Viết chương trình truyền dòng chữ “chúc mừng năm mới 2021” từ máy tính qua cổng COM 1 hiển trị trên LCD

BÁO CÁO ĐỀ TÀI:
Viết chương trình truyền dịng
chữ “chúc mừng năm mới 2021”
từ máy tính qua cổng COM 1
hiển trị trên LCD.


MỤC LỤC
Chương I: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Tìm hiểu, khái qt về các linh
kiện sử dụng trong mạch như:
AT89C51, LCD, cổng COM.

Chương II:

MÔ PHỎNG
Giới thiệu phần mềm
Proteus, Visual Studio


CHƯƠNG I:
CƠ SỞ LÍ
THUYẾT


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
1. VI ĐIỀU KHIỂN 89C51
1.1. Mô tả
AT9C51 là một vi điều khiển 8 bit đơn chip
CMOS có hiệu suất cao, cơng suất
nguồn tiêu thụ thấp và có 4 Kbyte bộ nhớ Flash

khả trình và có thể xóa được (PEROM).
Chip này được sản xuất dựa vào cơng nghệ bộ nhớ
điện tĩnh có độ tích hợp cao của Atmel.
Vi điều khiển 89C51


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
1. VI ĐIỀU KHIỂN 89C51
1.2. Sơ đồ khối

1.3. Cấu hình chân


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
2. Màn hình LCD
2.1. Cấu tạo
Màn hình LCD được cấu tạo từ nhiều
lớp xếp chồng lên nhau, bắt đầu bằng
kính lọc phân cực nằm dọc (1) lọc ánh
sáng tự nhiên, 2 lớp kính có điện cực
ITO (2, 4) kẹp chặt lớp tinh thể lỏng ở
giữa (3), một lớp kính lọc phân cực
nằm ngang (5) nữa và kết thúc bằng
gương phản xạ ánh sáng (6) cho người
xem.

Cấu tạo màn hình LCD


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

2. Màn hình LCD 20
2.1. Cấu tạo

Màn hình LCD

Màn hình LCD 20 có khả năng hiển
thị 2 dịng với mỗi dịng 20 ký tự.
Màn hình LCD (Liquid Crystal
Display) hay màn hình tinh thể lỏng
được khá nhiều thiết bị điện tử sử
dụng.
Màn hình LCD hiển thị màu sắc
được bởi những điểm ảnh chứa tinh
thể lỏng có thể thay đổi màu sắc cũng
như cường độ ánh sáng. Những điểm
này hiển thị màu sắc theo quy tắc
phối màu phát xạ từ 3 màu lam, lục
và đỏ.


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
2. Màn hình LCD
2.2. Cấu hình chân

Chân

Ký hiệu

Mơ tả

1

Vss

Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với GND của mạch điều khiển

2

VDD

Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với VCC=5V của mạch điều khiển

3

VEE

Điều chỉnh độ tương phản của LCD.

4

RS

Chân chọn thanh ghi (Register select). Nối chân RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn
thanh ghi.
+ Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ
đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc” - read)
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD.

5

R/W

Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi,
hoặc nối với logic “1” để LCD ở chế độ đọc.

6

E

Chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp
nhận khi có 1 xung cho phép của chân E.
+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển và (chấp nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát
hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E.
+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition)
ở chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp.

7 - 14

DB0
DB7

- Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU. Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus
này:
+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7.
+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7

15

-

Nguồn dương cho đèn nền

16

-

GND cho đèn nền


CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CÁC LINH KIỆN
3. Cổng COM RS232
3.1. Giới thiệu về cổng COM

Cổng COM là một cổng thông
dụng trong các máy tính trong
các máy tính truyền thống dùng
kết nối các thiết bị ngoại vi với
máy tính như: bàn phím, chuột
điều khiển, modem, máy quét...
Cổng COM


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
3. Cổng COM RS232
3.2. Ưu điểm của cổng COM

Cổng COM

- Khoảng cách truyền xa hơn
truyền song song.

- Số dây kết nối ít.
- Có thể truyền khơng dây dùng
hồng ngoại.
- Có thể ghép nối với vi điều
khiển hay PLC (Programmable
Logic Device).
- Cho phép nối mạng.
- Có thể tháo lắp thiết bị trong
lúc máy tính đang làm việc.
- Có thể cung cấp nguồn cho các
mạch điện đơn giản.


