ĐỒ án VXL vđk THIẾT kế và THI CÔNG MẠCH QUANG báo

Các phần thực hành trên phần cứng thực tế, chúng tôi sẽ cùng các bạn thựchành với Vi điều khiển 89S52 Mã đầy đủ: AT89S52; AT là viết tắt của nhà sản xuấtATMEL vì :  Các Vi điều khiển

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG TP.HCM

KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ

Đồ Án Môn: Kĩ Thuật Vi Xử Lý - Vi Điều Khiển

QUANG BÁO

Giảng viên hướng dẫn : LÊ TIẾN ĐẠT

Sinh viên thực hiện: - Đỗ Minh Dũng

- Nguyễn Minh Hải

- Châu Hoàng Khang

Lớp: 11CĐ-ĐT3

TP.HCM – Tháng 12 / 2013

LỜI CẢM ƠN

Nhóm thực hiện đề tài xin gửi lời cảm ơn tới quý thầy cô trong khoa Điện – Điện tử, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Điện Tử đã giúp đỡ nhóm trong thời gian thực hiện đề tài

Đặc biệt nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Lê Tiến Đạt đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để nhóm có thể thực hiện và hoàn thành đề tài này

Nhóm thực hiện đồ án cũng xin cảm ơn các bạn trong lớp đã trao đổi góp ý đểnhóm thực hiện hoàn thành tốt đề tài này

Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi sai sót, kính mong quý thầy cô góp ý và chỉ dẫn để nhóm thực hiện tốt hơn

Nhóm thực hiện đề tài:

Đỗ Minh DũngNguyễn Minh HảiChâu Hoàng Khang

LỜI NÓI ĐẦU

Thông tin liên lạc là vấn đề được quan tâm trong xã hội Ngay từ ngày xưa,con người đã biết vận dụng những gì đã có sẵn để truyền tin như lửa, âm thanh, cácdấu hiệu…

Ngày nay, với sự phát triển của xã hội thì ngày càng có nhiều cách tiếp cận vớinhững thông tin mới Ta có thể biết được thông tin qua báo chí, truyền hình, mạnginternet, qua các pano, áp phích… Thông tin cần phải được truyền đi nhanh chóng,kịp thời và phổ biến rộng rãi trong toàn xã hội Và việc thu thập thông tin kịp thời,chính xác là yếu tố hết sức quan trọng trong sự thành công của mọi lĩnh vực

Việc sử dụng vi điều khiển để điều khiển hiển thị có rất nhiều ưu điểm mà cácphương pháp truyền thống như panô, áp phích không có được như việc điều chỉnhthông tin một cách nhanh chóng bằng cách thay đổi chương trình Với những lý dotrên, nhóm thực hiện đề tài đưa ra một cách thức nữa phục vụ thông tin là dùngquang báo Nội dung nghiên cứu của đề tài chính là tạo ra một bảng quang báo ứngdụng trong việc hiển thị thông tin ở các nơi công cộng như công ty, nhà xưởng, nhà

ga và cửa hàng…

PHẦN NHẬN XÉT CỦA GV HƯỚNG DẪN

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

PHẦN NHẬN XÉT CỦA GV PHẢN BIỆN

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

MỤC LỤC

ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU 1

PHẦN MỞ ĐẦU 2

1 Lý do chọn đề tài 2

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Giới thiệu tổng quan về các chương 2

