Sử dụng vi điều khiển 8051 thiết kế mạch phát nhạc đơn âm (phát các nốt nhạc đơn âm và hiển thị led trước khi phát nhạc đơn âm)

Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

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:

DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 ĐỂ PHÁT NHẠC ĐƠN ÂM
Người hướng dẫn:
ThS. Lê Xứng
Người thực hiện:
Lê Thị Khánh

Đà Nẵng, tháng 5/2013
GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 1


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật ,cơng nghệ điện tử cũng
đang có những bước phát triển chóng mặt. Trong đó, cơng nghệ vi điện tử có những bước
phát triển vượt bậc nhất. Những con chip có kích thước nhỏ gọn đang là sự lựa chọn tối
ưu cho nhiều lĩnh vực.
Thực tế đã cho thấy, những sản phẩm của công nghệ vi điện tử rất đa dạng và
phong phú, đã vươn tới mọi lĩnh vực trong cuộc sống.Từ những ứng dụng đơn giản chỉ có
vài thiết bị ngoại vi cho đến những hệ thống điều khiển phức tạp. Vận dụng các kiến thức
đã học em thực hiện đề tài “ DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 ĐỂ PHÁT NHẠC ĐƠN
ÂM”
Với kiến thức còn hạn chế nên trong q trình thực hiện đề tài em khơng tránh
khỏi các thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của q thầy cơ và các bạn
để đề tài hoàn thiện hơn.
Sinh viên thực hiện đề tài
Lê Thị Khánh

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 2


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

LỜI CẢM ƠN
Khoá luận tốt nghiệp là bước cuối cùng đánh dấu sự trưởng thành của một sinh
viên ở giảng đường Đại học. Để trở thành một cử nhân hay một kỹ sư đóng góp những gì
mình đã học được cho sự phát triển đất nước. Việc làm khóa luận tốt nghiệp nhằm mục
đích giúp sinh viên hình thành ý tưởng về vấn đề nghiên cứu, biết cách tổng hợp và vận

dụng lý thuyết để ứng dụng trong thực tế.
Trong thời gian thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình
của giáo viên hướng dẫn và được phía nhà trường tạo điều kiện thuận lợi, em đã có một
q trình nghiên cứu, tìm hiểu và học tập nghiêm túc để hoàn thành đề tài. Kết quả thu
được khơng chỉ do nỗ lực của em mà cịn có sự giúp đỡ của q thầy cơ, gia đình và bạn
bè.
Em xin gửi lời cảm ơn đến:
- Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Vật Lý – Trường Đại học Sư
Phạm đã quan tâm, tạo điều kiện giúp chúng em hồn thành khóa luận tốt nghiệp.
- Thầy Lê Xứng: Giáo viên hướng dẫn, hỗ trợ em hoàn thành tốt đề tài về phương
pháp, nội dung và truyền đạt kinh nghiệm trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt
nghiệp.
- Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong hội đờng chấm luận văn đã cho em
những đóng góp quý báu để luận văn thêm hoàn chỉnh.
- Cảm ơn gia đình đã tạo điều kiện học tập tốt nhất cho em.
- Cuối cùng xin được gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè là những người luôn giúp đỡ,
trao đổi thơng tin về đề tài trong q trình thực hiện khóa luận.
Trong q trình thực hiện và trình bày khóa luận khơng thể tránh khỏi những sai
sót và hạn chế, do vậy em rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét phê bình của q thầy

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 3


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

cơ và các bạn. Đó là những kinh nghiệm cần thiết và là hành trang trên con đường lập
nghiệp của em sau này.

