Tìm hiểu vi điều khiển 8051 ứng dụng vào mạch led matrix hiển thị từ 0 9 và từ a z

z

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ BẮC HÀ
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THỰC TẬP
TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG
Chuyên đề:

Tìm hiểu vi điều khiển 8051 ứng dụng vào mạch led matrix
hiển thị từ 0-9 và từ A- Z.


LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu, tìm tòi, tính toán dưới sự chỉ dẫn tận tình của
cô … cùng các thầy cô trong khoa Điện-Điện tử, nhóm sinh viên chúng em đã
hoàn thành đề tài “ Tìm hiểu vi điều khiển 8051 ứng dụng vào mạch led

matrix hiển thị từ 0-9 và từ A- Z ”.
Trong quá trình hoàn thành chúng em đã học hỏi được rất nhiều điều lý thú và
bổ ích :
- Chúng em đã làm quen được với phương pháp làm việc theo nhóm. Có thể
nói đây là phương pháp làm việc rất khoa học, hiệu quả bởi nó luyện cho chúng em
tinh thần đồng đội, đoàn kết và tính tự giác cao.
- Giúp chúng em có khả năng tìm tòi, sáng tạo, tự lập phương pháp tìm kiếm
tài liệu từ các nguồn khác nhau.
- Qú trình thực hiện đề tài này cho chúng em nhiều kinh nghiệm cho các lần
sau. Đặc biệt là phương pháp trình bày ý tưởng của mình.
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện chúng em cũng gặp rất nhiều khó khăn,
thử thách không thể khắc phục. Vì vậy đề tài còn rất nhiều thiếu sót, không được

như mong đợi. Mong thầy cô tiếp tục giúp đỡ chúng em hơn nữa để chúng em
hoàn thiện kỹ năng của mình. Từ đó áp dụng cho các đề tài sau này.
Một lần nữa chúng em chân thành cảm ơn các thầy cô đã tận tình chỉ bảo, giúp
đỡ chúng em hoàn thành đề tài này. Và em mong răng các thầy cô sẽ tiếp tục giúp
đỡ chúng em chở thành người có ích cho xã hội.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!


Lời giới thiệu.
Trong thời đại bùng nổ thông tin hiện nay khả năng ứng dụng và tiềm lực phát
triển thông tin quảng cáo là rất lớn, do đó việc áp dụng các kĩ thuật mới giúp lĩnh
vực này ngày càng phát triển mạnh mẽ.
Khi đi đến đâu chúng ta cũng đều nhìn thấy các biển quảng cáo điện tử sử
dụng led ma trận đa sắc với nhiều hiệu ứng về font chữ và màu sắc hiển thị rất đẹp.
Từ yêu cầu của môn học kỹ thuật vi điều khiển và trong thực tế,chúng em đã
chọn đề tài : “Tìm hiểu vi điều khiển 8051 và ứng dụng vào mạch led matrix
hiển thị từ 0-9 và từ A-Z ”.
Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai sót. Chúng em
rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !


Nhận xét của giáo viên
………………………………………………………………………………………
…….
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………


MỤC LỤC
1.4. Diode là gì?..........................................................................................................................................28

1.4.1. Điện áp rơi trên diode và đường tải.....................................................28
1.4.3.Cách kiểm tra diode...............................................................................30
1.4.4.Diode tín hiệu (dòng chảy qua cho phép nhỏ).....................................30
Có tác dụng giúp xử lý thông tin trên mạch điện. Trên mạch điện thì dòng
điện chạy qua nhỏ thôi. Khoảng dưới 100mA..............................................30
1.4.5.Diode chỉnh lưu (dòng chảy qua cho phép lớn)...................................30
1.4.6.Cầu diode................................................................................................31
...........................................................................................................................31
Hình 22: Cầu diode.........................................................................................31
PHẦN II:NỘI DUNG THIẾT KẾ........................................................................36

DANH MUC HÌNH ẢNH
STT

TÊN HÌNH ẢNH

TRANG

Hình 1

Sơ đồ chân IC89S52

6

Hình 2

Sơ đồ khối IC89S52

7

Hình 3

Nguyên lý cấp nguồn cho led ma trận

15

Hình 4

Nguyên lý tạo phông chữ

16

Hình 5

Led đa sắc màu

19

Hình 6

Sơ đồ ghép led ma trận 3 màu

20

Hình 7

Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử

21

Hình 8

Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý

21


Hình 9

Trở sứ công xuất lớn , trị số được ghi trực tiếp

22

Các điện trở : 2W - 1W - 0,5W - 0,25W

23

Hình 11

Điện trở sứ hay trở nhiệt

23

Hình 12

Điện trở cháy do quá công xuất

24

Hình 13

Điện trở mắc nối tiếp.