6 Kế hoạch nghiên cứu (Phụ Lục) 3

PHẦN NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CƠ SỞ 4

1 NHỮNG KHÁI NIỆM CÓ TRONG TÊN ĐỀ TÀI 4

2 GIỚI THIỆU AT89S52 4

2.1 Khảo sát sơ đồ chân 6

2.2 Kết nối các Port với Led 10

2.3 Cấu trong của vi trúc bên điều khiển 11

2.3.1 Bộ nhớ chương trình - bộ nhớ ROM 11

2.3.2 Bộ nhớ dữ liệu- bộ nhớ RAM 12

2.3.3 Các bank thanh ghi 13

2.3.4 Vùng RAM truy xuất từng bit 14

2.3.5 Vùng RAM bình thường 14

2.4 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt 14

2.4.1 Các thanh ghi có địa chỉ 80H, 90H, A0H, B0H: 14

2.4.2.Thanh ghi A 14

2.4.3 Thanh ghi B 15

2.4.5 Con trỏ ngăn xếp SP: địa chỉ 81H 15

2.4.6 Con trỏ dữ liệu DPTR 15

2.5 Các thanh ghi của bộ định thời 16

2.6 Ngắt 20

3 LED : 22

3.1 Tính chất: 24

3.2 Ứng dụng: 24

4 LED MA TRẬN 24

5 IC GHI DỊCH 74 HC 595 ( DỮ LIỆU CỘT) 25

6 IC 74 HC 154 (QUÉT HÀNG) 26

7 IC ULN 2803 28

8.ĐIỆN TRỞ 28

9 THẠCH ANH 29

10 TỤ ĐIỆN 29

11 ĐIỆN TRỞ THANH 31

12 TRANZITOR (bóng bán dẫn) 32

CHƯƠNG 2 34

CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ CHO BẢNG QUANG BÁO 34

2.1 PHƯƠNG PHÁP CHỐT 34

2.1.1 CHỐT HÀNG 34

2.1.2 CHỐT CỘT 35

2.1.3 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP DÙNG IC CHỐT 35

2.2 PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ SỬ DỤNG THANH GHI DỊCH 36

2.2.1 QUÉT CỘT 36

2.2.2 QUÉT HÀNG 37

2.2.3 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ SỬ DỤNG THANH GHI DỊCH 39

CHƯƠNG 3 40

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH QUANG BÁO 40

3.1 THIẾT KẾ 40

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 54

4A.Kết quả đạt được 54

4.Hạn chế và hướng phát triển 54

4.1Hạn chế 54

4.2Hướng phát triển 54

PHỤ LỤC 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU

Tên Đề Tài: Thiết Kế Và Thi Công Mạch Quang Báo

Mô tả sản phẩm dự kiến: Sản phẩm bao gồm 1 mạch diều khiển sử dụng89s52 làm nhiệm vụ điều khiển Và 1 bảng quang báo sử dụng các led đơn 5 ly màu

đỏ kết nối lại với nhau Sản phẩm được sử dụng cho việc quảng cáo ở các cửa hàng,shop thời trang…

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài.

-Ngày nay có rất nhiều hình thức dùng để quảng cáo, có thể kể tên là quảngcáo bằng đèn neon, bảng hiệu vẽ sơn, …Và trong đó hình thức quảng cáo bằngquang báo cùng với lập trình bằng vi điều khiển ic 89s52 rất được ưa chuộng vì cóthể thay đổi thông tin cần hiển thị Vì vậy nhóm đã quyết định chọn đề tài “Thiết kế

và thi công mạch quang báo”

2 Mục tiêu nghiên cứu

-Thiết kế và thi công mạch quang báo đẹp, ấn tượng thu hút được sự chú ýcủa nhiều người

3 Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu:

Người sử dụng bảng quang báo

Nhiệt độ, độ ẩm, của không khí, dòng điện điện áp nguồn

Người đi đường……

- Đối tượng nghiên cứu:

Chính là quy trình thực hiện đề tài, nhằm tạo ra một sản phẩm như mong đợi,tạo sự thích thú cho người nhìn

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

-Giải thích tên đề tài

-Thiết kế và thi công mạch: có khả năng thay đổi được nội dung hiện thị của bảngled

-Viết chương trình nạp cho IC 89s52

5 Giới thiệu tổng quan về các chương

Tài liệu được chia thành 2: Phần mở đầu và phần nội dung được sắp xếp nhưsau :

Phần Mở đầu: Trình bày tổng quan nội dung chính trong đề tài – những vấn

đề mà sẽ được đề cập đến trong toàn bộ bài viết

Phần Nội Dung:

-Chương 1- CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Chương này sẽ đi sâu về lý thuyết vi điều khiển,

cũng như tìm -hiểu những linh kiện cần thiết làm cơ sở để thực hiện mạch đồ án

-Chương 2- CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ CHO BẢNG QUANG BÁO

-Chương 3- THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH QUANG BÁO.

