MỤC LỤC
L I NÓI UỜ ĐẦ 1
Ch ng 1: T ng quan v h th ng èn giao thôngươ ổ ề ệ ố đ 2
1.2. C u t o v nguyên t c ho t ng c a èn giao thôngấ ạ à ắ ạ độ ủ đ 2
1.4. Tìm hi u v IC 74LS245, IC 7404, èn led 7 o n v các linh ki n ể ề đ đ ạ à ệ
liên quan 5
1.4.3. Led 7 thanh 7
1.4.4. Các linh kiện liên quan 8
1.4.4.4. iot phát quang (LED)Đ 10
Ch ng 2: Tìm hi u v vi i u khi n AT89C51ươ ể ề đ ề ể 12
2.2. Gi i thi u chung v vi i u khi n 8051ớ ệ ề đ ề ể 13
Ch ng 3: Th c Nghi mươ ự ệ 27
3.2. Thi t k m chế ế ạ 39
3.2.1. Thiết kế mô hình hệ thống 39
3.2.2. Thiết kế mạch nguồn 39
3.3. Mô ph ng trên proteusỏ 43
3.6. L u thu t toánư đồ ậ 48
3.7. So n th o ch ng trìnhạ ả ươ 49
K T LU NẾ Ậ 59
H NG M R NG TÀIƯỚ Ở Ộ ĐỀ 60
Nh ng khó kh n g p ph i khi th c hi n:ữ ă ặ ả ự ệ 60
H ng m r ng t iướ ở ộ đề à 60
TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 61

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 . nh ch p ngã t LÊ CÔNG THANH – PH LÝ – HÀ NAMẢ ụ ư Ủ 2
Hình 1.2. H ng chi u c a các èn v h ng i l i trên ngướ ế ủ đ à ướ đ ạ đườ 3
Hình 1.3. Gi n th i gian cho t ng ènả đồ ờ ừ đ 4
Hình 1.4. Hình d ng IC 74LS245ạ 5
Hình 1.5. C u t o bên trong IC 74LS245ấ ạ 6

Hình 3.15. S m ch nguyên lý kh i tín hi u i u khi nơ đồ ạ ố ệ đ ề ể 41
Hình 3.16. S m ch nguyên lý kh i i u khi n ènơ đồ ạ ố đ ề ể đ 42
Hình 3.17. S mô ph ng tr ng thái èn giao thông theo th i gian m cơ đồ ỏ ạ đ ờ ặ
nhđị 44
Hình 3.18. S mô ph ng tr ng thái èn giao thông ban êmơ đồ ỏ ạ đ đ 44
Hình 3.19. M ch i u khi nạ đ ề ể 45
Hình 3.20. M ch hi n thạ ể ị 46
Hình 3.21. L u thu t toán mô hình i u khi n èn giao thôngư đồ ậ đ ề ể đ 48

DANH MỤC BẢNG
B ng 1. B ng mã led 7 thanhả ả 8
B ng 2. Ch c n ng c a các chân c ng Port 3ả ứ ă ủ ổ 21
B ng 3. Tr ng thái các thanh ghi sau khi Resetả ạ 23
B ng 4. M t s thanh ghi chuyên d ng c a vi i u khi n 8051ả ộ ố ụ ủ đ ề ể 24
B ng 5. Các ch ho t ng c a các b mả ế độ ạ độ ủ ộ đế 25
B ng 6. Các bit v ch c n ng c a nó trong thanh ghi IEả à ứ ă ủ 26
B ng 7. Các bit v ch c n ng c a chúng trong thanh ghi IP ả à ứ ă ủ 26

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của
con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị hiện
đại phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Đặc biệt góp
phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử đã góp phần không nhỏ trong
sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Những thiết bị điện, điện tử được phát
triển mạnh mẽ và được ứng dụng rỗng rãi trong đời sống cũng như sản suất. Từ
những thời gian đầu phát triển kĩ thuật số đã cho thấy sự ưu việt của nó và cho
tới ngày nay tính ưu việt đó ngày càng được khẳng định thêm. Những thành tựu
của nó đã có thể biến được những cái tưởng chừng như không thể thành những
cái có thể, góp phần nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho con người.
Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả những ứng dụng trong thực tế của môn

