Giáo trình môn Kỹ thuật Vi điều khiển - Chương II: Thiết kế KIT vi điều khiển

Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 29 
Ch−ơng II 
Thiết kế KIT vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng –Bộ môn TĐH 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 30 
Ch−ơng II 
Thiết kế KIT vi điều khiển 
2.1 Chọn ph−ơng án thiết kế 
Họ vi điều khiển mà bộ KIT chọn làm thành phần trung tâm là họ 8051, vì những 
lí do sau đây: 
 + Họ 8051 là họ vi điều khiển phổ biến nhất hiện nay, đ−ợc sử dụng rất 
rộng r3i trong các ứng dụng công nghiệp cũng nh− trong việc chế tạo các sản phẩm dân 
dụng. 
 + Họ 8051 đ3 và đang là môn học đ−ợc nằm trong ch−ơng trình đào tạo 
của các tr−ờng trung học, cao đẳng và đại học trong cả n−ớc, đây còn là một đối t−ợng 
cụ thể cho sinh viên khi bắt đầu nhập môn vi điều khiển. Vì vậy, việc chọn họ 8051 
làm thành phần trung tâm của bộ KIT là phù hợp với ch−ơng trình đào tạo và điều kiện 
học tập của sinh viên. 
Vì những lí do trên, và xuất phát từ mục đích, yêu cầu của đồ án là thiết kế một 
bộ KIT vi điều khiển phục vụ mục đích đào tạo môn học này, ta quyết định chọn 
ph−ơng án sử dụng chip vi điều khiển 89C52 của h3ng ATMEL để làm thành phần 
trung tâm của KIT, cùng với các thành phần bộ nhớ ROM, RAM bên ngoài và các thiết 
bị ngoại vi phong phú. 
Chip vi điều khiển AT89C52 là một bộ vi điều khiển cũng thuộc họ 8051, do đó 
nó có tất cả những đặc tr−ng cơ bản của họ này. Ngoài ra nó còn có thêm 1 bộ định 
thời Timer 2 và 3 nguồn ngắt so với 8051. 
72.2 Xây dựng sơ đồ khối của KIT 
Sau đây ta sẽ xây dựng sơ đồ khối của bộ KIT vi điều khiển nh− sau: 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 31 
CPU
PC LCD
bàN PHíM
A/D D/A LED 
7 
THANH
VàO/RA
DIGITAL
ĐầU VàO
 XUNG
LED
 MATRIX
8 x 8
stepper
motor
Trong sơ đồ khối của bộ KIT nh− trên, chức năng của các khối nh− sau 
- Khối CPU : Đây là khối trung tâm của hệ thống. Nó bao gồm chip vi điều 
khiển AT89C52, EEPROM, RAM, các cổng giao tiếp mở rộng, mạch chốt, giải m3 địa 
chỉ... Khối này làm nhiệm vụ trung tâm điều hành hoạt động của cả bộ KIT. 
- Khối PC : Đây là khối giao tiếp giữa hệ vi điều khiển của bộ KIT và máy 
tính. PC giúp cho ng−ời sử dụng có thể phát triển các ứng dụng trên bộ KIT từ máy 
tính. Ng−ời sử dụng dùng PC để nạp các ch−ơng trình ứng dụng cho bộ KIT. Ngoài ra 
PC còn cho phép ng−ời sử dụng nạp các ch−ơng trình điều hành của ng−ời sử dụng viết 
cho bộ KIT hoặc thay đổi ch−ơng trình điều hành hiện đang có trong bộ KIT. Ch−ơng 
trình điều hành phải đ−ợc nạp từ các mạch nạp ngoài và cố định trên KIT. Ch−ơng 
trình ứng dụng của ng−ời sử dụng đ−ợc nạp cho bộ KIT từ máy tính thông qua phần 
mềm nạp đi kèm theo KIT. 
