Thiết kế mạch quảng cáo sử dụng vi điều khiển 8051 thiết kế mạch phát nhạc đơn âm (hiển thị hình trên led ma trận)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA VẬT LÝ
----------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CỬ NHÂN VẬT LÝ
Đề tài:
THIẾT KẾ MẠCH QUẢNG CÁO SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN 8051
Người hướng dẫn:
ThS. Lê Xứng
Người thực hiện:
Lê Thị Hồng Thắm

Đà Nẵng, tháng 5/2013

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

1


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Chức năng các chân của port 3
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Sơ đồ khối của 89c51
Hình 1.2: Sơ đồ chân 89c51
Hình 1.3: Minh họa một bảng led maxtrix 8x8
Hỉnh 1.4: Sơ đồ ghép nối của bảng led maxtrix
Hình 1.5: Sơ đồ chân của IC 74HC245
Hình 1.6: Cấu tạo bên trong của IC 74HC245
Hình 1.7: Cấu tạo và kí hiệu của BJT
Hình 1.8: Transistor khi phân cực
Hình 1.9: Hình dạng của BJT
Hình 1.10: Hoạt động của BJT
Hình 1.11: Diod cầu
Hình 1.12: Cấu tạo của tụ
Hình 1.13: Tụ
Hình 1.14: Điện trở
Hình 1.15: Cách đọc điện trở qua màu sắc
Hình 1.16: IC 7805
Hình 1.17: Cấu tạo lõi của biến áp
Hình 1.18: Điện áp nguồn
Hình 2.1: Sơ đồ khối tồn mạch
Hình 2.2: Khối vi điều khiển
Hinh 2.3: Sơ đồ khối nguồn
Hình 2.4: Khối hiển thị led ma trận
Hình 2.5: Sơ đồ khối nút nhấn
Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý mạch

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

2


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, trước sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ thì việc ứng dụng
các thành tựu khoa học cơng nghệ vào cuộc sống của con người ngày càng phổ biến.
Đưa thơng tin quảng cáo sản phẩm của mình đến với khách hàng là một trong những
chiến lược cạnh tranh của các nhà kinh doanh. Có thể nói những bảng thơng tin điện tử
hay cịn gọi là quang báo để quảng cáo đến với khách hàng là một chiến lược hàng
đầu. Và để làm được như vậy có rất nhiều cách như dùng kỹ thuật số nhưng việc sử
dụng vi điều khiển ngày càng chiếm ưu thế hơn so với các bộ điều khiển khác. Tính ưu
việt của nó thể hiện ở chỗ:
- Dễ dàng sử dụng trong các thiết bị điện tử hoặc hệ thống điện tử số.
- Chi phí nâng cấp thấp và cần rất ít linh kiện cho việc bảo dưỡng bảo hành.
-Mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Ngày nay với sự xuất hiện của các chip vi điều khiển trong đó điện tử tự động đóng
một vai trị khơng nhỏ, chúng đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực và có sự
nhảy vọt tạo nên bộ mặt mới cho xã hội góp phần vào q trình tự động hóa mọi thứ
giúp con người hiện đại cuộc sống hơn.
Vận dụng những kiến thức đã được học trong quá trình học tập chúng em thực hiện

đề tài này. Trong thực tế các ứng dụng của vi điều khiển rất đa dạng và phong phú. Từ
những ứng dụng đơn giản chỉ có vài thiết bị ngoại vi cho đến những hệ thống điều
khiển phức tạp. Trong phạm vi hiểu biết của mình, chúng em tìm hiểu và thực hiện đề
tài: “THIẾT KẾ MẠCH QUẢNG CÁO SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN 8051.”
Trong quá trình thực hiện đề tài này với kiến thức còn hạn chế nên đề tài khơng
tránh khỏi sai sót kính mong các thầy cơ và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được
hồn thiện hơn.
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Hồng Thắm

