Báo cáo môn THIẾT kế MẠCH sử DỤNG máy TÍNH đề tài mạch khóa số điện tử sử dụng vi điều khiển 8051

HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG

 

 

Báo cáo mơn:
 

THIẾT KẾ MẠCH SỬ DỤNG MÁY TÍNH
 

Đề tài: Mạch khóa số điện tử sử dụng vi điều khiển 8051
 
        Giảng viên: Ths.Lại Hồng Nhung
  Sinh viên thực hiện:
Vũ Thị Nguyệt – DT030232
 Nguyễn Công Tùng – DT030247
                                                   
           

Tieu luan


Hà Nội, 2022

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH...................................................................................2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ................5
1.1 Sơ đồ khối và chức năng các khối..............................................................5

1.2 Nguyên lý hoạt động..................................................................................6
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT....................................................................8
2.1 Tổng quan về vi điều khiển 8051...............................................................8
2.2 Tổng quan về LCD...................................................................................13
2.2.1 Cấu tạo................................................................................................13
2.2.2 Chức năng các chân............................................................................15
2.3 Tổng quan về bàn phím............................................................................21
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH VÀ THI CƠNG...........................................22
3.1 Lưu đồ thuật tốn......................................................................................22
3.2 Mạch mơ phỏng........................................................................................23
3.4 Mạch in.....................................................................................................27
3.5 Mạch 3D...................................................................................................28
3.6 Kết luận....................................................................................................29
Ưu điểm:......................................................................................................29
Nhược điểm:................................................................................................29
Hướng phát triển:........................................................................................29
1

Tieu luan


3.7 Code..........................................................................................................30
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................37

2

Tieu luan


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Sơ đồ khối...............................................................................................5
Hình 2: Sơ đồ khối của bộ vi điều khiển.............................................................8
Hình 3: Sơ đồ cấu tạo 89C51...............................................................................9
Hình 4: Sơ đồ chân của 8051.............................................................................10
Hình 5: Màn hình LCD 16x2.............................................................................15
Hình 6: Sơ đồ nguyên lý bàn phím 4x4.............................................................21
Hình 7: Lưu đồ chương trình mở cửa................................................................22
Hình 8: Sơ đồ ngun lý mạch khóa số điện tử.................................................23
Hình 9: Khối trung tâm mạch khóa số...............................................................23
Hình 10: Khối hiển thị LCD 16x2.....................................................................25
Hình 11: Khối bàn phím 4x4.............................................................................25
Hình 12: Sơ đồ mạch in.....................................................................................27
Hình 13: Sơ đồ mặt trước mạch 3D...................................................................28
Hình 14: Sơ đồ mặt sau mạch 3D......................................................................29

3

Tieu luan


LỜI NĨI ĐẦU
Ngành cơng nghệ kỹ thuật khơng ngừng phát triển, việc ứng dụng vi điều khiển
ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực dân dụng và công nghiệp, các thiết bị
điện tử là một phần gắn với cuộc sống con người trong xã hội hiện đại, hệ thống kiểm
soát bảo vệ an ninh cũng trong xu thế đó, phần lớn hiện tại các khóa sử dụng hiện nay
chủ yếu là khóa cơ khí, nhưng trong cơng việc có bảo mật, giám sát an ninh và giới
hạn người vào, thì việc ứng dụng khóa điện tử vào các cơ quan, nhà máy là một
phương án có hiệu quả cao. Ở đây chúng em xin giới thiệu về đề tài về khóa điện tử
với một số yêu cầu cơ bản của một thiết bị khóa thơng dụng:
 Tính an tồn: phải có chức năng bảo mật cao