-Chương 4 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN: Bao gồm kết quả thực hiện, ưu

nhược điểm và hướng phát triển của đồ án

6 Kế hoạch nghiên cứu (Phụ Lục).

PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CƠ SỞ

1 NHỮNG KHÁI NIỆM CÓ TRONG TÊN ĐỀ TÀI.

-Thiết kế: là những gì liên kết sự sáng tạo và đổi mới Nó định hình các ýtưởng để trở thành những đề xuất thực tiễn Thiết kế có thể được mô tả như sự triểnkhai sáng tạo đến một mục đích cụ thể nào đó

- Thi công: Tiến hành xây dựng một công trình

- Quảng cáo : là hình thức tuyên truyền được trả phí hoặc không để thực hiệnviệc giới thiệu thông tin về sản phẩm, dịch vụ hay ý tưởng, quảng cáo là hoạt độngtruyền thông phi trực tiếp giữa người với người mà trong đó người muốn truyềnthông muốn đưa thông tin thuyết phục hay tác động đến người nhận thông tin

Quảng cáo là những nỗ lực nhằm tác động tới thị giác, suy nghĩ của ngườitiêu dùng hay khách hàng bằng những hình ảnh hay các dòng chữ hiển thị

- Bảng quảng cáo: là sản phẩm được thiết kế có nhiều dạng hình hộp khácnhau, ví dụ như hình chữ nhật, hình vuông… Tác động trực tiếp vào thị giác củangười nhìn thông qua ánh sáng của led

2 GIỚI THIỆU AT89S52

Trong những thập niên cuối thế kỉ XX, từ sự ra đời của công nghệ bán dẫn, kĩthuật điện tử đã có sự phát triển vượt bậc Các thiết bị điện tử sau đó đã được tíchhợp với mật độ cao và rất cao trong các diện tích nhỏ, nhờ vậy các thiết bị điện tửnhỏ hơn và nhiều chức năng hơn Các thiết bị điện tử ngày càng nhiều chức năngtrong khi giá thành ngày càng rẻ hơn, chính vì vậy điện tử có mặt khắp mọi nơi

Vi xử lý có các khối chức năng cần thiết để lấy dữ liệu, xử lý dữ liệu và xuất

dữ liệu ra ngoài sau khi đã xử lý Và chức năng chính của vi xử lý chính là xử lý dữliệu, chẳng hạn như cộng, trừ, nhân, chia, so sánh.v.v… Vi xử lý không có khả nănggiao tiếp trực tiếp với các thiết bị ngoại vi, nó chỉ có khả năng nhận và xử lý dữ liệu

mà thôi

Để vi xử lý hoạt động cần có chương trình kèm theo, các chương trình này điềukhiển các mạch logic và từ đó vi xử lý xử lý các dữ liệu cần thiết theo yêu cầu

Bảng 2 Dung lượng RAM Dung lượng ROM Chế độ nạp

Tất cả các Vi điều khiển trên đều có đặc tính cơ bản giống nhau về phần mềm(các tập lệnh lập trình như nhau), còn phần cứng được bổ sung với chip có mã số ởhai số cuối cao hơn, các Vi điều khiển sau này có nhiều tính năng vượt trội hơn Viđiều khiển thế hệ trước Các Vi điều khiển 89Cxx như trong bảng 1 có cấu tạo ROM

và RAM như 98Sxx trong bảng 2, tuy nhiên 98Sxx được bổ sung một số tính năng

và có thêm chế độ nạp nối tiếp

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại sách hướng dẫn về vi điều khiển vớinhiều loại khác nhau như 8051, 89C51, 89S8252, 89S52 v.v các sách này đềuhướng dẫn cụ thể về phần cứng cũng như cách thức lập trình Chương trình phầnmềm dành cho các vi điều khiển này là như nhau, vì vậy bạn có thể tham khảo thêm

về vi điều khiển ở các sách này

Các phần thực hành trên phần cứng thực tế, chúng tôi sẽ cùng các bạn thựchành với Vi điều khiển 89S52 (Mã đầy đủ: AT89S52; AT là viết tắt của nhà sản xuấtATMEL) vì :

 Các Vi điều khiển 89Sxx được cải tiến từ dòng 89Cxx

 Chương trình viết dành cho 89Cxx đều chạy được với 89Sxx

 89Sxx rẻ hơn 89Cxx

 89Sxx có chế độ nạp nối tiếp với mạch nạp đơn giản có khả năng nạp ngaytrên bo mạch mà không cần tháo chip vi điều khiển sang mạch khác để nạpchương trình và nhiều tính năng cải tiến khác

- Các loại vi điều khiển khác

 Vi điều khiển AVR

 Vi điều khiển PIC

 Vi điều khiển MCUs của Philips

Các loại vi điều khiển chuyên dụng của các hãng sản xuất khác: Các loại vi điều khiển này được sử dụng chuyên dụng theo chức năng cần điều khiển.

