Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Chữ ký của giáo viên
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 2 - NGÔ NGỌC NHÂN
HOÀNG MINH THẮNG
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
Trong đời sống hiện đại ngày nay, quảng cáo là một phần không thể thiếu
trong nhịp sống bùng nổ công nghệ thông tin như hiện nay. Ở bất cứ nơi đâu ta
cũng bắt gặp những biển quảng cáo từ đơn giản, thủ công cho đến những biển
quảng cáo điện tử hiện đại, thẩm mỹ. Đó là những bảng quảng cáo điện tử mà
chúng ta gọi là những bảng đèn quang báo. Công nghệ điện tử này còn được sử
dụng trong nhiều lĩnh vực như những biển báo giao thông, những bảng điểm
trên những sàn giao dịch chứng khoán,hay tại các sân bay, siêu thị... Những
bảng quang báo này góp phần làm cho thành phố chúng ta có được một bộ mặt

 Control bus: bus điều khiển.
2.Đơn vị xử lý trung tâm:
 CPU đóng vai trò chủ đạo trong hệ vi xử lý, nó quảnlý tất cả các
hoạt động của hệ và thựchiện tất cả các thao tác trên dữ liệu.
 CPU là một vi mạch điện tử có độ tích hợp ca. Khi hoạt động CPU
đọc mã lệnh được ghi dưới dạng cácbit 0 và bit 1 từ bộ nhớ, sau đó
nó sẽ thực hiện giải mã các lệnh này thành các dãy xung điều khiển
tương ứng với các thao táctrong lệnhđể điều khiển cáckhối khác
thực hiện từng bước các thao tác đóvà từ đó tạo ra các xung điều
khiển cho toàn hệ.
 IR/IP (Instruction Register/Intruction Pointer): thanh ghi lệnh/con
trỏ lệnh.
 PC (Program Counter): bộ đếm chươngtrình.
 Instruction decode and control unit: đơn vị giải mã lệnh và điều
khiển.
 ALU (arithmetic and Logic Unit): đơn vị số học và logic.
 Registers: Các thanh ghi.
 Khi hoạt động CPU sẽ thực hiện liên tục 2 thao tác: tìm nạp lệnh
và giãi mã - thực hiện lệnh.
 Thao tác tìm nạp lệnh:
 Nội dung của thanh ghi PC đượcCPU đưa lên bus địa chỉ.
 Tín hiệu điều khiển đọc (Read) chuyển sang trạng thái tích cực.
 Mã lệnh (Opcode) từ bộ nhớ được đưa lên bus dữ liệu.
 Nội dung của thanh ghi PC tăng lên một đơn vị để chuẩn bị tìm nạp
lệnh kế tiếp từ bộ nhớ.
 Thao tác giải mã - thực hiện lệnh:
 Mã lệnh từ thanh ghi IR được đưa vào đơn vị giải mã lệnh và điều
khiển.
 Đơn vị giải mã lệnh và điều khiển sẽ thực hiện giải mã opcode và tạo
ra các tín hiệu để điều khhiển việc xuất nhập dữ liệu giữ ALU và

 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.
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 6 - NGÔ NGỌC NHÂN
HOÀNG MINH THẮNG
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
 I/O ports (In/Out ports): Các port xuất/nhập _ điều khiển việc xuất nhập
dữ liệu dưới 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 bus _ liên kết các khối trong chip lại với nhau.
3.2. Chức năng các chân của chip 8051
Chip 89V51 :gồm 40 chân
• 2 chân nguồn cấp điện (VCC, VSS)
• 32 chân xuất/nhập
• 6 chân chức năng (EA, ALE, PSEN, XTAL1, XTAL2, RST)
 Port xuất/nhập 8 bit (P0.0 – P0.7)
 Port xuất/nhập 8 bit (P1.0 – P1.7)
 Port xuất/nhập 8 bit (P2.0 – P2.7)
 Port xuất/nhập 8 bit (P3.0 – P3.7)

 Port 2:
- Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28.
- Port 2 có hai chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) _ không sử dụng bộ nhớ ngoài.
• Bus địa chỉ byte cao (A8 – A15) _ có sử dụng bộ nhớ ngoài.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 2 đóng vai trò là ngõ vào của địa
chỉ byte cao (A8 – A11) và các tín hiệu điều khiển
 Port 3:
- Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân từ 10 – 17.
- Port 0 có hai chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7) _ không sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các
chức năng đặc biệt.
• Các tín hiệu điều khiển _ có sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc
biệt.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 3 đóng vai trò là ngõ vào của các
tín hiệu điều khiển
Chức năng của các chân Port3:
Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng
P3.0 RxD B0H Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp
P3.1 TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp
P3.2 INT0\ B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3 INT1\ B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời đếm 0
P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời đếm 1
P3.6 WR\ B6H Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu Ram ngoài
P3.7 RD\ B7H Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu Ram ngoài
 Chân PSEN\:
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 10 - NGÔ NGỌC NHÂN
HOÀNG MINH THẮNG

Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
EA\ = 0 _ Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM ngoài.
EA\ = 1 _ Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM trong.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của
điện áp lập trình (Vpp = 12V/89xx, 21V/80xx,87xx)
+ Lưu ý: Chân EA\ luôn luôn phải được nối lên Vcc (sử dụng chương trình của
ROM trong) hoặc xuống Vss (sử dụng chương trình của ROM ngoài).
 Chân XTAL1, XTAL2:
- XTAL (Crystal): tinh thể thạch anh, chân số 18-19.
- Chức năng:
• Dùng để nối với thạch anh hoặc mạch dao động tạo xung clock bên ngoài,
cung cấp tín hiệu xung clock cho chip hoạt động.
• XTAL1 _ ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip.
• XTAL2 _ ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip.
Chân RST:
- RST (Reset): thiết lập lại, chân số 9.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép thiết lặp (đặt) lại trạng thái ban đầu cho hệ thống.
• Là tín hiệu nhập, tích cực mức cao.
RST = 0 _ Chip 8051 hoạt động bình thường.
RST = 1 _ Chip 8051 được thiết lặp lại trạng thái ban đầu.
Chân Vcc, GND:
- Vcc, GND: nguồn cấp điện, chân số 40-20.
- Chức năng:
• Cung cấp nguồn điện cho chip 89V51 hoạt động.
• Vcc = +5V ± 10%.
• GND = 0V.
 Tổ chức bộ nhớ
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 12 - NGÔ NGỌC NHÂN

một ngõ ra ở
mức logíc
thấp ,tất cả các
ngõ còn lại đều
ở mức logic cao.
Sơ đồ bên
trong ic
74ls154
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 14 - NGÔ NGỌC NHÂN
HOÀNG MINH THẮNG
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
Bảng trạng thái IC74LS154
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 15 - NGÔ NGỌC NHÂN
HOÀNG MINH THẮNG
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
H: HIGH Voltage Level.
L: LOW Voltage Level.
x: Don’t care.
Nguyên tắc hoạt động của IC 74ls154:
Dựa vào bảng trạng thái ta th ấy :chỉ cần ch ân G1,G2 ỏ trạng thái cấm
(kh ông cho phép IC hoạt động)thì tất cả ngõ ra của Ic 74ls154 đều ở mức logic
cao bất chấp trạng thái ở các chân địa ch ỉ (A,B,C,D).Chẳng hạn như khi chân
G1 ở mức logic cao thì tất cả các ngõ ra của IC đều ở mức logic cao bất chấp
trạng thái của các ch ân còn lại như G2,A,B,C,D.
Khi các đương địa chỉ vào từ 01H_08H thì mức logic thấp duy nhất ở ngõ ra sẽ
di chuyển từ ngõ ra(O0_O7).
III. IC74LS00:
Ch ân 1,2,4,5,9,10,12,13:ngõ vào

1
3
2
SƠ ĐỒ CHÂN
IC 7805
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
C. Chức năng của từng khối :
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 18 - NGÔ NGỌC NHÂN
HOÀNG MINH THẮNG
KHỐI VI ĐIỀU
KHIỂN
KHỐI PHÂN
KÊNH
KHỐI HIỂN THỊ
BẢNG LED MA
TRẬN
KHỐI BÀN PHÍM
KHỐI
NGUỒN
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
I. Khối vi điều khiển:
IC 89V51RB2 là khối điều khiển trung tâm ,khối này nhận tín hiệu điều khiển
từ bàn phím thông qua Port 0 đồng thời cũng xuất dữ liệu cho khối phân kênh
thông qua Port 2 để quét hàng và xuất dữ liệu hiển thị ra cột thông qua Port 1.
II. Khối phân kênh :
Khối phân kênh dùng 2 IC 74LS154 dùng điều khiển hoạt động của 4 led ma
trận. Việc dùng IC 74LS154 làm giảm bớt việc phải tốn Port ở khối CPU do IC
này phân kênh 4  16 ( 2 IC sẽ được 32 đường điều khiển ).
III. Khối Led Matrix :

9
1 0
1 1
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
2 41 2
2 3
2 2
2 1
2 0
1 8
1 9
Y 0
Y 1
Y 2
Y 3
Y 4
Y 5
Y 6
Y 7
Y 8
Y 9
Y 1 0
Y 1 1
Y 1 2
Y 1 3
Y 1 4

