ĐỒ ÁN 3 UNETI Vi Điều khiển 8051

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
…..  …..

ĐỒ ÁN 3
ĐỀ TÀI: PHÍM ĐƠN VÀ MA TRẬN PHÍM KẾT
HỢP VỚI LED ĐƠN

GVHD

: CÔ ĐẶNG THỊ HƯƠNG GIANG

NHÓM

:

LỚP

NHÓM 1
:

ĐIỆN TỬ 8A2

HÀ NỘI , tháng 1 năm 2018


ĐỒ ÁN 3

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN:
PHÍM ĐƠN VÀ MA TRẬN PHÍM
KẾT HỢP VỚI LED ĐƠN

TRANG 2


ĐỒ ÁN 3

TRANG NHẬN XÉT & LỜI CÁM ƠN
* Nhận xét của Giáo Viên hướng dẫn đồ án :
Thầy Bùi Văn Hậu
Cô Đặng Thị Hương Giang

........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................

........................................................................................
........................................................................................
........................................................................................
................................................................................
•Lời cảm ơn của Sinh Viên NHÓM 1
- Do yêu cầu môn học việc làm đồ án này rất cần thiết, dưới sự
hướng
dẫn của thầy cô về chi tiết một đồ án, lên kế hoạch cần thực
hiện, cũng như việc phân bố thời gian rất hợp lý, cung cấp mọi
kiến thức … đã tạo điều kiện cho nhóm chúng em hoàn thành
công việc một cách đầy đủ.
Chúng em rất chân thành cám ơn vì điều này !
TRANG 3


ĐỒ ÁN 3

- Vì thời gian làm đồ án môn học không thuận tiện do các bạn
đi thực tập doanh nghiệp gấp gáp, sẽ không khỏi có nhiều thiếu
sót, kính mong thầy cô thông cảm và có những nhận xét cũng
nhưng góp ý, giúp chúng em có những cái nhìn mới hơn, cũng
nhưng tránh khỏi những sai sót sau này. Một lần nữa xin cám
ơn thầy cô đã giúp chúng em hoàn thành đồ án !

Danh sách thành viên Nhóm Đồ Án
NHÓM 1
STT
1
2
3

4
5
6
7
8

THÀNH VIÊN

CÔNG VIỆC

01 khối Led 7 đoạn nối qua
IC giải mã
01 khối LCD 128*64
01 khối Led 7 đoạn quét Led
Nguyễn Thị Phương Anh
01 khối còi chip
01 khối Led 7 đoạn nối trực
tiếp
Nguyễn Thị Hà
01 khối LCD 16*2
01 khối nguồn
Lê Quốc Khánh
01 khối đo nhiệt độ
Tổng hợp báo cáo
01 khối phím đơn.
Nguyễn Kiều Linh
01 khối ma trận phím
01 khối CPU 8051
01 khối ADC
Phạm Đăng Linh

Thiết kế hộp, phần cứng
01 khối USART
Vũ Quang Nguyên
01 khối Real time
( Nhóm trưởng )
Lập trình vi điều khiển
01 khối Led đơn
Nguyễn Công Toàn
01 khối Led ma trận
Nguyễn Phương Anh