2.1 Khảo sát sơ đồ chân

Mặc dù các thành viên của họ MSC-51 có nhiều kiểu đóng vỏ khác nhau,chẳng hạn như hai hàng chân DIP (Dual In-line Pakage) dạng vỏ dẹt vuông QFP(Quad Flat Pakage) và dạng chíp không có chân đỡ LLC (Leadless Chip Carrier) vàđều có 40 chân cho các chức năng khác nhau như vào ra I/0, đọc, ghi, địa chỉ, dữ liệu

và ngắt Tuy nhiên, vì hầu hết các nhà phát triển chính dùng chíp đóng vỏ 40 chânvới hai hàng chân DIP, nên chúng ta cùng khảo sát Vi đ điều khiển với 40 chân

Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7) Port 0 có 2 chức năng: trong các

thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO, đốivới thiết kế lớn có bộ nhớ mở rộng nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu

Port 1 (P1) Port 1 gồm 8 chân (từ chân 1 đến chân 8) Port 1 là port IO dùng chogiao tiếp với thiết bị bên ngoài nếu cần.

Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7) Port 2 là một port có tác dụng kép

dùng như các đường xuất/nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bịdùng bộ nhớ mở rộng

Port 3:từ chân 10 đến chân 17 có tác dụng kép Các chân của port này có nhiều chức năng,có công dụng chuyển đổi:

Bit Tên Chức năng

P3.0 RXD Ngõ vào dữ liệu nối tiếp

P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt cứng thứ 0

P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt cứng thứ 1

P3.4 T0 Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ 0

P3.5 T1 Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ 1

P3.6 WR Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

P3.7 RD Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

Chân ALE (30) chân cho phép chốt địa chỉ Khi 89s52 truy xuất bộ nhớ ngoài,

Port 0 có chức năng là bus địa chỉ và dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu vàđịa chỉ Tín hiệu ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ

va dữ liệu khi kết nối chúng với ic chốt

Chân EA (31): truy xuất ngoài Nếu ở mức 1, thi hành chương trình ở bộ nhớ

ROM nội Nếu ở mức 0, thi hành chương trình từ bộ nhớ ROM ngoại

Chân RESET -chân9 Khi bị cúp điện, hoặc đang hoạt động mà hệ thống bị lỗi

cần tác động cho vi điều khiển hoạt động trở lại, hoặc do người sử dụng muốn quay

về trạng thái hoạt động ban đầu Vì vậy chân RESET được kết nối như sau:

Với vi điều khiển sử dụng thạch anh có tần số f zat = 12MHz sử dụng C=10μF F và

Chân 18,19: ngõ vào dao động

Bộ tạo dao động được tích hợp bên trong 89S52 Khi sử dụng 89S52, người tachỉ cần nối thêm thạch anh và các tụ dùng để ổn tần và bù nhiệt Tần số thạch anhtùy thuộc vào mục đích của người sử dụng, giá trị tụ thường được chọn là 33p

Machine set xT

tRe  2

OSC Machine f

Chân VCC: Chân số 40 là VCC cấp điện áp nguồn cho Vi điều khiển Nguồn

điện cấp là +5V±0.5

Chân GND: Chân số 20 nối GND(hay nối Mass) Khi thiết kế cần sử dụng

một mạch ổn áp để bảo vệ cho Vi điều khiển, cách đơn giản là sử dụng IC ổn áp7805

2.2 Kết nối các Port với Led.

Các Port khi xuất tín hiệu ở mức logic 1 thường không đạt đến 5V mà daođộng trong khoảng từ 3.5V đến 4.9V và dòng xuất ra rất nhỏ dưới 5mA (P0,P2 dòngxuất khoảng 1mA; P1,P3 dòng xuất ra khoảng 1mA đến 5mA) vì vậy dòng xuất nàykhông đủ để có thể làm led sáng

Tuy nhiên khi các Port xuất tín hiệu ở mức logic 0 dòng điện cho phép đi qualớn hơn rất nhiều:

Chân vi điều khiển khi ở mức 0:

Dòng lớn nhất qua P0: -25mA

Dòng lớn nhất qua P1, P2, P3 : -15mA

Do đó khi kết nối với led hoặc các thiết bị khác Vi điều khiển sẽ gặp trở ngại

là nếu tác động làm led sáng khi vi điều khiển xuất ở mức 1, lúc này dòng và áp rakhông đủ để led có thể sáng rõ (led đỏ sáng ở điện áp 1.6V-2.2V và dòng trongkhoảng 10mA)

Khắc phục bằng cách sau:

Cho led sáng khi vi điều khiển ở mức 0:

Px.x thay cho các chân xuất của các Port Ví dụ: Chân P1.1, P2.0, v.v

Khi Px.x ở mức 1 led không sáng

Khi Px.x ở mức 0 led sáng

Như đã trình bày vì ngõ ra viđiều khiển khi xuất ở mức 1 không đủ

để cho led sáng, để led sáng được cần đặt thêm một điện trở kéo lên nguồn VCC (gọi

là điện trở treo hình 1.6)

Tuỳ từng trường hợp mà chọn R2 để dòng và áp phù hợp với thiết bị nhận.Khi Px.x ở mức 0, có sự chênh lệch áp giữa nguồn VCC và chân Px.x - dòngđiện đi từ VCC qua R2 và Px.x về Mass, do đó hiệu điện thế giữa hai chân led gầnnhư bằng 0, led không sáng

Khi Px.x ở mức 1 (+5V), dòng điện không chạy qua chân vi điều khiển để vềmass được, có sự lệch áp giữa hai chân led, dòng điện trong trường hợp này qua led

về mass do đó led sáng

R2 thường được sử dụng với giá trị từ 4.7KΩ đến 10KΩ Nếu tất cả các chântrong 1 Port đều kết nối để tác động ở mức cao thì điện trở R2 có thể thay bằng điệntrở thanh 9 chân vì nó có hình dáng và sử dụng dễ hơn khi làm mạch điện

2.3 Cấu trong của vi trúc bên điều khiển.

2.3.1 Bộ nhớ chương trình - bộ nhớ ROM.

Bộ nhớ ROM dùng để lưu chương trình do người viết chương trình viết ra.Chương trình là tập hợp các câu lệnh thể hiện các thuật toán để giải quyết các côngviệc cụ thể, chương trình do người thiết kế viết trên máy vi tính, sau đó được đưavào lưu trong ROM của vi điều khiển, khi hoạt động, vi điều khiển truy xuất từngcâu lệnh trong ROM để thực hiện chương trình ROM còn dùng để chứa số liệu cácbảng, các tham số hệ thống, các số liệu cố định của hệ thống Trong quá trình hoạtđộng nội dung ROM là cố định, không thể thay đổi, nội dung ROM chỉ thay đổi khiROM ở chế độ xóa hoặc nạp chương trình (do các mạch điện riêng biệt thực hiện)

Bộ nhớ ROM được tích hợp trong chip Vi điều khiển với dung lượng tùy vàochủng loại cần dùng, chẳng hạn đối với 89S52 là 8KByte, với 89S53 là 12KByte

Bộ nhớ bên trong Vi điều khiển 89Sxx là bộ nhớ Flash ROM cho phép xóa bộnhớ ROM bằng điện và nạp vào chương trình mới cũng bằng điện và có thể nạp xóanhiều lần

Bộ nhớ ROM được định địa chỉ theo từng Byte, các byte được đánh địa chỉtheo số hex-số thập lục phân, bắt đầu từ địa chỉ 0000H, khi viết chương trình cần chú

ý đến địa chỉ lớn nhất trên ROM, chương trình được lưu sẽ bị mất khi địa chỉ lưuvượt qua vùng này Ví dụ: AT89S52 có 8KByte bộ nhớ ROM nội, địa chỉ lớn nhất là1FFFH, nếu chương trình viết ra có dung lượng lớn hơn 8KByte các byte trong cácđịa chỉ lớn hơn 1FFFH sẽ bị mất.

Ngoài ra Vi điều khiển còn có khả năng mở rộng bộ nhớ ROM với việc giaotiếp với bộ nhớ ROM bên ngoài lên đến 64Kbyte (địa chỉ từ 0000H đến FFFFH)

2.3.2 Bộ nhớ dữ liệu- bộ nhớ RAM.

Bộ nhớ RAM dùng làm môi trường xử lý thông tin, lưu trữ các kết quả trunggian và kết quả cuối cùng của các phép toán, xử lí thông tin Nó cũng dùng để tổchức các vùng đệm dữ liệu, trong các thao tác thu phát, chuyển đổi dữ liệu

RAM nội trong Vi điều khiển được tổ chức như sau:

􀂃 Các vị trí trên RAM được định địa chỉ theo từng Byte bằng các số thập lục phân(số Hex)

􀂃 Các bank thanh ghi có địa chỉ 00H đến 1FH

􀂃 210 vị trí được định địa chỉ bit

􀂃 các vị trí RAM bình thường

􀂃 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt có địa chỉ từ 80H đến FFH

Các byte RAM 8 bit của vi điều khiển được gọi là "ô nhớ", nếu các ô nhớ có chức năng đặc biệt thường được gọi là "thanh ghi", nếu là bit thì được gọi là "bit nhớ".