 Dễ sử dụng
 Hệ thống vận hành ổn định, tuổi thọ cao
Trên cơ sở đó, chúng em đã đưa ra phương án thiết kế khóa điều khiển với các
chức năng như sau:
 Hệ thống gồm một chuỗi mã số từ 0 đến 9, và độ dài mật mã không quá 10
số chỉ có người được phân quyền sử dụng mới biết được.
 Hệ thống hiển thị trực quan qua LCD 16x2, có đèn chiếu sáng khi điều kiện
mơi trường tối.
Trong q trình học tập chúng em có cơ hội làm quen với vi điều khiển qua các
mơn học trên lớp và tìm hiểu thêm thông qua các tài liệu sách báo và internet, em
nhận thấy: “Ứng dụng vi điều khiển vào cuộc sống là một điều thú vị và là cả một q
trình sáng tạo”.
Trong báo cáo mơn thiết kế mạch điện sử dụng máy tính này, chúng em chọn
đề tài: “Thiết bị khóa số điện tử sử dụng vi điều khiển 8051”.

4

Tieu luan


Sau một thời gian học tập và rèn luyện, với sự chỉ bảo tận tình của cơ giáo Lại
Hồng Nhung cùng sự trợ giúp của các anh chị khóa trên, các bạn trong lớp và các tài
liệu có liên quan, chúng em đã hoàn thành xong đề tài.
Báo cáo đã hồn thành xong, nhưng khơng thể tránh nhiều thiếu sót mong quý
thầy cô giáo thông cảm và chỉ bảo thêm để đề tài có thể ứng dụng rộng rãi trong thực
tế.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô!

5

Tieu luan


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ
1.1 Sơ đồ khối và chức năng các khối
Khóa số điện tử nói chung là khóa mã điện tử dựa trên mật khẩu. Trong bài báo
cáo này, chúng em đã thiết kế mạch khóa số điện tử sử dụng vi điều khiển 8051, nó
có thể được sử dụng như một hệ thống kiểm tra bảo mật để hạn chế quyền truy cập
vào khu vực nhất định có mật khẩu. Hệ thống được thiết kế gồm 5 khối:
 Khối nguồn DC sử dụng nguồn 5V
 Khối bàn phím 4x4
 Khối xử lý trung tâm sử dụng AT89C51
 Khối hiển thị LCD sử dụng LCD 16x2
 Khối điều khiển sử dụng mạch cầu H

KHỐI NGUỒN

KHỐI HIỂN THỊ

DC

LCD
KHỐI XỬ LÝ
TRUNG TÂM

MẠCH ĐIỀU
KHIỂN ĐỘNG CƠ

BÀN PHÍM

KHĨA VÀ MỞ
CỬA
Hình 1: Sơ đồ khối

Khối xử lý trung tâm
Chức năng: Đóng vai trị đầu não của hệ thống, tiếp nhận tín hiệu từ bàn phím
và so sánh mã và đưa thông tin hiển thị ra LCD thông báo cho người dùng. Từ đó đưa
các tín hiệu điều khiển đến cho khối mạch điều khiển động cơ.
6

Tieu luan


Sử dụng chip: AT89C51
Bàn phím
Bàn phím gồm các nút. Mỗi nút là một bộ phận đóng mở bằng cơ khí. Các mã
của bàn phím tạo ra có thể được tạo ra trực tiếp hoặc bằng phép quét hàng và quét cột.
Bàn phím gồm 16 phím được xắp xếp theo kiểu 4x4(với 4 cột và 4 dòng).
Thực hiện chức năng nhập các dữ liệu đưa đến vi điều khiển và bao gồm thao
tác nhập mật khẩu, thay đổi mật khẩu, mở cửa, khóa cửa.
Khối hiển thị
Dùng LCD 16x2 có chức năng chính để giao tiếp người dùng với vi điều khiển
 Ưu điểm:
- Hiển thị rõ ràng có kèm theo chỉ dẫn.
- Thay đổi nội dung linh hoạt. Xử lý lập trình đơn giản hơn LED7
thanh và ma trận điểm.
 Nhược điểm: Giá thành đắt
Khối nguồn
Chức năng: cung cấp nguồn hoạt động cho hệ thống vi điều khiển.
Khối mạch điều khiển động cơ đóng ,mở cửa

