vi điều khiển 8951 và xây dựng module hiển thị led 7 đoạn

MỤC LỤC 1
Đồ án mạch điện

Vi điều khiển 8951 và
Xây dựng module
hiển thị LED 7 đoạn
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
MỤC LỤC 2
MỤC LỤC
Mở đầu
Chương 1: Giới thiệu và mô tả chức năng 
1.1-Giới thiệu
1.2-Sơ đồ mạch
1.3-Mô tả chức năng
Chương 2: Nguyên lý hoạt động 
2.1-Mô tả cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951


!"#$%&
2.2-DS1307Serial Real Time Clock 

'()
*+,-.+/


GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
MỤC LỤC 3
01-23,42
506243,42

2.3-Xử lý phím nhấn)
!"#.789)
)
2.4-Hiển thị trên LED 7 đoạn
:!"#.789
:%&.789,;"<
:=;,>?')",;
::@$.4A3,482BC>?')",;
Chương 3: Lưu đồ giải thuật & Chương trình 
3.1-Lưu đồ giải thuật
3.2-Chương trình
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 1 GIỚI THIỆU VÀ MÔ TẢ CHỨC NĂNG 4
Chương 1
GIỚI THIỆU VÀ MÔ TẢ CHỨC NĂNG
1.1-Giới thiệu:
− *$.8&3;"##DBCE-7>?')",;FGBH
"IJE5KL3M3,42NFM42NFMNFM4,ONPQGDR
4S/EA'()7E8TBCLU
.V3=#L
1.2-Sơ đồ mạch:

Hình 1.1: Sơ đồ mạch đồng hồ số
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 1 GIỚI THIỆU VÀ MÔ TẢ CHỨC NĂNG 5
1.3-Mô tả chức năng:
− WEDXA8I%&,5<HY&"Z8Y8&"IJ
− *BHE=M3,42N8Y=F=L3MN"BH

E87F=L3M4,ON"BV3EU
− *BH[=M3,42N8YF=L3MN"B"+H
[87F=L3M4,ON"BV3U
− *BHE\E=M3,42N8Y
− *BH[\E=M3,42N8Y:
− *B,-Q=L3M2UN
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG 6
Chương 2
NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG
2.1-Mơ tả cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951:
2.1.1-Giới thiệu chung IC 89C51:
MCS-51 là họ vi điều khiển của hãng Intel. Vi mạch tổng quát của họ
MCS-51 là chip 8051. Chip 8051 có một số đặc trưng cơ bản sau:
− Bộ nhớ chương trình bên trong: 4 KB (ROM).
− Bộ nhớ dữ liệu bên trong: 128 byte (RAM).
− Bộ nhớ chương trình bên ngoài: 64 KB (ROM).
− Bộ nhớ dữ liệu bên ngoài: 64 KB (RAM).
− 4 port xuất nhập (I/O port) 8 bit.
− 2 bộ đònh thời 16 bit.
− Mạch giao tiếp nối tiếp
− Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng lẻ)
− 210 vò trí nhớ được đònh đòa chỉ, mỗi vò trí 1 bit
− Nhân / Chia trong 4 us.
Ngoài ra, trong họ MCS-51 còn có một số chip vi điều khiền khác có
cấu trúc tương đương như:
− Chip ROM trong RAM trong Bộ đònh thời
− 8031 0 KB 128 byte 2
− 8032 0 KB 256 byte 3

