QUANG BÁO DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F4620 NHẬP KÝ TỰ TỪ BÀN PHÍM HEX HIỂN THỊ RA LED MA TRẬN

Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
CHƯƠNG DẪN NHẬP
1.1 Đặt vấn đề
Thông tin liên lạc là vấn đề được quan tâm trong xã hội. Ngay từ ngày xưa, con
người đã biết vận dụng những gì đã có sẵn để truyền tin như: lửa, âm thanh, các dấu
hiệu…
Hiện nay quảng cáo bằng hình thức quang báo không còn mới và được ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực. Nó có thể được sử dụng để quảng cáo tên nhãn hiệu sản phẩm, tên
của một công ty hay tên của một cửa hàng nào đó.
Trong đó có quang báo dùng Led Ma Trận. Đặc điểm lớn nhất của quảng báo dùng
Led Ma Trận là có thể linh hoạt thay đổi nội dung tùy ý mà các quang báo khác khó mà
làm được.
Việc sử dụng vi điều khiển để điều khiển hiển thị có rất nhiều ưu điểm mà các
phương pháp truyền thống như panô, áp phích không có được như việc điều chỉnh
thông tin một cách nhanh chóng bằng cách thay đổi chương trình bằng bàn phím hay
được điều khiển thông qua máy vi tinh.
Với các ưu điểm trên nên nhóm chúng em thuc hiện đề tài QUANG BÁO DÙNG VI
ĐIỀU KHIỂN PIC18F4620 NHẬP KÝ TỰ TỪ BÀN PHÍM HEX HIỂN THỊ RA
LED MA TRẬN
Nội dung nghiên cứu của đề tài chính là tạo ra một bảng quang báo ứng dụng trong
việc hiển thị thông tin .
1.2 Giới hạn đề tài
Do thời gian thực hiện đề tài ít và kiến thức còn hạn chế nên đề tài của của chúng
em chỉ dùng lại việc nhập ký tự từ bàn phím, hiển thị ra led ma trận và tạo hiệu ứng
chạy chữ. không sử dụng ROM và RAM ngoại, các ký tự còn giới hạn, độ sáng chữ
hiển thị chưa đều, chưa tạo nhiều hiệu ứng.
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 7
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
1.3 Mục đích đề tài
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài này nhằm giúp người học:
- Tăng khả năng tự nghiên cứu cũng như tự học.

- Tiếp xúc với thực tế .
- Vận dụng những kiến thức đã có đồng thời tìm tòi những kiến thức mới để hiểu sâu
sắc hơn trong lĩnh vực này.
Ngoài ra quá trình thực hiện đề tài là một cơ hội để chúng em tự kiểm tra lại những
kiến thức đã học ở trường.
Đồng thời phát huy tính sáng tạo, khả năng giải quyết một vấn đề theo nhu cầu đặt ra.
1.4 Mục đích nghiên cứu
1.4.1 Mục đích trước mắt
-Tìm hiểu vi điều khiển PIC 18F4620
- Các phương pháp điều khiển và xử lý dữ liệu cho bảng led ma trận.
- Tìm hiểu phương pháp lập trình C.
- Tìm hiểu các linh kiện.
1.4.2 Mục đích gần
-Tìm hiểu nguyên lý hoạt đông của từng linh kiên.
- Tìm hiểu nguyên lý hiển thị led ma trận.
- Nguyên lý quét phím HEX.
1.4.3 Mục đích cuối cùng
-Mạch hoạt động tốt.
- Bàn phím hoạt động tốt.
- Led hiển thị đều ổn định.
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 8
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
CHƯƠNG II
LED MA TRẬN VÀ BẢNG QUANG BÁO
Ngày nay khi nhu cầu về thông tin quảng cáo rất lớn, việc áp dụng các phương tiện
kỹ thuật mới vào các lĩnh vực trên là rất cần thiết. Khi bạn đến các nơi công cộng, bạn
dễ dàng bắt gặp những áp phích quảng cáo điện tử chạy theo các hướng khác nhau với
nhiều hình ảnh và màu sắc rất ấn tượng.
2.1 Led ma trận
Ma trận LED bao gồm nhiều LED cùng

nằm trong một vỏ chia thành nhiều cột và
hàng, mỗi giao điểm giữa hàng và cột có thể
có 1 LED (ma trận LED một màu) hay nhiều
LED (2 LED tại một vị trí tạo thành ma trận
LED 3 màu). Để LED tại một vị trí nào đó
sáng thì phải cấp hiệu điện thế dương giữa
Anode và Cathode.
Trên cơ sở cấu trúc như vậy, ta có thể mở rộng hàng và cột của ma trận LED để tạo
thành các bảng quang báo.
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 9
Hình 2.1 LED ma trận 5x7
1 3
3
4
1 0
6 1 1
1 5
1 6
5
2
7
1
1 2
8
1 4
9
H 1
H 2
H 3
H 4