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

3


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

PHẦN I. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài.
Ngày nay, khoa học phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong lĩnh vực điện tử đã góp
phần nâng cao đời sống vật chất cũng như tinh thần của con người. Cuộc sống ngày
càng hiện đại thì nhu cầu thông tin quảng cáo rất lớn, việc áp dụng các phương tiện kỹ
thuật vào các lĩnh vực trên là rất cần thiết. Vi điều khiển mang lại lợi nhuận lại có sức
cạnh tranh cao do chất lượng cao mang lại được sử dụng rộng rãi, càng tăng tính hấp

dẫn người dùng lẫn lợi nhuận đáng kể cho các nhà sản xuất. Xuất phát từ yêu cầu thực
tế và những kiến thức đã được học từ môn kỹ thuật vi xử lý, nhóm em quyết định chọn
đề tài: “ THIẾT KẾ MẠCH QUẢNG CÁO SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN 8051”.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Đề tài “ THIẾT KẾ MẠCH QUẢNG CÁO SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN 8051”
nhằm giúp những người thực hiện đề tài nắm bắt được những vấn đề sau:
- Thông qua việc thực hiện đề tài giúp cho những người thực hiện luận văn tốt
nghiệp ôn lại kiến thức đã học và lĩnh hội thêm nhiều kiến thức mới từ giáo viên
hướng dẫn, từ các bạn học và cũng là khoảng thời gian rèn luyện tay nghề, từ đó hiểu
rõ hơn cách viết chương trình cho vi điều khiển.
- Qua quá trình thực hiện đề tài đã tạo điều kiện cho chúng em có những ý tưởng
mới và giải quyết các vấn đề phát sinh một cách hiệu quả.
Do kiến thức chúng em còn hạn hẹp nên sản phẩm chưa có tính thực tiễn cao
nhưng nếu được nghiên cứu sâu hơn thì có thể ứng dụng rộng rãi trong thực tế đặc biệt
là trong lĩnh vực quảng cáo.
1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng
- Các tài liệu về linh kiện điện tử
- Các tài liệu hướng dẫn lập trình mạch
b. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài chỉ sử dụng 2 led ma trận nên chương trình gồm các dịng kí tự đơn giản, các
số và hình ảnh đơn giản. Chưa ứng dụng nhiều trong thực tế và chỉ thực hiện dựa vào
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

4

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

bộ thí nghiệm trên khoa Vật Lý – Trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng.
- Đề tài chỉ giới hạn với thời gian cứ 5s hình ảnh sẽ thay đổi và hiển thị dịng chữ
chạy từ trái sang phải.
1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra, đề tài cần thực hiện các yêu cầu sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về mạch hiển thị led ma trận 8x16
- Tìm hiểu các ứng dụng khác nhau của led để luận văn thêm đa dạng hơn.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
- Nhiên cứu các tài liệu về nguyên lý hoạt động của thiết bị và linh kiện điện tử
- Nghiên cứu cách trình bày một luận văn tốt nghiệp
1.6 Những đóng góp của luận văn
Đây là một đề tài nhỏ chỉ nghiên cứu trên 2 led ma trận nối với nhau nên sau khi
đề tài được hoàn thành là dữ liệu tham khảo cho các khóa sau về cách lập trình led ma
trận. Qua đây biết được cách quét led ma trận làm mạch quang báo hiển thị trên nhiều
led ma trận.
1.7 Cấu trúc của luận văn
A. Mở đầu
B. Nội dung
Chương I: Giới thiệu các linh kiện dùng trong mạch
Chương II: Thiết kế mạch
Chương III:Kết luận và hướng phát triển của đề tài
Phụ lục và tài liệu tham khảo

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

5


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

PHẦN II. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH
1.1 KHỐI ĐIỀU KHIỂN
1.1.1 Giới thiệu chung vi điều khiển 89C51
Các đặc điểm của 89C51 được tóm tắt như sau :

+ 8 KB EPROM bên trong.
+ 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 ngồi.
+ Xử lí Boolean (hoạt động trên bit đơn).
+ 210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
+ 4  s cho hoạt động nhân hoặc chia.