Chức năng: Đóng và mở cửa khi có tín hiện tương ứng từ bộ xử lý trung tâm.
Mạch sử dụng mạch cầu H để điều khiển và động cơ sử dụng là động cơ DC.
1.2 Nguyên lý hoạt động
Nhập một mật mã đưa tới khối giao tiếp và hiển thị những thông tin tới người
dùng. Rồi khối điều khiển sẽ gửi tín hiệu tới một thiết bị chấp hành đóng/ngắt hoặc
điều khiển cho đóng hoặc mở của nếu như mật mã đúng và đưa ra thông báo khi có
mật khẩu sai.
Ban đầu:
 Trên màn hình LCD sẽ hiển thị “ KHOA SO DIEN TU DT3 HVKTMM
N10”,“NHAP MAT KHAU”
7

Tieu luan


Nhập mật khẩu:
 LCD hiển thị nhập mật khẩu, người sử dụng nhập mã thơng qua bàn
phím, nếu nhập đúng thì LCD hiển thị “ CHINH XAC, MO CUA SAU
5S”, nếu nhập sai thì LCD hiển thị: “ SAI MAT KHAU, K MO DUOC
CUA”.

8

Tieu luan


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Tổng quan về vi điều khiển 8051

Hình 2: Sơ đồ khối của bộ vi điều khiển

Kiến trúc của bộ vi xử lý điều khiển 8051
IC vi điều khiển 8051/8031 thuộc họ MCS51 có các đặt điểm sau :
- 4 kbyte ROM (được lập trình bởi nhà sản xuất chỉ có ở 8051)
- 128 byte RAM - 4 port I/0 8 bit 4
- Hai bộ định thời 16 bits
- Giao tiếp nối tiếp
- 64KB không gian bộ nhớ chương trình ngồi
- 64 KB khơng gian bộ nhớ dữ liệu ngồi
- Bộ xử lí luận lí (thao tác trên các bit đơn)
- 210 bit được địa chỉ hóa
- Bộ nhân / chia 4μs
9

Tieu luan


Hình 3: Sơ đồ cấu tạo 89C51
Phần chính của vi điều khiển 8051 là bộ xử lí trung tâm (CPU: central processing unit
) bao gồm :
- Thanh ghi tích lũy A
- Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia
- Đơn vị logic học (ALU : Arithmetic Logical Unit )
- Từ trạng thái chương trình (PSW : Prorgam Status Word)
- Bốn băng thanh ghi
- Con trỏ ngăn xếp
- Ngồi ra cịn có bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và
logic. EA\ RST\ PSEN\ ALE\ P0\ P1\ P2\ P3
10

Tieu luan

- Bộ nhớ dữ liệu (RAM) tồn tại độc lập so với bộ nhớ chương trình. Họ vi điều khiển
8051 có bộ nhớ dữ liệu tích hợp trên chip nhỏ nhất là 128byte và có thể mở rộng với
bộ nhớ dữ liệu ngồi lên tới 64 kByte.

Hình 4: Sơ đồ chân của 8051
Vi điều khiển 8051 có 32 trong 40 chân có chức năng như là các cổng I/O, trong
đoa 24 chân được sử dụng với hai mục đích. Nghĩa là ngồi chức năng cổng I/O, mỗi
chân có cơng dụng kép này có thể là một đường điều khiển của Bus địa chỉ hay Bus
dữ liệu hoặc là mỗi chân hoạt động một cách độc lập để giao tiếp với các thiết đơn bit
như là công tắc, LED, transistor…
 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) khơng sử dụng bộ nhớ ngồi.
 Bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp(AD0 - AD7) có sử dụng bộ
nhớ ngồi.
11

Tieu luan


Lưu ý: Khi Port 0 đóng vai trị là port xuất nhập dữ liệu thì phải sử dụng các điện trở
kéo lên bên ngoài.
Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 0 (P0.0 - P0.7) được cấu hình là
port xuất dữ liệu. Muốn các chân Port 0 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập trình
lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port truớc khi bắt đầu
nhập dữ liệu từ port (vấn đề này được trình bày ở phần kế tiếp).
Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 0 đóng vai trị là ngõ vào của dữ liệu

(D0 – D7)
❖ Port 1: Là một port I/O chuyên dụng trên các chân 1-8 của MC8051. Chúng được
sử dụng với một múc đích duy nhất là giao tiếp với các thiết bị ngoài khi cần thiết.
❖ Port 2: (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28.
Port 2 có hai chức năng:
 Port xuất nhập dữ liệu (-2.0 - P2.7)

khơng sử dụng bộ nhớ ngồi.