TRANG 4

Đánh
giá
Tốt
Tốt
Tốt
Tốt
Tốt
Tốt
Tốt
Tốt


ĐỒ ÁN 3

TRANG 5

PHỤ LỤC VÀ MỤC LỤC

Mục Lục & Phụ Lục
Chương I: Giới Thiệu Đề Tài
…………………………………………...
I. Đặt vấn
đề.............................................................................................
II. Phương án thực
hiện.............................................................................
III. Phạm vi đề tài …………………………………………………..........
Chương II: Giới Thiệu Các Khối Trong Mạch
…………………………
I. Sơ đồ toàn mạch …………………………………………………......
II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
...........................................................
Chương III : Thiết Kế Mạch Trên Phần Mềm......................
…………....
I. Các bước thực hiện …………………………………………………..
II. Sơ đồ nguyên lý ……………………………………………………….
III. Sơ đồ linh kiện ………………………………………………………..
IV. Sơ đồ mạch in ………………………………………………………...
Chương IV: Thi Công Mạch ……………………………………..
I. Chuẩn bị linh kiện, board mạch …………………………………….
II. Tiến hành làm mạch theo sơ đồ nguyên lí
…………………………..
III. Kết quả ……………………………………………………………...
Chương V: Giải quyết đề tài ………………………………………
I. Mô phỏng đề tài……………………………………………………..........
II. Lập trình vi điều khiển theo đề tài ………………………………………
III. Kết quả …….............................................................................................

Chương VI: Hướng phát triển Đề tài và Kết luận
……………………..
I. Hướng phát triển đề tài ………………………………………………..
II. Kết luận chung ………………………………………………………..
III. Tài liệu tham khảo
Phụ Lục ……………………………………………………………….....


PHỤ LỤC VÀ MỤC LỤC


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
I. Đặt Vấn Đề :
Hiện nay, để vận dụng cũng như trau dồi thêm các kĩ năng sinh viên các
ngành kĩ thuật, cụ thể là ngành điện tử , c ần ph ải th ực hành r ất nhi ều .
Việc thực hành đi đôi với học lí thuy ết trên giảng đ ường sẽ giúp chúng ta
có cái nhìn từ tổng quan đến bản chất của vấn đề. Trong ngành h ọc c ủa
mình, đặc biệt chú trọng đến mảng lập trình , nhóm em đã tham kh ảo ý
kiến thầy cô và các bạn để tiến hành thiết kế một Module bao gồm các
khối nhỏ phục vụ cho việc thực hành lập trình cho họ vi điều khiển 8051.
Chúng em thấy rằng module này sẽ là một công cụ r ất h ữu d ụng cho vi ệc
học tập của mỗi sinh viên . Để chứng minh điều đó chúng em sẽ vận d ụng
module để thực hiện đề tài: “ Kết hợp phím đơn và ma trận phím điều
khiển hiệu ứng sáng LED đơn”
II. Phương án Thực Hiện:
- Phương án thiết kế:
+ 01 khối nguồn, 01 khối CPU 8051, 01 khối đo nhiệt độ, 01 khối ADC, 01 khối
USART, 01khối Real time nhóm thiết kế trong cùng một module tổng.

+ Các khối phụ được thế kế riêng được sử dụng linh hoạt trong quá trình test
mạch.
Các module được thiết kế theo mạch nguyên lí mẫu và chỉnh sửa phù hợp với đề
tài được giao.
+Mạch được tích hợp các module( các khối) với các ch ức năng riêng bi ệt
để phục vụ việc học và thực hành.
- Thiết kế mạch trên khổ A4(21 cm x 29,7 cm).
- Thiết kế thành các khối riêng biệt.
III. Phạm vi của đề tài:
- Đề tài vận dụng kiến thức các môn học Vi Điều Khiển, Vi x ử lý, Thiết k ế
Altium,Proteus, viết code trên phần mềm Keil C.... cũng nh ư nh ững hi ểu
biết về VĐK họ 8051 nguyên lý hoạt động các linh kiện được sử dụng :
LED đơn, LED7Seg , phím bấm, ...

