MẠCH đếm sản PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD dùng IC số ( có mạch in )

1 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Hình ảnh băng chuyền đếm sản phẩm trong thực tế.................................. 8
Hình 2.1. Sơ đồ khối của vi điều khiển 89c51 ........................................................10
Hình 2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển 89C51...............................................................12
Hình 2.3 Bộ nhớ dữ liệu 89C51...............................................................................13
Hình 2.4. Mạch thu phát hồng ngoại.......................................................................17
Hình 2.5. Sơ đồ chân Op-amp LM358.....................................................................18
Hình 2.6. Hình ảnh thực tế của Op-amp LM358.................................................... 18
Hình 2.7. Sơ đồ LM 7805 .......................................................................................20
Hình 2.8 Hình ảnh thực tế LM7805 ........................................................................20
Hình 2.9. Hình ảnh thực tế các loại tụ................................................................... 22
Hình 2.10 Kí hiệu, sơ đồ tương đương và đặc tính điện kháng của thạch anh....... 22
Hình 2.11. Hình ảnh thực tế điện trở ......................................................................23
Hình 2.12. Hình ảnh thực tế biến trở nút áo được sử dụng trong mạch .................24
Hình 2.13 Sơ đồ chân LCD 16x2............................................................................ 24
Hình 2.14 : Mối liên hệ giữa địa chỉ của DDRAM và vị trí hiển thị của LCD.........27
Hình 2.15 : Mối liên hệ giữa địa chỉ của ROM và dữ liệu tạo mẫu kí tự ................28
Hình 2.16 : Mối liên hệ giữa địa chỉ của CGRAM, dữ liệu của CGRAM, và mã kí
tự............................................................................................................................ 30
Hình 2.17. Hình ảnh thực tế LCD 2x16.................................................................. 32
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển và khối hiển thị.................................... 33
Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến hồng ngoại............................................. 34
Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn..................................................................... 34
Hình 3.4. Sơ đồ giải thuật ......................................................................................35
Hình 3.5. Sơ đồ mạch in của khối nguồn, khối điều khiển.......................................36
Hình 3.6. Sơ đồ mạch in của khối cảm biến........................................................... 36
Hình 4.1 Hình ảnh thực tế của mạch...................................................................... 37

Hình 4.2 Hình thực tế mặt sau của khối cảm biến ..................................................38
Hình 4.3 Hình ảnh mặt sau của khối điều khiển, khối nguồn, khối hiển thị............ 38
Hình 5.1 Hình ảnh máy đếm tiền – hướng phát triển bậc cao hơn .........................39

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Đặc tính của vi điều khiển 89c51........................................................... 14
Bảng 2.2. Tên và chức năng của các chân trong Port 3..........................................15
Bảng 2.3 : Bảng so sánh op-amps lý tưởng và op-amps thực tế .............................18
Bảng 2.4 Chức năng RS và R/W .............................................................................26
Bảng 2.5 Sơ đồ chân LCD ......................................................................................29


2 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

2

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


3 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện
tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học
kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa cung cấp thông tin,…
Có người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “ nền kinh

tế kỹ thuật số”. Công nghệ kỹ thuật số có nhiều ứng dụng rộng rãi trong thực tế, với
nhiều ứng dụng rất tiện ích sử dụng trong kĩ thuật, trong đời sống, trong công
nghiệp ở các nhà máy và xí nghiệp sản xuất,… và cả những tiện nghi trong ngôi nha
của chúng ta.
Trong quá trình sản xuất thì nhiều khâu được tự động hóa. Một trong những
khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm
ra được đếm một cách tự động. Tuy nhiên, có một số những doanh nghiệp, nhà máy
sản xuất vừa và nhỏ vẫn còn sử dụng phương thức thủ công.
Từ đợt đi thực hành, thăm quan xí nghiệp sản xuất và các nhà máy, em thấy
được nhiều khâu tự động hóa trong quá trình sản xuất. Em quyết định thiết kế một
mạch đếm sản phẩm bởi vì nó rất gần gũi với thực tế, nó giúp ích rất là nhiều đối
với người lao động chân tay, những nhà sản xuất nhỏ bé chưa có ứng dụng công
nghệ kỹ thuật số, em thấy rằng nhờ mạch này sẽ giúp tăng rất nhiều năng suất lao
động, giảm chi phí nhân công, giảm thời gian sản xuất,…. Đem lại lợi nhuận cao
cho nhà sản xuất.
Bài báo cáo nào được tìm kiếm từ nhiều nguồn khác nhau như: thầy hướng dẫn,
internet, sách báo,….. Và do kiến thức còn hạn hẹp nên 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 thể khắc phục được
những thiếu sót đó và có thể hoàn thiện cũng như mở rộng đề tài sau này…

