Ứng dụng họ điều khiển 8051 ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị tần số lưới điện với dải đo [45-55]Hz

BÀI TẬP LỚN
VXL & VĐK
Đề tài
Ứng dụng họ điều khiển 8051 ghép nối 04
LED 7 thanh để hiển thị tần số lưới điện với
dải đo [45-55]Hz
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Mục Lục
Lời nói đầu
Với sự tiến bộ của con người, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các
nghành công nghiệp phát triển mạnh mẽ, các hệ thống ứng dụng ra đời, điều đó
cũng đặt ra yêu cầu cao về chất lượng, độ chính xác. Một trong những hệ thống
được ứng dụng nhiều nhất là: hệ thống đo điều khiển và hiển thị ra led 7
thanh.Các hệ thống đang ngày dần được tự động hóa với những kỹ thuật như vi
xử lý, vi điều khiển… đang ngày một làm cho các bộ tự động dần trở nên tốt
hơn đảm bảo yêu cầu hơn.
Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy,xí nghiệp; quá trình điều khiển
nhiệt độ trong các phòng, hội nghị, các khu chung cư, việc đo và khống chế
nhiệt độ tự động là yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng. Vì nếu nắm bắt
được nhiệt độ làm việc của các hệ thống, dây chuyền sản xuất… thì giúp chúng
ta biết được tình trạng làm việc theo yêu cầu và có những xử lý kịp thời để tránh
hư hỏng và giải quyết các sự cố sảy ra.Yêu cầu của các hệ thống là phải đảm
bảo chính xác, kịp thời và nhanh, hệ thống làm việc ổn định ngay cả khi có
nhiễu và do tác động khác.
Nhóm : 1 Page 2
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Hà Nội ngày 28 tháng 12 năm 2013
Nhóm : 1 Page 3
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Quá trình thực hiện:
1. Xây dựng mạch nguyên lý.

2. Xây dựng thuật toán.
3. Viết chương trình.
Nhóm : 1 Page 4
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương I: Tổng quan về vi điều khiển
1. Giới thiệu về các họ vi xử lý và các họ điều khiển thông dụng
Lịch sử phát triển của bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển
Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kĩ thuật vi điện tử mà đặc trưng là kĩ
thuật vi xử lý đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong sự phát triển của khoa
học tính toán, điều khiển vi xử lý thông tin.Kĩ thuật vi xử lý đóng vai trò rât
quan trọng trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống và khoa học kĩ thuật, đặc biệt
là lĩnh vực tin học và tự động hoá.
Năm 1971, hãng Intel đã cho ra đời bộ vi xử lý( microprocessor ) đầu tiên trên
thế giới tên gọi là Intel – 4004/4 bit, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết của một
công ty kinh doanh là hãng truyền thông BUSICOM. Intel-4004 là kết quả của
một ý tưởng quan trọng trong kĩ thuật vi xử lý số. Đó là một kết cấu logic mà có
thể thay đổi được chức năng của nó bằng chương trình ngoài chứ không phát
triển theo hướng tạo ra một cấu trúc cứng chỉ thực hiện một số chức năng nhất
định như trước đây. Sau đó, các bộ vi xử lý mới liên tục được đưa ra thị trường
ngày càng được phát triển, hoàn thiện hơn trong các thế hệ về sau.
Vào năm 1972, hãng Intel đưa ra bộ vi xử lý 8 bit đầu tiên với tên Intel 8008/8
bit. Từ năm 1974 – 1975, Intel chế tạo các bộ vi xử lý 8-bit 8080 và 8085A.
Cũng vào khoảng thời gian này, một loạt các hãng khác trên thế giới cũng đã
cho ra đời các bộ vi xử lý tương tự như : 6800 của Motorola với 5000 Tranzitor,
signetics 6520, 1801 của RCA, kế đến là 6502 của hãng MOS Technology và
Z80 của hãng Zilog.
2. Các bộ vi điều khiển
2.1. Các bộ vi điều khiển và các bộ xử lý nhúng.
Trong mục này chúng ta bàn về nhu cầu đối với các bộ vi điều khiển (VĐK )

