LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến quý thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông - Đại Học Thái Nguyên tạo điều kiện cho em môi trường học tập tốt, dạy dỗ bảo tận tình, cung cấp kiến thức cần thiết làm sở tảng cho em hoàn thành báo cáo đồ án tốt nghiệp lần Em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Dung hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình, ân cần bảo, hướng dẫn em suốt thời gian qua Những kiến thức học cộng thêm hiểu biết từ tài liệu tham khảo, hoàn thành báo cáo tránh khỏi nhiều thiếu sót nên em mong nhận quan tâm, góp ý giúp đỡ thầy giáo, cô giáo bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Đình Hoàng Thạch LỜI CAM ĐOAN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời gian quy định đáp ứng yêu cầu đề ra, em cố gắng tìm hiểu, học hỏi, tích lũy kiến thức học Em có tham khảo số tài liệu nêu phần “Tài liệu tham khảo” không chép nội dung từ đồ án khác Toàn đồ án thân nghiên cứu, xây dựng hướng dẫn cô giáo Nguyễn Thị Dung Em xin cam đoan lời khai đúng, thông tin sai lệch em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng Sinh viên Nguyễn Đình Hoàng Thạch MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - MCS: Micro control system .8 - ROM: Read only memory .8 - RAM: Random access memory .8 - EPROM: Erasable programmable read only memory - CMOS: Complementary metal oxide semiconductor - PSEN: Program store enable - ALE: Address latch enable - RST: Reset - SRAM: Static random access memory - EEPROM: Electrically erasable programmable read only memory - SFR: Special function register - MSB: Most significant bit - LSB: Least significant bit - PEROM: Flash programmable and erasable read only memory - IC: Integrated circuit .8 - TTL: Transistor-Transistor logic LỜI NÓI ĐẦU Chương KHẢO SÁT VỀ CÔNG TY MÁY TÍNH T&H 10 Chương TÌM HIỂU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 VÀ CÁC LINH KIỆN KHÁC CÓ TRONG MẠCH 16 Chương THIẾT KẾ MẠCH, ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH VÀ MÔ PHỎNG MẠCH .44 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỒ ÁN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình ảnh công ty vị trí gắn mạch quảng cáo Led 11 Hình 1.2: Một sản phẩm sử dụng ma trận Led kiểu chữ chạy 14 Hình 1.3: Sơ đồ khối 15 Hình 2.1: Sơ đồ khối MCS-51 18 Hình 2.2: Sơ đồ chân chip 8051 19 Hình 2.3: Kết nối xung thạch anh cấu trúc port vào 22 Hình 2.4: Bảng thể tên chip loại nhớ mang 23 Hình 2.5: Cấu trúc vi điều khiển 89C51 24 Hình 2.6: Bảng nhớ số loại chip thuộc họ 8051 24 Hình 2.7: Cấu trúc nhớ chương trình 25 Hình 2.8: Địa ngắt nhớ chương trình .25 Hình 2.9: Cấu trúc nhớ liệu 26 Hình 2.10: Cấu trúc nhớ .27 Hình 2.11: Cấu trúc 128 byte thấp nhớ liệu 27 Hình 2.12: 128 byte cao nhớ liệu .28 Hình 2.13: Các ghi đặc biệt .29 Hình 2.14: Truy xuất địa ghi 31 Hình 2.15: Truy xuất địa kiểu trực tiếp 32 Hình 2.16: Truy xuất địa kiểu gián tiếp 32 Hình 2.17: Truy xuất địa kiểu tức thời .33 Hình 2.18: Truy xuất địa kiểu tương đối 33 Hình 2.19: Truy xuất địa kiểu tuyệt đối .34 Hình 2.20: Truy xuất địa kiểu dài .34 Hình 2.21: Truy xuất địa kiểu số 34 Hình 2.22: Biểu đồ thời gian 35 Hình 2.23: Bảng truy xuất Timer 8051 dùng ghi đặc biệt 36 Hình 2.24: Bảng hoạt động bit ghi TCON 37 Hình 2.25: Bảng hoạt động bit ghi TMOD 37 Hình 2.26: Mode Timer 13 bit 38 Hình 2.27: Mode Timer 16 bit 38 Hình 2.28: Mode tự động nạp bit 39 Hình 2.29: Sơ đồ Mode 39 Hình 2.30: Nguồn