25

Hình 14

Điện trở măc song song

25

Hình 15

Điện trở mắc hỗn hợp

26

Hình 16

Đấu nối tiếp với bóng đèn một điện trở

26

Hình 17

Cầu phân áp để lấy ra áp U1 tuỳ ý

27

Hình 18

Mạch phân cực cho Transistor

27

Hình 19

Mạch tạo dao động sử dụng IC 555

28

Hình 20

Hình ảnh diode

28

Hình 21

Phân cực cho diode

30

Hình 22

Cầu diode

32

Hình 23

Hình ảnh cầu diode ngoài thị trường

32

Hình 24

Cấu tạo Transistor

33

Hình 25

Mạch khảo sát về nguyên tắc hoạt
động của transistor NPN

34

Hình 26

Ký hiệu của Transistor

35

Hình 27

Transistor công xuất nhỏ vàTransistor công xuất lớn

36

Hình 28

Sơ đồ nguyên lý

37

Hình 29

Khối nguồn

38

Hình 30

Mạch in

44

Hình 10


DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT

TÊN BẢNG

TRANG

Bảng1

Các đặc tính cơ bản của 8051

3

Bảng 2

Chức năng trên Port 3(P3.0-P3.7)

8

Bảng 3

Thanh ghi chế độ định thời

12

Bảng 4

Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều
khiển Timer 0 và Timer

12

Bảng 5

Thanh ghi cho phép ngắt IE

14

Bảng 6

Thanh ghi ưu tiên ngắt IP

14

Bảng 7

Diode chỉnh lưu

31

Bảng 8

Lưu đồ thuật toán

39


PHẦN I:MỘT SỐ LINH KIỆN CƠ BẢN
1.1 Giới thiệu chung về IC AT89S52 và 8051.
1.1.1 Giới thiệu và tìm hiểu 1 số đặc tính của 8051 (AT89S52):
- Trong mục này chúng ta giới thiệu và tìm hiểu về vi điều khiển 8051 đồng
thời chúng ta đi sâu tìm hiểu về con AT89S52 vi điều khiển được dùng trong đề tài.
Vi điều khiển 8051 ( 80C51 ) là vi điều khiển đầu tiên của Họ MCS 51 và là chuẩn
công nghệ cho nhiều họ vi điều khiển được sản xuất sau này.
Năm 1980 Intel công bố chip 8051 , bộ vi điều khiển đầu tien của họ vi điều khiển
MCS-51 bao gồm :
+4KB ROM.
+128 byte RAM.

+ 32 đường xuất nhập.
+ 1 port nối tiếp và 2 bộ định thời 16 bit.
- Tất cả đều được tích hợp trên 1 chip, lúc bấy giờ bộ vi điều khiển như vậy
được coi là một “ hệ thống trên chip”. 8051 là một bộ xử lý 8 bit, tức là CPU chỉ có
thể làm việc với 8 bit dữ liệu. Dữ liệu lớn hơn 8 bit được chia ra thành các dữ liệu
8 bit để xử lý. 8051 có tất cả 4 cổng I/O mỗi cổng rộng 8 bit, có thể có một ROM
trên chip cực đại là 64K byte, tuy nhiên lúc đó các nhà sản xuất đã cho xuất xưởng
chỉ với 4K byte ROM trên chip. 8051 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phép
các nhà sản xuất khác sản xuất và bán bất kỳ dạn biến thể nào của 8051 mà họ
thích với điều kiện họ phải để mã chương trình tương thích 8051. Từ đó dẫn đến sự
ra đời nhiều phiên bản của 8051 với các tốc độ khác nhau.
- Tuy nhiên điều quan trọng là mặc dù có nhiều biến thể của 8051, như khác
nhau về tốc độ và dung lượng nhớ ROM trên chip, nhưng tất cả các lệnh đều tương
thích với 8051 ban đầu. Điều này có nghĩa là nếu ta viết chương trình của mình cho
một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kỳ khác mà không
phân biệt nó từ hãng sản xuất nào.

