Quang báo nhập từ bàn phím ma trận pot

Quang báo nhập từ bàn phím ma trận











Trong đời sống hiện đại ngày nay, quảng cáo là một phần không
thể thiếu trong nhịp sống bùng nổ công nghệ thông tin như hiện nay. Ở
bất cứ nơi đâu ta cũng bắt gặp những biển quảng cáo từ đơn giản, thủ
công cho đến những biển quảng cáo điện tử hiện đại, thẩm mỹ. Đó là
những bảng quảng cáo đ
iện tử mà chúng ta gọi là những bảng đèn
quang báo. Công nghệ điện tử này còn được sử dụng trong nhiều lĩnh
vực như những biển báo giao thông, những bảng điểm trên những sàn
giao dịch chứng khoán,hay tại các sân bay, siêu thị Những bảng
quang báo này góp phần làm cho thành phố chúng ta có được một bộ
mặt của một thành phố hiện đại và văn minh. Tác dụng của bảng quang
báo là khá to lớn. Chính đi
ều đó đã thôi thúc chúng tôi thực hiện được
đề tài tìm hiểu về quang báo “ Điều khiển 1 dòng quang báo bằng bàn
phím matrix ”.

Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




A. Giới thiệu phần cứng:

I. Khối điều khiển trung tâm ( CPU ) :
Vi điều khiển 89V51RB2. Với 4 Port điều khiển.
1.Sơ đồ khối của một hệ vi xử lý:
a. Định nghĩa hệ vi xử lý:

• Khả năng được lập trình để thao tác trên các dữ liệu mà không cần
sự can thiệp của con người.
• Khả năng lưu trữ và phục hồi dữ liệu.
b. Tổng quát hệ vi xử lý gồm:

• Phần cứng (hardware): các thiế
t bị ngoại vi để giao tiếp với con
người.
• Phần mềm (software):chương trình để xử lý dữ liệu.
¾ CPU (Central Processing Unit): đơn vị xử lý trung tâm.
¾ RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫu
nhiên.
¾ Rom (Read Only Memory): bộ nhớ chỉ đọc.
¾ Interface Circuitry: mạch điện giao tiếp.
¾ Peripheral Devices (Input): các thiết bị ngoại vi (thiết bị nhập)
¾ Peripheral Devices (Output): các thiết bị ngoại vi (thiết bị
xuất).
¾ Addressbus: bus địa chỉ.
¾ Data bus: bus dữ liệu.
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




¾ Control bus: bus điều khiển.


2.Đơn vị xử lý trung tâm:
¾ CPU đóng vai trò chủ đạo trong hệ vi xử lý, nó quảnlý tất cả
các hoạt động của hệ và thựchiện tất cả các thao tác trên dữ

liệu.
¾ CPU là một vi mạch điện tử có độ tích hợp ca. Khi hoạt động
CPU đọc mã lệnh được ghi dưới dạng cácbit 0 và bit 1 từ bộ
nhớ, sau đó nó sẽ thực hi
ện giải mã các lệnh này thành các
dãy xung điều khiển tương ứng với các thao táctrong lệnhđể
điều khiển cáckhối khác thực hiện từng bước các thao tác
đóvà từ đó tạo ra các xung điều khiển cho toàn hệ.
¾ IR/IP (Instruction Register/Intruction Pointer): thanh ghi
lệnh/con trỏ lệnh.
¾ PC (Program Counter): bộ đếm chươngtrình.
¾ Instruction decode and control unit: đơn vị giải mã lệnh và
điều khiển.
¾ ALU (arithmetic and Logic Unit): đơn vị số học và logic.
¾
Registers: Các thanh ghi.
¾ Khi hoạt động CPU sẽ thực hiện liên tục 2 thao tác: tìm nạp
lệnh và giãi mã - thực hiện lệnh.
 Thao tác tìm nạp lệnh:
 Nội dung của thanh ghi PC đượcCPU đưa lên bus địa chỉ.
 Tín hiệu điều khiển đọc (Read) chuyển sang trạng thái tích
cực.
 Mã lệnh (Opcode) từ bộ nhớ được đưa lên bus dữ liệu.
 Nội dung của thanh ghi PC tăng lên một đơn vị để chuẩn b
ị
tìm nạp lệnh kế tiếp từ bộ nhớ.

