Tìm hiểu vi điều khiển 8051 ứng dụng vào mạch led matrix hiển thị từ 0 9 và từ a z

8051 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phépcác nhà sản xuất khác sản xuất và bán bất kỳ dạn biến thể nào của 8051 mà họthích với điều kiện họ phải để mã chương trình tương thích 8051

z

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ BẮC HÀ

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG

Chuyên đề:

Tìm hiểu vi điều khiển 8051 ứng dụng vào mạch led matrix

hiển thị từ 0-9 và từ A- Z.

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu, tìm tòi, tính toán dưới sự chỉ dẫn tận tình của

cô … cùng các thầy cô trong khoa Điện-Điện tử, nhóm sinh viên chúng em đãhoàn thành đề tài “ Tìm hiểu vi điều khiển 8051 ứng dụng vào mạch led matrix hiển thị từ 0-9 và từ A- Z ”

Trong quá trình hoàn thành chúng em đã học hỏi được rất nhiều điều lý thú và

bổ ích :

- Chúng em đã làm quen được với phương pháp làm việc theo nhóm Có thểnói đây là phương pháp làm việc rất khoa học, hiệu quả bởi nó luyện cho chúng emtinh thần đồng đội, đoàn kết và tính tự giác cao

- Giúp chúng em có khả năng tìm tòi, sáng tạo, tự lập phương pháp tìm kiếmtài liệu từ các nguồn khác nhau

- Qú trình thực hiện đề tài này cho chúng em nhiều kinh nghiệm cho các lầnsau Đặc biệt là phương pháp trình bày ý tưởng của mình

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện chúng em cũng gặp rất nhiều khó khăn,thử thách không thể khắc phục Vì vậy đề tài còn rất nhiều thiếu sót, không đượcnhư mong đợi Mong thầy cô tiếp tục giúp đỡ chúng em hơn nữa để chúng emhoàn thiện kỹ năng của mình Từ đó áp dụng cho các đề tài sau này

Một lần nữa chúng em chân thành cảm ơn các thầy cô đã tận tình chỉ bảo,giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này Và em mong răng các thầy cô sẽ tiếp tụcgiúp đỡ chúng em chở thành người có ích cho xã hội

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Lời giới thiệu.

Trong thời đại bùng nổ thông tin hiện nay khả năng ứng dụng và tiềm lực pháttriển thông tin quảng cáo là rất lớn, do đó việc áp dụng các kĩ thuật mới giúp lĩnhvực này ngày càng phát triển mạnh mẽ

Khi đi đến đâu chúng ta cũng đều nhìn thấy các biển quảng cáo điện tử sửdụng led ma trận đa sắc với nhiều hiệu ứng về font chữ và màu sắc hiển thị rất đẹp

Từ yêu cầu của môn học kỹ thuật vi điều khiển và trong thực tế,chúng em đã

chọn đề tài : “Tìm hiểu vi điều khiển 8051 và ứng dụng vào mạch led matrix

Nhận xét của giáo viên

………

…….