A. MỞ ĐẦU
1.1 Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, nhân loại đang trải qua một cuộc cách mạng khoa học
- kỹ thuật với quy mô to lớn, toàn diện trên tất cả mọi lĩnh vực. Các thành tựu đó đã góp
phần nâng cao cuộc sống con người cả về vật chất lẫn tinh thần. Xưa nay, cứ hể nói đến vi
xử lý hẳn chúng ta ai cũng hình dung đó là những mạch điện với rất nhiều LED, động cơ,
ma trận phím hay ma trận LED, LCD….. rất ít người nghĩ đến một ứng dụng hơi lạ đó là
dùng vi xử lý để phát nhạc. Là những sinh viên được học về chuyên nghành điện tử chúng
em muốn khai thác và tìm hiểu ứng dụng của những con chip trong lĩnh vực này. Chúng
em muốn lập trình vi điều khiển 89C51 để phát ra các nốt nhạc đơn âm như cây đàn piano
và phát các bài hát mà mình u thích. Với hi vọng sẽ đem lại những giây phút thư giãn
sau những giờ làm việc, học tập căng thẳng trong cuộc sống. Đồng thời chúng em cũng
muốn củng cố lại các kiến thức đã học trong suốt thời gian qua thơng qua một mơ hình
thực tế.Và quan trọng hơn chúng em muốn bổ sung thêm những kiến thức về chuyên
nghành của mình để thuận lợi cho cơng việc sau này. Ngồi ra, nghiên cứu đề tài này
chúng em có cơ hội được nghiên cứu, tìm hiểu thêm các kiến thức về nhạc lý. Xuất phát
từ lý do trên chúng em chọn đề tài “ DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 ĐỂ PHÁT NHẠC
ĐƠN ÂM ” làm đề tài tốt nghiệp.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Đề tài “ DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 ĐỂ PHÁT NHẠC ĐƠN ÂM ” nhằm
giúp người thực hiện đề tài nắm bắt được những vấn đề sau:

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 4

Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

- Thơng qua việc thực hiện đề tài giúp cho những người thực hiện luận văn tốt
nghiệp củng cố lại kiến thức đã học và tiếp thu thêm nhiều kiến thức mới từ giáo viên
hướng dẫn, từ các anh chị, các bạn học. Đó cũng là khoảng thời gian chúng em thực tế
hóa các kiến thức trên mơ hình cụ thể cũng như 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 hơn.
Do kiến thức chúng em còn hạn hẹp nên chúng em chỉ nghiên cứu một ứng dụng
nhỏ. Sản phẩm chưa có tính thực tiễn và thẫm mĩ cao nhưng nếu có thời gian nhiều hơn
và được nghiên cứu sâu hơn thì mơ hình có thể ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực giải trí.
Đó là phát nhạc có lời từ USB và thẻ nhớ.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng
- Vi điều khiển 8051 là một dòng vi điều khiển tương đối mạnh với nhiều tính
năng và còn thông dụng trên thị trường hiện nay. Do đó có thể dễ dàng mở rộng thiết kế
các ứng dụng khác. Hoạt động hiệu quả và rất ổn định mà giá thành lại tương đối rẻ so
với các vi điều khiển khác.
- Các tài liệu về linh kiện điện tử.
- Các tài liệu hướng dẫn lập trình Assembly cho mạch.
- Các tài liệu về âm thanh, nhạc lý.
b. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ sử dụng vi điều khiển 8051 để lập trình, với 8 phím nhấn để chơi nhạc, 8
led đơn để hiển thị và 1 loa để phát nhạc.
1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được các mục tiêu đề ra, đề tài cần thực hiện các yêu cầu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết để thiết kế một mạch phát nhạc hoàn chỉnh

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 5


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

- Tìm hiểu thêm các ứng dụng của vi điều khiển, led…để mạch luận văn 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 đề tài
- Đây là một đề tài nhỏ về lập trình trên vi điều khiển nên ứng dụng thực tế chưa
rộng lắm. Đề tài được hoàn thành sẽ là một thiết bị giải trí phát nhạc đơn giản. Đờng thời
đây cũng sẽ là một tài liệu tham khảo hữu ích cho khóa sau phát triển rộng hơn.
1.7 Cấu trúc của luận văn
A. Mở Đầu
B. Nội Dung
Chương I. Giới Thiệu Về Các Linh Kiện Điện Tử Được Sử Dụng Trong
Mạch.
Chương II. Các Kiến Thức Cơ Bản Về Âm Thanh Và Nhạc Lý
Chương III. Thiết Kế Mạch
Chương IV. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Của Đề Tài
Phụ Luc Và Tài Liệu Tham Khảo

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 6


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ĐƯỢC SỬ DỤNG
TRONG MẠCH
1.1.

