Thiết kế và chế tạo mạch hiển thị chạy chữ dùng led ma trận


Ngày nay sự phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật đã làm nền
tảng vững chắc thúc đẩy các nghành kinh tế phát triển và tiến lên một tầm cao mới. gắn
với sự phát triển của nghành khoa học kĩ thuật thì kĩ thuật điện tử và tin học cũng phát
triển không kém và mang tính vượt bậc. Một xã hội phát triển đòi hỏi phải có nhiều trang
thiết bị hiện đại ứng dụng kĩ thuật số trong nghành điện tử đã cho thấy rõ tính ưu việt của
nó những thành tựu to lớn của nó đã đóng góp một phần không nhỏ vào nhu cầu thoả mãn
của con người.
Qua môn học đồ án 2 này, sinh viên chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
giảng viên các khoa đã chỉ dạy cho chúng em các môn đại cương, các thầy cô giáo giảng
viên khoa Công Nghệ Điện Tử đã hướng dẫn, chỉ dạy cho chúng em các kiến thức liên
quan đến chuyên ngành Điện Tử Công Nghiệp. Đặc biệt là thầy Nguyn Vũ Thng đã tận
tình hướng dẫn cho sinh viên chúng em hoàn thành tốt các mô hình thực hành của đề tài
 !"#$và bài báo cáo về
môn đồ án này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Vũ Thắng và các bạn trong khoa
đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài. Tuy nhiên nhưng do thời gian và kiến
thức còn rất nhiều hạn chế nên không tránh khỏi sai sót rất mong sự đóng góp của các
thầy cô và các bạn nhằm phát triển và hoàn thiện đề tài.
Chúng Em Xin Chân Thành Cảm ơn!

Sinh Viên Thực Hiện: Bá Thị Xoan
Vũ Thị Xuân
Vũ Thị Thanh Yến

1
Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn:

Hưng Yên Ngày Tháng Năm2012

2
Nhận Xét Của Giáo Viên Phản Biện:

Hưng Yên Ngày Tháng Năm2012

3
%&'()*+,-./
**0123
Điện – Điện tử là một trong những lĩnh vực rất phát triển và đánh giá được tốc độ phát
triển về kinh tế cũng như khoa học kĩ thuật của một đất nước. Việc phát triển, chế tạo các
lọai Chip, các lọai IC tích hợp thông dụng, có ứng dụng nhiều trong thực tế có vai trò to
lớn trong quá trình phát triển khoa học kĩ thuật liên quan đến kĩ thuật điện – điện tử - tự
động hóa. Ở Việt Nam công nghệ chế tạo các lọai Chip vi điều khiển, các công nghệ tích
hợp IC chưa được chú trọng phát triển, phần lớn còn ứng dụng và phụ thuộc nhiều vào các
công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như: Mỹ, Nhật Bản… đặc biệt là tập đoàn điện
tử khổng lồ Intel…
Vì vậy việc học tập, tìm hiểu nghiên cứu lại những công nghệ phát triển của các
nước bạn có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với người học và đóng vai trò không nhỏ
trong quá trình phát triển nền giáo dục của nước nhà.
*4,52678
*4*,526

Ngày nay khoa học kĩ thuật và công nghệ ngày càng phát triển như vũ bảo, vì vậy việc
đưa các môn học chuyên nghành vào trong giáo trình môn học, đặc biệt là môn kĩ thuật
số, vi điều khiển… Cho các sinh viên ngành điện tử, đặc biết là chuyên ngành điện tử
công nghiệp là điều đặc biệt quan trọng, tuy nhiên một phần do điều kiện của người dạy
và người học nên việc đưa hết tài liệu trong quá trình học là không đáp ứng được nhu cầu
nên việc tự tìm hiểu, tự nghiên cứu các tài liệu bên ngoài là điều rất cần thiết để nâng cao
kiến thức cho người học nhằm theo kịp công nghệ khoa học kĩ thuật tiên tiến của các nước
trên thế giới và góp phần vào bồi dưỡng kiến thức cho sinh viên trước khi ra trường nhằm
đáp ứng được nhu cầu tuyển dụng của thị trường lao động hiện tại và tương lai góp phần
to lớn trong việc phát triển nền kinh tế nói chung và phát triển chuyên ngành Điện Tử -
Tự Động Hóa nói riêng của nước nhà.

