Thiết kế mạch quang báo kết hợp giữa KIT vi xử lý và máy tính

Luận văn tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển của xã hội cùng với sự phát triển của khoa học kỹ
thuật, cho nên nhu cầu về thông tin trở nên thiết yếu đối với con người trong cuộc sống cũng
như trong hoạt động sản xuất kinh doanh. Để đáp ứng nhu cầu trên, quang báo là hình thức
cung cấp thông tin hữu ích không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày. Do đó quang báo
ngày càng phát triển tinh vi hơn, đa dạng hơn, từ việc thiết kế quang báo với văn bản được
ghi chết trong ROM, đến việc thiết kế một KIT vi xử lý để điều khiển.
Quang báo là hình thức thông báo trên bảng đèn. Bảng đèn quang báo gồm nhiều
Ma Trận LED ghép lại, mỗi một Ma Trận biểu diễn một kí tự. Tùy chiều dài của bảng đèn
mà có thể hiển thị những bản tin có độ dài khác nhau. Các từ trong văn bản sẽ lần lượt xuất
hiện và chạy dần từ phải sang trái. Khi văn bản đã hiển thị đến từ cuối cùng thì từ đầu tiên
lại bắt đầu xuất hiện trở lại. Quá trình đó cứ tiếp tục lại mãi.
Bên cạnh đó, với sự ra đời của máy tính điện tử đặc biệt là máy vi tính, chúng có
những tính năng ưu việt như khả năng xử lý dữ liệu nhanh chóng, độ tin cậy cao, lưu trữ
lượng thông tin lớn và quan trọng hơn cả là máy tính có thể kết hợp với nhiều thiết bị ngoại
vi tùy theo mục đích ứng dụng cụ thể, mà việc trao đổi và điều khiển trở nên đơn giản,
chúng phụ thuộc vào phần mềm điều khiển. Dựa vào tính đa dạng và mềm dẻo của máy tính
người ta tìm cách ứng dụng nó vào mục đích quảng cáo, chẳng hạn như dùng trong quang
báo. Nhờ vậy, việc thiết kế phần cứng cho quang báo trở thành ít phức tạp hơn, nhưng độ tin
cậy cao hơn. Trong thực tế để hiển thị các văn bản, người ta dùng các kiểu chữ là các Ma
Trận LED 5x7, 5x8, 8x12 hoặc 8x14 tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng và độ phân giải.
Theo cách nghĩ đó việc thiết kế mạch quang báo kết hợp giữa KIT vi xử lý và máy
tính được chúng em trình bày trong luận văn này. Phần mềm điều khiển viết bằng ngôn ngữ
PASCAL. Ở đây máy tính đóng vai trò truyền dữ liệu và điều khiển còn KIT vi xử lý có
nhiệm vụ lưu trữ và thực hiện chương trình quang báo. Việc kết hợp giữa hai thiết bị làm
cho quang báo trở nên đa dạng, phong phú, độ tin cậy cao và dễ dàng sử dụng. Ngồi ra Kit vi
xử lý còn có thể thực hiện chương trình quang báo độc lập với máy tính nếu như điều kiện
thực tế không cho phép.
Mặt dù đã dành nhiều thời gian để thực hiện đề tài nhưng do kiến thức và tay nghề
có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót, chúng em rất mong sự góp ý của quí thầy cô và các

bạn để luận văn được hồn hảo hơn.
Chúng em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Đông, cùng tất cả quí thầy cô đã
trao dồi cho chúng em lượng kiến vô cùng quí báu để hồn thành tốt luận văn đã được giao.
Cám ơn các bạn sinh viên đã có những góp ý quí báu trong việc thực hiện
luận văn này.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thanh Tuấn
Nguyễn Ngọc Khánh
-1-
Luận văn tốt nghiệp
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
I.1.Lịch sử phát triển vi xử lý.
I.1.1.Giới thiệu chung về hệ thống vi xử lý.
Vi xử lý là sự kết hợp của hai kỹ thuật công nghệ quan trọng:Đó là máy tính dùng kỹ
thuật số và các vi mạch điện tử. Hai công nghệ này kết hợp lại với nhau và các nhà nghiên
cứu đã chế tạo ra vi xử lý.
Chức năng chính của vi xử lý là xử lý dữ liệu chứa trong bộ nhớ. Để làm được điều
này vi xử lý phải có các mạch logic cho việc xử lý dữ liệu và cần phải có chương trình.
Chương trìng là tập hợp các lệnh. Vi xử lý thực hiện một lệnh với trình tự như sau:
• Đón lệnh từ bộ nhớ.
• Giải mã lệnh
• Thực hiện lệnh.
I.1.2.Năng lực của vi xử lý.
Khi nói đến năng lực của Microprocessor có nghĩa là nói đến khả năng xử lý dữ liệu,
có 3 thông số để đánh giá năng lực của Microprocessor.
•Chiều dài của từ dữ liệu của Microprocessor.
•Số lượng các ô nhớ mà Microprocessor có thể truy xuất được.
•Tốc độ mà Microprocessor có thể thực hiện một lệnh.
I.2.Các khái niệm cơ bản về cấu trúc của vi xử lý.

I.2.1.Chiều dài từ dữ liệu.
Microprocessor đầu tiên có chiều dài từ dữ liệu là 4 bit, tiếp theo là các
Microprocessor 8 bit, 16 bit, 32 bit và 64 bit. Mỗi Microprocessor có chiều dài từ dữ liệu khác
nhau có một khả năng ứng dụng khác nhau, các Microprocessor có chiều dài từ dữ liệu lớn,
tốc độ làm việc nhanh, khả năng truy suất bộ nhớ lớn được dùng trong các công việc xử lý dữ
liệu, điều khiển phức tạp, các Microprocessor có chiều dài từ dữ liệu nhỏ hơn, khả năng truy
suất bộ nhớ nhỏ hơn, tốc độ làm việc thấp hơn được sử dụng trong các công việc điều khiển
và xử lý đơn giản chính vì thế các Microprocessor này vẫn tồn tại.
I.2.2.Khả năng truy suất bộ nhớ.
Dung lượng bộ nhớ mà Microprocessor làm việc quyết định đến tốc độ làm việc của
Microprocessor. Các Microprocessor đầu tiên bị giới hạn về khả năng truy xuất bộ nhớ.
Microprocessor 4004 có 14 đường điạ chỉ nên có thể truy xuất được 2
14
= 16.384 ô nhớ, vi xử
lý 8 bit có 16 đường điạ chỉ nên có thể truy xuất được 2
16
= 65.536 ô nhớ, Microprocessor 16
bit có 20 đường điạ chỉ nên có thể truy suất 2
20
= 1.024.000 ô nhớ, Microprocessor 32 bit như
386 hay 68020 có thể truy suất 4 G ô nhớ, Microprocessor có khả năng truy xuất bộ nhớ càng
lớn nên có thể xử lý các chương trình lớn. Tùy theo ứng dụng cụ thể mà chọn một
Microprocessor thích hợp.
I.2.3.Tốc độ làm việc của microprocessor
Tần số xung clock cung cấp cho Microprocessor làm việc quyết định đến tốc độ làm
việc của Microprocessor. Microprocessor có tốc độ làm việc càng lớn thì khả năng xử lý lệnh
càng nhanh. Tần số xung Clock làm việc của các Microprocessor được cho bởi các nhà chế
tạo
I.2.4. Các thanh ghi của Microprocessor.
Các thanh ghi là một phần quan trọng trong cấu trúc của Microprocessor. Các thanh