1.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của đèn giao thông
Mạch điều khiển dàn đèn giao thông tại ngã tư ưu tiên xe cơ giới, tại các
góc đường, đèn sẽ được bố trí như hình vẽ dưới đây. Mỗi góc của ngã tư đường
sẽ gồm một bộ đèn xanh, đỏ vàng dành cho xe cơ giới và đồng thời có led hiển
2

thị thời gian đếm ngược dành cho xe cơ giới để người đi xe tiện quan sát. Hướng
chiếu của các đèn và hướng đi lại trên đường sẽ được mô tả như hình vẽ.
Hình 1.2. Hướng chiếu của các đèn và hướng đi lại trên đường
Chiều mũi tên nhỏ chỉ hướng chiếu của đèn và người tham gia giao thông
sẽ đi theo hướng mũi tên đậm nằm trên đường và sẽ phải quan sát bộ đèn giao
thông gần nhất bên tay phải làm chỉ dẫn giao thông.
Khi các đèn làm nhiệm vụ điều khiển giao thông thì các bộ đèn đối diện
nhau sẽ có cùng trạng thái về màu đèn. Còn các bộ đèn ở đường kề sát sẽ ngược
lại về màu đèn. Ví dụ như bộ đèn ở nhánh này có màu xanh, vàng, đỏ thì đèn ở
nhánh bên cạnh sẽ có màu đỏ, vàng, xanh, việc thiết kế đèn vàng sáng giữa đèn
xanh và đèn đỏ là để báo cho phương tiện giao thông biết là sắp có sự chuyển đổi
giữa hai đèn màu xanh và đèn màu đỏ.
Do vậy, về cơ bản đèn điều khiển giao thông tại ngã tư được chia làm hai
dàn: dàn đèn 1 và dàn đèn 2.
Ngoài ra mạch còn được thiết kế hai chế độ làm việc ban ngày và ban
đêm. Ở chế độ làm việc ban ngày, các đèn led sẽ hoạt động bình thường. Còn ở
3

chế độ ban đêm sẽ chỉ có một đèn vàng nhấp nháy theo xung nhịp đưa vào.Hai
chế độ được thiết lập chuyển mạch bằng công tắc.
1.3. Giản đồ thời gian cho từng đèn
Hình 1.3. Giản đồ thời gian cho từng đèn
Hệ thống hoat động như sau:
Ta giả sử rằng xét ở chế độ ban ngày tại thời điểm ban đầu đèn xanh tại vị

• Cấu tạo bên trong:
Hình 1.5. Cấu tạo bên trong IC 74LS245
b. Chức năng
Đệm dữ liệu 2 chiều , thường ứng dụng trong các mạch sử dụng led như
quét led matrix , led 7 , hoặc đệm dữ liệu trên bus với các mạch sử dụng nhiều
linh kiện mắc song song
1.4.2. Cấu tạo, chức năng các chân của IC 7404
a. Cấu tạo

Hình 1.6. Hình dạng IC 7404
6

• Cấu tạo bên trong:
Cấu tạo bên trong của ic chứa 6 cổng logic NOT như hình dưới đây:
- Nguồn cung cấp cho ic với điện áp khoảng 4,75V đến 5,25V.
- Điện áp đưa vào ở mức cao khoảng 2V
- Điện áp đưa vào mức thấp là 0,8V.
- Nhiệt độ làm việc ổn định khoảng 0
o
C đến 70
o
C
- Nhiệt độ có thể chịu đựng được khoảng -65
o
C đến 150
o
C
b. Chức năng:
IC 7404 được dùng trong các mạch sồ ứng dụng để đảo trạng thái tín
hiệu .IC 7404 có 14 chân như hình trên.

0 0 0 1 1 1 1 7
0 0 0 0 0 0 0 8
1 1 1 1 1 1 1 9
Bảng 1. Bảng mã led 7 thanh
1.4.4. Các linh kiện liên quan
1.4.4.1. Điện trở
8

Hình 1.8. Hình dạng điện trở
- Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu vật dẫn điện tốt
thì điện trở càng nhỏ, nếu vật dẫn điện kém thì điện trở càng lớn, nếu vật không
dẫn điện thì điện trở vô cùng lớn
- Điện trở được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tùy theo tỉ lệ pha trộn
mà người ta tạo ra các điện trở có trị số khác nhau
- Điện trở trong mạch đèn giao thông có tác dụng khống chế dòng điện qua
tải cho phù hợp
1.4.4.2. Tụ điện
Hình 1.9. Hình dạng tụ điện
- Tụ điện gồm hai bản cực đặt song song ở giữa có môt lớp cách điện gọi là
điện môi. Người ta thường dung giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất làm chất
điện môi
- Tụ gốm là tụ không phân biệt âm dương và có điện dung nhỏ
- Tụ hóa là tụ có phân cực âm dương và có điện dung lớn
9

