Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên

Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
****************
ĐỒ ÁN MÔN HỌC I
GVHD: NGUYỄN QUỲNH ANH
SV THỰC HIỆN:
TRẦN VĂN PHÁT
NGUYỄN TẤN PHÁT
Đề tài:
- Thiết kế mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên dùng IC AT89C51 hoạt động theo
thời gian đã định, điều khiển đèn giao thông tại ngã tư giao nhau giữa 1 đường ưu tiên
và 1 đường không ưu tiên có các chế độ hoạt động:
+ Giờ bình thường:Thời gian đèn xanh ở 2 đường bằng nhau.
+ Giờ cao điểm(6h,7h,11h,12h,16h,17h và18h): Thời gian đèn xanh ở đường ưu
tiên dài hơn thời gian đèn xanh ở đường không ưu tiên.
+Hiển thị led 7 đoạn đếm ngược thời gian ở 2 ngã đường và hiển thị giờ ,phút.
+Nút nhấn điều khiển thời gian hoạt động theo chế độ.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 05 năm 2010
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 1
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 2
LỜI CẢM ƠN
LỜI CẢM ƠN

- Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn
cô Nguyễn Quỳnh Anh cùng quý thầy cô bộ môn khoa
Điện-Điện Tử Viễn Thông Trường Đại Học Giao Thông
Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh.
- Trong quá trình thực hiện đồ án nhóm chúng

em gặp không ít khó khăn và thiếu sót Nhưng được sự
hướng dẫn và chí dạy nhiệt tình của quý thầy cô đã giúp
chúng em khắc phục được những thiếu sót đó và có thể
hoàn thành được đề tài đúng thời hạn, giúp chúng em
học tốt hơn.
- Do kiến thức của nhóm chúng em còn hạn chế
nên trong đồ án còn nhiều sai xót chúng em rất mong
được sự thông cảm của quý thầy cô. Chúng Em xin
chân thành cảm ơn.
TP HCM, tháng 05 năm 2010
SV thực hiện:
Trần Văn Phát
Nguyễn Tấn Phát

- Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn
cô Nguyễn Quỳnh Anh cùng quý thầy cô bộ môn khoa
Điện-Điện Tử Viễn Thông Trường Đại Học Giao Thông
Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh.
- Trong quá trình thực hiện đồ án nhóm chúng
em gặp không ít khó khăn và thiếu sót Nhưng được sự
hướng dẫn và chí dạy nhiệt tình của quý thầy cô đã giúp
chúng em khắc phục được những thiếu sót đó và có thể
hoàn thành được đề tài đúng thời hạn, giúp chúng em
học tốt hơn.
- Do kiến thức của nhóm chúng em còn hạn chế
nên trong đồ án còn nhiều sai xót chúng em rất mong
được sự thông cảm của quý thầy cô. Chúng Em xin
chân thành cảm ơn.
TP HCM, tháng 05 năm 2010
SV thực hiện:

Trần Văn Phát
Nguyễn Tấn Phát
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
PHẦN 1: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
  
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN:














Điểm đánh giá
TP. HCM,ngày 07 tháng 05 năm 2010
Giáo viên hướng dẫn
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 3
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
  
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN:

Điểm đánh giá
TP. HCM,ngày 07 tháng 05 năm 2010
Giáo viên phản biện
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 4
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
PHẦN 2: LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số đã trở thành quen thuộc với nhiều người, bởi vì
sự phát triển của ngành kỹ thuật số này đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn
cầu. Có người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “ nền kinh tế kỹ
thuật số “, “số hóa” đã gần như vượt khỏi ranh giới của một thuật ngữ kỹ thuật . Nhờ có
ưu điểm của xử lý số như độ tin cậy trong truyền dẫn, tính đa thích nghi và kinh tế của
nhiều phần mềm khác nhau, tính tiện lợi trong điều khiển và khai thác mạng.
Số hóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều lĩnh vực kỹ thuật và kinh tế
khác nhau. Không chỉ trong lĩnh vực thông tin liên lạc và tin học. Ngày nay, kỹ thật số đã
và đang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử, Điều khiển tự động, phát thanh truyền
hình, y tế, nông nghiệp…và ngay cả trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình.