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

PHẦN I:MỘT SỐ LINH KIỆN CƠ BẢN 1

1 Giới thiệu chung về IC AT89S52 và 8051 1

1.1 Giới thiệu và tìm hiểu 1 số đặc tính của 8051 (AT89S52): 1

1.2 Sơ đồ khối của IC 89S52 7

1.3 Chức năng các chân của 89S52 8

1.4 Hoạt động định thời 10

1.5 Cổng nối tiếp: 13

1.6 Ngắt và xử lý ngắt: 13

2 Giới thiệu về led ma trận và nguyên lý quét led 15

2.1 Nguyên lý cấp nguồn cho led ma trận 15

2.2 Nguyên tắc tạo font chữ hiển thị 16

2.3 Led đa sắc 3 màu 17

3 Điện trở 20

3.1 Khái niệm về điện trở 20

3.2 Điện trở trong thiết bị điện tử 21

3.3 Phân loại điện trở 22

3.4 Công xuất của điện trở 23

3.5 Điện trở mắc nối tiếp 24

3.6 Điện trở mắc song song 25

3.7 Điên trở mắc hỗn hợp 25

3.8 Ứng dụng của điện trở 26

4.1 Điện áp rơi trên diode và đường tải 29

4.2.Cách nối và hàn diode vào mạch 30

4.3.Cách kiểm tra diode 30

4.4.Diode tín hiệu (dòng chảy qua cho phép nhỏ) 31

4.5.Diode chỉnh lưu (dòng chảy qua cho phép lớn) 31

4.6.Cầu diode 32

5 Giới thiệu về Transistor 32

5.2 Nguyên tắc hoạt động của Transistor 34

PHẦN II:NỘI DUNG THIẾT KẾ 37

1 Sơ đồ nguyên lý 37

2 Lưu đồ thuật toán 39

3 Code vi điều khiển 40

4 Sơ đồ mạch in 44

PHẦN III: PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 45

PHẦN IV:KẾT LUẬN 45

-DANH MUC HÌNH ẢNH

Hình 6 Sơ đồ ghép led ma trận 3 màu 20Hình 7 Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử 21Hình 8 Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý 21Hình 9 Trở sứ công xuất lớn , trị số được ghi trực tiếp 22

Hình 25 Mạch khảo sát về nguyên tắc hoạt

động của transistor NPN

34

Hình 27 Transistor công xuất nhỏ vàTransistor công xuất lớn 36

Bảng 4 Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều

khiển Timer 0 và Timer

12

PHẦN I:MỘT SỐ LINH KIỆN CƠ BẢN 1.1 Giới thiệu chung về IC AT89S52 và 8051.

1.1.1 Giới thiệu và tìm hiểu 1 số đặc tính của 8051 (AT89S52):

- Trong mục này chúng ta giới thiệu và tìm hiểu về vi điều khiển 8051 đồngthời chúng ta đi sâu tìm hiểu về con AT89S52 vi điều khiển được dùng trong đềtài

Vi điều khiển 8051 ( 80C51 ) là vi điều khiển đầu tiên của Họ MCS 51 và là chuẩncông nghệ cho nhiều họ vi điều khiển được sản xuất sau này

Năm 1980 Intel công bố chip 8051 , bộ vi điều khiển đầu tien của họ vi điều khiểnMCS-51 bao gồm :

+4KB ROM

+128 byte RAM

+ 32 đường xuất nhập

+ 1 port nối tiếp và 2 bộ định thời 16 bit

- Tất cả đều được tích hợp trên 1 chip, lúc bấy giờ bộ vi điều khiển như vậyđược coi là một “ hệ thống trên chip” 8051 là một bộ xử lý 8 bit, tức là CPU chỉ cóthể làm việc với 8 bit dữ liệu Dữ liệu lớn hơn 8 bit được chia ra thành các dữ liệu

8 bit để xử lý 8051 có tất cả 4 cổng I/O mỗi cổng rộng 8 bit, có thể có một ROMtrên chip cực đại là 64K byte, tuy nhiên lúc đó các nhà sản xuất đã cho xuất xưởngchỉ với 4K byte ROM trên chip 8051 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phépcác nhà sản xuất khác sản xuất và bán bất kỳ dạn biến thể nào của 8051 mà họthích với điều kiện họ phải để mã chương trình tương thích 8051 Từ đó dẫn đến sự

ra đời nhiều phiên bản của 8051 với các tốc độ khác nhau

- Tuy nhiên điều quan trọng là mặc dù có nhiều biến thể của 8051, như khácnhau về tốc độ và dung lượng nhớ ROM trên chip, nhưng tất cả các lệnh đều tươngthích với 8051 ban đầu Điều này có nghĩa là nếu ta viết chương trình của mình chomột phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kỳ khác mà khôngphân biệt nó từ hãng sản xuất nào

- Mặc dù các thành viên của họ 8051 đều có các kiểu đóng vỏ khác nhau,chẳng hạn như hai hàng chân DIP, dạng vỏ dẹp vuông QFP, và dạng chip không cóchân đỡ LLC thì chúng đều có 40 chân cho các chức năng khác nhau như vào, ra I/

O, đọc RD, ghi WR, địa chỉ, dữ liệu và ngắt Cần phải lưu ý rằng một số hãng cungcấp một phiên bản 8051 có 20 chân với số cổng vào ra ít hơn cho các ứng dụng yêucầu thấp hơn Tuy nhiên vì hầu hết các nhà phát triển chính sử dụng chip đóng vỏ