− 8051 4 KB PROM 128 byte 2
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 7
− 8052 8 KB PROM 256 byte 3
− 8751 4 KB UV-EPROM 128 byte 2
− 8752 8 KB UV-EPROM 256 byte 3
− 8951 4 KB FLASH ROM 128 byte 2
− 8952 8 KB FLASH ROM 256 byte 3
Hình 2.1: Khoái vi xöû lyù
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG 8
2.1.2-Chức năng các khối của chip 89C51
Hình 2.2: Sơ đồ khối của chip 89C51
− CPU (Central Processing Unit - Đơn vò xử lý trung tâm): tính toán và
điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống.
− OSC (Oscillator - Mạch dao động): tạo tín hiệu xung clock cung cấp
cho các khối trong chip hoạt động.
− Interrupt control (Điều khiển ngắt): nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài
(INT0\, INT1\), từ bộ đònh thời (TIMER0, TIMER1) và từ cổng nối
tiếp (SERIAL PORT), lần lượt đưa các tín hiệu ngắt này đến CPU
để xử lý.
− Other registers (Các thanh ghi khác): lưu trữ dữ liệu của các port
xuất/nhập, trạng thái làm việc của các khối trong chip trong suốt
quá trình hoạt động của hệ thống.
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG 9
− RAM (Random Access Memory - Bộ nhớ dữ liệu trong chip): lưu trữ

các dữ liệu.
− ROM (Read Only Memory - Bộ nhớ chương trình trong chip): lưu trữ
chương trình hoạt động của chip.
− I/O ports (In/Out ports - Các port xuất/nhập): điều khiển việc xuất
nhập dữ liệu dưới dạng song song giữa trong và ngoài chip thông
qua các port P0, P1, P2, P3.
− Serial port (Port nối tiếp): điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới
dạng nối tiếp giữa trong và ngoài chip thông qua các chân TxD,
RxD.
− Timer 0, Timer 1 (Bộ đònh thời 0, 1): dùng để đònh thời gian hoặc
đếm sự kiện (đếm xung) thông qua các chân T0, T1.
− Bus control (Điều khiển bus): điều khiển hoạt động của hệ thống
bus và việc di chuyển thông tin trên hệ thống bus.
− Bus system (Hệ thống bus): liên kết các khối trong chip lại với
nhau.
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG 10
2.1.2-Sơ đồ chân và chức năng các chân của chip 89C51:
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG 11
Hình 2.3 - Sơ đồ chân chip 89C51
a. Port 0:
− Port 0 (P0.0 – P0.7) có số chân từ 32 – 39.
− Port 0 có hai chức năng:
+ Port xuất nhập dữ liệu (P0.0 - P0.7) _ không sử dụng bộ nhớ
ngoài.
+ Bus đòa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7)_ có sử
dụng bộ nhớ ngoài.

 Lưu ý: Khi Port 0 đóng vai trò là port xuất nhập dữ liệu thì phải sử
dụng các điện trở kéo lên bên ngoài.
− Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 0 đóng vai trò là ngõ vào
của dữ liệu (D0 – D7) (SGK, tr. 333-352).
b. Port 1:
− Port 1 (P1.0 – P1.7) có số chân từ 1 – 8.
− Port 1 có một chức năng:
+ Port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7) _ sử dụng hoặc không sử
dụng bộ nhớ ngoài.
− Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 1 đóng vai trò là ngõ vào
của đòa chỉ byte thấp (A0 – A7) (SGK, tr. 333-352).
c. Port 2:
− Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28.
− Port 2 có hai chức năng:
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG 12
+ Port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) _ không sử dụng bộ nhớ
ngoài.
+ Bus đòa chỉ byte cao (A8 – A15) _ có sử dụng bộ nhớ ngoài.
− Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 2 đóng vai trò là ngõ vào
của đòa chỉ byte cao (A8 – A11) và các tín hiệu điều khiển
d. Port 3:
− Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân từ 10 – 17.
− Port 0 có hai chức năng:
+ Port xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7) _ không sử dụng bộ nhớ
ngoài hoặc các chức năng đặc biệt.
+ Các tín hiệu điều khiển _ có sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức
năng đặc biệt.
− Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 3 đóng vai trò là ngõ vào

của các tín hiệu điều khiển (SGK, tr. 333-352).
− Chức năng của các chân Port 3:
e. Chân XTAL1, XTAL2:
− XTAL (Crystal): tinh thể thạch anh, chân số 18-19.
− Chức năng:
+ Dùng để nối với thạch anh hoặc mạch dao động tạo xung clock
bên ngoài, cung cấp tín hiệu xung clock cho chip hoạtđộng.
+ XTAL1 _ ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip.
+ XTAL2 _ ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip.
 Lưu ý: f
TYP
= 12MHZ f
OSC
=

