Đề tài thiết kế bảng quảng cáo chạy một dòng chữ

Trờng đại học bách khoa hà nội
Khoa Điện Tử Viễn Thông

Báo cáo
Bài Tập VXL
GV Hớng Dẫn : Thầy Phạm Ngọc Nam
Nhóm Sinh viên: Trần Văn Thông
Nguyễn Thị Thanh Thuý
Nguyễn Công Chiến
Đào Xuân Vũ
Nguyễn Vũ
Lớp : ĐT09-K47
Hà Nội 11/2005
Chủ đề:
Thiết kế bảng quảng cáo, hiển thị một dòng chữ chạy
Phần I:Giới Thiệu Linh Kiện Sử Dụng
I. Vi Xử Lí AT89C51
1. Các đặc điểm của hệ Vi Xử Lý 89C51 :
- Là IC có tích hợp trên đó hệ vi xử lý
- Có 40 chân.
- 4KB ROM trong , có thể ghi xoá đợc 1000 lần
- Dải tần số hoạt động từ 0MHz đến 24Mhz
- 128x8 bit RAM trong .
- 4 cổng vào ra 8 bit
- 2 bộ định thời 16 bit
- Có 6 nguyên nhân ngắt
- Có thể lập trình đợc qua cổng nối tiếp
- 210 bit đợc địa chỉ hoá
- Giao Tiếp nối tiếp
2. Cơ bản về cấu tạo của AT89C51:

Hình : Sơ đồ chân của 89C51
H×nh2 : S¬ ®å khèi cña 89C51
3. CÊu T¹o Ch©n cña AT89C51 :
• GND(ch©n 20)
Ch©n nèi víi 0v
• potr 0(ch©n 32 – ch©n 29)
port 0 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port 0 còn đợc cấu hình làm bus địa
chỉ( byte thấp) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và
bộ nhớ chơng trình ngoài. Port cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho
Flash và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chơng trình ( các điện trở kéo lên
bên ngoài đợc cần đến trong khi kiểm tra chơng trình).
Port 1( chân 1- 8)
port 1 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port1 cũng nhận byte địa chỉ thấp trong
thời gian lập trình cho Flash.
Port 2 ( chân 21 28)
Port 2 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port 2 tạo ra các byte cao của bus địa
chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chơng trình ngoài và trong thời gian
truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài, sử dụng các địa chỉ 16 bit. Trong thời gian truy
xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 8 bit, port 2 phát các nội dung
của các thanh ghi đặc biệt, port 2 cũng nhận các bits địa chỉ cao và vài tín hiệu
điều khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chơng trình.
Port 3 ( chân 10- 17)
Port 3 là port xuất nhập 8 bit hai chiều, port 3 cũng còn làm các chức năng
khác của AT89C51. các chức năng này đợc nêu nh sau:
Chân Tên Chức năng
P3.0 RxD Ngõ vào port nối tiếp
P3.1 TxD Ngõ ra port nối tiếp
P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4 T0 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1