H 5 H 6
H 7
H 8
C 1
C 2
C 3
C 4
C 5
C 6
C 7
C 8
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
2.1.1 Phân loại led ma trận
2.1.2 Led ma trận 8x8
Led ma trận m×n là Led ma trận có m cột và n hàng. Led ma trận 8×8 là led ma trận
gồm có 8 cột và 8 hàng. Led ma trận này có hai loại: loại thứ nhất là cathode chung
(common cathode – hàng cathode, cột anode), loại thứ hai là anode chung (common
anode– hàng anode, cột cathode).
Đề tài sử dụng loại Led ma trận cathode chung (cathode cột) vì dễ dàng tìm mua
được Led ma trận loại này trên thị trường linh kiện điện tử ở nước ta, đa dạng về kích
cỡ và màu sắc, có loại indoor, outdoor.
2.1.3 Hình dạng thực tế và sơ đồ chân led ma trận


2.1.4 Sơ đồ nguyên lý led ma trận
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 10
Theo kích cỡ Theo màu sắc Theo hình dạng điểm chấm
5x7 1 màu
Tròn
5x8 2 màu Vuông

8x8 3 màu
Bầu dục
Hình 2.2 Hình dạng thực tế và sơ đồ chân led ma trận 8x8
Bảng 2.1 Bảng phân loại LED ma trận
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Led ma trận m×n là Led ma trận có m cột và n hàng, tùy theo từng loại mà con những
led một màu hay 2 màu để tạo ra màu sắc khác nhau.
Bảng hiện thị ma trận LED ( dot-matran display) co rất nhiều loại và đủ kích cỡ to
nhỏ khác nhau, mỗi bảng gồm có rất nhiều LED đơn được ghép lại với nhau trong một
khối.
Trong khối đó các LED đơn được sắp sếp theo các hang va các cột, tại mỗi giao điểm
của hang với cột là một LED đơn, và người ta thường phân biệt các loại bảng LED theo
số hang và cột. Một bảng LED 5x7 tức là có 5 cột dọc và 7 hàng ngang, tổng cộng sẽ
có 5x7=35 LED đơn được ghép lại. Cũng nhu vậy một bảng 8x8 là có 8 hàng và 8 cột,
do 64 LED đơn ghép được lại. Và nhiều loại cỡ to hơn như 6x16 hay 32x32……
Hình 2.3 Cấu trúc kết nối của led ma trận
Trên thị trường ta thường thấy các bảng LED cỡ lớn, dài hàng mét với đủ kích cở.
Các bảng Led đó là do hàng nghìn Led đơn ghép lại. Khi thiết kế những bảng LED to
như vậy ta cần chú ý đến sự đồng điều về độ sang cùa LED để việc hiện thị được đồng
điều. Bên cạnh đó vấn đề cấp nguồn cho mạch cũng cần được chú ý và thiết kế cho phù
hợp. Trong đề tài này em sử dụng 16 LED 8x8 cho việc hiện thị.
2.2 Một số hình ành về bảng quang báo thực tế
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 11
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
2.2.1 Mẫu một dòng chữ (16 X 240 Điềm ảnh):
Hình 2.2.1 Mẫu một dòng chữ
Các thông số kỹ thuật:
- Kích thước hiển thị: chiều cao 122mm, chiều dài tuỳ ý (thường là bội của 305mm)
- Độ phân giải (số điểm ảnh): 16 x 40 x (chiều dài hiển thị/305)
- Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn (RJ45, Bàn phím)