Ngay từ những ngày đầu khai sinh, kỹ thuật số nói riêng và ngành điện tử nói
chung đã tạo ra nhiều bước đột phá mới mẽ cho các ngàng kinh tế khác và còn đảm bảo
được yêu cầu của người dùng cả về chất lượng và dịch vụ. Đồng thời kiến thức về kỹ
thuật số là không thể thiếu đối với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên điện tử.
Và như mọi người nhận thấy rằng, ngày nay trật tự giao thông nước ta đang rối
ren. Vì vậy việc sử dụng đèn giao thông tại những giao lộ là rất cần thiết và để hiểu rõ
hơn về nguyên lý hoạt động và muốn phát triển thêm về mô hình này, em đã chọn đề tài
cho đồ án môn học 1 là nghiên cứu về Đèn Giao Thông .
Nội dung chính của bài báo cáo được chia thành các phần chính sau:
 Lời nói đầu.
 Phần một: Phân tích về yêu cầu của đồ án và các giải pháp đưa
ra để thực hiện.
 Phần hai: Giới thiệu các linh kiện và cách sử dụng của từng linh
kiện, đặc biệt vể IC lập trình 89C51.
 Phần ba: Quá trình thực hiện mô phỏng và các giải thuật đưa ra
thực hiện.
 Phần bốn: Mạch cứng thực hiện và các hình ảnh thực tế của mạch.
 Phần năm: Kết luận và các hướng phát triển hoàn thiện đề tài.
Trong quá trình thực hiện đề tài có thể không tránh được các thiếu sót và mức độ
hoàn thành đề tài, mong quý thầy cô xem xét và có thể đưa ra nhận xét để chúng em có
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 5
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
thể khắc phục được những thiếu sót đó và có thể hoàn thiện cũng như mở rộng đề tài sau
này….

GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 6
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
PHẦN 3: QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
I/ Giới thiệu đề tài:

1/ Các chế độ hoạt động trong ngày: (giờ cao điểm, giờ thấp điểm, hiển thị thời gian của
các chế độ lên led 7 đoạn.)
 Giờ cao điểm: đèn xanh ở đường ưu tiên dài hơn đường không ưu tiên.
 Giờ thấp điểm: đèn xanh ở 2 đường bằng nhau.
 Có 8 led 7 đoạn:
 4 led hiển thị đếm ngược thời gian ở 2 ngã đường.
 4 led hiển thị thời gian hoạt động (2 led hiển thị giờ, 2 led hiển thị phút).
 Hệ thống led đơn hiển thị cho các đèn xanh, đèn vàng, đèn đỏ tại các ngã tư thực.
 Giao tiếp của vi xử lí nhận biết thời gian của IC để tự động chuyển theo chế độ
trong ngày.
 Hệ thống nút nhấn: gồm 3 nút
 1 nút mode chuyển chế độ.
 1 nút tăng thời gian.
 1 nút giảm thời gian.
2/ Các linh kiện sử dụng:
 Vi xử lí AT89C51.
 Hiển thị: Các led 7 đoạn (anode chung), các led đơn xanh, vàng, đỏ.
 Các transistor A1015(PNP), để khuyếch đại và điều khiển.
 Nút nhấn điểu khiển.
 Điện trở thanh và các điện trở cần dùng.
II/ ỨNG DỤNG:
Một ứng dụng cơ bản của mạch đèn giao thông ngày nay là giải quyết vấn đề nạn
kẹt xe, đang diễn ra hàng ngày trong các tỉnh thành có mật độ dân số lớn như thành phố
hồ chí minh… mà các nhà chức năng đang phải đâu đầu hiện nay.
CHƯƠNG 2: LINH KIỆN VÀ IC LIÊN QUAN
I/ Giới thiệu các thông số IC thực hiện :
1/ Vi điều khiển AT89C51.
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 7
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
1.1/ Giới thiệu.