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
-Hiện này là thời đại khoa học công nghệ phát triển và “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,
SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

3

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


4 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Điều khiển tự động, phát thanh truyền hình, y tế, nông nghiệp…và ngay cả trong
các dụng cụ sinh hoạt gia đình.
-Các nhà máy xí nghiệp sản xuất sản phẩm đã được trang bị các băng chuyền
hiện đại, sản phẩm xuất ra nhanh và nhiều , vì vậy việc đếm xem có bao nhiêu sản
phẩm đã hoàn tất ra từ các băng chuyền và tổng kết được số sản phẩm thì những
người công nhân khó có thể mà thực hiện chính xác và nhanh được.
-Vì vậy hệ thống mạch đếm sản phẩm sẽ giúp họ điều đó, giúp kiểm soát
được sản lượng cho ra mỗi băng chuyền và tổng kết được số sản phẫm đã được sản
xuất.
-Không chỉ như vậy, hệ thống mạch đếm sản phẩm còn giúp người lao động
bớt phần mệt nhọc chân tay mà còn làm tăng hiệu suất lao dộng lên nhiều lần, và
đảm bảo được độ chính xác cao.
-Ngoài ra còn một số ứng dụng về mạch đếm rất là tiện ích, như : mạch đếm
sản phẩm, mạch đếm số lượng xe ra vào xí nghiệp nhà máy, mạch đếm số nhân
công đi làm ,. . . Những mạch này nó rất ổn định, gọn nhẹ, dễ lặp đặt, dễ sử dụng,
giá thành rẻ và ít tốn điện năng tiêu thụ nên rất được nhiều nhà máy, xí nghiệp sử
dụng. Nhưng ngoài ra nó có tác hại rất lớn khi gặp lỗi đếm không chính xác, đếm
lặp,…

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

4

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM

5 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Hình 1.1 Hình ảnh băng chuyền đếm sản phẩm trong thực tế

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1. Sơ đồ khối.

 Chức năng của từng khối
•

Khối cảm biến: Phát hiển sản phẩm đi qua.
- Khối cảm biến là một mạch cảm biến hồng ngoại. Khi có sản phẩm đi qua
thì khối này sẽ phát hiện qua led hồng ngoại và đưa tín hiệu đến vi xử lý để
điều khiển.

•

Khối xử lý trung tâm ( vi điều khiển AT89C51):
-Chức năng của khối này là điều khiển toàn bộ hoạt động của mạch. Hoạt
động theo chương trình định sẵn.

•

Khối nguồn:
-Khối này có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho toàn mạch.

•

Khối LCD(16x2):

-Khối này điều khiển và hiển thị thông tin trên màn hình tinh thể lỏng
(LCD).

2.2 Vi điều khiển ( AT89C51)
 Sơ đồ khối và chức năng của khối vi điều khiển 89C51

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

5

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


6 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

Hình 2.1. Sơ đồ khối của vi điều khiển 89c51
o

CPU (Central Processing Unit): Đơn vị xử lý trung tâm tính toán và điều khiển
quá trình hoạt động của hệ thống.

o

OSC (Oscillator): Mạch dao động _ tạo tín hiệu xung clock cung cấp cho các
khối trong chip hoạt động.

o

Interrupt control: Điều khiển ngắt _ nhận tín hiệu ngắt từ bean ngoài (INT0\,

INT1\), từ bộ định thời (TIMER0, TIMER1) và từ cổng nối tiếp (SERIAL
PORT), lần lượt đưa các tín hiệu ngắt này đến CPU để xử lý.

o

Other registers: Các thanh ghi khác _ lưu trữ dữ liệu của các port xuất/nhập,
trạng thái làm việc của các khối trong chip trong suốt quá trình hoạt động của hệ
thống.

o

RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ dữ liệu trong chip lưu trữ các dữ liệu.