và so sánh chúng với các bộ vi xử lý cùng dạng chung Pentium và các bộ vi xử
lý 86 khác. Chúng ta cùng xem xét vai trò của các bộ vi điều khiển trong thị
trường các sản phẩm nhúng. Ngoài ra, chúng ta còn cung cấp một số tiêu chuẩn
vể cách lựa chọn một bộ vi điều khiển như thế nào.
Nhóm : 1 Page 5
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
2.2. Bộ vi điều khiển so với bộ vi xử lý cùng dùng chung
Sự khác nhau giữa một bộ vi điều khiển và một bộ vi xử lý là gì? Bộ xử lýở đây
là cá bộ vi xử lý công dụng chung như họ Intel là 86(8086, 80286, 80386,
80486 và Pentium) hoặc họ Motorola là 680 là ( 68000, 68010, 68020, 68030,
68040 vv ) Những bộ vi xử lý này không có RAM, ROM và không có các
cổng vào ra trên chíp.Với lý do đó mà chúng được gọi chung là các bộ vi xử lý
công dụng chung.
Hình: Hệ thống vi xử lý được so sánh với hệ thống vi điều khiển
a)Hệ thống vi xử lý công dụng chung
b) Hệ thống vi điều khiển
Như thiết kế hệ thống sử dụng bộ vi xử lý công dụng chung chẳng hạn
như Pentium hay 68040 phải bổ xung thêm RAM, ROM, các cổng vào ra và các
bộ định thời ngoài để làm cho chúng hoạt động được. Mặc dù việc bổ sung
RAM, ROM và các cổng vào ra bên ngoài làm cho hệ thống cồng kềnh và đắt
hơn, nhưng chúng có ưu điểm là linh hoạt chẳng hạn như người thiết kế có
quyền quyết định về số lượng RAM, ROM và các cổng vào ra cần thiết phù hợp
với bài toán trong tam tay của mình. Điều này không thể có được với các bộ vi
điều khiển. Một bộ vi điều khiển có một CPU (một bộ vi xử lý) cùng với một
lượng cố định RAM, ROM, các cổng vào ra và một bộ định thời tất cả trên cùng
một chíp. Hay nói cách khác là bộ xử lý RAM, ROM các cổng vào ra và bộ
định thời đều được nhúng với nhau trên một chíp; do vậy người thiết kế không
thể bổ xung thêm bộ nhớ ngoài , cổng vào ra hoặc bộ đinh thời cho nó. Số
lượng cố định của RAM, ROM trên chíp và số các cổng vào – ra trong các bộ vi
điều khiển làm cho chúng trở nên lý tưởng với nhiều ứng dụng mà trong đó giá

