Ứng dụng vi điều khiển 8051, thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông 2 luồng và người đi bộ dùng led 7 thanh

Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

LỜI NÓI ĐẦU
Với thời đại phát triển như ngày nay thì vấn đề giao thông ngày càng được
chú trọng. Các phương tiện tham gia giao thông cũng gia tăng không ngừng, hệ
thống giao thông ngày càng phức tạp. Vì vậy để đảm bảo sự an toàn khi tham gia
giao thông, ngoài ý thức của người tham gia giao thông thì việc sử dụng các hệ
thống đèn tín hiệu để điều khiển và phân luồng tại các nút giao thông là rất cần
thiết. Qua thực tế chúng em nhận thấy vấn đề này là rất thiết thực. Hơn nữa, chúng
em đã được trang bị nhiều kiến thức trong quá trình học tập và nghiên cứu tại
trường, vì vậy chúng em đã lựa chọn đề tài: “Ứng dụng vi điều khiển 8051, thiết
kế mạch điều khiển đèn giao thông 2 luồng
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài chúng em đã nhận được sự hướng dẫn
tận tình của cô ...và các thầy cô trong khoa Điện Chúng em xin chân thành cảm ơn
các thầy cô. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đồ án, do kiến thức hiều biết còn
hạn chế cũng như chúng em chưa có nhiều điều kiện khảo sát thực tế, thời gian làm
đồ án không dài, vì vậy đồ án của chúng em không tránh khỏi những thiếu sót.
Chúng em rất mong thầy cô và các bạn đóng góp và bổ sung ý kiến để đồ án của
chúng em thêm hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

1


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

1.1.

Giới thiệu chung về vi điều khiển 8051
Họ vi điều khiển MCS-51 do Intel sản xuất là các IC thiết kế cho các ứng
dụng hướng điều khiển. Các IC này chính là một hệ thống vi xử lý hoàn chỉnh bao
gồm các thành phần của hệ vi xử lý: CPU, bộ nhớ, các mạch giao tiếp, điều khiển
ngắt…
MCS-51 là họ vi điều khiển sử dụng cơ chế CISC (Complex Instruction Set
Computer), có độ dài và thời gian thực thi của các lệnh khác nhau. Tập lệnh cung
cấp cho MCS-51 có các lệnh dung cho điều khiển xuất/nhập tác động đến từng bit.
AT89C51 là một vi điều khiển thuộc họ 8051, chế tạo theo công nghệ
CMOS, có tốc độ cao và công suất thấp với bộ nhớ Flash có thể lập trình được. Nó
được sản xuất với công nghệ bộ nhớ không bay hơi mật độ cao của hang Atmel.
AT89C51 có 40 chân, đóng gói theo tiêu chuẩn PDIP.

2


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Cấu trúc vi điều khiển 8051
Các đặc điểm tiêu chuẩn của họ 8051:
• 4 KB PEROM, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi xóa
• 128 byte RAM
• Tần số hoạt động 0Hz đến 24MHz
• 4 cổng vào/ra song song 8 bit

• 2 bộ Timer/Counter 16 bit
• 6 nguồn ngắt
AT89C51 được thiết kế với logic tĩnh cho hoạt động có tần số giảm xuống 0
và hỗ trợ hai chế độ tiết kiệm năng lượng được lựa chọn bằng phần mềm. Chế độ
nghỉ dừng CPU trong khi vẫn cho phép RAM, các bộ Timer/Counter, cổng nối tiếp
và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế độ nguồn giảm duy trì nội dung của RAM
nhưng không cho mạch dao động cung cấp xung clock, nhằm vô hiệu hóa các hoạt
động khác của chip cho đến khi có reset cứng tiếp theo.
1.2.
Chức năng các chân vi điều khiển 8051
1.2.1. Các cổng vào/ra song song

AT89C51 có 4 cổng vào/ra song song 8 bit (Port 0, Port 1, Port 2, Port 3),
các cổng này có thể sử dụng như là các cổng vào hoặc cổng ra của dữ liệu.