CLK
f
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG 13
− f
TYP
: tần số danh đònh.
− f
OSC
: tần số mạch dao động trên chip.
− f
CLK
: tần số mạch dao động bên ngoài.
f. Chân RST:

− RST (Reset): thiết lập lại, chân số 9.
− Chức năng:
+ Là tín hiệu cho phép thiết lặp (đặt) lại trạng thái ban đầu cho hệ
thống.
+ Là tín hiệu nhập, tích cực mức cao.
+ RST = 0 : Chip 8051 hoạt động bình thường.
+ RST = 1 : Chip 8051 được thiết lặp lại trạng thái ban đầu.
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG 14
g. Chân Vcc, GND:
− Vcc, GND: nguồn cấp điện, chân số 40-20.
− Chức năng:
+ Cung cấp nguồn điện cho chip 8051 hoạt động.
+ Vcc = +5V ± 10%.
+ GND = 0V.
2.2-DS1307 Serial Real Time Clock (RTC)
2.2.1-Giới thiệu:
Hình 2.4- Khối RTC (DS1307)
'()8&/EA]6W0RDS,/

"B-.+4^
8%_5CI%UR89F%"+B'^8BCEF
8C8&3`a'bF73%&,"GG 5.26c57-,*CH%&4^
8"IJ-.+_TdI!/

WE%&8C5,#3
GT%+$.F[FEF&.F&.-,YF%&3e&.
fQA"<"+H_3<%&G&.FI!
A%3g

GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 15
2.2.2 Các thanh ghi của DS1307:
P8=.4^8E%&8CH"!V8&"4^8h
LJ*CH%&"IJ87-,5V
Di
Hình 2.5- Các thanh ghi RTC
')G;.jV3,42EF,Z_"<:Ea 
Ed._"C_"<;._"<,Z:kj3,_"<
E"IJ
2.2.3- Điều kiện của giao thức truyền I
2
C
W-,,-.+&.'()"IJBI3<_5C8%2F
"+,/

8&i
− '^85l"Y-.BH5DT5g
− d-Q-.+'cVj-;m"C5=&,
>j3,W."m'c>j3,DX"IJBI
8&L"+B_!8&IDi
− aDT5giV"IE'c%&>%nm"Cj3,
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 16
− al"Y.B4^8iA."m-;'cFh,U
=F-,>j3,"IJ"Co8&"+-
− k_[.B4^8iA."m-;'cFh=87
,F-,>j3,"IJ"Co8&"+,

− '^8J8iW-;4^875B,-CJ8F
D5l"Y"B-F'cVj-;m"C-,
Dd-Qj3,U8,'cH"IJ."mD
Q3=U8,G3<U8,-754^8
3p8Y-.+4^8"IJ5l"Y5j"+-%&_[5j
"+,FD5.2"IJ-.+^"+-F,8&T
5C;F%&"IJd._"C5j_5CD2-]03p
5.2G5c,O8242]50
− Tgip_5CD"IJ"C"CHFQ5,,D2-
5_"`g"%3p5.2W_5CD2-V;,73U
8,S87_%5c,O82424_5ChgVb,
"IE4U3=]'c0Vm"Cj3=D
Q3,U8,0'o7E_"Z%&EV
"IJL,-IW_5CD2-V;,L_[4^
8%8%2F5j%Q_T;,-5c,O824245.2F
D2-%n;,-U8,ITGDA"&,
8%2W-,-IEJ&.F_5C8%2V,"IE487
3,"B,b3D2-;,-"+,
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 17
Hình 10: Dữ liệu truyền trn BUS I
2
C
− '^8-.+hD2-"_8%2ia.2"Y7"IJ-.+8&"C
H8%2W_2,D8&D5.2Y-.+8%2-V%+5
hgD3p5.2g"IJ'^8"IJ-.+%5G
-D8=]a0"Y7
− '^8-.+h8%2DD2-i*CH8%2"IJ-.+
"Y78%2-V%+5hg]ck08%2-.+3<D5.2