Nhóm : 1 Page 6
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
thành và không gian lại hạn chế. Trong nhiều ứng dụng , ví dụ như điều khiển
TV từ xa thì không cần công suất tính toán của bộ vi xử lý 486 hoặc thâm chí
như 8086. Trong rất nhiều ứng dụng thì không gian nó chiếm, công suất nó tiêu
tốn và giá thành trên một đợn vie là những cân nhắc nghiêm ngặt hơn nhiều so
với công suất tính toán. Những ứng dụng thường yêu cầu một số thao tác vào-ra
để đọc các tín hiệu tắt- mở những bit nhất định. Điều thú vị là một số nhà sản
xuất các bộ vi điều khiển đã đi xa hơn là tích hợp cả một bộ chuyển đổi ADC và
các ngoại vi khác vào trong bộ điều khiển.
Chương II:Tổng quan về họ vi điều khiển 8051
I. Họ vi điều khiển 8051
1. Giới thiệu chung
Họ vi điều khiển 8051(còn gọi là C51) là một trong những họ vi điều khiển
thông dụng nhất. Bộ vi điều khiển này có 128 byte RAM,4K byte ROM
trên chíp, hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và 4 cổng (đều rộng 8
bit) vào ratất cả được đặt trên một chíp. Lúc ấy nó được coi là
một “hệ thống trênchíp”. 8051 là một bộ xử lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ có
thể làm việc với 8 bit dữ liệu tại một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8 bit
được chia ra thành các dữ liệu 8 bit để cho xử lý. 8051 có tất cả 4 cổng vào-
ra I/O mỗi cổng rộng 8bit. Mặc dù 8051 có thể có một ROM trên
chíp cực đại là 64 K byte,nhưng các nhà sản xuất lúc đó đã cho
xuất xưởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp 8051 đã trở nên phổ biến
sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác sản xuất và bán bất kỳ dạng
biến thể nào của 8051 mà họ thích với điều kiện họ phải để mã lại
tương thích với 8051.Điều này dẫn đến sự ra đời nhiều phiên bản
của 8051 với các tốc độ khác nhau và dung lượng ROM trên chíp
khác nhau được bán bởi hơn nửa các nhà sản xuất. Điềunày quan trọng
là mặc dù có nhiều biến thể khác nhau của 8051 về tốc độ và dung lương
nhớ ROM trên chíp, nhưng tất cả chúng đều tương thích với 8051 ban đầu về

các lệnh. Điều này có nghĩa là nếu ta viết chương trình của mình cho
một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kỳ khác mà
không phân biệt nó từ hãng sản xuất nào.
Nhóm : 1 Page 7
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
2. Sơ đồ cấu trúc chung của họ 8051
• Interrupt control : Điều khiển ngắt.
• Other registers : Các thanh ghi khác.
• ROM : là loại bộ nhớ không mất dữ liệu khi mất nguồn cung cấp, được gọi là
nhớ chương trình bên trong .
• RAM : là bộ nhớ dữ liệu bên trong có dung lượng 128Byte dùng để lưu trữ dữ
liệu như biến số, hằng số, bộ đệm truyền thông.
• Timer 2, 1 , 0 : Bộ định thời 2 , 1 , 0
• CPU : Đơn vị điều khiển trung tâm.
• Oscillator : Mạch dao động.
• Bus control: Điều khiển Bus
• I/O ports: Các ports vào/ ra
• Serial port: port nối tiếp
• Address/data : địa chỉ/ dữ liệu.
Nhóm : 1 Page 8
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
3. Sơ đồ chân của 8051
Chức năng :
- Chân 40 nối dương nguồn 5V
- Chân 20 nối đất (Mass,GND)
- Chân 29 (PSEN): là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó cho phép chọn
bộ nhớ ngoài và được nối chung với chân OE (output) của EPROM ngoài để
cho phép đọc các byte của chương trình ( ở đây là đọc các lệnh- khác với đọc
dữ liệu).
- Chân 30 (ALE) là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó cho phép kênh

Bus địa chỉ và Bus dữ liệu của Port 0.
- Chân 31 (EA) được đưa xuống thấp cho phép chọn bộ nhớ mã ngoài đối với
8051.
- P0 từ chân 39-> 32 tương ứng là các chân P0_0 -> P0_7
- P1 từ chân 1->8 tương ứng với các chân P1_0 -> P1_7
- P2 từ chân 21->28 tương ứng là các chân P2_0->P2_7
- P3 từ chân 10->17 tương ứng là các chân P3_0->P3_7
- Riêng cổng 3 có 2 chức năng ở mỗi chân như trên hình vẽ :
- P3.0 – RxD : chân nhận dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp với RS232 (COM)
- P3.1 – TxD : phân truyền dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp RS232
- P3.2 – INT0 : interupt 0, ngắt ngoài 0.
- P3.3 – INT1 : interupt 1 ngắt ngoài 1.
- P3.4 – T0 : Timer 0 đầu vào timer 0.
- P3.5 – T1 : Timer 1 đầu vào timer 1.
- P3.6 – WR : Điều khiển ghi dữ liệu
- P3.7 – RD : Điều khiển đọc dữ liệu
Nhóm : 1 Page 9
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
- Chân 18,19 nối với thạch anh tạo thành mạch dao động cho vi điều khiển, vi xử
lý.
- Tần số thạch anh thường dùng trong các ứng dụng là 12Mhz và 11.092MHz
(Giao tiếp với cổng COM), tần số tối đa là 24Mhz.
4. Cổng vào ra song song (I/O Port)
8051 có 4 cổng vào ra song song có tên lần lượt là P0, P1, P2, P3 tất cả các
cổng này đều là cổng ra vào 2 chiều 8 bit. Các bít của mỗi cổng là một chân trên
chíp như vậy mỗi cổng sẽ có 8 chân trên chíp. Hướng dữ liệu dùng cổng đó làm
cổng ra hay cổng vào là độc lập giữa các cổng và giữa các chân trong cùng 1
cổng.
Các chân P0 không có điện trở treo cao (pullup resistor) bên trong, mạch lái
tạo mức cao chi có khi sử dụng cổng này với tính năng là bus dồn kênh địa chỉ/