Giới Thiệu Chung Về Vi Điều Khiển 89C51
1.1.1.
-

Cấu trúc phần cứng MSC-51 ( 89C51 )
MCS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng Intel sản xuất. Các IC tiêu biểu cho

họ là 8051 và 8031. Các sản phẩm MCS-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. Tập lệnh cung cấp một bản
tiện dụng của những lệnh số học 8 Bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung cấp
những hỗ trợ mở rộng trên Chip dùng cho những biến một Bit như là kiểu dữ liệu
riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra Bit trực tiếp trong điều khiển và những hệ
thống logic đòi hỏi xử lý luận lý.

-

8051 là một vi điều khiển 8 Bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng

cao, công suất thấp với 4 KB PEROM (Flash Programeable and erasable read only
memory). Thiết bị này được chế tạo bằng cách sử dụng bộ nhớ không bốc hơi mật độ
cao của ATMEL và tương thích với chuẩn cơng nghiệp MCS-51 về tập lệnh và các
chân ra. PEROM ON – CHIP cho phép bộ nhớ lập trình được lập trình trong hệ thống
hoặc bởi một lập trình viên bình thường. Bằng cách kết hợp một CPU 8 Bit với một
PEROm trên một chip đơn, ATMEL AT89C51 là một vi điều khiển mạnh (có cơng
suất lớn) mà nó cung cấp một sự linh động cao và giải pháp về giá cả đối với nhiều
ứng dụng vi điều khiển.
-

Vi điều khiển 8051 cung cấp những đặc tính chuẩn như sau: 4 KB bộ nhớ

chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 2
TIMER/COUNTER 16 Bit, 5 vectơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp
bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ON- CHIP. Thêm
vào đó, AT89C51 được thiết kế với logic tĩnh cho hoạt động đến mức không tần số và
GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 7


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

hỗ trợ hai phần mềm có thể lựa chọn những chế độ tiết kiệm công suất, chế độ chờ
(IDLE MODE) sẽ dừng CPU trong khi vẫn cho phép RAM, timer/counter, port nối
tiếp và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế độ giảm công suất sẽ lưu nội dung RAM
nhưng sẽ treo bộ dao động làm mất khả năng hoạt động của tất cả những chức năng
khác cho đến khi Reset hệ thống.
Các đặc trưng của 89C51 được tóm tắt như sau:
-

4KB ROM

-

128 byte RAM

-

4 port xuất nhập (I/O port) 8 bit

-

2 bộ định thời 16 bit

-

Mạch giao tiếp nối tiếp

-

Không gian nhớ chương trình ( mã ) ngồi 64K

-

Khơng gian nhớ dữ liệu ngoài 64K

-

Bộ xử lý bit ( thao tác trên các bit riêng lẻ )

-

210 vị trí nhớ định địa chỉ, mỗi vị trí 1 bit

-

Nhân/ chia trong 4µs

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 8


Khóa Luận Tốt Nghiệp
1.1.2.

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

Sơ đồ khối của chíp 89C51

Đếm sự kiện.

Ng̀n ngắt

Điều khiển
ngắt

Ng̀n
ngắt
trong.

2bộ đếm /
định thời

128byte
4Kbytes
ROM trong

RAM
trong

CPU

Bộ tạo dao

động

XTAL 1.2

Khối
đ.khiển

quản lý
Bus.