- Bảng này có thể hiển thị một dòng chữ cao 122mm (16 điểm ảnh - như hình trên)
hoặc hai dòng chữ cao 61mm (8 điểm ảnh) nhưng không dấu Tiếng Việt
- Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn (RJ45
2.2.2 Mẫu hai dòng chữ (32 X 240 Điềm ành)
Hình 2.2.2 Mẫu hai dòng chữ
Các thông số kỹ thuật:
- Kích thước hiển thị: chiều cao 244mm, chiều dài tuỳ ý (thường là bội của 305mm)
- Độ phân giải (số điểm ảnh): 32 x 40 x (chiều dài hiển thị/305)
- Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn ( RJ45)
- Bảng này có thể hiển thị hai dòng chữ cao 122mm (16 điểm ảnh – như hình trên)
hoặc một dòng chữ cao 244mm (32 điểm ảnh - như hình dưới)
- Kết nối chuẩn (Máy tính, cổng COM) tuỳ chọn ( RJ45)
2.3 Bảng quang báo hiện thị led ma trận trong đồ án
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 12
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
- Kích thước : chiều cao 12cm,chiều dài 48 cm
- Độ phân giải (số điểm ảnh):16 x 128.
- Bảng này có khả năng hiển thị một dòng chữ cao 12 cm.
- Hiển thị hai màu: xanh và đỏ.
- Dùng ngôn ngữ lập trình CCS để lập trình cho vi xử lý PIC18F4620

SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 13
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
CHƯƠNG III
MẠCH CHỐT VÀ THANH GHI
3.1 Mạch chốt
3.1.1 Mạch chốt cổng Nand
Hãy xem cấu tạo của mạch dưới đây :
Hình 3.1.3 Mạch chốt cổng Nand

Mạch gồm 2 cổng logic
Nand mắc chéo nhau, có 2
ngõ vào là S (set : có
nghĩa là đặt) và R (reset :
có nghĩa là đặt lại). 2 ngõ
ra kí hiệu là Q (đầu ra
bình thường) và Q (đầu ra
đảo, tức là có trạng thái
logic ngược lại với Q)
Hoạt động của mạch
- Khi thiết lập mạch chốt đặt S = 0, R = 1.Do S = 0 nên Q = 1 bất chấp ngõ còn lại
Vậy ngõ ra ổn định sẽ là Q = 1 và Q = 0
- Khi xoá mạch chốt S = 1 và R = 0. Do R = 0 nên Q = 1 bất chấp ngõ còn lại
Vậy ngõ ra ổn định sẽ là Q = 0 và Q = 1
Vì lí do đối xứng nên hoạt động thiết lập và xoá mạch chốt ngược nhau.
- Khi để ngõ vào thường nghỉ S= 1 R=1.Rõ ràng chưa thể biết ngõ ra Q và Q như thế
nào
Hãy xét đến trạng thái trước đó:
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 14
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Vì vậy khi S=1 R=1 trạng thái ra không thay đổi tức là trước đó như thế nào thì sau vẫn
vậy (Qo và Qo)
- Khi thiết lập và xoá cùng lúc S=0, R=0
Rõ ràng khi nãy cả 2 cổng NAND đều có mức vào là 0 nên mức ra là 1, đây là điều
kiện không mong muốn vì đã quy ước Q và có trạng thái logic ngược nhau. Hơn nữa
khi S, R trở lại mức cao(1) thì sẽ không thể dự đoán Q và Q thay đổi; vì vậy trạng thái
này không được sử dụng còn gọi là trạng thái cấm.
Như vậy, mạch có 2 trạng thái ra ổn định là 0 và 1; mạch có thể nhận tín hiệu số vào
(trong trường hợp đơn giản này chỉ là 0 và 1) và đưa được nó ra, và từ đây khả năng
nhớ (lưu trữ dữ liệu), đồng bộ, và một số điểm khác cũng có thể được thực hiện được.

Ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn ở những mạch sau đó. Mạch hoạt động như ở trên được coi là 1
mạch chốt, 1dạng mạch tuần tự cơ bản nhất.
3.1.2 Chốt cổng NOR
Mạch chốt như trên có thể thay
thế 2 cổng nand bằng 2 cổng
NOR nguyên lí hoạt động
cũng tương tự nhưng ngõ vào
S, R tác động ở mức cao