Hình 2.6: Bộ nhớ dữ liệu trên chip 89S52

2.3.3 Các bank thanh ghi

Các bank thanh ghi có địa chỉ byte từ 00H÷1FH, có 8 thanh ghi trong mỗibank, các thanh ghi được đặt tên từ R0÷R7, các thanh ghi này được đặt mặc địnhtrong bank 1 Có 4 bank thanh ghi và tại mỗi thời điểm chỉ có một bank thanh ghiđược truy xuất với các thanh ghi từ R0÷R7, để thay đổi việc truy xuất các thanh ghitrên các bank thanh ghi, người dùng phải thay đổi giá trị các bit chọn bank trongthanh ghi trạng thái PSW bằng các câu lệnh trong chương trình

Các lệnh dùng các thanh ghi từ R0 ÷ R7 mất khoảng không gian lưu trữ ít hơn

và thời gian thực hiện nhanh hơn so với các lệnh dùng các ô nhớ RAM khác, ngoài

ra các thanh ghi này còn có thêm một số chức năng đặc biệt khác, vì lí do này các dữliệu sử dụng thường thường được người viết chương trình đưa vào lưu trong cácthanh ghi này

Ngoài ra, có thể truy xuất thanh ghi trên các bank thanh ghi như với các ô nhớbình thường khác Ví dụ: nguời dùng có thể truy xuất đến thanh ghi R7 bằng ô nhớ07H

2.3.4 Vùng RAM truy xuất từng bit

Trên RAM nội có 210 ô nhớ bit được định địa chỉ và có thể truy xuất đếntừng bit, các bit nhớ này cũng được định địa chỉ bằng các số thập lục phân- số Hex.Trong đó có 128 bit nằm trong các ô nhớ có địa chỉ byte từ 20H đến 2FH, các bitnhớ còn lại chứa trong nhóm thanh ghi có chức năng đặc biệt

Mặc dù các bit nhớ và ô nhớ (byte) cùng được định bằng số Hex, tuy nhiên chúng sẽ được nhận dạng là địa chỉ bit hay địa chỉ byte thông qua các câu lệnh tương ứng dành cho các bit nhớ hoặc các ô nhớ này.

Ví dụ:

mov 05H,#10111111B ; >>> lệnh này thiết lập giá trị cho ô nhớ có địa chỉ là 05H

JB 05H,nhan01 ; >>> lệnh này liên quan đến trạng thái của bit nhớ có địa chỉ 05H

2.3.5 Vùng RAM bình thường

Vùng RAM này có địa chỉ byte từ 30H ÷ 7FH, dùng để lưu trữ dữ liệu, đượctruy xuất theo từng byte

2.4 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt.

Các thanh ghi này được định địa chỉ byte, một số được định thêm địa chỉ bit,có địa chỉ của các thanh ghi này nằm trong khoảng 80H ÷ FFH Các thanh ghi đặcbiệt này này được dùng để xác lập trạng thái hoạt động cần thiết cho Vi điều khiển

2.4.1 Các thanh ghi có địa chỉ 80H, 90H, A0H, B0H:

Đây là các thanh ghi kiểm tra và điều khiển mức logic của các Port, có thểtruy xuất và xác lập các thanh ghi này với địa chỉ byte hoặc tên riêng lần lượt là P0,P1, P2, P3 tương ứng với các Port xuất Chẳng hạn để tất cả các chân của Port 0 lênmức logic 1, cần làm cho các bit của thanh ghi có địa chỉ 80H lên mức 1

2.4.2.Thanh ghi A

Thanh ghi A là thanh ghi quan trọng, dùng để lưu trữ các toán hạng và kết quảcủa phép tính Thanh ghi A có độ dài 8 bits, có địa chỉ là E0H

2.4.3 Thanh ghi B

Thanh ghi B ở địa chỉ F0H, được dùng với thanh ghi A để thực hiện các phéptoán số học Khi thực hiện lệnh chia với thanh ghi A, số dư được lưu trữ ở thanh ghi