AT89C51 là vi điều khiển do hãng Intel sản xuất,chế tạo theo công nghệ
CMOS. Có các đặc tính sau:
 4 KB EPROM (Flash Erasable and Programmable Read Only
Memory), có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xoá
 Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz
 Có 3 mức khóa bộ nhớ lập trình
 128 Byte RAM nội.
 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.
 2 bộ Timer/counter 16 Bit.
 6 nguồn ngắt.
 Giao tiếp nối tiếp điều khiển bằng phần cứng.
 64 KB vùng nhớ mã ngoài
 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài.
 Cho phép xử lý bit.
 210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
 4 chu kỳ máy (4 µs đối với thạch anh 12MHz) cho hoạt động nhân
hoặc chia.
 Có các chế độ nghỉ (Low-power Idle) và chế độ nguồn giảm (Power-
down). Ngoài ra, một số IC khác của họ MCS-51 có thêm bộ định
thời thứ 3 và 256 byte RAM nội.
1.2/ Sơ đồ khối của 89c51.
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 8
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
1.3/ Sơ đồ các chân 89c51 và chức năng từng chân.
1.3.1/ Sơ đồ chân 89c51.

GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 9
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
1.3.2/ Chức năng từng chân.
 Port 0: là port hai chức

năng ở các chân 32 đến
39 của AT89C51:
 Chức năng IO
(xuất / nhập):
dùng cho các thiết
kế nhỏ (không
dùng bộ nhớ
ngoài ). đối với
các thiết kế lớn
với bộ nhớ ngoài,
port 0 được dồn
kênh giữa bus dữ
liệu (D0: D7) và
byte thấp của bus
địa chỉ (A0:A7).
 Khi dùng làm ngõ vào, Port 0 phải được set mức logic 1 trước đó.
 Chức năng địa chỉ / dữ liệu đa hợp: khi dùng các thiết kế lớn, đòi
hỏi phải sử dụng bộ nhớ ngoài thì Port 0 vừa là bus dữ liệu (8 bit)
vừa là bus địa chỉ (8 bit thấp).
 Ngoài ra khi lập trình cho AT89C51, Port 0 còn dùng để nhận mã
khi lập trình và xuất mà khi kiểm tra (quá trình kiểm tra đòi hỏi phải
có điện trở kéo lên).
 Port1 (chân 1 – 8): chỉ có một chức năng là I/O, không dùng cho mục
đích khác (chỉ trong 8032/8052/8952 thì dùng thêm P1.0 và P1.1 cho bộ
định thời thứ 3). Tại Port 1 đã có điện trở kéo lên nên không cần thêm điện
trở ngoài.
 Port 1 có khả năng kéo được 4 ngõ TTL và còn dùng làm 8 bit địa
chỉ thấp trong quá trình lập trình hay kiểm tra.
 Port 2 (chân 21 – 28) là port có 2 chức năng:
 Chức năng IO (xuất / nhập)

 Chức năng địa chỉ: dùng làm 8 bit địa chỉ cao khi cần bộ nhớ ngoài
có địa chỉ 16 bit. Khi đó, Port 2 không được dùng cho mục đích I/O.
Khi dùng làm ngõ vào, Port 2 phải được set mức logic 1 trước đó.
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 10
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
Khi lập trình, Port 2 dùng làm 8 bit địa chỉ cao hay một số tín hiệu
điều khiển.
 Port 3 (chân 10 – 17): là port có 2 chức năng:
 Chức năng I/O.
 Chức năng khác: ta có bảng chức năng của từng chân sau:
Bit Tên Chức năng
P3.0 RxD Ngõ vào port nối tiếp
P3.1 TxD Ngõ ra port nối tiếp
P3.2 INT0 Ngắt ngoài 0
P3.3 INT1 Ngắt ngoài 1
P3.4 T0 Ngõ vào của bộ định thời 0
P3.5 T1 Ngõ vào của bộ định thời 1
P3.6 WR
Tín hiệu điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ
ngoài.
P3.7 RD
Tín hiệu điều khiển đọc từ bộ nhớ dữ liệu
ngoài.
 Nguồn:
Chân 40: VCC = 5V ± 20%
Chân 20: GND
 PSEN (Program Store Enable):
 PSEN (chân 29) cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng đối với
các ứng dụng sử dụng ROM ngoài, thường được nối đến chân OC
(Output Control) của ROM để đọc các byte mã lệnh. PSEN sẽ ở