dữ liệu. Như vậy với chức năng ra thông thường, P0 là cổng ra open drain, với
chức năng vào, P0 là cổng cao trở. Nếu muốn sử dụng cổng P0 làm cổng vào /ra
thông dụng thì ta phải thêm trở tử 4K7 đến 10K. Các cổng P1, P2, P3 đều có
điện trở pullup bên trong, do đó có thể dùng với chức năng cổng vào/ra thông
thường mà không cần thêm điện trở bên ngoài.
• Cổng truyền thông nối tiếp ( Serial Port) :
Cổng nối tiếp trong 8051 chủ yếu được dùng trong các ứng dụng có yêu cầu
truyền thông với máy tính, hoặc với 1 vi điều khiển khác. Liên quan đến cổng
nối tiếp chủ yếu có 2 thanh ghi : SCON và SBUF. Ngoài ra, một thanh ghi khác
là thanh ghi PCON (không đánh địa chỉ bít) có bít 7 tên là SMOD quy định tốc
độ truyền của cổng nối tiếp có gấp đôi lên (SMOD=1) hay không (SMOD=0).
Cổng có đặc điểm :
- Truyền song công : có nghĩa là tại một thời điểm có thể vừa truyền vừa nhận dữ
liệu.
- Phương thức truyền không đồng bộ: là dữ liệu được truyền đi theo từng kí tự.
- Bộ đệm truyền nhận dữ liệu đều có tên là SBUF
- SCON là thanh ghi bit được dùng để lập trình việc đóng khung dữ liệu, xác định
chế độ làm việc của cổng truyền thông nối tiếp.
Bảng dưới đây mô tả chi tiết các bit khác nhau của thanh ghi SCON :
Bit Tên Địa chỉ Chức năng
Nhóm : 1 Page 10
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
7 SM0 9FH Xác định chế độ cổng nối tiếp (bit 0)
6 SM1 9EH Xác định chế độ cổng nối tiếp (bit 1)
5 SM2 9DH Cho phép truyền thông đa xử lý
4 REN 9CH Bít cho phép nhận
3 TB8 9BH Sử dụng trong chế độ 2 và 3
2 RB8 9AH Sử dụng trong chế độ 2 và 3
1 TI 99H Cờ truyền :nhận được sau khi truyền xong 1 byte
0 RI 98H Cờ nhận: Nhận được sau khi nhận đủ 1 byte