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

6


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

1.1.2 Sơ đồ khối và chức năng của từng khối
Nguồn ngắt

Điều khiển
ngắt

Đếm sự kiện.

Nguồn
ngắt
trong.

4Kbytes
ROM trong

128byte

2bộ đếm
/ định
thời

RAM
trong

CPU

Bộ tạo dao

động

XTAL 1.2

Khối
đ.khiển
quản lý
Bus.

/PSEN/ALE

Port
0

Cổng I/O
Địa chỉ
thấp Dữ
liệu 8 bít

Port
1

Port
2

Cổng I/O CổngI/O
Địa chỉ
8 bit
cao Dữ
liệu 8 bit

Port
3

Giao
diện
nối
tiép.

Cổng I/O Các
chức năng đặc
biệt Dữ liệu 8
bit

Hình 1.1: Sơ đồ khối của 89C51
1.1.2.1 Khối xử lý trung tâm CPU:
Phần chính của bộ vi xử lý là khối xử lý trung tâm (CPU), khối này có chứa các
thành phần chính :
1

Thanh chứa ACC ( ký hiệu là A).

2

Thanh ghi chứa phụ ( ký hiệu là B) thường được dùng cho phép nhân và
chia.

3

Khối logic số học ( ALU=Arithmetic Logical Unit).

4

Từ trạng thái chương trình ( PSW= Program Status Word).

5

Bốn băng thanh ghi ( Blank).

6

Con trỏ ngăn xếp ( SP = Stack Point) cũng như con trỏ dữ liệu để định địa

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

7

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

chỉ cho bộ nhớ dữ liệu ở bên ngoài.
- Ngoài ra, khối xử lý trung tâm cịn chứa:
1 Thanh ghi đếm chương trình (PC= Progam Counter ).
2 Bộ giải mã lệnh
3 Bộ điều khiển thời gian và logic.
4 Sau khi được Reset, CPU bắt đầu làm việc tại địa chỉ 0000h, là địa chỉ đầu
được ghi trong thanh ghi chứa chương trình (PC) và sau đó, thanh ghi này sẽ
tăng lên 1 đơn vị và chỉ đến các lệnh tiếp theo của chương trình.
1.1.2.2 Bộ tạo dao động:

Khối xử lý trung tâm nhận trực tiếp xung nhịp từ bộ tạo dao động được lắp
thêm vào, linh kiện phụ trợ có thể là một khung dao động làm bằng tụ gốm hoặc thạch
anh. Ngoài ra, cịn có thể đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngồi vào.
1.1.2.3 Khối điều khiển ngắt:
Chương trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khối logic ngắt ở bên trong.
Các nguồn ngắt có thể là: các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm/bộ định thời hay có
thể là giao diện nối tiếp. Tất cả các ngắt đều có thể được thiết lập chế độ làm việc
thông qua hai thanh ghi cho phép ngắt IE (Interrupt Enable) và ngắt ưu tiên IP
(Interrupt Priority).
1.1.2.4 Khối điều khiển và quản lý Bus :
Các khối trong vi điều khiển liên lạc với nhau thông qua hệ thống Bus nội bộ
được điều khiển bởi khối điều khiển quản lý Bus.