 Thao tác giải mã - thực hiện lệnh:
 Mã lệnh từ thanh ghi IR được đưa vào đơn vị giải mã lệnh và
điều khiển.

 Đơn vị giải mã lệnh và điều khiển sẽ thực hiện giải mã opcode
và tạo ra các tín hiệu để điều khhiển việc xuất nhập dữ liệu giữ
ALU và cácthanh ghi.
 Căn cứ trên các tín hiệu điều khiển này, ALU thực hịên các
thao tác đã được xác định.
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




 Một chuỗi các lệnh (Opcode) kết hợp lại với nhau để thực hiện
một công việc có nghĩa được gọi là chương trình (Program) hay
phần mềm.
 Bộ nhớ bán dẫn là một khác rất quan trọng của hệ vi xử lý, các
chương trình và dữ liệu đều được lưu giữ trong bộ nhớ.

 Bộ nhớ bán dẫn trong hệ vi xử lý gồm:
• ROM: bộ nhớ chươ
ng trình _ lưu giữ chương trình điều
khiển hoạt động của toàn hệ thống.
• RAM: bộ nhớ dữ liệu _ lưu giữ dữ liệu, một phần chương
trình điều khiển hệ thống, các ứng dụng và kết quả tính
toán.
• Sơ lược về cấu trúc và phân loại ROM – RAM:
• ROM (Read Only Memory): bộ nhớ chỉ đọc
• RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫ
u
nhiên (bộ nhớ ghi đọc)
3.Các chân của chip 89V51RB2:
3.1. Sơ đồ khối và chức năng các khối của chip 89V51RB2

9 CPU (Central Processing Unit): Đơn vị xử lý trung tâm tính toán và
điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống.
9 OSC (Oscillator): Mạch dao động _ tạo tín hiệu xung clock cung cấp
cho các khối trong chip hoạt động.
9 Interrupt control: Điều khiển ngắt _ nhận tín hiệu ngắt từ bean ngoài
(INT0\, INT1\), từ bộ định thời (TIMER0, TIMER1) và từ cổng nố
i
tiếp (SERIAL PORT), lần lượt đưa các tín hiệu ngắt này đến CPU
để xử lý.
9 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.
9 RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ dữ liệu trong chip lưu trữ
các dữ liệu.
9 ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chương trình trong chip lưu trữ
chương trình hoạt động của chip.
9 I/O ports (In/Out ports): Các port xu
ất/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.
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




9 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.
9 Timer 0, Timer 1: Bộ định thời 0, 1 _ dùng để định thời gian hoặc
đếm sự kiện (đếm xung) thông qua các chân T0, T1.

9 Bus control: Điều khiển bus _ điều khiển hoạt động của hệ thống
bus và việc di chuyển thông tin trên hệ thống bus.
9 Bus system: Hệ thống bus _ liên kết các kh
ối trong chip lại với nhau.
3.2. Chức năng các chân của chip 8051
Chip 89V51 :gồm 40 chân
• 2 chân nguồn cấp điện (VCC, VSS)
• 32 chân xuất/nhập
• 6 chân chức năng (EA, ALE, PSEN, XTAL1, XTAL2, RST)
 Port xuất/nhập 8 bit (P0.0 – P0.7)
 Port xuất/nhập 8 bit (P1.0 – P1.7)
 Port xuất/nhập 8 bit (P2.0 – P2.7)
 Port xuất/nhập 8 bit (P3.0 – P3.7)
Sơ đồ chân của chip 89V51RB2
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận

 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 địa 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 c
ủa
dữ liệu (D0 -> D7)
 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.

Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 1 đóng vai trò là ngõ vào của
địa chỉ byte thấp (A0 – A7)
 Port 2:
- Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28.
- Port 2 có hai chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) _ không sử dụng bộ nhớ ngoài.
• Bus địa 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
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 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
Chức năng của các chân Port3:
Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng
P3.0 RxD B0H Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp
P3.1 TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp
P3.2 INT0\ B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3 INT1\ B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời đếm 0

P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời đếm 1
P3.6 WR\ B6H Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu Ram ngoài
P3.7 RD\ B7H
Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu Ram
ngoài

 Chân PSEN\:
- PSEN (Program Store Enable): cho phép bộ nhớ chương trình, chân
số 29.
- Chức năng:
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




• Là tín hiệu cho phép truy xuất (đọc) bộ nhớ chương trình (ROM) ngoài.
• Là tín hiệu xuất, tích cực mức thấp.
PSEN\ = 0 _ trong thời gian CPU tìm-nạp lệnh từ ROM ngoài.
PSEN\ = 1 _ CPU sử dụng ROM trong (không sử dụng ROM ngoài).
- Khi sử dụng bộ nhớ chương trình bên ngoài, chân PSEN\ thường
được nối với chân OE\ của ROM ngoài để cho phép CPU đọc mã lệnh
từ ROM ngoài.
 Chân ALE:
- ALE (Address Latch Enable): cho phép chốt địa chỉ, chân số 30.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thự
c hiện việc giải đa hợp cho bus
địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp
(AD0 – AD7).
• Là tín hiệu xuất, tích cực mức cao.

ALE = 0 _ trong thời gian bus AD0 – AD7 đóng vai trò là bus D0 – D7.
ALE = 1 _ trong thời gian bus AD0 – AD7 đóng vai trò là bus A0 – A7.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân ALE đóng vai trò là ngõ vào
của xung lập trình (PGM\)
Khi lệnh lấy dữ liệu từ RAM ngoài (MOVX) được thực hiện thì 1 xung
ALE bị bỏ qua
 Chân EA\:
- EA (External Access): truy xuất ngoài, chân số 31.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép truy xuất (sử dụng) bộ nhớ
chương trình (ROM)
ngoài.

• Là tín hiệu nhập, tích cực mức thấp.

EA\ = 0 _ Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM ngoài.
EA\ = 1 _ Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM trong.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào
của điện áp lập trình (Vpp = 12V/89xx, 21V/80xx,87xx)
+ Lưu ý: Chân EA\ luôn luôn phải được nối lên Vcc (sử dụng chương
trình của ROM trong) hoặc xuống Vss (sử dụng chương trình của ROM
ngoài).
 Chân XTAL1, XTAL2:
- XTAL (Crystal): tinh thể thạch anh, chân số 18-19.
- Chức năng:
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận

• Dùng để nối với thạch anh hoặc mạch dao động tạo xung clock bên
ngoài, 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.
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.
Chân Vcc, GND:
- Vcc, GND: nguồ
n cấp điện, chân số 40-20.
- Chức năng:
• Cung cấp nguồn điện cho chip 89V51 hoạt động.
• Vcc = +5V ± 10%.
• GND = 0V.
 Tổ chức bộ nhớ
- Bộ vi xử lý có không gian bộ nhớ chung cho dữ liệu vàchương trình
- Chương trình và dữ liệu nằm chung trên RAM.
- Bộ vi điều khiển có không gian bộ nhớ riêng cho dữ liệu vàchương
trình.
- Chương trình và dữ liệu nằm riêng trên ROM và RAM.