Các chế độ làm việc của cổng truyền thông
SM0 SM1 Chế độ Khung dữ liệu Tốc độ Baud
0 0 0 8-bit Shift Register Oscillator/12
0 1 1 8-bit UART Cài đặt bởi timer 1(*)
1 0 2 9-bit UART Oscillator/64(*)
1 1 3 9-bit UART Cài đặt bởi timer 1(*)
II. Giới thiêu về Vi điều khiển 89C52
AT 89C52 là họ vi xử lý do hãng Intel sản xuất. Các sản phẩm AT89C52
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 bảng tiện dụng của những tập lệnh
số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và chia. Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng trên
chip dùng cho những biến 1 bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý
và kiểm tra từng bit trực tiếp trong hệ thống điều khiển.
AT89C52 cung cấp những đặc tính chuẩn như : 4 Kbyte bộ nhớ chỉ đọc có thế
xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 2
TIME/COUNTER 16 Bit, 5 vecto 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.
Các đặc điểm của chip AT89C52 được tóm tắt như sau :
• 4Kbyte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ
ghi/xóa
• Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24MHz
• 3 mức khóa bộ nhớ lập trình
• 2 bộ Timer/counter 16 bit
• 128 Byte RAM nội
Nhóm : 1 Page 11
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
• 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.
• Giao tiếp nối tiếp
• 64KB vùng nhớ mã ngoài

• 64KB vùng nhớ dữ liệu ngoại
• 4µs cho hoạt động nhân hoặc chia
Chương III: LED BẢY THANH
1. Giới thiêu chung led 7 thanh
LED 7 thanh được dùng nhiều trong các mạch hiện thị thông báo, hiện thị
số, kí tự đơn giản LED 7 được cấu tạo từ các LED đơn sắp xếp theo các thanh
nét để có thể biểu diễn các chữ số hoặc các kí tự đơn giản như từ số 0 đến 9 và
A đến F chả hạn. LED 7 thanh dùng để hiện số thì rất đẹp và dễ nhìn. Tùy vào
kích thước của số và kí tự mà mỗi thanh được cấu tạo bởi một hay nhiều LED
đơn. Các LED đơn đó được ghép và được đặt tên bằng các chữ cái a g và có
một dấu chấm dot ( dấu chấm này có thể sáng và tắt tùy theo yêu cầu) được cấu
tạo bởi 1 LED đơn. Qua đó người ta chỉ cần 8 bit tương ứng với 8 LED đơn để
điều khiển được và hiện thị số từ 0 đến 9 và các kí tự từ A đến F.
Ở trên là hình
dạng
LED7 ngoài
thực tế và trong
mạch
nguyên lý và
cấu tạo.
Cấu tạo của LED chúng ta nhìn
trên rất đơn giản chúng chỉ gồm các
LED đơn được xếp lại với nhau thành hình như trên hình vẽ. Các LED đơn
này chỉ chung nhau Anot hoặc Katot và riêng nhau các chân con lại Anot hặc
Katot. Nhiệm vụ của chúng ta là cho sáng các LED đơn đó để cho nó thành số
hay kí tự đơn giản.
Hiện nay LED 7 được sản xuất theo 2 kiểu là Anot chung và Katot chung
và được điều khiển làm việc tương tự như bơm dòng hay nuốt dòng của các
LED đơn có trong LED7 (Thường hay thiết kế theo kiểu bơm dòng cho
Nhóm : 1 Page 12

BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
LED). Thông thường trong các mạch thiết kế thực tế người thiết kế thường
hay sử dụng loại Anot chung. Phương pháp ghép nối là cấp dòng, đảo trạng
thái thông qua đệm và quét LED
2. Ghép nối led 7 thanh
Để ghép nối với LED7 có thể có nhiều cách, nhưng phải đảm bảo sao có
thể điều khiển tắt mở riêng từng LED đơn trong đó để tạo ra các số và các ký
tự mong muốn.Các ICs điều khiển đều khó khả năng sinh dòng kém tức là
dòng đầu ra của các chân ICs nhỏ hơn khả năng nuốt dòng. Do vậy, nếu ghép
nối trực tiếp các net với các chân cổng IC thì loại Anode chung là thích hợp
hơn cả. Cần phải chú ý dòng dồn về ICs quá mức chịu được thì cũng không
được vì làm nóng và dei ICs điều khiển
* 2 cách ghép nối thường dùng:
+ Cách 1 : Dùng trực tiếp các chân điều khiển (vi xử lý)
Đối với cách này thì nhìn thì rất tốn chân của vi xử lý. Và dòng của LED sẽ
dồn tất cả về vi xử lý. Nếu một hệ thống lớn thì cách này không ổn vì ảnh
hưởng đến vi xử lý và nhiều dòng dồn về vi xử lý sẽ làm vi xử lý nóng và dẫn
tới chết ( chúng ta tưởng tượng xem nếu mà hệ thống nhiều phần điều khiển từ
các chân vi xử lý mà tất cả các tải điều khiển dồn trực tiếp dòng về vi xử lý thì
lúc đó dòng trong 1 thời điểm khá lớn vượt quá ngưỡng cho phép của vi xử lý.
Nhóm : 1 Page 13
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Dòng mà vi xử lý chịu đựng được cũng khá nhỏ đâu dưới 100mA ). Các
này chỉ dùng được hệ thống điều khiển ít, mạch dùng vi xử lý khá đơn giản
như hiện thị LED, đếm số từ 0 đến 9 chả hạn.
+ Cách 2 : Dùng IC giải mã BCD sang LED 7 thanh
Sử dụng IC giải mã 7447 để giả mã từ mã BCD sang mã LED7. Đối với
cách này thì trông rất ổn. Vừa tiếp kiệm được chân vi xử lý và tránh được dòng
dồn về vi xử lý (dòng ở đây được dồn về 7447). Đây là cách mà người thiết kế
thường dùng trong các hệ thống cần đến hiện thị.

Thông thường các thiết kế, LED 7 thanh được dùng để hiện thị các giá trị
các giá trị số từ 0 đến 9 và đôi khi cần phải hiện thị các kí tự đơn giản như A
đến F trong hệ thống để báo trạng thái của hệ thống. Các giá trị hiện thị bao
gồm nhiều chữ số tức là chúng ta phải dùng đến nhiều LED7 ghép lại thì mới
hiện thị được nhiều số. Ví dụ như muốn hiện thị số 123 chả hạn thì chúng ta
phải dùng đến 3 LED 7 thanh ghép lại.
Như vậy để ghép nhiều LED 7 thanh thay vì chung ta phải dùng 8 chân
riêng rẽ cho mỗi LED. Ví dụ để hiện thị được 3 chữ số lên LED 7 (123 chả hạn)
khi đó ta sẽ mất 3x8 = 24 chân dữ liệu điều khiển để hiện thị được 3 chữ số.
Như vậy sẽ rất tốn chân vi xử lý, do vậy người ta dùng chung các đường dữ liệu
cho các LED 7 thanh và thiết kế thêm các tín hiệu điều khiển cấp nguồn riêng
rẽ cho từng LED 7 một hay là cấp nguồn cho các chân Anot chung hay Katot
chung. Nhìn trên sơ đồ trên ta thấy được kiểu ghép nối giữa các LED. Các
đường dữ liệu vào của 3 LED được chung với nhau và các chân điều khiển
Nhóm : 1 Page 14
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
nguồn cho các LED được riêng rẽ và được điều khiển bằng transitor ( khuếch
đại dòng). Như vậy đối với mạch trên chúng ta tiếp kiệm được nhiều chân vi xử
lý. Đối với mạch trên và cách ghép nối như trên thì mất tối đa chỉ có 11 chân vi
xử lý.
8 chân dữ liệu của LED 7 được chung nhau và chung được ghép nối qua
2 cách : Thứ nhất dùng vào trực tiếp các chân vi xử lý và thứ 2 là qua các IC
đệm hay IC giải mã Nhưng trong thiết kế không mấy khi người ta cho trực tiếp
các chân dữ liệu đó vào trực tiếp vi xử lý mà người ta phải cho qua các IC đệm
hay giải mã đối với hệ thống lớn. Chỉ những mạch đơn giản người ta mới cho
vào trực tiếp vi xử lý.Thông thường người ta dùng thêm các IC đệm hay giải mã
như ULN2803, 74LS47
Đối với phương pháp ghép LED như thế này thì làm sao điều khiển được
hiện thị số 123 chả hạn. Nếu chúng ta mới nhìn thì sẽ thấy các LED 7 sẽ hiện thị
giống nhau vì chúng chung nhau đường dữ liệu. Nhưng không phải là vậy. Nếu

