THIẾT KẾ BỘ KIT VI XỬ LÝ ĐA NĂNG
PHỤC VỤ GIẢNG DẠY VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ThS. NGÔ THANH BÌNH
Bộ môn Kỹ thuật điện tử
Khoa Điện – Điện tử
Trường Đại học Giao thông Vận tải

ThS. LÊ QUANG CƯỜNG
Công ty Tư vấn xây dựng dầu khí PETROLIMEX

Tóm tắt: Bài báo này trình bày về một thiết kế cho lập trình vi xử lý thông qua bộ KIT
phát triển có kết cấu độc lập dạng Main – Chip, giúp sinh viên có thể lập trình ứng dụng cho
nhiều loại vi xử lý trên thiết bị thực tế.

Summary: This report presents a design for programming microcontroller by evolution
KITs in Main – Chip separate design, assisting students in some microcontroller programs
and applications with devices.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
CT 2
Bài báo trình bày về một số thiết kế cơ bản trên cơ sở cấu trúc Main – Chip, dựa trên các
nhiệm vụ thí nghiệm và tổng hợp một số yêu cầu thực tế của các công ty. Thiết kế nhằm đưa ra
sơ đồ mẫu và xây dựng những bài toán điều khiển từng cụm thiết bị độc lập, giúp sinh viên tự
thay đổi vi xử lý và ngoại vi ghép phối thành bài toán điều khiển lớn hơn, ứng dụng trong công
nghiệp, GTVT như cho các bài toán Lập trình nhúng, Lập trình cho các bài toán điều khiển đèn
giao thông, đường ngang, thông gió, điều khiển giám sát tòa nhà, điều khiển từ xa… Sinh viên
có thể trực tiếp làm việc trên bộ thiết bị sau khi học trên lớp, sau đó tự phát triển bài toán trên bộ
KIT này. Điều này tăng cường khả năng tự làm việc và sáng tạo cho sinh viên. Bên cạnh đó dựa
vào các sơ đồ thiết kế cơ sở, sinh viên sẽ giảm bớt sai sót trong quá trình thiết kế chế tạo mô

Module Vi xử lý ATmega16/32/535.
Bài toán cơ bản: Điều khiển các cụm thiết bị độc lập, Động cơ bước, Động cơ một chiều,
PWM, RTC, Loa, quạt, đo nhiệt độ cảnh báo và điều khiển ngưỡng.
Bài toán ứng dụng: Điều khiển báo cháy, thông gió nhà cao tầng, mạng AVR, AVR – PC,
các bài toán phát triển.
Module Vi xử lý PSoC CY8C29466/566.
Hai Module này ngoài giải quyết các bài toán điều khiển trên còn có kể kết nối với các
Module khác, xử lý các ngoại vi phức tạp như kết nối thẻ nhớ, RF, GPS, INS, MEMS.
III. KẾT CẤU PHẦN CỨNG BỘ KIT
1. Vi xử lý
Bộ KIT sử dụng vi xử lý dòng MCS51 và AVR, ngoài ra còn được thiết kế mở rộng cả cho
PIC, PSoC với các bảng cắm rời theo kết cấu Module. Phần cơ sở chủ yếu được xây dựng trên
vi xử lý AT89C52 và ATMega88 của Atmel do tính thông dụng, rẻ tiền của chúng. Điều này
phù hợp với đối tượng sinh viên, bao gồm:
AT89C51/52, AT89S51/52
ATMega8/88, ATMega16/535
CY8C29466/566
Sau khi đã thành thạo về vi xử lý cơ sở, người học có thể lựa chọn vi xử lý mạnh hơn với
các ngoại vi phức tạp, phát triển thêm KIT với các Module mở rộng khác.
2. Linh kiện phụ trợ
Tất cả linh kiện nằm trên bảng Main và một vài Module độc lập khác, bao gồm:
- Led đơn, Led 7 thanh, Led Matrix 5x7/8x8
- Tụ điện, Trở, Diode, Transistor các loại
- Thạch anh dao động 11.0592MHz, 8 MHz, 32.768 KHz …
- IC nguồn, đệm, chốt, dịch, MAX232, EEROM, SRAM, RTC
- ADC, LCD, Sensor đo nhiệt độ
- Mắt thu, Led phát hồng ngoại