1


- Mặc dù các thành viên của họ 8051 đều có các kiểu đóng vỏ khác nhau,
chẳng hạn như hai hàng chân DIP, dạng vỏ dẹp vuông QFP, và dạng chip không có
chân đỡ LLC thì chúng đều có 40 chân cho các chức năng khác nhau như vào, ra
I/O, đọc RD, ghi WR, địa chỉ, dữ liệu và ngắt. Cần phải lưu ý rằng một số hãng
cung cấp một phiên bản 8051 có 20 chân với số cổng vào ra ít hơn cho các ứng
dụng yêu cầu thấp hơn. Tuy nhiên vì hầu hết các nhà phát triển chính sử dụng chip
đóng vỏ 40 chân với 2 hàng chân DIP nên ta chỉ tập trung mô tả phiên bản này.
- MCS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng Inter sản xuất. Các IC tiêu biểu cho
họ là 8051 và 8052. Các sản phẩm MSC-51 thích hợp cho những ứng dụng điều
khiển. Việc xử lý trên byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực

hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội.
-Độ dài chu kỳ máy của họ 8051 phụ thuộc vào tần số bộ thạch anh. Một chu kỳ
máy gồm 12 chu kỳ dao động thạch anh. Chu kỳ máy của họ 8051 thường là 1,085
µs.
- Tiếp theo sau đó là sự ra đời của chip 8052, 8053, 8055 với nhiều tính năng
được cải tiến . Hiện nay intel ko còn cung cấp vi điều khiển MCS-51 nữa thay vào
đó các nhà sản xuất khác như ATmel, Philips/signetics, ADM , được cấp phép làm
nhà cung cấp thứ 2 cho các chip của họ MCS-51.
- 8051 đã trở nên phổ biến sau khi intel cho phép các nhà sản xuất khác sản
xuất và bán bất kỳ dạng biến thế nào của 8051 mà họ thích với điều kiện họ phải
để mã lại tương thích với 8051. Điều này dẫn đến sự ra đời của nhiều phiên bản
8051 với các tốc độ khác nhau và dung lượng ROM trên chip khác nhau được bán
bởi hơn nửa các nhà sản xuất . Điều này quan trọng là mặc dù có nhiều biến thể
khác nhau của 8051 về tốc độ và dung lượng nhớ ROM trên chip , nhưng tất cả
chúng đều tương thích với 8051 ban đầu về các lệnh . Điều này có nghĩa nếu ta viết
chương trình của mình một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên
bản bất kỳ khác mà không phân biệt nó từ hãng sản xuất nào.

2


Đặc tính

Số lượng

ROM trên chíp

4K byte

RAM

128 byte

Bộ định thời

2

Các chân vào - ra

32

Cổng nối tiếp

1

Nguồn ngắt

6

Bảng 1 : các đặc tính cơ bản của 8051
* Phiên bản OTP của 8051:
- Các phiên bản OTP của 8051 là các chip 8051 có thể lập trình được 1 lần và
được cung cấp từ nhiều hãng sản xuất khác nhau . Các phiên bản Flash và NVRAM mà chúng đều có số đăng ký linh khiện khác nhau. Phiên bản UV-PROM của
8051. Phiên bản Flash ROM được bán bởi nhiều hãng khác nhau chẳng hạn của
Atmel corp với tên gọi là AT89C51 còn phiên bản NV-RAM của 8051 do Dalas
Semi Conductor cung cấp thì được gọi là DS5000. Ngoài ra còn có phiên bản OTP
(khả trình một lần) của 8051 được sản xuất bởi rất nhiều hãng. Khi 1 sản phẩm
được thiết kế và hoàn thiện tuyệt đối thì phiên bản OTP của 8051 được dùng để sản
xuất hàng loạt vì nó rẻ hơn rất nhiều theo giá thành 1 đơn vị sản phẩm . Chip 8051
phổ biến này có ROM trên chip ở dạng bộ nhớ Flash. Điều này là lý tưởng đối với

những phát triển nhanh vì bộ nhớ Flash có thể được xóa trong vài giây trong tương
quan so với 20 phút hoặc hơn mà nó yêu cầu. Vì lý do này mà AT89C51 để phất
triển một hệ thống dựa trên bộ vi điều khiển yêu cầu một ROM mà có hỗ trợ bộ
nhớ Flash. Tuy nhiên lại không yêu cầu bộ xóa ROM. Lưu ý rằng trong bộ nhớ
Flash ta phải xóa toàn bộ nội dung của ROM nhằm để lặp trình lại cho nó.
* Họ 8051 từ hãng Philips:

3


- Một nhà sản xuất chính của họ 8051 khác nữa là Philips Corporation. Thật
vậy, hãng này có 1 dải lựa chọn rộng lớn cho các bộ vi điều khiển họ 8051. Nhiều
sản phẩm của hãng đã có kèm theo các đặc tính như các bộ chuyển đổi ADC ,
DAC, cổng I/0 mở rộng và các phiên bản OTP và Flash.