cấp xung nhịp .40 Hình 2.31: Thời gian hoạt động mode 41 Hình 2.32: Bảng khung truyền liệu 42 Hình 2.33: Cổng nối tiếp máy tính .43 Hình 2.34: Bảng chức chân cổng nối tiếp 43 Hình 3.1: IC 74LS595 45 Hình 3.2: Sơ đồ chân 74LS595 46 Hình 3.3: Cấu tạo ma trận Led 8x8 47 Hình 3.4: LED Matrix 8x8 49 Hình 3.5: IC ULN2803 49 Hình 3.6: Biểu đồ kiểm tra ULN2803 51 Hình 3.7: Sơ đồ mạch nguyên lý 53 Hình 3.8: Lưu đồ thuật toán 54 Hình 3.9: Mạch thiết kế proteus 61 Hình 3.10: Mạch chạy mô .61 Hình 3.11: Sơ đồ mạch in lớp phía 62 Hình 3.12: Sơ đồ mạch in lớp phía 62 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - MCS: Micro control system - ROM: Read only memory - RAM: Random access memory - EPROM: Erasable programmable read only memory - CMOS: Complementary metal oxide semiconductor - PSEN: Program store enable - ALE: Address latch enable - RST: Reset - SRAM: Static random access memory - EEPROM: Electrically erasable programmable read only memory - SFR: Special function register - MSB: Most significant bit - LSB: Least significant bit - PEROM: Flash programmable and erasable read only memory - LED: Light emitting diode - IC: Integrated circuit - TTL: Transistor-Transistor logic LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, ứng dụng vi điều khiển sâu vào đời sống sinh hoạt sản xuất người Thực tế hầu hết thiết bị điện dân dụng có góp mặt vi điều khiển vi xử lí Ứng dụng vi điều khiển thiết kế hệ thống làm giảm chi phí thiết kế hạ giá thành sản phẩm đồng thời nâng cao tính ổn định thiết bị hệ thống Trên thị trường có nhiều hệ vi điểu khiển: họ 8051 Intel, 68HC11 Motorola, Z80 hãng Zilog, PIC hãng Microchip, H8 Hitachi,vv Việc phát triển ứng dụng hệ vi xử lí đòi hỏi hiểu biết phần cứng phần mềm, mà hệ vi xử lý sử dụng để giải toàn khác Tính đa dạng ứng dụng phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ vi xử lý cụ thể Ngày vi xử lý có mặt nhiều thiết bị điện tử đại: từ đầu đĩa CD, máy thu hình, dàn âm thiết bị điều khiển dùng công nghiệp Lĩnh vực ứng dụng hệ vi xử lí rộng lớn: từ nghiên cứu khoa học, truyền liệu, đến công nghiệp, lượng, giao thông y tế, quảng cáo… Xuất phát từ mục đích em tìm hiểu nghiên cứu vi điều khiển 8051(MCS51) Ứng dụng vào thiết kế bảng quảng cáo cho Công ty máy tính T – H kết nối với máy tính hiển thị thông tin LED Matrix Mô phần mềm chuyên dụng protues Chương KHẢO SÁT VỀ CÔNG TY MÁY TÍNH T&H 1.1 Quá trình hình thành phát triển công ty máy tính T&H Nghệ An: CÔNG TY MÁY TÍNH T&H Trụ sở: Khối Hợp Nhất thị trấn Quỳ Hợp tỉnh Nghệ An Tel: 038.3.88.33.27 DD: 0983.920.589 Hình 1.1: Hình ảnh công ty vị trí gắn mạch quảng cáo Led 10 Công ty máy tính T&H (T&H Computer) thành lập ngày 20/05/2011 với tiền thân Trung tâm Điện tử - Tin học T&H khối Hợp Nhất thị trấn Quỳ Hợp – Nghệ An với ngành nghề kinh doanh chính: cung cấp thiết bị công nghệ thông tin, thiết bị văn phòng, giải pháp công nghệ thông tin lắp ráp máy tính Từ lúc thành lập với tổng số nhân viên 03 người làm việc cửa hàng có diện tích khoảng 30m2, sau gần năm hoạt động có tổng số cán lên đến người với địa điểm kinh doanh có diện tích gần 70m2 Không thế, công ty trì tốc độ phát triển toàn diện mặt cách bền vững đáng kinh ngạc so với công ty kinh doanh lĩnh vực Gắn liền với hoạt động phát triển T&H Computer kiện sách kinh doanh mang tính đột phá, tiên phong lĩnh vực kinh doanh thiết bị máy vi tính như: sách kinh doanh "bán giá bán buôn đến tận tay người tiêu dùng", sách bảo hành "1 