Tổ chức bộ
nhớ của chip 89V51RB2:

II. I
C
I
C
(Deco
d

















Chức
n

C
C
74LS1

5
C
74LS1
5
d
er/Demu
n
ăng các
c
C
hân 24,1
Không
g
5
4:
5
4 là loại
I
ltiplexer)
S
Ơ
c
hân của
2(VCC,G
g
ian bộ n
I
C dùng
đ
Ơ

ĐỒ CH
IC 74ls1
5
ND):dùn
g
Quang
b
hớ của c
h
đ
ể giải m
ã

Â
N IC74
L
5
4:
g
cấp ngu
b
áo nhập t
ừ
h
ip 89V51
ã
,giải đa
h
L
S154

uồn cho I
ừ
bàn phí
m
RB2
h
ợp
C hoạt đ
ộ
m
ma t
r
ận

ộ
ng .
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




Chân 18,19(G1,G2):các ngõ vào cho phép IC hoạt động,trong một
thời điểm chỉ có 1 ic hoạt động,ic bị cấm hoạt động thì tất cả ngõ ra đều
ở mức logic cao (bất chấp ngõ vào ở trạng thái nào).
Chân 23,22,21,20(A,B,C,D):các ngõ vào quy định trạng thái ngõ ra
Chân 1-11,13-15(O0-O15):các ngõ ra của ic
Tuỳ thuộc vào trạng thái của các đường địa chỉ mà ta có ngõ ra t ương
ứng,khi cả hai ngõ vào G1,G2 ở mức logic thấp thì ic hoạt động bình
thường ,tại một thời điểm ch
ỉ có một ngõ ra ở mức logíc thấp ,tất cả các

ngõ còn lại đều ở mức logic cao.
Sơ đồ bên trong ic 74ls154

Bảng trạng
thái IC74LS154


Quang báo nhập từ bàn phím ma trận





H: HIGH Voltage Level.
L: LOW Voltage Level.
x: Don’t care.
Nguyên tắc hoạt động của IC 74ls154:
Dựa vào bảng trạng thái ta th ấy :chỉ cần ch ân G1,G2 ỏ trạng thái
cấm (kh ông cho phép IC hoạt động)thì tất cả ngõ ra của Ic 74ls154 đều
ở mức logic cao bất chấp trạng thái ở các chân địa ch ỉ (A,B,C,D).Chẳng
hạn như khi chân G1 ở mức logic cao thì tất cả các ngõ ra của IC đều ở
mức logic cao bất chấp trạng thái của các ch ân còn lại như G2,A,B,C,D.
Khi các đương đị
a chỉ vào từ 01H_08H thì mức logic thấp duy nhất ở
ngõ ra sẽ di chuyển từ ngõ ra(O0_O7).

III. IC74LS00:
Ch ân 1,2,4,5,9,10,12,13:ngõ vào
Ch ân 3,6,8,11: ngõ ra
Ch ân 7,14:GND,VCC

Sơ đồ chân IC 74LS00:

Quang báo nhập từ bàn phím ma trận


















Bảng trạng thái IC74LS00:

IV. IC 7805(IC ổn áp):








Ic 7805 là Ic ổn áp dương ,hai số sau chỉ điện áp ra cố định của nó ,ví
dụ như 7805:
ổn áp dưong có điện áp ngõ ra là 5V,7812:có điện áp ra là
12V…Tuỳ theo dòng điện ở ngõ ra ,người ta thêm chữ để chỉ :
78LXX:dòng điện danh định 100mA(L:Low)
78XX: dòng điện danh định là 1A
78HXX:dòng điện danh định là 5A(h:High)

B. Sơ đồ khối của mạch quang báo :
V
I

0,33µ F
0,1µF
7805
V
O

1
2
3

7805
1
3
2
SƠ ĐỒ CHÂN
IC 7805
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận

C. Chức năng của từng khối
:


KHỐI VI ĐIỀU
KHIỂN


KHỐI PHÂN

KÊNH

KHỐI HIỂN THỊ
BẢNG LED MA
TRẬN


KHỐI BÀN PHÍM

KHỐI
NGUỒN
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




I. Khối vi điều khiển:

IC 89V51RB2 là khối điều khiển trung tâm ,khối này nhận tín hiệu điều
khiển từ bàn phím thông qua Port 0 đồng thời cũng xuất dữ liệu cho khối
phân kênh thông qua Port 2 để quét hàng và xuất dữ liệu hiển thị ra cột
thông qua Port 1.