 Bus địa chỉ byte cao (A8 – A15) có sử dụng bộ nhớ ngồi.
Ở chế độ mặc định (khi reset) thì các chân Port 2 (P2.0 – P2.7) được cấu
hình là port xuất dữ liệu. Muốn các chân Port 2 làm port nhập dữ liệu thì cần phải lập
trình lại, bằng cách ghi mức logic cao (mức 1) đến tất cả các bit của port truớc khi bắt
đầu nhập dữ liệu từ port (vấn đề này được trình bày ở phần kế tiếp).
Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 2 đóng vai trò là ngõ vào của địa chỉ
byte cao (A8 – A11) và các tín hiệu điều khiển.
 Port 3:
Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân từ 10 – 17.
Port 3 có hai chức năng:
 Port xuất và nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7)

khơng sử dụng bộ nhớ ngồi

hoặc các chức năng đặc biệt.Các chức năng đặc biệt của Port 3 được ghi
trong bảng sau:

12

Tieu luan

Bit

Tên

P3.0

RXD

Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp

P3.1

TXD

Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp

P3.2

INT0

Ngắt bên ngoài 0

P3.3

INT1

Ngắt ngoài 1

P3.4

TO

Ngõ vào của Timer/counter0

P3.5

T1

Ngõ vào của Timer/counter1

P3.6

/WR

Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài.

P3.7

/RD

Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.

❖ Chân

Chức năng

(Program Store Enable): 8051 có 4 tín hiệu điều khiển.

là tín hiệu

ra trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình
mở rộng và thường được nối đến chân OE (Output Enable) của một EPROM để cho
phép đọc các byte mã lệnh của chương trình. Tín hiệu PSEN ở mức thấp trong suốt
phạm vi quá trình của một lệnh. PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh. Các
mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM qua bus và được chốt vào thanh
ghi lệnh của 8051 để giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội PSEN
sẽ ở mức cao.
❖ Chân ALE (Address Latch Enable): ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một
thanh ghi bên ngoài trong nữa đầu của chu kỳ bộ nhớ. Sau đó, các đường Port 0 dùng
để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nữa sau chu kỳ của chu kỳ bộ nhớ.Các xung tín hiệu
ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng là nguồn
xung nhịp cho các hệ thống. Nếu xung trên 8051 là 12MHz thì ALE có tần số 2MHz.
Chân này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROM trong 8051.
❖ Chân

(External Access): Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được nối lên

mức cao (+5V) hoặc mức thấp (GND).

13

Tieu luan


 Chân RST :
RST (Reset): thiết lập lại, chân số 9.
Chức năng:
 Là tín hiệu cho phép đặt lại trạng thái ban đầu chp hệ thống.
 Là tín hiệu nhập, tích cực mức cao. RST = 0

bình thường. RST = 1

8051 hoạt động

8051 được thiết lập lại trạng thái ban

đầu.

(µs): thời gian reset.
(MHz): tần số thạch anh.
(µs): chu kỳ máy.
❖ 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 ngồi, cung cấp tín hiệu xung clock cho chip hoạt động.
● XTAL1 – ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip
● XTAL2 – ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip
Lưu ý:

=12MHz : tần số danh định.