4
*4498
Qua môn học đồ án 1 sinh viên cần nắm vững kiến thức cơ bản của môn học chuyên
ngành trong giáo trình đào tạo của nhà trường, đồng thời biết và nắm rõ kiến thức cơ bản
về sơ đồ khối, các đặc tính, chức năng và nguyên lý họat động của các linh kiện cơ bản
của chuyên ngành điện tử như: Điện trờ, tụ điện, cuộn cảm, relay … đặc biệt là Ic sử dụng
rộng rãi trong vi xử lý, điều khiển tự động. Bên cạnh đó là các phần mềm giúp ích trong
việc thiết kế mạch như tina, protues, TopView ….
*:;<=8>
Đối tượng nghiên cứu của Đồ Án nói riêng và các môn học chuyên ngành trong hệ
thống Điện – Điện Tử nói chung là các sinh viên theo học, tìm hiểu và nghiên cứu trong
lĩnh vực Điện tử, đồng thời là tất cả những người yêu thích chuyên ngành Điện Tử - Tự
Động Hóa, vì đây là môn học cơ bản làm nền tảng, trang bị kiến thức cho người học để có
thể tự tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu học tập cho các môn học tiếp theo, đồng thời cũng
cố kiến thức các môn học đã được học trong thời gian theo học tại trường.
*?@<ABCB8>
Phương pháp nghiên cứu đề tài của môn học Đồ Án: Khảo sát mạch chạy chữ dùng led
ma trận chủ yếu bằng logic thực nghiệm. Vì môn học có tính chất lý thuyết, và liên quan

mật thiết đến thực tế nên việc tìm kiếm tài liệu tiếng việt liên quan đến đề tài là rất khó
khăn nên quá trình hòan thành môn học đồ án chủ yếu bằng văn bản dịch Anh – Việt của
em thông qua sự giúp đỡ của google.
*D@8>
Đề tài môn học đồ án được tiến hành, nghiên cứu chủ yếu ở nhà và phòng trọ thư viện
trường Đại học sư phạm kĩ thuật Hưng Yên . Việc tiến hành văn bản được tiến hành ở
nhà, bài báo cáo được tiến hành trong khoảng thời gian từ 15-10-2012 đến 15-11-2012,
trong khoảng thời gian đó chúng em đã thảo luận , tham khảo ý kiến của thầy cô bạn bè
đồng thời tìm kiếm tài liệu, mô phỏng mạch trên phần mềm.
*EFGH8>

5
Sau một thời gian tiến hành nghiên cứu, tìm hiểu về môn học kĩ thuật số và môn học Vi
Điều Khiển nói chung, các môn học trong chuyên ngành Điện Tử Công Nghiệp nói riêng.
Khảo sát mạch chạy chữ hiển thị chữ trên Led ma trận đã giúp em nắm được các khái
niệm cơ bản của các linh kiện, đặc tính, chức năng và nguyên lý họat động của các linh
kiện, hiểu được sơ đồ khối, chương trình điều khiển vi xử lý và hiểu hơn vai trò môn học
trong hệ thống môn học, nhằm trao dồi kiến thức để chúng em hoàn thành tốt môn học.
Qua đó trang bị kiến thức cơ bản để có thể tự học tập và cũng là hành trang em mang theo
khi ra trường.
%&'()4I)J/KL&/9M
4*N
4**N"O
! FCN
+ Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu có một vật dẫn điện tốt thì
điện trở nhỏ và ngược lại vật cách điện có điện trở cực lớn.
+ Điện trở của dây dẫn là sự phụ thuộc vào chất liệu và tiết diện của dây dẫn được tính
theo công thức :
+ Trong đó: R là điện trở. Đơn vị là Ω.
Ρ là điện trở suất.

L là chiều dài dây dẫn.