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

I. Sơ đồ khối toàn mạch

KHỐI MODULE
MAIN
KHỐI LCD 28*2

KHỐI LCD

KHỐI PHÍM
BẤM MATRIX

16*2
KHỐI PHÍM ĐƠN
VÀ LED ĐƠN

KHỐI LED 7
ĐOẠN QUÉT

KHỐI LED 7
NÓI IC
KHỐI CÒI CHIP
VÀ LED 7 NỐI
TRỰC TIẾP

KHỐI LED MATRIX

Hình 2.1 - Sơ Đồ Khối Toàn Mạch
II. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
1. Khối nguồn
1.1. Khái niệm chung về nguồn một chiều
Nguồn một chiều có nhiệm vụ cung cấp năng lượng một
chiều cho các mạch và các thiết bị điện tử hoạt động. Năng
lượng một chiều của nó tổng quan được lấy từ nguồn xoay
chiều của lưới điện thông qua một quá trình biến đổi được thực
hiện trong nguồn một chiều.
Yêu cầu đối với loại nguồn này là điện áp ra ít phụ thuộc vào
điện áp mạng và nhiệt độ. Để đạt được yêu cầu đó cần phải
dùng các mạch ổn định. Các mạch cấp nguồn cổ điển thường
dung biến áp, nên kích thước và trọng lượng của nó khá lớn.
Ngày nay người ta có xu hướng dung các mạch cấp nguồn
không có biến áp.

1.2. Thiết kế nguồn áp có điện áp ra 5V - 9V
1.2.1. Lựa chọn phương pháp thiết kế.
Dựa vào các tiêu chuẩn kỹ thuật của khối nguồn như trên ta lựa chọn phương
pháp thiết kế cho từng khối của bộ nguồn và từ đó đưa ra sơ đồ nguyên lý của
bộ nguồn.


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

a) Biến áp
Ở đây do nguồn ổn áp được sử dụng ở lưới điện xoay chiều 220V-50Hz và
điện áp ( dòng điện) ra là 12VAC-3A, công suất cực đại là 60W nên ta sử dụng
một biến áp có điện áp vào 220V và điện áp ra 12V, dòng ra 3A
b) Mạch chỉnh lưu và bộ lọc nguồn
Do những ưu điểm của mạch chỉnh lưu cầu như điện áp ra ít nhấp nháy, điện
áp ngược mà điôt phải chịu nhỏ hơn so với phương pháp cân bằng nên ta sẽ
chọn bộ chỉnh lưu cầu.
Bộ lọc có nhiệm vụ san bằng điện áp một chiều dập mạch Ur thu được sau
khối chỉnh lưu thành điện áp một chiều ít nhấp nhô hơn.
Với những đặc điểm của phương pháp lọc bằng tụ điện như tính đơn giản
cũng như chất lượng lọc khá cao nên ở đây ta sẽ sử dụng phương pháp lọc này
cho khối nguồn.
1.2.2 Nguyên tắc hoạt động của mạch.
Yêu cầu đề bài điện áp ra ổn định tối đa là 5V-9VDC, mà điện áp đầu vào
220VAC nên ta có thể sử dụng máy biến áp: 220VAC-12VAC-3A
a) Chỉnh lưu:
Thành phần chỉnh lưu là biến đổi tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu 1 chiều
thông qua 4 con diode chỉnh lưu. Đây là sơ đồ chỉnh lưu cả chu kì với dạng
sóng đầu vào và đầu ra sau chỉnh lưu như sau:

Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ .

Hình 2.2. Mạch chỉnh lưu cả chu kì
- Ở chu kỳ dương ( đầu dây phía trên dương, phía dưới âm) dòng điện đi qua
diode D1 => qua Rtải => qua diode D4 về đầu dây âm
- Ở chu kỳ âm, điện áp trên cuộn thứ cấp đảo chiều ( đầu dây ở trên âm, ở
dưới dương) dòng điện đi qua D2 => qua Rtải => qua D3 về đầu dây âm.