- Trong mạch giao thông ta sử dụng tụ gốm và tụ hóa
- Tụ điện trong mạch có tác dụng lọc cho điện áp một chiều sau khi dã
chỉnh lưu bằng phẳng để cho tải tiêu thụ
1.4.4.3. Thạch Anh
Hình 1.10. Hình dạng thạch anh

tăng cao thì mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ có IC 7805 vẫn giữ được điện
áp ở ngõ ra OUT 5V không đổi
Mạch trên lấy nguồn một chiều từ một máy biến áp với điện áp từ 7V đến
12V để đưa vào ngõ IN. Khi kết nối mạch điện, do nhiều nguyên nhân, người
dùng dễ nhầm lẫn cực tính của nguồn cung cấp khi đấu nối vào mạch, trong
trường hợp này rất dễ ảnh hưởng đến các linh kiện trên board mạch. Vì lí do đó
một diode cầu được lắp thêm vào mạch, diode cầu đảm bảo cực tính của nguồn
cấp cho mạch theo một chiều duy nhất, và nguời dùng cũng không cần quan tâm
đến cực tính của nguồn khi nối vào ngõ IN nữa.
Chương 2: Tìm hiểu về vi điều khiển AT89C51
2.1. Tóm tắt lịch sử phát triển
12

Vào năm 1981 hãng Intel giới thiệu một số bộ vi điều khiển được gọi là
8051. Bộ vi điều khiển này có 128 byte RAM, 4K byte ROM trên chip, hai bộ
định thời, một cổng nối tiếp và 4 cổng (đều rộng 8 bit) vào – ra tất cả được đặt
trên một chip. Lúc ấy nó được coi là một “hệ thống trên chip”. 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 dự liệu 8 bit để xử lý. 8051 có tất cả
4 cổng vào – ra I/O mỗi cổng rộng 8 bit. Mặc dù 8051 có thể có một ROM trên
chip cực đại là 64K byte, nhưng các nhà sản xuất lúc đó đã cho xuất xưởng chỉ
với 4K byte ROM trên chip.
8051 đã trở lên 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 lại mã 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 chip khác nhau được
bán bởi hơn nửa các nhà sản xuất. Điều này quan trọng là mặc dù có nhiều biến
thể khác nhau của 8051 về tốc độ và dung lượng nhớ ROM trên chip, nhưng tất
cả chúng đều tương thích với 8051 ban đầu về các lệnh. Điều này có nghĩa là nếu
viết chương trình của mình cho một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với

của 8051, ngoài ra còn có thêm 128 byte RAM, 4KB ROM và một bộ định thời
nữa. Như vậy, 8052 có tổng cộng 256 byte RAM, 8KB ROM và ba bộ định thời.
14
Đặc tính kỹ thuật 8031 8051 8052
ROM trên chip(KB) 0 4 8
RAM trên chip(byte) 128 128 256
Bộ định thời 2 2 3
Chân vào/ra 32 32 32
Cổng nối tiếp 1 1 1
Nguồn ngắt 5 5 6

Như bảng thông số trên ta thấy 8051 là một trường hợp riêng của 8052.
Mọi chương trình viết cho 8051 đều có thể chạy được trên 8052 nhưng điều
nguợc lại có thể là không đúng.
2.2.1.3. Bộ vi điều khiển 8751
Chip 8751 chỉ có 4KB bộ nhớ UV-EPROM trên chip. Để sử dụng chip
này cần phải có thiết bị lập trình PROM và thiết bị xoá UV-EPROM. Do ROM
trên chip của 8751 là UV-EPROM, nên cần phải mất khoảng 20 phút để xoá
8751 truớc khi được lập trình. Vì đây là quá trình mất nhiều thời gian nên nhiều
nhà sản xuất đã cho ra phiên bản Flash ROM và UV-RAM.
2.2.1.4. Bộ vi điều khiển AT8951 của Atmel Corporation
AT8951 là phiên bản 8051 có ROM trên chip là bộ nhớ Flash. Phiên bản
này rất thích hợp cho các ứng dụng nhanh vì bộ nhớ Flash có thể được xóa trong
vài giây. Dĩ nhiên là để dùng AT8951 cần phải có thiết bị lập trình PROM hỗ trợ
bộ nhớ Flash nhưng không cần đến thiết bị xóa ROM vì bộ nhớ Flash được xóa
bằng thiết bị lập trình PROM. Để tiện sử dụng, hiện nay hãng Atmel đang nghiên
cứu một phiên bản của AT8951 có thể được lập trình qua cổng COM của máy
tính PC. Như vậy sẽ không cần đến thiết bị lập trình PROM.
Ký hiệu ROM RAM I/O Timer Ngắt Vcc Số chân IC
AT89C51 4KB 128 32 2 5 5V 40


