Thiết kế và thi công mạch giao tiếp với thiết bị đọc mã vạch sử dụng vi điều khiển AT89C51

MỤC LỤC
mã

m TRANG TỰA
m NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

# LỜI CẢM ƠN
= MUCLUC

= LOI MG DAU

NOI DUNG DE TAI
Phan 1 : CHUAN GIAO TIEP PS2, RS232 VA MOT SỐ KHÁI NIỆM VỀ
CODE 39
>
L1- CHUAN GIAO TIEP THONG QUA CONG PS2
1.2- CHUAN GIAO TIEP THONG QUA CONG RS232
1.3— KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CODE 39
Phần 2 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN
2.1 ~ GIGI THIEU
2.2 - LỊCH SỬ PHÁT TRIEN CUA VI ĐIỀU KHIỂN
2.3— KHẢO SÁT BỘ VI DIEU KHIỂN AT89C5I
Phần 3 : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ EEPROM
3.1- KHAI QUAT CHUNG VE EEPROM


3.2 - EEPROM AT28C64

Phin 4 : TONG QUAN VE PLDs

4.1— KHÁI QUÁT CHUNG

4.2-GAL16LV8C

_

Phan 5 : SƠ LƯỢC VỆ IC 74HC573

_ Phần 6 : SƠ LƯỢC VỀ LCD1602

Phin 7: THIET KE — THI CONG
7.1- SO DO KHOI

.

7.2 - NGUYEN LY HOAT DONG CUA TUNG KHOI

7.3~ SO BO NGUYEN LY VA LUU BDO GIAI THUAT
7.4- THI CÔNG

Phần 8 : KẾT LUẬN

PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 5


Lời Mở Đầu
Hiện nay đất nước ta đang chuyển mình theo sự phát triển chung của thế giới và
khu vực Châu Á bằng nễn sản xuất đa dạng và đầy tiềm năng. Nền sản xuất này khơng

chỉ địi hỏi một số lượng lao động khổng lồ mà còn yêu cầu về trình độ, chất lượng tay

nghề, kỹ thuật lao động và thiết bị sản xuất. Trên đà phát triển đó, vấn đề tự động hố
trong q trình sản xuất, nghiên cứu trở thành một nhu cầu cần thiết. Thoạt đầu vấn đề tự
động hoá được thực hiện riêng lẻ từ cơ khí hố đến các mạch điện tử. Ngày nay, sự xuất

hiện cuả các chip vi xử lý cùng với sự ra đời của máy điện toán đã đẩy vấn để tự động
hoá lên một bước cao hơn và thời lượng nhanh hơn ... Các thiết bị, hệ thống đo lường va
điều khiển kết hợp với máy điện toán cho ta độ chính xác rất cao, thời gian xử lý số liệu.
ngắn. Ngồi ra, chúng ta cịn có thể thiết lập phần giao diện ứng dụng lên màn hình máy
điện toán tạo nên sự tiện lợi cho người sử dụng. Trước tiềm năng đó em đã quyết định


C

5

2448

Ơ OO

k

assy

sa

Aw

ô68042

BO Ê42~5

2AW

FRR

2 SER

eS

=>

NH

Oe

naw

Ne

ee

oe

c Mó Vch S Dng Vi iu Khiển AT89C51” thông qua cổng PS2 và thực hiện
viết chương trình phần mềm để truyền số liệu giữa hai thiết bị trên.
Do thời gian có hạn nên tập luận văn này khơng tránh khỏi những thiếu sót mong

q thầy cơ thông cảm.

Trang 6


NỘI DUNG ĐỀ TÀI


Trang 7


Phần 1

. Các chuẩn giao tiếp và khái niệm về CODE 39

1 — Giới thiêu sơ nét về các chuẩn giao tiếp PS2. RS232 và 1 số khái

niệm về CODE 39
1.1 - Chuẩn

øiao tiếp

thơng

Dang 1:

Trong đó :

_„ Pin 1 : KBD Clock
. Pin 2: KBD Data

. Pin 3: NC
. Pin 4: GND
. Pin 5: +5v (VCC)

qua cổng

PS2:


Vals

=.