đổi vòng tháng" "bảo hành trường hợp IC bị cháy, nổ" Hiện T&H Computer công ty non trẻ lĩnh vực công nghệ thông tin tỉnh nhà Chúng trì tốc độ tăng trưởng mức cao vững mặt T&H Computer chiếm tin tưởng khách hàng sách, cam kết, dịch vụ mà nhiều công ty máy tính khác không làm T&H Computer có đội ngũ nhân viên nhiệt tình có trình độ chuyên môn cao (đa số tốt nghiệp Đại học, Cao đẳng chuyên ngành kinh tế, kỹ thuật), đủ khả để đáp ứng yêu cầu dù khắt khe quý khách hàng Không thế, đội ngũ nhân viên T&H người đầy lòng nhiệt tình có thái độ niềm nở cung cách phục vụ khách hàng Tất cán nhân viên công tác T&H thấu hiểu điều là: “Khách hàng người định tương lai, tồn phát triển T&H” Vì toàn thể nhân viên công ty T&H Computer tâm niệm làm việc theo suy nghĩ: “Hãy phục vụ khách hàng phục vụ cho thân chúng ta” 11 1.2 Ý tưởng đồ án: Vì mục tiêu phát triển công ty ngày lớn mạnh, quảng bá thương hiệu sản phẩn T&H Computer cho tất người địa bàn khu vực lân cận Từ đặt yêu cầu cần phải thiết kế bảng quảng cáo điện tử để hiển thị thông tin “T-H COMPUTER” mạch sử dụng chip AT89C51 (8051), hiển thị led ma trận 8x8 Và dòng chữ chạy từ phải qua trái Hiện thị trường thông dụng số loại biển quảng cáo điện tử, biển hiệu Led ma trận Led vẫy, hình full color, biển chữ nổi, biển mica… Để phù hợp với công ty máy tính cần thay đổi thông tin quảng cáo liên tục theo thời gian để phù hợp với thời gian, hoàn cảnh em định chọn biển hiệu Led ma trận cho công ty T&H Computer Đây loại biển sử dụng modul đèn Led hình chữ nhật ghép lại với để tạo thành hình hiển thị thông tin điều khiển điều khiển để tạo hiệu ứng trực quan khác sinh động Nội dung hiển thị biển dễ dàng thay đổi cách nạp lại chương trình điều khiển qua dây dẫn nối với máy tính Sản phẩm kết nối với máy tính thông qua cổng USB phần mềm USB_Driver cho Led ma trận “CP210x_VCP_Win_XP_S2K3_Vista_7” phần mềm điều khiển thị ma trận Led Phần mềm thiết kế để dễ dàng thay đổi đuợc nội dung hiển thị bảng quảng cáo, màu sắc đèn Led tốc độ chạy chữ sản phẩm * Ưu điểm sản phẩm: - Bảng Led ma trận hiển thị đầy đủ nội dung đăng tải, màu sắc sặc sỡ, bắt mắt gây ý - Bảng Led ma trận dễ dàng thay đổi nội dung hiệu ứng nên cập nhật đa dạng thông tin doanh nghiệp muốn truyền tải đến khách hàng: thay đổi hiệu, thông tin, màu sắc led, tốc độ chữ chạy - Bảng Led ma trận không thị thông tin dạng Text mà thị thời gian, nhiệt độ, hình minh họa theo ý muốn 12 - Điều khiển quét Led, tạo hình ảnh liên tục - Điều khiển để dòng chữ chạy từ phải qua trái Đầu tiên cần phải khai báo liệu (nạp liệu vào ô nhớ Rom 89C51) theo byte, byte mã cột (gồm led), byte xuất ứng với cột phép sáng với bít led sáng, bít led tắt Các byte cất vào ô nhớ liên tiếp nhớ Rom vi điều khiển 89C51, muốn truy xuất liệu việc truy xuất vào ô nhớ đánh địa 3.3.2 Sơ đồ mạch nguyên lý: Hình 3.7: Sơ đồ mạch nguyên lý 53 3.3.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển: Hình 3.8: Lưu đồ thuật toán điều khiển 54 3.3.4 Lập trình C hiển thị chữ LED: Code: #include #include #include #include #include //////////////////////////////// sbit DATA1= P3^0; sbit SCK1= P3^1; sbit LACH1 =P3^2; sbit DATA2= P2^0; sbit SCK2= P2^1; sbit LACH2 =P2^2; unsigned char temp1; unsigned int i,j,d,k,c; unsigned char x; unsigned char string[] =" T-H COMPUTER "; unsigned char idata font[195];s unsigned char ma[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; void xuly() 55 { unsigned int i,j,l; l=(strlen(string)); for(i=0;i