Unit 16 : Thiết kế ứng dụng 5: Điều khiển đèn giao thông
Unit 17 : Thiết kế ứng dụng 6: Điều khiển đường ngang
2. AVR/PSoC
Unit 1: Xử lý Led đơn (Nháy, quay, dịch, kết hợp)
Unit 2: Xử lý Led 7 thanh (Các hệ thống định giờ)
CT 2
Unit 3: Phím bấm (Phím đơn, Ma trận phím)
Unit 4: Thu phát hồng ngoại (Điều khiển từ xa)
Unit 5: Ghép LCD (Hiển thị, tạo đồng hồ)
Unit 6: Giao tiếp PC
Unit 7: Lập trình Project multi file
Unit 8: PWM
Unit 9: Điều khiển động cơ 1 chiều DC-
Unit 10: Điều khiển động cơ bước Step Motor
Unit 11: ADC
Unit 12: RTC
Unit 13: Bài toán phát triển; Thiết kế ứng dụng
Unit 14: Khai thác các ngoại vi của Module thí nghiệm đang sử dụng tại phòng thí nghiệm
(SAB 80515) theo các bài đã có: Chống trộm; Thông gió đường hầm; Đèn tín hiệu; Trộn nhiên
liệu. CT 2
MỘT SỐ MODULE CỦA BỘ KIT
I2C LCD
24C16B
A0

X1
1
X2
2
Vb at
3
GND
4
SDA
5
SCL
6
SQW/OUT
7
VCC
8
U3
C4
10
0n
+5V
+5V
+5V
+5V
EEPROM
RTC
BT1
3V
SCL
SDA

8
D2
9
D3
10
D4
11
D5
12
D6
13
D7
14
U5 LCD
+5V
+5V
Var
Var
+5V
T1
C828
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17 18

IN6
7
IN7
8
GND
9
COM
10
OUT7
11
OUT6
12
OUT5
13
OUT4
14
OUT3
15
OUT2
16
OUT1
17
OUT0
18
U7
1
2
3
4
J7

DOT
10
CA4
7
U6
LED7 x4
R36 5K6
Q9
A1015
R37 5K6
Q10
A1015
R38 5K6
Q11
A1015
R39 5K6
Q12
A1015
7-SEG LED
LED7 SEGMENT
+5V

STEP3
STEP4
STEP2
STEP1
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4

4
J65
D32
1N4007
R75 0-470
R74 5K1
Q30
Q25
TIP41C
R73 0-470
+5V
+12V
+5V
+5V
+5V
STREP Motor

UART ADC
RXD
TXD
MAX232
C1+
1
C1-
3
C2+
4
C2-
5
VCC

8
3
7
2
6
1
P3
FEMALE DB9
C18
1u
C20
1u
C17
1u
C19
1u
C21
1u
+5V
+5V
RS232 interface
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
#ADC DONE

DB1
17
DB0
18
CLKR
19
VC C/ VREF
20
CLKIN
4
INTR
5
CS
1
RD
2
WR
3
U2
R1
1
1
2
2
3
3
U1
1
2
3

2
U12
+
C14
D30
LED
D28
LED
+
C15
C13
+
C12
-+
2
1
3
4
D29
BRIDGE 2A
R68
22E2W
R69
IN
1
OUT
3
GND
2
U13

DC2
DC3
DC4
1
2
Q5
A1015
D3
1N4007
Q1
Q4
C828
Q6
A1015
Q2
R12 1K
D1
1N4007
R5 1K
R11 1K
R10 5K1
Q7
C2383
3
4
J3
D2
1N4007
R7 5K1
Q3