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

- Như vậy trong cả hai nửa chu kỳ của tín hiệu vào U1,có dòng diện 1 chiều
qua tảivà tạo ra điện áp 1 chiều ở ngõ ra tức U3 lúc này là diện áp ra không
bằng phẳng.
b) Tụ điện
Tụ có điện dung lớn để san phẳng điện áp để làm giảm độ gợn sóng . Chọn
tụ có giá trị của tụ lọc tính gần đúng theo biểu thức sau:
C= 1/(mdm .W.R .Kdm Ra) (2.1)
Ta có trong mạch chỉnh lưu cầu 4 diode : mdm= 2
Để cho sóng ra bằng phẳng người ta chọn :
Kdm =0.1; W = 2πf = 2π.50 =100π (rad/s)
Khi IMAX =3A và U Ra Max = 12V thì có : Z= 12/3 =4 Ω
Vì dòng điện ra là dòng một chiều nên ta có Z = Rt =4Ω
→ C =1/(mdm.W.Kdm.R) = 1/(2.100π.12.0,1 ) =13.2 .10^-4 F=130 µF
Với giá trị như vậy ta có thể chọn tụ là: 1000µF ; 2200µF
- Chọn tụ lọc cao tần là tụ gốm 104 vì tụ này có tần số lọc lớn
f= 1/(2π .Xc .C ) (2.2)

Hình 2.3. Dạng điện áp trước (trái) và sau (phải) khi có tụ C1

c) Ic ổn áp 7805 và 7809
Dòng họ 78xx cho ra nhiều loại ổn áp điện khác nhau : như 7805 nó ổn áp
5V, 7809 cho ổn áp 9V…
+ Điện áp đầu vào của họ 78xx là điện áp 1 chiều và max <=40V. Dòng điện
không vượt quá 1A
+ Dòng đỉnh là 2.2A
+ Công suất tiêu tán cực đại không dung tản nhiệt là 2W
+ Công suất tiêu tán cực đại có tản nhiệt là 15W
+ Đảm bảo thông số là : Vi - V0 = 2V đến 3V ( lúc đó mạch mới hoạt động
ổn áp được).


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

+ Tản nhiệt tốt cho 78xx. Khi hoạt động với tải thì 2 IC 7805 và 7809 rất
nóng. Đối với cấp điện áp là 29V thì 7805 , 7809 nóng khi có tải và chú ý tản
nhiệt tốt cho nó.
+ Tính toán điện áp ra :
• Điện áp đầu vào máy biến áp là : U1 =220V
• Qua máy biến áp thì điện áp là : U2 = 12V(AC)
• Qua diode chỉnh lưu thì : U3 = U2 .sqrt 2= 12 .sqrt 2 = 17 V DC
• Điện áp sụt trên cầu là: 17 V DC - 1,5V DC = 15,5 V DC ( do đi qua 2
diode nên mỗi diode bị sụt áp mất 0.7 V )
• Điện áp sau chỉnh lưu là Uc =15,5 .0,9 = 13,95V DC ( 0,9 là hệ số
chỉnh lưu của chỉnh lưu cầu )
• Điện áp trên đi qua IC ổn áp :
• 7805 thu được điện áp 5V DC
• 7809 thu được điện áp 9V DC.
• Trong thiết kế, khối nguồn điện áp ra 5VDC được tích hợp trong Module
chính

2. Khối CPU dùng AT89s52
2.1. Nhóm chân nguồn:
+ VCC: chân 40, điện áp cung cấp 5VDC
+ GND: chân 20(hay nối Mass).

2.2. Nhóm chân dao động:
Gồm chân 18 và chân 19 (Chân XTAL1 và XTAL2), cho phép ghép n ối
thạch anh vào mạch dao động bên trong vi điều khi ển, đ ược s ử d ụng đ ể
nhận nguồn xung clock từ bên ngoài để hoạt động, th ường được ghép n ối
với thạch anh và các tụ để tạo nguồn xung clock ổn định.
XTAL 1: Ngõ vào đến mạch khuếch đại dao động đ ảo và đến m ạch t ạo
xung clock bên trong.
XTAL 2: Ngõ ra từ mạch khuếch đại dao động đ ảo.
2.3. Chân chọn bộ nhớ chương trình:
Chân 31 (EA/VPP): dùng để xác định ch ương trình th ực hi ện đ ược l ấy
từ ROM nội hay ROM ngoại.