ghi bên trong của Microprocessor dùng để xử lý dữ liệu. Nếu Microprocessor có số lượng
thanh ghi nhiều thì người lập chương trình có thể viết các chương trình điều khiển
Microprocessor đơn giản hơn, làm tăng tốc độ xử lý chương trình. Nếu Microprocessor có số
lượng thanh ghi ít thì chương trình sẽ phức tạp hơn, tốc độ xử lý chương trình chậm hơn. Vậy
-2-
Luận văn tốt nghiệp
số lượng các thanh ghi bên trong Microprocessor cũng ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng xử
lý chương trình.
I.2.5.Các lệnh của Microprocessor.
Tập lệnh của Microprocessor là một trong những yếu tố cơ bản để đánh giá tốc độ
làm việc của Microprocessor. Nếu Microprocessor có nhiều mạch điện logic bên trong để
thực hiện thì số lệnh điều khiển của Microprocessor càng nhiều, khi đó Microprocessor càng
lớn và độ phức tạp càng lớn. Ví dụ so sánh 2 tập lệnh của 2 Microprocessor 8 bit là 8051 và
Z80 thì 8051 có 111 lệnh khác nhau còn Z80 có 158 lệnh. Tập lệnh của một Microprocessor
càng nhiều rất có ích khi lập trình hay viết chương trình cho Microprocessor.
I.2.6.Cấu trúc truy xuất bộ nhớ.
Một phần quyết định sự mềm dẻo trong lập trình là số lượng các kiểu truy suất bộ
nhớ khác nhau của Microprocessor, Microprocessor có nhiều kiểu truy suất bộ nhớ sẽ có khả
năng xử lý càng nhanh và cấu trúc các mạch điện bên trong càng phức tạp. Microprosesor có
chiều dài từ dữ liệu càng lớn thì có số lượng các kiểu truy xuất bộ nhớ càng lớn.
I.2.7.Các mạch điện giao tiếp bên ngồi của Microprocessor.
Ngồi giao tiếp với bộ nhớ, Microprocessor có các mạch điện giao tiếp với các mạch
điện bên ngồi để điều khiển hay mở rộng khả năng điều khiển. Các mạch điện bên ngồi là các
IC và được gọi là IC ngoại vi. Mỗi IC có một chức năng riêng, tùy thuộc vào yêu cầu điều
khiển mà chọn các IC ngoại vi.
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát của một hệ thống vi xử lý
I.3.Cấu trúc bên trong của bộ vi xử lý.
Một bộ vi xử lý gồm có hai phần chính là đơn vị thực hành EU (execution unit) và
đơn vị tương thích BUS là BIU.
+ EU thực hiện tất cả các phép tính tốn số học và logic.

+ BIU thì thu nhận lệnh và dữ liệu từ bộ nhớ. Các lệnh này dùng để điều khiển hoạt
động CPU.
I.3.1.Đơn vị thực hiện.
EU là nơi xảy ra các quá trình xử lý dữ liệu trong bộ vi xử lý. Ở đây có đơn vị số học
và logic (ALU – ARITHMETIC LOGIC UNIT) cộng với các thanh ghi xử lý số liệu và lưu
trữ các kết quả trung gian. EU nhận dữ liệu và các lệnh do BIU thu được rồi xử lý các thông
-3-
Luận văn tốt nghiệp
tin đó. Dữ liệu đã được xử lý trong EU lại được chuyển ra bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi thông
qua BIU. Như vậy EU không liên hệ trực tiếp với bên ngồi mà không phải thông qua BIU.
I.3.2.Đơn vị tương thích Bus.
BIU gồm các mạch phát điạ chỉ và điều khiển Bus, dãy chứa lệnh và con trỏ lệnh. Nó
có nhiệm vụ bảo đảm cho Bus được sử dụng hết dung lượng để tăng tốc độ các thao tác.
I.3.3. Bus địa chỉ, Bus dữ liệu, Bus điều khiển.
a> Bus địa chỉ
Một địa chỉ ứng với mợt vị trí duy nhất trong bộ nhớ. Địa chỉ rất cần thiết để có thể
truy xuất chính xác đến vị trí cần thao tác. Mỗi bộ vi xử lý đều có số Bus địa chỉ khác nhau
tương ứng dung lượng nhớ mà CPU có thể truy suất tới.
b> Bus dữ liệu
Bus dữ liệu (Data Bus) để chuyển thông tin từ CPU đến bộ nhớ và các bộ phận khác
(thao tác ghi), nhận dữ liệu vào CPU (thao tác đọc). Bus dữ liệu vừa thu vừa phát thông tin
nên được xem là Bus dữ liệu hai chiều. Tuy nó không thể đồng thời thu và phát thông tin
cùng một lúc.
c> Bus điều khiển
Các đường dây của Bus điều khiển dùng để xác định một lệnh thực hiện vào lúc nào
và như thế nào, xác định các thao tác đọc, viết bộ nhớ, xác định chế độ hoạt động của CPU.
I.4.Cấu trúc CPU Z80.
I.4.1.Cấu tạo căn bản CPU Z80.
CPU Z80 có những đặc điểm sau:
• 8 bit tác động song song.

• 158 loại bệnh căn bản.
• Có 22 thanh ghi bên trong.
• Có tính năng ngắt (interrupt).
• Có thể nối trực tiếp với RAM tĩnh hoặc RAM động mà hầu như không cần mạch
phụ trợ bên ngồi.
• Tốc độ của lệnh Fetch là 1,6µs (Z – 80), 1µs (Z – 80A), 0,76µs (Z – 80B).
• Chỉ cần dùng một nguồn điện +5V duy nhất.
• Tất cả các chân xuất tín hiệu ra và nhập tín hiệu vào đều thuộc loại TTL.
 Cấu trúc bên trong của CPU Z80
-4-
Luận văn tốt nghiệp
Các thanh ghi thường dùng
Thanh ghi chủ yếu Thanh ghi bổ trợ
Accumulator
A
Flag
F
Accumulator
A’
Flag
F’
B C B’ C’
D E D’ E’
H L H’ L’
Các thanh ghi chuyên dùng
Interrupt vector
Register I
Memory refesh
Register R
Index register IX