2.2 Tổng quan về LCD
2.2.1 Cấu tạo
LCD (Liquid Crystals Display ): Màn hình tinh thể lỏng, cơ sở vật lý để LCD
có thể hiển thị được thơng tin, hình ảnh chính là do đặc tính của vật liệu chế tạo nên
LCD, tức là Liquid Crystals (thạch anh lỏng). Các tinh thể bình thường chúng ở thể
14

Tieu luan

rắn với sự định hướng đặc biệt. Tuy nhiên ở đây các thể lỏng được cấu trúc từ các
tinh thể động. Các tinh thể này có thể điều chỉnh bởi một điện trường đây là một cách
để điều khiển chất lỏng thay đổi từ trong suốt đến trạng thái mờ đục (chắn sáng).
LCD gồm hai bề mặt dạng rãnh, giữa hai bề mặt này là một lớp thạch anh lỏng
(Liquid Crystal).
Để có một điểm tối trên LCD: ánh sáng phát ra từ bên trong LCD sẽ đi qua bề
mặt rãnh thứ nhất (lớp lọc đơn cực), sau đó ánh sáng đi qua lớp Liquid Cristal (lớp
này được phân cực nên ánh sáng qua nó mà khơng bị xoắn), sau đó ánh sáng qua bề
mặt rãnh thứ hai lớp phân cực thứ hai(lớp lọc đơn cực), ánh sáng khơng ló ra được
khỏi lớp này(bị chặn lại hoàn toàn) ta thấy một điểm tối trên màn hình LCD.
Để có một điểm sáng trên LCD: quá trình đi tương tự nhưng khác ở chỗ ánh
sáng qua lớp Liquid Cristal không được phân cực nên ánh sáng bị xoắn 90 độ, nhờ thế
mà đi qua được bề mặt rãnh thứ hai(lớp lọc đơn cực) .Ta thấy một điểm sáng trên
LCD.

15

Tieu luan


2.2.2 Chức năng các chân
Chức năng

Hình 5: Màn hình LCD 16x2
Chân

Tên

1

Vss

Chức Năng
Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này
với GND của mạch điều khiển

2

Vdd

Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân
này với Vcc=5V của mạch điều khiển

3

Vee

Chân này dùng để điều chỉnh độ tương phản của LCD
Chân chọn thanh ghi (Register select).
+ Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR
của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm

4

RS

địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc” - read)
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu

DR bên trong LCD.
Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân R/W với

5

RW

logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với
logic “1” để LCD ở chế độ đọc.
Chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt lên
16

Tieu luan


bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung
cho phép của chân E.
+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển
vào(chấp nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát hiện
6

E

một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E.
+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7
khi phát hiện
cạnh lên (low- to-high transition) ở chân E và được
LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp.
Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với
MPU. Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này :

+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với

7 14

DB0-

bit MSB là bit DB7.

DB7

+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4
tới DB7, bit MSB là DB7.

15,16

A,K

Đèn của LCD

Chân VDD, VSS và VEE: Các chân VDD, VSS và VEE: Cấp dương nguồn 5V
và đất tương ứng thì VEE được dùng để điều khiển độ tương phản của LCD.
Chân chọn thanh ghi RS (Register Select): Có hai thanh ghi trong LCD, chân
RS(Register Select) được dùng để chọn thanh ghi, như sau: Nếu RS = 0 thì thanh ghi
mà lệnh được chọn để cho phép người dùng gửi một lệnh chẳng hạn như xố màn
hình, đưa con trỏ về đầu dịng v.v… Nếu RS = 1 thì thanh ghi dữ liệu được chọn cho
phép người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị trên LCD.
Chân đọc/ ghi (R/W): Đầu vào đọc/ ghi cho phép người dùng ghi thông tin lên
LCD khi R/W = 0 hoặc đọc thơng tin từ nó khi R/W = 1.