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

- Chân 31 nối mass: sử dụng bộ nhớ chương trình bên ngoài vi đi ều
khiển
- Chân 31 nối VCC: sử dụng bộ nhớ chương trình (4Kb) bên trong vi đi ều
RST(Chân RESET): Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset dùng để thiết lập
trạng thái ban đầu cho vi điều khiển. Hệ th ống sẽ đ ược thi ết l ập l ại các
giá trị ban đầu nếu ngõ này ở mức 1 tối thiểu 2 chu kì máy.
2.4. Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN:
PSEN ( program store enable) tín hiệu được xuất ra ở chân 29 dùng đ ể
truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài. Chân này thường được nối v ới chân
OE (output enable) của ROM ngoài.

Khi vi điều khiển làm việc với bộ nhớ ch ương trình ngoài, chân này phát
ra tín hiệu kích hoạt ở mức thấp và được kích hoạt 2 lần trong m ột chu kì
máy
Khi thực thi một chương trình ở ROM nội, chân này được duy trì ở m ức
logic không tích cực (logic 1)
(Không cần kết nối chân này khi không sử dụng đến).
2.5. Chân ALE :(chân cho phép chốt địa chỉ-chân 30)
Khi Vi điều khiển truy xuất bộ nhớ từ bên ngoài, port 0 v ừa có ch ức
năng là bus địa chỉ, vừa có chức năng là bus dữ liệu do đó phải tách các
đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ở chân ALE dùng làm tín hiệu đi ều
khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và các đ ường d ữ li ệu khi k ết n ối
chúng với IC chốt.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động đ ưa vào
Vi điều khiển, như vậy có thể dùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock
cung cấp cho các phần khác của hệ thống.
*Ghi chú : khi không sử dụng có thể bỏ trống chân này .
2.6. Nhóm chân điều khiển vào/ra:
Ø Port 0: gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có hai ch ức năng:
- Chức năng xuất/nhập :các chân này được dùng đ ể nh ận tín hi ệu t ừ
bên ngoài vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng h ạn
xuất tín hiệu để điều khiển led đơn sáng tắt.


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

- Chức năng là bus dữ liệu và bus địa ch ỉ (AD7-AD0) : 8 chân này (ho ặc
Port 0) còn làm nhiệm vụ lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM ngoại (nếu có kết
nối với bộ nhớ ngoài), đồng thời Port 0 còn được dùng để định địa chỉ c ủa
bộ nhớ ngoài.

Ø Port 1 (P1):
Gồm 8 chân (từ chân 1 đến chân , chỉ có chức năng làm các đường
xuất/nhập, không có chức năng khác.
Ø Port 2 (P2) :
Gồm 8 chân (từ chân 21 đến chân 28) có hai ch ức năng:
- Chức năng xuất/nhập
- Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi k ết nối v ới b ộ nh ớ ngoài có
dung lượng lớn,cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte th ấp do P0
đảm nhận, byte cao do P2 này đảm nhận.
Ø Port 3 (P3):
Gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17):
- Chức năng xuất/nhập
Với mỗi chân có một chức năng riêng:
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 : Ngõ điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài
P3.7 RD : Ngõ điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ bên ngoài
P1.0 T2 : Ngõ vào của Timer/Counter thứ 2
P1.1 T2X : Ngõ Nạp lại/thu nhận của Timer/Counter th ứ 2
Chức năng:


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

Là vi điều khiển chính của mạch.
8 KB EPROM bên trong.