3


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển
•

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Cổng P0: Chân 32- 39, dùng để trao đổi thông tin về dữ liệu hoặc đưa ra các địa
chỉ mức thấp theo chế độ dồn kênh. Để có thể vừa làm đầu ra vừa làm đầu vào thì
mỗi chân phải được nối tới một điện trở kéo 10KΩ bên ngoài vì cổng P0 có dạng

•

cực máng hở.

Cổng P1: Chân 1- 8, chỉ có một chức năng là nhập/xuất dữ liệu (Input/Output).

Không cần điện trở kéo vì đã có các điện trở kéo bên trong.
• Cổng P2: Chân 21- 28, có hai chức năng:
 Chức năng I/O dùng làm ngõ vào, trước đó phải reset mức logic 1.
 Chức năng địa chỉ: dùng làm 8 bit địa chỉ cao khi cần bộ nhớ ngoài có địa
chỉ 16 bit. Khi đó P2 không được dùng cho mục đích I/O.
• Cổng P3: Chân 10- 17, có hai chức năng:
 Chức năng I/O dùng làm ngõ vào, trước đó phải reset mức logic 1.
 Các chức năng khác:

Bit

Tên

Chức năng

P3.0
RxD
Ngõ vào dữ liệu cổng nối tiếp
P3.1
TxD
Ngõ ra dữ liệu cổng nối tiếp
P3.2
INT0
Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3
INT1
Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4

T0
Ngõ vào bộ định thời/bộ đếm 0
P3.5
T1
Ngõ vào bộ định thời/bộ đếm 1
P3.6
WR
Tín hiệu nghi dữ liệu bộ nhớ ngoài
P3.7
RD
Tín hiệu đọc dữ liệu bộ nhớ ngoài
1.2.2. Các chân tín hiệu điều khiển
• Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN (Program Storage Enable):
Tín hiệu PSEN là tín hiệu ra ở chân 29 có tác dụng kép.
Cho phép đọc bộ nhớ chương trình ngoài, thường được nối đến chân OE
(Out Enable) của EPROM cho phép đọc các byte mã lệnh. Tín hiệu PSEN ở mức
logic 0 trong thời gian vi điều khiển tìm nạp lệnh. Các mã lệnh được đọc từ
EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh IR của vi điều khiển để
giải mã.
Khi vi điều khiển thi hành chương trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1.
• Chân cho phép chốt địa chỉ ALE/PROG (Address Latch Enable):
Chân tín hiệu ALE (chân 30) đưa tín hiệu ra xung điều khiển cho phép chốt byte
thấp của địa chỉ khi vi điều khiển truy xuất bộ nhớ ngoài.
4


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Chân này cũng là đầu vào của xung lập trình khi lập trình cho FLASH, khi đó chân
tín hiệu ở mức 0.
Khi hoạt động bình thường, tín hiệu ALE phát ra với tần số không đổi bằng 1/6 lần
tần số của bộ tạo dao động trên chip, và có thể sử dụng cho mục đích định thời.
Tuy nhiên sẽ có một xung ALE bị bỏ qua mỗi khi vi điều khiển truy xuất bộ nhớ
ngoài.
•

Chân tín hiệu truy xuất ngoài EA (External Access):
Tín hiệu vào EA (chân 31) được cấp nguồn 5V (mức logic 1) hoặc nối với GND
(mức logic 0). Nếu ở mức 1, vi điều khiển thi hành chương trình ở ROM nội. Nếu
ở mức 0, vi điều khiển thi hành chương trình ở bộ nhớ mở rộng.
Chân EA được lấy làm chân cấp nguồn 12V khi lập trình FLASH trong vi điều
khiển.

•

Chân thiết lập lại RST (Reset):
Ngõ vào RST ở chân số 9 là ngõ vào xóa chính (Master Reset) của 8051 dùng để
thiết lập lại trạng thái ban đầu cho hệ thống hay gọi là Reset hệ thống. Các thanh
ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống.

•

Các chân XTAL1 và XTAL2:
Mạch dao động bên trong chip 8051 được ghép với thạch anh bên ngoài ở 2
chân XTAL1(chân 19) và XTAL2(chân 18). Tần số thạch anh thường sử dụng cho
8951 là khoảng 12MHz (11.0592 MHz).