Index register IY
Stack Pointer SP
Program counter PC
I.4.2. Các thanh ghi của CPU -Z80.
a> Các thanh ghi đa năng: Bao gồm A, B, C, D,E, H, L.
Các thanh ghi đa năng có độ dài bằng số bit của BUS dữ liệu, chúng có những chức năng
sau:
• Là nơi CPU trao đổi dữ liệu, chứa dữ liệu được đọc từ bên ngồi hay gởi dữ liệu
ra.
• Là nơi chứa các tốn hạng, kết quả của một phép tốn.
b>Thanh ghi F (8bit):
Đây là thanh ghi cờ, và còn một thanh ghi cờ phụ là F’. Khác với các thanh ghi trên,
mỗi bit của thanh ghi cờ độc lập với nhau và được CPU phản ánh tình trạng của kết quả sau
một phép tốn nào đó. Mỗi bit được gọi là một cờ và người sử dụng có thể kiểm tra bằng cờ.
S Z X H X P/V N C
Cấu trúc thanh ghi cờ CPU Z80
+ Cờ ZERO (cờ Z):
Sau một phép tốn kết quả bằng 0 thì cờ Z = 1 và nếu kết quả khác 0 thì cờ Z = 0.
+ Cờ CARRY (cờ C):
Cờ này phản ánh số nhớ hay số mượn sau một lệnh cộng hoặc trừ. Cờ này là cờ hiệu
ở bit cao nhất của bộ tích lũy.
+ Cờ SIGN (cờ S):
Đây là cờ dấu hay cờ âm, phản ánh được đặt tính về dấu.
Nếu S = 0 :Kết quả phép tốn là dương.
Nếu S= 1 :Kết quả phép tốn là âm.
Nói cách khác cờ S chính là giá trị của bit MSB của thanh ghi.
+ Cờ PARITY hay cờ OVER LOW (cờ P hay cờ V):
Đây là cờ cực tính hay cờ âm, cờ này tùy theo tác vụ thực hiện mà có ý nghĩa P hay V.
Nếu phép tính là lý luận thì cờ này là P.
Nếu phép tính là số học cờ thì này là V.

Tất cả các cờ trên, người sử dụng có thể kiểm tra được. Ngồi ra thanh ghi còn có hai
cờ người sử dụng không thể kiểm tra được, các cờ này dùng cho phép tính BCD.
+ Cờ CPU (cờ H):
Cờ này có tác dụng nhờ cờ Carry nhưng nó chỉ phản ánh số nhớ hay số mượn sinh ra
ở bit thứ tư.
+ Cờ SUBTRACT (cờ N):
-5-
Luận văn tốt nghiệp
Cờ này dùng cho phép tính DAA, cho cả hai phép cộng hoặc trừ.
c> Nhóm các thanh ghi phụ: A’, B’, C’, D’,E’, H’, L’
Sáu thanh ghi còn lại không phải là bộ tích lũy có thể được sử dụng riêng như những
thanh ghi 8 bit: B, C, D, G, H, L. Hay chúng có thể được ghép cặp và sử dụng như những
thanh ghi 16bit: BC, DE, HL.
d> Z80 còn có hai nhóm thanh ghi đặt biệt: có chức năng cố định người lập trình không
thể dùng nó cho một chức năng khác.
* Nhóm thanh ghi đặt biệt thứ nhất gồm có: thanh ghi vector ngắt (I), thanh ghi làm
tươi bộ nhớ (R), thanh ghi chỉ số (IX) và (IY), con trỏ ngăn xếp (SP), thanh ghi PC (bộ đếm
chương trình), thanh ghi I và thanh ghi R là các thanh ghi có độ dài 8 bit, các thanh ghi còn
lại có độ dài 16bit.
+Thanh ghi PC (program counter) :
Nguyên tắc đối với một bộ vi xử lý và thi hành một lệnh đặt tại địa chỉ là nội dung
của thanh ghi PC. Như vậy, thanh ghi PC chứa địa chỉ của lệnh tại một thời điểm nào đó.
Lúc mới cấp điện hay Reset CPU, thanh ghi PC sẽ chứa một giá trị nào đó và đây chính là
địa chỉ để CPU bắt đầu thi hành chương trình. Thanh ghi PC sẽ tự động tăng 1 sau mỗi byte,
đặt biệt giá trị của một thanh ghi PC có thể được nạp theo ý muốn của người sử dụng. Điều
này cho phép chương trình điều khiển có thể nạp lại.
+Thanh ghi SP (stack pointer) :
Đây là thanh con trỏ nhà hầm.
Nhà hầm (STACK): trong quá trình làm việc của CPU có thể xuất hiện một yêu cầu
như cất một thanh ghi hoặc một giá trị nào đó. Nó sẽ cất những giá trị này được chọn là một

vùng nhớ này gọi là nhà hầm.
+Thanh ghi vector ngắt I (interrupt vecror) :
Dùng trong khi phục vụ ngắt quãng cho phép chương trình phục vụ ngắt quãng đặt ở
trong bộ nhớ. Thanh ghi vector ngắt sẽ lưu trữ byte địa chỉ cao của một vector ngắt và byte
địa chỉ thấp sẽ được cung cấp từ thiết bị yêu cầu ngắt bên ngồi. Người lập trình phải nạp
byte địa chỉ cao vào thanh ghi I trước khi sử dụng ngắt. Thanh ghi I có độ dài từ dữ liệu 8
bit.
+Thanh ghi R (memory refresh) :
Đây là thanh ghi phục vụ việc làm tươi bộ nhớ. Trong CPU Z 80 có chứa một bộ nhớ
đệm để có làm tươi dễ dàng bộ nhớ động. Thanh ghi R sẽ tự động tăng sau mỗi lần lấy lệnh.
Dữ liệu trong thanh R được gửi ra phần thấp của Bus địa chỉ cùng với tín hiệu làm tươi trong
khi CPU giải mã và thực hiện lệnh vừa được lấy ra. Do đó việc làm tươi không làm chậm
chương trình và đối với người lập chương trình thì điều đó coi như không có.
+Thanh ghi IX và thanh ghi IY (index register) :
Đây là các thanh ghi chỉ sử dụng trong kiểu định vị chỉ số, hai thanh ghi này kết hợp
với một giá trị tương đối có độ dài 8 bit làm tăng khả năng truy xuất bộ nhớ có điạ chỉ khác
với điạ chỉ đang chứa trong thanh chỉ số.
* Nhóm thanh ghi đặt biệt thứ hai là các flipflop điều khiển ngắt.
Z80 có hai ngắt NMI và INT, ngắt NMI là ngắt không thể ngăn được, ngắt INT là
ngắt có thể ngăn được bởi người lập trình.
Ngắt không ngăn được NMI được tác động bởi yêu cầu ngắt NMI từ bên ngồi, khi
tác động đến ngõ vào ngắt này, vi xử lý sẽ nhảy đến địa chỉ 0066
H
để thực hiện chương
trình, địa chỉ này cố định.
Ngắt có thể ngăn được INT bởi lệnh DI và có thể cho phép bởi lệnh EI. Trạng thái hiện tại
của ngắt này được thiết lập trong flip flop IFF1. Khi người lập trình cho phép ngắt INT,
IFF1 được set ở mức logic 1, khi người lập trìng không cho phép ngắt INT thì IFF1 được
reset về 0.
I.4.3.Bộ xử lý logic và số học ALU