- Hiện nay ở Việt Nam cũng như thế giới chip vi điều khiển của hãng ATmel
được sử dụng rộng rãi , các mã số chip được thay đổi 1 chút khi được ATmel sản
xuất . Mã số 80 chuyển thành 89 , chẳng hạn như 80C52 của intel khi sản xuất ở
ATmel sẽ thành AT89C52 với tính năng chương trình tương tự như nhau . Tương
tự 8051,8053, 8055 cũng có mã số tương tự .
Sau khoảng thời gian cải tiến và phát triển , hãng ATmel tung ra thị trường
dòng vi điều khiển mang số hiệu 89Sxx với nhiều cải tiến và đặc biệt là có thêm
khả năng nạp chương trình theo chế độ nối tiếp rất đơn giản và tiện lợi cho người
sử dụng .
Dung lượng RAM Dung Lượng ROM chế đọ nạp :
89S51 128 byte 4 Kbyte nối tiếp.
89S52 128 byte 8 kbyte nối tiếp.
89S53 128 byte 12 Kbyte nối tiếp.
89S55 128 byte 20 Kbyte nối tiếp.
- Trên phần cứng thực tế , chúng em chọn Vi điều khiển AT89S52 vì :

- Các vi điều khiển 89Sxx được cải tiến từ dòng 89Cxx.
- Chương trình viết dành cho 89Cxx đều chạy được với 89Sxx.
- Giá thành 89Sxx rẻ hơn 89Cxx và 89Sxx có chế đọ nạp mạch đơn giản có
khả năng nạp ngay trên bo mạch mà ko cần tháo chip vi điều khiển sang
mạch khác để nạp chương trình và nhiều tính năng cải tiến khác.
AT89S52 là họ IC vi điều khiển do hãng ATmel sản xuất các sản phẩm của ic
này thích hợp cho những ứng dụng điều khiển . Việc xử lý trên byte và các toán số
học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ kiệu trên
4


RAM nội . Tập trung lệnh cung cấp 1 bảng tiện dụng của những lệnh số học 8 bit
bao gồm cả lệnh nhận và lệnh chia . Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng trên chip
dung cho những biến 1 bit như là điều khiển dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và
kiểm tra bit trực tiếp trong hẹ thống điều khiển . AT89S52 cung cấp những đặc tính
chuẩn như : 8 Kbyte bộ nhớ đọc có thể xóa và lập trình nhanh ( EPRom) , 128 Byte
RAM , 32 đường I/O , 3 TIMER/COUTER 16 bit , 5 vectơ ngắt cấu trúc 2 mức
ngắt , 1 Port nối tiếp bán song công , 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao
động ON- CHIP.
Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau :
- 8 Kbyte bộ nhớ có thể lập trình nhanh , có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi
/xóa.
- Tần số hoạt động từ : 0Hz đến 24 MHz.
- 3 mức khóa bộ nhớ lập trình.
- 3 bộ Timer/couter 16 bit.
- 128 byte RAM nội.
- 4 port xuất /nhập I/O 8 bit.
- Giao tiếp nối tiếp.
- 64 KB vùng nhớ mã ngoài.
- 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.

- 4µs cho hoạt động nhân và chia.

* Hình dạng thực tế và sơ đồ chân tương ứng của AT89S52 :

5


Hình 1 : Sơ đồ chân IC89S52

6


1.1.2 Sơ đồ khối của IC 89S52

Hình 2 :Sơ đồ khối IC89S52

7


1.1.3 Chức năng các chân của 89S52.
Port 0 (P0.0-P0.7):
Port 0 gồm 8 chân,ngoài chức năng nhập xuất,Port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu
và địa chỉ( AD0-AD7), chức năng này sẽ được sử dụng khi IC giao tiếp với các
thiết bị ngoài có cấu trúc bus như vi mạch nhớ, mạch PIO…
Port 1 (P1.0-P1.7):
Đối với 8051 chức năng duy nhất cảu Port 1 là chức năng xuất nhập.
Riêng với với 89S52 ba chân P1.5, P1.6, P1.7 được dung để nạp ROM theo
tiêu chuẩn ISP, hai chân P1.0 và chân P1.1 được dung cho bộ Timer 2.
Port 2 (P2.0-P2.7):
Port 2 ngoài chức năng là cổng vào/ra như Port 0 và Port 1 ,còn là byte cao

của bus địa chỉ khi sử dụng bộ nhớ ngoài.
Port 3( P3.0-P3.7):
Các chân trên Port 3 ngoài chức năng xuất nhập còn có các chức năng riêng,
cụ thể như sau:
Bit
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7