EA/RST

Port

Port

Port

Port

0

1

2

3

Cổng I/O
PSEN/ALE Địa chỉ
thấp Dữ
liệu 8 bít

Cổng I/O CổngI/O
Địa chỉ
8 bit
cao Dữ

liệu 8 bit

Giao
diện
nối
tiếp

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

Hình 1.1: Sơ đồ khối của 89C51

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 9


Khóa Luận Tốt Nghiệp
1.1.3.

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

Chức năng của từng khối

1.1.3.1. Khối xử lý trung tâm CPU:
Phần chính của bộ vi xử lý là khối xử lý trung tâm (CPU=Central Processing
Unit ), khối này có chứa các thành phần chính :

- Thanh chứa ACC (ký hiệu là A).
- Thanh ghi chứa phụ (ký hiệu là B) thường được dùng cho phép nhân và phép
chia.
- Khối logic số học (ALU=Arithmetic Logical Unit).
- Từ trạng thái chương trình (PSW= Program Status Word).
- Bốn băng thanh ghi (Blank).
- Con trỏ ngăn xếp (SP = Stack Point) cũng như con trỏ dữ liệu để định địa chỉ cho
bộ nhớ dữ liệu ở bên ngồi.
Ngồi ra, khối xử lý trung tâm cịn chứa:
- Thanh ghi đếm chương trình (PC= Progam Counter ).
- Bộ giải mã lệnh
- Bộ điều khiển thời gian và logic.
- 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.
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. Ngồi ra, cịn có thể đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài vào.
1.1.3.2. 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.

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 10


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

1.1.3.3. 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. Truy xuất các timer của 89C51 dùng sáu thanh ghi chức năng đặc biệt cho trong
bảng sau:
Địa chỉ hóa từng

SFR

Mục đích

Địa chỉ

TCON

Điều khiển Timer

88H

Có

TMOD

Chế độ Timer

89H

Khơng

TL0

Byte thấp của Timer 0

90H

Không

TL1

Byte thấp của Timer 1

91H

Không

TH0

Byte cao của Timer 0

92H

Không

TH1

Byte cao của Timer 1

93H

Không

bit

Các thanh ghi chức năng của timer trong 89C51
Bảng 1.1. Các thanh ghi chức năng đặc biệt.
1.1.3.4.

Các cổng vào ra:

Vi điều khiển 89C51 có bốn cổng vào/ra (P0 … P1), 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.
1.1.3.5.

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
GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 11


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

đặt được trong một vùng rộng phụ thuộc vào một bộ định thời và tần số dao động
riêng của thạch anh.
1.1.3.6. 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.
1.1.3.7. Bộ nhớ dữ liệu:
Bộ nhớ dữ liệu thường là bộ nhớ RAM (Ramdom Acces Memory), bộ nhớ số
liệu dùng để cất giữ các thông tin tạm thời trong quá trình vi điều khiển làm việc.
1.1.4. Sơ đồ và chức năng của các chân
1.1.4.1. Sơ đồ chân 89C51:

Hình 1.2: Sơ đồ chân 89C51

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 12


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

1.1.4.2. Chức năng các chân:
Vi điều khiển 89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập.
Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường

có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành
phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ.
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.
 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
ngồi.
 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:

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 13


Khóa Luận Tốt Nghiệp
Bit

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý
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 ngoài.

Bảng 1.2. Chức năng của các bit ở Port 3
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 PSEN sẽ ở mức logic 1.
 Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable):
- Khi 89C51 truy xuất bộ nhơđ bên ngồi, 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.

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 14


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

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 đờ.
Tần số thạch anh thường sử dụng cho 89C51 là 12Mhz.
 Chân 40 (VCC) được nối với nguồn 5V

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 15


Khóa Luận Tốt Nghiệp
1.2.