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

8


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

1.1.2.5 Các bộ đếm/ định thời:
Vi điều khiển 89C51 có chứa hai bộ đếm tiến 16 bit có thể hoạt động như là bộ
định thời hay bộ đếm sự kiện bên ngoài hoặc như bộ phát tốc độ Baud dùng cho giao
diện nối tiếp. Trạng thái tràn bộ đếm có thể được kiểm tra trực tiếp hoặc được xoá đi
bằng một ngắt.
1.1.2.6 Các cổng vào/ra:
Vi điều khiển 89C51 có bốn cổng vào/ra (P0 … P3), mỗi cổng chứa 8 bit, độc lập
với nhau. Các cổng này có thể được sử dụng cho những mục đích điều khiển rất đa
dạng. Ngồi chức năng chung, một số cổng còn đảm nhận thêm một số chức năng đặc
biệt khác.
1.1.2.7 Giao diện nối tiếp:
Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ làm việc
độc lập với nhau. Bằng cách đấu nối các bộ đệm thích hợp, ta có thể hình thành một
cổng nối tiếp RS-232 đơn giản. Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể đặt được trong
một vùng rộng phụ thuộc vào một bộ định thời và tần số dao động riêng của thạch
anh.
1.1.2.8 Bộ nhớ chương trình:
Bộ nhớ chương trình thường là bộ nhớ ROM (Read Only Memory), bộ nhớ
chương trình được sử dụng để cất giữ chương trình điều khiển hoạt động của vi điều
khiển.

1.1.2.9 Bộ nhớ số liệu:
Bộ nhớ số liệu thường là bộ nhớ RAM (Ramdom Acces Memory), bộ nhớ số liệu
dùng để cất giữ các thơng tin tạm thời trong q trình vi điều khiển làm việc.

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

9


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

1.1.3 Sơ đồ và chức năng các chân
1.1.3.1 Sơ đồ chân 89C51

Hình1.2 : Sơ đồ chân 89C51
1.1.3.2 Chức năng các chân của 89C51
Chip 89C51: gồm 40 chân
 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)

a. Các Port:
 Port 0:
- Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của 89C51. Trong các thiết kế
cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO. Đối với các
thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu.
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

10


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

 Port 1:
- Port 1 là port IO trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2, …
có thề dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port 1 khơng có chức năng
khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài
 Port 2:
- Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21- 28 được dùng như các đường
xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.
 Port 3:
- Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10-17. Các chân của port này có
nhiều chức năng, các cơng dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của
89c51 như ở bảng sau:
Bảng 1.1 : Chức năng các chân port 3

Bit

Chức năng chuyển đổi

Tên

P3.0

RXT

Ngõ vào 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 thư 1.

P3.4

T0

Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 0.

P3.5

T1

Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 1.

P3.6

WR\

Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngồi.

P3.7

RD\

Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngồi.

b. Các ngõ tín hiệu điều khiển:
 Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):
- PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương
trình mở rộng thường được nói đến chân 0E\ (output enable) của Eprom cho phép đọc
các byte mã lệnh.
- PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 89C51 lấy lệnh. Các mã lệnh

của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh
bên trong 89C51 để giải mã lệnh. Khi 89C51 thi hành chương trình trong ROM nội
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

11


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

PSEN sẽ ở mức logic 1.
 Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable):
- Khi 89C51 truy xuất bộ nhơđ 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 trị
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 89C51.
 Ngõ tín hiệu EA\(External Access) :
- Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắt lên mức 1hoặc mức 0. Nếu ở
mức 1, 89C51 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte.
Nếu ở mức 0, 89C51 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA\ được lấy

làm chân cấp nguồn 21V khi lập trinh cho Eprom trong 89C51.
 Ngõ tín hiệu RST (Reset):
-Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 89C51. Khi ngõ vào tín hiệu này
đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị
thích hợp để khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch tự động Reset.
 Các ngõ vào bộ giao động X1, X2:
- Bộ dao động được được tích hợp bên trong 89C51, khi sử dụng 89C51 người
thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ. Tần số thạch
anh thường sử dụng cho 89C51 là 12Mhz.
 Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V.