6
S là tiết diện của dây dẫn.
P F0N
Hình 2.1 : Ký hiệu điện trở
 &QR
Hình 2.2: Hình dạng thực tế điện trở
 ST;U#
Đơn đo bằng : Ω, KΩ, MΩ. 1 MΩ = 10
3
KΩ = 10
6
Ω.
+ Cách đọc trị số điện trở :
Màu Trị số Sai số
Bạc 10%
Vàng 5%
Đen 0
Nâu 1 1%
Đỏ 2 2%
Cam 3
Vàng 4
Xanh 5 0.5%
Lục 6 0.25%
Tím 7 0.1%
Xám 8
Trắng 9
4*4 52N
! FCN

+ Tụ điện là một linh kiện thụ động và được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử,
được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu mạch truyền tín hiệu, mạch dao động
+ Tụ điện là linh kiện dung để cản trở và phóng nạp khi cần thiết và được đặc trưng bởi
dung kháng phụ thuộc vào tần số điện áp.
P F0N

7
Hình 2.3 : Ký hiệu tụ điện
 %V
+ Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện
môi như tụ hóa, tụ gốm, tụ giấy…
Hình 2.4 Cấu tạo tụ điện.
 @W
Theo tính chất điện thì có hai loại tụ điện
+ Tụ không phân cực là tụ có hai cực như nhau và giá trị thường nhỏ (pF).
+ Tụ phân cực là tụ có hai cực tính âm và dương không thể dũng lẫn lộn nhau được. Có
giá trị lớn hơn so với tụ không phân cực.
 &QR+

8
Hình 2.5 : Hình dạng thực tế tụ điện
44)XN3123KYZ%D*
AT89C51 là phiên bản có Rom nằm trên Chip là bộ nhớ Flash. Phiên bản này rất
thích hợp cho các ứng dụng nhanh vì bộ nhớ Flash có thể xóa được dữ liệu chỉ trong vài
giây (chứ không phải 20 giây như 8751). Dĩ nhiên là để dung AT89C51 cần có một bộ đốt
ROM hỗ trợ bộ nhớ Flash, xong lại không cần bộ xóa, bộ nhớ Flash được xóa bằng bộ đốt
PROM. Để tiện sử dụng, hiện nay hãng Atmel đang nghiên cứu một phiên bản mới của
AT89C51 có thể lập trình qua cổng COM của máy tính và như vậy sẽ không cần bộ đốt
PROM
44*)XN3V"[B>1,%\]D*

Đặc điểm và chức năng hoạt động của họ IC MCS-51 hoàn toàn tương tự nhau. Ở
đây giới thiệu IC AT89C51 là một IC điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất, chúng có
những đặc điểm như sau:

9
 4KB EFROM bên trong
 128 byte RAM nội
 4 Port xuất nhập I/O 8 bits
 Giao tiếp nối tiếp
 64 KB cùng nhớ mã ngoài
 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài
 Xử lý bit (hoạt động trên Bit đơn)
 210 vị trí có thể định vị Bits
 4 us cho hoạt động nhân, hoạt động chia
444F;23"W^%@/_+
\A2`;a!bNcd0+
! e!Ncd0+
• 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.
P fGCNcd0`+

10
Hình 2.6: Sơ đồ khối vi xử lý
• Phần cứng (hardware): các thiết bị ngoại vi để giao tiếp với con người.
• Phần mềm (software):chương trình để xử lý dữ liệu.
 CPU (Central Processing Unit): đơn vị xử lý trung tâm.
 RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên.
 Rom (Read Only Memory): bộ nhớ chỉ đọc.
 Interface Circuitry: mạch điện giao tiếp.

 Peripheral Devices (Input): các thiết bị ngoại vi (thiết bị nhập)
 Peripheral Devices (Output): các thiết bị ngoại vi (thiết bị xuất).
 Addressbus: bus địa chỉ.
 Data bus: bus dữ liệu.
 Control bus: bus điều khiển.
44:Acd0"W+
 CPU đóng vai trò chủ đạo trong hệ vi xử lý, nó quản lý tất cả các hoạt động
của hệ và thực hiện tất cả các thao tác trên dữ liệu.
 CPU là một vi mạch điện tử có độ tích hợp cả. Khi hoạt động CPU đọc mã
lệnh được ghi dưới dạng các bit 0 và bit 1 từ bộ nhớ, sau đó nó sẽ thực hiện
giải mã các lệnh này thành các dãy xung điều khiển tương ứng với các thao

