Đồ Án Thiết kế đồng hồ điện tử gồm bộ VXL AT89S52 kết hợp với các IC giải mã 74LS138, hiển thị bằng LED 7

A. LỜI MỞ ĐẦU
Trong những thập niên cuối thế kỷ 20, kỹ thuật điện tử đã liên tục có những tiến bộ vượt bậc, đặc biệt là trong kỹ thuật chế tạo vi mạch điện tử. Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử mà đặc trưng là kỹ thuật vi xử lý đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong sự phát triển của khoa học tính toán và xử lý thông tin, nó ảnh hưởng quyết định đến con đường “tin học hoá” xã hội, tức là con đường mà thông tin đã và đang trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp trong nền sản xuất của kỷ nguyên tới.
Năm 1970, công ty Intel cho ra đời bộ vi xử lý đầu tiên, có tên gọi là Intel – 4004, nhằm đáp ứng nhu cầu cần thiết của một công ty kinh doanh là hãng truyền thông BUSICOM. Intel – 4004 là kết quả một ý tưởng quan trọng trong sự phát triển kỹ thuật vi xử lý số. Đó là một kết cấu logic mà có thể thay đổi chức năng của nó bằng chương trình ngoài chứ không phát triển theo hướng một cấu trúc chỉ thực hiện một số chức năng nhất định như trước đây. Do khả năng mềm dẻo hoá trong các thao tác của mình, năm 1970 Intel – 4004 đã trở thành bộ vi xử lý đầu tiên trên thị trường thế giới. Intel - 4004 là bộ vi xử lý 4 bits song song, được chế tạo theo quy trình công nghệ MOS kênh cảm ứng loại P. Thời gian tối thiểu để thực hiện một lệnh là 10,8µs. Năm 1972, hãng Intel cho xuất xưởng bộ vi xử lý có tên gọi là Intel – 8008. Kiểu này vẫn được chế tạo theo công nghệ PMOS nhưng là laọi 8 bits song song. Bộ vi xử lý này là CPU của máy tính MICRAL do Pháp chế tạo. Đến đây, hàng loạt các hãng điện tử nổi tiếng hàng đầu của hế giới như National, Rockwell, đã nhanh chóng đi vào công nghệ sản xuất và chế tạo các bộ vi xử lý.

Năm 1974, hãng Intel cho ra đời bộ vi xử lý 8080 – 8 bits song song được chế tạo theo công nghệ NMOS với thời gian thực hiện một lệnh là 2µs, đã đánh dấu một bước tiến lớn trên con đường làm chủ tốc độ xử lý tin của kỹ thuật điện tử hiện đại. Các hãng khác cũng cho ra đời những bộ vi xử lý có tín năng tương ứng: 6800 (Motorola), 8080 (Texas Intrusment), Năm 1978, laọi 8080 được cải tiến thành loại 8085. Lúc này đã xuất hiện những máy tính mini sử dụng các bộ vi xử lý nói trên. Theo đà đó các thông số cơ bản của bộ vi xử lý ngày càng cải thiện: tốc độ nagỳ càng cao (các bộ vi xử lý hiện đại của Intel đã đạt tới tốc độ 500 – 800 MHz), độ rộng kênh thông tin ngày càng lớn (các bộ vi xử lý hiện đại của Intel có kênh dữ liệu 16/32/64 bit). Điều đó đã giúp cho bài toán thiết kế các hệ vi xử lý chuyên dụng với tính năng rộng lớn trở nên dễ dàng hơn.
Một hệ vi xử lý được thiết kế tối thiểu bao gồm một bộ vi xử lý (đây là khối điều khiển trung tâm), một bộ nhớ RAM, một bộ nhớ cố định ROM và các cổng vào ra số liệu cùng những thiế bị ngoại vi cần thiết. Một hệ vi xử lý tối đa khôngcó giới hạn về số lượng thành phần, về chức năng thực hiện và về quy mô ứng dụng.
Ngày nay, những ứng dụng của vi điều khiển đã đi sâu vào đời sống sinh hoạt và sản xuất của con người, là một phần tất yếu không thể thiếu trong đời sông hiện đại. Thế kỷ 21 được xem là thế kỷ của khoa học công nghệ, là thế kỷ mà máy móc được thiết kế và lập trình một cách tự động để thay thế các hoạt động của con người trong sản xuất, cũng như để phục vụ các công việc trong sinh hoạt. Trong một cuộc sống mang tính tự động hoá cao thì các mạch vi xử lý như là một công cụ đắc lực, quan trọng , hỗ trợ cho con người thực hiện nhu cầu ngày càng cao và càng hoàn thiện của mình.

Đang là sinh viên ngồi trên ghế nhà trường, cơ hội tiếp cận, học tập những công nghệ tiên tiến, hiện đại chưa nhiều, nên trong quá trình tự học và nghiên cứu, nhóm chúng em đã cố gắng tìm hiểu về bộ vi xử lý, cũng như các ứng dụng của nó trong các hệ vi xử lý.
Với những gì nghiên cứu được, nhóm chúng em đã làm thực hành ứng dụng thông qua việc thiết kế đồng hồ điện tử. Cấu trúc chính của đồng hồ điện tử bao gồm bộ vi xử lý AT89S52 kết hợp với các IC giải mã 74LS138, hiển thị bằng LED 7 thanh với nguồn cung cấp là 5V.