II. Khối phân kênh :












Khối phân kênh dùng 2 IC 74LS154 dùng điều khiển hoạt động của 4
led ma trận. Việc dùng IC 74LS154 làm giảm bớt việc phải tốn Port ở
khối CPU do IC này phân kênh 4 Î 16 ( 2 IC sẽ được 32 đường điều
khiển ).
P2
VCC

VCC
U7A
74LS00
1
2
3
147
P0
1
2
3
4
5
6
7
8
1
74LS154
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13

14
15
16
17
2412
23
22
21
20
18
19
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
VCCGND
A
B

C
D
G1
G2
LED3
1
2
3
4
5
6
7
8
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
14
15
16
17

2412
23
22
21
20
18
19
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
VCCGND
A
B
C
D
G1
G2

LED2
1
2
3
4
5
6
7
8
LED4
1
2
3
4
5
6
7
8
VCC
LED1
1
2
3
4
5
6
7
8
HI
0

PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
A.0
A.1
A.2
A.3
A.4
A.5
A.6
A.7
U7
INT/EXT
1
2
3
INT
COM
EXT
Y1
ZTA
HI
R2
R

1
2
3
4
5
6
7
8
A.0
A.1
A.2
A.3
A.4
A.5
A.6
A.7
HI
U12
1
2
3
4
5
6
7
8
A.0
A.1
A.2
A.3

A.4
A.5
A.6
A.7
C3
C
0
R4
R
0
SW1
U4
89C51
1
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
14
15
16
17 32
33

34
35
36
37
38
39
21
22
23
24
25
26
27
28
30
29
40
20
18
19
9
31
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7 P0.0
P0.1
P0.2
P0.3
P0.4
P0.5
P0.6
P0.7
P2.0
P2.1
P2.2
P2.3
P2.4
P2.5
P2.6
P2.7
ALE
PSEN
VCC
GND
X2
X1
RST

EA
C3
C
U10
1
2
3
4
5
6
7
8
A.0
A.1
A.2
A.3
A.4
A.5
A.6
A.7
C1
C
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận





III. Khối Led Matrix :
Khối led matrix với 4 led dùng để hiện được 4 ký tự.

Các Led ma được thiết kế theo kiểu cột nối chung(cột hiển thị màu đỏ
riêng ,cột hiển thị màu xanh riêng) được nối với Port 1 để hiển thị ký
tự,còn các hàng đuợc nối riêng theo từng Led để cấp tín hiệu quét.

R6
G2
G4
R31
R
Q13
C15
C2
G3
DG1
P2
R35
R
Q6
C22
P32
P31
R13
R
PD

DR3
Q31
G6
P10
DG6
PD
C29
P21
R26
R
Q19
R45
R
C18
R1
R38
R
PC
R3
R0
DG0
R42
R
G1
DG4
P17
PA
P29
P16
VCC

C11
P23
R5
DR1
R9
R
R15
R
C12
G0
Q30
R27
R
R2
R
C14
PD
C21
R0
P11
Q20
PA
PD
R6
R47
R
R22
R
R33
R

G4
G6
DR6
Q9
C1
C7
PB
P14
R1
P20
P6
G5
Q12
G0
R48
R
VCC
C7
G3
G7
DG2
P32
P1
R5
R
C30
P27
R11
R
R5

R3
R43
R
P9
DG7
R3
R
C13
C20
P27
Q25
DR7
R6
R
Q7
C17
C2
G6
R34
R
C6
P15
U4
ledmatirx
24
21
18
15
1
4