Tên
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
/WR
/RD

Chức năng
Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp
Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp
Ngắt bên ngoài 0
Ngắt bên ngoài 1
Ngõ vào của Timer/Counter 0

Ngõ vào của Timer/Counter 1
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

Bảng 2: Chức năng trên Port 3(P3.0-P3.7)
Chân /PSEn:
Chân cho phép bộ nhớ chương trình /PSEN (Program store enable) là tín hiệu
xuất trên chân 29. Đây là tín hiệu điều khiển cho phép ta truy xuất bộ nnhows
8


chương trình ngoài. Chân này thường nối với chân cho phép xuất /OE (Output
enable) của EPROM hoặc ROM để cho phép đọc các byte lệnh. Tín hiệu /PSEN ở
mức logic 0 trong suốt thời gian tìm nạp lệnh.
Các mã nhị phân của chương trình hay Opcode được đọc từ EPROM qua bus
dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh IR của 8051 để được giải mã. Khi thực thi
một chương trình chứ ở ROM nội, chân /PSEN được duy trì ở mức logic không
tích cực (logic 1).
PSEN chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài,nó được nối với chân
OE
để cho phép đọc các byte mã lệnh trên ROM ngoài.
PSEN ở mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh, mã lệnh được đọc từ bộ nhớ
ngoài qua bus dữ liệu(port 0) tới thanh ghi lệnh để được giải mã.
Khi thực hiện chương trình trong ROM nội thì PSEN ở mức cao.
Chân ALE:
Ngõ xuất tín hiệu cho phép chốt địa chỉ ALE ( address latch enable ) dùng để
giải đa hợp ( demultiplexing ) bus dữ liệu và bus địa chỉ.
Khi 8051 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và
bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân
thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi

kết nối chúng với IC chốt.
Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai
trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động. 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. Chân ALE được dùng làm ngõ vào xung lập
trình cho Eprom trong 8051.
Tín hiệu ALE điều khiển chốt địa chỉ có tần số bằng tần số dao động của vi
điều khiển.
Chân /EA:

9


Ngõ vào /EA có thể được nối với 5v ( logic 1 ) hoặc với GND ( logic 0 ). Nếu
chân này nối lên 5v chip 8051 thực thi chương trình ROM nội. Nếu chân này được
nối với GND ( và chân /PSEN cũng ở logic 0 ) thì chương trình cần được thực thi
chứa ở bộ nhớ ngoài.
Tín hiệu /EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay bộ nhớ
ngoài vi điều khiển.
Nếu /EA ở mức cao (nối với Vcc), thì vi điều khiển thi hành chương trình
trong ROM nội.
Nếu /EA ở mức thấp (nối GND) thì vi điều khiển thi hành chương trình từ bô
nhớ ngoài.
Chân RST (Reset):
Ngõ vào RST là ngõ vào xóa chính ( master reset ) của 8051 dùng để thiết lập
lại trạng thái ban đầu cho hệ thống hay gọi tắt là reset hệ thống. Khi ngõ vào này
được treo ở logic 1 tối thiểu 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong 8051 được nạp
lại các giá trị thích hợp cho việc khởi động lại hệ thống.
Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8051. Khi tín hiệu này được đưa lên
mức cao, các thanh ghi trong bộ vi điều khiển được tải những giá trị thích hợp để

khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch tự động Reset.
Chân XTLA1,XTLA2:
Mạch dao động trên chip được ghép nối với mạch thạch anh bên ngoài ở hai
chân XTLA1 và XTAL2, các tụ ổn định cũng được yêu cầu kết nối, giá trị tụ do
nhà sản xuất quy định (30p-40p).
AT89S52 dùng nguồn một chiều có dải điện áp từ 4V đến 5.5V
được cấp qua chân 40 và chân 20.
Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5v.
1.1.4 Hoạt động định thời
Thanh ghi chế độ định thời:

10


Thanh ghi TMOD chứa hai nhóm 4 bit dung để đặt chế đô làm việc cho
Timer 0 và Timer 1
GATE1

C/#T1

M1

M0

GATE0 C/#T0

Timer 1
Bit

Tên

Timer

7

GATE1 1

M1

M0

Timer 0
Mô tả
Bit mở cổng Timer 1,khi đuọc đặt bằng 1 thì Timer 1
chỉ chạy khi chân INT1 ở mức cao.
Nếu bit này được đặt là 0 thì hoạt động của Timer 1
không bị ảnh hưởng bởi mức logic trên chân INT1.