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
3. Cổng COM RS232
3.3. Thiết bị ghép nối
Các thiết bị ghép nối chia thành 2 loại: DTE (Data Terminal Equipment)
và DCE (Data Communication Equipment).
DCE là các thiết bị trung gian như MODEM.
DTE là các thiết bị tiếp nhận hay truyền dữ liệu như máy tính, PLC, vi
điều khiển, … Việc trao đổi tín hiệu thơng thường qua 2 chân RXD (nhận)
và TXD (truyền). Các tín hiệu cịn lại có chức năng hỗ trợ để thiết lập và
điều khiển quá trình truyền, được gọi là các tín hiệu bắt tay (handshake).
Ưu điểm của q trình truyền dùng tín hiệu bắt tay là có thể kiểm sốt
đường truyền.


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
3. Cổng COM RS232
3.4. Đặc tính kỹ thuật

Các đặc tính kỹ thuật của chuẩn RS-232 theo
tiêu chuẩn TIA/EIA-232-F như sau:

Chiều dài cable cực đại

15m (50 Feet)

Tốc độ dữ liệu cực đại

20 Kbps

Điện áp ngõ ra cực đại

± 25V

Điện áp ngõ ra có tải
Trở kháng tải

± 5V đến ± 15V
3K đến 7K

Điện áp ngõ vào

± 15V

Độ nhạy ngõ vào

± 3V

Trở kháng ngõ vào

3K đến 7K


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
3. Cổng COM RS232
3.4. Các mức điện áp đường truyền

Mức điện áp của tiêu chuẩn
RS232C (chuẩn thường dùng bây
giờ) được mô tả như sau:
+ Mức logic 0: +3V, +12V
+ Mức logic 1: -12V, -3V

Các mức điện áp trong phạm vi
từ -3V đến 3V là trạng thái
chuyển tuyến.
Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ
thuộc vào chiều dài của dây dẫn.
Đa số các hệ thống hiện nay chỉ
hỗ trợ với tốc độ 19,2 kBd.


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
3. Cổng COM RS232
3.5. Cổng RS232 trên PC
Hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay
đều được trang bị ít nhất là 1 cổng COM
hay cổng nối tiếp RS232.
Số lượng cổng COM tùy từng loại main

máy tính. Khi đó các cổng COM đó được
đánh dấu là COM 1, COM 2, COM
3...Trên đó có 2 loại đầu nối được sử
dụng cho cổng nối tiếp RS232 loại 9
chân (DB9) hoặc 25 chân (DB25).

Ta xét sơ đồ chân cổng COM 9
chân:


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Chân số
Tên
Chiều thơng tin
3. Cổng COM RS232
3.5. Cổng RS232 trên PC

1

Data Carrier

Chức năng

Từ DCE

Phát tín hiệu mang dữ liệu

Từ DCE

Nhận dữ liệu

Đến DCE

Truyền dữ liệu

Đến DCE

Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng được kích hoạt

Detect (DCD)
2

Receive Data
Line (RxD)

3

Transmit Data
Line (TxD)

4

Data Terminal
Ready (DTR)

bởi bộ phận khi muốn truyền dữ liệu

5

Ground

 Mass của tín hiệu

6

Data Set Ready

Từ DCE

(DSR)
7
8

Request To

Dữ liệu sẵn sàng, được kích hoạt  bởi bộ
truyền khi nó sẵn sàng nhận dữ liệu

Đến DCE

yêu cầu gửi,bô truyền đặt đường này lên

Send (RTS)

mức hoạt động khi sẵn sàng truyền dữ liệu

Clear To Send

 Xóa để gửi ,bơ nhận đặt đường này lên

(CTS)

Từ DCE

mức kích hoạt động để thơng báo cho bộ
truyền là nó sẵn sàng nhận tín hiệu

9

Ring Indicate
(RI)

Từ DCE

 Báo chng cho biết là bộ nhận đang
nhận tín hiệu rung chng


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
3. Cổng COM RS232
3.6. Sơ đồ ghép nối RS232
3.6.1. Mạch chuẩn giao RS232 dùng IC Max232
Max232 là IC chuyên dùng cho giao tiếp giữa RS232 và thiết bị ngoại
vi. Max232 là IC của hãng Maxim. Đây là IC chay ổn định và được sử
dụng phổ biến trong các mạch giao tiếp chuẩn RS232. Dịng tín hiệu
được thiết kế cho chuẩn RS232. Mỗi đầu truyền ra và cổng nhận tín
hiệu đều được bảo vệ chống lại sự phóng tĩnh điện. Ngồi ra Max232
cịn được thiết kế với nguồn +5V cung cấp nguồn công suất nhỏ