7
10
12
9
6
3
13
16
19
22
11
8
5
2
14
17
20
23
C0G
C1G
C2G
C3G
C4G
C5G
C6G
C7G
R7
R6
R5
R4

R3
R2
R1
R0
C7R
C6R
C5R
C4R
C3R
C2R
C1R
C0R
R4
DR2
R6
R3
R1
R16
R
Q32
PA
R6
P20
R32
R
P8
C11
PC
R5
DG3

DR5
Q27
R20
R
PB
G3
R4
G2
Q29
R10
R
R46
R
R25
R
R37
R
Q8
P4
C10
C23
PC
PB
R7
P5
Q5
J8
CON3
1
2

3
C19
P22
R7
P31
R19
R
R3
C25
DR0
C27
G7
PD
DG3
C32
P28
P10
R4
R
P16
R12
R
P15
G1
G0
R29
R
C17
DG7
R41

R
Q3
P28
C6
C10
R18
R
C9
C25
DR6
Q16
C16
P24
PA
J4
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
Q23
C18
C23
G7
DR1
Q22

R36
R
R14
R
PC
R2
G4 R4
Q17
R1
R
Q21
PA
C26
P19
PC
R7
PA
R7
G1
DR4
R39
R
C20
P21
PC
G7
R5
P5
R4
P14

R2
P30
R8
R
Q2
C9
C19
G0
G4
J6
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
C26
G0
DG4
PD
P9
R24
R
Q11
C22
P13
P26

R21
R
C24
P12
G6
DG2
C3
R2
DG6
P4
P2
P29
DR5
C32
PB
Q4
C5
P23
C13
G5
G1
DR0
J3
CON8
1
2
3
4
5
6

7
8
VCC
C15
PB
G4
PD
C28
C12
PB
R1
R7
R
VCC
VCC
PA
G3
P25
P18
Q15
PB
G2
DR3
R40
R
P18
PB
R0
G5
C30

U1
ledmatirx
24
21
18
15
1
4
7
10
12
9
6
3
13
16
19
22
11
8
5
2
14
17
20
23
C0G
C1G
C2G
C3G

C4G
C5G
C6G
C7G
R7
R6
R5
R4
R3
R2
R1
R0
C7R
C6R
C5R
C4R
C3R
C2R
C1R
C0R
C8
P24
R5
DG0
G5
P13
PD
C28
R2
R3

R30
R
P7
P1
PD
Q14
P11
P8
C4
C5
C1
G7R7
DG1
Q26
C14
DG5
P30
P3
R23
R
P25
Q28
R1
DR4
DG5
Q1
P22
PC
R44
R

PC
R0
R28
R
G6
DR7
U3
ledmatirx
24
21
18
15
1
4
7
10
12
9
6
3
13
16
19
22
11
8
5
2
14
17

20
23
C0G
C1G
C2G
C3G
C4G
C5G
C6G
C7G
R7
R6
R5
R4
R3
R2
R1
R0
C7R
C6R
C5R
C4R
C3R
C2R
C1R
C0R
C16
PB
C27
R6

J1
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
P17
R17
R
J5
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
C3
C8
P19
PA
G2
J2
CON8

1
2
3
4
5
6
7
8
U2
ledmatirx
24
21
18
15
1
4
7
10
12
9
6
3
13
16
19
22
11
8
5
2

14
17
20
23
C0G
C1G
C2G
C3G
C4G
C5G
C6G
C7G
R7
R6
R5
R4
R3
R2
R1
R0
C7R
C6R
C5R
C4R
C3R
C2R
C1R
C0R
C4
G2

DR2
C24
R2
P12
P3
C21
C31
G5
G3
G1
PC
C29
R4
P6
R0
C31
P7
Q18Q10
PA
P26
Q24
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




IV. Khối phím Matrix:
Khối bàn phím này được thiết kế dựa vào cấu trúc hàng và cột của
ma trận. Bàn phím gồm 16 phím được sắp xếp theo ma trận 4x4 (4 hàng
x 4 cột). Các hàng và cột của ma trận phím này được kết nối với vi điều

khiển thông qua đầu nối jack 8. R0-R3 các hàng của ma trận phím. C0-
C3 các cột của ma trận phím.





