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

12


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

1.1 KHỚI HIỂN THỊ
1.2.1 Led ma trận
1.2.1.1 Cấu tạo của led ma trận

Hình 1.3: Minh họa một bảng led matrix 8x8

Sơ đồ cấu tạo: Một ma trận led có 16 chân được sắp xếp theo thứ tự 8
hàng 8 cột được đánh số từ 1 đến 8, số chân được đánh số từ 1 đến 16 theo như
hình vẽ:

Hình 1.4: Sơ đồ ghép nối của bảng led matrix 8x8
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

13


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

Khi đóng vỏ, sự phân bố chân các hàng và cột là không theo thứ tự (do tính
phức tạp trong ghép nối), do đó ta cần tìm hiểu kỹ để mắc mạch cho đúng, nên theeo
thứ tự đó ta có các chân số cột gồm: 13,3,4,10,6,11,15,16; cacschaan số hàng theo thứ
tự là: 9,14,8,12,1,7,2,5. Bảng ma trận led có hai loại: loại có các cột là các chân
Anode, còn hàng là các chân Cathode và loại kia thì ngược lại hàng là Anode cịn hàng
là Cathode. Khi sử dụng led ta cần chú ý điều này để sử dụng cho tốt.
1.2.1.2 Nguyên tắc làm sáng đèn trên bảng led
Khi muốn làm sáng led đơn, ta cần đưa điện áp dương vào chân Anode và điện
áp âm vào chân Cathode với giá trị thích hợp, khi đó led sáng. Giá trị điện áp và dịng
điện tùy thuộc vào màu sắc từng loại led. Dòng chảy qua các led để đảm bảo độ sáng
bình thường là từ 10mA đến 25mA. Khi ta muốn làm sáng 1 diểm led bất kì thì ta cũng
làm tương tự.

1.2.3 Nguyên tắc quét bảng ma trận led
Trong đề tài này ta sử dụng 2 led ma trận nối với nhau tạo thành bảng cỡ 8x16
(8 hàng 16 cột). Ở đây ta muốn hiển thị kí tự trên bảng led, ở đây ta dùng phương pháp
quét cột và xuất dữ liệu hàng
Quá trình quét cột là ta gửi tín hiệu cho phép đến từng cột trong từng thời điểm.
Cung lúc đó ta gửi tín hiệu hàng đến 7 hàng.
 Đầu tiên ta đưa dữ liệu cần hiển thị đến 7 hàng.
 Kích hoạt cột thứ nhất và các led tương ứng sẽ sáng. Và tạo một thời gian trễ,
sau đó tắt cột thứ nhất.
 Gửi tiếp giá trị dữ liệu 7 hàng của cột thứ 2, kích hoạt cột thứ 2, tạo trễ và lại tắt
cột thứ 2.
 Q trình qt đó cứ tiếp tục cho đến hết 16 cột của bảng led. Việc quét và hiển
thị này xảy ra trong thời gian rất ngắn, khoảng vài chục ms, ta sẽ thấy hình ảnh
hay chữ hiển thị trên bảng led. Tuy rằng trong mỗi thời điểm chỉ có một cột
được sáng nhưng do thời gian quét rất nhanh và do hiện tượng lưu hình ảnh tại
võng mạc của mắt nên ta thấy hình ảnh xuất hiện liên tục.

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

14


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

1.2.2 Ic đệm 74HC245
1.2.2.1 Chức năng:
Đệm dữ liệu 2 chiều , thường ứng dụng trong các mạch sử dụng led như quét led
matrix, led 7, hoặc đệm dữ liệu trên bus với các mạch sử dụng nhiều linh kiện mắc
song song
1.2.2.2 Sơ đồ chân:

Hình 1.5: Sơ đồ chân của IC 74HC245
- Đây là ic số loại 20 chân, chức năng từng chân như sau:
 Chân 1: DIR chân chọn hướng dữ liệu : nếu DIR=1 thì input A và output B
và ngược lại với DIR=0;
 Chân 2=>chân 9 : A0=>A7 data in/output phụ thuộc vào chân DIR
 Chân 10: GND
 Chân 11 =>18: B7=>B0 data in/output phụ thuộc vào chân DIR
 Chân 19 : OE chân cho phép tích cực ở mức 0 .nếu 0E=0 thì ic xuất dữ liệu
ngược lại OE=1, cấm
 Chân 20: VCC