6

C/#T1

1

Bit chọn chế độ Counter/Timer của timer 1
1: bộ đếm sự kiện
0:bộ định khoảng thời gian

5

M1

1

Bit 1 chọn chế độ của timer 1

4

M0

1

Bit 0 chọn chế độ của timer 1
00:chế độ 0-timer 13 bit
01:chế độ 1-timer 16 bit
10:chế độ 2- 8 bit tự nạp lại
11:chế độ 3 -tách timer

3

GATE0 0

Bit mở cổng cho Timer 0,khi được đặt bằng 1 thì timer
0 chỉ chạy chân INT0 ở mức cao

2

C/#T0

0

Bit chọn chế độ counter/timer của timer 0

1

M1

0

Bit 1 chọn chế độ của Timer 0

0

M0

0

Bit 0 chọn chế độ của Timer 0
Bảng 3: Thanh ghi chế độ định thời
11


Thanh ghi điều khiển Timer (TCON)
Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển Timer 0 và Timer 1
TF1

TR1

bit

Ký
hiệu

TF0

TR0

IT1

IE1

IT0

IE0

Địa
chỉ

Mô tả

TCON.7 TF1

8FH

Cờ báo tràn của timer 1 được đặt bởi phần cứng khi
có tràn,được xóa bằng phần mềm hoặc phần cứng khi
bộ xử lý chỉ đến chương trình phục vụ ngắt .

TCON.6 TR1

8EH

Bit điều khiển timer 1 hoạt động được đặt/xóa để điều
khiển cho timer chạy /dừng.

TCON.5 TF0

8DH

Cờ báo tràn timer0

TCON.4 TR0

8CH

Bit điều khiển timer0 hoạt động

TCON.3 IT1

8BH

Cờ ngắt do timer1

TCON.2 IE1

8AH

Cờ ngắt ngoài 1

TCON.1 IT0

89H

Cờ ngắt do timer0

TCON.0 IE0

88H

Cờ ngắt ngoài 0

Bảng 4:Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển Timer 0 và
Timer

Các thanh ghi chứa giá trị của các bộ nhớ định thời
Các Timer 0 và Timer 1 đều là các Timer 16 bit ,mỗi Timer có thanh ghi 8bit
dung để chứa giá trị khởi tạo hoặc giá trị hiện thời của các Timer.

12


Timer 0 có TH0 và TL0
Timer 1 có TH1 và TL1
TH0

TL0

Timer 0

TH1

TL1

Timer 1

1.1.5 Cổng nối tiếp:
Chức năng chủ yếu của cổng nối tiếp là thực hiện chuyển đổi song song sang
nối tiếp với dữ liệu xuất và chuyển đổi nối tiếp sang song song với dữ liệu nhập để
có thể giao tiếp với máy tính qua cổng nối tiếp hoắc các thiết bị tương tự.
Có 2 thanh ghi chức năng đặc biệt cho phép phần mềm truy xuất đến cổng nối tiếp
là SBUF và SCON.
1.1.6

Ngắt và xử lý ngắt:

Để tận dụng khả năng của CPU để làm them được nhiều công việc khác
nhau,chỉ khi nào cần trao đổi dữ liệu thì mới yêu cầu CPU tạm dừng công việc
hiện tại để phục vụ việc trao đổi dữ liệu.
AT89S52 có 6 nguồn ngắt:
-

Ngắt ngoài đến từ chân #INT0.

-

Ngắt ngoài đến từ chân #INT1.

-

Ngắt do bộ Timer 0.

-

Ngắt do bộ Timer 1.

-

Ngắt do bộ Timer 2.

-

Ngắt do Port nối tiếp.