V. Khối nguồn:

Mạch ổn áp có điện áp ngõ ra cố định 5V sử dụng IC ổn áp 7805(ổn áp
dương có điện áp ngõ ra là 5V,dòng điện ngõ ra đến 1A)
Các tụ 0,33 và 0,1uF dùng chống nhiễu .Phần tử điện trở công suất chủ
yếu của mạch này là bảng đèn .Ic ổn áp 7805 chịu đựoc dòng đển 1A
nên bảo đảm cung cấp dòng cho toàn mạch mà bản thân nó không bị
V
I

0,33µ F
0,1µF
7805
V
O

1
2
3
7805
1
3
2
SƠ ĐỒ CHÂN
IC 7805
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận

quá dòng .Tuy nhiên ta cũng cần gắn tản nhiệt cho IC để nó hoạt đông ở
điều kiện tốt nhất.

D. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

I. Khối Led Matrix:
- Loại Led ma trận sử dụng là Led 24 chân gồm 8 hàng và 8
cột.Ma trận Led có 2 màu chính là xanh và đỏ,ngoài ra còn có 1 màu
phụ là màu cam khi kết hợp 2 màu trên lại.Mõi điểm Led trên ma trận
có cấu tạo gồm 2 Led xanh và đỏ ghép lại theo nguyên tắc Anode
chung còn Cathode để riêng.Ma trận Led 8 hàng x 8 cột gồm 24 chân
được chia làm 3 nhóm chân : 8 hàng từ R0-R7( là các anode chung
của các Led trên cùng 1 hàng, 8 cột đỏ C0R-C7R ( là các Cathode
chung của các led màu đỏ trên cùng 1 cột) , 8 cột xanh C0X-C7X ( là
các Cathode chung của các led màu xanh trên cùng 1 cột).Sự kết
hợp các mức logic cao/thấp thích hợp trên các hàng và cột theo một
quy lu
ật nhất định mà ta sẽ có hình ảnh như mong muốn.
- Phương pháp điều khiển: đầu tiên ta cấp tín hiệu sao cho
hàng 1 sáng có nguồn rồi đưa ra mã nhị phân tương ứng của hình
ảnh cần hiển thị tại hàng đó ra các cột.Kế tiếp ta cấp tín hiệu cho
hàng 2 có nguồn rồi đưa mã nhị phân tương ứng của hình ảnh cần
hiển thị tại hàng đó ra cột.Quá trình cứ diễ
n ra một cách tuần tự
và liên tục như vậy và do hiện tượng lưu ảnh của mắt mà ta thấy
được các Led dường như sáng như cùng một lúc để tạo ra hình ảnh
mong muốn trên Led ma trận
- Các ngõ vào điều khiển hàng và cột đều sử dụng mức thấp
để điều khiển.

II. Khối vi điều khiển:
- Ở đây ta dùng con 89V51RB2, có 40 chân,gồm 4 Port dùng
xuất nhập dữ liệu,mõi Port 8 chân; 2 chân nguồn 20 mass và 40 Vcc;
2 chân gắn thạch anh (chân 18,19);1 chân reset chân 9;chân 29 là
chân cho phép bộ nhớ chương trình;chân 30 là chân chốt địa chỉ và
cuối cùng chân 31 là chân cho phép truy xuất ngoài.
- Để reset chíp ta dùng nút nhấn . Trong mạch,chúng ta có thể
reset tự động bằng tụ hoặc reset bằng tay bởi nút nhấn.
III. Khối phím ma trận:
- Được thiết kế dựa trên cấu trúc hàng và cột của ma trận.Bàn
phím gồm 16 phím được sắp xếp theo ma trận 4 x 4 (tức 4 hàng 4
cột).Các hàng và cột của ma trân phím này được kết nối với vi điều
khiển thông qua Port 0.R0-R3 : các hàng của ma trận phím,C0-C3 :
các cột của ma trận phím
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




Để điều khiển bàn phím ma trận nhày ta sử dụng phương pháp
quét phím. Để điều khiển quét phím này ta xuất 1 dữ liệu 4 bit( trong
đó 1 bit ở mức logic thấp và 3 bit ở mức logic cao) ra các cột của ma
trận phím, đọc 4 bit dữ liệu các hàng của ma trận phím vào để kiểm
tra xem có phím nào được ấn không.Nếu có phím ấn thì trong 4 bit
đọc vào sẽ có một bit ở mức logic thấp và dựa trên cơ sở đó để thiết
lập mã ấ
n phím.Nếu không có phím
ấn thì 4 bit đọc vào đều ở mức logic cao,khi đó ta chuyển mức logic
thấp sang cột kế tiếp để dò tìm phím khác.

