Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
00O **  ** O00
ĐỒ ÁN MÔN HỌC I
TÊN ĐỀ TÀI:

TP HCM, Tháng 5 năm 2010
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 1
GVHD: LÊ ANH UYÊN VŨ
SVTH: VÕ NGỌC HIỆP
LỚP: DV07
MSSV : 0751040025
Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
00O **  ** O00
ĐỒ ÁN MÔN HỌC I
TÊN ĐỀ TÀI

TP HCM, Tháng 5 năm 2010
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 2
GVHD: LÊ ANH UYÊN VŨ
SVTH: VÕ NGỌC HIỆP
LỚP: DV07
MSSV : 0751040025
Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ

Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN. Chữ ký của giáo viên hướng dẫn
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 4
Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
SVTH: Võ Ngọc Hiệp

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử đã cho ra đời nhiều vi
mạch số cỡ lớn với giá thành rẻ và khả năng lập trình cao đã mang lại những
thay đổi lớn trong ngành điện tử. Mạch số ở những mức độ khác nhau đã đang
thâm nhập trong các lĩnh vực điện tử thông dụng và chuyên nghiệp một cách
nhanh chóng. Các trường kỹ thuật là nơi mạch số thâm nhập mạnh mẽ và được
học sinh, sinh viên ưa chuộng do lợi ích và tính khả thi của nó. Vì thế sự hiểu
biết sâu sắc về kỹ thuật số là không thể thiếu đối với sinh viên ngành điện tử
hiện nay. Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số không chỉ riêng đối với những người
theo chuyên ngành điện tử mà còn đối với những cán bộ kỹ thuật khác có sử
dụng thiết bị điện tử.

SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 6
Đồ án mơn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ

1.2/ Mục đích u cấu :
Sự cần thiết , quan trọng cũng như tính khả thi
và lợi ích của mạch số cũng chính là lý do để chọn
và thực hiện đề án “thiết kế mạch đồng hồ số”
nhằm ứng dụng kiến thức đã học về kó thuật số
vào thực tế.
Yêu cầu của đồ án này là thiết kế Đồng
Hồ Số sử dụng vi xử lí 89C51. Có thể hiển thò giờ ,
chỉnh giờ ,và hẹn giờ.
1.3/ Giới hạn đề tài:
Trong phạm vi tập đề án này, người thực hiện chỉ
thiết kế và thi công mạch đồng hồ số gọn, đơn giản.
Đề tài “đồng hồ số” rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại hình
khác nhau dựa vào cơng dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo bằng
Tiếng Việt còn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tế còn non

xử lí đại số Boole cho phép xử lí từng bit của RAM va thiết bị ngoại vi,mỗi
lệnh của kéo dài 1 đến 2 micro giây.
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 8
Đồ án mơn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
2.1.2/ cấu trúc bên trong của IC 89C51.
+ Thành phần chính của vi điều khiển 89C51 la bộ
xử lý trung tâm hay con gọi là CPU. CPU bao gồm:
- Thanh ghi tích luỹ A
- Thanh ghi tích luỹ B, dùng cho phép nhân và
chia
- Đơn vò logic học ALU
- Từ trạng thái chương trình PSW
- 4 bank thanh ghi
- Con trỏ ngăn xếp
- Ngoài ra còn có bộ nhớ chương trình, bộ giải
ma lệnh, bộ điều khiển thời gian và logic
+ Đơn vò xử lý trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ
dao động
+ Chương trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ
một khối điều khiển ở bên trong. Các nguồn ngắt
có thể là các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ
đếm đònh thời hoặc cũng có thể là giao diện nối
tiếp.
+ 2 bộ đònh thời 16 bit hoạt động như một bộ đếm.
+ Các cổng port 0, port 1, port 2, port 3 được sử dụng
vào mục đích điều khiển, ở cổng port 3 có thêm
các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với
một bộ nhớ bên ngoài, hoặc để đầu nối giao
diện nối tiếp cũng như các đường dẫn ngắt bên

2 0
2 9
3 0
3 1
4 0
1
2
3
4
5
6
7
8
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 7
2 8
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
3 9

P 2 . 7 / A 1 5
P 3 . 0 / R X D
P 3 . 1 / T X D
P 3 . 2 / I N T 0
P 3 . 3 / I N T 1
P 3 . 4 / T 0
P 3 . 5 / T 1
P 3 . 6 / W R
P 3 . 7 / R D
P 0 . 0 / A D 0
P 0 . 1 / A D 1
P 0 . 2 / A D 2
P 0 . 3 / A D 3
P 0 . 4 / A D 4
P 0 . 5 / A D 5
P 0 . 6 / A D 6
P 0 . 7 / A D 7
Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 11
Đồ án mơn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
a. Các Port :
- Port 0: Có hai chức năng từ chân 31 đến chân 39 trong các thiết
kế nhỏ. ( khơng dùng bộ nhớ mở rộng ) .Có hai chức năng như các
đường I/O . Đối với các thiết kế cỡ lớn ( với bộ nhớ mở rộng ) nó được
kế hợp kênh giữa các Bus.
- Port 1: là port I/O trên các chân từ chân số 1
đến chân số 8. có thể dùng các thiết bò
ngoài nếu cần. Port 1 không có chức năng
khác vì thế chúng ta chỉ được dùng trong các

Trang 12
Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
XTAL2-chân 18. Tần số thạch anh thường sử dụng cho AT89C51 là
12Mhz.
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 13
Đồ án mơn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ

+ Chân PSEN: là chân 29, có 4 tín hiệu điều
khiển, là tín hiệu để cho phép bộ nhớ chương
trình mở rộng và thường được nối lên chân OE
của một Eprom để cho phép đọc các byte mã
lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh. Các
mã nhò phân của chương trình được đọc từ Eprom
qua bus và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8051
để giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong
Rom nội PSEN sẽ thụ động (mức cao).
+ Chân ALE: (chốt) Tín hiệu ra ALE trên chân 30
tương hợp với các thiết bò làm việc với các xử
lý 8585,8088,8051 dùng ALE một cách tương tự cho
làm việc giải các kênh các Bus đòa chỉ và dữ
liệu khi port 0 được dùng trong chế đọ chuyển đổi
của nó: vừa là Bus dữ liệu vừa là byte thấp
của đòa chỉ, ALE là tín hiệu để chốt đòa chỉ vào
vào một thanh ghi bên ngoài trong nửa đầu của
chu kỳ bộ nhớ. Sau đó các đương port 0 dùng để
xuất hoặc nhập dữ liệu trong nửa sau của chu
kỳ bộ nhớ.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần

định thời hoặc đếm sự kiên.
a. Thanh ghi chế độ đònh thời (TMOD):
- Không được đònh đòa chỉ bit.
- Được dùng để đònh chế độ hoạt động cho các
timer.
- Chức năng từng bit:
+ M1, M0: chọn chế độ hoạt động.
M1 M0
CHẾ ĐỘ (MODE)
0 0 0
0 1 1
1 0 2
1 1 3
+ T/C : bit chọn chức năng đếm hoặc đònh thời
cho timer.
+ Gate: bit điều khiển cổng cho bộ đònh thời.
b. Thanh ghi điều khiển đònh thời (TCON):
- Chứa các bit điều khiển và trạng thái của
timer 0 và 1 ở 4 bit cao, 4 bit thấp được dùng cho
chức năng ngắt (interrupt).
- Chức năng từng bit:
+ TF x: cờ tràn của timer x (x là 0 hay 1)
+ TRx = 0: không cho phép timer chạy.
+ TRx = 1: cho phép timer chạy.
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 16
Đồ án mơn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
2.1.5/ Các thanh ghi port nối tiếp (Serial port)
:
* Thanh ghi SBUF (Serial Buffer):

không được tích cực nếu bit thứ 9 nhận được là
0.
+ REN: bit cho phép thu.
REN = 1: cho phép thu.
REN = 0: không cho phép thu.
+ TB8: bit phát thứ 9 (ở chế độ 2 và 3), có
thể đặt và xóa bằng phần mềm.
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 17
Đồ án mơn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
+ RB8: bit thu thứ 9 (ở chế độ 2 và 3), có thể
đặt và xóa bằng phần mềm.
2.4.6/ Các thanh ghi ngắt (Interrupt):
- 8031/8051 có 5 nguồn ngắt:
+ 2 ngắt ngoài: ngắt ngoài 0: qua chân 0INT
(P3.2)
Ngắt ngoài 1: qua chân 1INT (P3.3)
+ 3 ngắt trong: ngắt timer 0
Ngắt timer 1
Ngắt port nối tiếp.
* Các thanh ghi liên quan đến ngắt :
a. Thanh ghi cho phép ngắt IE (Interrupt
Enable)
- Được đònh đòa chỉ bit.
- Chức năng từng bit:
EA: cho phép toàn bộ .
ET2: cho phép ngắt timer 2 (nếu có) .
ES: cho phép ngắt port nối tiếp .
ET1: cho phép ngắt timer 1 .
EX1: cho phép ngắt ngoài 1

+ ITx: bit xác đònh loại tác động ngắt ngoài x :
ITx = 0 : tác động mức 0
ITx = 1 : tác động cạnh xuống (thường dùng)
2.2/LED 7 ĐOẠN
Một trong các chỉ báo hiển thị số thập phân và một dố kí tự khác là Led
7 đoạn.Led có 2 loại Anot chung và Catot chung.Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu
loại Anot chung đã sử dụng.
Led Anode chung :
Đối với dạng Led anode chung, chân COM phải có mức logic
1 và muốn
sáng Led thì tương ứng các chân a – f, dp sẽ ở mức logic 0.
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 19
Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ

SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 20
Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
Bảng mã cho Led Anode chung (a là LSB, dp là MSB):
- Để hiển thị dữ liệu trên Led dùng AT89C51 có 2 phương pháp là chốt dữ liệu
dùng một số loại IC chốt như : 74HC573,74LS373,74LS374 và phương pháp
quét Led.
- Trong đồ án này em đã dùng phương pháp quét led , là một trong những
phương pháp được dùng nhiều hiện nay.
2.3 / Transistor điều khiển nâng dòng: C1815:
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 21
Đồ án mơn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
6/Điện trở
6/Điện trở

I.SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 23
NÚT
NHẤN
KHỐI XỬ
LÍ VÀ
ĐIỀU
KHIỂN
BỘ DAO
ĐỘNG
THẠCH
ANH
LED 7
ĐOẠN
LOA
Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ
II. Các khối chức năng :
1 .Khối giao tiếp nút nhấn :
Bao gồm 4 nút nhấn như hình vẽ :
Bình thường các chân này luôn ở trạng thái mức thấp khi nhấn nút trạng
thái thay đổi. Đồng thời vi xử lí sẽ được kích thực hiện các chương trình chỉnh
giờ,hẹn giờ,chọn led hay tăng giá trị tùy thuộc vào ta kích cho chân nào.
2 . Bộ dao động thạch anh :

Bộ này có tác dụng tạo ra tần số dao động chuẩn cho chip.Thông
thường tần số của thạch anh là 12MHZ,thạch anh được nối tới 2 chân XTAL-
chân 18 và XTAL2 -chân 19 và 2 tụ 30pF.
SVTH: Võ Ngọc Hiệp
Trang 24