B Ngoài ra thanh ghi B còn được dùng như một thanh ghi đệm có nhiều chức năng

2.4.5 Con trỏ ngăn xếp SP: địa chỉ 81H

Con trỏ ngăn xếp SP là một thanh ghi có địa chỉ 81H, giá trị của nó đượctăng, giảm tự động khi thực hiện các lệnh PUSH, CALL, POP con trỏ SP dùng quản

lí và xử lí các nhóm dữ liệu liên tục.Giá trị mặc định của SP là 07H

2.4.6 Con trỏ dữ liệu DPTR.

Con trỏ dữ liệu DPTR là thanh ghi 16 bit duy nhất của Vi điều khiển được tạothành từ hai thanh ghi DPL (byte thấp-địa chỉ byte 82H) và DPH (byte cao-địa chỉbyte 83H) Hai thanh ghi DPL và DPH có thể truy xuất độc lập bởi người sử dụng Contrỏ dữ liệu DPTR thường được sử dụng khi truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ

PSW.1 D1H - Chưa được thiết kế để sử

Khi cộng số BCD:

Nếu kết quả 4 bit lớn hơn 09H thì AC=1

Nếu kết quả 4 bit dưới 09H thì AC=0

Cờ 0 hay cờ nhớ Z:

Cờ Z = 0 khi thanh ghi A có giá trị khác 0

Cờ Z =1 khi A thanh ghi A có giá trị là 0

Các bit chọn bank thanh ghi:

Hai bit RS1 và RS2 dùng để xác lập bank thanh ghi được sử dụng, mặc định RS1=0

Phép cộng hai số có dấu lớn hơn +127 thì OV=1

Hoặc phép trừ hai số có dấu nhỏ hơn -127 thì OV=1

Các trường hợp còn lại OV=0

Cờ chẵn lẻ

Cờ chẵn lẻ P tự động được đặt bằng 1 hoặc 0 sao cho tổng số bit mang giá trị 1 trênthanh ghi A với cờ P luôn là một số chẵn Cờ chẵn lẻ được dùng để xử lí dữ liệutrước khi truyền đi theo kiểu nối tiếp hoặc xử lí dữ liệu trước khi nhận vào theo kiểunối tiếp (hạn chế lỗi phát sinh trong quá trình truyền)

2.5 Các thanh ghi của bộ định thời

Vị trí các thanh ghi của bộ định thời trong vùng nhớ đặc biệt –SFR.

Thanh ghi TMOD: Timer Mode Chọn chế độ hoạt động

Chức năng bit M0, M1 – của thanh ghi TMOD.

Thanh ghi TCON – Timer/Counter Control Register

Chế độ hoạt động của Timer

- Chế độ 0: Chế độ định thời 13 bit

- Chế độ 1: Chế độ định thời 16 bit

- THx, TLx chứa giá trị đếm hiện tại của bộ định thời

- Chế độ 2: Chế độ tự nạp lại 8-bit

- Byte thấp giữ giá trị đếm hiện tại

- Byte cao giữ giá trị nạp lại

– Bước 2: Nạp giá trị tràn cho các thanh ghi TH0, TL0

Vì bộ định thời đếm lên 1 đơn vị sau mỗi chu kỳ máy nên bộ định thời sẽ trànsau 500 chu kỳ máy khi nạp vào TH0, TL0 giá trị bằng 65536

– 500 = 65036 tương đương 0FE0Ch

TH0 = 0xFE; // MOV TH0, #0FEh

• Cổng nối tiếp RI hoặc TI 0023H

• Timer 2 TF2 hoặc EXF2 002BH

Thanh ghi cho phép ngắt IE (Interrupt Enable Register).

Thanh ghi ưu ưu tiên ngắt IP(Interrupt Priority Register).

Lập trình ngắt:

Bước 1 : Chọn chế độ hoạt động của timer như ở phần lập trình cho timer Bước 2 : Cho phép ngắt:

– Cho phép ngắt do timer

ET0 = 1; // Nếu sử dụng ngắt timer 0

ET1 = 1; // Nếu sử dụng ngắt timer 1

– Cho phép ngắt toàn cục

EA = 1; // Bắt buộc phải có khi sử dụng bất cứ ngắt nào

Bước 3 : Viết chương trình phục vụ ngắt Timer

Chương trình phục vụ ngắt do timer được đặt ở các vector ngắt

000Bh (Timer 0) 001Bh (Timer 1)

Các chương trình con phục vụ ngắt cũng giống như các chương trình conkhác, tuy nhiên nó được kết thúc bằng lệnh RETI (Return from Interrupt) thay vìlệnh RET