mức logic 0 trong thời gian AT89C51 lấy lệnh. Trong quá trình này,
PSEN sẽ tích cực 2 lần trong 1 chu kỳ máy.
 Mã lệnh của chương trình được đọc từ ROM thông qua bus dữ liệu
(Port0) và bus địa chỉ (Port0 + Port2).
 Khi 8951 thi hành chương trình trong ROM nội, PSEN sẽ ở mức
logic 1.
 ALE/PROG (Address Latch Enable / Program):
 ALE/PROG (chân 30) cho phép tách các đường địa chỉ và dữ liệu
tại Port 0 khi truy xuất bộ nhớ ngoài. ALE thường nối với chân
Clock của IC chốt (74373, 74573).
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 11
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
 Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên
chip và có thể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của
hệ thống.
 Xung này có thể cấm bằng cách set bit 0 của SFR tại địa chỉ 8Eh lên
1. Khi đó, ALE chỉ có tác dụng khi dùng lệnh MOVX hay MOVC.
Ngoài ra, chân này còn được dùng làm ngõ vào xung lập trình cho
ROM nội ( PROG).
 EA /VPP (External Access) :
 EA (chân 31) dùng để cho phép thực thi chương trình từ ROM
ngoài. Khi nối chân 31 với Vcc, AT89C51 sẽ thực thi chương trình
từ ROM nội (tối đa 8KB), ngược lại thì thực thi từ ROM ngoài (tối
đa 64KB).
 Ngoài ra, chân EA được lấy làm chân cấp nguồn 12V khi lập trình
cho ROM.
 RST (Reset):
 RST (chân 9) cho phép reset
AT89C51 khi ngõ vào tín hiệu đưa
lên mức 1 trong ít nhất là 2 chu kỳ

máy.
 XTAL1,XTAL2:
 Ngõ vào và ngõ ra bộ dao động, khi
sử dụng có thể chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ
trong sơ đồ. Tần số thạch anh thường sử dụng cho AT89C51 là
12Mhz.
 Chu kì máy (TM) = 1 / (fOSC/12) = 12 / fOSC
 Nếu tần số thạch anh là 12Mhz thì số chu kì máy bằng 1us.
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 12
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
1.4/ Các thanh ghi đặc biệt của 89C51 (SFR – Special Function Registers).
1.4.1/ Thanh ghi tích luỹ (Accumulator):
Thanh ghi tích luỹ là thanh ghi sử dụng nhiều nhất trong AT89C51, được ký hiệu
trong câu lệnh là A. Ngoài ra, trong các lệnh xử lý bit, thanh ghi tích luỹ được ký hiệu là
ACC.
1.4.2/ Thanh ghi B:
Thanh ghi tích luỹ có thể truy xuất trực tiếp thông qua địa chỉ E0H (byte) hay truy
xuất từng bit thông qua địa chỉ bit từ E0H đến E7H.
1.4.3/ Thanh ghi từ trạng thái chương trình (PSW - Program Status Word)
Thanh ghi từ trạng thái chương trình PSW nằm tại địa chỉ D0H và có các địa chỉ
bit từ D0H – D7H, bao gồm 7 bit (1 bit không sử dụng) có các chức năng như sau:
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
Chức
năng
CY AC F0 RS1 RS0 OV - P
CY (Carry): cờ nhớ, thường được dùng cho các lệnh toán học (C = 1 khi có nhớ
trong phép cộng hay mượn trong phép trừ).
AC (Auxiliary Carry): cờ nhớ phụ (thường dùng cho các phép toán BCD).
F0 (Flag 0): được sử dụng tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 13

Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
RS1, RS0: dùng để chọn bank thanh ghi sử dụng. Khi reset hệ thống, bank 0 sẽ
được sử dụng.
Chọn bank thanh ghi:
RS1 RS0 BANK THANH GHI
0 0 BANK 0
0 1 BANK 1
1 0 BANK 2
1 1 BANK 3
OV (Overflow): cờ tràn. Cờ OV = 1 khi có hiện tượng tràn số học xảy ra (dùng
cho số nguyên có dấu).
P (Parity): kiểm tra parity (chẵn). Cờ P = 1 khi tổng số bit 1 trong thanh ghi A là
số lẻ (nghĩa là tổng số bit 1 của thanh ghi A cộng thêm cờ P là số chẵn).
Ví dụ như: A = 10101010b có tổng cộng 4 bit 1 nên P = 0. Cờ P thường được
dùng để kiểm tra lỗi truyền dữ liệu.
1.4.4/ Thanh ghi con trỏ stack (SP – Stack Pointer)
Con trỏ stack SP nằm tại địa chỉ 81h và không cho phép định địa chỉ bit. SP dùng
để chỉ đến đỉnh của stack. Stack là một dạng bộ nhớ lưu trữ dạng LIFO (Last In First
Out) thường dùng lưu trữ địa chỉ trả về khi gọi một chương trình con. Ngoài ra, stack còn
dùng như bộ nhớ tạm để lưu lại và khôi phục các giá trị cần thiết.
Đối với AT89C51, stack được chứa trong RAM nội (128 byte đối với 8031/8051
hay 256 byte đối với 8032/8052). Mặc định khi khởi động, giá trị của SP là 07h, nghĩa là
stack bắt đầu từ địa chỉ 08h (do hoạt động lưu giá trị vào stack yêu cầu phải tăng nội
dung thanh ghi SP trước khi lưu.
1.4.5/ Con trỏ dữ liệu DPTR (Data Pointer)
Con trỏ dữ liệu DPTR là thanh ghi 16 bit bao gồm 2 thanh ghi 8 bit: DPH (High)
nằm tại địa chỉ 83h và DPL (Low) nằm tại địa chỉ 82h. Các thanh ghi này không cho
phép định địa chỉ bit. DPTR được dùng khi truy xuất đến bộ nhớ có địa chỉ 16 bit.
1.4.6/ Các thanh ghi Port:
Gồm 4 thanh ghi tương ứng với 4 port:

GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 14
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
P0 Port 0 : ở địa chỉ 80H đến dịa chỉ 87H.
P1  Port 1 : ở địa chỉ 90H đến địa chỉ 97H.
P2  Port 2 : ở địa chỉ A0H đến địa chỉ A7H.
P3  Port 3 : ở địa chỉ B0H đến địa chỉ B7H.
Nếu truy suất Port ta truy suất các thanh ghi Port tương ứng. Các thanh ghi này
được định địa chỉ từng Bit.
1.4.7/ Các thanh ghi bộ định thời (Timer):
89c51 có hai thanh ghi bộ định thời/đếm 16 bit được dùng cho định thời hoặc đếm
sự kiên.
+ Thanh ghi chế độ định thời (TMOD):
 Không được định địa chỉ bit.
 Dùng để định chế độ hoạt động cho TIMER.
 Chức năng từng bit.
+ M1,M0 :Chọn chế độ hoạt động
M1 M0 CHẾ ĐỘ (MODE)
0 0 0
0 1 1
1 0 2
1 1 3
+T/C :Bit chọn chức năng đếm hoặc định thời cho TIMER.
+GATE: Bit điều khiển cổng cho bộ định thời.
+ Thanh ghi điều khiển định thời (TCON):
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 15
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
 Chứa các bit điều khiển và trạng thái của Timer 0, 1 ở 4 bit cao, 4 bit thấp được
dùng cho chức năng ngắt (interrupt).
 Chức năng từng bit:
+TF x: cờ tràn của Timer x (x là 0 hoặc 1).