Hình 2.1 - Sơ đồ khối của KIT 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 32 
- Bàn phím: Đây là khối thiết bị đầu vào giao tiếp giữa vi điều khiển và ng−ời 
sử dụng. Bàn phím cho phép ng−ời sử dụng sử dụng nó để điều khiển hoạt động của 
KIT theo h−ớng dẫn trên màn hình LCD nh−: 
 Chạy ch−ơng trình từng b−ớc (nút STEP) 
 Xem, sửa đổi các thanh ghi (R0-R7), các thanh ghi đặc biệt (SFR), các 
PORT (P0,P1,P2, P3), các ô nhớ RAM ... 
 Chuyển đổi qua lại giữa các kiểu hiển thị dữ liệu nh− nhị phân, hexa hay 
thập phân. 
- Khối LCD: màn hình tinh thể lỏng với kích th−ớc lớn 24x8 kí tự giúp ta có thể 
quan sát dễ dàng giá trị của các thanh ghi (R0-R7), các thanh ghi đặc biệt (SFR) các 
PORT (P0,P1,P2, P3), các ô nhớ trong RAM ... Ngoài ra trên màn hình còn có các 
h−ớng dẫn ng−ời sử dụng, chức năng của các phím tùy theo ngữ cảnh. LCD tạo ra sự 
tiện lợi, thân thiện cho ng−ời sử dụng trong làm quen cũng nh− thí nghiệm trên KIT. 
- Khối A/D : Có chức năng chuyển đổi tín hiệu điện áp t−ơng tự 0 – 5V thành 
tín hiệu số 8 bit để đ−a vào vi điều khiển xử lí. Tín hiệu vào 0-5V có thể đ−ợc đ−a từ 
bên ngoài hoặc thông qua DIP-SWITCH (Dual Inline Pakage - SWITCH) để nối các tín 
hiệu t−ơng tự có sẵn trên kit nhờ bộ chia áp là 3 biến trở vi chỉnh và đặc biệt là đầu ra 
của 1 bộ cảm biến nhiệt độ LM35, có thể tiến hành ở đây một bài thí nghiệm về đo 
nhiệt độ phòng. 
- Khối D/A : Là khối cho phép chuyển đổi tín hiệu số 8 bit thành tín hiệu t−ơng 
tự 0 – 10V đ−a ra ngoài, có thể hiển thị đ−ợc trên máy hiện sóng. 
- Khối vào/ra xung số - điều khiển động cơ b−ớc và động cơ 1 chiều: 
Là khối vào/ra tín hiệu số, cho phép bộ KIT nhận vào một tín hiệu số 8 bit, 4 tín 
hiệu vào dạng xung bằng các nút ấn, 4 tín hiệu vào dạng xung từ bên ngoài nh− các bộ 
encoder, ngoài ra còn có 6 đầu ra xung, có đệm tầng khuyếch đại để điều khiển động 
cơ b−ớc và động cơ 1 chiều. Ngoài ra ng−ời sử dụng có thể sử lựa chọn loại điện 5V 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng ... hân tín hiệu cho phép chốt số liệu đầu vào. 
- Start : xung cho phép bắt đầu chuyển đổi. 
- Clk : đầu vào cung cấp xung clock cho ADC 
- Ref(+) : điện áp vào chuẩn +5v 
- Ref(-) : điện áp vào chuẩn 0 
- OE : Chân cho phép xuất dữ liệu đ3 chuyển đổi ra DataBus. 
- EOC : Cho biết quá trình chuyển đổi đ3 kết thúc. 
- Vcc: nguồn cung cấp 
Hoạt động của ADC0809 : Đầu tiên ta phát tín hiệu vào 3 chân A, B, C để chọn 
cổng vào t−ơng tự. Để bắt đầu cho ADC0809 hoạt động, ta phát xung vào chân Start. 
Tiếp tục phát xung ALE để chốt dữ liệu t−ơng tự đầu vào. Sau khi quá trình chuyển đổi 
t−ơng tự – số đ3 diễn ra xong. ADC0809 sẽ tự phát ra một xung trên chân EOC để báo 
cho biết đ3 kết thúc quá trình chuyển đổi. Để dữ liệu đ−ợc đ−a ra các chân D0 D7, ta 
phát một xung vào chân OE của ADC0809. Bây giờ có thể đọc dữ liệu đ−ợc. 
