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.
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.