Y-.+D2--V%+5hgD=V5.2"`g
"IJF,;-h5.2faTh"IJ,5.2
fW_5CD2-;,=VU8,qI"+
-F,A-.+4^85l"Y%"+-%&_[
%"+,Wh"+-5l"YGq5l"Yd-Q
3F-.+4^8
a) Write mode
'^8%&U8,"IJgTd'c%&>3p5
g"IJG5hg"IJ-.+"*+-F,g%
5l"Y-.+.g4^8rYA%g"CHD
"CH_5C8%2F5HI!-.+]eQQ0a.2"C
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 18
H8%28&5.2"Y7"IJgDD2-;,"+-*CH
8%2)5"CH')8&((((F2,D"G8&5+
]6s10F%Q"$.8&_"<1-275&.8&(g%&V3`"CH
8%2F'()U=-3<5hg-7'cT%_2,D2-
H%-.+"CH1,-4]"Z,-t,'()F%&'()G
5Tg%-.+&.0D2-GB.B3<.+5.24^8
.D"G%DATgD3p5.2'(),-tA
"<D3p5.2"IJ%_D2-DX;,"+,"BI%
4^8
Hình 2.6- Ghi dữ liệu – Chế độ Slave làm bộ nhận
b) Read mode
a.2"Y7"IJg%&UR89I_"<8%28&35<gZ4f
%g.F-,_"<&.5+DXH-u+"IJ"V,8;*+-%&
,g%5l"Y-.+%&g4^8a.2"CH8%28&
5.2"Y7"IJ=gD5l"Y"+-FI!AI_
"<1-2F"CH8%28&((((F2,D8&5+]6s10F%_"<

62475&.5Kg%&V3`"CH8%2F'()U=
5hg]c0-7'c'()5l"Y-.+4^85l"Y%"CH
"`"IJ-t5j,-t,-tA"<D
3p5.2"IJ"'()Vg5c"B_[%"
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 19
Hình 2.7- Đọc dữ liệu – Chế độ Slave phát
2.3- Xử lý phím nhấn:
2.3.1-Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.8- Sơ đồ Xử lý phím nhấn
2.3.2-Chức năng:
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 20
=#,%"+B,;"<5K5g<l-7
%"+B%&I!-QDX5l"Y;.a"YFI!-QDX
;.2,"##h3.LU=%&,3;PUR89FI!-Q;.I
%g.8&4,3Z"C5"YI!-QI!-Q;."[
IA_QVH5K[=
k[=#3:["BH"##
− e[v'?_%r%"+Bi4f"BV."_
-CYHiEF[F$.w3p=,3DD
3<8YQGDXV."_-CYHi
 WEDXA8I%&,5<HY&"Z8Y8&"IJ
 *BHE=M3,42N8Y=F=L3MN"BH
E87F=L3M4,ON"BV3EU
 *BH[=M3,42N8YF=L3MN"B"+H
[87F=L3M4,ON"BV3U
 *BHE\E=M3,42N8Y