P3.5 T1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0
P3.6 WR Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7 RD Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
Port 3 cũng nhận một vài tín hiêu điều khiển cho việc lập trình Flash và kiểm tra
chơng trình.
RST ( chân 9)
Ngõ vào reset. Mức cao trên chân này trong hai chu kỳ máy trong khi bộ dao động
đang hoạt động sẽ reset AT89C51
.
ALE/PROG( chân 30)
ALE là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của địa chỉ trong khi xuất bộ nhớ ngoài.
Chân này cũng làm ngõ vào chân lập trình (PROG) trong thời gian lạp trình cho
Flash.
Khi hoạt động bình thờng xung ngõ ra luôn có tần số không đổi là 1/6 tần số của
mạch dao động, có thể đợc dùng cho các mục đích định thời bên ngoài.
Khi cần, hoạt động chân ALE có thể đợc vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của
thanh ghi chức năng đặc biệt có địa chỉ 8Eh. Khi bit này đợc set, ALE chỉ tích
cực trong thời gian thực hiện lệnh MOVX hoặc MOVC. Ngợc lại chân này sẽ
đợc kéo lên cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chôt byte thấp của địa chỉ
sẽ không có tác dụng nếu bộ vi điều khiển đang ở chế độ thực thi chơng trình
ngoài.
PSEN(chân 29)
PSEN (program Store Enable) là xung điều khiển truy xuất chơng trình ngoài. Khi
AT89C51 đang thực thi chơng trình từ bộ nhớ chơng trình ngoài, PSEN đợc kích
hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhng hai hoạt động PSEN sẽ bị bỏ qua mỗi khi truy
cập bộ nhớ dữ liệu ngoài.
EA vpp(chân 31)
Là chân cho phép truy xuất bộ nhớ chơng trình ngoài ( địa chỉ từ 0000h tới ffffh)
EA = 0 cho phép truy xuát bộ nhớ chơng trình ngoài, ngợc lại EA = 1 sẽ thực thi
chơng trình bên trong chip

Tuy nhiên, lu ý rằng nếu bít khoá 1 đợc lập trình EA đợc chốt bên trong khi reset
XTAL1& XTAL2
Là hai ngõ vào ra của hai bộ khuyếch đại đảo của mạch dao động, đợc cấu hình để
dùng nh một bộ tạo dao động trên chip
3. Tổ chức bộ nhớ của 89C51:

II. Bé ph©n kªnh 74LS154
Lµ mét bé gi¶i m· ph©n kªnh tÝch cùc møc thÊp,
víi bèn ngâ vµo vµ 16 ngâ ra, s¬ ®å s¾p xÕp ch©n
nh trªn h×nh top view
Dùa vµo bèn bit ®Çu vµo A,B,C,D ®a ra ®Çu ra
16 bit ë møc thÊp
Mçi khi cã mét ®Çu ra trong 16 ®Çu ra ®ỵc
F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0
E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0
D0 D7 D6 6D 6C 6B 6A 69 68
B8 - - - BC BB BA B9 B8
B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
A8 AF AE A
D
AC AB A
A
A9 A8
A0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
99 Không có đòa chỉ hóa từng bit
98 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98
90 97 96 95 94 93 92 91 90
8D Không được đòa chỉ hóa từng bit
8C Không được đòa chỉ hóa từng bit
8B Không được đòa chỉ hóa từng bit

8A Không được đòa chỉ hóa từng bit
89 Không được đòa chỉ hóa từng bit
88 8F 8
E
8D 8C 8B 8A 89 88
87 Không được đòa chỉ hóa từng bit
83 Không được đòa chỉ hóa từng bit
82 Không được đòa chỉ hóa từng bit
81 Không được đòa chỉ hóa từng bit
80 87 86 8
5
84 83 82 81 80
THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT
chọn thì chỉ có đầu ra đợc chọn ở mức thấp còn
các đầu ra khác đều đặt ở mức cao.
Dựa vào bảng chân lý dới đây ta có thể xác định đợc trạng thái đầu ra tại từng thời
điểm, cụ thể ta có thể xem qua sơ đồ logic

III. Giải mã địa chỉ 74LS139 :
Là vi mạch giải mã 16 chân , gồm hai khối giải mã riêng rẽ ,dùng 74139 sẽ có ít
đầu vào hơn so với 74138 dới đây la sơ đồ chân linh kiện

B¶ng sù thËt :

IV. Ma trËn LED 1588AB :
Sö dông ma trËn led 8x8 víi c¸c hµng cét ®îc kÕt nèi víi nhau ,trong trõong hîp
bµi lµm ,cã bèn ma trËn led ®îc kÕt nèi ®Ó t¹o thµnh 8 hµng vµ 32 cét . ma trËn
1588AB lµ ma trËn lo¹i catot