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

6

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


7 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
o

ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chương trình trong chip lưu trữ
chương trình hoạt động của chip.

o

I/O ports (In/Out ports): Các port xuất/nhập _ điều khiển việc xuất

nhập dữ liệu dưới dạng song song giữa trong và ngoài chip thông qua
các port P0, P1, P2, P3.

o

Serial port: Port nối tiếp _ điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới
dạng nối tiếp giữa trong và ngoài chip thông qua các chân TxD, RxD.

o

Timer 0, Timer 1: Bộ định thời 0, 1 _ dùng để định thời gian hoặc
đếm sự kiện (đếm xung) thông qua các chân T0, T1.

o

Bus control: Điều khiển bus _ điều khiển hoạt động của hệ thống bus
và việc di chuyển thông tin trên hệ thống bus.

o

•

Bus system: Hệ thống bus _ liên kết các khối trong chip lại với nhau.

-Vi điều khiển 89C51 có tất cả 40 chân. Trong đó có 24 chân có tác dụng kép
(1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập điều
khiển IO hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ để tải địa chỉ và dữ
liệu khi giao tiếp với bộ nhớ ngoài.
 Cụ thể là:
2 chân nguồn cấp điện (VCC, VSS)

•

32 chân xuất/nhập

•

6 chân chức năng (EA, ALE, PSEN, XTAL1, XTAL2, RST)



Port xuất/nhập 8 bit (P0.0 – P0.7)



Port xuất/nhập 8 bit (P1.0 – P1.7)



Port xuất/nhập 8 bit (P2.0 – P2.7)



Port xuất/nhập 8 bit (P3.0 – P3.7)

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

7

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM

8 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

Hình 2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển 89C51

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

8

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


9 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

Hình 2.3 Bộ nhớ dữ liệu 89C51

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

9

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


10 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Bảng 2.1. Đặc tính của vi điều khiển 89c51
Đặc tính

ROM trên chip
RAM
Bộ định thời
Các chân vào ra
Cổng nối tiếp
Nguồn ngắt

Số lương
4K byte
128 byte
2
32
1
6

Các Port:
Port 0: Là port có 2 chức năng với số thứ tự chân từ 32 đến 39.
 Trong các hệ thống không dùng bộ nhớ mở rộng thì port 0 được dùng làm các
đường điều khiển IO
 Trong các hệ thống sử dụng bộ nhớ bên ngoài mở rộng thì port 0 có chức năng là
bus địa chỉ và bus dữ liệu AD7 – AD0 (A : Address, D: Data)
Port 1:
 Port 1 (P1.0 – P1.7) có số chân từ 1 – 8.
 Port 1 có một chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7) _ sử dụng hoặc không sử dụng bộ nhớ

ngoài.
• Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 1 đóng vai trò là ngõ vào của địa
chỉ byte thấp (A0 – A7)
Port 2: Là port có 2 chức năng với số thứ tự chân 21 – 28

 Trong các hệ thống không dùng bộ nhớ mở thì port 0 được dùng làm các đường

điều khiển IO
 Trong các hệ thống đk lớn sử dụng bộ nhớ bên ngoài mở rộng thì port 2 có chức

năng là bus địa chỉ cao A8 – A15
Port 3:
 Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân từ 10 – 17.
 Port 0 có hai chức năng:

• Port xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7) _ không sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các
chức năng đặc biệt.
• Các tín hiệu điều khiển _ có sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc
biệt.