 *BH[\E=M3,42N8Y:
 *B,-Q=L3M2UN
− e[xr_%r:%"+Bi4f"B-C
HD3p8Y=,3DD
− e['v1e_%r%"+Bi'f"BV3-C
HD3p8Y=,3DD
− k3-j%+I!-Q3Z"C5"YQ=[M2UN
-7%"+B
2.4-Hiển thị trên LED 7 đoạn:
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 21
2.4.1-Sơ đồ LED.
Hình 2.9- Khoái LED 7 ñoaïn
2.4.2-Chức năng và nguyên lý hoạt động.
k>?')",;5,#3 >?')",;c,42_J%
W=V824&."+"IJ=#Td W-DD,-"G%-yI
Tl%&"IJ"+BTdL"+BLA3
=
W-,"G8243l2,BI!"JGo8&=V
",;824Dz"IJ%&,%&%&,,-"+B]r,-0F
y,42=V824DX"IJ%&,3<,-"+B]r,-(0F
%&"IJ=Ldb8243<YAF;3<E"B3QHG3<
824=#,;"<rI!"+B-,-IEJ&.8&V
_&YAd",;i=3<Ldb824D,,HG824
"Y7"IJ=#F-#"I3`)",;I!DYC-824
)",;"G{__Y=3<Ldb824D,,HG824"IJ
=#-"I3`)",;I!DYC-824)",;"G{
d-Q4|-87SI%g.%&4,IJ8IV3l3&
=."IJ8244IEIDf3<8[

GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 22
2.4.3-Cấu tạo của LED 7 đoạn

Hình 2.10- Sơ đồ chân và cấu tạo LED 7 đoạn
>?')",;8&3<TST4S"IJ4f"BBCTD
4I4;Dh("_Z4fTS>'[BTD3<
8"<!I>?')",;%n"IJDR4S+-,T4,
I_GIiLCVIj"<F4|;,DA[9%&GQ
-<
>?')",;5,#3)",;>?'"IJ"4=8&LAF5FF4F2F}F
%&3<4==3g$L8&4WGBU23>?')",;8&3<mJ
#3>?'>?'&.G3<"Y]c,42,Z,420"IJ%&"IJ5
-L2,3<dl="C4f"BBC^Dg$
G8,;>?')",;F"G8&8,;c,42]Ac,42>?'"IJ
%0%&8,;,42]A,42>?'"IJ%
0Wf.2,h8,;>?'3&GI!"+B>?'-,m
J"GDl3<LJ*%8,;c,42F3<>?'DX"IJ5g
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 23
D_38,"I%&,$"+B",;>?'"G8&38,(*%8,;
,42
F3<>?'DX"IJ5gD_38,"I%&,$"+B",;>?'
"G8&
38,<I!"BU"CLU$"+B>?')
",;8&B3-h$>?'"G
'A%&,Q%X=;,>?')",;GBB3<Y&,I!B
C3<>?'PL4SF3BCDM NFDX"+B",;>?'FF4F2F

F}D87
P"+BDl"IJA5K"I4^8LJ%&,$

%&4];38&$4^80>?')",;*G8&BC2,h
>?'W.7F-,A_F"B_3D$Y_"B"+Bf3<
8[+>?')",;F$4^8>?'DX"IJD,D,%F
$,42],Z,420"IJ4f"B,b>?'"GD.
l];38&$"+B0
2.4.4 - Xây dựng module hiển thị trên LED 7 đoạn
,4824SD"$."IJU$.4A4f"BBC^Dg$
-7
>?')",;DR4S8,;>?')",;c,42
W-I_DX_&_Y^%"+B%&>?')",;"Bh
"G
U"C"IJ4^8Y"I%&,>?')",;"BBC3<^Dg$&,
"G
WA_$IDi
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 24
$4%&,$6')
$%&,$6' 
$}%&,$6'
$2%&,$6':
$4%&,$6'
$%&,$6'
$5%&,$6'
$%&,$6'(
"+B3<",;>?'&,"GD87F"I%&,$"+B>?'"G
%+38,(

GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐOÀN THỊ HÒA
TRƯƠNG THẠCH LAM
Chương 3: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH 25
Chương 3
LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH
3.1 Lưu đồ giải thuật:
GVHD: NGUY ỄN DUY KHANH SVTH: ĐỒN THỊ HỊA
TRƯƠNG THẠCH LAM
HIỂN THỊ
~x•€e•
a'‚xc•)*vƒe
cek?'
6?W
~x•€e•
BCD QUA MẢ 7 ĐOẠN
@„c*…eP†
c‡ˆc‰'rW6
(‡c
c‡ˆc‰'rW6
‡c
6?W