Trong d6:
. Pin 1 : KBD Clock
. Pin 2: GND

. Pin 3 : KBD Data
.Pin4: NC
. Pin 5: +5v (VCC)

.Pin6:NC
Chuẩn giao tiếp PS2 có 3 đường tín hiệu quan trọng : đường xung nhịp bàn phim
(KBD Clock), đường dữ liệu bàn phím (KBD Data), và masse (GND)

Trang 8


Phần 1

. Các chuẩn giao tiếp và khái niệm về CODE 39
1.2 - Chuẩn

øiao tiếp

thơng

qua cổng

1

2

§

tuần tư hay

3

4

7
8 9

§

cổng

COM:

5

Signal Ground

-

|

|

1.3 - Một số khái niệm vé CODE 39 :

BARCUD El

Code 39 là 1 mã vạch rời rạc gồm các thanh sọc đen trắng xếp xen kẻ nhau. Những
vạch sọc đen trắng đó sẽ đặc trưng cho một ký tự . Mỗi ký tự gồm 9 thanh sọc ( 5 thanh
sọc đen và 4 thanh sọc trắng), 3 thanh trong số đó có độ rộng rộng hơn các thanh khác. TỈ

lệ của độ rộng mỗi thanh trong khoảng 2,2 : 1 đến 3 : 1. Để đọc loại mã vạch này một
cách chính xác và ổn định, bộ giải mã cần phải phân biệt được sự khác nhau giữa các _

thanh rộng và hẹp. Khoảng cách giữa mỗi ký tự mã vạch được gọi là “ranh giới ký tự nội
“. độ rộng của nó thì khơng xác định nhưng thường thi bằng với thanh sọc trắng hẹp

Trang 9


Phần 1

. Các chuẩn giao tiếp và khái niệm về CODE 39

Độ rộng của thanh rộng và hẹp thiết lập nên các thành tố mà tất cả các thanh đều

giống nhau nhưng trên thực tế hầu hết các quá trình in ấn có thể xảy ra tình trạng lem
mực. Chính vì vậy một số thanh sẽ rộng ra và chiếm các khoảng trống khác. Ảnh hưởng
này được chú ý nhiều nhất trên các thanh hẹp vì thỉnh thoảng nó làm cho loại mã vạch

này rất khó để quét bởi một số bộ giải mã
Mã vạch theo chuẩn Code 39 hổ trợ mã hóa đến 43 ký tự cộng với một ký tự thêm

vào để giới hạn hay để đánh dấu bắt đầu hoặc kết thúc ký tự. Ký tự bắt đầu hay kết thúc
ln xảy ra tại vị trí đầu và cuối của ký tự trong một mã vạch hoàn chỉnh và được qui ước

là ký tự “ * “
43 ký tự gồm :
1234567890ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

- .$/+ % SPACE

Chú ý là các ký tự trên đều là các ký tự viết in. Nếu muốn sử dụng các ký tự thường
hay cdc ky tu ASCII thi can bảng mã CODE 39 mở rộng
-_ Bảng sau đây cho thấy gui ước thiết lâp các thanh sọc ứng với từng ký tự của CODE


39:

Trang 10

. Các chuẩn giao tiếp và khái niệm về CODE 39

Phần 1
Char.

Bars

Spaces

MM

10001
01001

0100
0100

N

Of

00101
10100

0100
0100

P
0

6H Oo
HH

Hn
He MM 00011
EM
8 Ba OB o1000
BB 0100
HM
Hi
ãM
NKMKMN0010
i
8 Be 10001
BH
HH
Wt ME 01001
CH
Hm
8 of 11000
HH
8 Me 00101
E 7
@
NN
(10100
F XNMNHm
NN019/0

0100

0100
0100
000
oon
0010
0010
0010
000
0009

S
T
u
U
4
X
Y
ĩ
.

HH
8

1 EM
2m
mm

3

He

em

4
5

(i

7
;
5

6 HHH
Hi

oO
Fh
OO

2

a

BoM

sO

OO

EW

Hl MM
mN

11000
oi00

00011
10109

!
“8K“ẤN
KMSRN0101
JNNNM
M0010
Ki
eM
Be 101001

Li

2

NMăb1001

0100
0109

0010
0009

0010
0000
0001

00:

Patten

Hh

0

R

Se em
Bm
mm

Spaces

11000
0001
Oe 00701 = 0001
Of

mm

10100

=0001

Nữ?1090
MM 00011

0001
0001

HH
ME
01010
HB
sO 00110
NmẽNN Kg10001
«6
EH
HE
Bl 01001
2
Bo
oo 71000
H BE WE Mi 00101
2
8 Wl WoW 10100
Bm
Ha a
oO 01100
8
I
Bl Bi 00011
Ee

ïHMMKSGSG N00

000
001
10
1000
100
1000
1000
100
1000
1900

*

BH
iH

%

HH

$
/
+

— Bars

Hf
FF

M

a

eH

ME

OM

HO
HH
We

OO 10010

01010
00110

MN
HF
MẶN000
gE
FH
00000
HM
i
Wooo

@

8

ooo

00

100
100

1110
1101
1011

0111


Trang 11


Phần 2

Giới thiệu chung về vi điều khiển

2 - Giới thiệu chung về vi điều khiển
2.1 - Giới thiệu :

Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip có thể
lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo các tập lệnh của

người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xứ lý thông tin, đo thời
gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó.
Trong các thiếh bị điện và điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điểu khiển, điều
khiển hoạt động của TV, máy giặt, đầu đọc laser, điện thọai, lò vi-ba ... Trong hệ thống
sản xuất tự động, bộ vi điểu khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Các hệ
thống càng “thơng minh” thì vai trị của hệ vi điều khiển càng quan trọng.