Trong mạch nguyên lý của khối vào/ra ADC-DAC, ADC0809 đ−ợc điều khiển 
bởi 2 cổng của 8255. Cổng PA của 8255 đ−ợc nối với các chân ra số của ADC, còn 
việc phát xung điều khiển ADC đ−ợc thực hiện bởi 4 bit thấp của cổng PC. 
LM555 
Đây là vi mạch dùng để tạo xung clock cho ADC0809. Vi mạch này đ−ợc sử 
dụng rộng r3i trong các ứng dụng cần tạo ra xung vuông có tần số thay đổi. D−ới đây 
là sơ đồ khối và cách làm việc của IC này. 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 56 
LM35 
Trong phần chuyển đổi ADC, DAC ngoài đầu vào tín hiệu t−ơng tự bằng các 
biến trở vi chỉnh, trên KIT còn trang bị một cảm biến nhiệt độ, họ LM35. Đây là họ 
cảm biến nhiệt, mạch tích hợp, chính xác cao, có điện áp đầu ra tỷ lệ tuyến tính với 
nhiệt độ theo thang độ C. Họ cảm biến này không yêu cầu căn chỉnh ngoài vì vốn nó 
đ3 đ−ợc căn chỉnh. Họ này cho điện áp ra 10mV ứng với thay đổi nhiệt độ là 10C. 
U1
LM555
3
4
8
5
2
6
7
OUT
RST
VCC
CV
TRG
THR
DSCHG
Hình 2.18 - Sơ đồ chân LM555 
Hình 2.19 Sơ đồ chân của LM35 
U6
DAC0808
12
11
10
9
8
7
6
5
14
15
4
2
16
1
3
3
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
VR+
VR-
IOUT
IOUT
COMP
V
+
V
-
Hình 2.20 - Sơ đồ chân của DAC0808 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 57 
DAC0808 
DAC0808 là vi mạch chuyển đổi tín hiệu từ số sang t−ơng tự có độ chính xác 8 
bit. Tín hiệu t−ơng tự là dòng (Iout) và nếu nối điện trở tới chân Iout thì kết quả sẽ đ−ợc 
chuyển thành điện áp. Dòng tổng đ−ợc cấp bởi chân Iout là một hàm số nhị phân của 
các đầu vào D0 – D7 của DAC0808 và đ−ợc tính theo Iref nh− sau: 
7 6 5 4 3 2 1 0
2 4 8 16 32 64 128 256
OUT REF
D D D D D D D D
I I 
Dòng đầu vào IREF phải đ−ợc áp vào chân 14. Dòng IREF th−ờng đạt giá trị 2mA. 
Nếu IREF = 2mA, còn tất cả đầu vào nối với mức cao thì dòng điện cực đại ở đầu ra là 
1.99mA. 
Chuyển IOUT sang điện áp ở DAC0808 
Nếu nối điện trở tới chân IOUT thì dòng đ−ợc chuyển thành điện áp và có thể kiểm 
tra đầu ra bằng máy hiện sóng. Tuy nhiên, nh− vậy sẽ làm giảm độ chính xác do bị 
thay đổi trở kháng vào của tải. Vì vậy dòng IREF cần đ−ợc cách ly bằng cách dùng 
khuyếch đại thuật toán, ví dụ nh− HA17741 với điện trở hồi tiếp Rf = 5 K. 