17

Tieu luan


Chân cho phép E (Enable): Chân cho phép E được sử dụng bởi LCD để chốt dữ
liệu của nó. Khi dữ liệu được cấp đến chân dữ liệu thì một xung mức cao xuống thấp
phải được áp đến chân này để LCD chốt dữ liệu trên các chân dữ liêu. Xung này phải
rộng tối thiểu là 450ns.
Chân D0 - D7: Đây là 8 chân dữ liệu 8 bít, được dùng để gửi thông tin lên LCD
hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD. Để hiển thị các chữ cái và các con
số, chúng ta gửi các mã ASCII của các chữ cái từ A đến Z, a đến f và các con số từ 0 9 đến các chân này khi bật RS = 1. Cũng có các mã lệnh mà có thể được gửi đến LCD
để xố màn hình hoặc đưa con trỏ về đầu dịng hoặc nhấp nháy con trỏ.
Chú ý: Chúng ta cũng sử dụng RS = 0 để kiểm tra bít cờ bận để xem LCD có sẵn
sàng nhân thơng tin. Cờ bận là bít D7 và có thể được đọc khi R/W = 1 và RS = 0 như
sau:
Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cờ bận 1) thì LCD bận bởi các công việc bên
trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào. Khi D7 = 0 thì LCD sẵn sàng nhận
thơng tin mới.
Lưu ý: Chúng ta nên kiểm tra cờ bận trước khi ghi bất kỳ dữ liệu nào lên LCD.
Bảng mã lệnh của LCD
Lệnh

Mã lệnh

Mơ tả

Thời
gian
thi
hành

RS

Xóa

0

R/W DB DB

0

DB

DB

DB

DB

DB

DB

R 0

1

2

3

4

5

6

7

0

0

0

0

0

0

0

1

màn

Xóa màn hình đưa 1.64ms
con trỏ về vị trí đầu

hình
18

Tieu luan


Đưa

0

0

0

0

0

0

0

0

1

x

con

Đưa con trỏ về vị 1.64ms
trí đầu

trỏ về
vị trí
đầu
Thiết

0

0

0

0

0

0

0

1

I/D

lập

S

Thiết lập hướng

40us

dịch chuyển con

chế độ

trỏ(I/D), dịch hiển
thị(S)

Bật tắt

0

0

0

0

0

0

1

D

C

B Bật tắt hiển thị, con 40us

hiển

trỏ; bật tắt chế độ

thị

nhấp nháy con trỏ

Dịch

0

0

0

0

0

1

S/C

R/L

*

* Thiết lập chiều dịch 40us

con

chuyển của con trỏ

trỏ

và hiển thị

hiển
thị
Thiết

0

0

0

0

1

DL

N

F

lập

*

* Thiết lập độ dài của 40us
dữ liệu, số dòng và

chức

font chữ

năng
Thiết

0

0

0

1

CGRAM address

lập địa

Thiết lập địa chỉ

40us

CGRAM

chỉ
CGR
AM
Thiết

0

0

1

DDRAM address

Thiết lập địa chỉ

40us
19

Tieu luan


lập địa

DDRAM

chỉ
DDR

AM
Đọc

0

1

BF

CGRAM/ DDRAM address

Đọc cờ báo bận và 40us

cờ báo

địa chỉ của

bận và

CGRAM hoặc

địa chỉ

DDRAM( tùy vào

CGR

lệnh trước đó)

AM/

DDR
AM
Ghi

1

0

Write data

Ghi dữ liệu vào

CGR

CGRAM hoặc

AM/

DDRAM.

40us

DDR
AM
Đọc

1

1

Read data

Đọc dữ liệu từ

CGR

CGRAM hoặc

AM/

DDRAM

40us

DDR
AM

20

Tieu luan


Mã (Hex)

Lệnh đến thanh ghi của LCD

1

Xóa màn hình hiển thị

2

Trở về đầu dòng

4

Giảm con trỏ (dịch con trỏ sang trái)

6

Tăng con trỏ (dịch con trỏ sang phải)