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

Sơ Lược Về Các Linh Kiện Điện Tử
1.2.1. Điện trở
1.2.1.1. Chức năng: điện trở có chức năng là hạn chế dòng điện đi qua các phần tử

trong mạch.
1.2.1.2. Các loại điện trở:
Điện trở thường

Biến trở

Quang trở

Điện trở công suất

Bảng 1.3. Các loại điện trở, kí hiệu và chức năng
1.2.1.3. Cách đọc vạch màu điện trở:
+ Ý nghĩa vạch màu:
Đen
Nâu
Đỏ
Cam
Vàng

0
1
2
3
4

Xanh lá cây
Xanh dương
Tím
Xám
Trắng

5
6
7

8
9

Nhũ vàng
Nhũ bạc
Không màu

5%
10%
20%

Bảng 1.4. Ý nghĩa các vạch màu điện trở

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 16


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

+ Cách đọc các vạch màu theo thứ tự trên thân điện trở:
Vạch
Thứ 1
Thứ 2
Thứ 3
Thứ 4
Thứ 5

Loại 4 vạch
Số thứ nhất
Số thứ hai
Số chữ số 0 tiếp theo
Sai số

Loại 5 vạch
Số thứ nhất
Số thứ hai
Số thứ ba
Số chữ số 0 tiếp theo
Sai số

Bảng 1.5. Cách đọc vạch màu theo số thứ tự trên thân điện trở
Ví dụ: màu trên thân điện trở theo thứ tự là:
Nâu đen cam nhũ vàng khi đó giá trị của điện trở là 10000 Ω ±5%.
1.2.2. Tụ điện
1.2.2.1. Cấu tạo: gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi
là điện mơi.
1.2.2.2. Phân loại: tụ điện có nhiều loại nhưng dựa vào tính chất người ta phân ra
làm 2 loại chính là tụ phân cực và tụ không phân cực.
 Tụ khơng phân cực : gờm có tụ giấy, tụ gốm, tụ mica
Các loại tụ này không phân biệt âm dương và thường có điện dung nhỏ từ
0,47 µF trở xuống, các tụ này thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số
cao hoặc mạch lọc nhiễu.

Hình 1.3. Tụ gốm

 Tụ phân cực: tụ hoá

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 17


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

Tụ hố là tụ có phân cực âm dương , tụ hố có trị số lớn hơn và giá trị từ
0,47µF đến khoảng 4.700 µF , tụ hố thường được sử dụng trong các mạch có tần
số thấp hoặc dùng để lọc ng̀n, tụ hố ln ln có hình trụ.

Hình 1.4. Tụ hóa
1.2.3.

Transitor
-

Gờm 2 lớp bán dẫn nối với nhau hình thành 2 lớp tiếp giáp P_N.

Hình 1.5. Transitor

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 18

Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

1.2.4. Led
1.2.4.1. Khái niệm:
Diode phát quang (Led) là diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận,
điện áp làm việc của Led cỡ 1,7 ÷ 2,2 V, dịng qua led cỡ 5mA ÷ 20mA.
1.2.4.2. Tính chất:
-

Tuỳ theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng

phát ra khác nhau (tức màu sắc của led sẽ khác nhau).
-

Led màu đỏ + vàng : điện áp từ 1,8 ÷ 2,2 V.

-

Led màu xanh dương + trắng: điện áp từ 2,8 ÷ 3 V.

1.2.4.3. Ứng dụng:
-

Led là một dạng diode phát quang đơn sắc, rất đa dạng về hình dạng và màu

sắc nên được ứng dụng rộng rãi để làm bộ phân hiển thị trong các thiết bị điện,
điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thơng…

Hình 1.6. Led đơn
GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 19


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

CHƯƠNG II. CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ÂM THANH VÀ NHẠC LÝ
* Khái niệm chung về âm thanh