IV. Khối phân kênh:





















Khối phân kênh dùng 2 IC 74LS154 dùng điều khiển hoạt động của
4 led ma trận. Việc dùng IC 74LS154 làm giảm bớt việc phải tốn Port ở
khối CPU do IC này phân kênh 4 Î 16 ( 2 IC sẽ được 32 đường điều
khiển ).

Nguyên lý hoạt động của khối phân kênh : Dùng 5 bit ở Port 2 để
điều khiển. Trong đó, 4 bit dùng để điều khiển ngõ vào của cả
hai IC

74LS154. Còn bit thứ 5 điều khiển cho phép trong một thời điểm chỉ có
một IC hoạt động. Điều này thực hiện được nhờ vào IC cổng đảo
74LS00. Ngõ vào của cổng đảo sẽ được nối với bit thứ 5 và chân số
18,19 của IC thứ nhất. Ngõ ra được nối với chân số 18,19 con thứ 2của
P2
VCC
VCC
U7A
74LS00
1
2
3
147
P0
1
2
3
4
5
6
7
8
1
74LS154
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
13
14
15
16
17
2412
23
22
21
20
18
19
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12

Y13
Y14
Y15
VCCGND
A
B
C
D
G1
G2
LED3
1
2
3
4
5
6
7
8
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
13
14
15
16
17
2412
23
22
21
20
18
19
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
VCCGND

A
B
C
D
G1
G2
LED2
1
2
3
4
5
6
7
8
LED4
1
2
3
4
5
6
7
8
VCC
LED1
1
2
3
4

5
6
7
8
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




IC thứ hai.Khi bit thứ 5 ở mức 0 thì IC1 sẽ hoạt động điều khiển Led ma
trận 1 và 2. Khi bit 5 ở mức 1 thì IC2 sẽ hoạt động điều khiển Led ma
trận 3 và 4.





Bảng trạng thái IC74LS154

H: High Voltage Level
L: Low Voltage Level
X: Don’t Care



Quang báo nhập từ bàn phím ma trận

E. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH

I. Chương trình chính:
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận








II. Chương trình hiển thị con trỏ:

Quang báo nhập từ bàn phím ma trận

III. Chương trình con quét phím :
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận




Sơ đồ giải thuật quét phím , mỗi phím tương đương với 2 chữ cái
trong bảng chữ cái


9 Phím A và B

9 Phím Y và Z (tương tự cho các chữ cái khác)



SCANKEYPAD
A
=
01H
NEXT11
22HÅ0, 23HÅ0, 24HÅ0,
25HÅ0, 26HÅ0, 27HÅ0,
28HÅ0, 29HÅ0, 2AHÅ0,

2BHÅ0, 2CHÅ0, 2DHÅ0,
2EHÅ0, 2FHÅ0, 30HÅ0
R7
Å
21H
INC R7
R7
=
1
CHUB
CHU_A
Đ
Đ
S
S

RET
21H Å R7
SCANKEYPAD
A = 0DH
21HÅ0,22HÅ0, 23HÅ0,
24HÅ0, 25HÅ0, 26HÅ0,
27HÅ0, 28HÅ0, 29HÅ0,
2AH
Å
02BH
Å
02CH
Å
0

Đ
Quang báo nhập từ bàn phím ma trận

9 Phím Enter











9 Hiển thị từng chữ cái lần lượt trên 4 vị trí con trỏ: )