1 4
1 5
1 6
1 7
2 41 2
2 3
2 2
2 1
2 0
1 8
1 9
Y 0
Y 1
Y 2
Y 3
Y 4
Y 5
Y 6
Y 7
Y 8
Y 9
Y 1 0
Y 1 1
Y 1 2
Y 1 3
Y 1 4
Y 1 5
V C CG N D
A
B

7
8
P2
HI
0
P I N
1
2
3
4
5
6
7
8
A . 0
A . 1
A . 2
A . 3
A . 4
A . 5
A . 6
A . 7
U 7
I N T / E X T
1
2
3
I N T
C O M
E X T

8
A . 0
A . 1
A . 2
A . 3
A . 4
A . 5
A . 6
A . 7
C 3
C
0
R 4
R
0
S W 1
U 4
8 9 C 5 1
1
2
3
4
5
6
7
8
1 0
1 1
1 2
1 3

P 1 . 3
P 1 . 4
P 1 . 5
P 1 . 6
P 1 . 7
P 3 . 0
P 3 . 1
P 3 . 2
P 3 . 3
P 3 . 4
P 3 . 5
P 3 . 6
P 3 . 7 P 0 . 0
P 0 . 1
P 0 . 2
P 0 . 3
P 0 . 4
P 0 . 5
P 0 . 6
P 0 . 7
P 2 . 0
P 2 . 1
P 2 . 2
P 2 . 3
P 2 . 4
P 2 . 5
P 2 . 6
P 2 . 7
A L E
P S E N

hiển thị màu xanh riêng) được nối với Port 1 để hiển thị ký tự,còn các hàng
đuợc nối riêng theo từng Led để cấp tín hiệu quét.
IV. Khối phím Matrix:
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 20 - NGÔ NGỌC NHÂN
HOÀNG MINH THẮNG
R 6
G 2
G 4
R 3 1
R
Q 1 3
C 1 5
C 2
G 3
D G 1
P 2
R 3 5
R
Q 6
C 2 2
P 3 2
P 3 1
R 1 3
R
P D
D R 3
Q 3 1
G 6
P 1 0

R 9
R
R 1 5
R
C 1 2
G 0
Q 3 0
R 2 7
R
R 2
R
C 1 4
P D
C 2 1
R 0
P 1 1
Q 2 0
P A
P D
R 6
R 4 7
R
R 2 2
R
R 3 3
R
G 4
G 6
D R 6
Q 9

D G 7
R 3
R
C 1 3
C 2 0
P 2 7
Q 2 5
D R 7
R 6
R
Q 7
C 1 7
C 2
G 6
R 3 4
R
C 6
P 1 5
U 4
l e d m a t i r x
2 4
2 1
1 8
1 5
1
4
7
1 0
1 2
9

C 7 R
C 6 R
C 5 R
C 4 R
C 3 R
C 2 R
C 1 R
C 0 R
R 4
D R 2
R 6
R 3
R 1
R 1 6
R
Q 3 2
P A
R 6
P 2 0
R 3 2
R
P 8
C 1 1
P C
R 5
D G 3
D R 5
Q 2 7
R 2 0
R

P 3 1
R 1 9
R
R 3
C 2 5
D R 0
C 2 7
G 7
P D
D G 3
C 3 2
P 2 8
P 1 0
R 4
R
P 1 6
R 1 2
R
P 1 5
G 1
G 0
R 2 9
R
C 1 7
D G 7
R 4 1
R
Q 3
P 2 8
C 6

P C
R 2
G 4 R 4
Q 1 7
R 1
R
Q 2 1
P A
C 2 6
P 1 9
P C
R 7
P A
R 7
G 1
D R 4
R 3 9
R
C 2 0
P 2 1
P C
G 7
R 5
P 5
R 4
P 1 4
R 2
P 3 0
R 8
R

G 6
D G 2
C 3
R 2
D G 6
P 4
P 2
P 2 9
D R 5
C 3 2
P B
Q 4
C 5
P 2 3
C 1 3
G 5
G 1
D R 0
J 3
C O N 8
1
2
3
4
5
6
7
8
V C C
C 1 5

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

P D
Q 1 4
P 1 1
P 8
C 4
C 5
C 1
G 7R 7
D G 1
Q 2 6
C 1 4
D G 5
P 3 0
P 3
R 2 3
R
P 2 5
Q 2 8
R 1
D R 4
D G 5
Q 1
P 2 2
P C
R 4 4
R
P C
R 0
R 2 8
R

C 2 G
C 3 G
C 4 G
C 5 G
C 6 G
C 7 G
R 7
R 6
R 5
R 4
R 3
R 2
R 1
R 0
C 7 R
C 6 R
C 5 R
C 4 R
C 3 R
C 2 R
C 1 R
C 0 R
C 1 6
P B
C 2 7
R 6
J 1
C O N 8
1
2