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

10

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


11 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
 Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 3 đóng vai trò là ngõ vào của các tín hiệu

điều khiển
Bảng 2.2. Tên và chức năng của các chân trong Port 3
Bit
Tên

Chức năng chuyển đổi
P3.0
RxD
Ngõ vào nhận dữ liệu nối tiếp
P3.1
TxD
Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp
P3.2
INT0
Ngõ vào ngắt cứng thứ 0
P3.3
INT1
Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
P3.4
T0
Ngõ vào của timer/counter thứ 0
P3.5
T1
Ngõ vào của timer.counter thứ 1
P3.6
WR
Tín hiệu điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ bên ngoài
P3.7
RD
Tín hiệu điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài












Các ngõ tín hiệu điều khiển:
Ngõ tín hiệu (PSEN)’ (Program store enable): Chân số 29
Cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng
Nối với chân ((OE)’ hoặc (RD)’) của EPROM để điều khiển đọc mã lệnh
Khi giao tiếp với bộ nhớ chương trình mở rộng thì dùng (PSEN)’, nếu không có
giao tiếp thì chân (PSEN)’ bỏ trống
Các mã lệnh của chương trình đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào
thanh ghi lệnh bên trong 89c51 để giải mã lệnh
Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable):
Khi dùng bộ nhớ mở rộng, ALE sẽ điều khiển mạch giải đa hợp để tách các đường
địa chỉ (A7-A0) và dữ liệu (D7 – D0)
Là một xung khi port 0 tải địa chỉ
Xung ALE có tần số = 1/6 tần số thạch anh
Có thể dùng làm xung clock cung cấp cho các IC khác.
Có thể nhận cung lập trình từ bên ngoài khi ghi dữ liệu vào bộ nhớ Flash Rom

Ngõ tín hiệu (EA)’ (External Access):
 Nếu (EA)’ = 1(+5V) thì VĐK thực hiện chương trình ở bộ nhớ nội
 Nếu (EA)’ = 0(0V) thì VĐK thực hiện chương trình ở bộ nhớ ngoại
 Nhận điện áp lập trình VPP(Program) khi ghi dữ liệu vào bộ nhớ Flash Rom
Ngõ tín hiệu RST (Reset):
 Khi cấp điện hoặc nhấn RESET sẽ reset VĐK
 Tín hiệu Reset phải ở mức cao, ít nhất 2 chu kỳ máy

 Các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị mặc nhiên
Các ngõ vào bộ dao động XTALT1, XTAL2:
SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

11

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


12 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
IC 89c51 có một bộ dao động trên chíp nhưng nó yêu cầu có một xung đồng
hồ ngoài để chạy nó. Một bộ dao động thạch anh sẽ được nối tới các chân đầu
vào XTAL1 (chân 19) và XTAL2 (chân 18). Bộ dao động thạch anh được nối
tới XTAL1 và XTAL2 cũng cần hai tụ gốm giá trị khoảng 30pF. Một phía của tụ
điện được nối xuống đất.
Cần phải lưu ý rằng có nhiều tốc độ khác nhau của họ IC 89c51. Tốc độ
được coi như là tần số cực đại của bộ dao động được nối tới chân XTAL. Một bộ vi
điều khiển IC 89c51 yêu cầu một tinh thể thạch anh có tần số không lớn
hơn 20MHz. Khi IC 89c51 được nối tới một bộ dao động tinh thể thạch anh và cấp
nguồn thì ta có thể quan sát tần số trên chânXTAL2 bằng máy hiện sóng. Nếu ta
quyết định sử dụng một nguồn tần số khác bộ dao động thạch anh, chẳng hạn như là
bộ dao động TTL thì nó sẽ được nối tới chân XTAL1, còn chân XTAL2 thì để hở
không nố
Chân 40 (VCC) được nối lên nguồn 5V
Chân 20 GND nối MASS
2.2. Các lin kiện cơ bản chung:

2.2.1. LED hồng ngoại
Để cảm nhận mỗi lần sản phẩm đi qua thì cảm biến phải có phần phát và phần

thu. Đặc điểm của LED hồng ngoại là ít bị nhiễu so với các loại ánh sáng khác và
có cùng tần số. Khi có sản phẩm đi qua giữa phần phát và phần thu,thì sẽ che ánh
sáng phần thu lúc đó sẽ có tần số khác với phần phát nên tạo được xung dao động
tới bộ xử lí, quan trọng là phải có nguồn dao động vì sẽ tác động tới công tắc đóng
mở phần thu và phần phát. Có nhiều linh kiện phát và thu ánh sáng hồng ngoại
nhưng việc chọn led hồng ngoại và transistor quang là linh kiện phát và thu vì
transistor quang rất nhạy với ánh sáng hồng ngoại nên bộ tạo dao động sẽ trở nên
đơn giản hơn với tần số phát và thu.
Vì tín hiệu ở ngõ ra transistor quang rất nhỏ nên ta cần mạch khuếch đại có
hệ số khuếch đại đủ lớn. Sơ đồ phần thu và phát.

KHỐI DAO ĐỘNG

TRANSITOR THU

KHUẾCH ĐẠI

KHỐI DAO ĐỘNG

Nguyên lý hoạt động: LED được cấu tạo từ GaAs (chất bán dẫn) với vùng
cấm có độ rộng là 1.43 Ev tương ứng bức xạ 800-900nm. Tạo ra bước sóng thích
hợp nhất cho điểm cực đại của độ nhạy các bộ thu cho led hồng ngoại.

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

12

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM

13 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Hoạt động: Khi mối nối p-n được phân cực thuận thì dòng điện qua nối lớn,
còn khi mối nối được phân cực nghịch thì chỉ có dòng rỉ .Nhưng khi chiếu sáng vào
mối nối, dòng điện nghịch tăng lên gần như tỷ lệ với quang thông trong lúc dòng
thuận không tăng.

Hình 2.4. Mạch thu phát hồng ngoại
2.2.2. Operational Amplifier LM358: Bộ khuếch đại thuật toán.
Gồm 2 còn op-amp bên trong, mỗi op-amp gồm có 3 chân, ngõ vào đảo (input) và ngõ vào không đảo (+ input) và ngõ ra.

Hình 2.5. Sơ đồ chân Op-amp LM358

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

13

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


14 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

Hình 2.6. Hình ảnh thực tế của Op-amp LM358
Khi hiệu điện thế + input cao hơn - input, ngõ ra sẽ ở mức cao (+Vss), ngược lại
ngõ ra ở mức thấp (-Vss)

Bảng 2.3 : Bảng so sánh op-amps lý tưởng và op-amps thực tế .
Do op-amps có ngõ vào là mạch khuếch đại vi sai nên có một chỉ số rất quan trọng
khi đánh giá chất lượng của mạch khuếch đại vi sai cũng dùng được cho op-amps:

đó là hệ số CMRR. Giá trị CMRR càng cao mạch có tính triệt nhiễu đồng pha càng
tốt. Thông số này được định nghĩa như sau:

Với Avd là hệ số khuếch đại vi sai và AvCM à hệ số khuếch đại common mode.
Kết hợp với các công thức khi tính trong mạch khuếch đại vi sai, ta có:

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

14

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


15 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Từ công thức này ta thấy: RE càng lớn càng tốt cho việc triệt nhiễu đồng pha nhưng
làm như vậy lại làm giảm hệ số khuếch đại áp của mạch. Do đó để được lợi đôi
đường người ta sử dụng nguồn dòng thay thế cho RE.
2.2.3. LM 7805:
Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng
IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản. Và 7805
cho ổn định điện áp đầu ra là dương với điều kiện đầu vào luôn luôn lớn hơn đầu ra
3V.
 Các kiến thức cơ bản về LM7805:
-Dòng cực đại có thể duy trì 1A.
-Dòng đỉnh 2.2A.
-Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W
-Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W
công suất tiêu tán trên ổn áp nối tiếp được tính như sau:
Pd = (Ui - Uo) * I

Trong đó:
Ui - áp lối vào
Uo - áp lối ra
I - dòng sử dụng
Nếu đặt Ui quá cao làm công suất tiêu tán trên IC lớn ---> giảm hiệu suất
Với 7805 thì cần có lối vào ít nhất là 7V.
- Công suất tiêu tán max 2W
- Dòng max 1A
- Chênh lệch áp vào ra tối thiểu 2V
(Ui - Uo) = Pd / I = 2 V