Hình 3.1.2.1 Chốt cổng NOR
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 15
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Hình 3.1.2.2 Bảng trạng thái của mạch chốt cổng NOR
Thấy rằng các mạch tuần tự dù là mạch chốt đã khảo sát ở trên hay các mạch cao hơn
thì đều được cấu tạo bởi cổng logic cơ bản. Mặc dù tự thân cồng logic không thể lưu
trữ được dữ liệu nhưng khi biết kết hợp với nhau theo một cách thức cho phép tuỳ theo
mức độ phức tạp, quy mô kết hợp mà sẽ có mạch chốt, mạch lật, ghi dịch hay hơn nữa
là các bộ nhớ, xử lý.
3.1.3 Ứng dụng của mạch chốt
Mạch chốt như tên gọi của nó được sử dụng nhiều trong các hệ thống số cần chốt hay
đệm dữ liệu trước khi được xử lý điều khiển hay truyền nhận. Ngoài ra nó còn được sử
dụng làm mạch chống dội và mạch tạo dạng sóng vuông.
Mạch chống dội :
- Hiện tượng dội do các thiết bị cơ khí gây nên khi đóng ngắt chuyển mạch điện tử.
Mạch chốt có thể được dùng để chống dội như đã thấy ở chương 1
- Mạch minh hoạ
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 16
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Hình 3.1.3.1 Chốt NAND chống dội

Mạch tạo dao động sóng vuông
Một mạch chốt cơ bản kết hợp với một số linh kiện R , C để tạo nên mạch dao động
sóng vuông do ngõ ra lật trạng thái qua lại giữa mức 1 và 0. Mạch thiết lập và xoá tự
động theo thời hằng nạp xả của tụ C và trở R.
- Tần số dao động tính theo giá trị R, C là
f = ½(R+R3)C
- Mạch minh hoạ
Hình 3.1.3.2 Ứng dụng chốt tạo dao động sóng vuông
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 17
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
3.2 Thanh ghi
Chúng đều có thể lưu trữ (nhớ 1 bit) và chỉ khi có xung đồng bộ thì bit đó mới truyền
tới ngõ ra (đảo hay không đảo). Bây giờ nếu ta mắc nhiều FF nối tiếp lại với nhau thì sẽ
nhớ được nhiều bit. Các ngõ ra sẽ phần hoạt động theo xung nhịp ck. Có thể lấy ngõ ra
ở từng tầng FF (gọi là các ngõ ra song song) hay ở tầng cuối (ngõ ra nối tiếp). Như vậy
mạch có thể ghi lại dữ liệu (nhớ) và dịch chuyển nó (truyền) nên mạch được gọi là ghi
dịch. Ghi dịch cũng có rất nhiều ứng dụng đặc biệt trong máy tính, như chính cái tên
của nó: lưu trữ dữ liệu và dịch chuyển dữ liệu chỉ là ứng dụng nổi bật nhất.
3.2.1 Cấu tạo
Ghi dịch có thể được xây dựng từ các FF khác nhau và cách mắc cũng khác nhau
nhưng thường dùng FF D, chúng được tích hợp sẵn trong 1 IC gồm nhiều FF (tạo nên
ghi dịch n bit). Hãy xem cấu tạo của 1 ghi dịch cơ bản 4 bit dùng FF D
Hình 3.2.1.1 Ghi dịch 4 bit cơ bản
3.2.2 Hoạt động
Thanh ghi, trước hết được xoá (áp xung CLEAR) để đặt các ngõ ra về 0. Dữ liệu cần
dịch chuyển được đưa vào ngõ D của tầng FF đầu tiên (FF0). Ở mỗi xung kích lên của
đồng hồ ck, sẽ có 1 bit được dịch chuyển từ trái sang phải, nối tiếp từ tầng này qua tầng
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 18
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
khác và đưa ra ở ngõ Q của tầng sau cùng (FF3). Giả sử dữ liệu đưa vào là 1001, sau 4

xung ck thì ta lấy ra bit LSB, sau 7 xung ck ta lấy ra bit MSB.
Nếu tiếp tục có xung ck và không đưa thêm dữ liệu vào thì ngõ ra chỉ còn là 0 (các
FFđã reset : đặt lại về 0 hết. Do đó ta phải “hứng” hay ghim dữ liệu lại. Một cách làm l
sử dụng 2 cổng AND, 1 cổng OR và 1 cổng NOT như hình dưới đây.
Hình 3.2.2.1 Cho phép chốt dữ liệu trước khi dịch ra ngoài
Dữ liệu được đưa vào thanh ghi khi đường điều khiển R/W control ở mức cao
(Write).Dữ liệu chỉ được đưa ra ngoài khi đường điều khiển ở mức thấp (Read).