chung ta cho từng thời điểm từng LED sáng 1 thì chúng ta sẽ thấy khác đó. Số
123 sẽ được hiện thị lên 3 LED đó. Đó là thuật toán quét LED dựa vào hiện
tượng lưu ảnh trong mắt khi chúng ta quét với tần số lớn.
Như vậy đối với phương pháp này chúng ta tiếp kiệm được một số lượng
lớn chân vi xử lý và đồng thời tiếp kiệm được năng lượng tiêu thụ do phương
pháp quét LED trong thời gian ngắn. Khi đó tối đa trong 1 thời điểm có 1 LED
sáng toàn bộ thôi. Cần phải tính toán giá trị dòng vào cho LED sao cho LED
sáng đẹp bằng cách thêm bớt điện trở.
Nhóm : 1 Page 15
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
PHẦN 2: NỘI DUNG THIẾT KẾ
1. Sơ đồ nguyên lý
Để thiết kế mạch ta sử dụng phần mềm mô phỏng Proteus có giao diện
như sau:
a. Khối đầu vào
-Nguồn xoay chiều:Trong thực tế nguồn xoáy chiều cần đo là nguồn điện dân
dụng có tần số 50Hz. Trong mô phỏng ta thay thế bằng các xung có tần số khác
nhau và sử dụng bộ chọn để chọn tín hiệu muốn đưa vào.
Nhóm : 1 Page 16
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
b. Khối so sánh
Khối so sánh tạo xung vuông từ xung hình Sin . Linh kiện sử dụng là
LM393.
Hoạt động: Ngưỡng so sánh được đưa vào chân 3 (+) bằng 2 điện trở
phân áp sao cho giá trị đưa vào chân 3 dạt giá trị 5/2=2,5(V). Xung vào đưa đến
chân 2. Đầu ra sẽ cho giá trị 1 khi đầu vào nhỏ hơn 2,5V và ra mức 0 khi đầu
vào cao hơn 2,5V.
c. Khối phím nhấn
Phím nhấn là loại nút nhấn 4 chân như trong hình
Nhóm : 1 Page 17

BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Nút nhấn sẽ được nối 1 đầu với vi điều khiển và 1 đầu nối mass như sau:
d. Khối xử lý
Khối xử lý là vi xử lý 89C52.
Nhóm : 1 Page 18
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Nhóm : 1 Page 19
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
e. Khối hiển thị
Khối hiển thị bao gồm bộ giải mã BCD sử dụng 74LS247 và Led 7 thanh
Anot chung.
Sau khi có các khối, thực hiện ghép nối ta sẽ có mạch mô phỏng hoàn chỉnh như
sau:
Nhóm : 1 Page 20
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
2. Viết Chương trình điều khiển
a. Phần mềm lập trình
Phần mềm lập trình là Keil C.
Các bước tạo 1 project:
Chạy chương trình Keil C:
Nhóm : 1 Page 21
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Vào Project->New Project:
Chọn đường dẫn để lưu và đặt tên cho project:
Nhóm : 1 Page 22
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Sau đó ấn Save.
Tiếp theo ta chọn loại Chip: ở đây ta lựa chọn Atmel->chọn AT89C51
Nhóm : 1 Page 23
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng

Ấn Yes và ta đã hoàn thành bước 1 – tạo 1 project mới.
2.Tạo File.C
Nhóm : 1 Page 24
BTL VXL & VĐK GVHD: Ts. Phạm Văn Hùng
Tiếp theo ta cần tạo 1 File.C để viết chương trình cho Chip lên file đó.
Vào File->New:
Nhóm : 1 Page 25