Chức năng các chân : 
- A1 A8 : Các đầu vào số 
- VR+ : Điện áp chuẩn d−ơng 
- VR- : Điện áp chuẩn âm 
- V- (VEE) : Điện áp so sánh hiệu chỉnh 
- V+ : Điện áp nguồn cung cấp 
- COMP : Chân tín hiệu so sánh 
- IOUT : Dòng ra d−ơng 
- /IOUT : Dòng ra âm 
Sau đây là mạch ứng dụng phổ biến nhất của ADC0808 : 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 58 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 59 
2.3.5 Khối vào/ra xung số, điều khiển động cơ b−ớc 
3PA2
3PA3
RN2
10k
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3PA4
J9
HEADER 2
1
2
3PA5
VCC
3PA6
ẹOÄNG Cễ 1 CHIEÀU
GND
3PA7
3PC7
VCC
3PA3
3PA4
U3 8255
D0
34
D1
33
D2
32
D3
31
D4
30
D5
29
D6
28
D7
27
RD
5
WR
36
A0
9
A1
8
RESET
35
CS
6
PA0
4
PA1
3
PA2
2
PA3
1
PA4
40
PA5
39
PA6
38
PA7
37
PB0
18
PB1
19
PB2
20
PB3
21
PB4
22
PB5
23
PB6
24
PB7
25
PC0
14
PC1
15
PC2
16
PC3
17
PC4
13
PC5
12
PC6
11
PC7
10
VCC
26
GND
7
3PA5
3PC4
3PA6
3PA7
ẹAÀU VAỉO XUNG
DAẽNG NUÙT AÁN 3PC5
3PC4
3PC5
3PC6
3PC7
8255_3
XUNG SOÁ, ẹOÄNG Cễ BệễÙC
ADRRESS:
PA_3:8008H
PB_3:8009H
PC_3:800AH
CW_3:800BH
3PC6
J10
HEADER 2
1
2
ẹ I E ÀU K H I E ÅN ẹ OÄN G Cễ BệễÙC
OUT5
J6
HEADER 2
1
2
R22.21
1K
R22.22
1K
R22.23
1K
R22.24
1K
D22.9
J11
HEADER 2
1
2
D22.10
D22.11
D22.12
3PB0
J7
HEADER 2
1
2
GND
CR3
104
SW1
SW DIP-10
V A ỉO R A X UNG SOÁ
3PC0
3PC1
3PC2
3PC3
3PB1
VCC
OUT6
D0
D1
D2
D4
D3
D5
VCC
D6
D7
D22.13
LED
GND
3PB2
/RD
/WR
A1
A0
/CS_8255_PULSE_STEPPER
GND
3PB3
3PB1
3PB0
3PB3
3PB2
3PB4
ẹAÀU VAỉO SOÁ
3PB5
3PB4
3PC1
3PC0
3PA0
3PA1
SW22.9
SW22.10
3PB5
SW22.11
SW22.12
3PA2
D22.14
LED
SW2
SW KEY-SPDT
D22.15
LED
OUT5
3PA6
3PC3
D22.16
LED
OUT6
D22.17
LED
3PC2
ẹ OÄNG Cễ 1 CH I E ÀU
3PC4
D22.18
LED
3PA0
3PC4
3PA5
3PA1
3PC5
3PA4
3PA2
3PC5
3PA3
RN1
1k
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3PC6
3PA3
VCC
3PA2
3PA4
R22.9
1K
R22.10
1K
3PC6
R22.11
1K
R22.12
1K
3PA1
3PA5
3PC7
U4
ULN2803
COM
10
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
OUT1
18
OUT2
17
OUT3
16
OUT4
15
OUT5
14
OUT6
13
OUT7
12
OUT8
11
3PA0
3PA6
ẹOÄNG Cễ BệễÙC
J_STEPMOTOR
HEADER 6
1
2
3
4
5
6
D22.19
LED
3PA7
3PC7
D22.20
LED
12VVCC
ẹAÀU VAỉO XUNG
Tệỉ CAÙC THIEÁT Bề NGOAỉI 
NHệ ENCODER
3PA7
D5
3PA0
J5
8255_3
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
23 24
25 26
27 28
29 30
31 32
33 34
35 36
37 38
39 40
D6
VAỉO RA XUNG SOÁ
ẹOÄNG Cễ BệễÙC
VCC
12V
GND
-5V
-12V
A0
A1
/WR
/RD
D0
/CS_8255_PULSE_STEPPER
D2
D1
VCC
GND
-5V
D3
-12V
12V
D4
D7
3PA1
Linh kiện chính có trong mạch : 
Động cơ b−ớc 
Động cơ b−ớc thực hiện việc chuyển các xung điện thành các b−ớc quay mịn của 
motor. Do có sự t−ơng ứng 1-1 giữa xung điện điều khiển và b−ớc quay của motor nên 
động cơ b−ớc có độ chính xác dịch chuyển cao. Vì vậy động cơ b−ớc th−ờng đ−ợc sử 
dụng trong các thiết bị toạ độ chính xác nh− cánh tay robot, máy in, máy vẽ, thiết bị 
khoa học... 