•

Các chân nguồn:
AT89C51 sử dụng nguồn đơn +5V. Vcc được nối vào chân 40 và Vss
(GND) được nối vào chân 20.

1.2.3. Các thanh ghi có chức năng đặc biệt
Các thanh ghi nội của AT89C51 được truy xuất ngầm định bởi bộ lệnh,
được định dạng như một phần của RAM trên chip vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một
địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chương trình và thanh ghi lệnh vì các thanh ghi
này hiếm khi bị tác động trực tiếp). Vi điều khiển AT89C51 có 21 thanh ghi có
chức năng đặc biệt ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đến FFH.
5


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH không được định nghĩa, chỉ có 21 thanh
ghi có chức năng đặc biệt được định nghĩa sẵn các địa chỉ.
1.2.3.1.

Thanh ghi điều khiển bộ định thời/bộ đếm TCON ( Timer/Counter Control
Register)
Thanh ghi này bao gồm các bit trạng thái và các bit điều khiển bởi Timer 0,

Timer 1. Thanh ghi TCON có bit định vị.
Ký hiệu: TCON
Chức năng: điều khiển bộ định thời/bộ đếm.
Địa chỉ byte: 88H

Định địa chỉ bit: có.
T
T
F
R
7
6
Định nghĩa bit:
Vị trí

T
F
5

T
R
4

Ký
hiệ
TF
1

TCON.
7

Địa
chỉ
8F
H

TR
1

TCON.
6

8E
H

TF
0
TR
0
IE1

TCON.
5
TCON.
4
TCON.
3

8D
H
8C
H
8B
H

IT1

TCON.
2

8A
H

IE0
IT0

TCON.
1
TCON.
0

89
H
88
H

I
E
3

I
T
2

I

E
1

I
T
0

Mô tả
Cờ tràn bộ định thời 1. Được Set
bởi phần cứng khi bộ định
thời/đếm bị tràn, được xóa bởi
phần mềm hoặc phần cứng khi
Bit điều khiển bô định thời 1 hoạt
động. Được Set/Clear bởi phần
mềm để điều khiển bộ định thời 11
hoạt động hoặc ngưng hoạt động.
Cờ tràn bộ định thời 0
Bit điều khiển bộ định thời 0 hoạt
động.ngắt ngoài 1 tác động cạnh.
Cờ
Được Set bởi phần cứng khi phát
hiện có ngắt ngoài tác động cạnh,
được xóa bởi phần cứng khi ngắt
Bit điều khiển chọn ngắt. Được
Set/Clear để xác định ngắt ngoài
thuộc loại tác động cạnh xuống hay
tác động mức thấp.
Cờ ngắt ngoài 0 tác động cạnh.
Bit điều khiển chọn loại ngắt.

6


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển
1.2.3.2.

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Thanh ghi TMOD (Timer/Counter Mode Control Register)
Thanh ghi này gồm 2 nhóm 4 bit: 4 bit thấp đặt mode hoạt động cho Timer

0 và 4 bit cao đặt mode hoạt động cho Timer 1.
Ký hiệu: TMOD
Chức năng: điều khiển chọn chế độ định thời/bộ đếm.
Địa chỉ byte: 89H
Định địa chỉ bit: không.
Timer 1
G
C
M
A
15
7
6/
Định nghĩa bit:
Ký
hiệu
GAT
E

1.2.3.3.

M
04

G
A
3

Timer 0
C
M
11
2/

M
00

Mô tả
Bit điều khiển cổng. Khi bit TRx trong TCON được Set bằng 1
và GATE = 1, bộ định thời/đếm chỉ hoạt động trong khi chân
INTx ở mức cao(điều khiển cứng). Khi bit GATE = 0, bộ định
thời/đếm chỉ hoạt động trong khi chân TRx ở mức cao(điều
khiển mềm).

C/T

Bit chọn chức năng đếm hay định thời cho bộ định thời/đếm.
Khi C/T = 0, bộ định thời/đếm hoạt động định thời(dùng xung
Clock nhận từ ngõ vào Tx).

