị Thủy - QTKD K57
Nguyễn Huy Hoàng - ĐTTT 02-K57
Hà Nội ,ngày 29 tháng 10 năm 2013

2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG
----
BÁO CÁO NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ
VIỄN THÔNG
ĐỀ TÀI : MẠCH LED HÌNH TRÁI TIM

3. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành điện tử ngày càng phát triển, kéo theo những sản phẩm điện tử ngày
càng phổ biến. Với sự phát triển mạnh mẽ của vi điều khiển, chỉ cần một tác động
nhẹ đủ làm cho các thiết bị được điều khiển một cách nhanh chóng.
Với nhu cầu của con nguời để tạo ra những món quà tinh thần đặc biệt ý
nghĩa ,chúng em đã đi đến quyết định thiết kế mạch LED nhấp nháy hình trái
tim.
Trong quá trình thực hiện đề tài này, chúng em đã rất cố gắng để hoàn thành
tốt nhưng có lẽ do vốn kiến thức còn hạn hẹp cũng như những yếu tố khách quan
khác mà không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến,
phê bình và hướng dẫn thêm của thầy cô cũng như bạn đọc.
Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Phạm
Ngọc Nam đã hướng dẫn tận tình, giảng giải chi tiết giúp chúng em hoàn thành bài
tập lớn này. Hơn nữa thầy còn chỉ dẫn cho chúng em rất nhiều kiến thức thiết thực
trong cuộc sống: kỹ năng mềm, cách học tốt ngoại ngữ, cách lắng nghe và tư duy.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
3

4. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
MỤC LỤC
Lời mở đầu
Danh sách các hình vẽ……………………………………………………………...5
Danh sách bảng………………………………………………………….................6
A.Giới thiệu ý tưởng…………………………………………………….................7
1. Ứng dụng đèn led trong cuộc sống…………………………………...7
2. Chọnđề tài…………………………………………………….............7
B.Nội dung………………………………………………………………………….7
Phần I: Thiết kế mạch led nhấp nháy hình trái tim……………………………..7
1.1 Lập kế hoạch ……………………………………………………..7
1.2 Yêu cầu kĩ thuật………………………………………...................8
1.2.1Yêu cầu chức năng……………………………………................8
1.2.2Yêu cầu phi chức năng……………………………......................9
1.3Thiết kế phần cứng………………………………………………..9
1.3.1 Sơ đồ khối………………………………………………..........9
1.3.2 Chi tiết từng khối và lựa chọn phương án tối ưu…………….10
1.3.3 Mạch nguyên lí……………………………………………...17
1.3.4 Mô phỏng mạch trên Proteus………………………………...19
1.3.5 In mạch………………………………………………...…….20
1.4 Thiết kế phần mềm…………………………………………………..21
1.4.1 Viết code cho IC AT89C52 …………………………..............21
1.4.2 Nạp code cho IC AT89C52 …………………………………..21
Phần II: Kết luận………………………………………………............................21
4

5. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Tài liệu tham khảo………………………………………………..........................22
C. Phụ lục………………………………………………………………………….23
DANH SÁCHCÁC HÌNH VẼ:
Hình 1.1: Bản kế hoạch sử dụng Microsoft Project…………………………………8
Hình 1.2: Sơ đồ khối của mạch……………………………………………………...9
Hình 1.3: Một số loại IC…………………………………………………………...10
Hình 1.4: Sơ đồ chân IC AT 89C52……………………………………………......12
Hình 1.5: LED siêu sáng…………………………………………………………...15
Hình 1.6: Thạch anh 12MHz………………………………………………………16
Hình 1.7:Tụ gốm 33pF……………………………………………………………..16
Hình 1.8: Một số loại nguồn điện……………………………………………….....17
Hình 1.9: Cấu trúc bên trong ………………………………………………………18
Hình 1.10: Sơ đồ mạch nguyên lý …………………………………………………19
Hình 1.11: Mạch mô phỏng bằng Protues …………………………………….......20
Hình 1.12: Mạch in………………………………………………………………...20
Hình 1.13: …………………………………………………………………………23
Hình 1.14: …………………………………………………………………………24
Hình 1.15: …………………………………………………………………………25
Hình 1.16: …………………………………………………………………………26
Hình 1.17: …………………………………………………………………………26
Hình 1.18: …………………………………………………………………………27
Hình 1.19: …………………………………………………………………………28
5

6. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
DANH SÁCH BẢNG:
Bảng 1.1: Giá thành và đặc điểm của một số loại IC………………………………10
Bảng 1.2: Giá thành và đặc điểm của một số loại LED…………………………....15
Bảng 1.3: Giá thành và đặc điểm của một số nguồn điện……………………….....17
6

7. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
A.GIỚI THIỆU Ý TƯỞNG :
1. Ứng dụng đèn led trong cuộc sống:
 Đèn LED có rất nhiều ứng dụng trong các thiết bị điện tử. Đi khắp các con
phố thì dường như chỗ nào cũng có đèn LED.
 Đèn led được dùng để trang trí trên cây cầu,làm bảng quảng cáo cho quán
bar,thậm chí còn được sử dụng làm tặng phẩm,…
2. Chọn đề tài :
 Do tính phổ biến là rất cao nên chúng ta có thể dễ dàng tìm mua và sử dụng
đèn led.
 Hợp với kinh tế của các bạn sinh viên.
 Là sinh viên ngành điện tử, chúng em thiết nghĩ tự chế tạo ra một sản phẩm
để tặng người thân bạn bè là một điều cần làm. Từ đó chúng em quyết định
thiết kế mach LED nhấp nháy hình trái tim.
 Đề tài này sẽ đáp ứng được yêu cầu môn học, giúp chúng em có được những
kiến thức đầu tiên về ngành.
B.NỘI DUNG
PHẦN 1. THIẾT KẾ MẠCH LED NHẤP NHÁY HÌNH TRÁI TIM
1.1 LẬP KẾ HOẠCH
Hình 1.1 Bản kế hoạch dùng Microsoft Project
7

8. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
1.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT
1.2.1) Yêu cầu chức năng.
Các hiệu ứng của mạch LED nhấp nháy hình trái tim:
 Hiệu ứng 1: 32 LED đỏ nháy ngược chiều kim đồng hồ bắt đầu từ đèn ở giữa
khe của trái tim.
 Hiệu ứng 2: 32 LED đỏ nháy xen kẽ nhau.
 Hiệu ứng 3: 32 LED đỏ cùng sáng rồi cùng tắt.
 Hiệu ứng 4: 2 đèn LED 2 bên nháy đối xứng nhau.
 Hiệu ứng 5: 32 đèn led nháy tối dần rối sáng dần.
Độ sáng của đèn :
 100% với các hiệu ứng 1,2,3,4 ( những bóng sáng).
 25% => 50% =>75%=> 100% và ngược lại với hiệu ứng 5.
1.2.2 Yêu cầu phi chức năng
Mạch có tính thẩm mỹ cao, dễ sử dụng, thân thiện với người dùng, thiết kế
nhỏ gọn, đẹp mắt.
Các đèn LED tiếu tốn ít năng lượng, có khả năng hiển thị trong một thời gian
dài. Tuổi thọ của mạch cao và giá thành hợp lý với đa số người tiêu dùng.
Một số thông số kỹ thuật của mạch:
•
Giá thành: 200.000 đồng.
•
Thời gian hoàn thành sản phẩm: 4 tuần..
•
Thời gian bảo hành: 1 tháng.
•
Nguồn điện: pin đồng tiền .
•
Kích cỡ: 20cm x 15cm.
•
Khối lượng: 200g.
•
Hoạt động tốt trong môi trường khô ráo.
•
Bảo quản:độ ẩm 0-80%,dưới 60 độ C.
1.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
1.3.1 Sơ đồ khối:
8

9. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Khối điều khiển
Khối hiển thị
Khối nguồn
Hình 1.2: Sơ đồ khối của mạch
1.3.2 Chi tiết từng khối,phương án tối ưu:
 Khối điều khiển:
-
Chức năng: Điều khiển hoạt động của khối hiển thị.
-
Yêu cầu:
+ Điều khiển một cách chính xác hoạt động của 32 đèn LED như yêu
cầu của người lập trình.
+ Thiết kế nhỏ gọn, chất lượng tốt, tiết kiệm chi phí.
IC AT89C52
IC AVR
IC ARM
Hình 1.3: Một số loại IC
9

10. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Bảng 1.1: Giá thành và đặc điểm của một số loại IC
IC AT89C52
ARM
AVR
Giá thành
20.000đ
50.000đ
45.000đ
Đặc điểm
Thông dụng
Khó mua
Khó mua
Dễ lập trình
Khó lập trình
Khó lập trình
Như chúng ta đã thấy thì IC AT89C52 giá thành khá là rẻ, thông dụng và lại
dễ lập trình. Vì thế chúng em đã quyết định chọn IC AT89C52 để điều khiển hoạt
động của mạch.
 Tổng quan về IC AT89C52
89C52:
VĐK 89C52 mà chúng em sử dụng có những đặc điểm sau:
·
4KB ROM bên trong
/O
:
10

11. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Hình 1.4: Sơ đồ chân IC AT89C52.
Trên sơ đồ chân trên có các nhóm chân sau:
:
40) .
20).
.
, ra.
:
18
.
.
nuôi 5V).
8952
2 cho 8950.
11

12. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
+ /INT0 hay P3
0 cho 8051.
1 cho 8051.
0/ Counter0.
1/ Counter1.
:
/PROG.
.
.
,
:
-
-
-
).
-
(A8-A15).
-
-
(D0-D7).
-
10-17).
-
1
8051/8052.
0/ Counter0 cho VĐK
8051/8052.
1/ Counter1 cho VĐK
12

13. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
-
.
-
.
T2
8052.
2/ Counter2 cho VĐK
-
8052.
7-D0.
 Khối hiển thị:
-
Bao gồm 32 bóng đèn LED mắc song song xếp thành hình trái tim.
Chân anot của 32 bóng đèn được mắc chung với chân VCC của
IC.Còn chân cathode của mỗi bóng được nối với 32 chân IO của vi
điều khiển đảm bảo dòng điện cấp cho mỗi đèn là 10mA- 15mA ta
gắn cho mỗi đèn 1 điện trở 330 ôm .
-
Lấy tín hiệu từ vi điều khiển, thực hiện giao tiếp với vi điều khiển.
Hình 1.5: LED siêu sáng
Bảng 1.2: Giá thành và đặc điểm của một số loại LED
LED siêu sáng
LED thường
Giá thành
20.000đ/ 40 bóng
15.000đ/ 40 bóng
Đặc điểm
Ánh sáng đẹp, không chói
Ánh sáng kém, không bền
mắt, bền.
Loại LED thường tuy rẻ nhưng ánh sáng lại kém, không bền. Trong khi đó LED
siêu sáng đắt hơn 1 chút nhưng ánh sáng đẹp, không chói và bền. Vì vậy, chúng em
quyết định chọn LED siêu sáng.
13

14. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
LED siêu sáng
-
Điện áp LED siêu sáng:
LED màu đỏ, màu vàng: 1,9 đến 2,1 Volt.
LED màu xanh các loại: 3,0 đến 3,4 Volt.
LED màu trắng các loại: 3,4 đến 4,0 Volt.
-
Dòng điện qua LED:
Thông thường nhà sản xuất đưa ra giá trị là 17 đến 20 mA cho dòng
điện qua đèn LED siêu sáng
-
Ghép nối LED:
Các LED nối vào cùng một chân của vi điều khiển được nối song
song với nhau và tạo thành một hình trái tim.
 Khối tạo xung:
Hình 1.6: Thạch anh 12MHz
Hình 1.7:Tụ gốm 33pF
14

15. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Chức năng thạch anh: Là nguồn tạo xung nhịp dao động clock ổn định (12MHz)
cho dao động của AT89C52. Thạch anh sẽ được gắn vào chân XTAL1 và XTAL2
của AT89C52. Tụ gốm có chức năng lọc nhiễu cho dao động thạch anh. 2 tụ gốm
33pF sẽ được nối một đầu với chân của thạch anh, đầu còn lại đấu ra Mass.
 Khối nguồn:
Hình 1.8: Một số loại nguồn điện
Bảng 1.3: Giá thành và đặc điểm của một số nguồn điện.
Pin đồng tiền
Sạc điện thoại
Giá thành
15.000đ
20.000đ
Đặc điểm
Gọn, rẻ, tiện lợi
Không được tiện lợi
Pin đồng tiền giá thành rẻ và lại có thể lắp ngay trên mạch giúp cho sản phẩm được
gọn nhẹ. Vì vậy chúng em quyết định chọn pin đồng tiền làm nguồn.
1.3.3 Sơ đồ nguyên lý
15

16. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Hình 1.9: Cấu trúc bên trong
Hình 1.10: Sơ đồ mạch nguyên lý
16

17. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
1.3.4 Mô phỏng bằng proteus:
Hình 1.11: Mạch mô phỏng bằng Proteus
1.3.5 In mạch :
Hình 1.12: Mạch in
17

18. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
1.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM
1.4.1 Viết Code cho IC AT89C52
Code cho mạch được viết bằng ngôn ngữ lập trình C( có File riêng)
1.4.2 Nạp Code cho IC AT89C52
Viết bằng ngôn ngữ lập trình C sau đó chuyển sang file hex, nạp vào mô phỏng
chạy thử.
PHẦN 2:KẾT LUẬN:
Sản phẩm đã hoạt động như mong muốn.
Mạch còn đơn giản chưa có nhiều tùy biến.
Hướng phát triển:
•
Sản phẩm có thêm nút nhấn điều khiển hiệu ứng theo ý muốn.
•
Thiết kế được biển quảng cáo và các thiết bị hiển thị dùng đèn LED
Thông qua việc thực hiện bài tập lớn, chúng em đã tính lũy rất nhiều kiến
thức thực tế về chuyên ngành điện tử viễn thông,thầy Phạm Ngọc Nam đã
tạo cho chúng em niềm say mê học tập, tìm tòi kiến thức mới. Thầy còn giúp
chúng em hoàn thiện các kỹ năng mềm như kỹ năng thuyết trình, làm việc
nhóm, làm việc trong các môi trường chuyên nghiệp powerpoint, project, các
phần mềm mô phỏng, thiết kế mạch: proteus, orcad….
Do vốn kiến thức còn hạn hẹp nên việc thực hiện ý tưởng còn nhiều hạn chế.
Nếu còn có gì sai sót, chúng em mong thầy giúp đỡ và tạo điều kiện để
chúng em có thể hoàn thành một cách tốt nhất ý tưởng này.
Chúng em xin chân thành cám ơn!
18

19. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
TÀI LIỆU THAM KHẢO
-Sử dụng tài liệu data sheet IC AT89C52
-Sử
dụng
các
tài
liệu
tham
khảo
trên
một
số
trang
mạng
http://www.dientumaytinh.com/2012/03/gioi-thieu-co-ban-ve-lcd-16x2.html
http://www.icvietnam.com
http://www.codientu.vn
http://www.dientuvietnam.net
http://www.phuclanshop.com/TraoDoiHocTap-ChiTiet.aspx?NewsId=143
http://www.codientu.org/
và một số trang web về điện tử khác.
19

20. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
C.PHỤ LỤC
:
Hình 1.13
20

21. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Hình 1.14
Hình 1.15
21

22. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Hình 1.16
Hình 1.17
22

23. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Hình 1.18
23

24. Báo cáo BT lớn nhập môn ĐT-TT
Nhóm 25
Hình 1.19
24