Hình 2.7. Sơ đồ LM 7805

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

15

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


16 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

Hình 2.8 Hình ảnh thực tế LM7805
2.2.4. Tụ điện
Tụ điện là một linh kiện thụ động, cấu tạo của tụ điện là hai bản cực bằng kim loại
đặt song song cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch hay chất điện
môi cách điện, Tùy theo lớp cách điện ở 2 bản cực là gì thì tụ có tên gọi tương ứng.
- Tụ điện có tính cách điện nhưng vẫn cho dòng điện xoay chiều chạy qua.
Các loại tụ điện chính: Tụ giấy, tụ gốm và tụ hóa

Tụ giấy và tụ gốm: có hình dẹt, là các tụ không phận cực, có trị số nhỏ hơn
470NanoFara và các trị số được ký hiệu trên thân bằng 3 số (Ví dụ: 103J, 223K,
471J vvv)
Tụ hóa: có hình trụ, là tụ có phân cực âm dương, có trị số lớn hơn 0.47 MicroFara
đến hàng nghìn MicroFara và trị số được ghi trực tiếp trên thân tụ
 Tìm hiểu trị số điện áp ghi trên tụ:

Sau trị số điện dung bao giờ cũng có giá trị điện áp, biến điện áp ghi trên tụ
chính là điện áp cực đại mà tụ có thể chịu được, vượt qua giá trị này thì lớp cách
điện sẽ bị đánh thủng , trong thực tế ta phải lắp tụ có trị số điện áp cao gấp khoảng
1,5 lần điện áp của mạch điện. sau đây là một số mạch điện và giá trị điện áp của tụ
lọc tương ứng .
Điện áp của mạch Điện áp của tụ .
5V 10V
12V 16V
18V 25V
24V 35V

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

16

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


17 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
40V-70V 100V
110V 160V
180V 250V

300V 400V
Với điện áp một chiều thì tụ hoàn toàn cách điện vì áp một chiều có tần số F = 0
Hz mà Dung kháng của tụ lại phụ thuộc vào tần số theo công thức
Zc = 1/ ( 2 x 3,14 x F x C ) khi tần số F = 0 Hz thì dung kháng Zc = vô cùng, do đó
tụ không dẫn điện một chiều.
-Đặc điểm của tụ là cho dòng điện xoay chiều đi qua, ngăn cản dòng điện một
chiều.
Công thức tính điện dung của tụ: C = ε
(1)
Trong đó: ε là hằng số điện môi
S là điện tích bề mặt tụ
d là bề giày chất điện môi
Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song và cách
nhau một khoảng d.
Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số : E =
(2)
= 8.86.10-12 C2/ N.m2 là hằng số điện môi của chân không.
là hằng số điện môi tương đối của môi trường; đối với chân không
tẩm dầu = 3,6, gốm = 5,5; mica = 4 5

= 1, giấy

Hình 2.9. Hình ảnh thực tế các loại tụ

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

17

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM

18 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
2.2.5. Thạch anh 12 Mhz : Tạo tần số hoạt động cho IC 89c51
-Đặc tính vật lý: độ bền cơ học vao, ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và các tác
dụng hóa học
-Thạch anh có tính chất áp điện, nghĩa là dưới tác dụng của điện trường thì
sinh ra dao động. Do đó có thể dùng thạch anh như một khung cộng hưởng. Tính
chất dao động của thạch anh được biểu diễn bởi sơ đồ tương đương hình a., trong
đó Lq,Cq và rq phụ thuộc vào kích thước khối thạch anh và cách cắt khối thạch anh.
Thạch anh có kích thước càng nhỏ thì Lq, Cq và rq càng nhỏ, nghĩa là tần số cộng
hương riêng của nó càng cao. Lq, Cq và rq có tính ổn định cao. Cq là điện dung giá
đỡ, tính ổn định của Cq kém hơn.
Ta có :

