Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận led.

Đề tài:Thiết kế mạch hiển thị dùng ma
trận led.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KỸ THUẬT TP.HCM
GVHD:Ths.Nguyễn Tấn Đời
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC II
ĐỀ TÀI : MẠCH HIỂN THỊ MA TRẬN
LED
Làm Mạch Đèn Quảng Cáo
GIÁO VIÊN HƯỚNG
DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
:
:
Th.s Nguyễn Tấn Đời
Nguyễn Huy Hưng
Ngô Trịnh Tiến Long
MSSV
LỚP
: 05401103
05401
: 05401DA
Đà Nẵng tháng 04 năm 2009

-0-
SVTH: Nguyễn Huy Hưng
Ngô Trịnh Tiến Long
Đề tài:Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận led.

GVHD:Ths.Nguyễn Tấn Đời
PHẦN
1
GI
ỚI
THI
ỆU
LỜ
I
MỞ
ĐẦ
U
Trong thời đại bùng nổ thông
tin hiện nay khả năng ứng
dụng và tiềm lực phát triển của
thông
tin quảng cáo là rất lớn,việc áp dụng
các kỹ thuật mới vào lĩnh vực trên là
rất cần thiết.
Khi đi đến đâu ta cũng dễ dàng
bắt gặp những panô, áp phích,
những bảng quảng các bằng
điện
tử chạy theo nhiều hướng khác nhau,
với những chữ và hình ảnh cùng nhiều
màu sắc thật ấn tượng.
Từ yêu cầu của môn học kĩ
thuật Vi điều khiển cũng như
trong thực tiễn chúng em quyết
định

chọn đề tài cho bài tập môn học là :
Thiết kế mạch hiển thị dùng ma
trận Led (Mạch đèn quảng cáo
hiển thị trên ma trận led).
Nhóm thực hiện đề tài cám ơn
thầy Nguyễn Tấn Đời đã tận
tình huớng dẫn và tạo điều
kiện
thuận lợi cho nhóm chúng em hoàn
thành tốt đề tài môn học này.
Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cám ơn quý thầy cô
trong khoa Điện Tử cùng các bạn đã
góp ý và kinh nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài này.
Em xin chân thành cám ơn!
.v
n
-1-
SVTH: Nguyễn Huy Hưng
Ngô Trịnh Tiến Long
Đề tài:Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận led.
GVHD:Ths.Nguyễn Tấn Đời
MỤC
LỤC
Phần 1 : Giới
Thiệu.....................................................
.............................................. Trang 1
Lời mở
đầu..............................
....................................
..................... Trang 1

Mục
lục ..............................
....................................
..........................
Trang 2
Phần 2 : Nội
Dung ....................................................
................................................ Trang 3
A.Vi điều
khiển.........................................
..................................................
... Trang 3
a.Giới thiệu họ vi điều
khiển ...................................
................................. Trang
3
b.Sơ đồ và chức năng các
chân.....................................
............................ Trang 4
c.Các thanh ghi đặc biệt
.......................................
...............................
Trang 6
d.Hoạt động của bộ
định
thời.................................
............................. Trang
9
e.Phần mềm lập trình MCS-
51 ........................................................... Trang 11

B.Giới thiệu về ma trận
led............................................................................ Trang 11
a.Cấu
tạo ................................................................................
............. Trang 11
b.Cơ sở lý
thuyết............................................................................
..... Trang 12
c.Nguyên lý hoạt
động........................................................................
Trang 13
C.IC
ULN2803..................................................................................
............. Trang 14
D.Thiết
kế .............................................................................................
......... Trang 15
a.Sơ đồ mạch nguồn
5V ..................................................................... Trang
15
b.Sơ đồ mạch hiển
thị .........................................................................
Trang 16
E.Phần
mềm .........................................................................................
.......... Trang 19
a.Lưu đồ thuật
toán.............................................................................
Trang 19
b.Chương

trình...............................................................................
..... Trang 24
ht
tp
://www.ebook.edu.vn
-2-
SVTH
:
Nguyễn Huy Hưng
Ngô Trịnh
Tiến Long
Đề tài:Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận led.
GVHD:Ths.Nguyễn Tấn Đời
PHẦN 2
NỘI
DUNG
A. Giới thiệu họ vi điều khiển:
1.Vi điều khiển:
a.Giới thiệu họ vi điều khiển:
Bộ điều khiển đơn chip được
công ty INTEL chế tạo vào
năm 1980 là sản phẩm đầu tiên
của họ
bộ vi điều khiển MCS-51. Ngày nay,
họ MCS-51 có trên 250 biến thể khác
nhau và được hầu hết các
công ty bán dẫn hàng đầu trên thế giới
chế tạo,với số lượng trên 4 tỷ bộ mỗi
năm. Họ MCS-51 có khả
năng ứng dụng rât rộng rãi, chúng có