7

Dịch hiển thị sang trái

5

Dịch hiển thị sang phải

8

Tắt con trỏ, tắt hiển thị

A

Tắt hiển thị, bật con trỏ

C

Bật hiển thị, tắt con trỏ

E

Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ

F

Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ

10

Dịch vị trí con trỏ sang trái

14

Dịch vị trí con trỏ sang phải

18

Dịch tồn bộ vị trí hiển thị sang trái

1C

Dịch tồn bộ vị trí hiển thị sang phải

80

Ép con trỏ về đầu dòng thứ nhất

C0

Ép con trỏ về đầu dòng thứ hai

38

Hai dòng và ma trận 5x7

21

Tieu luan


2.3 Tổng quan về bàn phím
Giới thiệu về bàn phím

Hình 6: Sơ đồ nguyên lý bàn phím 4x4
Bàn phím là 1 ma trận phím. Một phím được nhấn và thả được xác định thông
qua hàng và cột trong ma trận phím.
Ngun lý qt ma trận phím
Thuật tốn qt phím được sử dụng là lần lượt tìm hàng và tìm cột (hay ngược
lại), khi tìm cột, các cột được đặt ở mức cao, các hàng đặt ở mức thấp. Sau đó kiểm
tra xem có cột nào ở mức thấp hay khơng ( có phím nào nhấn nối với hàng hay
khơng).sau khi xác định được cột thì cho hàng là mức cao, cột tìm được mức thấp, rồi
xác định hàng tương ứng với phím đã nhấn.
Trong báo cáo chúng em thiết kế với phím 4 cột và 4 hàng.
Có phím 0 đến 9 là phím nhập mã.

22

Tieu luan


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH VÀ THI CÔNG
3.1 Lưu đồ thuật tốn

Hình 7: Lưu đồ chương trình mở cửa

23

Tieu luan


3.2 Mạch mơ phỏng
h4 h3 h2 h1
U2
VCC

5.0V
C7

R2

10µF

10µΩ

C5
1µF
C6

X1

5.0V

P1B0T2
P1B1T2EX
P1B2
P1B3
P1B4
P1B5MOSI
P1B6MISO
P1B7SCK
RST
P3B0RXD
P3B1TXD
P3B2INT0
P3B3INT1
P3B4T0
P3B5T1
P3B6WR
P3B7RD
XTAL2
XTAL1
GND

VCC
P0B0AD0
P0B1AD1
P0B2AD2

P0B3AD3
P0B4AD4
P0B5AD5
P0B6AD6
P0B7AD7
EAVPP
ALEPROG
PSEN
P2B7A15
P2B6A14
P2B5A13
P2B4A12
P2B3A11
P2B2A10
P2B1A9
P2B0A8

40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28

27
26
25
24
23
22
21

D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14
15
16
17
18
19
20

E
RS
RW

VDD

U1

VCC
CV
GND

c4 c3 c2 c1

R1
3kΩ

VCC
5.0V

8051

R3
220Ω

1µF HC-49/U_15MHz
led
K1

c4 c3 c2 c1

h4 h3 h2 h1

LED1

7

8

9

+

4

5

6

-

1

2

3

*

C

0

=

/

NUMERIC_KEYPAD_4X4

Hình 8: Sơ đồ nguyên lý mạch khóa số điện tử
Khối trung tâm
h4 h3 h2 h1
U2
VCC

C7

R2

10µF

10µΩ

C5
1µF
C6

X1

VCC
P0B0AD0
P0B1AD1
P0B2AD2
P0B3AD3
P0B4AD4
P0B5AD5
P0B6AD6
P0B7AD7
EAVPP
ALEPROG
PSEN
P2B7A15
P2B6A14
P2B5A13
P2B4A12
P2B3A11
P2B2A10
P2B1A9
P2B0A8

40
39

38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21

D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0

5.0V

U1
P1B0T2
P1B1T2EX
P1B2
P1B3
P1B4
P1B5MOSI
P1B6MISO
P1B7SCK
RST
P3B0RXD
P3B1TXD
P3B2INT0
P3B3INT1
P3B4T0
P3B5T1
P3B6WR
P3B7RD
XTAL2
XTAL1
GND

E
RS
RW

5.0V

1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

VCC
CV
GND

c4 c3 c2 c1
VDD

R1
3kΩ

VCC

5.0V

8051

R3
220Ω

1µF HC-49/U_15MHz
led
K1

c4 c3 c2 c1

7
8
9 số +
Hình 9: Khối trung tâm mạch
khóa

Tieu luan
h4 h3 h2 h1

4

5

6

-

1

2

3

*

C

0

=

/

24
NUMERIC_KEYPAD_4X4

LED