Hình 2.10 Kí hiệu, sơ đồ tương đương và đặc tính điện kháng của thạch anh
2.2.6. Điện trở, biến trở
• Điện trở :
Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp.Điện trở
đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử.
Công thức tính điện trở: R =ρ
(4)
Trong đó:
ρ là điện trở suất của vật liệu
S là thiết diện của dây; ℓ là chiều dài của dây.
Điện trở là đại lượng vật lí đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một
vật thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể
đó với cường độ dòng điện đi qua nó:
R=
(5)

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

18

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


19 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Trong đó:
U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V).
I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ămpe (A).
R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
Ký hiệu:
Ứng dụng: Điện trở được dùng để chế tạo ra dịch mức điện áp giữa hai điểm
khác nhau của mạch.

•

Hình 2.11. Hình ảnh thực tế điện trở
Biến trở :
Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi giá trị tùy chỉnh.
Chúng có thể được sử dụng trong mạch để phục vụ cho quá trình sửa chữa, cân
chỉnh của kĩ thuật viên.

Ký hiệu: VR

Biến trở có 3 chân, một trong các chân đó sẽ là “chân chạy”

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

19

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


20 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

Hình 2.12. Hình ảnh thực tế biến trở nút áo được sử dụng trong mạch
2.2.7. LCD:
Text LCD là loại màn hình tinh thể lỏng dùng để hiển thị các ký tự trong bảng
mã ASCII. Text LCD có nhiều kích thước khác nhau như 16x1, 16x2, 16x4, 20x2,
20x4,… Trong đồ án, em sử dụng loại màn hình 16x2.
 Sơ đồ chân

U 19
TC 1602A

+5V

R 17

P 3 .0
P 3 .1
P 3 .2

10K

LED +
LED 15
16

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

4
5
6

1
2
3

0

1
2
3
4

D
D
D
D
D
D
D
D

0
1
2
3
4
5
6
7

R S
R W
E

G N D
VC C
VEE

LC D

+5V

Hình 2.13 Sơ đồ chân LCD 16x2

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

20

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


21 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
 Sơ Đồ Khối LCD:

 Các thanh ghi :

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

21

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


22 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Chíp HD44780 có 2 thanh ghi 8 bit quan trọng : Thanh ghi lệnh IR (Instructor

Register) và thanh ghi dữ liệu DR (Data Register)
- Thanh ghi IR : Để điều khiển LCD, người dùng phải dùng lệnh thông qua 8 bus
DB0-DB7. Mỗi mã lệnh được nhà sản xuất LCD ghi chú địa chỉ . Người dùng chỉ
việc cung cấp địa chỉ lệnh bằng cách nạp vào thanh ghi IR. và chíp HD44780 sẽ tra
bảng mã lệnh tại địa chỉ mà IR cung cấp và thực hiện lệnh đó.
VD : Lệnh “hiển thị màn hình” có địa chỉ là 00001100 (DB7…DB0)
Lệnh “hiển thị màn hình và con trỏ” có mã lệnh là 00001110
- Thanh ghi DR : Thanh ghi DR dùng để chứa dữ liệu 8 bit để ghi vào vùng RAM
DDRAM hoặc khi thông tin về địa chỉ được ghi vào IR, dữ liệu ở địa chỉ này trong
vùng RAM nội của HD44780 sẽ được chuyển qua DR rồi MPU.
=> Điều khiển chân RS và R/W chúng ta có thể chuyển qua lại giữ 2 thanh ghi này
khi giao tiếp với MPU.
RS

R/W

Chức năng

0

0

Ghi vào thanh ghi IR để ra lệnh cho LCD

0

1

Đọc cờ bận ở DB7 và giá trị của bộ đếm địa chỉ ở DB0-DB6

1

0

Ghi vào thanh ghi DR

1

1

Đọc dữ liệu từ DR

Bảng 2.4 Chức năng RS và R/W
 Cờ báo bận BF: (Busy Flag)
Khi thực hiện các hoạt động bên trong chíp, mạch nội bên trong cần một khoảng
thời gian để hoàn tất.
LCD bỏ qua mọi giao tiếp với bên ngoài và bật cờ BF (thông qua chân DB7 khi
có thiết lập RS=0, R/W=1) lên để báo cho MPU biết nó đang bận. Dĩ nhiên, khi
xong việc, nó sẽ đặt cờ BF lại mức 0.
 Bộ đếm địa chỉ AC : (Address Counter)