Các lệnh logic và số học 8 bit của Z80 được thực hiện trong ALU, ALU trao đổi với
thanh ghi qua Bus dữ liệu bên trong. Các loại hàm mà ALU thực hiện bao gồm:
-6-
Luận văn tốt nghiệp
ADD: lệnh cộng.
SUBTRACT: lệnh trừ.
LOGICAL AND: Lệnh AND thực hiện phép AND.
LOGICAL OR: Lệnh OR thực hiện phép logic OR.
LOGICAL EXCLUSIVE OR ( Lệnh XOR): thực hiện phép logic XOR.
COMPARE: Phép so sánh.
LEFT OR RIGHT SHIFTS OR ROTATOR: Lệnh quay vòng và dịch.
INCREMENT: Lệnh tăng 1.
DECREMENT: Lệnh giảm 1.
SET BIT: Lệnh thiết lập bit trạng thái.
RESET BIT: Lệnh đặt lại bit trạng thái.
TEST BIT: Lệnh kiểm tra bit.
-7-
Luận văn tốt nghiệp
I.4.4. Sơ đồ chân CPU Z80.
Hình 1.2: Sơ đồ chân và sơ đồ logic CPU-Z80
I.5. Bộ nhớ bán dẫn.
I.5.1.Bộ nhớ - Các bộ nhớ thông dụng.
Bộ nhớ là nơi lưu trữ dữ liệu để microprocessor xử lý.Các bộ nhớ của
Microprocessor là các IC, các IC nhớ này có thể đọc dữ liệu ra, ghi dữ liệu vào hoặc chỉ
đọc dữ liệu ra.
I.5.2.Hoạt động tổng quát của một bộ nhớ.
• Nhận địa chỉ để lựa chọn đúng ô nhớ cần truy xuất.
• Nhận tín hiệu điều khiển để thực hiện việc truy xuất có nghĩa là nhận dữ liệu vào
hay gởi dữ liệu ra.
• Nhận dữ liệu để lưu trữ vào ô nhớ khi thực hiện chức năng ghi.

• Gởi dữ liệu ra khi thực hiện chức năng đọc.
• Kiểm tra tín hiệu cho phép để biết bộ nhớ này có được phép truy xuất hay không.
I.5.3.Phân loại bộ nhớ.
Thông thường bộ nhớ có thể được phân thành hai loại tổng quát là:
* ROM(read only memory): bộ nhớ chỉ đọc
* RAM(random access memory): bộ nhớ truy suất ngẫu nhiên
a>ROM.
Đây là loại bộ nhớ không thay đổi thì các dữ liệu được lưu trữ trong ROM không bị
mất đi hay hư hỏng khi bị mất nguồn điện. ROM cũng có nhiều dạng khác nhau người ta
phân chúng thành 3 loại tiêu biểu :
+ MASKABLE ROM (ROM mặt nạ): Đây là loại ROM do nhà sản xuất nạp sẳn
chương trình, khi đã nạp chương trình thì các bit trong ROM này không thay đổi được nữa.
+ PROGRAMMABLE ROM (PROM): Loại ROM này người sử dụng có thể nạp
chương trình bằng một thiết bị gọi là thiết bị đốt PROM. Khi đã nạp chương trình thì các bit
dữ liệu trong PROM không thể thay đổi được.
-8-
Luận văn tốt nghiệp
+ ERASABLE PROGRAMMABLE ROM (EPROM): Đây là loại ROM mà người
sử dụng có thể nạp chương trình và các chương trình đó có thể xố hay thay đổi được bằng
một thiết bị chuyên dùng.
b> RAM (RANDOM ACCESS MEMORY).
RAM là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên có nghĩa là bất kỳ ô nhớ nào cũng dễ dàng truy
xuất như những ô nhớ khác.
RAM được dùng trong máy vi tính để lưu trữ tạm thời chương trình và dữ liệu, nội
dung các ô nhớ trong RAM thay đổi liên tục khi Microprocessor thực hiện chương trình.
Điều này đòi hỏi chu kỳ đọc, ghi phải nhanh để RAM không làm giảm tốc độ hoạt động của
hệ thống.
Khuyết điểm của RAM là dữ liệu lưu trữ trong RAM sẽ mất đi khi máy tính mất
điện, điều này có thể được cải thiện bằng cách dùng nguồn pin.
Bộ nhớ RAM được chia làm hai loại SRAM và DRAM.

+ STATIC RAM(SRAM): Đây là loại RAM lưu trữ dữ liệu mãi mãi nếu nguồn nuôi
không bị mất đi. SRAM thực chất là hàng flip flop, trong đó mỗi flip flop là một phần tử
nhớ đại diện cho 1 bit.
+ DYNAMIC RAM (DRAM) : Đây là loại RAM luôn được làm tươi. Cấu trúc cơ sở
của 1 tế bào nhớ của DRAM là một tụ điện giữa cực chắn và cực nền của một Transistor.
Dưới tác dụng của dòng rỉ, điện thế trong tụ bị giảm dần vì vậy phải luôn nạp điện cho mỗi
tụ với chu kỳ nạp là 2ns. Việc nạp điện cho tụ như vậy gọi là quá trình làm tươi DRAM.
Quá trình làm tươi DRAM bao gồm việc đọc dữ liệu ra khỏi ô nhớ rồi viết trở lại. Trong
thời gian làm tươi thì không được truy xuất ô nhớ nào đó.
-9-
Luận văn tốt nghiệp
c> Sơ đồ chân và sơ đồ logic EPROM 2764
Hình 1.3: Sơ đồ chân và sơ đồ logic EPROM 2764
Bảng trạng thái làm việc của EPROM 2764.
MODE CE\ OE\ PGM\ V
PP
V
CC
OUTPUT
Read V
IL
V
IL
V
IH
V
CC
V
CC
D

OUT
Stand by V
IH
X X V
CC
V
CC
High Z
Program V
IL
X V
IL
V
PP
V
CC
D
IN
Program Verify V
IL
V
IL
V
IH
V
PP
V
CC
D
OUT