M1
M0

Bit chọn chế độ.
Bit chọn chế độ.

Hệ các thanh ghi phục vụ định thời
Hệ thanh ghi này gồm 4 thanh ghi nó cho phép lập trình viên nạp giá trị cho

bộ định thời. Thực tế chỉ 2 thanh ghi 16 bit nhưng nó được cắt đôi thành 4 thanh
ghi 8 bit. Trong đó 2 thanh phục vụ cho Timer 0 và 2 thanh phục vụ cho Timer 1.
Bộ Timer 0 có hai thanh ghi là TH0 và TL0, hai thanh ghi này không định địa chỉ
bit.
Thanh ghi 8 bit TH0
Thanh ghi 8 bit TL0
Địa chỉ: 8CH
Địa chỉ: 8AH
Bộ Timer 1 có hai thanh ghi là TH1 và TL1, hai thanh ghi này không định địa chỉ
bit.
7


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Thanh ghi 8 bit TH1
Địa chỉ: 8DH

Thanh ghi 8 bit TL1
Địa chỉ: 8BH

Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer ở những
khoảng đều đặn và đặt cờ tràn timer. Cờ được dùng để đồng bộ hóa chương trình
để thực hiện một tác động như kiểm tra trạng thái của các ngõ vào hoặc gửi sự kiện
ra các ngõ ra. Các ứng dụng khác có thể sử dụng việc tạo xung nhịp đều đặn của
timer để đo thời gian trôi qua giữa hai sự kiện (ví dụ đo độ rộng xung).
Thanh ghi ngắt (INTERRUPT):
Một ngắt là sự xảy ra một điều kiện, một sự kiện mà nó gây ra treo tạm thời
thời chương trình chính trong khi điều kiện đó được phục vụ bởi một chương trình
khác.
Các ngắt đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế và cài đặt các ứng dụng
vi điều khiển. Chúng cho phép hệ thống đáp ứng bất đồng bộ với một sự kiện và
giải quyết sự kiện đó trong khi một chương trình khác đang thực thi.
1.2.4. Tổ chức bộ nhớ

AT89C51 có không gian bộ nhớ riêng cho chương trình và dữ liệu. Cả hai
bộ nhớ chương trình và dữ liệu đều đặt bên trong chip, tuy nhiên ta có thể mở rộng
bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu bằng cách sử dụng các chip nhớ bên ngoài
với dung lượng tối đa là 64KB cho bộ nhớ chương trình (hay bộ nhớ mã) và 64KB
cho bộ nhớ dữ liệu.
Bộ nhớ nội trong chip bao gồm ROM và RAM. RAM trên chip bao gồm
vùng RAM đa chức năng (nhiều công dụng), vùng RAM với từng bit được định
địa chỉ (gọi tắt là vùng RAM định địa chỉ bit), các dãy (bank) thanh ghi và các
thanh ghi chức năng đặc biệt SFR (special funtion register. Không gian nhớ nội
này được chia thành: các dãy thanh ghi (00H ÷ 1FH), vùng RAM định địa chỉ bit
(20H÷2FH), vùng RAM đa mục đích (30H÷7FH) và các thanh ghi chức năng đặc
biệt (80H÷FFH).
•

Vùng RAM đa mục đích

8


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Vùng RAM đa mục đích có 80 byte đặt ở địa chỉ từ 30H đến 7FH, bên dưới
vùng này từ địa chỉ 00H đến 2FH là vùng nhớ có thể được sử dụng tương tự (mặc
dù các vị trí nhớ này có các mục đích khác).
•

Vùng RAM định địa chỉ bit
AT89C51 chứa 210 vị trí bit được định địa chỉ trong đó 128 bit chứa trong
các byte ở địa chỉ từ 20H đến 2FH và phần cũn lại chứa trong cỏc thanh ghi chức
năng đặc biệt.

•

Các dãy thanh ghi
32 vị trớ thấp nhất của bộ nhớ nội chứa các dãy thanh ghi.