40 chân với 2 hàng chân DIP nên ta chỉ tập trung mô tả phiên bản này

- MCS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng Inter sản xuất Các IC tiêu biểu cho

họ là 8051 và 8052 Các sản phẩm MSC-51 thích hợp cho những ứng dụng điềukhiển Việc xử lý trên byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thựchiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội

-Độ dài chu kỳ máy của họ 8051 phụ thuộc vào tần số bộ thạch anh Một chu kỳmáy gồm 12 chu kỳ dao động thạch anh Chu kỳ máy của họ 8051 thường là 1,085µs

- Tiếp theo sau đó là sự ra đời của chip 8052, 8053, 8055 với nhiều tính năngđược cải tiến Hiện nay intel ko còn cung cấp vi điều khiển MCS-51 nữa thay vào

đó các nhà sản xuất khác như ATmel, Philips/signetics, ADM , được cấp phép làmnhà cung cấp thứ 2 cho các chip của họ MCS-51

- 8051 đã trở nên phổ biến sau khi intel cho phép các nhà sản xuất khác sảnxuất và bán bất kỳ dạng biến thế nào của 8051 mà họ thích với điều kiện họ phải

để mã lại tương thích với 8051 Điều này dẫn đến sự ra đời của nhiều phiên bản

8051 với các tốc độ khác nhau và dung lượng ROM trên chip khác nhau được bánbởi hơn nửa các nhà sản xuất Điều này quan trọng là mặc dù có nhiều biến thểkhác nhau của 8051 về tốc độ và dung lượng nhớ ROM trên chip , nhưng tất cảchúng đều tương thích với 8051 ban đầu về các lệnh Điều này có nghĩa nếu ta viếtchương trình của mình một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiênbản bất kỳ khác mà không phân biệt nó từ hãng sản xuất nào

32 1 6

Bảng 1 : các đặc tính cơ bản của 8051

* Phiên bản OTP của 8051:

- Các phiên bản OTP của 8051 là các chip 8051 có thể lập trình được 1 lần vàđược cung cấp từ nhiều hãng sản xuất khác nhau Các phiên bản Flash và NV-RAM mà chúng đều có số đăng ký linh khiện khác nhau Phiên bản UV-PROMcủa 8051 Phiên bản Flash ROM được bán bởi nhiều hãng khác nhau chẳng hạncủa Atmel corp với tên gọi là AT89C51 còn phiên bản NV-RAM của 8051 doDalas Semi Conductor cung cấp thì được gọi là DS5000 Ngoài ra còn có phiênbản OTP (khả trình một lần) của 8051 được sản xuất bởi rất nhiều hãng Khi 1 sảnphẩm được thiết kế và hoàn thiện tuyệt đối thì phiên bản OTP của 8051 được dùng

để sản xuất hàng loạt vì nó rẻ hơn rất nhiều theo giá thành 1 đơn vị sản phẩm Chip 8051 phổ biến này có ROM trên chip ở dạng bộ nhớ Flash Điều này là lýtưởng đối với những phát triển nhanh vì bộ nhớ Flash có thể được xóa trong vàigiây trong tương quan so với 20 phút hoặc hơn mà nó yêu cầu Vì lý do này màAT89C51 để phất triển một hệ thống dựa trên bộ vi điều khiển yêu cầu một ROM

mà có hỗ trợ bộ nhớ Flash Tuy nhiên lại không yêu cầu bộ xóa ROM Lưu ý rằngtrong bộ nhớ Flash ta phải xóa toàn bộ nội dung của ROM nhằm để lặp trình lạicho nó

* Họ 8051 từ hãng Philips:

- Một nhà sản xuất chính của họ 8051 khác nữa là Philips Corporation Thậtvậy, hãng này có 1 dải lựa chọn rộng lớn cho các bộ vi điều khiển họ 8051 Nhiềusản phẩm của hãng đã có kèm theo các đặc tính như các bộ chuyển đổi ADC ,DAC, cổng I/0 mở rộng và các phiên bản OTP và Flash

- Hiện nay ở Việt Nam cũng như thế giới chip vi điều khiển của hãng ATmelđược sử dụng rộng rãi , các mã số chip được thay đổi 1 chút khi được ATmel sảnxuất Mã số 80 chuyển thành 89 , chẳng hạn như 80C52 của intel khi sản xuất ởATmel sẽ thành AT89C52 với tính năng chương trình tương tự như nhau Tương

tự 8051,8053, 8055 cũng có mã số tương tự

Sau khoảng thời gian cải tiến và phát triển , hãng ATmel tung ra thị trườngdòng vi điều khiển mang số hiệu 89Sxx với nhiều cải tiến và đặc biệt là có thêmkhả năng nạp chương trình theo chế độ nối tiếp rất đơn giản và tiện lợi cho người

sử dụng

Dung lượng RAM Dung Lượng ROM chế đọ nạp :