6 nguồn ngắt này được xóa khi Reset và được đặt riêng bằng phần mềm bởi các bit
trong các thanh ghi cho phép ngắt(IE), thanh ghi ưu tiên ngắt (IP).
13


Thanh ghi cho phép ngắt IE:
EA
Bit
IE.7
IE.6
TE.5
IE.4
IE.3
IE.2
IE.1
IE.0

Ký hiệu
EA
ET5
ES
ET1
EX1
ET0
EX0

ET2

ES

ET1

EX1

ET0

EX0

Địa chỉ bit
Mô tả(1: cho phép;0: cấm)
AFH
Cho phép hoăc cấm toàn bộ
AEH
Không được định nghĩa
ADH
Cho phép ngắt từ Timer 2
ACH

Cho phép ngắt từ port nối tiếp
ABH
Cho phép ngắt từ Timer 1
AAH
Cho phép ngắt ngoài 1
A9H
Cho phép ngắt từ Timer 0
A8H
Cho phép ngắt ngoài 0
Bảng 5: Thanh ghi cho phép ngắt IE

Thanh ghi ưu tiên ngắt IP:
-

-

Bit
IP.7
IP.6
IP.5
IP.4
IP.3
IP.2
IP.1
IP.0

PT2
Ký hiệu
PT2
PS

PT1
PX1
PT0
PX0

PS

Địa chỉ bit
BDH
BCH
BBH
BAH
B9H
B8H

PT1

PX1

PT0

PX0

Mô tả( 1:mức cao; 0:mức thấp)
Không được định nghĩa
Không được định nghĩa
Ưu tiên ngắt từ Timer 2
Ưu tiên ngắt từ Port nối tiếp
Ưu tiên ngắt từ Timer 1
Ưu tiên ngắt ngoài 1

Ưu tiên ngắt từ Timer 0
Ưu tiên ngắt ngoài 0

Bảng 6: Thanh ghi ưu tiên ngắt IP
1.2 Giới thiệu về led ma trận và nguyên lý quét led.
1.2.1.

Nguyên lý cấp nguồn cho led ma trận

Led ma trận bao gồm các led đơn được xếp thành hàng và cột . Các led đơn

14


trong cùng một hàng thì được nối chung anot (catot) còn trong cùng một cột thì
được nối chung catot (anot). Do đó để các led có thể sáng ta phải cấp nguồn cho
led như sau : cấp mức cao (thấp) cho hàng và mức thấp (cao) cho cột.
Hinh 3: Nguyên lý cấp nguồn cho led ma trận

Với cách sắp xếp như trên tại một thời điểm ta không thể hiển thị một kí tự (với
trên 2 hàng 2 cột) trên ma trận. Do đó để có thể hiển thị một kí tự trên led ma
trận thì ta phải lợi dụng hiện tượng lưu ảnh trên võng mạc. Ta phải để cho từng
hàng (cột) của kí tự lần lượt kiện thị trên led ma trận với tần số cao. Trước tiên ta
phải xác định mức logic cần cấp cho từng hàng (cột) của led ma trận để hiển thị ký
tự rồi lưu các giá trị logic này lại. Sau đó khi cần hiển thị ký tự thì ta lần lượt đưa

15


các giá trị này ra các chân cấp nguồn cho hàng (cột) đồng thời cấp nguồn cho cột

(hàng) tương ứng với nó.
1.2.2 Nguyên tắc tạo font chữ hiển thị
Để cụ thể hơn ta xét ví dụ hiển thị chữ R trên led ma trận 8x8 theo cách quét
lần lượt từng cột ma trận. Do quét theo từng cột nên ta sẽ phải xác định mức logic
cần cấp cho tất cả các led trong từng cột. Giả thiết các led cùng hàng mắc chung
anot, các led trong cùng một cột mắc chung catot. Khi đó nếu muốn một led nào đó
trong cột sáng thì ta phải cấp điện áp mức cao vào hàng tương ứng.
H

H

H

H

H

H

H

H

H
H
H

H

H

H

H
H

H

H

Hình 4: Nguyên lý tạo phông chữ
Nhìn vào bảng trên ta thấy muốn hiển thị chữ R phải cấp nguồn cho các led
trong từng cột như sau :
Cột 5: L , H , H , L , L , L , H , L
Cột 4: H , L , L , H , L , H , L , L