Hình 2.21 - Khối vào/ra xung số và điều khiển 
động cơ b−ớc, động cơ 1 chiều 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 60 
Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của động cơ b−ớc đ−ợc trình bày nh− sau : 
Nh− hình vẽ trên là loại động cơ b−ớc loại nam châm vĩnh cửu. Roto làm bằng 
nam châm vĩnh cửu còn các cuộn dây đ−ợc quấn trên stato. B−ớc góc của rôto là 900 . 
Động cơ có 4 cực đ−ợc đặt ở vị trí đối diện nhau từng cặp một, gồm XX , và YY , . 
Tuỳ thuộc vào chiều dòng điện chạy qua các cuộn dây mà từ tr−ờng của stato sẽ có 
một h−ớng nhất định. Do đó roto sẽ đ−ợc định vị chính xác. 
Việc thay đổi thứ tự chiều dòng điện chạy qua các cuộn dây theo một trình tự 
nhất định sẽ điều khiển đ−ợc động cơ chạy thuận hay chạy ng−ợc nh− mong muốn. Và 
tốc độ của động cơ có thể đ−ợc điều chỉnh bằng khoảng thời gian trễ giữa hai lần thay 
đổi thứ tự chiều dòng điện. 
 Theo chiều kim đồng hồ Ng−ợc chiều kim đồng hồ 
 Hình 2.23 - Nguyên lý cấp xung cho động cơ b−ớc. 
Hình 2.22 - Nguyên lý cấu tạo 
của động cơ b−ớc. 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 61 
Trong mạch nguyên lý ở hình 2.20 có một header 6 đầu ra để điều khiển động cơ 
b−ớc (Stepper motor). Loại động cơ b−ớc đ−ợc lắp đặt trên bộ KIT là động cơ b−ớc có 
điện áp nguồn cấp là 5V và độ phân giải là 200, tức là với mỗi nhịp điều khiển, motor 
b−ớc sẽ quay một góc = 3600/200 = 1,80. 
Hình của khối xung số, động cơ b−ớc, động cơ 1 chiều 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 62 
2.3.6 Khối hiển thị LED matrix 
LED matrix 8x8 là một bảng 64 điểm LED bố trí theo kiểu ma trận 8 hàng x 8 
cột, tại mỗi điểm 2 LED xanh và đỏ đấu chung Anôt, mỗi hàng gồm 8 điểm cũng đấu 
chung Anôt với nhau. Nh− vậy ma trận LED có 24 chân : 8 chân Anôt chung, 8 chân 
điều khiển đèn xanh và 8 chân điều khiển đèn đỏ. 
Địa chỉ các cổng và thanh ghi điều khiển của 8255 điều khiển LED matrix nh− 
sau : PA5 : 800Ch PB5 : 800Dh 
PC5 : 800Eh CW5 : 800Fh 
Hình 2.24 - Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị LED matrix 
5PC0
8x8 Bi-Color Led Matrix
CLM1
12 A8
13 A4
3
A5
6
A6
9 A7
23
R1
20
R2
11
R8
17
R3
14
R4
5
R6
8
R7
2
R5
16 A3
19 A2
22
A1
2
4
G1
2
1
G2
1
8
G3
1
5
G4
1
G5
4
G6
7
G7
1
0
G8
5PB1
D2
D1
D3
5PC1
D5
D7
U41
ULN2803
COM
10
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
OUT1
18
OUT2
17
OUT3
16
OUT4
15
OUT5
14
OUT6
13
OUT7
12
OUT8
11
5PC2