11
tác trong lệnh để điều khiển các khối khác thực hiện từng bước các thao tác
và từ đó tạo ra các xung điều khiển cho toàn hệ.
 IR/IP (Instruction Register/Intruction Pointer): thanh ghi lệnh/con trỏ lệnh.
 PC (Program Counter): bộ đếm chươngtrình.
 Instruction decode and control unit: đơn vị giải mã lệnh và điều khiển.
 ALU (arithmetic and Logic Unit): đơn vị số học và logic.
 Registers: Các thanh ghi.
 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 bị 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 các thanh ghi.
 Căn cứ trên các tín hiệu điều khiển này, ALU thực hịên các thao tác đã được
xác định.
 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 chương trình lưu giữ chương trình điều khiển hoạt động của
toàn hệ thống.

12
• 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 ngẫu nhiên (bộ nhớ ghi
đọc)
44?%CWa!BYZ%D*
44?*\A2`;>gC;a!BYZ%D*
 CPU (Central Processing Unit): Đơn vị 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 định 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.

 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.

13
 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.
 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.
44?4%>gCWa!BYZ%D*
a. Chip 89C51 :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)
Hình 2.7: Sơ đồ chân vi xử lý
 @"h+

14
- 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 của dữ liệu
(D0 -> D7)
 @"*+
- 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 địa chỉ byte
thấp (A0 – A7)
 @"4+
- 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 (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
%>ga!CW@":+

15
Hình 2.8: Chức năng của các chân Port3:

%W@\ij+
- PSEN (Program Store Enable): cho phép bộ nhớ chương trình, chân số 29.
- Chức năng:
• 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.
 %WKi+
- ALE (Address Latch Enable): cho phép chốt địa chỉ, chân số 30.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thực hiện việc giải đa hợp cho bus địa chỉ byte thấp
và bus dữ liệu đa hợp
(AD0 – AD7).

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
16
• 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
 %WiKj+
- 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 89C51 sử dụng chương trình của ROM ngoài.
EA\ = 1 Chip 89C51 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).
 %WkK*7kK4+
- 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 hoạt động.
• XTAL1 Ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip.
• XTAL2 Ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip.
 %Wl\+
- 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 89C51 hoạt động bình thường.
RST = 1 Chip 89C51 được thiết lặp lại trạng thái ban đầu.
 %Wm7)n+

17
- Vcc, GND: nguồn 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.
b.Tổ chức bộ nhớ của chip 89C51:
Hình 2.9: Không gian bộ nhớ của chip 89C51
4:)XN3 !"#
Led ma trận gồm các Led phát quang được bố trí thành hàng và cột trong một vỏ.
Các tín hiệu điều khiển cột được nối với Cathode của tất cả các Led trên cùng một cột.

18
Các tín hiệu điều khiển hàng cũng được nối với Anode của tất cả các Led trên cùng một
hàng như hình vẽ sau:
Hình 2.5: Led ma trận một màu
Khi có một tín hiệu điều khiển ở cột và hàng, các chân Anode của các Led trên
hàng tương ứng được cấp điện áp cao, đồng thời các chân Cathode các Led trên cột được
cấp điện áp thấp. Tuy nhiên lúc đó chỉ có một Led sáng, vì nó có đồng thời điện thế cao
trên Anode và điện thế thấp trên Cathode. Như vậy, khi có một tín hiệu điều khiển hàng
và cột, thì tại một thời điểm chỉ có duy nhất một Led tại chỗ gặp nhau của hàng và cột là
sáng.
- Các bảng quang báo với số lượng Led lớn hơn cũng được kết nối theo cấu trúc như vậy.
- Trong trường hớp ta muốn cho sáng đồng thời một số Led rời rạc trên ma trận, để hiển
thị một kí tự nào đó, nếu trong hiển thị tĩnh ta cấp áp cao cho Anode và áp thấp cho

Cathode, cho các Led tương ứng mà ta muốn sáng. Nhưng khi đó một số Led ta không
mong muốn sáng cũng sẽ sáng, miễn là nó nằm tại vị trí gặp nhau của các cột và hàng mà
ta cấp nguồn. Vì vậy trong điều khiển Led ma trận ta không thể sử dụng phương pháp
hiển thị tĩnh mà phải sử dụng phương pháp quét (hiển thị động), có nghĩa là ta phải tiến