Như trong sơ đồ khối, thanh ghi IR không trực tiếp kết nối với vùng RAM
(DDRAM và CGRAM) mà thông qua bộ đếm địa chỉ AC. Bộ đếm này lại nối với 2
vùng RAM theo kiểu rẽ nhánh. Nếu một địa chỉ lệnh được nạp vào thanh ghi IR,
thông tin sẽ đưa tới trực tiếp cho 2 vùng RAM nhưng việc chọn lựa vùng RAM cần
làm đã được gộp trong lệnh.

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

22

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


23 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Sau khi ghi vào (đọc từ) RAM, bộ đếm AC tự động tăng lên (giảm đi) 1 đơn vị
và nội dung của AC được xuất ra cho MPU thông qua DB0-DB6 khi có thiết lập
RS=0 và R/W=1 (xem bảng tóm tắt RS - R/W).
Lưu ý: Thời gian cập nhật AC không được tính vào thời gian thực thi lệnh mà được
cập nhật sau khi cờ BF lên mức cao (not busy), cho nên khi lập trình hiển thị, bạn
phải delay một khoảng tADD khoảng 4uS-5uS (ngay sau khi BF=1) trước khi nạp
dữ liệu mới
 Vùng RAM hiển thị DDRAM : (Display Data RAM)
Đây là vùng RAM dùng để hiển thị, nghĩa là ứng với một địa chỉ của RAM là
một ô kí tự trên màn hình và khi bạn ghi vào vùng RAM này một mã 8 bit, LCD sẽ
hiển thị tại vị trí tương ứng trên màn hình một kí tự có mã 8 bit mà bạn đã cung cấp.
Hình sau đây sẽ trình bày rõ hơn mối liên hệ này :

Hình 2.14 : Mối liên hệ giữa địa chỉ của DDRAM và vị trí hiển thị của LCD
Vùng RAM này có 80x8 bit nhớ, nghĩa là chứa được 80 kí tự mã 8 bit. Những
vùng RAM còn lại không dùng cho hiển thị có thể dùng như vùng RAM đa mục
đích.
Lưu ý là để truy cập vào DDRAM, ta phải cung cấp địa chỉ cho AC theo mã HEX

 Vùng ROM chứa kí tự CGROM:

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

23

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


24 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM
Vùng ROM này dùng để chứa các mẫu kí tự loại 5x8 hoặc 5x10 điểm ảnh/kí tự,
và định địa chỉ bằng 8 bit. Tuy nhiên, nó chỉ tổng cộng là 240 thay vì 2^8
= 256 mẫu kí tự. ta không thể thay đổi vùng ROM này.

Hình 2.15 : Mối liên hệ giữa địa chỉ của ROM và dữ liệu tạo mẫu kí tự.
Như vậy, để ghi vào vị trí thứ x trên LCD một kí tự y bất kì, người dùng phải ghi
vào vùng DDRAM tại địa chỉ x (xem bảng mối liên hệ giữa DDRAM và vị trí hiển
thị) một chuỗi mã kí tự 8 bit trên CGROM.
 Vùng RAM chứa kí tự đồ họa CGRAM : (Character Generator RAM)

Dựa trên bảng mã kí tự,các nhà sản xuất dành riêng vùng có địa chỉ byte cao là
0000 để người dùng có thể tạo các mẫu kí tự đồ họa riêng.

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

24

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM


25 SẢN PHẨM HIỂN THỊ BẰNG LCD
MẠCH ĐẾM

Tuy nhiên dung lượng vùng này rất là ít: Ta chỉ có thể tạo 8 kí tự loại 5x8 điểm

ảnh, hoặc 4 kí tự loại 5x10 điểm ảnh.

Bảng 2.5 Sơ đồ chân LCD

SVTH: HUỲNH LÊ QUỐC TRIỀU

25

GVHD: TH.S NGUYỄN KIỀU TAM