2.2 - Lịch sử phát triển của vi điều khiển :
Bộ vi điều khiển thực ra, là một loại vi xử lí trong tập hợp các bộ vi xử lý nói chung.

Bộ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lí, từ những năm 70 do sự phát triển và hoàn


ee een eee

ee

ee ee

nee

OI

OO
IIE IEEE

IE

mức độ tích hợp của các linh kiện bán dẫn trong một chip ngày càng cao.

Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lí 4 bít loại TMS1000 do công ty texas Instruments vừa

là nơi phát minh vừa là nhà sản xuất. Nhìn tổng thể thì bộ vi xử lí chỉ có chứa trên một
chip những chức năng cần thiết để xử lí chương trình theo một trình tự, cịn tất cả bộ phận
phụ trợ khác cần thiết như : bộ

nhớ dữ liệu , bộ nhớ chương trình , bộ chuển đổi AID,

khối điều khiển, khối hiển thị, điều khiển máy in, hối đồng hồ và lịch là những linh kiện
nằm ở bên ngoài được nối vào bộ vi xử lí.
Mãi đến năm

1976 cơng ty INTEL (Interlligen-Elictronics). Mới cho ra đời bộ vi

điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048. Bên cạnh bộ xử lí trung tâm
8048 cịn chứa bộ nhớ đữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ đếm và phát thời gian các cổng

vào và ra Digital trén một chip.

Trang 11


Phần 2

Giới thiệu chung về vi điều khiển

Các công ty khác cũng lần lược cho ra đời các bộ vi điều khiển 8bit tương tự như
8048 và hình thành họ vi điều khiển MCS-48 (Microcontroller-sustem-48).

Đến năm 1980 công ty INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển đơn

chip với tên gọi 8051. Và sau đó hàng loạt các vi điểu khiển cùng loại với 8051

ra đời và

hình thành họ vi điều khiển MCS-5I .
Đến nay họ vi điều khiển 8 bit MCS51 đã có đến 250 thành viên và hầu hết các
công ty hàng dẫn hàng đầu thế giới chế tạo. Đứng đầu là công ty INTEL và rất nhiều
công ty khác như: AMD, SIEMENS, PHILIPS, DALLAS, OKT...

Ngồi ra cịn có các cơng ty khác cũng có những họ vi diéu khiển riêng như:
Họ

68HCOS

của cơng ty Motorola

Họ

ST62

của

công ty SGS-THOMSON

Họ

H8

của

công ty Hitachi

Họ

pic

cua cong ty Microchip


AT89C5I là một bộ vi điều khiển 8 bit loại CMOS, có tốc độ cao và cơng suất thấp,
với bộ nhớ Flash có thể lập trình được. Nó được sản xuất với công nghệ bộ nhớ không

bay hơi mật độ cao của hãng Atmel, và tương thích với chuẩn cơng nghiệp của 80C51 và
80C52 vé chan ra và bộ lệnh.

2.3.1 - Dac truing cia AT89C51
- _ Tương thích với các sản phẩm MCS-51.
- _ 4Kbyte bộ nhớ Flash có thể lập trình lại với 1000 chu kỳ đọc/xóa.

- _ Hoạt động tĩnh đầy đủ: 0Hz đến 24MHz.
- _ Khóa bộ nhớ chương trình 3 cấp.
- _ 128 byte RAM nội, 32 đường xuất/nhập lập trình được.

- - Mạch đồng hồ và bộ dao động trên chip.

Trang 12


Phần 2

Giới thiệu chung về vi điều khiển
INT\*
INTO*
TIMER1
TIMERO

Serial port

Interrupt
control

Oscillator

Other
re

Bus
control

TO*
128 bytes

TỊ*

RAM

I/O ports

DY

Address/data
* Alternate pin assignments for P1 and P3

Interrup control: điều khiển ngắt
Orther registers: các thanh ghi khác
128 byte RAM: RAM

128 byte

Timer 0, 1: bộ dinh thdi 0, 1

CPU: don vi diéu khién trung tam
Oscillator: mach dao d6ng

Bus control: diéu khién Bus
I/O port: cAc port xuat/nhap
Address/data: địa chỉ/dữ liệu

2.3.2 - Cấu hình và đặc tính chân của A T89C51

- Trang 13