mặt trong nhiều sản phẩm dân dụng
như máy giặt, máy điều hòa
nhiệt độ, lò vi sóng, nồi cơm điện…
các thiết bị điện tử và viễn thông, các
thiết bị đo lường và điều
khiển sử dụng trong công nghiệp,v..v..
Mỗi vi mạch MCS-51 bao gồm trong
đó bộ xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ
chỉ đọc (ROM), bộ nhớ đọc
ghi (RAM),các cổng vào ra song song
8 bít (I/O port), cổng vào ra nối tiếp
(Serial port), các bộ đếm và
định thời (Timer), khối điều khiển
ngắt (Interupt Control), khối điều
khiển bus (Bus Control), và mạch
tạo xung nhịp (Oscillator). Giao tiếp
giữa CPU và các khối bên trong của
MCS-51 được thực hiện qua
các bus nội bộ gồm bus dữ liệu 8 bit,
bus địa chỉ và các tín hiệu điều khiển
khác. Cấu trúc trên cho phép
coi MSC-51 như một máy tính đơn
chip 8 bít.
b.Sơ đồ và chức năng các chân:
Sơ đồ và các chân ra trên vỏ các vi mạch MCS51 như hình
dưới đây và chức năng của các
chân:
.v
n
-3-

SVTH: Nguyễn Huy Hưng
Ngô Trịnh Tiến Long
Đề tài:Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận led.
GVHD:Ths.Nguyễn Tấn Đời
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
RST
(RXD
) P3.0
(TXD
) P3.1
(IN1
0)
P3.2
(IN1
1)
P3.3
T0
P3.4
T1
P3.5
(WR
)
P3.6

(R0)
P3.7
XTAL1
XTAL2
GND
________ 1
________ 2
________ 3
________ 4
________ 5
________ 6
________ 7
________ 8
________ 9
________10
________11
________12
________13
________14
________15
________16
________17
________18
________19
________20
4
0
3
9
3

8
3
7
3
6
3
5
3
4
3
3
3
2
3
1
3
0
2
9
2
8
2
7
2
6
2
5
2
4
2

3
2
2
2
1
________VCC
________P0.0
(ADO)
________P0.1
(AD1)
________P0.2
(AD2)
________P0.3
(AD3)
________P0.4
(AD4)
________P0.5
(AD5)
________P0.6
(AD6)
________P0.7
(AD7)
________EA/VPP
________ALE/PR0
G
________PSEN
________P2.7 (A15)
________P2.6 (A14)
________P2.5 (A13)
________P2.4 (A12)

________P2.3 (A11)
________P2.2 (A10)
________P2.1 (A9)
________P2.0 (A8)
8
9
C
5
1
+Chân 40:cung cấp nguồn cho chip (+
5v).
+Chân 20: GND
+Chân 18,19: XTAL1, XTAL2(cung
cấp xung clock tạo dao động dùng
thạch anh).
18 XTAL1
12
M
H
19
XTAL2
30PF
GND
+Chân 9: RST (chân
reset)
GND
http://www.
ebook.edu.
vn
-4-

SVTH: Nguyễn Huy
Hưng
Ngô Trịnh
Tiến Long
Đề tài:Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận led.
GVHD:Ths.Nguyễn Tấn Đời
5V
10
0u
100K
RST
Công Tắc
8.2K
GND
+Chân 31 (/EA) là tín hiệu
vào, khi nối /EA với +5v thì
MCS-51chỉ làm việc với bộ
nhớ ROM,
RAM bên trong nó. Còn khi nối /EA
với đất thì MCS-51 làm việc với bộ
nhớ ROM, RAM bên ngoài.
+Chân 30 (ALE) là tín hiệu ra
dùng để chốt 8 bít địa chỉ thấp
(A0-A7) khi sử dụng bộ nhớ
ngoài.
+Chân 29 (/PSEN) là tín hiệu
ra tích cực ở mức thấp dùng để
đọc mã lệnh từ bộ nhớ chương
trình bên ngoài khi /EA được nối với
đất, khi /EA được nối với +5v thì

PSEN luôn không tích cực ở
mức cao.
+4 port I\O: mỗi port có 8 chân
:
_Port 0(chân 32-chân 39): P0
(P0-P0.7) được dùng làm cổng
vào ra khi /EA được nối với
+5V.
Khi /EA nối đất thì port 0 được dùng
làm bus địa chỉ và số liệu cho bộ nhớ
ngoài. Khi đó, ở nửa đầu của
chu kỳ lệnh truy nhập bộ nhớ ngoài,
MCS-51 đưa ra port 0 8 bít địa chỉ
thấp, sau đó port 0 thành bus số
liệu 8 bít, do đó phải dùng ALE để chốt 8 bít địa chỉ thấp vào thanh
chốt địa chỉ phần thấp.
_Port 1(chân 1-chân 8) : P1(P1.0-P1.7) đuợc dùng làm cổng
vào ra.
_Port2 (chân 11-chân 28):P2(P2.0-P2.7) đươc dùng làm
cổng vào ra khi /EA được nối với +5v.
Khi /EA được nối đất thì port P2 được sử dụng để đưa ra 8 bít địa
chỉ cao cho bộ nhớ ngoài.
_Port3 (chân 10-chân 17):P3 (P3.0-P3.7) có thể được dùng
làm cổng vào ra hoặc dùng cho chức
năng khác như:
+ P3.0 (RxD) có thể được dùng để nhận số liệu nối tiếp.
+ P3.1 (TxD) có thể được dùng để phát số liệu nối tiếp.
+ P3.2 (INT0) có thể được dùng để nhận ngắt ngoài 0.
+ P3.3 (INT1) có thể được dùng để nhận ngắt ngoài 1.
+ P3.4 (T0) có thể được dùng để nhận xung clock Timer 0.