+TR0: không cho phép Timer chạy.
+TR1: cho phép Timer chạy.
1.4.8/ Các thanh ghi port nối tiếp (Serial port) :
 Thanh ghi SBUF (Serial Buffer):
+ Ở địa chỉ 99H là bộ đệm nhập/xuất nối tiếp, khi xuất dữ liệu thì ghi lên
SBUF, khi nhập dữ liệu thì đọc từ SBUF.
+ Các chế độ hoạt động khác nhau của port nối tiếp được lập trình thông qua
thanh ghi điều khiển port nối tiếp SCON (Serial Control) ở địa chỉ 98H. Đây là
thanh ghi được địa chỉ từng bit.
 Thanh ghi điều khiển port nối tiếp SCON:
+ Địa chỉ 99H.
+ Định địa chỉ bit.
+ Chức năng các bit.
*SM0, SM1: chọn chế độ hoạt động của port nối tiếp.
SM0 SM1 Chế độ (Mode) Mô tả
0 0 0 Thanh ghi dịch.
0 1 1
UART 8 bit tốc độ thay đổi
1 0 2
UART 9 bit tốc độ cố định.
1 1 3
UART 9 bit tốc độ thay đổi.
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 16
Đồ án mơn học 1 Mạch đèn giao thơng tại ngã tư có ưu tiên
* SM2: chọn chế độ hoạt động của port nối tiếp.
SM2 = 1: cho phép truyền thơng đa xử lý ở các chế độ 2 và 3; bit RI sẽ khơng
được tích cực nếu bit thứ 9 nhận được là 0.
*REN: bit cho phép thu.
REN = 1: cho phép thu.
REN = 0: khơng cho phép thu.

*TB8: bit phát thứ 9 (ở chế độ 2 và 3), có thể đặt và xóa bằng phần mềm.
* RB8: bit thu thứ 9 (ở chế độ 2 và 3), có thể đặt và xóa bằng phần mềm.
1.4.9/ Các Thanh Ghi Ngắt (Interrupt):
8031/8051 có 5 nguồn ngắt:
+ 2 ngắt ngồi: ngắt ngồi 0: qua chân INT0 (P3.2)
ngắt ngồi 1: qua chân INT1 (P3.3)
+ 3 ngắt trrong: ngắt timer 0, ngắt timer 1, ngắt port nối tiếp.
* Các thanh ghi liên quan đến ngắt :
- Thanh ghi cho phép ngắt IE (Interrupt Enable):
+Được đònh đòa chỉ bit.
+ Chức năng từng bit:
EA: cho phép toàn bộ.
ET2: cho phép ngắt timer 2 (nếu có).
ES: cho phép ngắt port nối tiếp.
GVHD: Cơ Nguyễn Quỳnh Anh Trang 17
Đồ án mơn học 1 Mạch đèn giao thơng tại ngã tư có ưu tiên
ET1: cho phép ngắt timer 1.
EX1: cho phép ngắt ngoài 1.
ET0: cho phép ngắt timer 0
EX0: cho phép ngắt ngoài 0.
+Để cho phép 1 nguồn ngắt, cần phải có: EA = 1.
+ Bit cho phép ngắt tương ứng bằng 1.
-Thanh ghi ưu tiên ngắt IP (Interrupt Priority):
Được đònh đòa chỉ bit.
+Bit = 1: mức ưu tiên cao
+Bit = 0: mức ưu tiên thấp
+ Mặc nhiên sau khi reset, tất cả các ngắt ở mức ưu tiên thấp.
+Nếu 2 ngắt với mức ưu tiên khác nhau xuất hiện đồng thời, ngắt có mức ưu tiên
cao sẽ được phục vụ trước. Đồng thời, ngắt có mức ưu tiên cao cũng có thể tạm dừng
chương trình phục vụ ngắt của ngắt có mức ưu tiên thấp.