1.2.5. Bộ nhớ ngoài

Các bộ vi điều khiển cần có khả năng mở rộng các tài nguyên trên chip (bộ
nhớ, I/O, v.v…) để tránh hiện tượng cổ chai trong thiết kế. Cấu trúc của MCS-51
cho ta khả năng mở rộng không gian bộ nhớ chương trình đến 64K và không gian

bộ nhớ dữ liệu đến 64K. ROM và RAM được thêm vào khi cần.
•

Truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài
Bộ nhớ chương trình ngoài là bộ nhớ chỉ đọc, được cho phép bởi tín hiệu
PSEN.

•

Truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài
Bộ nhớ dữ liệu ngoài là bộ nhớ đọc/ghi được cho phép bởi các tín hiệu RD
và WR ở các chân P3.7 và P3.6.

•

Giải mã địa chỉ
Nếu nhiều EPROM hoặc nhiều RAM hoặc cả hai giao tiếp với 89C51 ta cần
phải giải mã địa chỉ. Một IC giải mã điển hình là 74HC373.

9


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử
CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO
THÔNG 2 LUỒNG

Yêu cầu và mục đích của hệ thống điều khiển đèn giao thông

2.1.

Trước tình hình phương tiện tham gia giao thông ngày càng gia tăng không
ngừng và hệ thống giao thông ngày càng phức tạp đã dẫn đến tình trạng ùn tắc và
tai nạn giao thông ngày càng tăng theo. Vì vậy để đảm bảo giao thông được an
toàn và thông suốt thì việc sử dụng các hệ thống tín hiệu để điều khiển và phân
luồng tại các nút giao thông là rất cần thiết. Với tầm quan trọng như vậy, hệ thống
điều khiển đèn giao thông cần đảm bảo những yêu cầu sau:
•
•
•
•
•
2.2.

Đảm bảo hoạt động chính xác và liên tục
Độ tin cậy cao
Đảm bảo làm việc ổn định, lâu dài
Đơn giản, dễ thiết kế, dễ lắp đặt, dễ sửa chữa
Chi phí rẻ nhất có thể
Hệ thống điều khiển đèn giao thông 2 luồng

10


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Nút giao thông gồm 2 luồng A-C và B-D

Hệ thống hoạt động như sau:

11


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Giả thiết tại thời điểm ban đầu đèn xanh tại A-C sáng cho phép các phương
tiện di chuyển từ A sang C, Sau một khoảng thời gian, đèn vàng A-C sang báo hiệu
cho các phương tiện trên luồng A-C giảm tốc độ. Sau đó đèn xanh B-D sáng cho
phép phương tiện được di chuyển, đồng thời đèn đỏ A-C sáng không phương tiện
di chuyển trên luồng của họ. Việc hoạt động của các đèn đối xứng với nhau. Đèn
xanh của hướng này sẽ đi cùng với đèn đỏ của hướng còn lại. Và đèn đỏ sẽ đi với
đèn vàng và đèn xanh của hướng còn lại.
Quá trình trên cứ lặp đi lặp lại. Thời gian hiển thị của 2 luồng: Đỏ = Xanh + Vàng
2.3.

Phương án thiết kế
Hiện nay việc sử dụng các mạch số kết hợp với chip vi điều khiển trong các
hệ thống điều khiển tự động đã trở nên rất phổ biến vì những ưu điểm của nó: độ
chính xác, khả năng lập trình được, tốc độ điều khiển nhanh, sư dụng đơn giản…
Mặt khác, vi điều khiển là lĩnh vực đang phát triển mạnh mẽ và có nhiều ứng dụng
trong các ngành sản xuất. Vì vậy ta sẽ thiết kế một hệ thống đèn giao thông sử
dụng bộ vi điều khiển. Phương án này có đặc điểm là mạch gọn nhẹ, không quá
phức tạp, lập trình đơn giản, dễ chỉnh sửa.