Âm thanh là do vật thể rung động, phát ra tiếng và lan truyền đi trong khơng khí.
2.1. Nguồn Gốc Của Âm Thanh
- Lấy tay bật vào dây đàn, dây đàn rung lên và phát ra tiếng. Tiếng đàn ngân dài, cho
đến khi dây đàn hết rung thì âm thanh cũng tắt. Nếu ta gõ trống, mặt trống rung lên và
cũng phát ra tiếng. Lấy tay sờ vào màng một cái loa đang kêu thì tay ta cảm thấy màng
loa đang rung động.
- Như vậy ta có thể kết luận: Âm thanh là do vật thể rung động, phát ra tiếng và lan
truyền đi trong khơng khí. Sở dĩ tai ta nghe được âm thanh là nhờ ở màng nhĩ. Màng nhĩ
nối liền với hệ thống thần kinh.Khơng khí là mơi trường truyền dẫn âm thanh.
- Một số chất truyền dẫn âm rất kém. Các chất dẫn âm kém thờng là loại mềm, xếp
như bông, dạ, cỏ khô… gọi là chất hút âm. Các chất này được dùng lót tường các rạp hát,
các phòng cách âm … để hút âm, giảm tiếng vang.
- Vận tốc truyền lan của âm thanh phụ thuộc vào môi trường truyền âm. Thí dụ
trong khơng khí là 340m/s, trong nước là 1.480m/s, trong sắt là 5.000m/s.
- Trong hành trình truyền lan, nếu gặp phải các vật chướng ngại như tường, núi đá,
hàng cây … thì phần lớn năng lượng của âm thanh sẽ bị phản xạ trở lại, một phần nhỏ tiếp

tục truyền lan về phía trước. Cịn một phần nhỏ nữa của năng lượng âm thanh bị cọ sát
với vật chướng ngại, biến thành nhiệt năng tiêu tán đi.

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 20


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

2.2. Các Đặc Tính Của Âm Thanh
Âm thanh được đặc trưng bằng một số tần số sau:
2.2.1. Tần số
- Khi ta gẩy nốt Mi của cây đàn thì dây sẽ rung 330 lần trong một giây. Ta gọi
tần số của âm Mi là 330 Héc (Hz).
- Tần số biểu thị độ cao của âm thanh: tiếng trầm của tần số thấp, tiếng bổng có
tần số cao.
- Tai ta có thể nghe được các tần số thấp tới 16Hz và tần số cao tới 20.000Hz.
- Dải tần số từ 16Hz đến 20.000Hz gọi là siêu âm.
- Dòng điện có tần số trong khoảng 16hz đến 20.000Hz gọi là dòng điện âm tần
- Trong dải âm tần, người ta chia ra:


Tiếng trầm từ 16 đến 300Hz.



Tiếng vừa (tiếng trung) từ 300 đến 3000Hz.



Tiếng bổng (tiếng thanh) từ 3000 đến 20.000Hz.



Tiếng nói của người thường có tần số từ 80Hz đến 8000Hz.



Các nốt nhạc có tần số lần lượt là:
+ Đồ: 262 Hz
+ Rê: 294 Hz
+ Mi: 330 Hz
+ Pha: 349 Hz
+ Son: 392 Hz
+ La: 440 Hz
+ Si: 494 Hz.

2.2.2 Công suất âm thanh
- Công suất âm thanh là năng lượng âm thanh đi qua diện tích S trong một
thời gian tính bằng giây.
- Cơng suất âm thanh P có thể tính bằng cơng thức :
GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 21

Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

P = p.s.v
Trong đó:


p : Là thanh áp



v : là tốc độ dao động của một phần tử khơng khí



s : là diện tích

- Cơng suất âm thanh tính theo ốt (W)
- Sau đây là công suất của một số nguồn âm:
- Máy bay phản lực: 10.000W.
- Búa máy: 1W.
- Ơ tơ vận tải phóng nhanh: 0,12 W.
- Nói chuyện bình thường: 0,0003 W.
2.2.3. Cường độ âm thanh
- Cường độ âm thanh là công suất âm thanh đi qua một đơn vị diện tích là 1cm2.
- Ta có:

I = pv

- Ba đại lượng áp suất âm thanh, công suất âm thanh, cường độ âm thanh gắn liền
với nhau.