19
hành cấp tín hiệu điều khiển theo dạng xung quét trên các hàng và cột có Led cần hiển thị.
Để đảm bảo cho mắt nhìn thấy Led không bị nhấp nháy, thì tầng số quét nhỏ nhất cho mỗi
chu kì đi hết các cột là 20Hz (50ms). Trong lập trình vi điều khiển cho Led ma trận bằng
Vi xử lý ta cũng phải sử dụng phương pháp quét Led như vậy.
- Ở đây chúng em tiến hành ghép các Led đơn thành ma trận led theo kiểu kết nối A
chung tích cực mức cao.
- Ma trận Led có thể là loại chỉ hiển thị được một màu hoặc hiển thị được hai màu trên
một điểm, khi đó Led có số chân ra tương ứng:
- Đối với Led ma trận 8x8 hiển thị một màu, thì số chân ra là 16, trong đó 8 chân dùng để
điều khiển hàng và 8 chân còn lại đề điều khiển cột.
- Đối với loại 8x8 có hai màu thì số chân ra của Led là 24 chân, trong đó 8 chân dùng để
điều khiển hàng chung cho cả hai màu, 16 chân còn lại thì 8 chân dùng để điều khiển cột
của màu thứ nhất và 8 chân còn lại dùng để điều khiển màu thứ hai.
4?op)&qnr%&
4?*)XNPb
ob: Còn được gọi là thanh ghi dịch, nó có khả năng ghi và dịch thông tin (dữ
liệu) có thể sang trái hoặc sang phải.
Mỗi trigơ có khả năng nhớ 1 bit muốn mạch nhớ nhiều bít phải sử dụng nhiều trigơ, các
bit dữ liệu được lưu trữ trong trigơ có khả năng dịch về hai phía nhờ có xung clock tác
động. Như vậy bộ ghi dịch được cấu tạo từ một dãy phần tử nhớ đơn bít (trigger) mắc
liên tiếp với nhau và một số cửa logic cơ bản hỗ trợ.
Muốn ghi và truyền một từ nhị phân n bít thì cần n phần tử nhớ (n trigơ). Trong các bộ
ghi dịch thường dùng các trigơ đồng bộ như trigơ RST, trigơ JK, trigơ D. Thông
thường người ta hay dùng các trigơ D hoặc các trigơ khác nhưng mắc theo kiểu trigơ D

để tạo thành các bộ ghi.
Có hai cách ghi:
-Ghi song song: Các bit của từ nhị phân được ghi đồng thời cùng một lúc vào bộ ghi.

20
-Ghi nối tiếp: Các bit của từ nhị phân được đưa vào bộ ghi một cách tuần tự theo thứ tự
của từ nhị phân
Bộ ghi song song (n bit): là bộ ghi có có n lối vào, khi có xung điều khiển ghi đưa vào
lối vào CLK, dữ liệu được nạp vào bộ nhớ song song và cho lối ra song song.
Bộ ghi nối tiếp: là bộ ghi chỉ có một lối vào, nó có thể ghi dịch trái, dịch phải và cho
lối ra nối tiếp và song song. Khi muốn ghi thì phải đưa các bít thông tin nối tiếp về thời
gian truyền lần lượt vào lối vào nối tiếp theo sự điều khiển đồng bộ của các xung nhịp.
Cứ sau mỗi xung nhịp trạng thái của trigơ lại được xác lập theo thông tin lối vào D của
nó.
- Bộ ghi nối tiếp dịch phải có các lối ra song song và ra nối tiếp: có lối ra của trigơ
trước lại được nối với lối vào D của trigơ sau, nên sau mỗi lần có xung nhịp tác động,
trigơ sau lại nhận giá tri của của trigơ đứng trước nó. Đầu vào nối tiếp là đầu vào trigơ
đầu tiên, đầu ra nối tiếp lấy ở trigơ cuối cùng, đầu ra song song là các đầu ra của các
trigơ. Bộ ghi cho tín hiệu lối ra ở dạng song song hay nối tiếp phụ thuộc vào sự điều
khiển tín hiệu ra.
- Bộ ghi nối tiếp dịch trái có các lối ra song song và lối ra nối tiếp: Có lối ra của trigơ
sau được nối vào đầu vào trigơ đứng trước nó, nên sau mỗi lần có xung nhịp tác động,
trigơ trước lại nhận giá trị của trigơ đứng sau nó. Đầu vào nối tiếp là đầu vào trigơ cuối
cùng, đầu ra nối tiếp là đầu ra của trigơ đầu tiên, đầu ra song song là đầu ra của các
trigơ trong bộ ghi dịch. Với sự tác động đầu vào điều khiển sẽ cho dạng đầu ra là song
song hoặc nối tiếp.
- Bộ ghi vừa ghi nối tiếp dịch phải, vừa ghi nối tiếp dịch trái sẽ phụ thuộc vào xung
điều khiển chọn kiểu ghi dịch. Và sự hoạt động giống với hai kiểu ghi dịch trái, phải
như trên.
- Ngoài ra còn có bộ ghi dịch vừa ghi nối tiếp dịch phải, vừa ghi song song; và bộ ghi