5PB2
U42
ULN2803
COM
10
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
OUT1
18
OUT2
17
OUT3
16
OUT4
15
OUT5
14
OUT6
13
OUT7
12
OUT8
11
5PC3
A0
D1
1
2
5PB3
A1
/RD
/WR
5PC4
5PB4
D2
1
2
D3
1
2
D4
1
2
D5
1
2
D6
1
2
D7
1
2
5PC5
5PA4
L E D M A T R A ÄN
5PB5
5PA5
5PC6
DATA (D0-D7)
5PA6
5PB6
GND
5PA7
5PC7
5PB7
TL1 C2383
TL2 C2383
TL3 C2383
TL6 C2383
 TL7 C2383
TL8 C2383
VCC VCC
VCC
5PA0
5PA3
5PA1
5PA5
5PA2
5PA4
GND
5PA7
5PA6
TL4 C2383
TL5 C2383
RG1 RG3 RG4 RG5 RG6 RG7 RG8
U18
8255
D0
34
D1
33
D2
32
D3
31
D4
30
D5
29
D6
28
D7
27
PA0
4
PA1
3
PA2
2
PA3
1
PA4
40
PA5
39
PA6
38
PA7
37
PB0
18
PB1
19
PB2
20
PB3
21
PB4
22
PB5
23
PB6
24
PB7
25
PC0
14
PC1
15
PC2
16
PC3
17
PC4
13
PC5
12
PC6
11
PC7
10
V
C
C
2
6
GND
7
RD
5
WR
36
A0
9
A1
8
RESET
35
CS
6
D16
1
2
D15
1
2
D14
1
2
D13
1
2
D12
1
2
D10
1
2
D11
1
2
D9
1
2
5PA0
5PA1
5PA2
5PA3
5PB0
5PB1
5PB2
5PB3
8255_5
LED MA TRAÄN
ADRRESS:
PA_5:800CH
PB_5:800DH
PC_5:800EH
CW_5:800FH
5PB4
5PB5
5PB6
RR1 RR2
5PB7
RR3 RR4 RR5 RR6 RR7
5PC0
RR8
5PC1
5PC2
5PC3
5PC4
5PC5
5PC6
5PC7
/CS_8255_MATRIX_LED
D4
D6
RG2
-5V
VCC
GND
-12V
12V
5PB0
J6
8255_4_5
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
23 24
25 26
27 28
29 30
31 32
33 34
35 36
37 38
39 40
LED 7 DOAN, LED MATRIX 8X8
TO BOARD NGOAI VI 3
D1
D0
D2
D5
D4
D3
D6
-5V
VCC
D0
-12V
12V
GND
D8
1
2
A0
/CS_8255_MATRIX_LED
/RD
/CS_8255_7SEG_LED
A1
/WR
D7
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 63 
Hình của khối LED đơn, LED 7 đoạn, LED ma trận 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 64 
ULN2803: IC làm nhiệm vụ đệm dòng cho LED ma trận và động cơ b−ớc cũng 
nh− động cơ 1 chiều. IC này gồm 8 bộ tranzitor NPN mắc Darlington, chịu đ−ợc điện 
áp đầu vào đến 30V, đầu ra đến 50V, dòng IC cực đại có thể chịu đ−ợc là 500mA, đủ 
để đệm dòng cho ma trận LED. Ngoài ra nó còn tích hợp các transistor để chống quá 
áp khi đóng ngắt các tải cảm (các cuộn dây của động cơ). 
Nguyên lý hoạt động: Khi đầu vào t−ơng ứng ở mức cao thì đầu ra t−ơng ứng ở 
mức thấp. 
Hình 2.25 Sơ đồ chân của UNL2803 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 65 
2.3.7 Khối hiển thị LED 7 đoạn và LED đơn 
 Mạch giải mM cho đèn LED 7 thanh DM7447A 
Để có thể hiển thị đ−ợc các số liệu lên LED 7 thanh, ta cần vi mạch giải m3 
7447. Vi mạch này có nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu đầu vào từ các chân D0 D3 thành 
các tín hiệu đ−a đến các thanh của LED. 