Có nhiều cách chia loại thanh ghi dịch (SR)
- Theo số tầng FF (số bit) : SR có cấu tạo bởi bao nhiêu FF mắc nối tiếp thì có bấy
nhiêu bit (ra song song). Ta có SR 4 bit, 5 bit, 8 bit, 16 bit …
Có thể có SR nhiều bit hơn bằng cách mắc nhiều SR với nhau hay dùng công nghệ
CMOS (các máy tính sử dụng SR nhiều bit)
- Theo cách ghi dịch có:
SISO vào nối tiếp ra nối tiếp
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 19
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
SIPO vào nối tiếp ra song song
PISO vào song song ra nối tiếp
PIPO vào song song ra song song
- Theo chiều dịch có SR trái, phải, hay cả 2 chiều
- Theo mạch ra có loại thường và 3 trạng thái
Loại vào nối tiếp ra song song và ra nối tiếp
Loại vừa khảo sát ở mục 1 thuộc loại ghi dịch vào nối tiếp ra nối tiếp. Đây cũng là cấu
trúc của mạch ghi dịch vào nối tiếp ra song song. Dữ liệu sẽ được lấy ra ở 4 ngõ Q của
4 tầng FF, vì chung nhịp đồng hồ nên dữ liệu cũng được lấy ra cùng lúc.
Hình 3.2.2.2 Mạch ghi dịch vào nối tiếp ra song song
Bảng dưới đây cho thấy làm như thế nào dữ liệu được đưa tới ngõ ra 4 tầng FF
Loại được nạp song song (vào song song) ra nối tiếp và song song
Bây giờ muốn đưa dữ liệu vào song song (còn gọi là nạp song song) ta có thể tận

dụng ngõ vào không đồng bộ Pr và Cl của các FF để nạp dữ liệu cùng một lúc vào các
FF. Như vậy có thể dùng thêm 2 cổng nand và một cổng not cho mỗi tầng. Mạch mắc
như sau
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 20
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Hình 3.2.2.3 Mạch ghi dịch nạp song song
Mạch hoạt động bình thường khi nạp song song ở thấp như đã nói. Khi nạp song song
WRITE = 1 cho phép nạp
ABCD được đưa vào Pr và Cl đặt và xoá để Q0 = A, Q1 = B, … Xung ck và ngõ vào
nổi tiếp không có tác dụng (vì sử dụng ngõ không đồng bộ Pr và Cl)
Một cách khác không sử dụng chân Pr và Cl được minh hoạ như hình dưới đây.Các
cổng nand được thêm vào để nạp các bit thấp D1, D2, D3. Ngõ WRITE/SHIFT dùng để
cho phép nạp (ở mức thấp) và cho phép dịch (ở mức cao). Dữ liệu nạp và dịch vẫn
được thực hiện đồng bộ như các mạch trước.
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 21
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Hình 3.2.2.4 Mạch ghi dịch nạp song song ra nối tiếp
Với mạch hình 3.2.4b ngõ ra dữ liệu là nối tiếp, ta cũng có thể lấy ra dữ liệu song
song như ở hình 3.2.5, Cấu trúc mạch không khác so với ở trên. Dữ liệu được đưa vào
cùng lúc và cũng lấy ra cùng lúc (mạch như là tầng đệm và hoạt động khi có xung ck
tác động lên.
Hình 3.2.2.5 Mạch ghi dịch vào song song ra song song

Ghi dịch 2 chiều
Như đã thấy, các mạch ghi dịch nói ở những phần trên đều đưa dữ liệu ra bên phải nên
chúng thuộc loại ghi dịch phải. Để có thể dịch chuyển dữ liệu ngược trở lại (dịch trái)
ta chỉ việc cho dữ liệu vào ngõ D của tầng cuối cùng, ngõ ra Q được đưa tới tầng kế
tiếp, …. Dữ liệu lấy ra ở tầng đầu.
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 22
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé

Để dịch chuyển cả 2 chiều, có thể nối mạch như hình dưới đây :
Hình 3.2.2.6 Mạch ghi dịch cho phép dịch chuyển cả 2 chiều
Với mạch trên, các cổng NAND và đường cho phép dịch chuyển dữ liệu trái hay phải.
Bảng dưới đây minh hoạ cho mạch trên : dữ liệu sẽ dịch phải 4 lần rồi dịch trái 4 lần.
Để ý là thứ tự 4 bit ra bị đảo ngược lại so với chúng ở trên.
Nhận thấy rằng các ghi dịch mô tả ở trên đều dùng các FF rời, rồi phải thêm nhiều cổng
logic phụ để tạo các loại SR khác nhau. Trong thực tế ghi dịch được tích hợp sẵn các
FF và đã nối sẵn nhiều đường mạch bên trong; người sử dụng chỉ còn phải làm một số
đường nối bên ngoài điều khiển các ngõ cho phép thôi. Các SR cũng được tích hợp sẵn
các chức năng như vừa có thể dịch trái dịch phải vừa vào nối tiếp vừa nạp song song.
Ở đây là một số ghi dịch hay được dùng :
7494 : 4bit vào song song, nối tiếp; ra nối tiếp
7495/LS95 : 4 bit, vào song song/nối tiếp; ra song song; dịch chuyển trái phải
7495/LS96 : 5 bit, vào nối tiếp/song song; ra song song nối tiếp
74164/LS164 : 8 bit vào song song ra nối tiếp
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 23
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
74165/LS765 : 8 bit, vào song song/nối tiếp; ra nối tiếp bổ túc
74166/LS166 : 8 bit; vào song song/nối tiếp; ra nối tiếp; có thể nạp đồng bộ
74194/LS194 : 4 bit vào song song/nối tiếp; ra song song; nạp đồng bộ dịch chuyển
trái phải
74195/LS195 : 4 bit, vào song/nối tiếp; ra song song; tầng đầu vào ở JK
74295/LS295 : như 74194/LS194 nhưng ra 3 trạng thái
74395/LS295 : 4 bit vào song song; ra song song 3 trạng thái
74LS671/672 : 4 bit có thêm chốt
74LS673/674 : 16 bit
Khảo sát ghi dịch tiêu biểu:
Ic 74/74LS95
Hình 3.2.2.7 Sơ đồ chân ra 74LS95

SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 24
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Hình 3.2.2.8 Cấu trúc bên trong ghi dịch 74LS95
Sơ đồ cấu tạo và bảng hoạt động của IC như hình trên. Các chế độ hoạt động của nó
như sau :
-Nạp nối tiếp:
Đưa dữ liệu vào tầng đầu Q0
Đặt điều khiển chọn ở mức thấp
Khi có ck1 hay ck2 thì dữ liệu sẽ lần lượt nạp vào ghi dịch và sẽ được đưa tới các tầng
sau
- Nạp song song:
Dữ liệu vào ở 4 ngõ ABCD
Đưa điều khiển kiểu lên cao
Khi có ck1 hay ck2 thì dữ liệu sẽ được nạp vào đồng thời các tầng của ghi dịch ở cạnh
lên đầu của xung ck.
Thanh ghi dịch đóng vai trò cực kì quan trọng trong việc lưu trữ, tính toán số học và
logic. Chẳng hạn trong các bộ vi xử lí, máy tính đều có cấu tạo các thanh ghi dịch;
trong vi điều khiển (8051) cũng có các ghi dịch làm nhiều chức năng hay như trong
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 25
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
nhân chia, ALU đã xét ở chương 2 ghi dịch cũng đã được đề cập đến. Ở đây không đi
vào chi tiết mà chỉ nói khái quát ngắn gọn về ứng dụng của chúng.
Ic 74HC595
IC 74HC595, đây là thanh ghi dịch 8-bit vào nối tiếp ra song song. Ta sö dông IC nµy
nh»m môc ®Ých tiÕt kiÖm ch©n của vi điều khiển để cho việc mở rông sau này được dễ dàng.
Chức năng các chân cũa IC 74HC595
- Chân DATA-IN (14) để đưa dữ liệu nối tiếp vào.
- Chân CLK (11) đưa xung đồng hồ.
-Chân LATCH(12) để chốt dữ liệu được gửi ra.
8 đầu ra được nối đến 8 hàng của Led thông qua