Program Inhibit V
IH
X X V
PP
V
CC
High Z
I.5.4. Khảo sát họ SRAM.
a> Cấu trúc của SRAM.
SRAM được chế tạo theo kỹ thuật MOST. Dữ liệu trong SRAM sẽ tồn tại nếu
không ngắt nguồn nuôi RAM. Dung lượng SRAM cũng phụ thuộc vào số đường địa chỉ.
Tương tự như bộ nhớ ROM, bộ nhớ RAM cũng có một số thanh ghi, mỗi thanh ghi
lưu trữ một từ dữ liệu duy nhất và có một địa chỉ duy nhất.
Hình 1.4: Cấu trúc bên trong của RAM
-10-
Luận văn tốt nghiệp
b> Sơ đồ chân và sơ đồ logic SRAM 6264
Hình 1.5: Sơ đồ chân và sơ đồ logic RAM 6264
Bảng sau cho ta các chế độ hoạt động, căn bản của RAM 6264 phụ thuộc vào trạng
thái của các chân điều khiển.
MODE WR\ CS\ CS OE\ OUTPUT
Not Select X H X X High Z
Not Select X X L X High Z
Output Disable H L H H High Z
Read H L H L Dout
Write L L H H Din
-11-
Luận văn tốt nghiệp
I.6.Khảo sát các ic ngoại vi và ứng dụng.
I.6.1.Khảo sát khảo sát vi mạch giao tiếp 8255A.

a> Cấu trúc phần cứng 8255A.
8255A là IC ngoại vi được chế tạo theo công nghệ LSI dùng để giao tiếp song song
giữa Microprocessor và thiết bị điều khiển bên ngồi.
Hình 1.6:Sơ đồ chân và sơ đồ logic 8255A
Tên các chân 8255A:
D
7
– D
0
Dữ liệu Bus (Bi – Direction)
RESET Reset input
CS\ Chip Select
RD\ Read input
WR\ Write input
A
0
, A
1
Port Address
PA7 – PA0 Port A
PB7 – PB0 Port B
PC7 – PC0 Port C
8255A giao tiếp với Microprocessor thông qua 3 Bus: Bus dữ liệu 8 bit D
7
– D
0
, Bus
địa chỉ A
1
A

2
, Bus điều khiển RD, WR, CS, Reset.
Trong sơ đồ khối của 8255A, các Port I/O của 8255A chia ra làm 2 nhóm: Nhóm A
gồm Port A và 4 bit cao của Port C, nhóm B gồm Port B và 4 bit thấp của Port C. Để sử
dụng các Port của 8255A người lập trình phải gởi từ điều khiển ra để thanh ghi điều khiển
8255A định cấu hình cho các Port đúng theo yêu cầu mà người lập trình mong muốn.
-12-
GROUP B
PORT C (LOWER)
1 = INPUT
0 = OUTPUT
PORT B
0 = MODE 0
1 = MODE 1
MODE SELECTION
0 = MODE 0
1 = MODE 1
GROUP A
PORT C (UPPER)
1 = INPUT
0 = OUTPUT
PORT A
1 = INPUT
0 = OUTPUT
MODE SELECTION
00 =MODE 0
01 = MODE 1
1X = MODE 2
MODE SET FLAG
1 = ACTIVE

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Luận văn tốt nghiệp
hình 1.7: Cấu trúc từ điều khiển
I.6.2.Cấu trúc phần mềm 8255A
a> Các nhóm A và B được cấu hình ở Mode 0:
Từ điều khiển khi 2 nhóm A và B làm việc ở Mode 0:
1 0 1 D
4
D
3
1 D
1
D
0
Ở Mode 0 các Port A, Port B, Port C thấp cà Port C cao là các Port xuất hoặc nhập
dữ liệu độc lập. Do có 4 bit để lựa chọn nên có 16 từ điều khiển khác nhau cho 16 trạng thái
xuất/nhập của 4 Port.
b> Các nhóm A và B được cấu hình ở Mode 1:
 Nhóm A làm việc ở cấu hình Mode 1.
• Port A được cấu hình là Port nhập dữ liệu.
Chức năng của các đường tín hiệu được trình bày ở hình vẽ 1.8
Các đường tín hiệu của Port C trở thành các đường điều khiển/dữ liệu của Port A.
-13-
Luận văn tốt nghiệp
1 0 1 1 D3 X X X
Hình 1. 8: Chế độ làm việc khi PORT A nhập dữ liệu
Bit PC4 trở thành bit STB
A
( Strobe Input, tác động mức thấp nhất), được dùng để
chốt dữ liệu ở ngõ vào PA7 – PA0 vào mạch chốt bên trong 8255A.

Bit PC5 trở thành bit IBF
A
(Input Buffer Full, tác động mức cao), dùng để báo cho
thiết bị bên ngồi biết dữ liệu đã được chốt vào bên trong.
Bit PC3 trở thành bit INTR
A
(interrupt Request, tác động mức cao), bit này có mức
logic 1 khi 2 bit STB
A
= 1, IBF = 1 và bit INTE
A
(Interrupt Enable) ở bên trong 8255A bằng
1. Bit INTE
A
được thiết lập mức logic 1 hay 0 dưới sự điều khiển của phần mềm dùng cấu
trúc bit Set/Reset của 8255A. Ở hình vẽ 1.8, bit INTE
A
= 1 dùng để cho phép tín hiệu IBF
xuất hiện tại ngõ ra của INTE
A
cổng AND. Tín hiệu INTR
A
tác động đến ngõ vào ngắt của
Microprocessor để báo cho Microprocessor biết: dữ liệu mới đã xuất hiện ở Port A. Chương
trình phục vụ ngắt đọc dữ liệu vào và xóa yêu cầu ngắt.
Các bit còn lại của Port C: PC6, PC7 là các bit xuất/nhập bình thường tùy thuộc vào bit D3
trong từ điều khiển hình 1.9. Các bit xxx dùng để thiết lập cho nhóm B.
-14-
Luận văn tốt nghiệp
• Port A được cấu hình là Port xuất dữ liệu.

Chức năng của các đường tín hiệu được trình bày ở hình vẽ 1.9.
Các đường tín hiệu của Port C trở thành các đường điều khiển/dữ liệu của Port A.
1 0 1 0 D3 X X X
Hình 1.9: Chế độ làm việc PORT A xuất dữ liệu
Bit PC7 trở thành bit OBF
A
(Output Buffer Full, tác động mức thấp), khi có dữ liệu
Microprocessor gởi ra Port A, tín hiệu OBF
A
sẽ yêu cầu thiết bị bên ngồi nhận dữ liệu.
Bit BC6 trở thành bit ACK
A
(AcknowLEDge Input, tác động mức thấp), thiết bị
nhận dữ liệu dùng tín hiệu này để báo cho 8255A biết tín hiệu đã được nhận và sẵn sàng
nhận dữ liệu tiếp theo.
Bit PC3 trở thành INTR
A
(Interrupt Request, tác động mức cao), bit này có mức
logic 1 khi 2 bit OBF
A
= 1, ACK
A
= 1 và bit INTE
A
(Interrupt Enable) ở bên trong 8255A
bằng 1. Tín hiệu INTR
A
tác động đến ngõ vào ngắt của Microprocessor để báo cho
Microprocessor biết: thiết bị bên ngồi đã nhận dữ liệu ở Port A.
Các bit còn lại của Port C: PC4, PC5 là các bit xuất/nhập bình thường tùy thuộc vào