5
6
7
8
U 2
l e d m a t i r x
2 4
2 1
1 8
1 5
1
4
7
1 0
1 2
9
6
3
1 3
1 6
1 9
2 2
1 1
8
5
2
1 4
1 7
2 0
2 3

P 3
C 2 1
C 3 1
G 5
G 3
G 1
P C
C 2 9
R 4
P 6
R 0
C 3 1
P 7
Q 1 8Q 1 0
P A
P 2 6
Q 2 4
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
Khối bàn phím này được thiết kế dựa vào cấu trúc hàng và cột của ma trận.
Bàn phím gồm 16 phím được sắp xếp theo ma trận 4x4 (4 hàng x 4 cột). Các
hàng và cột của ma trận phím này được kết nối với vi điều khiển thông qua đầu
nối jack 8. R0-R3 các hàng của ma trận phím. C0-C3 các cột của ma trận phím.
V. Khối nguồn:
Mạch ổn áp có điện áp ngõ ra cố định 5V sử dụng IC ổn áp 7805(ổn áp dương
có điện áp ngõ ra là 5V,dòng điện ngõ ra đến 1A)
Các tụ 0,33 và 0,1uF dùng chống nhiễu .Phần tử điện trở công suất chủ yếu của
mạch này là bảng đèn .Ic ổn áp 7805 chịu đựoc dòng đển 1A nên bảo đảm cung
cấp dòng cho toàn mạch mà bản thân nó không bị quá dòng .Tuy nhiên ta cũng
cần gắn tản nhiệt cho IC để nó hoạt đông ở điều kiện tốt nhất.
D. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

các led màu xanh trên cùng 1 cột).Sự kết hợp các mức logic
cao/thấp thích hợp trên các hàng và cột theo một quy luật nhất
định mà ta sẽ có hình ảnh như mong muốn.
- Phương pháp điều khiển: đầu tiên ta cấp tín hiệu sao cho hàng 1
sáng có nguồn rồi đưa ra mã nhị phân tương ứng của hình ảnh
cần hiển thị tại hàng đó ra các cột.Kế tiếp ta cấp tín hiệu cho
hàng 2 có nguồn rồi đưa mã nhị phân tương ứng của hình ảnh
cần hiển thị tại hàng đó ra cột.Quá trình cứ diễn ra một cách
tuần tự và liên tục như vậy và do hiện tượng lưu ảnh của mắt mà
ta thấy được các Led dường như sáng như cùng một lúc để tạo ra
hình ảnh mong muốn trên Led ma trận
- Các ngõ vào điều khiển hàng và cột đều sử dụng mức thấp để
điều khiển.
II. Khối vi điều khiển:
- Ở đây ta dùng con 89V51RB2, có 40 chân,gồm 4 Port dùng xuất
nhập dữ liệu,mõi Port 8 chân; 2 chân nguồn 20 mass và 40 Vcc;
2 chân gắn thạch anh (chân 18,19);1 chân reset chân 9;chân 29 là
chân cho phép bộ nhớ chương trình;chân 30 là chân chốt địa chỉ
và cuối cùng chân 31 là chân cho phép truy xuất ngoài.
- Để reset chíp ta dùng nút nhấn . Trong mạch,chúng ta có thể
reset tự động bằng tụ hoặc reset bằng tay bởi nút nhấn.
III. Khối phím ma trận:
- Được thiết kế dựa trên cấu trúc hàng và cột của ma trận.Bàn phím
gồm 16 phím được sắp xếp theo ma trận 4 x 4 (tức 4 hàng 4 cột).Các hàng và
cột của ma trân phím này được kết nối với vi điều khiển thông qua Port
0.R0-R3 : các hàng của ma trận phím,C0-C3 : các cột của ma trận phím
Để điều khiển bàn phím ma trận nhày ta sử dụng phương pháp quét
phím. Để điều khiển quét phím này ta xuất 1 dữ liệu 4 bit( trong đó 1 bit ở
mức logic thấp và 3 bit ở mức logic cao) ra các cột của ma trận phím, đọc 4
bit dữ liệu các hàng của ma trận phím vào để kiểm tra xem có phím nào

1 47
P 0
1
2
3
4
5
6
7
8
1
7 4 L S 1 5 4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
2 41 2
2 3

2
3
4
5
6
7
8
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 3
1 4
1 5
1 6
1 7
2 41 2
2 3
2 2
2 1
2 0
1 8

6
7
8
L E D 4
1
2
3
4
5
6
7
8
V C C
L E D 1
1
2
3
4
5
6
7
8
P2
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
Bảng trạng thái IC74LS154
GVHD: SVTH:
Phạm Quang Trí - 24 - NGÔ NGỌC NHÂN
HOÀNG MINH THẮNG
Đồ án 2 Quang báo nhập từ bàn phím ma trận
H: High Voltage Level