Phần ii. Sơ đồ khối và chức năng các khối

Nguồn




1.Khối nguồn :sử dụng nguồn máy tính để đảm bảo khả năng ổn định cao
2.Khối VDK 89C51 :bao gồm các linh kiện kèm với VDK nh dao động TA ,tụ
,reset
3.Khối chọn chip :do 74LS139 đảm nhận ,nó sẽ nhận tín hiệu từ VDK để chọn 1
trong hai IC 74154 phục vụ cho giảI mã
4. Khối giải mã : gồm 2 IC 74154 giải nã địa chỉ 16 đầu ra sẽ chọn 1 tron 32 cột của
khối hiển thị để VDK xuất dữ liệu ra (hiên thị )
5 Khối hiển thi :gồm 4 ma trận 8*8 mức thành 8 hàng và 32 cột sẽ hiển thị chữ mà
Hiển thị
Khuếch đại
dòng
GiảI mã địa chỉ
ta muốn
6 .Khối khuếch đại : để đảm bảo cho đền sáng bình thờng ,phải cung đủ dòng
cho nó ,dòng ra từ các chân của các IC ,VDK nói chung đều nhỏ vi vạy phải
khuếch đại chúng trớc khi đa qua đèn việc này đảm nhận bởi các Transitor
PHầN 3:
Sơ đồ nguyên lí và nguyên lí hoạt động :

I.Sơ đồ nguyên lí :
thực hiện bằng phần mềm Proteus :

II. Mô tả nguyên lí hoạt động :

Tín hiệu chọn chip từ VDK đến 74139 đợc giảI mã sẽ chọn 1 trong hai Ic 74154
sau đó tín hiệu chọn cột đợc VDK đa vào bốn đầu vào của 74154 , sẽ giảI mã để
chọn một cột trong 32 cột
Khi một cột đã đợc chọn ,dữ liệu từ cổng P0 đén các Bazơ của các đèn khuếch đại
ở đó dòn gđợc khuch đại và ra ở Emitơ của đèn ,chảy qua đèn về đất (cột đợc chọn
Hiển thị động : nh đã biết , khi có dòng chảy qua led sẽ sáng ,tùy theo vi trí các led
sáng phối hợp với nhau tạo thành hình ảnh chữ . Nhng một htời điểm ta không thể
cho bao nhiêu led sáng cũng đợc vì :

+ Dòng cung rất tốn kém :mỗi led 10 mA có tất cả 32*8=256 led
thì cực đại cần 2,56 A
+Dòng quá lớn sẽ gây hỏng IC do mỗi IC chỉ cho phép dòng vào giới hạn
+phải dùng nhiều VDK phối hợp với nhau rất phức tạp
Mặt khác do đặc điểm thi giác của con ngời không thể phân biệt sự đứt đoạn của
hình ảnh nếu nó dợc quét >= 24 lần /giây .Chính vì vậy việc hiển thị đồng loạt là đIề
không cần thiết ,thay vào đó các cột đèn sẽ luân phiên nhau nhận dữ liệu hiển thi ,và
nh vậy việc sử dụng các chân của VDK và việc lập trình sẽ đon giản hơn
*Quá trình truy xuất dữ liệu ở 89C51 :

III. Mã chơng trình :
*Mô tả chơng trình :chơng trình đợc thực hiện bằng phần mềm Reads51 các chữ
mã hóa dựa trên bảng sau
cổng p2 quản lí việc chọn chip và dữ liệu đầu vào của 74154 ,cổng p0 quản lí việc xuất
dữ liệu ,dữ liệu trớc khi đua ra đợc đẩy vào các thanh ram của bank 0
Code:
#include <sfr51.inc>
org 0h
MOV tmod,#01