Hình 2.1. Sơ đồ các chân của IC 8051
- CPU (Central Processing Unit): Đơn vị xử lý trung tâm tính toán và điều khiển
quá trình hoạt động của hệ thống.
- OSC (Oscillator): Mạch dao động tạo tín hiệu xung clock cung cấp cho các khối
trong chip hoạt động.
- Interrupt control: Điều khiển ngắt nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài (INT0\,
INT1\), từ bộ định thời (Timer 0, Timer 1) và từ cổng nối tiếp (Serial port), lần
luợt đua các tín hiệu ngắt này đến CPU để xử lý.
- Other registers: Các thanh ghi khác : Lưu trữ dữ liệu của các port xuất/nhập,
trạng thái làm việc của các khối trong chip trong suốt quá trình hoạt động của hệ
thống.
- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ dữ liệu trong chip lưu trữ các dữ liệu.
- ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chương trình trong chip lưu trữ chương
trình hoạt động của chip.
17

- I/O ports (In/Out ports): Các port xuất/nhập điều khiển việc xuất nhập dữ liệu
duới dạng song song giữa trong và ngoài chip thông qua các port P0, P1, P2, P3.
- Serial port: Port nối tiếp điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới dạng nối tiếp
giữa trong và ngoài chip thông qua các chân TxD, RxD.
- Timer 0, Timer 1: Bộ định thời 0, 1 dùng để định thời gian hoặc đếm sự kiện
(đếm xung) thông qua các chân T0, T1.
- Bus control: Điều khiển bus điều khiển hoạt động của hệ thống bus và việc di
chuyển thông tin trên hệ thống bus.
- Bus system: Hệ thống busliên kết các khối trong chip lại với nhau.
2.3. Vi điều khiển AT89C51
Vi điều khiển AT89C51 là một vi điều khiển thuộc họ 8051, loại CMOS,
có tốc độ cao và công suất thấp với bộ nhớ Flash có thể lập trình được. Nó được
sản xuất với công nghệ bộ nhớ không bay hơi mật độ cao của hãng Atmel.

b. Chức năng các chân IC 89C51
 Các cổng vào/ra song song
8051 có 4 cổng vào/ra song song 8 bit là Port 0, Port 1, Port 2, Port 3. Các
cổng này có thể sử dụng như là cổng vào hoặc cổng ra.
+) Cổng Port 0 (các chân 32÷39) : là cổng vào/ra song song có hai chức
năng. Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng, nó có chức năng
như các đường vào/ra. Trong các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng nó trở thành
bus địa chỉ và bus dữ liệu đa hợp.
+) Cổng Port 1 (các chân 1÷8): là cổng vào/ra song song. Các chân được
ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2, …có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu
cần. Cổng Port 1 không có các chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho
giao tiếp với các thiết bị ngoại vi.
20

+) Cổng Port 2 (các chân 21÷28): là một cổng vào/ra song song có tác
dụng kép, được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte của bus địa chỉ 16 bit
đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.
+) Cổng Port 3 (các chân 10÷17): là cổng vào/ra song song có tác dụng
kép. Khi không hoạt động xuất nhập các chân của cổng này có nhiều chức năng
riêng. Bảng 3 cho ta chức năng của các chân cổng Port3
Bảng 2. Chức năng của các chân cổng Port 3
 Nguồn:
Chân 40: VCC = 5V ± 20%
Chân 20: GND
 Các chân tín hiệu điều khiển
- Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN (Program Storage Enable):
 Tín hiệu PSEN là tín hiệu ra ở chân 29 có tác dụng kép.
 Cho phép đọc bộ nhớ chương trình ngoài, thường được nối đến chân
OE (Output Enable) của EPROM cho phép đọc các byte mã lệnh. Tín hiệu PSEN
ở logic 0 trong thời gian vi điều khiển tìm nạp lệnh. Các mã lệnh được đọc từ