256 Byte RAM nội.
4 Port xuất /nhập I/O 8 bít.
3 bộ định thời 16 bit
Watch dog timer
Các đặc điểm khác giống AT89C51

Để nạp chương trình điều khiển vào VDK AT89s52 ta cần khối ISP

Hình 2.4. Chân cắm mạch nạp ISP


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

3. Khối UART
- Khối cho phép thực hiện giao tiếp giữa VDK và máy tính
- Khối sử IC Max232 và cổng COM 9-Pin
a) Cổng COM 9-PIN
- Cổng COM hay cổng nối tiếp là cổng giao tiếp thuộc dạng ph ổ bi ến
trên PC và Laptop.
- Giao tiếp qua cổng COM là giao tiếp theo chuẩn nối tiếp RS232.
- Dù chuẩn này có tốc độ chậm so với USB song nó v ẫn đ ược ưa
chuộng vì sự đơn giản.
Bảng 2.1. Chức năng các chân COM-9PIN
Chân

Viết tắt

Tên gọi

Chức năng

Pin 3

TxD

Transmit Data

Truyền dữ liệu

Pin 2

RxD

Receive Data

Nhận dữ liệu

Pin 7

RST

Request to Send

Yêu cầu gửi, bộ truyền đặt đường này lên
mức hoạt động khi sẵn sàng truyền dữ liệu

Pin 8

CTS

Clear to Send

Xóa để gửi, bộ nhận đặt đường này lên mức
hoạt động báo sẵn sàng nhận dữ liệu

Pin 6

DSR

Data Set Ready

Dữ liệu sẵn sang, như CTS nhưng được điều
khiển bởi bộ truyền

Pin 5

SG

Signal Ground

Mass của tín hiệu

Pin 1

CD

Carrier Detect

Phát hiện tín hiệu mang dữ liệu

Pin 4

DTR

Data Terminal
Ready

Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng

Pin 9

RI

Ring Indicator

Báo chuông , cho biết là bộ phận đang nhận
tín hiệu rung chuông

- Bảng trên là tên và chức năng chân cổng COM được sắp x ếp theo m ức
độ hay sử dụng. Thường thì ta chỉ quan tâm tới PIN 2,3 và 5 cũng nh ư
tương thích với UART hoặc USART
Do có sự khác nhau về mức điện áp và cực : USART m ức 1 ứng v ới m ức
cao ( 5V); RS232 thì mức 1 ứng với m ức th ấp ( đi ện áp âm, có th ể -12V)
nên ta cần một “ cầu chuyển” kết nối giữa 2 chuẩn này . Ta sử dụng IC
MAX232.


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

Hình 2.5. Sự khác biệt mức điện áp giữa RS232 và UART

b) IC MAX232

Hình 2.6. Sơ đồ kết nối IC MAX232 với COM-9PIN
- MAX232 là một trong các IC chuy ển UART-RS232 đ ược sử dụng
nhiều nhất
- Thực tế MAX232 có tới 2 cầu chuyển nhưng ta chỉ cần s ử d ụng
cầu chuyển 1 , cầu 2 để trống.
4. Khối Real Time

Hình 2.7. Hình ảnh thực tế và các mắc IC DS1370
- DS1307 là chip đồng hồ thời gian th ực , tính tuy ệt đ ối v ới th ời gian ta
đang sử dụng.


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

- Chip này có 7 thanh ghi 8-bit chứa thời gian : giây, phút, gi ờ, th ứ,
ngày,tháng, năm.
- Cấu tạo và chức năng các chân:
+ X1 và X2 : là 2 ngõ kết nối với 1 th ạch anh 32,768KHz làm ngu ồn dao
động cho chip.
+ Vbat: cực dương của một nguồn pin 3V nuôi chip.
+ GND: chân mass chung cho cả pin 3V và Vcc.
+ Vcc: nguồn cho giao tiếp I2C , th ường là 5V và dùng chung v ới VDK
+ SQW/OUT: một ngõ phụ tạo xung vuông , tấn s ố của xung đ ược t ạo
có thể được lập trình.
+ SCL và SDA là 2 đường giao xung nh ịp và d ữ li ệu c ủa giao di ện I2C
được nối với nguồn 5V qua trở và nối vs VDK..
5. Khối ADC:

Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của hãng
National Semiconductor.a Chip có điện áp nuôi +5V và đ ộ phân gi ải 8 bit.
Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là m ột tham s ố quan
trọng khi đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển đổi đ ược định nghĩa là th ời
gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vào t ương t ự thành m ột s ố nh ị
phân. Đối với ADC0804 thì thời gian chuy ển đ ổi ph ụ thuộc vào t ần s ố
đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN và không bé h ơn 110µs.