LED - viết tắt của cụm từ tiếng Anh Light Emitting Diode, tạm dịch là Điốt phát

quang Led phát sáng là do sự tái hợp của điện tử và lỗ trống trong chất bán dẫn khicó dòng điện chạy qua Sự tái hợp này sẽ giải phóng năng lượng dưới dạng bức xạánh sáng Tùy theo loại bán dẫn được sử dụng mà năng lượng được giải phóng khácnhau và ánh sáng phát ra có màu sắc khác nhau Led đơn sắc chỉ phát ra ánh sángtrong một vùng bước sóng nhỏ và không phát ra các bước sóng khác Không giốngnhư bóng đèn sợi đốt thông thường hoạt động dựa trên việc đốt nóng dây tóc, nguyên

lý phát quang của đèn led làm cho nó có hiệu suất phát sáng cao hơn nhiều do ít bịhao tổn nhiệt

LED là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hoặc tia hồng ngoại, tử ngoại tùy

từng loại led.Bộ phận chính của một đèn led là hai lớp bán dẫn loại P và loại N đặt tiếp xúc với nhau Kích thước của các lớp bán dẫn này rất nhỏ, chỉ cỡ vài phần trăm milimet Do vậy công nghệ chế tạo đèn led cũng đòi hỏi tương đối cao Ở Việt Nam chưa có chỗ nào sản xuất được đèn led, không tính việc nhập chip về rồi chế tạo thành phẩm Dưới đây là mô tả lớp bán dẫn và cấu tạo bên trong của một bóng đèn led thông thường.

Lớp bán dẫn được vẽ phóng đại lên để cho ta dễ hình dung Thực tế việc nối điệncực cho các lớp bán dẫn này rất khó vì kích thước rất nhỏ Hình dưới đây mô tả sát thực tế hơn với lớp bán dẫn được đặt trong một đĩa phản quang.

Vỏ bọc bên ngoài được làm bằng nhựa trong suốt hoặc có thể pha thêm chấtmàu Lớp vỏ này có tác dụng làm giá đỡ, bảo vệ kết cấu của đèn đông thời phầnchóp cầu phía trên có tác dụng hội tụ hướng ánh sáng phát ra theo một hướng vớimột góc mở nhất định Vì cấu tạo phần bán dẫn và dây nối bên trong rất nhỏ nên nếuchúng ta tác động lực quá mạnh vào chân điện cực của đèn led có thể gây phá vỡ kếtcấu và có thể làm hỏng đèn.

3.1 Tính chất:

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sángphát ra khác nhau (tức màu sắc của LED

sẽ khác nhau) Mức năng lượng (và màu

sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu

trúc năng lượng của các nguyên tử chất

bán dẫn

LED thường có điện thế phân cực thuận

cao hơn diode thông thường, trong khoảng

1,5 đến 3V Nhưng điện thế phân cực

nghịch ở LED thì không cao Do đó, LED

rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra

3.2 Ứng dụng:

Đèn chiếu sáng sử dụng các LED phát ánh sáng trắng

LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử, đènquảngcáo, trang trí, đèn giao thông

Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng tương đương với

bóng đèn bằng khí neon Đèn chiếu sáng bằng LED được cho

là có các ưu điểm như gọn nhẹ, bền, tiết kiệm năng lượng

Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết

bị điều khiển từ xacho đồ điện tử dân dụng

4 LED MA TRẬN.

Ma trận LED bao gồm nhiều LED cùng nằm trong một vỏ chia thành nhiều cột

và hàng, mỗi giao điểm giữa hàng và cột có thể có 1 LED (ma trận LED một màu)hay nhiều LED (2 LED tại một vị trí tạo thành ma trận LED 3 màu) Để LED tại một

vị trí nào đó sáng thì phải cấp hiệu điện thế dương giữa Anode và Cathode Trên cơ

Loại LED đụcsiêu sáng Điện thế phân cực thuận

Đỏ,Vàng 1,8-2V

Vàng 2 - 2,5VTrắng 3-3,5V

sở cấu trúc như vậy, ta có thể mở rộng hàng và cột của ma trận LED để tạo thành cácbảng quang báo.

Led ma trận m×n là Led ma trận có m cột và n hàng Led ma trận 8×8 là led

ma trận gồm có 8 cột và 8 hàng Led ma trận này có hai loại: loại thứ nhất là cathodechung (common cathode – hàng cathode, cột anode), loại thứ hai là anode chung(common anode– hàng anode, cột cathode)

Đề tài sử dụng loại Led ma trận cathode chung (cathode hàng)

Bảng ma trận trong đề tài có 16 hàng, 64 cột, được kết nối từ 16 led ma trận8x8