P = IS - pvs
- Cả ba điều biểu thị độ lớn nhỏ của âm thanh. Âm thanh có năng lượng càng lớn
thì cơng suất, cường độ và áp suất của âm thanh càng lớn.
2.2.4. Các kiến thức nhạc lý cơ bản
- Âm nhạc là một môn nghệ thuật phối hợp âm thanh theo những quy luật nhất
định.Âm nhạc bắt nguồn từ những âm thanh trong cuộc sống,nó phản ánh những tình
cảm của con người.
GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 22


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

- Âm thanh có cao độ rõ ràng,có giai điệu và nhịp điệu,những âm thanh đó gọi là
có tính nhạc,chúng có 4 tính chất sau:


Cao độ (Hauter):Mức độ trầm bổng của âm thanh VD:tiếng chuông

chùa trầm ấm.


Trường độ (Durée):Mức độ ngắn dài VD:tiếng đờng hờ tíc tắc.



Cường độ (Intensité):Mức độ mạnh nhẹ của âm thanh VD:tiếng

thác,suối chảy.


Âm sắc (Timbre):có thể có những âm thanh giống nhau về Cao

độ,Trường độ,Cường độ nhưng chúng khác nhau về âm sắc VD: cùng một cao độ
nhưng giọng nữ và nam khác nhau
- Các kí hiệu âm nhạc


Khng nhạc: Khng nhạc là hệ thống gờm 5 dịng kẻ và 4 khe nằm

song song và cách đều nhau theo phương nằm ngang.



Khóa nhạc: Khố nhạc là một hình vẽ nằm ở đầu mỗi khng nhạc.

Khố nhạc giúp ta nhận ra tên các âm (tên nốt nhạc) trên khuông nhạc.Có nhiều loại
khố nhạc nhưng thường dùng nhất là khố Son và khố Pha.



Dấu lặng: Trong khi trình bày một bài hát, bản nhạc, có những lúc ta

phải ngưng nghỉ. Thời gian ngưng nghỉ đó có các dấu hiệu để ghi lại, các dấu hiệu đó
gọi là dấu lặng.

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 23


Khóa Luận Tốt Nghiệp


Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

Dấu nối thường được sử dụng khi tăng thêm độ dài của nốt nhạc

cùng tên nhau


Dấu luyến là kí hiệu dùng để nối cao độ của các nốt nhạc khác tên

nhau. Hay nói cách khác, muốn thể hiện một tiếng hát ở hai nốt nhạc khác nhau người
ta dùng dấu luyến.


Dấu chấm dơi là kí hiệu tăng độ dài của nốt nhạc trong cùng một ô

nhịp mà tổng độ dài của các nốt nhạc trong ô nhịp không vượt quá số phách quy định
trong ô nhịp được ghi ở số chỉ nhịp. Dấu chấm dôi là một chấm nhỏ nằm ở bên phải
nốt nhạc và có giá trị tăng thêm 1/2 độ dài của chính nốt đó.



Dấu chấm ngân là kí hiệu ghi ở trên nốt nhạc, khi gặp dấu này, người

hát hoặc người đàn có thể xử lí tự do.

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 24


Khóa Luận Tốt Nghiệp

-

Lớp 09CVL – Khoa Vật Lý

Các nốt nhạc:

Để ghi lại độ cao thấp của âm thanh người ta dùng 7 âm, thứ tự từ thấp đến

cao là: Đô - Rê - Mi - Pha -Son - La – Si. Viết tắt : Đô (C); Rê (D); Mi (E); Pha (F);
Son (G); La (A); Si (B).
-

7 âm cơ bản được sắp xếp trên khuông nhạc như sau:

-

Để phân biệt độ ngân dài ngắn của âm thanh người ta dùng một số hình nốt
nhạc. Có 7 loại hình nốt nhạc sau:

GVHD: Th.S Lê Xứng
SVTH: Lê Thị Khánh

Trang 25