+ P3.5 (T1) có thể được dùng để nhận xung clock Timer 1.
+ P3.6 (/WR) khi /EA nối đất thì nó được dùng để đưa ra
tín hiệu điều khiển ghi RAM ngoài.
+ P3.7 (/RD) khi /EA nối đất thì nó được dùng để đưa ra
tín hiệu điều khiển đọc RAM ngoài.
c.Các thanh ghi đặc biệt:
a. Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW)
.v
n
-5-
SVTH: Nguyễn Huy Hưng
Ngô Trịnh Tiến Long
Đề tài:Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận led.
GVHD:Ths.Nguyễn Tấn Đời
C
A
C
F
O
RS
1
R
S0
0
V
--- P
Cờ nhớ
Cờ nhớ phụ
Cờ 0
B

i
t
c
h
ọ
n

d
ã
y

t
h
a
n
h

g
h
i
1
B
i
t
c
h
ọ
n

d

ã
y

t
h
a
n
h

g
h
i
0
Cờ tràn
Dự trữ
Cờ chẵn lẻ
PSW7
PSW6
PSW5
PSW4
PSW3
PSW2
PSW1
PSW0
C
AC
F0
RS1
RS3
0V

---
P
b. Thanh ghi B:
_Được dùng với thanh ghi A cho phép toán nhân và chia.
c. Con trỏ dữ liệu (DPTR):
_Dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài, bộ nhớ dữ
liệu ngoài là thanh ghi 16 bit ( DPL
và DPH ).
d.Thanh ghi của bộ định thời :
_89C51 có 1 thanh ghi điều khiển và 1 thanh ghi chế độ :
+TMOD: là đặt các chế độ cho bộ định thời.
+TCON: để điều khiển bộ định thời .
e.Thanh ghi ngắt IE : có 5 nguyên nhân ngắt
+Ngắt do bộ định thời 0 và bộ định thời1
+Ngắt do ngắt ngoài 0 và ngắt ngoài1
+Ngắt cho cổng nối tiếp.
*Tập lệnh 89C51:
_Trong 89C51 có 8 chế độ định địa chỉ:
+ Định địa chỉ thanh ghi:dùng để truy xuất thanh ghi từ R0-
R7
+ Định địa chỉ trực tiếp : dùng để truy xuất các biến nhớ
hoặc các thanh ghi trên chip.
+ Định địa chỉ gián tiếp : dùng hai thanh ghi R0, R1 để hoạt
động như một con trỏ, nội dung của
nó được chỉ ra trong RAM : @ trước R0 hoặc R1: @R0; @R1.
Định địa chỉ tức thời : khi toán trạng nguồn là hằng số thay
vì biểu thức toán học. Hằng số này
có thể được đưa vào lệnh và đây là một dữ liệu tức thời. Người ta
dùng các dấu # trước các toán hạng
tức thời.

+Ngoài ra còn có:
http://www.
ebook.edu.
vn
-6-
SVTH: Nguyễn Huy
Hưng
Ngô Trịnh
Tiến Long
Đề tài:Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận led.
GVHD:Ths.Nguyễn Tấn Đời
-
-
-
-
Định địa chỉ tương đối.
Định địa chỉ tuyệt đối.
Định địa chỉ dài.
Định địa chỉ tham chiếu (định địa chỉ
số và truy cập Rom nội), được sử
dụng khi truy
cập các thành phần
dữ liệu của bảng
nhảy hoặc bảng tìm
kiếm.
_Trong 89C51 chia làm 4 nhóm lệnh:
+Nhóm lệnh cơ số học :
-Lệnh cộng : ADD
-Lệnh trừ : SUBB
-Lệnh nhân : MUL

-Lệnh chia : DIV
-Lệnh tăng : INC
-Lệnh chia : DEC
+Nhóm lệnh luận lý : AND,
OR, XOR, NOT, SetB, CLR,
CPL, RL, RR.
+Nhóm lệnh di chuyển : MOV
+Nhóm lệnh điều khiển :
CALL, RET, MP, JMP, JNZ :
nhảy nếu A=0. CJNE, DJNZ.
d. Hoạt động của bộ Định Thời:
_Bộ định thời có các thanh ghi :
-TMOD (Time Mod): thanh
ghi chế độ định thời.
-TCON (Time Control): thanh
ghi điều khiển định thời.
-TL0 : Byte thấp của bộ đinh
thời 0
-TL1 : Byte thấp của bộ định
thời 1
-TH0 : Byte cao của bộ định
thời 0