Hình 2.8. Chi tiết tên các chân IC ADC0804
Các chân khác của ADC0804 có chức năng như sau:


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

- CS (Chip select): Chân số 1, là chân chọn chip, đ ầu vào tích c ực m ức
thấp được sử dụng để kích hoạt Chip ADC0804. Để truy cập tới ADC0804
thì chân này phải được đặt ở mức thấp.
- RD (Read): Chân số 2, là chân nhận tín hiệu vào tích c ực ở m ức th ấp.
Các bộ chuyển đổi của 0804 sẽ chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nh ị
phân và giữ nó ở một thanh ghi trong. Chân RD được sử dụng để cho phép
đưa dữ liệu đã được chyển đổi tới đầu ra của ADC0804. Khi CS = 0 n ếu có
một xung cao xuống thấp áp đến chân RD thì d ữ liệu ra d ạng số 8 bit đ ược
đưa tới các chân dữ liệu (DB0 – DB7).
- WR (Write): Chân số 3, đây là chân vào tích c ực m ức th ấp đ ược dùng
báo cho ADC biết để bắt đầu quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi WR t ạo
ra xung cao xuống thấp thì bộ ADC0804 bắt đầu quá trình chuy ển đ ổi giá
trị đầu vào tương tự Vin thành số nhị phân 8 bit. Khi việc chuy ển đ ổi hoàn
tất thì chân INTR được ADC hạ xuống thấp.
- CLK IN và CLK R: CLK IN (chân số 4), là chân vào n ối t ới đ ồng h ồ ngoài
được sử dụng để tạo thời gian. Tuy nhiên ADC0804 c ũng có m ột b ộ t ạo

xung đồng hồ riêng. Để dùng đồng hồ riêng thì các chân CLK IN và CLK R
( chân số 19) được nối với một tụ điện và một điện trở.
- Ngắt INTR (Interupt): Chân số 5, là chân ra tích c ực m ức th ấp. Bình
thường chân này ở trạng thái cao và khi việc chuy ển đổi tương t ự số hoàn
tất thì nó chuyển xuống mức thấp để báo cho CPU bi ết là d ữ li ệu chuy ển
đổi sẵn sàng để lấy đi. Sau khi INTR xuống thấp, cần đ ặt CS = 0 và g ửi m ột
xung cao xuống thấp tới chân RD để đưa dữ liệu ra.
- Vin (+) và Vin (-): Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đ ầu vào t ương t ự
vi sai, trong đó Vin = Vin(+) – Vin(-). Thông th ường Vin(-) đ ược n ối t ới đ ất
và Vin(+) được dùng làm đầu vào tương tự và sẽ được chuyển đổi về dạng
số.
- Vcc: Chân số 20, là chân nguồn nuôi +5V. Chân này còn đ ược dùng làm
điện áp tham chiếu khi đầu vào Vref/2 để hở.
- Vref/2: Chân số 9, là chân điện áp đầu vào đ ược dùng làm đi ện áp
tham chiếu. Nếu chân này hở thì điện áp đầu vào t ương t ự cho ADC0804
nằm trong dải 0 đến +5V. Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương
tự áp đến Vin khác với dải 0 đến +5V. Chân Vref/2 được dùng đ ể th ực hi ện
các điện áp đầu ra khác 0 đến +5V.
- D0 – D7, chân số 18 – 11, là các chân ra d ữ li ệu s ố (D7 là bit cao nh ất
MSB và D0 là bit thấp nhất LSB). Các chân này được đệm ba tr ạng thái và