89S51 128 byte 4 Kbyte nối tiếp

89S52 128 byte 8 kbyte nối tiếp

89S53 128 byte 12 Kbyte nối tiếp

89S55 128 byte 20 Kbyte nối tiếp

- Trên phần cứng thực tế , chúng em chọn Vi điều khiển AT89S52 vì :

- Các vi điều khiển 89Sxx được cải tiến từ dòng 89Cxx

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

- Giá thành 89Sxx rẻ hơn 89Cxx và 89Sxx có chế đọ nạp mạch đơn giản cókhả năng nạp ngay trên bo mạch mà ko cần tháo chip vi điều khiển sangmạch khác để nạp chương trình và nhiều tính năng cải tiến khác

AT89S52 là họ IC vi điều khiển do hãng ATmel sản xuất các sản phẩm của icnày thích hợp cho những ứng dụng điều khiển Việc xử lý trên byte và các toán sốhọc ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ kiệu trênRAM nội Tập trung lệnh cung cấp 1 bảng tiện dụng của những lệnh số học 8 bitbao gồm cả lệnh nhận và lệnh chia Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng trên chipdung cho những biến 1 bit như là điều khiển dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý vàkiểm tra bit trực tiếp trong hẹ thống điều khiển AT89S52 cung cấp những đặctính chuẩn như : 8 Kbyte bộ nhớ đọc có thể xóa và lập trình nhanh ( EPRom) , 128Byte RAM , 32 đường I/O , 3 TIMER/COUTER 16 bit , 5 vectơ ngắt cấu trúc 2mức ngắt , 1 Port nối tiếp bán song công , 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộdao động ON- CHIP.

Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau :

- 8 Kbyte bộ nhớ có thể lập trình nhanh , có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi /xóa

- Tần số hoạt động từ : 0Hz đến 24 MHz

- 3 mức khóa bộ nhớ lập trình

- 3 bộ Timer/couter 16 bit

- 128 byte RAM nội

- 4 port xuất /nhập I/O 8 bit

- Giao tiếp nối tiếp

- 64 KB vùng nhớ mã ngoài

- 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại

- 4µs cho hoạt động nhân và chia

* Hình dạng thực tế và sơ đồ chân tương ứng của AT89S52 :

Hình 1 : Sơ đồ chân IC89S52

1.1.2 Sơ đồ khối của IC 89S52

Hình 2 :Sơ đồ khối IC89S52

1.1.3 Chức năng các chân của 89S52.

Port 0 (P0.0-P0.7):

Port 0 gồm 8 chân,ngoài chức năng nhập xuất,Port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu

và địa chỉ( AD0-AD7), chức năng này sẽ được sử dụng khi IC giao tiếp với cácthiết bị ngoài có cấu trúc bus như vi mạch nhớ, mạch PIO…

Port 1 (P1.0-P1.7):

Đối với 8051 chức năng duy nhất cảu Port 1 là chức năng xuất nhập

Riêng với với 89S52 ba chân P1.5, P1.6, P1.7 được dung để nạp ROM theotiêu chuẩn ISP, hai chân P1.0 và chân P1.1 được dung cho bộ Timer 2

P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp

Bảng 2: Chức năng trên Port 3(P3.0-P3.7)

Chân /PSEn:

Chân cho phép bộ nhớ chương trình /PSEN (Program store enable) là tín hiệuxuất trên chân 29 Đây là tín hiệu điều khiển cho phép ta truy xuất bộ nnhows

chương trình ngoài Chân này thường nối với chân cho phép xuất /OE (Outputenable) của EPROM hoặc ROM để cho phép đọc các byte lệnh Tín hiệu /PSEN ởmức logic 0 trong suốt thời gian tìm nạp lệnh.