bit D3 trong từ điều khiển hình 1. 8. Các bit xxx được dùng để thiết lập nhóm B.
-15-
Luận văn tốt nghiệp
 Nhóm B làm việc ở cấu hình mode 1:
• Port B được cấu hình là Port nhập dữ liệu.
Chức năng của các đường tín hiệu được trình bày ở hình vẽ 1.10.
Các đường tín hiệu Port C trở thành các đường điều khiển /dữ liệu của Port B.
1 X X X X 1 1 X
Hình 1.10: chế độ làm việc khi port B nhập dữ liệu.
Chức năng của các bit điều khiển giống như nhóm A hoạt động ở Mode 1.
• Port B được cấu hình là Port xuất dữ liệu
Chức năng của đường tín hiệu được trình bày ở hình vẽ 1.11.
Các đường tín hiệu Port C trở thành các đường điều khiển/dữ liệu của Port B.
1 X X X X 1 0 X
Hình 1.11: Chế độ làm việc khi PORT B xuất dữ liệu
Chức năng của các bit điều khiển giống như nhómA hoạt động ở Mode 1.
Các bit xxx được dùng để thiết lập cho nhóm A, bit D0 không có tác dụng trong trường hợp
cả 2 nhóm làm việc ở mode 1.
c> Nhóm A của 8255A làm việc ở Mode 2.
-16-
Luận văn tốt nghiệp
Mode 2 là kiểu hoạt động Strobed Bi – directional 10, sự khác biệt với các Mode 1 là
Port có hai chức năng xuất nhập dữ liệu.
Từ điều khiển khi hai nhóm A hoạt động ở Mode 2:
1 1 X X X X X X
Chức năng của các đường tín hiệu được trình bày ở hình vẽ 1.12.
Các đường tín hiệu của Port C trở thành các đường điều khiển/dữ liệu của Port A.
1 0 1 1 D
3
X X X

Hình 1.12: Nhóm A làm việc ở chế độ xuất/nhập dữ liệu
Bit PC7 trở thành bit OBF
A
, PC6 trở thành ACKA, PC4 thành bit STB
A
, PC5 thành
bit IBF
A
và bit PC3 trở thành bit INTR
A
. khi OBF
A
= 1, INTE
1
= 1 hoặc IBF
A
= 1, INTE
2
= 1.
Các bit PC
2,1,0
còn lại có thể là các bit I/O tùy thuộc vào các bit điều khiển của nhóm
B. Chú ý khi nhóm A làm việc ở Mode2, nhóm B chỉ được phép hoạt động ở Mode 0.
Cấu hình này còn cho phép Set / Reset từng bit của Port C. từ điều khiển này khác
với từ điều khiển cấu hình là bit D7 = 0.
-17-
Luận văn tốt nghiệp
Hình 1.13:Dạng set và reset bit
Bit D0 dùng để Set/Reset bit INTE, khi D0 = 1 thì INTE = 1 (cho phép ngắt), khi
D

0
= 0 thì INTE = 0 (không cho phép ngắt). 3 bit D1D2D3 dùng để chọn 1 bit của Port C,
gán mức logic của bit D0 cho bit của Port đã chọn.
Trong thực tế Port A và Port B thường được cấu hình với mode khác nhau. Ví dụ
nhóm A hoạt động ở Mode 2, nhóm B làm việc ở Mode 0.
-18-
Luận văn tốt nghiệp
CHƯƠNG 2:
PHƯƠNG PHÁP GIAO TIẾP VỚI THIẾT BỊ NGOẠI VI
Giao tiếp giữa máy tính với thiết bị ngoại vi là việc trao đổi dữ liệu giữa máy tính
với một hay nhiều thiết bị ngoại vi (với môi trường ngồi). Máy tính có nhiều cổng vào ra
(I/O) để thực hiện chức năng trên. Các cổng vào ra gồm:
- cổng nối tiếp ( port com).
- Cổng song song ( cổng máy in).
- Khe cắm trong máy tính (Slot card).
II.1/Giao tiếp qua cổng nối tiếp RS232
Cổng nối tiếp RS232 là giao diện phổ biến rộng rãi nhất, nó còn gọi là cổng COM
1 , còn cổng COM 2 thường dùng tự do cho ứng dụng khác. Cổng này truyền dữ liệu dưới
dạng nối tiếp theo một tốc độ do người lập trình quy định ( thường là 1200;2400;4800;9600
bps…). Loại truyền này có khả năng dùng cho những khoảng cách lớn.
Cổng nối tiếp RS232 không phải là một hệ thống bus, nó cho phép dễ dàng tạo ra
liên kết dưới hình thức điểm giữa hai máy cần trao đổi thông tin với nhau.
Chiều dài dữ liệu truyền đi có thể là 5,6,7 hoặc 8 bit, và kèm theo các bit start,
stop, parity để tạo thành một khung truyền (frame). Do việc truyền dữ liệu là nối tiếp nên
tốc độ truyền bị hạn chế nên nó thường không được sử dụng torng những ứng dụng cần tốc
độ truyền cao.
Khung truyền dữ liệu như sau:
Start
bit
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Parity

bit
Stop
bit
- Hình dạng của cổng nối tiếp ở máy tính:
Chân (loại 9 chân) Chân (loại 25 chân) Chức năng
1 8 DCD_Data carrier detect _Lối vào
2 3 RxD_Receive Data _Lối vào
3 2 TxD_Transmit Data _Lối ra
4 20 DTR_Data Terminal Ready _Lối ra
5 7 GND _Nối đất
6 6 DSR _Data Set Ready _Lối vào
7 4 RTS _Request To Send _Lối ra
8 5 CTS_Clear To Send _Lối vào
9 22 RI _Ring Indicator _Lốivào
BẢNG 1: chân của cổng nối tiếp máy tính
- Địa chỉ cơ bản của cổng nối tiếp COM 1 là 3F8h
- Địa chỉ cơ bản của cổng nối tiếp COM 2 là 2F8h
II.2/Giao tiếp qua khe cắm máy tính (Slot-card).
Trong máy vi tính trên board mạch hệ thống thường chế tạo sẵn các khe cắm nhằm
mụch đích mở rộng bộ nhớ cũng như mở rộng phạm vi ứng dụng của máy vi tính bằng cách
gắn thêm các board mạch mở rộng vào các khe cắm này.
Mỗi slot đều có các bus dữ liệu , bus địa chỉ và các đường tín hiệu điều khiển như
:CLK,IOW,IOR,AEN,ALE,RESET.Do đó việc thiết kế các Slot-Card từ các đầu cắm Slot
-19-
Luận văn tốt nghiệp
sẽ đơn giản, số linh kiện kèm theo ít, và tận dụng được các nguồn điện của máy tính (+5v,-
5v,+12v,-12v) nên giá thành sẽ rẻ đi, dễ dàng đưa tín hiệu điều khiển ra ngồi và tốc độ
truyền nhanh.
Bên cạnh những ưu điểm đó, Slot cũng có một số những nhược điểm như sau:
-Slot-Card phải cắm vào các Slot trên board mạch hệ thống nên phải gỡ nắp