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
3. Cổng COM RS232
3.6.1. Mạch chuẩn giao RS232 dùng IC
Max232
Đây là mạch giao tiếp 1
kênh dùng Max232.
Cịn giao tiếp 2 kênh thì
tương tự. Mạch này
được sử dụng khá nhiều
trong chuẩn giao tiếp
RS232.
Sơ đồ mạch giao tiếp 1 kênh dùng Max 232


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
4. IC MAX232

IC MAX232 là IC chuyên dùng cho
giao tiếp giữa RS232 với thiết bị ngoại
vi.

IC MAX 232

Thông số kỹ thuật
-   Điện áp hoạt động: 5V
-   Dòng cung cấp: 8mA
-   Tốc độ truyền  : 120 kbp/s
-   2 kênh truyền nhận
-   Chu kỳ quét xung: 500ns
-   Nhiệt độ hoạt động: - 40oC – 80oC

-   Dòng điện đầu vào tối đa mức cao/thấp: 2V/0.8V


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
4. IC MAX232

Sơ đồ chân của IC MAX232

Sơ đồ kết nối của IC với vi điều khiển


CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PROTEUS,
VISUAL STUDIO VÀ THỰC HIỆN MÔ
PHỎNG


CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG
1. Giới thiệu phần mềm Proteus
Proteus là bộ công cụ chuyên về mô phỏng mạch điện tử.
ISIS đã được nghiên cứu và phát triển trong hơn 12 năm và có hơn
12000 người dùng trên khắp thế giới. Sức mạnh của nó là có thể mơ
phỏng hoạt động của các hệ vi điều khiển mà không cần thêm phần
mềm phụ trợ nào. Sau đó, phần mềm ISIS có thể xuất file sang ARES
hoặc các phần mềm vẽ mạch in khác.
ISIS có ưu điểm là hình ảnh mạch điện đẹp, cho phép ta tùy chọn
đường nét, màu sắc mạch điện, cũng như thiết kế theo các mạch mẫu
(templates).

CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG
1. Giới thiệu phần mềm Proteus

Giao diện phần mềm proteus

Những khả năng khác của ISIS là:
• Tự động sắp xếp đường mạch và vẽ điểm
giao đường mạch.
• Chọn đối tượng và thiết lập thông số cho đối
tượng dễ dàng
• Xuất file thống kê linh kiện cho mạch
• Xuất ra file Netlist tương thích với các
chương trình làm mạch in thơng dụng.
• Đối với người thiết kế mạch chun nghiệp,
ISIS tích hợp nhiều cơng cụ giúp cho việc quản
lý mạch điện lớn, mạch điện có thể lên đến
hàng ngàn linh kiện.
• Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design)
• Khả năng tự động đánh số linh kiện


CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG
2. Giới thiệu phần mềm Visual Studio

Visual studio là một trong những cơng
cụ hỗ trợ lập trình website rất nổi tiếng
nhất hiện nay của Microsoft và chưa có
một phần mềm nào có thể thay thế được
Một số tính năng của phần mềm Visu
nó.

Studio
+ Biên tập mã
Visual Studio được viết bằng 2 ngơn
+ Trình gỡ lỗi
ngữ đó chính là C# và VB+.
+ Thiết kế


CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG
2. Giới thiệu phần mềm Visual Studio
Visual Studio hỗ trợ lập trình trên nhiều ngơn
ngữ như: C/C++, C#, F#, Visual Basic,
HTML, CSS, JavaScript.
– Là một công cụ hỗ trợ việc Debug một
cách dễ dàng và mạnh mẽ
– Giao diện Visual Studio rất dễ sử dụng đối
với người mới bắt đầu lập trình.
– Visual Studio hỗ trợ phát triển các ứng
dụng: desktop MFC, Windows Form,
Universal App, ứng dụng mobile Windows
Phone 8/8.1, Windows 10, …
– Visual Studio hỗ trợ xây dựng ứng dụng
một cách chuyên nghiệp bằng các công cụ
kéo thả.

Giao diện phần mềm Visual Studio


M Ô P HỎN G