Các mã nhị phân của chương trình hay Opcode được đọc từ EPROM qua bus

dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh IR của 8051 để được giải mã Khi thực thimột chương trình chứ ở ROM nội, chân /PSEN được duy trì ở mức logic khôngtích cực (logic 1)

PSEN chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài,nó được nối với chânOE

để cho phép đọc các byte mã lệnh trên ROM ngoài

PSEN ở mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh, mã lệnh được đọc từ bộ nhớngoài qua bus dữ liệu(port 0) tới thanh ghi lệnh để được giải mã

Khi thực hiện chương trình trong ROM nội thì PSEN ở mức cao

Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vaitrò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động Các xung tín hiệu ALE cótốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng làm tín hiệuclock cho các phần khác của hệ thống Chân ALE được dùng làm ngõ vào xung lậptrình cho Eprom trong 8051

Tín hiệu ALE điều khiển chốt địa chỉ có tần số bằng tần số dao động của vi điều khiển

Chân /EA:

Ngõ vào /EA có thể được nối với 5v ( logic 1 ) hoặc với GND ( logic 0 ) Nếuchân này nối lên 5v chip 8051 thực thi chương trình ROM nội Nếu chân này đượcnối với GND ( và chân /PSEN cũng ở logic 0 ) thì chương trình cần được thực thichứa ở bộ nhớ ngoài.

Tín hiệu /EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay bộ nhớngoài vi điều khiển

Nếu /EA ở mức cao (nối với Vcc), thì vi điều khiển thi hành chương trìnhtrong ROM nội

Nếu /EA ở mức thấp (nối GND) thì vi điều khiển thi hành chương trình từ bônhớ ngoài

Chân RST (Reset):

Ngõ vào RST là ngõ vào xóa chính ( master reset ) của 8051 dùng để thiết lậplại trạng thái ban đầu cho hệ thống hay gọi tắt là reset hệ thống Khi ngõ vào nàyđược treo ở logic 1 tối thiểu 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong 8051 được nạplại các giá trị thích hợp cho việc khởi động lại hệ thống

Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8051 Khi tín hiệu này được đưa lênmức cao, các thanh ghi trong bộ vi điều khiển được tải những giá trị thích hợp đểkhởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset

Chân XTLA1,XTLA2:

Mạch dao động trên chip được ghép nối với mạch thạch anh bên ngoài ở haichân XTLA1 và XTAL2, các tụ ổn định cũng được yêu cầu kết nối, giá trị tụ donhà sản xuất quy định (30p-40p)

AT89S52 dùng nguồn một chiều có dải điện áp từ 4V đến 5.5V

được cấp qua chân 40 và chân 20

Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5v

1.1.4 Hoạt động định thời

Thanh ghi chế độ định thời:

Thanh ghi TMOD chứa hai nhóm 4 bit dung để đặt chế đô làm việc choTimer 0 và Timer 1

Timer 1 Timer 0

7 GATE1 1 Bit mở cổng Timer 1,khi đuọc đặt bằng 1 thì Timer 1

chỉ chạy khi chân INT1 ở mức cao

Nếu bit này được đặt là 0 thì hoạt động của Timer 1 không bị ảnh hưởng bởi mức logic trên chân INT1

6 C/#T1 1 Bit chọn chế độ Counter/Timer của timer 1

1: bộ đếm sự kiện0:bộ định khoảng thời gian

00:chế độ 0-timer 13 bit01:chế độ 1-timer 16 bit10:chế độ 2- 8 bit tự nạp lại11:chế độ 3 -tách timer

3 GATE0 0 Bit mở cổng cho Timer 0,khi được đặt bằng 1 thì timer

0 chỉ chạy chân INT0 ở mức cao

2 C/#T0 0 Bit chọn chế độ counter/timer của timer 0

Thanh ghi điều khiển Timer (TCON)

Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển Timer 0 và Timer 1

hiệu

Địa chỉ

Mô tả

TCON.7 TF1 8FH Cờ báo tràn của timer 1 được đặt bởi phần cứng khi

có tràn,được xóa bằng phần mềm hoặc phần cứng khi

bộ xử lý chỉ đến chương trình phục vụ ngắt TCON.6 TR1 8EH Bit điều khiển timer 1 hoạt động được đặt/xóa để điều