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

dữ liệu đã được chuyển đổi chỉ được truy cập khi chân CS = 0 và chân RD
đưa xuống mức thấp. Để tính điện áp đầu ra ta tính theo công th ức sau:
Dout = Vin / Kích thước bước.
6. Khối đo nhiệt độ
-

-

-

-

Cấu tạo : làm từ chất bán dẫn
Nguyên lý : sự phân cực của các
chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi
nhiệt độ
Ưu điểm : rẻ tiền dễ chế tạo , độ
nhạy cao , chống nhiễu tốt , mạch
xử lý đơn giản
Khuyết điểm : không chịu được
nhiệt độ cao kém bền
Thường dùng : đo nhiệt độ không
khí , dùng trong các thiết bị đo, bảo
vệ các mạch điện tử
Tầm đo : -50<150 độ

Hình 2.9. IC DS18B20 thực tế và hình
ảnh các cực trong nó

6. Khối LCD16*2 và LCD128*64


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

- LCD 16*2 với chức năng 16 chân
như sau:

Bảng 2.2. Chức năng các chân LCD16*2

Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lí
khối LCD

- Với LCD 128*64 có kích thước lớn hơn ,có 20 chân nh ưng ch ức năng
và cách thức hoạt động cũng tương tự:

Bảng 2.3. Chức năng các chân LCD128*64
7. Một số khối khác trong module


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

a) Khối LED 7 đoạn nối trực
tiếp
- Khối sử dụng LED 7 đoạn
anode chung để không tiêu hao
nguồn từ VĐK
- Khi sử dụng ta nối jump trực
tiếp các
port của VĐK

Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lí khối
LED 7 đoạn nối trực tiếp
c) Khối LED 7 đoạn sử dụng
cho việc Lập trình hiển thị
bằng phương pháp quét led

b) Khối LED 7 đoạn nối IC7447
- Người lập trình sẽ điều khiển hiển
thị số 0->9 trên LED 7 đoạn qua IC
giải mã 7447

Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lí khối LED
7 đoạn nối IC7447
d) Khối LED Ma trận
-

Hình 2.14. Sơ đồ nguyên lí khối
LED 7 đoạn nối kiểu quét LED

Thực chất là 16 led đơn được xếp
theo hàng và cột thẳng nhau.
IC 74595 : Thường dùng trong
các mạch quét led, matrix led …để tiết
kiệm số chân VDK tối đa (3 chân)

Hình 2.15. Sơ đồ nguyên lí khối LED ma


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

trận

e) Khối Led đơn và Khối còi chip

Hình 2.16. Sơ đồ nguyên lí
khối 8 LED đơn

- Led đơn mắc theo kiểu tích
cực âm để khi sử dụng không
tiêu hao nguồn VĐK

Hình 2.17. Sơ đồ nguyên lí khối còi
chip
- Khối nhận tín hiệu điều khiển từ
VĐK kích cho còn kêu báo hiệu


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG MẠCH

f) Khối phím đơn và Khối Ma trận phím
- Phím đơn được mắc kiểu 2 phím tích cực dương, 2 phím tích
cực âm sử dụng trong nhiều trường hợp đề bài
- Khối phím ma trân điều khiển tín hiệu INPUT trực tiếp vào
các PORT của VĐK

Hình 2.18. Sơ đồ nguyên lí Khối 4 phím đơn (trên)
và ma trận phím 4*4(dưới)


CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PHẦN MỀM

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PHẦN MỀM
I. Các bước thực hiện:
- Vẽ Mạch nguyên lí trong phần mềm , để mô phỏng nguyên tắc hoạt động
của mạch.
- Sắp sếp bố trí linh kiên.
- Chuyển mạch nguyên lý sang mạch in.

- Thi công mạch.
- Hàn linh kiện.
- Kiểm tra Hoạt động của mạch.
II. Sơ Đồ mạch nguyên lý:

Hình 3.1 - Mạch nguyên lý