máy.
-Phạm vi truyền tín hiệu gần và cáp truyền phức tạp.Trong một số trường
hợp không thực hiện được.
Vì vậy khi sử dụng Slot- Card để giao tiếp với thiết bị ngoại vi cần cân nhắc kỹ ưu
khuyết điểm. Tùy theo mụch đích sử dụng mà ta chọn phương án thích hợp nhất.
Trong máy tính, địa chỉ dùng để sử dụng card mở rộng là từ 300h - 31Fh.
II.3/Giao tiếp qua cổng máy in (LPT)
Cổng nối giữa máy tính và máy in còn gọi là cổng song song.Việc nối máy in với
máy tính được thực hiện hiện qua ổ cắm 25 chân ở phía sau máy tính, nhưng đây không chỉ
là chổ nối với máy in mà khi sử dụng may tính vào việc điều khiển thiết bị ngoại vi thì việc
ghép nối cũng được thực hiện qua ổ cắm này. Cổng này truyền dữ liệu song song, tốc độ
truyền cao. Cổng có các đường dẫn tương thích với TTL.
II.3.1/Mô tả cổng máy in
Cổng máy in có tất cả 17 đường dẫn bao gồm 12 đường dẫn ra và 5 đường dẫn vào.
Các đường dữ liệu từ D0 - D7 là những đường dẫn một chiều và là đường dẫn ra. Các
đường tín hiệu vào ra có chốt.
- hình dạng của cổng máy in:
-các đường dẫn tín hiệu được mô tả như sau:
chân số 1(STROBE):Chân ra, khi máy tính đưa tín hiệu này ra thì nó báo cho máy in đọc dữ
liệu vào để in.Xung tác động ở mức thấp.
Chân 2 - 9 (DATA): các chân ra dữ liệu của máy tính.
Chân 10 ( ACK) : chân vào để báo cho máy tính biết là dữ liệu đã nhận được và yêu cầøu
máy tính gởi dữ liệu tiếp theo.
Chân 11 (BUSY) : chân vào để báo cho máy tính biết là máy in đang bận không thể nhận
tiếp dữ liệu từ máy tính gởi ra. Chân này tác động ở mức cao.
Chân 12 (PE) :chân vào để báo cho máy tính biết là máy in hết giấy. Chân này tác động ở
mức cao.
Chân 13 (SLCT): chân vào để báo máy tính đang ở trạng thái lựa chọn.Chân này tác động ở
mức cao.
Chân 14 (AF) :chân ra tác động ở mức thấp.Khi tác động thì máy tự động dịch thêm một

dòng sau khi in.
Chân 15 (ERROR) : chân vào tác động mức thấp để báo máy in đang bị lỗi.
Chân 16 (INIT) : chân ra tác động mức thấp để đặt lại máy in.
Chân 17 ( SLCTIN) : chân ra tác động mức thấp để báo máy in đưa dữ liệu vào.
Chân 18 - 25 (GND): là chân nối mass.
Trong 17 đường dẫn tín hiệu thì có 5 vào, vì vậy việc bắt tay giữa máy tính và máy in được
thực hiện chẳng hạn như khi máy in không còn đủ chổ trống trong bộ nhớ thì nó đưa đến
máy tính một trạng thái (BUSY =1) tức là báo máy in đang bận không nên gởi dữ liệu ra
nữa.
-20-
Hình2.1: Cổng máy in
Luận văn tốt nghiệp
II.3.2/Sự trao đổi với các đường dẫn tín hiệu.
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
a/Thanh ghi dữ liệu
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
b/ Thanh ghi điều khiển
-21-
Chân 2 -9
Chân 1
Chân 14
Chân 16
Chân 17
Chân IRQ-ENABLE
Luận văn tốt nghiệp
D7 D6 D5 D4 D3 0 0 0
Error (chân 15)
SLCT(chân 13)
PE(chân 12)
ACK(chân 10)

Busy(chân 11)
c/ Thanh ghi trạng thái
Hình 2.2 : Thanh ghi cổng máy in của máy tính PC
Các đường dẫn tín hiệu của cổng máy in được sắp xếp thành 3 thanh ghi:thanh ghi dữ liệu,
thanh ghi trạng thái và thanh ghi điều khiển. Thông qua 3 thanh ghi này cho phép trao đổi
thông tin giữa môi trường ngồi và bộ nhớ máy tính.
- địa chỉ htanh ghi dữ liệu với địa chỉ cơ bản của cổng máy in 378h.
- địa chỉ thanh ghi trạng thái là 379h.
- địa chỉ thanh ghi điều khiển là 37Ah.
Muốn truy xuất dữ liệu qua cổng máy in thì ta phải biếùt được địa chỉ cơ bản của các thanh
ghi dữ liệu gọi là địa chỉ cơ bảb của cổng máy in.
Địa chỉ cơ bản của cổng máy in LPT1 là 378h địa chỉ cơ bản của cổng máy in LPT2 là
278h.
II.4/Chọn cổng giao tiếp với KIT vi xử lý.
Tuy có nhiều phương pháp giao tiếp với thiết bị ngoại vi được trình bày ở trên, nhưng
chúng em chọn phương pháp giao tiếp song song qua cổng máy in LPT1,vì phương pháp
này đơn giản, dễ thiết kế phần cứng, tốc độ truyền nhanh, thích hợp truyền dữ liệu trong
khoảng cách gần, các đường tín hiệu vào ra ở mức TTL tương thích với KIT vi xử lý.
-22-
Luận văn tốt nghiệp
CHƯƠNG 3:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG
 Sơ đồ mạch quang báo.
A.QUANG BÁO
III.1.Khái niệm cơ bản:
Quang báo là thiết bị thông tin văn bản. Sơ đồ khối cơ bản quang báo gồm 3 đơn vị
chính như hình vẽ:
Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống quang báo.
Thông tin cần hiển thị quang báo được đưa vào hệ thống quang báo từ đơn vị nhập
thông tin. Đơn vị này có thể là bàn phím, bộ nhớ ngồi…Đơn vị nhập thông tin có nhiệm vụ