khiển cho timer chạy /dừng

TCON.5 TF0 8DH Cờ báo tràn timer0

TCON.4 TR0 8CH Bit điều khiển timer0 hoạt động

TCON.3 IT1 8BH Cờ ngắt do timer1

TCON.2 IE1 8AH Cờ ngắt ngoài 1

TCON.1 IT0 89H Cờ ngắt do timer0

TCON.0 IE0 88H Cờ ngắt ngoài 0

Bảng 4:Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển Timer 0 và

Timer

Các thanh ghi chứa giá trị của các bộ nhớ định thời

Các Timer 0 và Timer 1 đều là các Timer 16 bit ,mỗi Timer có thanh ghi 8bitdung để chứa giá trị khởi tạo hoặc giá trị hiện thời của các Timer

có thể giao tiếp với máy tính qua cổng nối tiếp hoắc các thiết bị tương tự.

Có 2 thanh ghi chức năng đặc biệt cho phép phần mềm truy xuất đến cổng nối tiếp

là SBUF và SCON

1.1.6 Ngắt và xử lý ngắt:

Để tận dụng khả năng của CPU để làm them được nhiều công việc khácnhau,chỉ khi nào cần trao đổi dữ liệu thì mới yêu cầu CPU tạm dừng công việchiện tại để phục vụ việc trao đổi dữ liệu

AT89S52 có 6 nguồn ngắt:

- Ngắt ngoài đến từ chân #INT0

- Ngắt ngoài đến từ chân #INT1

- Ngắt do bộ Timer 0

- Ngắt do bộ Timer 1

- Ngắt do bộ Timer 2

- Ngắt do Port nối tiếp

6 nguồn ngắt này được xóa khi Reset và được đặt riêng bằng phần mềm bởi các bit

Thanh ghi cho phép ngắt IE:

Bit Ký hiệu Địa chỉ bit Mô tả(1: cho phép;0: cấm)

Bảng 5: Thanh ghi cho phép ngắt IE

Thanh ghi ưu tiên ngắt IP:

Bit Ký hiệu Địa chỉ bit Mô tả( 1:mức cao; 0:mức thấp)

Bảng 6: Thanh ghi ưu tiên ngắt IP

1.2 Giới thiệu về led ma trận và nguyên lý quét led.

1.2.1 Nguyên lý cấp nguồn cho led ma trận

Led ma trận bao gồm các led đơn được xếp thành hàng và cột Các led đơn

trong cùng một hàng thì được nối chung anot (catot) còn trong cùng một cột thìđược nối chung catot (anot) Do đó để các led có thể sáng ta phải cấp nguồn choled như sau : cấp mức cao (thấp) cho hàng và mức thấp (cao) cho cột.

Hinh 3: Nguyên lý cấp nguồn cho led ma trận

Với cách sắp xếp như trên tại một thời điểm ta không thể hiển thị một kí tự (vớitrên 2 hàng 2 cột) trên ma trận Do đó để có thể hiển thị một kí tự trên led matrận thì ta phải lợi dụng hiện tượng lưu ảnh trên võng mạc Ta phải để cho từnghàng (cột) của kí tự lần lượt kiện thị trên led ma trận với tần số cao Trước tiên taphải xác định mức logic cần cấp cho từng hàng (cột) của led ma trận để hiển thị ký

tự rồi lưu các giá trị logic này lại Sau đó khi cần hiển thị ký tự thì ta lần lượt đưa

các giá trị này ra các chân cấp nguồn cho hàng (cột) đồng thời cấp nguồn cho cột(hàng) tương ứng với nó

1.2.2 Nguyên tắc tạo font chữ hiển thị

Để cụ thể hơn ta xét ví dụ hiển thị chữ R trên led ma trận 8x8 theo cách quétlần lượt từng cột ma trận Do quét theo từng cột nên ta sẽ phải xác định mức logiccần cấp cho tất cả các led trong từng cột Giả thiết các led cùng hàng mắc chunganot, các led trong cùng một cột mắc chung catot Khi đó nếu muốn một led nào đótrong cột sáng thì ta phải cấp điện áp mức cao vào hàng tương ứng

Hình 4: Nguyên lý tạo phông chữNhìn vào bảng trên ta thấy muốn hiển thị chữ R phải cấp nguồn cho các ledtrong từng cột như sau :