PD 1
PA4
AVC C
PB2
PD 6
PD 2
PA5
PB3
PC 7
PB0
PD 3
PA6
PB4
PC 6
PB1
PA7
PD 4
MOSI
PC 5
AR EF
PB2
PD 5
MISO
GND
PB3
PD 6
SC K
AVC C
PB4
PC 4

PD 1
PA6
PA0
XTAL 2
PC 0
PD 2
PA7
PA1
PD 7
XTAL 1
PD 3
PA2
AR EF
PB0
PD 0
PD 4
PA3
GND
VC C
GND
XTAL 1
XTAL 2
PD 1
PD 0
L3 100uH
C1
100n
+
C11
1000u/50V

1
(T1) PB1
2
(INT2/AIN0) PB2
3
(OC0/AIN1) PB3
4
(SS) PB4
5
(MOSI) PB5
6
(MISO) PB6
7
(SCK) PB7
8
RESET
9
VCC
10
GND
11
XTAL2
12
XTAL1
13
(RXD) PD0
14
(TXD) PD1
15
(INT0) PD2

31
AREF
32
PA7 (ADC7)
33
PA6 (ADC6)
34
PA5 (ADC5)
35
PA4 (ADC4)
36
PA3 (ADC3)
37
PA2 (ADC2)
38
PA1 (ADC1)
39
PA0 (ADC0)
40
U1
AT Mega16
1
2
3
J4
C10
100n
1
J6
L1 10uH

11
12
13
14
19
20 21
22
23
24
25
26
27
28
15
16
17
18
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
J1

29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
J2
CON40C
R13
1K
C7 22p
+5V
+5V
External crystal
Drills
Power supply
Power-in jack
CONNECTOR 20x2
CONNECTOR 20x2
MULTI-MICROCONTROLLERSCOMMUNICATE
1 2
3 4
5 6
P4

PD7 (AIN1)
13
PB0 (ICP1)
14
PB1 (OC1A)
15
PB2 (SS/OC1B)
16
PB3 (MOSI/OC2)
17
PB4 (MISO)
18
PB5 (SCK)
19
AVCC
20
AREF
21
GND
22
PC0 (ADC0)
23
PC1 (ADC1)
24
PC2 (ADC2)
25
PC3 (ADC3)
26
PC4 (ADC4/SDA)
27

330R
R8
330R
R7
330R
Reset
SCK
MI S O
MOS I
R2
1.5k
R3
1M
R4
10k
R1
100
C5
.1u
R6 68R
R5
68R
D2
4007
D1
4007
C6
104
GND
1 8

CT 2
SD ATA
SC L K
XR ES
GND
VCC1
V
GND
XRES
Out 7Out 7
Out 9
Out 8
Out 6
Out 4
Out 5
Out 3
Out 2
SW0
NSS Conf
GND
SDAT A
RF MISO
SCL K
RF SCK
Data
Out10
RF MOSI
NSS Data
IRQ 1
Out1

P4[6]
30
A,I,P2[0]
31
A,I,P2[2]
32
Ex VREF, P2[6]
34
A, I,P0 [0]
35
A,IO,P0[2]
36
A,IO,P0[4]
37
A, I,P0 [6]
38
Ex AGND/P2[4]
33
VCC
39
P2[7]
44
P2[1],A,I
3
P4[3]
6
P4[5]
5
P4[1]
7

P3[6]
25
P4[0]
27
XRES
26
P4[2]
28
P2[3],A,I
2
U1
1
2
3
4
5
J2
CON5
VCC1
3.3V
VCC1VCC
+
C3
1000MF/50V
1
2
JP1
POW ER VIT
F1
FUSE 0.5A

470MF/25V
D1
1A
D3
R1
240R
VCC
3.3V
VCC
1
H1
Vit
1
H2
Vit
1
H4
Vit
1
H3
Vit
1 2
3 4
5 6
P1
Head er 3X2
VCC0
GND0
1
2

P3
Header 11X2
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
P2
Header 11X2
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
P5
Header 11X2

VI. KẾT LUẬN