4PA2
4PA1
4PA0
VCC
VCC
A0
/RD
A1
/WR
R27.1
R27.2
R27.4
R27.3
R27.5
R27.6
4PA3
R27.7
VCC
GND
560
R28.1
R28.3
R28.2
R28.5
R28.4
R28.6
R28.7
4PA4
U31
7447
D0
7
D1
1
D2
2
D3
6
BI/RBO
4
RBI
5 LT
3
A
13
B
12
C
11
D
10
E
9
F
15
G
14
U32
7447
D0
7
D1
1
D2
2
D3
6
BI/RBO
4
RBI
5 LT
3
A
13
B
12
C
11
D
10
E
9
F
15
G
14
U33
7447
D0
7
D1
1
D2
2
D3
6
BI/RBO
4
RBI
5 LT
3
A
13
B
12
C
11
D
10
E
9
F
15
G
14
U30
7447
D0
7
D1
1
D2
2
D3
6
BI/RBO
4
RBI
5 LT
3
A
13
B
12
C
11
D
10
E
9
F
15
G
14
VCC
16
GND
8
560
4PA5
U29
7 Segs LED
a
7
b
6
c
4
d
2
e
1
f
9
g
10
pt
5
U40
8255_0
D0
34
D1
33
D2
32
D3
31
D4
30
D5
29
D6
28
D7
27
PA0
4
PA1
3
PA2
2
PA3
1
PA4
40
PA5
39
PA6
38
PA7
37
PB0
18
PB1
19
PB2
20
PB3
21
PB4
22
PB5
23
PB6
24
PB7
25
PC0
14
PC1
15
PC2
16
PC3
17
PC4
13
PC5
12
PC6
11
PC7
10
VCC
26
GND
7
RD
5
WR
36
A0
9
A1
8
RESET
35
CS
6
R29.3
R29.4
R29.7
R29.2
R29.6
R29.1
R29.5
U26
7 Segs LED
a
7
b
6
c
4
d
2
e
1
f
9
g
10
pt
5
4PA6
U27
7 Segs LED
a
7
b
6
c
4
d
2
e
1
f
9
g
10
pt
5
U28
7 Segs LED
a
7
b
6
c
4
d
2
e
1
f
9
g
10
pt
5
560
R26.1
R26.2
R26.3
R26.4
R26.5
R26.6
R26.7
4PA7
VCC
VCC
VCC
VCC
VCC
VCC
CR40
104
R49
RESISTOR SIP 9
12
3
4
5
6
7
8
9
DATA (D0-D7)
4PA6
4PA5
4PA4
4PA7
VCC
4PA1
4PA2
4PA3
4PA0
D24
LED
D23
LED
D22
LED
D21
LED
D20
LED
D19
LED
D18
LED
D17
LED
/CS_8255_7SEG_LED
U43
ULN2803
COM
10
IN1
1
IN2
2
IN3
3
IN4
4
IN5
5
IN6
6
IN7
7
IN8
8
OUT1
18
OUT2
17
OUT3
16
OUT4
15
OUT5
14
OUT6
13
OUT7
12
OUT8
11
8255_4
LED 7 ẹOAẽN
LED ẹễN
ADRRESS:
PA_4:C000H
PB_4:C001H
PC_4:C002H
CW_4:C003H
GND
D1
D0
D3
D2
560
D5
D4
D7
D6
VCC
L E D 7 ẹ OA ẽN, L E D ẹ ễN
GND
GND
Hình 2.25 - Sơ đồ nguyên lý mạch 
hiển thị LED 7 thanh 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 66 
Sau đây là bảng giải m3 tín hiệu của vi mạch 7447 : 
U3
7447
7
1
2
6
4
5
3
13
12
11
10
9
15
14
D0
D1
D2
D3
BI/RBO
RBI
LT
A
B
C
D
E
F
G
Hình 2.26 - Sơ đồ chân của 7447 
Giáo trình môn Kỹ thuật Vi Điều Khiển Ch−ơng21 : thiết kế Kit vi điều khiển 
 Biên soạn : Lâm tăng Đức – Lê Tiến Dũng – Bộ môn TĐH Trang 67 
Đèn LED 7 thanh 
Dòng tiêu thụ của đèn khá lớn, mỗi đèn có dòng khoảng 100mA. Chính vì vậy ta 
cần có điện trở giới hạn dòng giữa vi mạch giải m3 7447 và LED. Trong đồ án này, ta 
sử dụng loại đèn có Anốt chung, màu hiển thị là màu đỏ. 
U5
7 Segs LED
7
6
4
2
1
9
10
5
a
b
c
d
e
f
g
pt
Hình 2.27 - Sơ đồ chân của LED 7 thanh