Cột 3: H , L , L , H , H , L , L , L

Cột 2: H , L , L , H , L , L , L , L

Cột 1: H , H , H , H , H , H , H , L

Các led trong các cột khác được cấp điện áp mức thấp

Các giá trị này cần được lưu lại trong bộ nhớ của vi điều khiển để khi cần ta

có thể lấy ra Ta có thể lưu các giá trị này thành từng byte trong bộ nhớ theo trật tự

từ hàng 1 tới hàng 8 hay ngược lại

Việc mã hóa font phụ thuộc vào cách cấp nguồn cho ma trận led Nếu ta cấpnguồn cho từng cột của ma trận led sáng lần lượt thì font chữ phải lưu các giá trịlogic mã hóa cách cập nguồn cho tất cả các led trong cột đó Giả sử ta mã hóa font

6 cột 8 hàng ( 5 cột mã hóa chữ 1 cột tạo khoảng cách 2 chữ kế tiếp) như đã nêutrong nguyên tắc điều khiển led thì mỗi kí tự cần 6 byte dữ liệu để lưu

1.2.3 Led đa sắc 3 màu

LED là gì?

LED là viết tắt của Light Emitting Diode , gọi là Điot phát quan Là các điốt

có khả năng tỏa ra ánh sáng hay tia hồng ngoại , tử ngoại Giống như điốt , Bóng đèn Ledđược tạo từ một bán dẫn loại P ghép với một bán dẫn loại N Bóng đèn Led

là loại đèn tiết kiệm điện năng nhất và có hiệu suất ánh sáng đưa lại hiệu quả tốt nhất , nhiệt lượng tỏa ra ít hơn nhiều so với các loại đèn chiếu sáng thường nhật Bóng đèn Ledcó các loại : đèn led trang trí nhà hàng , đèn Led trang trí trong nhà , đèn Led ngoài trời …

Xuất xứ của Bóng đèn LED:

Bóng đèn LED từ những năm 60 của thế kỷ trước , được áp dụng để hiển thị thời gian của đồng hồ báo thức hay dung lượng pin của máy ghi hình thông qua ánh sáng đỏ , xanh lá cây , vàng mà chưa có màu trắng Năm 1993 ,công ty Hóa chất

công nghệ chế tạo loại đèn LED cho ánh sáng trắng Ðó là sự kết hợp giữa ánh sáng đỏ và xanh lá cây để cho ra ánh sáng trắng Cuối cùng Nghiên cứu nói trên đã

mở ra cơ hội

mới để áp dụng đèn LED vào cuộc sống

Hoạt động của Bóng đèn LED:

Đèn Led Tương tự nhiều loại điốt bán dẫn khác,tùy theo mức năng lượng phóng thích cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau ( tức màu sắc của đèn LED sẽ khác nhau ) Mức năng lượng ( và màu sắc của đèn LED ) tuyệt đối phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn

Khi LED hoạt động thông thường thì dòng điện 10mA đến 50mA

Lợi ích của Bóng đèn LED:

+ Có nhiều kích thước , hình dáng , màu sắc

+ Giá thành thỏa đáng , tiết kiệm được nhiều chi phí + Được chế tạo từ nguyên liệupolyme , LED có độ bền cao , dễ vận chuyển mà không lo bị vỡ

+ Đèn LED cho nhiều ánh sáng , có tuổi thọ tới 70 nghìn giờ sử dụng +Tiết kiệm điện năng 70 đến 80% so với loại đèn thông thường + Nhiệt năng sinh ra trong quátrình hoạt động không đáng kể + Hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp

+ Sử dụng dòng điện một chiều với hiệu điện thế nhỏ + thân thiện với môi trường

vì không sinh ra tia tử ngoại , không có thủy ngân

Ứng dụng của Bóng đèn LED:

Đèn LED được ứng dụng nhiều lĩnh vực như trang trí , đọc sách báo , quảng cáo Đặc biệt là quảng cáo ngoài trời , những nơi khó thay lắp , do có tuổi thọ cao hơn Hai ba lần so với bóng đèn ống đồng thời có nhiều màu sắc đa dạng như: đỏ , xanh

lá , xanh da trời , màu hổ phách Hiện nay có rất nhiều nhà Phan phoi den Led trang triTheo đánh giá của các nhà sản xuất , đèn LED có tiềm năng rất lớn và họ cũng xem đó là giải pháp chiếu sáng mới trong thế kỷ 21

Hình ảnh led đa sắc 3 màu thực tế

Hình 5: Led đa sắc màu

Sơ đồ ghép led đa sắc màu