12


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Các vi điều khiển sử dụng trong hệ thống:
Vi điều khiển AT89C51
Led 7 thanh, loại 7SEG-MPX2-CA nối anode chung
Các Led đơn hiển thị đèn xanh, vàng, đỏ
Một số linh kiện hỗ trợ mạch: điện trở, tụ điện, thạch anh, IC 74LS32, IC 7404,…
2.4.
Tìm hiểu một số linh kiện sử dụng trong mạch
2.4.1. Led 7 thanh
•
•
•
•

Led 7 thanh dùng trong mạch là loại Led đôi 7SEG-MPX2-CA nối anode chung.
Led gồm có 2 Led 7 thanh đơn ghép lại với nhau.

TT

CA1
A1
T
N

D1

A
F1
B
G1
C
E1
D
C1
E
CA2
F
B1
G
DP1

1

Led gồm 8 chân hiển thị A => H và 2 chân kết nối với vi điều khiển K1,K2.
2.4.2. Các đèn hiển thị

Các đèn hiển thị có chức năng đưa ra thông tin điều khiển giao thông tương
ứng với trạng thái hiện thời của hệ thống.
Đèn điều khiển: các LED đơn xanh, đỏ, vàng.

13


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

2.4.3.

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

Bộ tạo dao động

Bộ dao động đồng bộ hóa hoạt động của tất cả các mạch bên trong vi điều
khiển. Nó thường được tạo bởi thạch anh hoặc gốm để ổn định tần số. Các lệnh
không được thực thi theo tốc độ của bộ dao động mà thường châm hơn, bởi vì mỗi
câu lệnh thực hiện qua nhiều bước. Mỗi loại vi điều khiển cần có số chu kỳ khác
nhau để thực hiện lệnh. Hai đầu vào ra của bộ dao động nối với 2 chân XTAL1 và
XTAL2 của vi điều khiển.

14


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử
CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUAN VÀ XÂY DỰNG THUẬT TOÁN
ĐIỀU

Lưu đồ thuật toán:
BEGIN

Ê

P1=0

ĐỎ 45s
Xanh 40s
Vàng 5s 5s

15


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

đỏ 45s4
CHƯƠNG

Xanh 40s
Vàng 5s

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU
KHIỂN

END

4.1.
Sơ đồ nguyên lý
4.1.1. Khối hiển thị

16

Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

4.1.2. Khối điều khiển đèn

4.1.3. Khối tín hiệu điều khiển và Reset

17


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

18


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

4.1.4. Sơ đồ mạch nguyên lý chung
D4T
XANH
K

T

N

1

1

A

LED-BLUE

D7N

D5T
VANG
K

XANH1
K

A

A
LED-BLUE

LED-YELLOW

D8N

D6T
DO

K

VANG1
K

A

LED-YELLOW

T1
CA1
N1
A1

A
F1
B
G1
C
E1
D
C1
E
CA2
F
B1
G
DP1
D1

T
CA1
N
A1

A
F1
B
G1
C
E1
D
C1
E
CA2
F
B1
G
DP1
D1

A
LED-RED

D9N

R19

DO1
K

330

A

LED-RED

R20
330

NN
1

D10NN
XANH1
K

A

TT
1

LED-BLUE

D11NN
A

D1TT
XANH
K

LED-YELLOW

VANG
K

D3TT
DO
K

1

U1

1nF

19

X1

CONN-SIL2

CRYSTAL
18
2

C2

XTAL1
XTAL2

1nF
RST

1

9

BUTTON C3
1

29
30
31

3

1uF

PSEN
ALE
EA

R18
10k

R17
R16
1K
R15

1K
R14
1K
R13
1K
R12

Q7

TIP41

TIP41

TIP41

XANH

Q8

DO

Q9

VANG

1K
1K

XANH1

DO1

VANG1

1
2
3
4
5
6
7
8

P1.0/T2
P1.1/T2EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

A
LED-RED

P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4

P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD

39
38
37
36
35
34
33
32
21
22

23
24
25
26
27
28
10
11
12
13
14
15
16
17

R21
330

R1
R2
150
R3
150
R4
150
R5
150
R6
150
R7

150
150

A
B
C
D
E
F
G

R8
R9
1k
R10
1k
R11

Q1

Q2

Q3

Q4

TIP41

TIP41

TIP41

TIP41

1k
1k

AT89C52

Q6

Q5

Q11

TIP41

TIP41

TIP41

Khi IC 89C51 được khởi động chương trình sẽ tự động điều khiển đếm lùi mặc
định:
•
•
•

•

Đèn đỏ D1, D2 sáng 45s

Đèn vàng V1, V2 sáng 5s
Đèn xanh X1, X2 sáng 39s
IC 89C51 tự động đưa dữ liệu ra cho IC giải mã để hiển thị LED 7 thanh, đồng
thời đợi tín hiệu điều khiển từ bên ngoài.