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

15


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

1.2.2.3 Cấu tạo bên trong

Hình 1.6: Cấu tạo bên trong IC 74HC245
Tóm lại cần nhớ :IC đệm 74hc245 hoạt động ở điện áp <=7V, dịng ra từ
20=>30mA đủ để led matrix sáng chói , công suất mạch từ 500=>700mW
1.2.2.4 Các hàm đầu vào (xét trên chân DIR và OE)

Từ bảng số liệu ta có thể sử dụng linh hoạt ic trong những mục đích khác nhau.
Hơn nữa đối với những người chưa tìm hiểu sâu thì chỉ cần nối chân 1 với VCC và
chân 19 với GND là có thể dùng được.

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

16


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

1.2.3 Transitor
1.2.3.1 Cấu tạo, ký hiệu
Transistor lưỡng cực BJT gồm có 3 lớp bán dẫn P,N (có thể là Si hoặc Ge) ghép lại với
nhau tạo thành hai mối P-N nối tiếp nhau. Được nối ra 3 cực:
- Cực nền ( Base: B) có nồng độ tạp chất thấp nhất mỏng nhất vài µm.

- Cực thu (Collecter: C) có nồng độ tạp chất trung bình.
- Cực phát (Emitter: E) có nồng độ tạp chất nhiều nhất.
Cấu tạo và ký hiệu trazistor BJT

Hình 1.7: Cấu tạo và kí hiệu của BJT
Khi chưa được phân cực tranzistor có dạng

Hình 1.8: Transistor khi phân cực

1.2.3.2 Hình dạng

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

17


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

Hình 1.9: Hình dạng của BJT
1.2.3.3 Nguyên tắc hoạt động
* Trong ứng dụng thông thường (khuếch đại) để tranzistor hoạt động được thì ta phải:
- Phân cực thuận cho tiếp giáp BE, phân cực ngược cho tiếp giáp BC
- Nguồn phân cực ngược lớn hơn nguồn phân cực thuận.
- Phân cực cho trazistor NPN

- Khi phân cực như HV khi lực điện trường VEE ≤ Etr thì các lõ trống trong vùng B và
các hạt điện tử trong vùng E không vượt được qua tiếp giáp BE lên tranzistor không
dẫn điện.
- Khi lực điện trường VEE > Etr thì các hạt dẫn trong vùng B và các hạt điện tử trong
vùng E vượt được qua tiếp giáp BE dòng chuyển động của các hạt dẫn này sinh ra
dịng điện gọi là dịng Ib có chiều cùng chiều với điện trường ngồi, dịng điện Ib tăng
theo điện áp. Do vùng B có nồng độ hạt dẫn ít và mỏng nhất (cỡ vài µmm) nên dịng
điện này tương đối nhỏ (khoảng vài chục tới vài trăm µA). Mặt khác do lực điện
trường VCC lớn hơn VEE rất nhiều lên các hạt điện tử từ vùng E sau khi vượt qua tiếp
giáp BE .nó sẽ vượt sang vùng C sinh ra dịng điện Ic có chiều như hình vẽ.

Hình 1.10:Hoạt động của BJT
Vậy dịng điện Ib do các hạt dẫn trong vúng E sinh ra, dòng điện Ic cũng do dòng các
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

18


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

hạt dẫn trong vùng E sinh ra. Vậy dòng chuyển động của các hạt dẫn trong vùng E
sinh ra dòng điện Ie . Theo định luật Kirchoff 1 thì Ie = Ib + Ic
Dịng điện Ib có thể cho giá trị tương đối nhỏ, dịng điện IC có thể cho dịng điện
tương đối lớn. Vì vậy tranzistor có khả năng khuếch đại dịng điện.

Dịng điện IC lớn hay nhỏ là do dòng điện Ib quyết định. Vậy dòng điện Ib là dòng điện điều
khiển cho tranzistor.