mạch đệm dòng (QA,QB,QB,QC,QD,QE,QF,QH)
- VCC và GND : chân cấp nguồn cho IC
- Chân QH’ chân dùng để mở rộng nếu có
ghép hơn 79HC595 Hình 3.4.1 Sơ đồ chân của74HC595
Hình 3.4.2 Cấu tạo bên trong của 74HC595
Nguyên tắc hoạt động
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 26
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Cho 1 bit vào SERIAL DATA INPUT và tác động vào chân SHIFT CLOCK, bít dữ
liệu (1) sẽ được đặt sẳn ở ngõ ra QA của 74HC595, tiếp tục đưa vào bít (2) và tác động
vào SHIFT CLOCK thì bít dữ liệu (1) sẽ đặt sẳn ở ngõ ra QB, bít dữ liệu (2) sẽ được
đặt sẳn ở ngỏ ra QA, tương tư đến bít cuối cùng. Chú ý là dữ liệu chỉ được chuẩn bị sẳn
ở các ngõ ra và chỉ được xuất ra khi tác động vào chân LATCH CLOCK. Bạn có thể
xuất dữ liệu bất cứ lúc nào không phải cần chuẩn bị đến bít cuối cùng.
3.2.3 Lưu trữ và dịch chuyển dữ liệu
Đây là ứng dụng cơ bản và phổ biến nhất của chúng. Ghi dịch n bit sẽ cho phép lưu trữ
được n bit dữ liệu một thời gian mà chừng nào mạch còn được cấp điện. Hay nói cách
khác dữ liệu khi dịch chuyển đã được trì hoãn một khoảng thời gian, nó tuỳ thuộc vào :
- Số bit có thể ghi dịch (số tầng FF cấu tạo nên ghi dịch)
- Tần số xung đồng hồ
3.2.4 Tạo kí tự hay tạo dạng song điều khiển
Ta có thể nạp vào ghi dịch, theo cách nạp nối tiếp hay song song, một mã nhị phân của
một chữ nào đó (A, B, ) hay một dạng sóng nào đó. Sau đó nếu ta nối ngõ ra nối tiếp
của ghi dịch vòng trở lại ngõ vào nối tiếp thì khi có xung ck các bit sẽ dịch chuyển
vòng quanh theo tốc độ của đồng hồ. Cách này có thể điều khiển sáng tắt của các đèn
(sắp xếp trên vòng tròn hay cách nào khác) Như mô phỏng sau là dạng sáng tắt của đèn
led. Với tải cổng suất thì cần mạch giao tiếp công suất như thêm trans, rờ le, SCR, đã
nói ở chương 1 cũng sẽ được dùng. Cũng có thể tạo ra dạng sóng tín hiệu tuần hoàn
cho mục đích thử mạch bằng cách này. Ta có thể thay đổi dạng sóng bằng cách thay
đổi mã số nhị phân nạp cho ghi dịch, và thay đổi tần số xung kích ck được cấp từ mạch

dao động ngoài từ 0 đến 200MHz tuỳ loại mạch ghi dịch.
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 27
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Hình 3.4.3 Tạo dạng sóng điều khiển bởi ghi dịch
3.2.5 Chuyển đổi dữ liệu nối tiếp sang song song và ngược lại
Các máy tính hay các bộ vi xử lí khi giao tiếp với nhau hay với các thiết bị ngoài
thường trao đổi dữ liệu dạng nối tiếp khi giữa chúng có một khoảng cách khá xa. Ngoài
cách dùng các bộ dồn kênh tách kênh ở 2 đầu truyền mà ta đã nói ở chương 2 thì ghi
dịch cũng có thể được dùng. Các ghi dịch chuyển song song sang nối tiếp sẽ thay thế
cho mạch dồn kênh và các ghi dịch chuyển nối tiếp sang song song sẽ thay thế cho
mạch tách kênh. Bên cạnh ghi dịch, cũng cần phải có các mạch khác để đồng bộ, chống
nhiễu, rò sai… nhằm thực hiện quá trình truyền nối tiếp hiệu quả.
Hình 3.4.4 Truyền dữ liệu nối tiếp
3.2.6 Bus truyền dữ liệu
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 28
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Bây giờ liệu với 8 đường dữ liệu song song vừa nhận được từ tách kênh đó (còn gọi là
1 byte), ta có thể dùng chung cho nhiều mạch được không? Sở dĩ có yêu cầu đó là vì
trong máy vi tính có rất nhiều mạch liên kết với nhau bởi các đường dữ liệu địa chỉ
gồm nhiều bit dữ liệu 8, 16, 32… mà ta đã biết đến nó với cái tên là bus. Vậy bus chính
là các đường dữ liệu dùng chung cho nhiều mạch (chẳng hạn bus giữa các vi xử lí, các
chíp nhớ bán dẫn, các bộ chuyển đổi tương tự và số,…
Chỉ có một đường bus mà lại dùng chung cho nhiều mạch, do đó để tránh tranh chấp
giữa các mạch thì cần phải có một bộ phận điều khiển quyết định cho phép mạch nào
được thông với bus, các mạch khác bị cắt khỏi bus. Vậy ở đây thanh ghi hay các bộ
đệm 3 trạng thái được dùng
Hình dưới minh hoạ cho đường bus 8 bit nối giữa vi xử lí với bộ đếm 8 bit, bàn phím,
và bộ 8 nút nhấn
Hình 3.4.5 Bus dữ liệu
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 29

Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
Giả sử rằng cả thiết bị đều cần giao tiếp với vi xử lí, nhưng chỉ có một đường truyền
nếu tất cả đồng loạt đưa lên thì có thể bị ảnh hưởng lẫn nhau giữa các dữ liệu, và thông
tin nhận được là không chính xác. Do đó ở đây vi xử lí sẽ quyết định: chẳng hạn nó đặt
ngõ OE1 cho phép bộ đếm cho mạch đếm đưa dữ liệu lên bus còn chân OE2 và OE3
ngưng làm dữ liệu từ bàn phím và nút nhấn bị ngắt (chờ) tức ngõ ra các bộ đệm hay
thanh ghi 3 trạng thái ở trạng thái tổng trở cao. Tương tự khi vi xử lí cần giao tiếp với
các mạch khác. Với tốc độ xử lí hàng trăm hàng ngàn MHz thì việc dữ liệu phải chờ là
không đáng kể do đó giữa các thiết bị giao tiếp với nhau rất nhanh và dường như đồng
thời.
3.3 Giải mã và mã hóa
3.3.1 Mả hóa
Mã hóa và giải mã không có gì xa lạ và là tất yếu trong đời sống chúng ta. Nó được
dùng để dễ nhớ, dễ đặt, dễ làm,…là quy ước chung cũng có thể phổ biến cũng có thể bí
mật. Chẳng hạn dùng chữ để đặt tên cho 1 con đường, cho 1con người; dùng số trong
mã số sinh viên, trong thi đấu thể thao; quy ước đèn xanh, đỏ, vàng tương ứng là cho
phép đi,đứng, dừng trong giao thông; rồi viết bức thư sử dụng chữ viết tắt, kí hiệu riêng
để giữ bí mật hay phức tạp hơn là phải mã hoá các thông tin dùng trong tình báo, vv…
Thông tin đã được mã hoá rồi thì khi dũng cũng phải giải mã nó và ta chỉ giải được khi
chấp nhận, thực hiện theo đúng những quy ước, điều kiện có liên quan chặt chẽ tới mã
hoá. Trong mạch số, tất nhiên thông tin cũng phải được mã hoá hay giải mã ở dạng
số.Trong những mục này, ta sẽ xem xét cụ thể cách thức, cấu trúc, ứng dụng của mã
hoá giải mã số như thế nào.
Trong các hệ thống số kể cả viễn thông, máy tính, các đường điều khiển tuỳ chọn hay
dữ liệu được truyền đi hay xử lí đều phải ở dạng số hệ 2 chỉ gồm 1 và 0; có nhiều
đường tín hiệu chỉ có 1 bit như đường điều khiển mở nguồn cho mạch ở mức 1; rồi có
nhiều đường địa chỉ nhiều bit chẳng hạn 110100 để CPU xác định địa chỉ trong bộ nhớ;
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 30
Quang Báo Dùng Led Ma Trận GVHD: Thượng Văn Bé
rồi dữ liệu dạng hex gửi xuống máy in cho in ra kí tự. Tất cả các tổ hợp bit đó được gọi

là các mã số (code) hay mã. Và mạch tạo ra các mã số gọi là mạch mã hoá (lập mã:
encoder).
Mã hóa 8 sang 3 đường
Mạch mã hoá 8 đường sang 3 đường còn gọi
là mã hoá bát phân sang nhị phân (có 8 ngõ
vào chuyển thành 3 ngõ ra dạng số nhị phân
3 bit. Trong bất cứ lúc nào cũng chỉ có 1
ngõ vào ở mức tích cực tương ứng với chỉ
một tổ hợp mã số 3 ngõ ra; tức là mỗi 1 ngõ
vào sẽ cho ra 1 mã số 3 bit khác nhau. Với 8
ngõ vào (I
0
đến I
7
) thì sẽ có 8 tổ hợp ngõ ra
nên chỉ cần 3 ngõ ra (Y
2
, Y
1
, Y
0
).

Hình 3.3.1 .1Khối mã hoá 8 sang 3
Bảng 3.3.1.1: Bảng trạng thái mạch mã hoá 8 sang 3

Từ bảng trên, ta có :
SVTH: Lý Trí Huệ - Nguyễn Thanh Thuận 31