+Nếu các ngắt có cùng mức ưu tiên xuất hiện đồng thời, việc xác đònh ngắt nào
được phục vụ trước sẽ theo thứ tự: ngắt ngoài 0, ngắt timer 0, ngắt ngoài 1,ngắt timer
1,ngắt port nối tiếp,ngắt timer 2 (đối với 8032/8052).
- Thanh ghi TCON:
GVHD: Cơ Nguyễn Quỳnh Anh Trang 18
Đồ án mơn học 1 Mạch đèn giao thơng tại ngã tư có ưu tiên
Đònh đòa chỉ bit.
Chức năng các bit liên quan đến ngắt (interrupt):
+ IEx: cờ ngắt ngoài x (IEx = 1 → tạo ngắt ngoài x).
+ ITx: bit xác đònh loại tác động ngắt ngoài x :
ITx = 0 : tác động mức 0.
ITx = 1 : tác động cạnh xuống (thường dùng).
- Thanh ghi điều khiển nguồn PCON (Power Control) :
Không được đònh đòa chỉ từng bit.
Chứa các bit điều khiển như sau:
SMOD - - GF1 GF0 PD IDL
+ SMOD:bit tăng gấp đôi tốc độ baud của port nối tiếp nếu được đặt (SMOD = 1).
+GF1, GF0: các bit cờ đa dụng.
+PD: thiết lập chế độ nguồn giảm khi được đặt, chỉ thoát khi reset.
+ IDL: thiết lập chế độ nguồn nghỉ khi được đặt, chỉ thoát nếu có ngắt hoặc reset.
* Chế độ nguồn giảm (PD =1): cần cỡ 2V
+ Mạch dao động trên chip ngừng hoạt động.
+ Mọi chức năng ngừng hoạt động.
+ Nội dung các RAM trên chip được duy trì.
+ Các chân port được duy trì ở mức logic của chúng.
+ ALE và PSENđược giữ ở mức thấp.
* Chế độ nghỉ (IDL = 1)
GVHD: Cơ Nguyễn Quỳnh Anh Trang 19
Đồ án mơn học 1 Mạch đèn giao thơng tại ngã tư có ưu tiên
+ Tín hiệu clock nội khóa không cho đến CPU nhưng không khóa đối với các chức

năng ngắt, đònh thời và port nối tiếp.
+ Nội dung của tất cả các thanh ghi được duy trì.
+ ALE và PSEN được giữ ở mức cao.
1.4.10/ hoạt động reset:
Để thực hiện reset, cần phải tác động mức cao tại chân RST (chân 9) của
AT89C51 ít nhất 2 chu kỳ máy. Sơ đồ mạch reset có thể mơ tả như sau:

Trạng thái của tất cả các thanh ghi trong 89c51 sau khi Reset hệ thống được tóm
tắt như sau:
Thanh ghi Nội dung
Đếm chương trình PC
Thanh ghi tích lũy A
Thanh ghi B
Thanh ghi trạng thái PSW
SP
DPTR
Port 0 đến Port 3
0000H
00H
00H
00H
07H
000H
FFH
GVHD: Cơ Nguyễn Quỳnh Anh Trang 20
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
IP
IE
Các thanh ghi định thời
SCON

SBUF
PCON( MHOS)
PCON (CMOS)
XXX0 0000 B
0XX0 0000B
00H
00H
00H
0XXX XXXXH
0XXX 0000 B
Thanh ghi quan trọng nhất là thanh ghi bộ đếm chương trình PC được Reset tại
địa chỉ 0000H.Khi ngõ vào RST xuống mức thấp, chương trình luôn bắt đầu tại địa chỉ
0000H của bộ nhớ chương trình. Nội dung của RAM trên chip không bị thay đổi bởi tác
động của ngõ vào Reset.
2/ Transistor điều khiển và khuyêch đại: A1015:
2.1/ Sơ đồ chân A1015:

GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 21
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
2.2/ Mô phỏng BJT:
+Transistor được sử dụng ở chế độ bão hòa.
+Ta sử dụng cực B của transistor để điều khiển các linh
kiện.
+Nếu dòng Ib=0 thì Vbe bị phân cực ngược dẫn đến
transistor bị phân cực ngược  tắt.
3/ Led 7 đoạn ( 7 segment): dòng cần thiết để led sáng : tối thiểu là 10mA.
* Sơ đồ cấu tạo chân của led:
* Hình ảnh thực tế:
Nguyên lý hoạt động của led 7 đoạn
cũng giống như các led đơn, nghĩa là khi

cấp dòng cho chân nào thì chân đó sẽ sáng.
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 22
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ
I/ Sơ đồ khối :
II/ Chức năng thực hiện từng khối:
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 23
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
2.1/ Khối xử lí trung tâm AT89C51 :
IC AT89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập.Trong đó có
24 chân có tác dụng kép (có nghĩa một chân có hai chức năng), mỗi đường có thể hoạt
động như đường xuất nhập hoặc như đường diều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ
liệu và bus dịa chỉ.
Mặt khác khối này nó được lập trình để điều khiển các khối con của mạch.
2.2/ Khối hiển thị thời gian đếm ngược trên led 7 đoạn và hiển thị led đơn:
Khối hiển thị đếm ngược led 7 đoạn: hiển thị thời gian của các chế độ thời gian,
được hiển thị trên led 7 đoạn, các chân của led được nối thông qua một điện trở thanh để
nối với IC vi điều khiển. Việc giải mã nhị phân sang led 7 đoạn điều được thực hiện trên
vi điều khiển.
Led 7 đoạn được nối theo kiểu anode chung. Nghĩa là : chân E của transistor được
nối lên nguồn. Led hoạt động với dòng tối thiểu là 20mA.
Sử dụng port (P0): P0.0, P0.1, P0.2, P0.3, P0.4, P0.5, P0.6, P0.7.
Với các chân điều khiển hoạt động thông qua các transistor PNP A1015 điều khiển
hoạt động ở chế độ bão hòa cung cấp dòng cho led sáng.
Transistor PNP A1015 được nối với port (P2) của vi điều khiển có chức năng
khuyếch đại dòng cho led hoạt động bình thường. thông thường ta chọn hệ số khuyếch
đại β = (40÷100).
Vì vậy ta cần tính các giá trị điện trở như sau:
Dòng điện nhỏ nhất mà một led đơn có thể sáng là 10mA và dòng giới hạn là: 20mA.

Khi một led sáng thì nó sẽ mất một điện áp là 2V trên 1led.
Từ đó , để tất cả 7 led sáng cùng một lúc thì dòng Ic=7*15mA=105mA.
Ta có:
5= Vd+Ic*R2
⇒ R2= (5-Vd) / Ic=(5-2) / 105=286 Ohm
Chọn R2=220(Ohm)
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 24
Đồ án môn học 1 Mạch đèn giao thông tại ngã tư có ưu tiên
Vì transistor A1015 có H
fe
=100
Ib=Ic/h
fe
=105 / 100=1mA
Ta lại có:
5= V
eb
+Ib*R1
⇒ R1=(5-V
eb
) / Ib=4,7k với V
eb
=
0,3v
Chọn R1=4.7k


Khối hiện thị báo đèn: báo hiệu các đèn xanh, vàng, đỏ ở ngã tư.
+ P3.0 : Nối với đèn đỏ ở đường bên 1.
+ P3.1 : Nối với đèn vàng ở đường bên 1.

+ P3.2 : Nối với đèn xanh ở đường bên 1.
+ P3.3 : Nối với đèn đỏ ở đường bên 2.
GVHD: Cô Nguyễn Quỳnh Anh Trang 25