1.2.3.4 Các thông số cơ bản của transistor
- Hệ số khuếch đại dòng điện
- Điện áp giữa hai cực Ube
- Điện áp giữa hai cực Uce
- Công suất tiêu tán trên cực Colecter
- Dòng điện Icmax
- Tần số cắt fc
- Nhiệt độ chịu đựng của transistor.

1.3 KHỐI NGUỒN
1.3.1 Diod cầu

Hình 1.11: Diod cầu
+ Ở chu kỳ dương ( đầu dây phía trên dương, phía dưới âm) dịng 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.
+ Như vậy cả hai chu kỳ đều có dịng điện chạy qua tải.
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

19

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

1.3.2 Tụ
1.3.2.1 Cấu tạo
Tụ điện được cấu tạo từ hai lá kim loại ghép song song nhau, giữa là chất điện môi
và được nối ra hai cực (HV).

Hình 1.12: Cấu tạo tụ
Người ta thường lấy tên của tụ là tên của chất diện môi. Như:
Tụ gốm: Chất điện môi là gốm
Tụ giấy: Chất điện mơi là giấy
1.3.2.2 Ký hiệu, hình dạng

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

20


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

Hình 1.13:Tụ
1.3.2.3 Phân loại

- Theo cấu tạo:
+

Tụ phân cực: Là loại tụ có cực âm, cực dương phân biệt ( thường là tụ hóa và tụ

mica).
+ Tụ không phân cực: Là loại tụ không phân biệt cực của tụ ( thường là các loại tụ
giấy, gốm, dầu…)
- Theo giá trị:
+ Tụ cố định: Là loại tụ khi chế tạo ra nó có giá trị cố định.
+ Tụ biến đổi: Là loại tụ khi chế tạo ra nó có giá trị biến đổi (tụ xoay).
1.3.2.4 Các cách mắc tụ điện.
* Mắc nối tiếp.
1/Ctđ = 1/C1+ 1/C2+ 1/C3+….+ 1/Cn

ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

21


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

* Mắc song song.
Ctđ = C1 + C2 + C3 +……+ Cn

1.3.2.5Các tính chất của tụ điện
-Tính dung kháng
Zc = 1/2πfC Trong đó Zc là trở kháng của tụ
f tần số của tín hiệu qua tụ
C điện dung của tụ

- Khi K1 đóng, K2, K3 mở thì đèn khơng sáng vì bóng đèn được nối với nguồn điện
một
chiều qua tụ mà nguồn điện một chiều có tần số bằng khơng do đó trở kháng của tụ là
∞ (cách điện) nên dịng điện khơng đi qua.
- Khi K2 đóng, K1, K3 mở thì đèn sáng vì trở kháng của tụ nên cho dịng điện đi qua. - Khi K3 đóng. K1, K2 mở thì đèn sáng hơn vì trở kháng của tụ nhỏ hơn (vì tần số của
nguồn là 200Hz) nên cường độ dòng điện đi qua tụ lớn hơn.
- Tính nạp xả
1.3.3 Điện trở
1.3.3.1 Cấu tạo
Điện trở màng mỏng: Lõi là chất cách điện ( bằng sành hoặc sứ), xung quanh
lõi người ta phun một lớp màng mỏng hợp chất của kim loại. Để điện trở có các giá trị
khác nhau, người ta thường tiện lớp màng mỏng kim loại theo hình xoắn ốc hoặc chế
tạo hợp chất kim loại có các điện trở suất khác nhau.
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

22


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

ơ

Hình 1.14: Điện trở
1.3.3.2 Ký hiệu
+ Điện trở cố định: R

1.3.3.3 Các thông số cơ bản của điện trở
- Giá trị điện trở R= ρl/S
- Công suất của điện trở P=RI2
1.3.3.4 Các cách mắc, đọc giá trị điện trở
- Mắc nối tiếp:

Rtđ = R1 + R2 + R3 +……..+ Rn
I1 = I2 = I3 =……..= In
U = U1 + U2 + U3 +………+ Un
- Mắc song song:
Rtđ=1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn
I = I1 + I2 + I3 +……+ In
U = U1 = U2 = U3 =…..= Un
1.3.3.5 Cách đọc điện trở theo vạch màu
Đối với các điện trở có giá trị được định nghĩa theo vạch màu thì chúng ta có 3
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

23

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

loại điện trở: Điện trở 4 vạch màu và điện trở 5 vạch màu và 6 vạch màu. Loại điện trở
4 vạch màu và 5 vạch màu được chỉ ra trên hình vẽ. Khi đọc các giá trị điện trở 5 vạch
màu và 6 vạch màu thì chúng ta cần phải để ý một chút vì có sự khác nhau một chút về
các giá trị. Để tránh lẫn lộn trong khi đọc giá trị của các điện trở, đối với các điện trở
có tổng số vịng màu từ 5 trở xuống thì có thể khơng bị nhầm lẫn vì vị trí bị trống
khơng có vịng màu sẽ được đặt về phía tay phải trước khi đọc giá trị. Cịn đối với các
điện trở có độ chính xác cao và có thêm tham số thay đổi theo nhiệt độ thì vịng màu
tham số nhiệt sẽ được nhìn thấy có chiều rộng lớn hơn và phải được xếp về bên tay
phải trước khi đọc giá trị.

Hình 1.15: Cách đọc điện trở qua màu sắc
Tuy nhiên, cách đọc điện trở màu đều dựa trên các giá trị màu sắc được ghi trên
điện trở 1 cách tuần tự:
Đối với điện trở 4 vạch màu:
Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở
Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở
Vạch màu thứ ba: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở
Vạch màu thứ 4: Chỉ giá trị sai số của điện trở
Đối với điện trở 5 vạch màu:
Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở
Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở
Vạch màu thứ ba: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở
Vạch màu thứ 4: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

24


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TH.S LÊ XỨNG

Vạch màu thứ 5: Chỉ giá trị sai số của điện trở
Ví dụ như trên hình vẽ, điện trở 4 vạch màu ở phía trên có giá trị màu lần lượt là: xanh
lá cây/xanh da trời/vàng/nâu sẽ cho ta một giá trị tương ứng như bảng màu lần lượt là
5/6/4/1%. Ghép các giá trị lần lượt ta có 56×10^4Ω=560kΩ và sai số điện trở là 1%.
Tương tự điện trở 5 vạch màu có các màu lần lượt là: Đỏ/cam/tím/đen/nâu sẽ tương
ứng với các giá trị lần lượt là 2/3/7/0/1%. Như vậy giá trị điện trở chính là
237×10^0=237Ω, sai số 1%.
1.3.4 IC ổn áp 7805

Hình 1.16: IC 7805
Sơ đồ phía dưới IC 7805 có 3 chân:
* Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên)
* Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên)
* Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên)
Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi. Mạch
này dùng để bảo vệ những mạch điện chỉ hoạt động ở điện áp 5V (các loại IC thường
hoạt động ở điện áp này). Nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng cao thì mạch
điện vẫn hoạt động ổn định nhờ có IC 7805 vẫn giữ được điện áp ở ngõ ra OUT 5V

không đổi.
Mạch trên lấy nguồn một chiều từ một máy biến áp với điện áp từ 7V đến 9V để
đưa vào ngõ IN. Khi kết nối mạch điện, do nhiều nguyên nhân, người dùng dễ nhầm
lẫn cực tính của nguồn cung cấp khi đấu nối vào mạch, trong trường hợp này rất dễ
ảnh hưởng đến các linh kiện trên board mạch. Vì lí do đó một diode cầu được lắp thêm
vào mạch, diode cầu đảm bảo cực tính của nguồn cấp cho mạch theo một chiều duy
nhất, và nguời dùng cũng khơng cần quan tâm đến cực tính của nguồn khi nối vào ngõ
IN nữa.
ơ

SVTH: LÊ THỊ HỒNG THẮM

Trang:

25