MOV p2,#10100000B;dia chi bat dau cua chuoi tu ngoai cung ben phai
lap1:
MOV R7,#24;so lan quet chuoi
lap:
ACALL chuoi
MOV A,p2
SUBB A,#64
MOV p2,A
DJNZ R7,lap
DEC p2
CLR p2.7
LJMP lap1
delay2:
MOV tl0,#09Bh ;nap gia tri can tre
MOV th0,#0ffh
SETB tr0
here2:
JNB tf0,here2
CLR tr0
CLR tf0
RET
goi: ;dua du lieu tu ram ra cong P0
INC p2
MOV p0,R0
acall delay2
INC p2
MOV p0,R1
acall delay2
INC p2
MOV p0,R2

acall delay2
INC p2
MOV p0,R3
acall delay2
INC p2
MOV p0,R4
acall delay2
INC p2
MOV p0,R5
acall delay2
INC p2
MOV p0,R6
acall delay2
RET
napd:
MOV R0,#01001001B
MOV R1,#01111111B
MOV R2,#01111111B
MOV R3,#01001001B
MOV R4,#01100011B
MOV R5,#00111110B
MOV R6,#00011100B
RET
napi:
MOV R0,#01000100B
MOV R1,#01111101B
MOV R2,#01111101B
MOV R3,#01000000B
MOV R4,#00111000B
MOV R5,#01111110B

MOV R6,#11010101B
RET
nape:
MOV R0,#11010101B
MOV R1,#01011110B
MOV R2,#00011000B
MOV R3,#00000000B
MOV R4,#01111100B
MOV R5,#01111100B
MOV R6,#00000100B
RET
napn:
MOV R0,#00000100B
MOV R1,#01111100B
MOV R2,#01111000B
MOV R3,#00000011B
MOV R4,#01000001B
MOV R5,#01111111B
MOV R6,#01111111B
RET
napt:
MOV R0,#01000001B
MOV R1,#00000011B
MOV R2,#00111100B
MOV R3,#01111100B
MOV R4,#01000101B
MOV R5,#01000011B
MOV R6,#01111100B
RET
napu:

MOV R0,#01111100B
MOV R1,#00000110B
MOV R2,#00000000B
MOV R3,#00000110B
MOV R4,#01001111B
MOV R5,#01001001B
MOV R6,#00101001B
RET
nap9:
MOV R0,#00111111B
MOV R1,#00011110B
MOV R2,#01000001B
MOV R3,#01111111B
MOV R4,#01111111B
MOV R5,#00001000B
MOV R6,#00011100B
RET
napk:
MOV R0,#01110111B
MOV R1,#01100011B
MOV R2,#00011000B
MOV R3,#00011100B
MOV R4,#01010110B
MOV R5,#01111111B
MOV R6,#01111111B
RET
nap4:
MOV R0,#01010000B
MOV R1,#00000011B
MOV R2,#00000011B

MOV R3,#01110001B
MOV R4,#01111001B
MOV R5,#00001111B
MOV R6,#00000111B
RET
chuoi: ;dua cac chu ra P0
ACALL napd
ACALL goi
ACALL napi
ACALL goi
ACALL nape
ACALL goi
ACALL napn
ACALL goi
ACALL napt
ACALL goi
ACALL napu
ACALL goi
ACALL nap9
ACALL goi
ACALL napk
ACALL goi
ACALL nap4
ACALL goi
inc p2
mov p0,#0B
RET
END
Thời gian trễ của delay2:
0ffffh-0ff37h=200d

khoảng trễ sẽ là 0. 2ms
Để tạo chữ chạy ta chọn các bộ định thời để tạo trễ sao cho 1 chuỗi ( 50 cột: 10 kí tự )
được quét ít nhất 24 lần trong 1s sau đó trễ 1 rồi dịch sang vị trí tiếp (đặt thời gian
quét 1 lần chuỗi là T1=1/ 24
Trong một lần quét chuỗi mỗi cột sẽ được quét trong T1/ ( 50x2 ) do giữa mỗi lần quét
có một khoảng nghỉ
Như vậy khoảng trễ của một lần quét cột là 1/2400 khoảng 0. 4ms ( 370 chu kì máy )
Một lần quét chuỗi khoảng 40ms ( 38000 chu kì máy )
Tuy nhiên khi tính đến trễ gây ra bởi bản thân các lệ nh thì ta được kết quả như phần
mã