4.2.

Chương trình điều khiển
ORG 00H
MAIN:
CALL CTA
CALL CTB
CALL CTC
19

N1

C1

T
N

J1
1
2

T1

330

A

LED-YELLOW

N

A
F1
B
G1
C
E1
D
C1
E
CA2
F
B1
G
DP1
D1

R22

CA1
A1

LED-RED

D2TT

T1
CA1
N1
A1

A

A
F1
B
G1
C
E1
D
C1
E
CA2
F
B1
G
DP1
D1

DO1
K

A

LED-BLUE

D12NN

T

VANG1
K


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

CALL CTD
JMP MAIN
CTA:
MOV P1,#10000100B
MOV R0,#40
MOV R1,#45
LAPA:CALL HIENTHI
DEC R0
DEC R1
CJNE R0,#5,LAPA
RET
CTB:
MOV P1,#01000100B
MOV R0,#5
MOV R1,#5
LAPB:CALL HIENTHI
DEC R0

DEC R1
CJNE R0,#0,LAPB
RET
CTC:
MOV P1,#00110000B
MOV R0,#35
MOV R1,#30
LAPC:CALL HIENTHI
DEC R0
DEC R1
CJNE R0,#5,LAPC
RET
CTD:
MOV P1,#00101000B
MOV R0,#5
MOV R1,#5
20


Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

LAPD:CALL HIENTHI
DEC R0
DEC R1
CJNE R0,#0,LAPD
RET

HIENTHI:

MOV R7,#100
QUET:
MOV P3,#00H
MOV A,R0
MOV B,#10
DIV AB
MOV DPTR,#MALED
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
SETB P3.0
CALL DELAY
CLR P3.0
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
SETB P3.1
CALL DELAY
CLR P3.1

MOV A,R1
MOV B,#10
DIV AB
MOV DPTR,#MALED
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
SETB P3.2
CALL DELAY
CLR P3.2
21

Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử

MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
SETB P3.3
CALL DELAY
CLR P3.3
DJNZ R7,QUET

RET
MALED:DB
11000000B,11111001B,10100100B,10110000B,10011001B,10010010B,10000010
B,11111000B,10000000B,10010000B
RET
DELAY:
MOV R4,#35
LAP:MOV R5,#35
LAPM:
NOP
DJNZ R5,LAPM
DJNZ R4,LAP
RET
END

22

Đồ án vi xử lý – vi điều khiển

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – Điện tử
KẾT LUẬN

Đồ án “Ứng dụng vi điều khiển 8051, thiết kế mạch điều khiển đèn giao
thông 2 luồng và người đi bộ dùng led 7 thanh” nhằm cải thiện tình hình giao
thông tại các nút giao thông trọng điểm, giải quyết tốt nhất nhiệm vụ của đèn giao
thông giúp cho giao thông được thông suốt và hợp lý. Trong đồ án này em chủ yếu
tìm hiểu hệ thống đèn giao thông 2 luồng và người đi bộ nhằm thiết kế một hệ
thống hoàn chỉnh giúp giải quyết phần nào tình trạng giao thông phức tạp như hiện
nay.
Sau khi thực hiện đồ án em đã tập hoàn thành các nội dung như sau: Mô tả
thực trạng tại các nút giao thông, tìm hiểu về vi điều khiển 89C51, ứng dụng vi
điều khiển xây dựng mô hình thực hệ thống điều khiển đèn giao thông. Đồ án được
thực hiện trong một thời gian ngắn không tránh khỏi những sai sót mong các thầy
cô thông cảm và giúp đỡ em hoàn thiện đồ án này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Chí Linh, ngày 20 tháng 6 năm 2016
Sinh viên

23