nối tiếp thông tin có thể lưu trữ …
Trên thực tế thì các bộ ghi dịch đã được tích hợp sẵn trong các IC. Và một số vi mạch
thường gặp là:

21
+7495: 4 bit, vào song song hoặc nối tiếp, ra song song hoặc nối tiếp.
+74174: 6 bit, vào song song, ra song song có đầu xoá.
+74178: 4 bit, vào song song hoặc nối tiếp, ra song song.
+4731B: 64 bit, vào nối tiếp, ra nối tiếp.
+74165: 8 bit, vào song song, ra nối tiếp.
+74164: 8 bit, vào nối tiếp, ra song song có đầu xoá.
+74194: dịch trái, dịch phải, vào song song, ra song song.
+74373; 74374: 8 bit vào song song, ra song song.
+Ngoài ra còn một số loại: 54/74195, 54/7491A, 54/7496, 54.74199.
4?4q%s?\*E?
a.Sơ đồ nguyên lý
Hình 2.6 :Sơ đồ nguyên lý IC74LS164
b. Chức năng các chân như sau:

Chân 14: VCC

Chân 7: GND

Chân 1,2 lần lượt là đầu vào dữ liệu đặc điểm A, B là 2 đầu vào của cổng AND

Chân 3,4,5,6,10,11,12,13 lần lượt là đầu ra của bộ ghi dịch Q
A
, Q
B
……Q

H

Chân 9: CLR

Chân 8: Đầu vào của xung (CLK)
c. Bảng chân lý:
INPUTS OUTPUTS
CLEAR CLOCK A B Q
A
Q
B
……….Q
H

22
L
H
H
H
H
X
L
X X
X X
H H
L X
X L
L L L
Q
A0

Q
B0
Q
H0
H Q
An

Q
Gn
L Q
An

Q
Gn
L Q
An

Q
Gn
Cấp nguồn cho mạch . Cấp xung vào chân 8 rồi tiến hành thí nghiệm và điền các thông
số vào bảng sau:
INPUTS OUTPUTS
CL
R
CLO
CK
A B
Q
A
Q

B
Q
C
Q
D
Q
E
Q
F
Q
G
Q
H
L X X X L L L L L L L L
H H H
H H H
H H H
H H H
H H H
H H H
H H H
H H H
X X X X
H L X
H L X
H L X
H H X

23
H H X

H X H
H X H
H X L
H = Mức cao.
L = Mức thấp.
X = Không xác định.
= chuyển trạng thái từ thấp lên cao.
a, b, c, d = các mức trạng thái đầu vào tương ứng với các đầu vào A, B, C, D.
Q
A0
,Q
B0 ,
Q
C0 ,
Q
D0
= các mức trạng thái đầu ra ban đầu tương ứng với các đầu ra QA, QB,
QC, QD

.
Q
An
, Q
Bn
, Q
Cn
, Q
Dn
= các mức trạng thái đầu ra tương ứng khi có xung clock tác động.
Hình 2.7 Sở đồ logic

24
Hình 2.6: Giản đồ xung
4D q%sYhD
a. IC ổn áp 78XX

25
Vµo Ra
7805
GND
+
-
+
-
S¬ ®å khèi bé æn ¸p dïng IC 7805
C
1
-
U
V
U
r
2
1
3