biến đổi thông tin dưới dạng số và cung cấp cho hệ vi xử lý.
Đơn vị xử lý có thể là KIT vi xử lý hoặc là máy tính hay kết hợp cả hai. Đơn vị xử lý
thông tin quy định chế độ hiển thị của hệ quang báo.
Đơn vị hiển thị thường là ma trận LED. Đồng thời có thể là một bảng quang báo với
đơn vị hiển thị là các bóng đèn đốt tim,hay là các bóng đèn neon.
III.2.Phân loại quang báo:
Quang báo có thể chia thành các loại như sau dựa trên cơ sở là đơn vị nhập thông
tin và xử lý.
- Loại quang báo mà nội dung hiển thị được ghi chết trong ROM. Đơn vị xử lý
của quang báo nàydễ dàng nhận thấy là khi thay đổi nội dung cần hiển thị thì phải nạp lại
ROM,rất bất tiện, không có tính kinh tế.
- Quang báo có giao tiếp với bàn phím:
Loại này dùng một bàn phím để nhập thông tin cần hiển thị. Đơn vị xử lý là KIT vi xử
lý hoặc máy vi tính có ngõ giao tiếp với bàn phím. Quang báo loại này cho phép thay đổi nội
dung hiển thị tương đối thuận lợi.
- Quang báo giao tiếp với máy vi tính:
Đây là loại quang báo được điều khiển bằng máy vi tính nên chế độ hiển thị rất đa
dạng, phong phú. Thông thường quang báo loại này được thiết kế truy xuất từng điểm(chế
độ graphic). Với sự phát triển của phần mềm hiện nay được máy tính vừa điều khiển vừa
làm việc khác.
- Quang baó kết hợp giữa KIT vi xử lý và máy tính:
-23-
NHẬP
THÔNG
TIN
HỆ VI
XỬ LÝ
ĐƠN VỊ
HIỂN
THỊ

MÁY
TÍNH
KIT VI
XỬ LÝ
QUÉT
HÀNG
QUÉT
CỘT
BẢNG
ĐÈN
GIAO
TIẾP
Luận văn tốt nghiệp
Loại quang báo này đa dạng hơn , chúng vừa có thể làm việc độc lập vừa kết hợp
nhau, có tính lưu trữ (KIT vi xử lý), có thể kiểm tra nội dung cần hiển thị một cách dễ
dàng(màn hình máy tính), nội dung hiển thị chính xác.
Ngồi việc phân loại trên, các hệ thống quang báo còn có thể được phân loại theo kích
thước của ma trận hiển thị.
III.3.Phương pháp multiplex điều khiển ma trận led
Để điều khiển ma trận LED cần có mạch chốt dữ liệu, xuất dữ liệu các mạch này phải
kết hợp chặt chẽ với nhau. Số mạch chốt tỷ lệ với số lượng LED.
Với một ma trận hiển thị, số lượng LED rất lớn, kéo theo số mạch chốt nhiều,dẫn đến
phần hiển thị quang báo trở nên phức tạp, cồng kềnh, khó kết nối, khó vẽ mạch in, không có
tính kinh tế.
Phương pháp MULTIPLEX cho phép ta điều khiển ma trận LED với số lượng đường
dây và mạch in giảm đáng kể.
Theo phương pháp này tại mỗi thời điểm chỉ duy nhất có một LED sáng. Các LED
phát sáng theo tần số đủ nhanh để mắt người cảm thấy LED sáng liên tục, nhờ hiện tượng
lưu ảnh trên võng mạc của mắt, nhưng chú ý làm sau cho các LED sáng rõ không có cảm
giác rung.

Do LED được cấu dòng phát sáng trong thời gian ngắn, nên để LED thấy rõ biên độ
dòng xung phải lớn hơn nhiều lần so với dòng DC trung bình qua LED. Với chế độ làm việc
biên độ dòng khá lớn, LED có thể bị hư nếu thời gian quá lâu. Vì vậy các ma trận LED phải
được bảo vệ thích hợp tránh hư hỏng.
Phương pháp MULTIPLEX được dùng trong phương pháp truyền data nối tiếp hay
song song, được chia thành hai loại thường dùng : quét hàng hay quét cột trên bảng LED.
Việc chọn hàng hay chọn cột cần có một mạch chọn lệnh chể chọn hàng hay cột thích hợp.
- Về phần cứng gồm mạch dao động và mạch giải mã cho các cột các hàng
- Dùng phần mềm để xử lý chọn hàng hay chọn cột. Tần số quét quy định bằng
phần mềm.
III.4.Bộ hiển thị
Trong một hệ thống vi xử lý bộ hiển thị đóng một vai trò hết sức quan trọng, nó là
nơi dùng để giao tiếp giữa máy và người sử dụng. Từ màn hình hiển thị người sử dụng có
thể quan xác. Cảm nhận được quá trình làm việc của hệ thống. Khi người sử dụng muốn viết
một chương trình nào đó trên mạch KIT sau khi đưa dữ liệu vào, nhờ có màn hình hiển thị
mà ta có thể kiểm tra lại dữ liệu nhập vào đã đúng hay chưa.
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại màn hình hiển thị như hiển thị màn hình Video, bằng
Ma Trận LED, bằng LED 7 đoạn. Trong các cách hiển thị trên, việc hiển thị bằng LED 7
đoạn có cấu trúc đơn giản và dể sử dụng. Thật ra, dù là loại LED đi nữa thì cấu tạo của
chúng cũng từ nhiều phần tử LED rời qua công nghệ sản xuất chúng sẽ có những hình dạng
khác nhau.
Và như ta đã biết nguyên lý hoạt động của Diod Phát Quang là sẽ phát sáng khi có
dòng điện chạy qua cỡ ( 5 – 30)mA. Do đó nó có thể chỉ thị được:
+Tín hiệu 1: khi có dòng điện chạy qua, diod sáng.
+Tín hiệu 0: khi không có dòng điện chạy qua, diod tắt.
III.4.1.Sơ đồ chân ma trận LED và IC thanh ghi dịch 74164.
a.Ma Trận LED.
Cấu tạo Ma Trận LED gồm có 40 điểm LED nhỏ , được chia thành 8 hàng và 5 cột
(tùy từng loại Ma Trận LED mà ta sẽ có loại quét cột ở mức cao hay
-24-

Luận văn tốt nghiệp
Hình 3.2: Sơ đồ chân Ma Trận LED
mức thấp). Trong hệ thống này 8 hàng này là 8 hàng Anod và 5 cột là 5 cột Katod. Như vậy
muốn 40 điểm LED đều sáng cùng một lúc thì ta chỉ việc cung cấp mức cao cho 8 hàng và
mức thấp cho 5 cột còn nếu muốn điểm LED nào sáng thì ta cấp mức 1 và mức 0 tương ứng
với Anod và Katod của điểm LED đó.
Như vậy mỗi chữ hay số cần hiển thị trên Ma Trận LED thì phải được tổ hợp bởi 8
hàng và 5 cột và để hiển thị hết một chữ hay số ta phải quét tới 8x5 lần.
-25-