16


Cột 3: H , L , L , H , H , L , L , L
Cột 2: H , L , L , H , L , L , L , L
Cột 1: H , H , H , H , H , H , H , L
Các led trong các cột khác được cấp điện áp mức thấp .
Các giá trị này cần được lưu lại trong bộ nhớ của vi điều khiển để khi cần ta
có thể lấy ra. Ta có thể lưu các giá trị này thành từng byte trong bộ nhớ theo trật tự
từ hàng 1 tới hàng 8 hay ngược lại
Việc mã hóa font phụ thuộc vào cách cấp nguồn cho ma trận led. Nếu ta cấp
nguồn cho từng cột của ma trận led sáng lần lượt thì font chữ phải lưu các giá trị
logic mã hóa cách cập nguồn cho tất cả các led trong cột đó. Giả sử ta mã hóa font
6 cột 8 hàng ( 5 cột mã hóa chữ 1 cột tạo khoảng cách 2 chữ kế tiếp) như đã nêu

trong nguyên tắc điều khiển led thì mỗi kí tự cần 6 byte dữ liệu để lưu.

1.2.3 Led đa sắc 3 màu
LED là gì?
LED là viết tắt của Light Emitting Diode , gọi là Điot phát quan. Là các điốt
có khả năng tỏa ra ánh sáng hay tia hồng ngoại , tử ngoại. Giống như điốt , Bóng
đèn Ledđược tạo từ một bán dẫn loại P ghép với một bán dẫn loại N. Bóng đèn Led
là loại đèn tiết kiệm điện năng nhất và có hiệu suất ánh sáng đưa lại hiệu quả tốt
nhất , nhiệt lượng tỏa ra ít hơn nhiều so với các loại đèn chiếu sáng thường nhật.
Bóng đèn Ledcó các loại : đèn led trang trí nhà hàng , đèn Led trang trí trong nhà ,
đèn Led ngoài trời …
Xuất xứ của Bóng đèn LED:
Bóng đèn LED từ những năm 60 của thế kỷ trước , được áp dụng để hiển thị thời
gian của đồng hồ báo thức hay dung lượng pin của máy ghi hình thông qua ánh
sáng đỏ , xanh lá cây , vàng mà chưa có màu trắng. Năm 1993 ,công ty Hóa chất
Nichia của Nhật Bản đã nghiên cứu đầy đủ tất cả các bộ phận cấu thành cần thiết
17


công nghệ chế tạo loại đèn LED cho ánh sáng trắng. Ðó là sự kết hợp giữa ánh
sáng đỏ và xanh lá cây để cho ra ánh sáng trắng. Cuối cùng Nghiên cứu nói trên đã
mở ra cơ hội
mới để áp dụng đèn LED vào cuộc sống.
Hoạt động của Bóng đèn LED:
Đèn Led Tương tự nhiều loại điốt bán dẫn khác,tùy theo mức năng lượng
phóng thích cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau ( tức màu sắc
của đèn LED sẽ khác nhau ). Mức năng lượng ( và màu sắc của đèn LED ) tuyệt
đối phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn
Khi LED hoạt động thông thường thì dòng điện 10mA đến 50mA
Lợi ích của Bóng đèn LED:

+ Có nhiều kích thước , hình dáng , màu sắc
+ Giá thành thỏa đáng , tiết kiệm được nhiều chi phí + Được chế tạo từ nguyên liệu
polyme , LED có độ bền cao , dễ vận chuyển mà không lo bị vỡ.
+ Đèn LED cho nhiều ánh sáng , có tuổi thọ tới 70 nghìn giờ sử dụng. +Tiết kiệm
điện năng 70 đến 80% so với loại đèn thông thường + Nhiệt năng sinh ra trong quá
trình hoạt động không đáng kể + Hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp
+ Sử dụng dòng điện một chiều với hiệu điện thế nhỏ + thân thiện với môi trường
vì không sinh ra tia tử ngoại , không có thủy ngân...
Ứng dụng của Bóng đèn LED:
Đèn LED được ứng dụng nhiều lĩnh vực như trang trí , đọc sách báo , quảng cáo...
Đặc biệt là quảng cáo ngoài trời , những nơi khó thay lắp , do có tuổi thọ cao hơn
Hai ba lần so với bóng đèn ống đồng thời có nhiều màu sắc đa dạng như: đỏ , xanh
lá , xanh da trời , màu hổ phách... Hiện nay có rất nhiều nhà Phan phoi den Led
trang triTheo đánh giá của các nhà sản xuất , đèn LED có tiềm năng rất lớn và họ
cũng xem đó là giải pháp chiếu sáng mới trong thế kỷ 21.
Hình ảnh led đa sắc 3 màu thực tế.

18